CN115869769A - 高填充密度的大通量折叠滤芯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高填充密度的大通量折叠滤芯，在将滤芯的骨架结构设置成同轴的四边形结构的同时使折叠滤膜的折面与相邻骨架结构所在平面相垂直，提升了滤芯外壳和滤芯中心管之间折叠滤膜的充填率，充分利用了滤芯的内部空间；另外，采用上述方式设置的折叠滤膜，便于对折叠滤膜的褶峰数量进行调控，从而实现不影响水流阻力的同时有效提升折叠滤膜的有效过滤面积，实现了更高的过滤通量，有效提升了过滤效率。特别地，本发明提出的折叠滤芯在填充于过滤器中时，有效降低了滤芯之间的间距，增大了有限空间内滤芯的设置个数，提高了整个过滤器的过滤面积。

Description

高填充密度的大通量折叠滤芯

技术领域

本发明涉及过滤分离技术领域，尤其涉及一种高填充密度的大通量折叠滤芯。

背景技术

折叠滤芯是通过将过滤介质如微孔膜用打折机打褶、滤材边封、固定内芯外罩、端盖封装等流程制作成柱形，最终形成具有较高过滤面积的多折折叠滤芯组件；在压力推动下，被过滤流体通过过滤膜表面，被过滤的颗粒性微粒、大分子物质等被截留于表面，形成滤饼层，流体透过滤饼层及过滤膜后得到净化后流体。上述过程中，影响过滤效率的主要是滤芯的有效过滤面积，折叠滤芯中填充的滤膜的面积越大，过滤通量越大。

现有技术中，申请号为201910883891.2，公开日期为2019年12月6日，名称为“一种折叠滤芯”的专利中公开了一种折叠滤芯，包括中心杆，外壳和位于两者间的褶状滤膜，每个褶具有靠近中心杆侧的褶谷，靠近外壳侧的褶峰及由褶谷延伸至褶峰的第一腿和第二腿，与中心杆间隔开的褶谷为第一褶谷，与中心杆接触的褶谷为第二褶谷，与外壳间隔开的褶峰为第一褶峰，与外壳接触的褶峰为第二褶峰。第一褶谷和第一褶峰的存在，增大了滤芯的过滤面积。但是，上述技术方案中将褶状滤膜以弧形排布的方式设置在滤芯内部，一方面，第一褶谷和第一褶峰的存在难以完全填充满滤芯内部，第一褶谷和第一褶峰之外还留有难以填充的空间，进而难以确保滤膜高效填充在滤芯内部，造成滤芯内部空间利用率不够，滤芯整体的有效过滤面积不足；另一方面，采用弧形分布的褶状滤膜当受到来自液体的冲击力时，易发生变形，造成滤芯的有效过滤面积下降。

有鉴于此，有必要设计一种改进的高填充密度的大通量折叠滤芯，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高填充密度的大通量折叠滤芯。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种高填充密度的大通量折叠滤芯，包括滤芯外壳、设置于所述滤芯外壳的内部的滤芯中心管及分别设置于所述滤芯外壳的两端的滤芯上端盖和滤芯下端盖；

所述滤芯外壳和所述滤芯中心管为同轴的四边形结构，所述滤芯外壳和所述滤芯中心管之间的区域设有折叠滤膜；

所述滤芯上端盖上设有滤芯出液口，所述滤芯外壳上设有供待处理液体进入到所述折叠滤芯的内部的开口。

优选的，所述折叠滤膜上形成若干凸出的高度一致的褶峰，所述褶峰所在的折面垂直于相邻所述滤芯外壳所在的平面，且相邻两个所述折面之间的距离相等。

优选的，两个相邻所述折面之间无限靠近，所述褶峰的高度为0.5-5cm。

优选的，所述滤芯外壳和所述滤芯中心管上相对的两条边之间通过连接部进行连接，所述折叠滤膜设置于所述滤芯外壳、所述滤芯中心管及所述连接部三者构成的区域之间。

优选的，所述滤芯中心管与所述滤芯外壳的截面直径之比为0.2-0.85。

优选的，所述折叠滤膜由至少一层过滤膜层和设置于所述过滤膜层的上下表面的导流层组成。

优选的，所述折叠滤膜上靠近所述滤芯上端盖和所述滤芯下端盖的两端与所述滤芯中心管的端部所在平面共面。

优选的，所述滤芯出液口为自所述滤芯上端盖上远离所述滤芯中心管的一侧向外凸出形成，且所述滤芯出液口的设置位置与所述滤芯中心管相对应。

优选的，所述滤芯中心管和所述连接部的壁面上设有所述开口。

优选的，所述滤芯下端盖为不透液透气的平面。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的高填充密度的大通量折叠滤芯，在将滤芯的骨架结构设置成同轴的四边形结构的同时使折叠滤膜的折面与相邻骨架结构所在平面相垂直，提升了滤芯外壳和滤芯中心管之间折叠滤膜的充填率，充分利用了滤芯的内部空间；另外，采用上述方式设置的折叠滤膜，便于对折叠滤膜的褶峰数量进行调控，从而实现不影响水流阻力的同时有效提升折叠滤膜的有效过滤面积，在保证过滤效率的同时，实现了更高的过滤通量。

2、本发明提供的高填充密度的大通量折叠滤芯，通过使折叠滤膜的褶峰垂直设置于滤芯外壳和滤芯中心管之间的区域，当待处理液体进入到滤芯内部时，液体流入相邻褶峰之间的区域，由于此时液体的流动方向与褶峰的设置方向相平行，不仅能够避免使用过程中褶峰在液体的流动下发生变形，还可降低折叠滤膜对液体的过滤阻力，利于液体流过，实现了低能耗、低阻力过滤的目的；同时，采用本发明提出的方式将折叠滤膜设置于滤芯外壳和滤芯中心管，可使褶峰与褶峰之间尽可能靠近，使滤膜在滤芯中的高密度排布，实现了滤芯内部空间的有效利用，从整体上提升了滤芯内滤膜的总面积，为高效过滤提供了一种有效的方式。通过上述方式，有效解决了现有技术中在圆形滤芯内以弧形排布设置滤膜时，存在的滤膜稳定性不足和有效过滤面积低的缺陷。

3、本发明提供的高填充密度的大通量折叠滤芯，通过将滤芯的骨架结构设置成同轴的四边形结构，同时将滤膜以特定的方式进行折叠，有效解决了现有技术中将滤膜以弧形排布的方式设置时，滤膜无法完全填充满滤芯内部，造成滤芯内部空间利用率不够，滤芯整体的有效过滤面积不足的问题；其次，以四边形结构存在的滤芯在填充于过滤器中时，有效降低了滤芯之间的间距，增大了有限空间内滤芯的设置个数，提高了整个过滤器的过滤面积。

附图说明

图1为本发明的高填充密度的大通量折叠滤芯的结构示意图；

图2为本发明的高填充密度的大通量折叠滤芯的拆解图；

图3为图1中沿垂直于滤芯中心管方向得到的剖面图；

图4为图2的滤芯中心管和连接部的结构示意图；

附图标记如下：

1、折叠滤膜；2、滤芯外壳；3、滤芯中心管；4、滤芯上端盖；5、滤芯下端盖。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1至图4所示，本发明提供的高填充密度的大通量折叠滤芯，包括滤芯外壳2、设置于滤芯外壳2内部的滤芯中心管3及分别设置于滤芯外壳2两端的滤芯上端盖4和滤芯下端盖5，且滤芯外壳2和滤芯中心管3为同轴的四边形结构，滤芯外壳2和滤芯中心管3之间的区域设有折叠滤膜1；滤芯上端盖4上远离滤芯中心管3的一侧向外凸出形成滤芯出液口，滤芯出液口的设置位置与滤芯中心管3相对应，滤芯下端盖5为不透液透气的平面，阻止液体流入或流出滤芯；滤芯外壳2、滤芯中心管3及滤芯外壳2和滤芯中心管3的连接部上均设有开口，上述开口可作为液体流动的通道。本实施例中的滤芯出液口为圆柱形，开口为四边形，在另一些实施例中也可以设置为其它形状，只要根据实际需要进行设置即可，此处不以此为限。

请参阅图2并结合图3和图4所示，滤芯外壳2和滤芯中心管3上相对的两条边之间通过连接部(图中未示出)进行连接，滤芯中心管3与滤芯外壳2的截面直径之比为0.2-0.85，滤芯外壳2、滤芯中心管3及连接部三者构成的区域之间填充有折叠滤膜1；具体地，滤芯外壳2、滤芯中心管3及连接部三者构成横截面呈“等腰梯形”的结构，折叠滤膜1折叠设置在“等腰梯形”内部，其具体的设置方式如图3所示，折叠滤膜1的两端与滤芯中心管3的端部所在平面共面，折叠滤膜1由至少一层过滤膜层和设置于过滤膜层的上下表面的导流层组成；折叠滤膜1上形成若干凸出的高度一致的褶峰，相邻两个褶峰之间的间距相等，褶峰所在的折面与相邻的滤芯外壳2所在平面相垂直，且相邻折面之间无限靠近，褶峰的高度为0.5-5cm，在该条件下利于保持滤芯使用过程中褶峰的形态稳定性，避免因受到液体流动时的冲击力而发生变形，影响整个滤芯的有效过滤面积。通过上述设置，增大了滤芯外壳2和滤芯中心管3之间设置的折叠滤膜1的面积；其次，使折叠滤膜1的折面与相邻的滤芯外壳2所在平面相垂直，并确保相邻两个折面之间无限靠近，实现了滤芯外壳2和滤芯中心管3之间区域的高效填充，在上述两种作用的共同作用下，有效增大了滤芯的有效过滤面积，提高了滤芯的过滤通量。需要说明的是，为了更好地显示折叠滤芯整体和内部结构的细节，对图2和图4中的折叠滤膜1进行了省略，本领域技术人员应当理解，图2和图4所示的图中相应地设置了折叠滤膜1。

本发明的工作原理：应用本发明提供的高填充密度的大通量折叠滤芯时，待处理液体通过折叠滤芯上的开口进入滤芯内部，随之进入到折叠滤膜1的褶峰之间的区域，此时待处理液体与折叠滤膜1之间充分接触，接触过程中待处理液体中的颗粒物或大分子物质被截留于折叠滤膜1表面，而净化后的液体穿过折叠滤膜1到达滤芯中心管3，并经由滤芯出液口排出。上述过程中，由于折叠滤膜1的褶峰垂直设置于滤芯外壳2和滤芯中心管3之间的区域，因而在待处理液体进入到折叠滤芯内时，液体在滤芯内部的流动方向与褶峰的分布方向平行，液体受到来自折叠滤膜1的过滤阻力较小，同时，紧密设置的褶峰增大了液体与折叠滤膜1之间的接触面积，使液体与折叠滤膜1充分接触，有效提升了过滤效率。特别地，以四边形结构存在的滤芯在填充于过滤器中时，有效降低了滤芯之间的间距，增大了有限空间内滤芯的设置个数，提高了整个过滤器的过滤面积。

综上所述，本发明提供的高填充密度的大通量折叠滤芯，在将滤芯的骨架结构设置成同轴的四边形结构的同时使折叠滤膜的折面与相邻骨架结构所在平面相垂直，提升了滤芯外壳和滤芯中心管之间折叠滤膜的充填率，充分利用了滤芯的内部空间；采用上述方式设置的折叠滤芯，在待处理液体进入到滤芯内部时，液体流入相邻褶峰之间的区域，由于此时液体的流动方向与褶峰的设置方向相平行，降低了折叠滤膜对液体的过滤阻力，利于液体流过，实现不影响水流阻力的同时有效提升折叠滤膜的有效过滤面积，实现了更高的过滤通量，有效提升了过滤效率。通过上述方式，提供了一种结构简单、过滤效率高的高填充密度的大通量折叠滤芯。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高填充密度的大通量折叠滤芯，其特征在于，包括滤芯外壳、设置于所述滤芯外壳的内部的滤芯中心管及分别设置于所述滤芯外壳的两端的滤芯上端盖和滤芯下端盖；

所述滤芯外壳和所述滤芯中心管为同轴的四边形结构，所述滤芯外壳和所述滤芯中心管之间的区域设有折叠滤膜；

所述滤芯上端盖上设有滤芯出液口，所述滤芯外壳上设有供待处理液体进入到所述折叠滤芯的内部的开口。

2.根据权利要求1所述的高填充密度的大通量折叠滤芯，其特征在于，所述折叠滤膜上形成若干凸出的高度一致的褶峰，所述褶峰所在的折面垂直于相邻所述滤芯外壳所在的平面，且相邻两个所述折面之间的距离相等。

3.根据权利要求2所述的高填充密度的大通量折叠滤芯，其特征在于，两个相邻所述折面之间无限靠近，所述褶峰的高度为0.5-5cm。

4.根据权利要求1所述的高填充密度的大通量折叠滤芯，其特征在于，所述滤芯外壳和所述滤芯中心管上相对的两条边之间通过连接部进行连接，所述折叠滤膜设置于所述滤芯外壳、所述滤芯中心管及所述连接部三者构成的区域之间。

5.根据权利要求4所述的高填充密度的大通量折叠滤芯，其特征在于，所述滤芯中心管与所述滤芯外壳的截面直径之比为0.2-0.85。

6.根据权利要求1所述的高填充密度的大通量折叠滤芯，其特征在于，所述折叠滤膜由至少一层过滤膜层和设置于所述过滤膜层的上下表面的导流层组成。

7.根据权利要求1所述的高填充密度的大通量折叠滤芯，其特征在于，所述折叠滤膜上靠近所述滤芯上端盖和所述滤芯下端盖的两端与所述滤芯中心管的端部所在平面共面。

8.根据权利要求1所述的高填充密度的大通量折叠滤芯，其特征在于，所述滤芯出液口为自所述滤芯上端盖上远离所述滤芯中心管的一侧向外凸出形成，且所述滤芯出液口的设置位置与所述滤芯中心管相对应。

9.根据权利要求4所述的高填充密度的大通量折叠滤芯，其特征在于，所述滤芯中心管和所述连接部的壁面上设有所述开口。

10.根据权利要求1所述的高填充密度的大通量折叠滤芯，其特征在于，所述滤芯下端盖为不透液透气的平面。

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