CN210645904U - 一种具有高过滤效率的管式膜过滤封件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于膜材料技术领域，具体公开了一种高过滤效率管式膜过滤封件。该过滤封件由上封头和下封头组成，所述的上封头安装在过滤件本体的入口端，下封头安装在过滤件本体的出口端。其中，上封头由原水入口、原水缓冲区、过滤通道引入口和导流通道上封口组成；下封头由隔板、渣水汇集区、渣水出口、过滤水引流区、过滤通道引出口和导流通道引出口组成。该过滤封件具有制备工艺简单、制造成本低、组装方便以及具有过滤路径短，过滤面积大，过滤效率高，膜元件整体利用率高，能量损耗和过滤成本低等优点。因此，可广泛地应用于污水和饮用水处理以及石油化工、电力电镀、焦化冶金、造纸印染、医药食品等行业。

Description

一种具有高过滤效率的管式膜过滤封件

技术领域

本实用新型属于膜材料技术领域，具体涉及过滤器，尤其是涉及用于固液分离和固气分离的高通量和高过滤效率多通道管式膜过滤封件。

背景技术

膜分离技术是一门新兴的多学科交叉的高新技术，膜的材料涉及高分子化学和无机化学、膜的制备、分离特征、传递过程、流体力学、热力学、化工动力学、过程设计等多方面学科。膜分离技术的应用涉及到各个行业，应用范围广、产业关联度大。与其他分离技术比较，它具有高效、节能、过程易于控制、操作简便、环境友好、便于放大、占地小、易与其他技术集成等优点。在当今世界能源短缺、水资源匮乏和环境污染日益严重的情况下，膜技术更得到世界各国的高度重视，已成为推动国家支柱产业的发展、改善人类生存环境、提高人们生活质量的共性技术。

现有的膜分离材料主要分为有机膜和无机膜两大类，其中有机膜采用有机聚合物制成，受限于材料的性质，具有通量小、寿命短、易污染、易老化、易破损、难反冲、预处理要求高等缺点；而无机膜由无机材料构成，具有有机膜无法比拟的强度和稳定性，尤其耐机械冲击、耐高温、耐污染、使用寿命长等，成为行业开发的热点。无机膜的种类较少，目前主要以多通道管式膜为主，平板膜和中空纤维膜市场占有率很低，主要处于实验室应用级别。

目前市场上工业化应用的多通道管式膜，其单根膜管具有多个通道，形成蜂窝状的结构；相比单通道膜管，这种多通道的形式在保证膜管机械强度的同时，也增加了与液料接触的面积，从而效地增大了过滤效率，降低了膜管的生产成本和使用成本，这些优点导致其得到广泛的工艺应用。但是，多通道形式的管式膜在带来了诸多优点的同时，也存在其自身的局限性，其局限性主要表现在以下几个方面：内外通道膜过滤效率不统一，由于中间通道与膜元件外部距离远大于外部通道的距离，导致中间通道产生的过滤液需要经过多级渗透，经过较长的渗透距离后才能流出膜件，其跨膜压差明显高于外部通道，从而使中间通道使用效率低下。内外通道使用效率上的差异，导致膜元件整体利用率偏低，更容易产生堵塞的情况；也不利于膜元件的反冲洗和化学清洗。

专利名称“侧向壁流式蜂窝陶瓷膜过滤元件”，专利号“ZL2016202208013”的专利公开了一种侧向壁流式蜂窝陶瓷膜过滤元件，所述的侧向壁流式蜂窝陶瓷膜过滤元件包括过滤元件本体，所述的过滤元件本体上设置有若干排两端直通的蜂窝孔，在过滤元件本体上每间隔至少一排直通的蜂窝孔之间设置有两端封闭并与过滤元件本体侧面相通的导流孔。该过滤元件具有过滤路径短、过滤效率高、过滤效果好的纤维膜过滤件，但是该过滤件具有制备、封装组合工艺复杂以及使用寿命短的缺点。

专利名称“一种带导流槽的薄壁多通道管式无机膜元件”的专利公开了一种带导流槽的薄壁多通道管式无机膜元件，所述的无机膜元件由过滤通道、导流槽、导流槽封口、导流槽穿孔构成。该过滤件具有通量大、过滤面积大、过滤效率高的优点，其缺点在于抗封堵、耐污染性能差，反冲洗、清洗效果不佳的缺点。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题而提供一种具有高过滤效率的管式膜过滤封件。该过滤封件具有制备工艺简单、制造成本低、组装方便以及具有过滤路径短，过滤面积大，过滤效率高，膜元件整体利用率高，能量损耗和过滤成本低等优点。

本实用新型的目的是公开了一种具有高过滤效率的管式膜过滤封件，该过滤封件由上封头1和下封头2组成，所述的上封头1安装在过滤件本体的入口端，下封头2安装在过滤件本体的出口端。

其中，上封头1由原水入口11、原水缓冲区12、过滤通道引入口 13和导流通道上封口14组成，原水入口11安装在原水缓冲区12的顶端，过滤通道引入口13和导流通道上封口14均匀地安装在原水缓冲区12的底端。所述的过滤通道引入口13的上端与原水缓冲区12连通，下端开口。所述的导流通道上封口14的下端密闭。所述的过滤通道引入口13外径与过滤通道的内径相同，所述的过滤通道引入口13和导流通道上封口14的高度为2-3cm。所述的过滤通道引入口13和导流通道上封口14的外径与导流通道的内径相同。

下封头2由隔板21、渣水汇集区22、渣水出口23、过滤水引流区24、过滤通道引出口25和导流通道引出口26组成，过滤通道引出口25穿过隔板21并与渣水汇集区22相连，导流通道引出口26与隔板21相连接，渣水出口23安装在渣水汇集区22的底端，过滤水引流区24为隔板21的底部、渣水汇集区22的顶部以及过滤通道引出口 25所围成的区域。所述的过滤通道引出口25的外径与过滤通道的内径相同。所述的导流通道引出口26的外径与导流通道的内径相同。

优选地，所述的原水入口11的内径为2-4cm，所述的原水缓冲区 12的高度为5-8cm。

优选地，所述的原水缓冲区12的横截面形状与过滤件本体横截面的形状一致，为圆形、正方形、三角形、多边形中的一种。

优选地，所述的过滤通道引出口25的总高度为3-5cm，其中隔板 21段上端的高度2-3cm，所述的导流通道引出口26的高度为3-5cm。所述的渣水汇集区22的高度5-8cm，所述的过滤水引流区24的高度为 3-5cm。

所述的过滤通道引入口13和过滤通道引出口25的数量相等且一一对应，所述的导流通道上封口14和导流通道引出口26的数量相等且一一对应。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

(1)本实用新型具有制备工艺简单，制造成本低，组装方便；

(2)本实用新型具有过滤路径短，过滤面积大，过滤效率高，膜元件整体利用率高，能量损耗和过滤成本低等优点；

(3)本实用新型克服了带导流槽或蜂窝孔过滤件本体存在的制备、封装组合工艺复杂、使用寿命短的缺点、抗封堵、耐污染性能差以及反冲洗、清洗效果不佳的缺点。

本实用新型在不改变过滤件本体结构的情况下仅仅通过调整过滤通道和导流通道分布规律可大幅度提高过滤件的过滤面积和过滤效率，过滤效率提高47％以上(7通道)，最高达到230％(19通道)，同时能降低能量损耗和过滤成本。因此，本实用新型可广泛地应用于污水和饮用水处理以及石油化工、电力电镀、焦化冶金、造纸印染、医药食品等行业，应用前景广阔。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型单模管过滤封件的结构示意图；

图2是本实用新型上封头的结构示意图；

图3是本实用新型下封头的结构示意图；

图4是本实用新型过滤封件的A-A截面图；

图5是本实用新型另一种上封头的结构示意图；

图6是本实用新型另一种下封头的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，一种具有高过滤效率的管式膜过滤封件，该过滤封件由上封头1和下封头2组成，所述的上封头1安装在过滤件本体的入口端，下封头2安装在过滤件本体的出口端。

其中，上封头1由原水入口11、原水缓冲区12、过滤通道引入口 13和导流通道上封口14组成，原水入口11安装在原水缓冲区12的顶端，过滤通道引入口13和导流通道上封口14均匀地安装在原水缓冲区12的底端。所述的过滤通道引入口13的上端与原水缓冲区12连通，下端开口。所述的导流通道上封口14的下端密闭。所述的过滤通道引入口13外径与过滤通道的内径相同，所述的过滤通道引入口13和导流通道上封口14的高度为2-3cm。所述的过滤通道引入口13和导流通道上封口14的外径与导流通道的内径相同。

优选地，所述的原水入口11的内径为2-4cm，所述的原水缓冲区 12的高度为5-8cm。

优选地，所述的原水缓冲区12的横截面形状与过滤件本体横截面的形状一致，为圆形、正方形、三角形、多边形中的一种。

下封头2由隔板21、渣水汇集区22、渣水出口23、过滤水引流区24、过滤通道引出口25和导流通道引出口26组成，过滤通道引出口25穿过隔板21并与渣水汇集区22相连，导流通道引出口26与隔板21相连接，渣水出口23安装在渣水汇集区22的底端，过滤水引流区24为隔板21的底部、渣水汇集区22的顶部以及过滤通道引出口 25所围成的区域。所述的过滤通道引出口25的外径与过滤通道的内径相同。所述的导流通道引出口26的外径与导流通道的内径相同。

优选地，所述的过滤通道引出口25的总高度为3-5cm，其中隔板 21段上端的高度2-3cm，所述的导流通道引出口26的高度为3-5cm。所述的渣水汇集区22的高度5-8cm，所述的过滤水引流区24的高度为 3-5cm。

所述的过滤通道引入口13和过滤通道引出口25的数量相等且一一对应，所述的导流通道上封口14和导流通道引出口26的数量相等且一一对应。

在一实施例中，如图5-6所示，所述的上封头1由原水入口11、原水缓冲区12、过滤通道引入口13组成；过滤时导流通道顶部与原水缓冲区底部紧密接触，因此过滤水不会从导流通道顶部流出；所述的下封头 2由隔板21、渣水汇集区22、渣水出口23、过滤水引流区24、过滤通道引出口25和导流通道引出口26组成，所述的导流通道引出口26安装在隔板21上且高度为零。

本实用新型实现过滤的具体流程或运行原理如下：过滤前分别安装上封头1和下封头2，使其紧密接触过滤件本体；过滤过程中原水从原水入口11流入，经过原水缓冲区12从过滤通道引入口13进入过滤件本体的过滤通道，由于导流通道上封口14的下端密闭所以原水不能进入导流通道；进入过滤通道的原水渗透过滤件本体的孔壁部分进入外壁，另一部分进入导流通道，进入导流通道的过滤水通过导流通道引出口26进入过滤水引流区24并与进入外壁的过滤水汇合流出。而未渗透的原水从过滤通道引出口25进入渣水汇集区22，最后从渣水出口23流出。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型技术方案不仅适用于单模管任何数量通道的过滤膜件，而且将本实用新型单膜管过滤件进行适当组合也适用于多膜管过滤件；同时适用于只要能提高膜件的过滤效率过滤通道引入口和导流通道上封口可以进行任何形式的组合和分布的情形；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种具有高过滤效率的管式膜过滤封件，其特征在于，该过滤封件由上封头和下封头组成，所述的上封头安装在过滤件本体的入口端，下封头安装在过滤件本体的出口端；

其中，所述的上封头由原水入口、原水缓冲区、过滤通道引入口和导流通道上封口组成，原水入口安装在原水缓冲区的顶端，过滤通道引入口和导流通道上封口均匀地安装在原水缓冲区的底端；过滤通道引入口的上端与原水缓冲区连通，下端开口；导流通道上封口的下端密闭；过滤通道引入口外径与过滤通道的内径相同；过滤通道引入口和导流通道上封口的高度为2-3cm；过滤通道引入口和导流通道上封口的外径与导流通道的内径相同；

所述的下封头由隔板、渣水汇集区、渣水出口、过滤水引流区、过滤通道引出口和导流通道引出口组成，过滤通道引出口穿过隔板并与渣水汇集区相连，导流通道引出口与隔板相连接，渣水出口安装在渣水汇集区的底端，过滤水引流区为隔板的底部、渣水汇集区的顶部以及过滤通道引出口所围成的区域；过滤通道引出口的外径与过滤通道的内径相同；导流通道引出口的外径与导流通道的内径相同。

2.根据权利要求1所述的具有高过滤效率的管式膜过滤封件，其特征在于，所述的原水入口的内径为2-4cm，原水缓冲区的高度为5-8cm。

3.根据权利要求1所述的具有高过滤效率的管式膜过滤封件，其特征在于，所述的原水缓冲区的横截面形状与过滤件本体横截面的形状一致，为圆形、正方形、三角形、多边形中的一种。

4.根据权利要求1所述的具有高过滤效率的管式膜过滤封件，其特征在于，所述的过滤通道引出口的总高度为3-5cm，其中隔板段上端的高度2-3cm。

5.根据权利要求1所述的具有高过滤效率的管式膜过滤封件，其特征在于，所述的导流通道引出口的高度为3-5cm。

6.根据权利要求1所述的具有高过滤效率的管式膜过滤封件，其特征在于，所述的渣水汇集区的高度5-8cm。

7.根据权利要求1所述的具有高过滤效率的管式膜过滤封件，其特征在于，所述的过滤水引流区的高度为3-5cm。

8.根据权利要求1所述的具有高过滤效率的管式膜过滤封件，其特征在于，所述的过滤通道引入口和过滤通道引出口的数量相等且一一对应，导流通道上封口和导流通道引出口的数量相等且一一对应。

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