CN202263478U - 具有滤芯变压功能的过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种既可以阻止待过滤物中的带电粒子吸附到滤芯上，同时又能够提高过滤稳定性的具有滤芯变压功能的过滤装置。该过滤装置其互相绝缘的外壳和滤芯分别与电源的正负极连接形成回路从而在外壳与滤芯之间产生电压，上述回路中设有在过滤时使外壳与滤芯之间的电压逐渐增大的滤芯变压装置。由于过滤装置中产生了可阻碍待过滤物中的带电粒子吸附到滤芯上的电场，在该电场的作用下，待过滤物中的带电粒子始终被排斥在滤芯外，起到防止带电粒子吸附到滤芯上的作用；而随着过滤的进行，这些带电粒子的浓度逐渐升高，导致膜面的浓差极化现象加剧，但由于电场强度逐渐增大，过滤的受控程度相应提高，故过滤稳定性相比于电场强度恒定的情况有所提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种过滤装置。
背景技术
本申请的申请人在CN101721848A的专利文献中提供了一种过滤装置，其基本构思是在滤芯与外壳之间施加微弱、恒定的电压，从而通过库伦力来排斥待过滤溶液中与滤芯带同种电荷的粒子，达到阻止带电粒子吸附到滤芯上的目的。上述文献实际上给出了以下教导：无论待过滤溶液中的带电粒子浓度如何变化，只要使滤芯与待过滤溶液中的带电粒子带同种电荷，就可以起到排斥作用，从而避免滤芯污染。
实用新型内容
本实用新型首先要解决的技术问题是提供一种既可以阻止待过滤物中的带电粒子吸附到滤芯上，同时又能够提高过滤稳定性的过滤方法。
该方法具体为：将待过滤物通过一过滤装置实现气——固或液——固分离的过程中，通过在过滤装置的滤芯与外壳之间施加电压从而使过滤装置中产生可阻碍待过滤物中的带电粒子吸附到滤芯上的电场，并且在这个过程中，所述电场强度逐渐增大。
本申请所说的“过滤稳定性”可由过滤装置进口和出口之间的过滤压差的波动来表征。由于过滤时会在滤芯表面逐渐形成滤饼，因此，为维持恒定的滤过通量，要求不断增加过滤压差，因而，过滤压差随时间变化的曲线应是一条上升曲线。该上升曲线越平直，说明过滤压差的波动越小，过滤稳定性越好；反之则波动越大，过滤稳定性越差。
对于本申请，由于过滤装置中产生了可阻碍待过滤物中的带电粒子吸附到滤芯上的电场，在该电场的作用下，待过滤物中的带电粒子始终被排斥在滤芯外，起到防止带电粒子吸附到滤芯上的作用；而随着过滤的进行，这些带电粒子的浓度逐渐升高，导致膜面的浓差极化现象加剧，但由于电场强度逐渐增大，过滤的受控程度相应提高，故过滤稳定性相比于电场强度恒定的情况有所提高。
作为上述方案的进一步改进，该方法还包括使用反洗液或反冲气对滤芯进行反冲洗的过程，在反冲洗过程中，该电场强度为零。这样，可以避免对滤芯与外壳之间的电压对反冲介质的影响。
作为优选，所述滤芯是由TiAl金属间化合物多孔材料、NiAl金属间化合物多孔材料或FeAl金属间化合物多孔材料制成，且其表面的平均孔径为0.1μm～50μm。
上述材料具有优良的抗电腐蚀性能，不会因加电明显降低使用寿命，这是一般的金属多孔材料所不具备的。另外，由于上述材料的平均孔径仅为0.1μm～50μm，具有较高的过滤精度，被截留下来的小颗粒分子在静电力的作用下凝聚成大分子颗粒，过滤效率随之增加。
本申请其次还要提供一种具有滤芯变压功能的过滤装置，从而随待过滤物中的带电粒子的浓度增加而增大滤芯与外壳之间的电场强度。
该过滤装置其互相绝缘的外壳和滤芯分别与电源的正负极连接形成回路从而在外壳与滤芯之间产生电压，上述回路中设有在过滤时使外壳与滤芯之间的电压逐渐增大的滤芯变压装置。该电压调节装置可通过多种方式实现对外壳和滤芯之间电压的进行调节，比如直接使用的可线性调节电压的电源等。
作为滤芯变压装置的一种具体结构，所述滤芯变压装置由串联的电容和电感构成，所述电容的一端与电源一极连接，另一端与电感连接，电感的一端与滤芯连接，所述电源的另一极与外壳连接或与外壳同时接地。
外壳与滤芯之间的电压逐渐增大的过程是在电容放电周期内完成的，而电容充电的周期内则是对滤芯进行反冲洗的过程。由于滤芯的反冲洗时间通常较过滤短很多，因此电容充电可由一独立的充电电路完成。电容刚开始放电时，电感起到强电阻作用，而减小电流；而随着电容放电的减缓，电感起到导体的作用。因此，电感可以避免电场强度的迅速变化。
基于上面已陈述的理由，所述滤芯是由TiAl金属间化合物多孔材料、NiAl金属间化合物多孔材料或FeAl金属间化合物多孔材料制成，且其表面的平均孔径为0.1μm～50μm。
综上所述，本申请的过滤方法、装置既能够阻止待过滤物中的带电粒子吸附到滤芯上造成滤芯污染，又能够增加过滤过程的稳定性，在工业过滤中具有广泛应用前景。
附图说明
图1为本实用新型过滤装置实施例1的结构示意图。
图2为本实用新型过滤装置实施例2的结构示意图。
图3为本实用新型过滤时滤芯与外壳之间电压随时间变化曲线图。
图4为过滤压差随时间变化的曲线对比图。
图中标记为：电源1、滤芯变压装置2、电感2a、可调电容2b、外壳3、滤芯4。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
如图1～2所示的过滤装置，其互相绝缘的外壳3和滤芯4分别与电源1的正负极连接形成回路从而在外壳3与滤芯4之间产生电压，其中，电源1的一极既可以直接与外壳3连接，也可以与外壳3同时接地，而电源1的另一极则通过滤芯变压装置2与滤芯4相连。该滤芯变压装置2具体是由串联的电容2b和电感2a构成，所述电容2b的一端与电源1一极连接，另一端与电感2a连接，电感2a的一端与滤芯4连接，所述电源1的另一极与外壳3连接或与外壳3同时接地。电容2b刚开始放电时，电感2a起到强电阻作用，而减小电流；而随着电容2b放电的减缓，电感2a起到导体的作用。因此，电感2a可以避免电场强度的迅速变化，有利于提高过滤的稳定性。
如图3～4所示，外壳3与滤芯4之间的电压逐渐增大的过程是在上述电容2b的一个放电周期内完成的，此时，待过物的中带电粒子的浓度逐渐增加；而电容2b的一个充电周期内则是对滤芯4进行反冲洗过程，由于反冲洗的时间较过滤短很多，因此对电容2b充电由一独立的充电电路完成。对电容2b充电时，外壳3与滤芯4之间的回路断开，故在对滤芯4进行反冲洗的过程中外壳3与滤芯4之间的电场强度为零，避免对滤芯与外壳之间的电压对反冲介质的影响。
实施例1
如图1所示，过滤装置采用终端过滤方式对待过滤溶液进行液——固分离，其滤芯4由TiAl金属间化合物多孔材料制成，其表面的平均孔径为0.3μm；过滤开始时，施加在滤芯4和外壳3之间的电压为5伏，过滤中期，滤芯4与和外壳3之间的电压增加为7.5伏，末期再增加为10伏。与施加在滤芯4与和外壳3之间的电压恒定为5伏的情况相比，本实用新型过滤通量增加10％，过滤稳定性明显提高，反吹的频率可以减少到50％以上。
如图4所示，当在滤芯4和外壳3之间加上述变压直流电时，其过滤压差随时间变化的曲线明显较在滤芯4和外壳3之间加恒压直流电时过滤压差随时间变化的曲线平缓，说明过滤稳定性提高。另外，由于在滤芯4和外壳3之间加变压直流电后能够促进带电粒子的电泳运动，故在滤芯4和外壳3之间加变压直流电时的起始过滤压差较在滤芯4和外壳3之间加恒压直流电时的起始过滤压差小。
实施例2
如图1所示，过滤装置采用终端过滤方式对待过滤溶液进行液——固分离，其滤芯4由TiAl金属间化合物多孔材料制成，其表面的平均孔径为45μm；过滤开始时，施加在滤芯4和外壳3之间的电压为5伏，过滤中期，滤芯4与和外壳3之间的电压增加为6.5伏，末期再增加为8伏。与施加在滤芯4与和外壳3之间的电压恒定为5伏的情况相比，过滤通量增加8.5％，过滤稳定性明显提高，反吹的频率可以减少50％以上。
实施例3
如图2所示，过滤装置采用错流过滤方式对待过滤溶液进行液——固分离，其滤芯4由TiAl金属间化合物多孔材料制成，其表面的平均孔径为5μm；过滤开始时，施加在滤芯4和外壳3之间的电压为5伏，过滤中期，滤芯4与和外壳3之间的电压增加为6伏，末期再增加为7伏。与施加在滤芯4与和外壳3之间的电压恒定为5伏的情况相比，过滤通量增加10％，过滤稳定性明显提高，反吹的频率可以减少80％以上。
实施例4
过滤装置采用错流过滤方式对待过滤溶液进行液——固分离，其滤芯4由NiAl金属间化合物多孔材料制成，其表面的平均孔径为15μm；过滤开始时，施加在滤芯4和外壳3之间的电压为10伏，过滤中期，滤芯4与和外壳3之间的电压增加为20伏，末期再增加为30伏。与施加在滤芯4与和外壳3之间的电压恒定为30伏的情况相比，过滤通量增加10％，过滤稳定性明显提高。
实施例5
过滤装置采用终端过滤方式对待过滤气体进行气——固分离，其滤芯4由FeAl金属间化合物多孔材料制成，其表面的平均孔径为10μm；过滤开始时，施加在滤芯4和外壳3之间的电压为15伏，过滤中期，滤芯4与和外壳3之间的电压增加为17.5伏，末期再增加为20伏。与施加在滤芯4与和外壳3之间的电压恒定为15伏的情况相比，过滤通量增加250％，过滤稳定性明显提高，过滤效率提高2％。
Claims (3)
1.具有滤芯变压功能的过滤装置，其互相绝缘的外壳(3)和滤芯(4)分别与电源(1)的正负极连接形成回路从而在外壳(3)与滤芯(5)之间产生电压，其特征在于：上述回路中设有在过滤时使外壳(3)与滤芯(5)之间的电压逐渐增大的滤芯变压装置(2)。
2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于：所述滤芯变压装置(2)由串联的电容(2b)和电感(2a)构成，所述电容(2b)的一端与电源(1)一极连接，另一端与电感(2a)连接，电感(2a)的一端与滤芯(4)连接，所述电源(1)的另一极与外壳(3)连接或与外壳(3)同时接地。
3.如权利要求1或2所述的过滤装置，其特征在于：所述滤芯(4)是由TiAl金属间化合物多孔材料、NiAl金属间化合物多孔材料或FeAl金属间化合物多孔材料制成，且其表面的平均孔径为0.1μm～50μm。
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| CN 201120320959 CN202263478U (zh) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | 具有滤芯变压功能的过滤装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN102350121A (zh) * | 2011-08-30 | 2012-02-15 | 成都易态科技有限公司 | 一种过滤方法及用于该方法的具有滤芯变压功能的过滤装置 |
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