CN112439239B - 一种用于过滤液体的滤芯及净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于过滤液体的滤芯，包括：第一过滤介质、第二过滤介质以及滤芯主体；所述滤芯主体为圆柱状且外表面形成多个沿轴向平行分布的褶峰，相邻所述褶峰形成开设有若干芯孔的褶谷，所述褶峰形成具有若干第三过滤孔的第三过滤层且表面设有若干由聚硅烷材料组成的反应点，所述第一过滤介质与所述第二过滤介质的侧部均附着聚硅烷薄膜。本发明揭示的一种用于过滤液体的滤芯，通过在滤芯内部植入光源体，使其具备从内部发生光催化分解反应，在外界的反应条件下，做到自身净化的效果，提高了过滤滤芯的使用效率以及使用寿命。

Description

一种用于过滤液体的滤芯及净化方法

技术领域

本发明涉及一种过滤器材以及环保净化领域，更具体涉及一种用于过滤液体的滤芯及净化方法。

背景技术

滤芯是过滤行业的专业名词，作为液体处理过程中的过滤器材，得到了普遍应用。为了净化原生态的资源和资源的再利用，而需要的净化设备，现在滤芯主要用在油过滤、空气过滤、水过滤等过滤行业。除去液体或者空气中少量固体颗粒的，可保护设备的正常工作或者空气的洁净，当流体进入置有一定规格滤网的滤芯后，其杂质被阻挡，而清洁的流物通过滤芯流出。 液体滤芯使液体（包括油、水等）使受到污染的液体被洁净到生产、生活所需要的状态，也就是使液体达到一定的洁净度。

由于滤芯的过滤面积和滤芯体积为一对矛盾，无法同时得到满足，于是产生了折叠滤芯的结构。如中国专利号为CN200920114575.0的名称为一种折叠滤芯的实用新型专利，包括内部的中心管、外部的外壳、上密封端板、下密封端板以及中间夹有的滤膜，中心管与外壳为密布开孔的圆筒，上下密封端板与外壳、中心管焊合，并且下密封端板中心开孔，与中心管连通。滤膜是经高低谷折叠方式成形的，即以低谷一峰一高谷一峰一低谷的形式循环折叠，然后绕在中心管上，内侧是低谷，外侧是峰，两者中间的是高谷，工作时，滤液依次流经外壳、滤膜、中心管，然后从下端流出，完成整个过滤过程，本实用新型的折叠滤芯，虽然滤芯的空间利用率较高、过滤表面积较大、过滤流速较快，但为了保持折叠滤芯的折间强度，在滤芯上设有圆筒状的中心管和外壳，使得滤芯存在加工装配复杂、成本较高、在利用率上和普通滤芯相同，相比之下，性价比却很低，限制了滤芯的使用和推广，无法做到节能环保的重复多次使用。

有鉴于此，有必要对现有技术中的过滤材料予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于公开一种用于过滤液体的滤芯及净化方法，用以实现对滤芯本身的净化处理，更好的保证滤芯的过滤性能，实现高利用率的使用价值。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于过滤液体的滤芯，包括：第一过滤介质、第二过滤介质以及滤芯主体；

所述滤芯主体为圆柱状且外表面形成多个沿轴向设置且平行分布的褶峰，所述相邻褶峰形成开设有若干芯孔的褶谷，所述第一过滤介质与第二过滤介质依次以螺旋的方式缠绕褶峰顶端并形成第一过滤层与第二过滤层，所述第二过滤层位于第一过滤层与滤芯主体之间且具有若干第二渗透孔，所述第一过滤层位于最外部且具有若干第一渗透孔，所述褶峰形成具有若干第三过滤孔的第三过滤层且表面设有若干由聚硅烷材料组成的反应点，所述第一过滤介质与所述第二过滤介质的侧部均附着聚硅烷薄膜。

作为本发明的进一步改进，所述第一过滤介质与第二过滤介质均为多股纤维捻合形成且呈线状。

作为本发明的进一步改进，所述第一过滤介质与第二过滤介质为扁平的薄带。

作为本发明的进一步改进，所述第一过滤介质与所述第二过滤介质具有的聚硅烷薄膜呈螺旋排布，且部分聚硅烷薄膜表面掺杂光敏剂粉末。

作为本发明的进一步改进，所述第一过滤介质为粗过滤介质，包括化学纤维，所述第二过滤介质为细过滤介质，包括玻璃纤维。

作为本发明的进一步改进，所述相邻褶峰形成由滤芯主体外部向内部收缩的容腔。

作为本发明的进一步改进，还包括设在滤芯主体上端并与滤芯主体上端部固定连接的上封盖和设在滤芯主体下端的并与滤芯主体下端部固定连接的下封盖。

作为本发明的进一步改进，所述上封盖与下封盖均为圆盘状，所述上封盖贴合滤芯主体的一侧与下封盖贴合滤芯主体的一侧的外边缘均设有环形凹槽，所述环形凹槽的宽度与褶峰高度相适配。

作为本发明的进一步改进，所述上封盖背离滤芯主体的一侧形成凹陷部，所述凹陷部内安装把手，所述把手与上封盖齐平。

本发明还提供了一种滤芯的净化方法：

步骤S1：将滤芯预先放置于容器罐中并向其中通入悬浮有二氧化钛粉末的导电溶液，使所述滤芯的过滤层内分布有二氧化钛粉末；

步骤S2：将通过步骤S1处理的滤芯两端接入正负极，并能够形成电势差，所述聚硅烷在电势差的作用下发出紫外光并持续一段时间，实现所述过滤层内的污物在二氧化钛和紫外光的催化反应下被降解；

步骤S3：利用水泵向所述装有滤芯的容器罐内进行多次注射与抽取具有二氧化钛粉末的水，利用水的流动压力对过滤层内的污物进行清洗。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3增加在超声波条件下对滤芯进行振动清洗的过程。

作为本发明的进一步改进，所述下封盖开设有出口端，所述液体依次经第一过滤孔、第二过滤孔、芯孔而进入滤芯主体内部并通过出口端流出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）第一过滤介质、第二过滤介质以及滤芯主体三者组合式的结构，增强了过滤效果，尤其是滤芯主体的褶峰的设置，形成开设有芯孔的褶谷，增大了液体流动通过滤芯主体内部的压强，解决了某类黏性强的液体流动性差的问题。

（2）第一过滤介质和第二过滤介质表面涂覆的聚硅烷薄膜，以及在褶峰侧面涂覆的由聚硅烷材料组成的反应点，由于聚硅烷电致发光的特性，在给滤芯通电的情况下，聚硅烷薄膜相当于光源体，在滤芯结构的内部提供紫外线光源，通过将具有紫外线光源的滤芯浸泡在具有二氧化钛的水溶液中，在二氧化钛、紫外线以及滤芯本身的污染物三者共存的条件下，滤芯自身具有了从内到外的净化处理功能，实现了滤芯的可重复使用，提高了滤芯的使用率和使用价值。

（3）在折叠式的滤芯主体外表面螺旋缠绕第一过滤介质和第二过滤介质，增大了滤芯的工作强度，折叠式结构的褶峰提高了滤芯的处理效果与处理量。

（4）由于螺旋流层和更深地渗透进滤芯的可能性，能获得过滤介质的更均匀的负荷、压差的更低上升以及过滤器更高的使用寿命。因为分别使用大的过滤介质表面和大的过滤介质容积，所以有更快速的过滤。因此，被过滤的颗粒物不仅在最远的过滤介质位置上被捕获从而快速达到过滤介质的最大的颗粒物吸附能力，而且颗粒物也能用大的过滤介质容积分离，使得整个滤芯的颗粒物吸附能力增加。而且，通过使用两种不同浓度的过滤介质，过滤性能提高。因为螺旋结构产生足够的稳定性，因此不需要栅格或相似物。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为本发明一种用于过滤液体的滤芯的立体图；

图2为图1中的滤芯主体结构示意图；

图3为本发明一种用于过滤液体的滤芯实施例二的主视示意图，且忽略上端盖与下端盖以及把手。

图中：1、滤芯主体；2、褶峰；3、褶谷；5、第一过滤层；6、第二过滤层；7、第三过滤层；8、容腔；9、上封盖；10、下封盖；11、凹陷部；12、把手。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一：

请参图1至图2所示出的本发明一种用于过滤液体的滤芯的一种具体实施方式。

在本实施方式中，一种用于过滤液体的滤芯，包括：第一过滤介质、第二过滤介质以及滤芯主体1；滤芯主体1为圆柱状且外表面形成多个沿轴向设置且平行分布的褶峰2，所述相邻褶峰2形成开设有若干芯孔的褶谷3，所述第一过滤介质与第二过滤介质依次以螺旋的方式缠绕褶峰2顶端并形成第一过滤层5与第二过滤层6，所述第二过滤层6位于第一过滤层5与滤芯主体1之间且具有若干第二渗透孔，所述第一过滤层5位于最外部且具有若干第一渗透孔，所述褶峰2形成具有若干第三过滤孔的第三过滤层7且表面设有若干由聚硅烷材料组成的反应点，所述第一过滤介质与所述第二过滤介质的侧部均附着聚硅烷薄膜。

具体的，第一过滤介质与第二过滤介质采用不同的材料形成的过滤层，作为初次过滤和二次过滤的作用，位于外部的第一过滤介质形成的第一过滤层5的效果最差，只起到过滤液体中较大分子杂质的作用，而第二过滤介质形成的第二过滤层6的效果相对较好，对液体中稍小的颗粒也起到一定的过滤，第一过滤介质与第二过滤介质以螺旋方式的缠绕滤芯主体1做到叠合使用，提高了过滤效果的同时，保证了滤芯的强度结构不易受到流体的冲击而产生结构损坏的可能性。参图2所示，在滤芯主体1的外表面沿轴向平行布置的褶峰2使得滤芯主体1形成第三过滤层7的过滤面积呈折叠式，折叠的滤芯主体1发散多褶的设计，使滤芯在相同体积下，拥有较大面积的过滤面，使滤芯的处理量更大，过滤寿命更长，但由于折叠的滤芯主体1的褶高较高，在大流量使用时褶与褶之间易遭流体挤压变形而造成过滤面堵塞，减少了处理量，降低了过滤质量，在滤芯主体1的圆柱状表面缠绕线，固定了滤芯主体1的褶层，增加了滤芯主体1的结构强度，缠绕线使滤芯主体1不易变形，又能作为滤芯主体1的预过滤层，减轻滤芯主体1的过滤负担，提高滤芯主体1的处理量，滤芯的寿命延长，降低了投资和人力成本。增大了过滤的比表面积，做到了对流动液体的第三次过滤，同时褶峰2与褶谷3的结构形成由外向内收缩的容腔8，增大了流动液体的流动压强，确保了流动性，褶谷3开设有若干芯孔，在一定程度上避免产生堵塞的问题。第一渗透孔的孔径大于第二渗透孔的孔径，所述第三过滤孔与芯孔孔径均大于第二渗透孔的孔径，可以保证在实现过滤效果增大的同时，增强流动性。在第三过滤层7表面以涂覆的方式设有若干分布均匀的由聚硅烷材料组成的反应点，为滤芯主体1的表面提供了催化反应的反应光源，而在第一过滤介质与第二过滤介质的侧部选择附着聚硅烷薄膜，既利用了聚硅烷薄膜的防水性，又利用了聚硅烷薄膜在通电情况下可发光的特性，为滤芯自身的催化功能提供完善的反应前提和必要条件。同时保证了本发明一种用于过滤液体的滤芯的过滤性能。

在本实施例中，参考图1所示，第一过滤介质与第二过滤介质均为多股纤维捻合形成且呈线状。一方面可以增强滤芯的结构，使得滤芯在使用过程中本身变得更加牢固；另一方面以多股纤维捻合成的线状缠绕滤芯主体1形成滤芯主体1外部的第一和第二过滤层6，可过滤液体中的悬浮颗粒物以及杂质，对液体具有较高的净化作用。通过选择控制第一过滤介质与第二过滤介质的材质，以根据不同过滤对象，实现滤芯与过滤对象相容性的问题，同时线状组合的过滤层具有流动性好的特点。线状组合成的过滤层可通过缠绕方式形成内紧外松的结构，从而使得第一过滤孔与第二过滤孔形成过滤孔径外大内小的结构，具有良好的过滤特性，流量大、压力小、使用寿命长，能有效去除液体中的悬浮物、颗粒等杂质，节能高效。

第一过滤介质与所述第二过滤介质具有的聚硅烷薄膜呈螺旋排布，且部分聚硅烷薄膜表面掺杂光敏剂粉末。具体的，在第一过滤介质与第二过滤介质的侧部附着一层聚硅烷薄膜，附着宽度不小于第一过滤介质与第二过滤介质直径的三分之一，确保在通电下的聚硅烷薄膜发射出的紫外线光尽可能的照射第一过滤介质与第二过滤介质的表面积，使得滤芯在二氧化钛液体中能够充分的完成整个过滤面积的氧化分解，做到自身净化处理的完善性与完整性。掺杂的光敏剂粉末可以提高聚硅烷薄膜的发光强度。光敏剂又称增感剂，敏化剂，光交联剂，在光化学反应中，把光能转移到一些对可见光不敏感的反应物上以提高其感光性能。光敏剂颗粒包括玫瑰红、劳式紫、酞箐燃料。光敏引发剂因吸引辐射能的不同，可分为紫外光引发剂（吸收紫外光区250～420nm）和可见光引发剂（吸收可见光区400～700nm）。使用玫瑰红、劳式紫、酞箐燃料等光敏化材料对二氧化钛表面进行光敏化处理，即将上述光敏化材料通过化学吸附或物理吸附固定于二氧化钛表面，与其形成复合物，实现对二氧化钛的光敏化。在复合物吸收光子被激发后，只要活性物质的激发态电势比二氧化钛半导体导带电势更负，就可能将激发产生的电子注入到半导体的导带，扩大了二氧化钛的激发波长范围，提高光催化活性。

具体的，在本实施例中，第一过滤介质为粗过滤介质，包括化学纤维，所述第二过滤介质为细过滤介质，包括玻璃纤维。过滤对象首先通过由粗过滤介质组合成的第一过滤层5，然后通过由细过滤介质组合形成的第二过滤层6，在过滤的开始便做到了多级过滤。通过使用两种不同浓度的过滤介质，实现分离过滤，过滤性能得以提高。作为本实施例的示意，过滤介质可以但不限于化学纤维线和玻璃纤维线，还可以替换使用丙纶线、脱脂棉线组合。依过滤液体的性质而选定过滤材质。

在本实施例中，参图，所述相邻褶峰2形成由滤芯主体1外部向内部收缩的容腔8。所述容腔8通过两端的压力差，增加了液体的流动性，提高了过滤的速度，同时为内置光源提供了空间，在褶峰2的表面设有的由聚硅烷材料形成的反应点，在容腔8内可最大范围的提供紫外线的照射面积，实现了滤芯在特定条件下依靠自身催化的可能性，并将催化效果提升到最佳，保证了滤芯的使用率以及滤芯长久使用的价值。

参图1，在本实施例中还包括设在滤芯主体1上端并与滤芯主体1上端部固定连接的上封盖9和设在滤芯主体1下端的并与滤芯主体1下端部固定连接的下封盖10。所述上封盖9与下封盖10均为圆盘状，所述上封盖9贴合滤芯主体1的一侧与下封盖10贴合滤芯主体1的一侧的外边缘均设有环形凹槽，所述环形凹槽的宽度与褶峰2高度相适配。所述上封盖9背离滤芯主体1的一侧形成凹陷部11，所述凹陷部11内安装把手12，所述把手12与上封盖9齐平。

具体的，上封盖9与下封盖10均呈相同大小的圆盘状，且为一次注塑成型的塑料构件，加工简单，成本低廉，上封盖9背离滤芯主体1的一侧形成的凹陷部11供把手12容纳，同时又起到节省空间的作用，除此之外，凹陷部11的设置使薄形圆盘上封盖9在保持结构强度的同时又减轻了重量。所述把手12的设计呈倒U型或半圆形，把手12既可容纳于凹陷部11，又可以翻转使得把手12与上封盖9垂直。容纳于凹陷部11时，把手12的顶点与上封盖9齐平，做到了对把手12的保护以及有利于滤芯的保管以及运输；把手12与上封盖9垂直时，方便滤芯的安装和替换操作，总之滤芯的外形更加美观。上封盖9与下封盖10环形凹槽的设置，环形凹槽的宽度与褶峰2高度相适配，滤芯主体1的端部放置于环形凹槽内并与环形凹槽相粘接，使得上封盖9与下封盖10与滤芯主体1的装配更加牢固。

一种滤芯的净化方法：

步骤S1：将滤芯预先放置于容器罐中并向其中通入悬浮有二氧化钛粉末的导电溶液，使所述滤芯的过滤层内分布有二氧化钛粉末；步骤S2：将通过步骤S1处理的滤芯两端接入正负极，并能够形成电势差，所述聚硅烷在电势差的作用下发出紫外光并持续一段时间，实现所述过滤层内的污物在二氧化钛和紫外光的催化反应下被降解；步骤S3：利用水泵向所述装有滤芯的容器罐内进行多次注射与抽取具有二氧化钛粉末的水，利用水的流动压力对过滤层内的污物进行清洗。

所述下封盖10开设有出口端，所述液体依次经第一过滤孔、第二过滤孔、芯孔而进入滤芯主体1内部并通过出口端流出。上封盖9为密封结构，下封盖10开设有出口端，过滤的对象依次经第一过滤层5，第二过滤层6，折叠式的滤芯主体1所具有的第三过滤层7以及芯孔进入滤芯主体1的内部并通过位于下方的出口端流出。位于下方的出口端减轻了滤芯的压力，对滤芯起到一定的保护，同时也促进了液体的流动，防止黏性液体无法从滤芯内部排除，造成使用上的阻碍，降低了滤芯的过滤效能。

实施例二：

参图3所示，在本实施例所揭示的一种用于过滤液体的滤芯，其与实施例一相比，主要区别在于，在本实施例中，第一过滤介质与第二过滤介质为扁平的薄带。具体的，从滤芯主体1的上端部沿圆柱状表面向下螺旋缠绕至滤芯主体1的下端面，所述层与层之间的薄带紧密贴合，薄带的宽度为20mm，每圈薄带的环状平面与滤芯主体1的轴线垂直。

本实施例中的其它部分与实施例一相同，在此不再赘述。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种用于过滤液体的滤芯，其特征在于，包括：第一过滤介质、第二过滤介质以及滤芯主体；

所述滤芯主体为圆柱状且外表面形成多个沿轴向设置且平行分布的褶峰，相邻所述褶峰形成开设有若干芯孔的褶谷，所述第一过滤介质与第二过滤介质依次以螺旋的方式缠绕褶峰顶端并形成第一过滤层与第二过滤层，所述第二过滤层位于第一过滤层与滤芯主体之间且具有若干第二渗透孔，所述第一过滤层位于最外部且具有若干第一渗透孔，所述褶峰形成具有若干第三过滤孔的第三过滤层且表面设有若干由聚硅烷材料组成的反应点，所述第一过滤介质与所述第二过滤介质的侧部均附着聚硅烷薄膜；

所述第一过滤介质与第二过滤介质均为多股纤维捻合形成且呈线状；

所述第一过滤介质与所述第二过滤介质具有的聚硅烷薄膜呈螺旋排布，且部分聚硅烷薄膜表面掺杂光敏剂粉末。

2.根据权利要求1所述的用于过滤液体的滤芯，其特征在于，所述第一过滤介质为粗过滤介质，包括化学纤维，所述第二过滤介质为细过滤介质，包括玻璃纤维。

3.根据权利要求2所述的用于过滤液体的滤芯，其特征在于，相邻所述褶峰形成由滤芯主体外部向内部收缩的容腔。

4.根据权利要求3所述的用于过滤液体的滤芯，其特征在于，还包括设在滤芯主体上端并与滤芯主体上端部固定连接的上封盖和设在滤芯主体下端的并与滤芯主体下端部固定连接的下封盖。

5.根据权利要求4所述的用于过滤液体的滤芯，其特征在于，所述上封盖与下封盖均为圆盘状，所述上封盖贴合滤芯主体的一侧与下封盖贴合滤芯主体的一侧的外边缘均设有环形凹槽，所述环形凹槽的宽度与褶峰高度相适配，所述上封盖背离滤芯主体的一侧形成凹陷部，所述凹陷部内安装把手，所述把手与上封盖齐平。

6.一种如权利要求1所述滤芯的净化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：将滤芯预先放置于容器罐中并向其中通入悬浮有二氧化钛粉末的导电溶液，使所述滤芯的过滤层内分布有二氧化钛粉末；

步骤S2：将通过步骤S1处理的滤芯两端接入正负极，并能够形成电势差，所述聚硅烷在电势差的作用下发出紫外光并持续一段时间，实现所述过滤层内的污物在二氧化钛和紫外光的催化反应下被降解；

步骤S3：利用水泵向装有滤芯的所述容器罐内进行多次注射与抽取具有二氧化钛粉末的水，利用水的流动压力对过滤层内的污物进行清洗。

7.根据权利要求6所述的净化方法，其特征在于，所述步骤S3增加在超声波条件下对滤芯进行振动清洗的过程。

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