CN213527638U - 超大通量渐变过滤横向折叠滤芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水处理过滤分离技术领域，具体涉及一种超大通量渐变过滤横向折叠滤芯，其包括滤芯本体，所述滤芯本体由进水侧承压区、横向折叠渐变孔径滤材和出水侧承压区组成；所述横向折叠渐变孔径滤材由多层过滤材料在滤芯的长度方向上分别横向推进式折叠形成；过滤液体依次经过进水侧承压区、横向折叠渐变孔径滤材、出水侧承压区。本实用新型具有超大过滤面积、流通量、纳污量，以及高过滤效率、低压差、使用周期长等优点。

Description

超大通量渐变过滤横向折叠滤芯

技术领域

本实用新型属于水处理过滤分离技术领域，具体可以广泛应用于热电厂锅炉补给水处理系统，RO反渗透、超滤等系统预处理，超纯水、饮用水、生活用水处理系统，化学药液、电镀液、药液过滤，食品、饮料、酿酒、电子、印染纺织、化纤等行业的给排水处理，均能长期、稳定有效地过滤流体中的杂质。

背景技术

目前，液体过滤分离技术应用较多的是PP绕线式滤芯、PP熔喷滤芯以及普通大流量折叠滤芯。PP熔喷滤芯由聚丙烯原材料经过熔喷工艺制成，PP线绕滤芯由纱线和骨架缠绕而成，普通大流量折叠滤芯采用过滤膜竖向折叠制成。

PP绕线滤芯和PP熔喷滤芯的过滤面积都相对较小，虽然普通大流量折叠滤芯采用了折叠工艺，使得过滤面积有所增加，但是随着水处理系统处理量的日益增大和水质的日益复杂，已不能适应当前水处理过滤系统。普通大流量折叠滤芯的使用数量多，过滤器的尺寸相对较大，这些缺点都增加了液体过滤系统的制造和运行成本。同时，普通大流量折叠滤芯只有单一有效过滤层组成，组成相对简单，无法实现由粗到细、渐变孔径、梯度式过滤的效果。纳污量较低，过滤精度较窄，运行一段时间后过滤器进出水压差明显增大，使用寿命普遍较短。急需要研制超大过滤面积、流通量、纳污量，以及高过滤效率、低压差、使用周期长的新型滤芯。

目前，想要提高折叠滤芯的过滤面积及流通量，只能通过增加折叠数量和提高折叠高度来实现。但是，考虑到滤芯的可替换性，不能一味的增加折叠滤芯的直径，否则无法在原有过滤器中安装使用，也同样不能增大过滤器的尺寸，造价过高。在同样的滤芯内外骨架情况下，竖向折叠滤芯的过滤面积及流通量受制于内外骨架的尺寸，外骨架限制了折叠滤芯的折叠数量，内骨架限制了折叠滤芯的折叠高度。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种超大过滤面积、流通量、纳污量，以及高过滤效率、低压差、使用周期长的超大通量渐变过滤横向折叠滤芯。

为实现上述技术目的，本实用新型采用以下的技术方案：超大通量渐变过滤横向折叠滤芯，包括滤芯本体，所述滤芯本体由进水侧承压区、横向折叠渐变孔径滤材和出水侧承压区组成；所述横向折叠渐变孔径滤材由多层过滤材料在滤芯的长度方向上分别横向推进式折叠形成；

所述进水侧承压区即为滤芯本体的外骨架，所述出水侧承压区即为滤芯本体的内骨架；过滤液体依次经过进水侧承压区、横向折叠渐变孔径滤材、出水侧承压区。

作为优选的技术方案，所述横向折叠渐变孔径滤材从外至内依次包括进水侧支撑导流区、粗滤区、细滤区、出水侧支撑导流区。

作为优选的技术方案，所述进水侧支撑导流区包括横向打折的第一层聚丙烯网格布、第一层聚丙聚无纺布。

作为优选的技术方案，所述粗滤区包括横向折叠的第一层聚丙烯过滤膜、第二层聚丙烯无纺布。

作为优选的技术方案，所述细滤区为横向折叠的第二层聚丙烯过滤膜。所述第一层聚丙烯过滤膜的孔径大于所述第二层聚丙烯过滤膜的孔径。

作为优选的技术方案，所述出水侧支撑导流区包括横向打折的聚丙烯长丝保护膜、第二层聚丙烯网格布。

作为优选的技术方案，所述滤芯本体的一端设置有拆卸提手、另一端设置有安装接口。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有至少以下有益效果：

(1)不同于在滤芯横向圆周截面上进行竖向折叠的传统竖向折叠滤芯，该超大通量渐变过滤横向折叠滤芯是在滤芯的长度方向上对过滤材料进行横向推进式折叠，在滤芯长度方向上横向折叠展开后的滤材长度达到滤芯长度的18倍多，该值用X表示，而在横向圆周截面上进行折叠的传统竖向折叠滤芯展开后的滤材长度则为滤芯圆周长的12倍，该值用Y表示。横向折叠滤芯的过滤面积为长度方向上滤芯展开的长度a乘以滤芯的圆周长，竖向折叠滤芯的过滤面积为圆周面上滤芯展开的长度b乘以滤芯的长度。X：Y实际即为横向折叠滤芯和竖向折叠滤芯滤材面积比，横向折叠滤芯的滤材面积是竖向折叠滤芯滤材面积的1.5倍之多。超大通量渐变过滤横向折叠滤芯的滤材长度是横向圆周截面上进行竖向折叠的传统竖向折叠滤芯滤材长度约3.4倍之多。以同样内外骨架、折高进行横向和竖向折叠，横向折叠滤芯的折数同样是竖向折叠滤芯折数的约3.4倍之多。

(2)外粗内细渐变精度构成的渐变孔径过滤结构，能够有效去除流动液体中悬浮物、微粒、铁锈等杂质。颗粒在孔径梯度式变化的孔道中进行分流，使小于孔道的颗粒也能被拦截，有效过滤精度在99％以上。该滤芯的过滤公称精度范围可从0.1μm至100μm。超大过滤面积及多层结构设计提供了超高的纳污空间和流体通量，具有纳污量大、通量大和使用寿命长等特点。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中横向折叠渐变孔径滤材的局部结构示意图；

图3是图2中I处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

实施例

如图1所示，超大通量渐变过滤横向折叠滤芯，包括滤芯本体10，所述滤芯本体10的一端设置有拆卸提手20、另一端设置有安装接口30；滤芯本体与流体接触的部分全部采用经纯聚丙烯材质，整个滤芯由内外骨架包裹，采用无粘接剂的热熔焊技术，不带进任何化学污染物。

所述滤芯本体10由进水侧承压区11、横向折叠渐变孔径滤材12和出水侧承压区13组成；所述横向折叠渐变孔径滤材12由多层过滤材料在滤芯的长度方向上分别横向推进式折叠形成；需要过滤的流体依次经过进水侧承压区11、横向折叠渐变孔径滤材12、出水侧承压区13。

所述进水侧承压区11即为滤芯本体的外骨架，带压流体最先经过该区域，该部分起到承受流体压力和固定支撑横向折叠滤芯进水侧的功能，外骨架增加了横向折叠滤芯的机械强度，提升滤芯运行期间的耐压能力，保护和支撑滤芯内部的支撑导流层免受流体的直接冲击；

参考图2和图3，所述横向折叠渐变孔径滤材12从外至内依次包括进水侧支撑导流区121、粗滤区122、细滤区123、出水侧支撑导流区124，全部采用横向折叠方式沿滤芯长度方向推进。在同样的滤芯内外骨架情况下，竖向折叠滤芯的过滤面积及流通量受制于内外骨架的尺寸，外骨架限制了折叠滤芯的折叠数量，内骨架限制了折叠滤芯的折叠高度。以滤芯外径152mm，外骨架厚度4mm(滤芯内径为144mm)，滤芯内部圆周长0.452m，内骨架外径为89mm，考虑到滤材的厚度，滤芯的折叠高度可控制在25mm，滤芯长度40英寸(1.016米)为例。不管是横向还是竖向折叠，折叠滤芯的折叠高度相同。横向折叠滤芯过滤面积＝滤芯圆周长×折高×2×横向折数，竖向折叠滤芯过滤面积＝滤芯长度×折高×2×竖向折数。研究结果显示：超大通量渐变过滤横向折叠滤芯的滤材长度是横向圆周截面上进行竖向折叠的传统竖向折叠滤芯滤材长度约3.4倍之多。同理，以同样内外骨架、折高进行横向和竖向折叠，横向折叠滤芯的折数同样是竖向折叠滤芯折数的约3.4倍之多。该超大通量渐变过滤横向折叠滤芯是在滤芯的长度方向上对过滤材料进行横向推进式折叠，在滤芯长度方向上横向折叠展开后的滤材长度达到滤芯长度的18倍多，该值用X表示，而在横向圆周截面上进行折叠的传统竖向折叠滤芯展开后的滤材长度则为滤芯圆周长的12倍，该值用Y表示。横向折叠滤芯的过滤面积为长度方向上滤芯展开的长度a乘以滤芯的圆周长，竖向折叠滤芯的过滤面积为圆周面上滤芯展开的长度b乘以滤芯的长度。X：Y实际即为横向折叠滤芯和竖向折叠滤芯滤材面积比，横向折叠滤芯的滤材面积是竖向折叠滤芯滤材面积的1.5倍之多。该创新折叠方式有效增加了滤芯的过滤面积，也同样增加了滤芯流通量。

本实施例中，所述进水侧支撑导流区121包括横向打折的第一层聚丙烯网格布1211、第一层聚丙聚无纺布1212。进水侧采用特有的导流层分配结构，聚丙烯网格布加聚丙烯无纺布组成复合双层卷式结构。均匀网孔的聚丙烯网格布和聚丙烯无纺布复合式设计，杂质流体在该区域提前进行分流，提高杂质逐层截留效率。精确分布在介质上的导流孔最大限度的帮助流体在层与层之间分流，使得流体经过均匀后，再通过粗、细过滤层。

本实施例中，所述粗滤区122包括横向折叠的大孔径的第一层聚丙烯过滤膜1221、第二层聚丙烯无纺布1222。由于该层采用横向折叠，过滤面积大幅提升，纳污量也同步大幅提高，主要完成粗粒径杂质的过滤作用，过滤绝大部分大颗粒杂质，同时进水侧支撑导流区121的第一层聚丙烯无纺布1212和粗滤区122的第二层聚丙烯无纺布1222上下包裹住横向折叠的第一层聚丙烯过滤膜1221，起到保护和支撑大孔径聚丙烯过滤膜的作用。

本实施例中，所述细滤区123为横向折叠的小孔径的第二层聚丙烯过滤膜。小孔径的第二层聚丙烯过滤膜被粗滤区122的第二层聚丙烯无纺布1222和出水侧支撑导流区124的聚丙烯长丝保护膜1241上下包覆着。该区域为折叠滤芯的核心层，有效决定了滤芯的有效过滤精度。细过滤区为绝对精度的聚丙烯过滤膜组成的复合膜，绝对精度的结构设计能够实现精准有效过滤。该过滤区属深层过滤，在横向折叠的作用下，膜过滤面积增大，通量增大，纳污能力强。经过粗、细分层过滤后，滤芯可以实现低压差运行，使用寿命长。有多种过滤精度可供选择，应用性广泛。

作为优选的技术方案，所述出水侧支撑导流区124包括横向打折的聚丙烯长丝保护膜1241、第二层聚丙烯网格布1242。出水侧采用特有的导流层分配结构，聚丙烯长丝保护膜加聚丙烯网格布组成复合双层卷式结构，支撑、保护细过滤区的过滤膜，减少流体冲击，避免移动。

所述出水侧承压区13即为滤芯本体的内骨架；完成过滤之后的流体最后经过该区域，由于滤芯为外进内出时的过滤方式，在水流的冲击作用下，防止横向折叠渐变孔径滤材变形。该部分增加了折叠滤芯的机械强度，包裹里面的过滤层，使其定型，不会移动，保证过滤效果。

综上所述，该实用新型积极响应国家水处理过滤与分离技术研发的号召，以创新的横向折叠及渐变孔径为技术核心，大力推进流体过滤行业的技术进步，减少过滤器的设计尺寸而降低水处理系统造价，在同样过滤流量下减少滤芯的使用数量，减少运行成本，实现高效能、高性价比的产品路线，具备较强的市场竞争力。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域内的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.超大通量渐变过滤横向折叠滤芯，包括滤芯本体，其特征在于：所述滤芯本体由进水侧承压区、横向折叠渐变孔径滤材和出水侧承压区组成；所述横向折叠渐变孔径滤材由多层过滤材料在滤芯的长度方向上分别横向推进式折叠形成；

所述进水侧承压区即为滤芯本体的外骨架，所述出水侧承压区即为滤芯本体的内骨架；过滤液体依次经过进水侧承压区、横向折叠渐变孔径滤材、出水侧承压区。

2.如权利要求1所述的超大通量渐变过滤横向折叠滤芯，其特征在于：所述横向折叠渐变孔径滤材从外至内依次包括进水侧支撑导流区、粗滤区、细滤区、出水侧支撑导流区。

3.如权利要求2所述的超大通量渐变过滤横向折叠滤芯，其特征在于：所述进水侧支撑导流区包括横向打折的第一层聚丙烯网格布、第一层聚丙聚无纺布。

4.如权利要求3所述的超大通量渐变过滤横向折叠滤芯，其特征在于：所述粗滤区包括横向折叠的第一层聚丙烯过滤膜、第二层聚丙烯无纺布。

5.如权利要求4所述的超大通量渐变过滤横向折叠滤芯，其特征在于：所述细滤区为横向折叠的第二层聚丙烯过滤膜；所述第一层聚丙烯过滤膜的孔径大于所述第二层聚丙烯过滤膜的孔径。

6.如权利要求5所述的超大通量渐变过滤横向折叠滤芯，其特征在于：所述出水侧支撑导流区包括横向打折的聚丙烯长丝保护膜、第二层聚丙烯网格布。

7.如权利要求1-6任一项所述的超大通量渐变过滤横向折叠滤芯，其特征在于：所述滤芯本体的一端设置有拆卸提手、另一端设置有安装接口。

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