CN109939488A - 一种用于分离流体中颗粒物的流体系统及用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于分离流体中颗粒物的流体系统，至少包括：进口，用于接收流体；第一弧形分离通道，包括第一入液口与第一出液口，所述第一入液口设于所述第一弧形分离通道的一端且与所述进口连通，所述第一出液口设于所述第一弧形分离通道的另一端，包括第一出口和第二出口，其中，第一出口相比第二出口远弧形圆心；动力组件，包括第一驱动泵和第二驱动泵，所述第一驱动泵和第二驱动泵分别驱动来自所述第一出口的流体及来自所述第二出口的流体流动。本发明所述的用于分离流体中颗粒物的流体系统，分离效果好，成本低，适于小型化。

Description

一种用于分离流体中颗粒物的流体系统及用途

技术领域

本发明涉及流体处理领域，特别是涉及一种用于分离流体中颗粒物的流体系统及用途。

背景技术

在进行流体分析前，例如在检测水中某种物质的含量前，为了避免大量颗粒物对检测造成干扰，需要对流体预先进行处理，以降低水的浊度，使分析更为准确。粒径较大的颗粒可以采用滤网进行去除，但该方式很难去除粒径较小的颗粒。使用传统的过滤装置如(筛网、PP过滤器，不锈钢过滤器等)需要定时清理过滤装置或更换滤芯，在使用中增加了维护成本。

目前采用的去除方法主要有过滤法或电化学沉淀法。这些方法成本较高，不适于用于水体的前处理，且在小型化时应用效果不佳。目前急需一种低成本、可小型化、效果好、免维护的分离颗粒物的流体装置。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于分离流体中颗粒物的流体系统及用途。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于分离流体中颗粒物的流体系统，所述流体系统至少包括：

进口，用于接收流体；

第一弧形分离通道，包括第一入液口与第一出液口，所述第一入液口设于所述第一弧形分离通道的一端且与所述进口连通，所述第一出液口设于所述第一弧形分离通道的另一端，包括第一出口和第二出口，其中，第一出口相比第二出口远弧形圆心；

动力组件，包括第一驱动泵和第二驱动泵，所述第一驱动泵和第二驱动泵分别驱动来自所述第一出口的流体及来自所述第二出口的流体流动。

本发明第二方面提供前述用于分离流体中颗粒物的流体系统，在水过滤中的用途。

本发明第三方面提供一种水过滤的方法，为采用前述用于分离流体中颗粒物的流体系统进行过滤。

本发明通过第一弧形分离通道的离心力的作用，使流体中的颗粒物从流体中分离。当所述颗粒物流经所述第一弧形分离通道时，管状收缩效应导致所述颗粒物流入一个管状带中。离心力扰乱了所述管状带(例如迫使所述管状带中的颗粒物以偏离所述通道中心的方式流动)。从而导致包含所述颗粒物的管状带在惯性的作用下向通道外圈移动。因此将所述颗粒物集中和压缩在一个窄带内进行富集，实现了流体与颗粒物的分离。

如上所述，本发明的用于分离流体中颗粒物的流体系统及用途，具有以下有益效果：

本发明所述的用于分离流体中颗粒物的流体系统，分离效果好，成本低，适于小型化。由于该通道截面积小，一次处理水量在500mL/min以内，因此特别适合小型化、小水量的使用场景。

附图说明

图1显示为本发明的用于分离流体中颗粒物的流体系统平面结构示意图。

图2显示为本发明的用于分离流体中颗粒物的流体系统立体结构示意图。

图3显示为本发明实例中出水浊图，其中蓝色表示第四出口的出水(内圈浊度)，绿色表示第三出口的出水(外圈浊度)。

图4显示为本发明实例中第四出口的出水粒度图。

图5显示为本发明实例中第三出口的出水粒度图。

图6显示为本发明实例中0.45微米滤膜抽滤效果图。

元件标号说明

1 进口

2 初级过滤组件

3 第一弧形分离通道

4 第一出口

5 第二出口

6 第一驱动泵

7 第二驱动泵

8 第二入液口

9 第二弧形分离通道

10 第三出口

11 第四出口

12 净水箱

13 废水箱

14 抽水泵

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1和图2所示，本发明提供一种用于分离流体中颗粒物的流体系统，所述流体系统至少包括：

进口1，用于接收流体；

第一弧形分离通道3，包括第一入液口与第一出液口，所述第一入液口设于所述第一弧形分离通道3的一端且与所述进口连通，所述第一出液口设于所述第一弧形分离通道3的另一端，包括第一出口4和第二出口5，其中，第一出口4相比第二出口5远弧形圆心；

动力组件，包括第一驱动泵6和第二驱动泵7，所述第一驱动泵6和第二驱动泵7分别驱动来自所述第一出口4的流体及来自所述第二出口5的流体流动。保证通道内的水流速度。

所述第一出口出水中包含的颗粒物的最大粒径大于所述第二出口出水中包含的颗粒物的最大粒径。

在一种实施方式中，所述动力组件包括控制器，用于分别控制第一驱动泵6与所述第二驱动泵7。

所述控制器可以为单片机，单片机可以是一个8位最小系统。所述控制器也可以选用不同的品牌和型号，或者更高位数的控制器或处理器。控制器可用于安装相关控制程序。安装相关控制程序后，控制器可根据需要控制第一驱动泵和所述第二驱动泵的泵速。

在一种实施方式中，所述第一驱动泵6与所述第二驱动泵7的泵速不同。

进一步的，所述第一驱动泵6的泵速大于所述第二驱动泵7的泵速。

在一种实施方式中，所第一述驱动泵6的泵速为70-150mL/min，和/或，所述第二驱动泵7的泵速为60-130mL/min。

在一种实施方式中，所述流体系统还包括：

第二弧形分离通道9，包括第二入液口8与第二出液口，所述第二入液口设于所述第二弧形分离通道9的一端且与所述第二出口5连通，所述第二出液口设于所述第二弧形分离通道9的另一端，包括第三出口10和第四出口11，其中，第三出口10相比第四出口11远弧形圆心。

所述第二弧形分离通道用于进一步分离流体中的颗粒物。

在一种实施方式中，所述流体系统还包括初级过滤组件2，设于进口1与第一弧形分离通道3之间，用于过滤流体中的大颗粒物。

在一种实施方式中，所述初级过滤组件2包含过滤器，所述过滤器的滤网的孔径不大于120目。用于防止过大的颗粒物进入空心圆柱分离通道造成堵塞。

在一种实施方式中，所述流体系统还包括净水箱12，用于存储第四出口11排出的流体。

在一种实施方式中，所述流体系统还包括废水箱13，用于收集第一出口和第三出口排出的流体。

在一种实施方式中，所述第一弧形分离通道的圆心角为179°-181°。可选的，为179°、180°、181°。保证颗粒物有足够的路径向外圈扩散，同时不会占用过大的体积。

在一种实施方式中，所述第二弧形分离通道的圆心角为179°-181°。可选的，为179°、180°、181°。保证第二弧形分离器具备充足的路程，使得经第一弧形分离器净化后的液体可以继续被第二弧形分离通道再次分离。

在一种实施方式中，所述第一弧形分离通道3的腔体为弯成弧形的长方体，所述第一弧形分离通道3的腔体高0.4-2mm,宽5-15mm。所述第二弧形分离通道9的腔体为弯成弧形的长方体，所述第二弧形分离通道9的最大内径为高0.4-2mm,宽5-15mm。保证颗粒物可以沿宽的方向外圈移动，同时因为高宽比低，不会在腔体内部产生无序扰动。

在一种实施方式中，所述进口1的进水通过抽水泵14驱动。

本发明还提供前述用于分离流体中颗粒物的流体系统，在水过滤中的用途。

本发明还提供一种水过滤的方法，为采用前述用于分离流体中颗粒物的流体系统进行过滤。

所述水过滤的方法中，分别控制第一驱动泵驱动来自所述第一出口的流体，控制预处理模块中的第二驱动泵驱动来自第二出口的流体流动；优选的，所述第一驱动泵与所述第二驱动泵的泵速不同。

在一种实施方式中，所述第一驱动泵6与所述第二驱动泵7的泵速不同。

进一步的，所述第一驱动泵6的泵速大于所述第二驱动泵7的泵速。

在一种实施方式中，所第一述驱动泵6的泵速为70-150mL/min，和/或，所述第二驱动泵7的泵速为60-130mL/min。

实例

1.用于分离流体中颗粒物的流体系统

一种用于分离流体中颗粒物的流体系统，所述流体系统至少包括：

进口，用于接收流体；

初级过滤组件，用于过滤流体中的大颗粒物，包含过滤器，所述过滤器的滤网的孔径为120目；

第一弧形分离通道，包括第一入液口与第一出液口，所述第一入液口设于所述第一弧形分离通道的一端且与所述进口连通，所述第一出液口设于所述第一弧形分离通道的另一端，包括第一出口和第二出口，其中，第一出口相比第二出口远弧形圆心；

动力组件，包括控制器，第一驱动泵和第二驱动泵，所述第一驱动泵和第二驱动泵分别驱动来自所述第一出口的流体及来自所述第二出口的流体流动。保证通道内的水流速度。控制器分别控制第一驱动泵和第二驱动泵的泵速，所述第一驱动泵的泵速为100mL/min，和，所述第二驱动泵的泵速为85mL/min。

第二弧形分离通道，包括第二入液口与第二出液口，所述第二入液口设于所述第二弧形分离通道的一端且与所述第二出口连通，所述第二出液口设于所述第二弧形分离通道的另一端，包括第三出口和第四出口，其中，第三出口相比第四出口远弧形圆心。

所述第一弧形分离通道的圆心角为180°。

所述第二弧形分离通道的圆心角为180°。

所述第一弧形分离通道的腔体高1mm，宽15mm，所述第二弧形分离通道的腔体高为0.4mm，宽为5mm。

2.应用1中所述的流体系统进行水过滤。

3.测定第三出口和第四出口的出水浊度，利用粒度分析仪对出水粒度进行分析。所述粒度分析仪型号为上海三信TN100浊度仪，按说明书进行操作。

4.结果分析

如图3所示，绿色为第三出口浊度值，蓝色为第四出口浊度值，在不同的总流量条件下，我们可以发现185mL/min可以达到最优效果，第三出口浊度值最大，第四出口浊度值最小，达到最好的分离效果。

第四出口的出水粒度分析如图4所示，可见大多数颗粒物位于20微米左右，第三出口出水粒度分析如图5所示，大多数颗粒物位于1000微米的区间。可以达到分离的效果。

0.45微米滤膜抽滤效果图如图6所示。深色为第三出口出水过滤图，浅色为第四出口出水过滤图，表示经过长期运行后累计效果肉眼可见，绝大多数的颗粒物都从第三出口被分离，只有少量颗粒从第四出口流出。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种用于分离流体中颗粒物的流体系统，其特征在于，所述流体系统至少包括：

进口(1)，用于接收流体；

第一弧形分离通道(3)，包括第一入液口与第一出液口，所述第一入液口设于所述第一弧形分离通道(3)的一端且与所述进口连通，所述第一出液口设于所述第一弧形分离通道(3)的另一端，包括第一出口(4)和第二出口(5)，其中，第一出口(4)相比第二出口(5)远弧形圆心；

动力组件，包括第一驱动泵(6)和第二驱动泵(7)，所述第一驱动泵(6)和第二驱动泵(7)分别驱动来自所述第一出口(4)的流体及来自所述第二出口(5)的流体流动。

2.如权利要求1所述的用于分离流体中颗粒物的流体系统，其特征在于，所述动力组件包括控制器，用于分别控制第一驱动泵(6)与所述第二驱动泵(7)。

3.如权利要求1所述的用于分离流体中颗粒物的流体系统，其特征在于，所述流体系统还包括：

第二弧形分离通道(9)，包括第二入液口(8)与第二出液口，所述第二入液口设于所述第二弧形分离通道(9)的一端且与所述第二出口(5)连通，所述第二出液口设于所述第二弧形分离通道(9)的另一端，包括第三出口(10)和第四出口(11)，其中，第三出口(10)相比第四出口(11)远弧形圆心。

4.如权利要求1所述的用于分离流体中颗粒物的流体系统，其特征在于，还包括初级过滤组件(2)，设于进口(1)与第一弧形分离通道(3)之间，用于过滤流体中的大颗粒物。

5.如权利要求1所述的用于分离流体中颗粒物的流体系统，其特征在于，所述第一弧形分离通道(3)的圆心角为179°-181°。

6.如权利要求3所述的用于分离流体中颗粒物的流体系统，其特征在于，所述第二弧形分离通道(9)的圆心角为179°-181°。

7.如权利要求1-6任一所述的用于分离流体中颗粒物的流体系统，在水过滤中的用途。

8.一种水过滤的方法，为采用权利要求1-6任一所述的用于分离流体中颗粒物的流体系统进行过滤。

9.如权利要求8所述的水过滤的方法，其特征在于，分别控制第一驱动泵驱动来自所述第一出口的流体，控制预处理模块中的第二驱动泵驱动来自第二出口的流体流动；优选的，所述第一驱动泵与所述第二驱动泵的泵速不同。

10.如权利要求9所述的水过滤的方法，其特征在于，所述第一驱动泵的泵速大于所述第二驱动泵的泵速。

11.如权利要求10所述的水过滤的方法，其特征在于，其特征在于，所述第一驱动泵的泵速为70-150mL/min，和/或，所述第二驱动泵的泵速为60-130mL/min。