CN218944769U - 一种盒式过滤组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种盒式过滤组件，属于过滤领域，解决了滤膜未得到充分利用的问题，解决该问题的技术方案主要包括第一端件、第二端件和密封堆叠于二者间的过滤单元，盒式过滤组件具有流体入口、流体出口及与流体入口连通的上游腔，过滤单元包括支撑板和密封固定于支撑板两端的滤膜，支撑板具有第一通孔，第一通孔与上游腔连通，支撑板与其两端的滤膜围成与流体出口连通的下游腔，第一通孔包括相互连通的主孔区和分散区，主孔区与流体入口对应连通，分散区从主孔区向滤膜侧边所在的方向延伸。本实用新型主要用于流体过滤，提高滤膜的实际利用率，尤其是滤膜的边缘区域的利用率提高，盒式过滤组件整体的过滤速率也得到提高。

Description

一种盒式过滤组件

技术领域

本实用新型涉及过滤领域，特别是一种盒式过滤组件。

背景技术

中国实用新型专利CN216825674U公开一种过滤组件，其包括第一端件、第二端件和密封堆叠于二者间的多个过滤元件，其中，过滤元件包括支撑板和密封固定于其两端面的滤膜，滤膜呈平铺状且延伸方向和第一端件和第二端件平行，滤膜定位于上游腔室中，支撑板具有与滤膜的下游表面和下游腔室均连通的滤液排出通道。支撑板具有与滤膜的下游表面连通的滤液排出通道，与第一过孔和第三过孔连通的第一通孔及与第二过孔和第四过孔连通的第二通孔、与第五过孔和第六过孔连通的第三通孔。其中，第二通孔与滤液排出通道连通，第一过孔和第三过孔作为待过滤液的入口，第二过孔和第四过孔作为滤液的出口，第五过孔和第六过孔作为排气口。待过滤液经第一过孔和第三过孔流入后，经正对的第一通孔通向各支撑板两端面的滤膜的上游表面，得到的滤液到达滤膜的下游表面，经滤液排出通道、第二通孔流向第二过孔和第四过孔。

该过滤组件中，支撑板的第一通孔相对于滤膜来说，尺寸是比较小的，并且，第一通孔大致位于滤膜的中心线上，因此，待过滤液流经第一通孔后会更多地流向滤膜的上游表面的中心区域，只有少量的待过滤液透过中心区域的两侧区域尤其是靠近边缘的区域，换句话说，滤膜的两侧区域的实际利用率比其中心区域的实际利用率低，即滤膜未得到充分的利用，过滤速率也未达到最高。

实用新型内容

本实用新型所要达到的目的就是提供一种盒式过滤组件，解决滤膜未得到充分利用的问题，提高滤膜的实际利用率，尤其是滤膜的边缘区域的利用率提高，盒式过滤组件整体的过滤速率也得到提高。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种盒式过滤组件，包括第一端件、第二端件和密封堆叠于二者间的过滤单元，盒式过滤组件具有流体入口、流体出口及与流体入口连通的上游腔，过滤单元包括支撑板和密封固定于支撑板两端的滤膜，支撑板具有第一通孔，第一通孔与上游腔连通，支撑板与其两端的滤膜围成与流体出口连通的下游腔，第一通孔包括相互连通的主孔区和分散区，主孔区与流体入口对应连通，分散区从主孔区向滤膜侧边所在的方向延伸。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：支撑板的第一通孔包括主孔区和分散区，二者连通形成一体，主孔区与上游腔连通，分散区在主孔区的至少一侧延伸，由流体入口流入的待过滤的原液首先进入各支撑板的主孔区内，并经主孔区进入其至少一侧的分散区内，由于分散区向滤膜侧边所在的方向延伸，最远可以延伸至与滤膜的相应边缘，因此，分散区可将其内的原液快速引导至滤膜的上游表面上与分散区对应的区域，即支撑板两端面的滤膜位于主孔区至少一侧的全部区域都能够较快地被原液润湿、透过，起到实际的过滤作用，从而可提高滤膜的实际利用率，尤其是滤膜的边缘区域的利用率提高，过滤组件整体的过滤速率也得到提高。

进一步的，所述分散区延伸呈条孔状结构且延伸方向与滤膜靠近第一通孔的边缘平行。采用前述技术方案，原液在分散区内流动的阻力较小，根据伯努利原理，采用条孔状结构能够让原液从主孔区进入分散区后，更加快速地分散到滤膜侧边所在区域。

进一步的，所述主孔区包括朝向滤膜的开放部，开放部的宽度不小于主孔区中心处的宽度，分散区从开放部的至少一侧向外延伸。采用前述技术方案，开放部的宽度较大，有足够大的容量，能够让流入主孔区的大量原液快速且自由地流向分散区，提高原液的分散速度。

进一步的，所述分散区远离主孔区的端部与滤膜的侧边平齐。采用前述技术方案，使原液能够快速分散到整张滤膜上，让滤膜的实际利用率提升至最高。

进一步的，所述分散区从主孔区的两侧对称向外延伸，第一通孔在支撑板宽度方向上的尺寸W1不小于滤膜靠近第一通孔的边缘的宽度W2的一半。采用前述技术方案，分散区从主孔区的两侧向外延伸，分散速度相对较快。

进一步的，所述支撑板包括用于密封固定滤膜的支撑区和位于支撑区外围的第一布孔区、第二布孔区，第一通孔位于第一布孔区内，分散区位于第一布孔区内靠近支撑区的边缘。采用前述技术方案，使得分散区与支撑区直接相邻，分散区内的原液可以最短的路径快速分散至滤膜的上游表面对应分散区的区域，即原液的分散速率加快，相应地，滤膜的利用率及过滤速率也均可得到提高。

进一步的，所述分散区的边缘与支撑区的边缘重合。采用前述技术方案，原液流出分散区即流到滤膜的上游表面，进一步缩短原液的流动路径。

进一步的，所述第一布孔区内设有多个支撑柱，支撑柱分布于主孔区两侧，支撑柱位于分散区远离支撑区的一侧，相邻支撑板的支撑柱端面相抵接。采用前述技术方案，可以防止相邻支撑板的第一布孔区弯曲、塌陷，确保相邻两个支撑板之间的空隙均匀稳定，避免影响原液的正常流动。

进一步的，所述第一布孔区内设有多个分散孔，分散孔分布于主孔区的两侧，分散孔位于支撑柱远离分散区的一侧。采用前述技术方案，进一步提高原液的分散效果及效率。

进一步的，所述支撑板至少一个端面的支撑区包括相对主孔区的中心线对称设置的两个分区，分区的端面与滤膜密封固定连接并在分区内形成下游腔，分散区从主孔区向两个分区的外侧边缘延伸。采用前述技术方案，将端面尺寸较大的支撑板划分成尺寸相对较小的至少两个分区，再将与各分区的尺寸匹配的滤膜密封固定至各分区的端面。由于支撑板的端面被划分为尺寸相对较小的分区，各分区的宽度减小，各分区的滤膜的中间区域受到其两侧的支撑和连接作用强度更高，即各个分区上的滤膜受到拉紧作用的强度更高，即滤膜面积变小，更容易被张紧并保持，各个分区的滤膜与各个分区中弯曲幅度最大的区域的表面之间的挤压作用强度减小，滤膜受到支撑板的顶压作用强度减小，滤膜不易被顶压破坏，从而可以获得保护，还可以减小滤膜表面与其所在分区的表面间的摩擦作用，有效降低滤膜的磨损，进一步保护滤膜，确保其使用寿命达到设计寿命。可以理解的，分区的面积越小，其端面固定的滤膜面积也越小，相应的，滤膜被张紧的效果会更高，更加不容易弯曲，而在分区内的表面弯曲幅度不会增加的情况下，便于分区内的表面与滤膜之间保持稳定的间隙，使得下游腔内的流道通畅，不仅确保整张滤膜都可以供流体通过，利于流体快速透过滤膜，有利于提高过滤效率，而且也可以保证了盒式过滤组件内整体流道的均匀性。分散区从主孔区向两个分区的外侧边缘延伸，可以让第一通孔内的原液能够均匀且快速的分散到两个分区上。

进一步的，所述支撑板上位于两个分区之间设有分流体，分流体相对分区的端面凸起，分流体延伸为长条状并将两个分区隔开；或者，所述支撑板上位于两个分区之间设有分流体，分流体相对分区的端面凸起，分流体设置有多个并间隔设置，相邻两个分流体之间设有贯穿支撑板的贯穿孔。采用前述技术方案，两个分区之间没有滤膜，分流体可以引导原液避开两个分区之间的区域，原液遇到分流体后，会被分流体分成两个部分，分别流入分流体两侧的分区内，从而进一步改善原液的分散效果；在分流体设置贯穿孔后，可以将支撑板两端的空间连通起来，平衡支撑板两端的流体压力，从而提高支撑板两端的原液分散效果。

进一步的，所述分区的端面包括用于密封固定滤膜的环形密封边框，环形密封边框包括两条第一边框和两条第二边框，其中一条第二边框靠近第一通孔设置，另一条第二边框远离第一通孔设置，靠近第一通孔设置的第二边框高于支撑板在第一通孔边缘的表面，以形成导流台阶。采用前述技术方案，受导流台阶的阻挡，第一通孔内的原液首先在导流台阶的引导下沿着导流台阶向两侧流动，然后才会流向高度更高的滤膜的上游表面，即该导流台阶也可以起到将原液向着整个滤膜的上游表面引导的作用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型一种盒式过滤组件的结构示意图(一)；

图2为本实用新型一种盒式过滤组件的结构示意图(二)；

图3为本实用新型中过滤单元的端面示意图(一)；

图4为本实用新型中支撑板的端面示意图(一)；

图5为本实用新型中过滤单元的端面示意图(二)；

图6为本实用新型中支撑板的端面示意图(二)；

图7为本实用新型中支撑板的结构示意图；

图8为图7中I处的放大图。

图9为另一实施例中支撑板的结构示意图。

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

应当理解，在本实用新型中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本实用新型中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，X和/或Y，可以表示：单独存在X、同时存在X和Y、单独存在Y这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含X、Y和Z”、“包含X、Y、Z”是指X、Y、Z三者都包含，“包含X、Y或Z”是指包含X、Y、Z三者之一，“包含X、Y和/或Z”是指包含X、Y、Z三者中任一个或任二个或三个。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以根据实际情况选择相互结合或替换，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种盒式过滤组件，包括第一端件D1、第二端件D2和密封堆叠于二者间的过滤单元F1，盒式过滤组件具有流体入口、流体出口及与流体入口连通的上游腔，过滤单元F1包括支撑板1和密封固定于支撑板1两端的滤膜9，支撑板1具有第一通孔11，第一通孔11与上游腔连通，支撑板1与其两端的滤膜9围成与流体出口连通的下游腔，结合图3和图4看，第一通孔11包括相互连通的主孔区111和分散区112，主孔区111与流体入口对应连通，分散区112从主孔区111向滤膜9侧边所在的方向延伸。

在本实用新型中，支撑板1的第一通孔11包括主孔区111和分散区112，二者连通形成一体，主孔区111与上游腔连通，分散区112在主孔区111的至少一侧延伸，由流体入口流入的待过滤的原液首先进入各支撑板1的主孔区111内，并经主孔区111进入其至少一侧的分散区112内，由于分散区112向滤膜9侧边所在的方向延伸，最远可以延伸至与滤膜9的相应边缘，因此，分散区112可将其内的原液快速引导至滤膜9的上游表面上与分散区112对应的区域，即支撑板1两端面的滤膜9位于主孔区111至少一侧的全部区域都能够较快地被原液润湿、透过，起到实际的过滤作用，从而可提高滤膜9的实际利用率，尤其是滤膜9的边缘区域的利用率提高，过滤组件整体的过滤速率也得到提高。

流体入口和流体出口的结构形式可以参考现有技术，例如可以贯穿第一端件D1的端面或第二端件D2的端面来设置，第一端件D1具有第一过孔D11和第二过孔D12，第二端件D2具有分别与第一过孔D11和第二过孔D12连通的第三过孔D21和第四过孔D22，第一过孔D11和第三过孔D21均与第一通孔11连通、第二过孔D12和第四过孔D22均与第二通孔12连通，此种形式适用于需要将多个盒式过滤组件上下密封堆叠在一起使用的情形，可以根据需要扩展过滤面积。流体入口和流体出口可以均设在第一端件D1上，或者均设在第二端件D2上，也可以择一设置在第一端件D1上，另外一个设在第二端件D2上，只是后面两种形式的盒式过滤组件不适于相互堆叠使用，只能单个使用。

在一个实施例中，分散区112延伸呈条孔状结构且延伸方向与滤膜9靠近第一通孔11的边缘平行，原液在分散区112内流动的阻力较小，根据伯努利原理，采用条孔状结构能够让原液从主孔区111进入分散区112后，更加快速地分散到滤膜9侧边所在区域。

为了让原液快速且大量地进入主孔区111，可以将主孔区111的面积设计得较大，例如在一个实施例中，主孔区111包括朝向滤膜9的开放部1111，开放部1111的宽度W3不小于主孔区111中心处的宽度W4，分散区112从开放部1111的至少一侧向外延伸。开放部1111的宽度较大，有足够大的容量，能够让流入主孔区111的大量原液快速且自由地流向分散区112，提高原液的分散速度。

作为一个较佳的实施例，分散区112远离主孔区111的端部与滤膜9的侧边平齐，使原液能够快速分散到整张滤膜9上，让滤膜9的实际利用率提升至最高。

根据实际需要，可以将主孔区111设置在支撑板1的宽度中心位置还是宽度的一侧，从分散速度的角度来看，主孔区111设置在支撑板1的宽度中心位置，同时分散区112从主孔区111的两侧向外延伸，分散速度相对较快。因此在一个优选的实施例中，分散区112从主孔区111的两侧对称向外延伸，第一通孔11在支撑板1宽度方向上的尺寸W1不小于滤膜9靠近第一通孔11的边缘的宽度W2的一半，可以理解的，W1＝W2时，效果最好。

支撑板1包括用于密封固定滤膜9的支撑区101和位于支撑区101外围的第一布孔区102、第二布孔区103，第一通孔11位于第一布孔区102内，分散区112位于第一布孔区102内靠近支撑区101的边缘，使得分散区112与支撑区101直接相邻，分散区112内的原液可以最短的路径快速分散至滤膜9的上游表面对应分散区112的区域，即原液的分散速率加快，相应地，滤膜9的利用率及过滤速率也均可得到提高。更进一步的，分散区112的边缘与支撑区101的边缘重合，即原液流出分散区112即流到滤膜9的上游表面，进一步缩短原液的流动路径。

第一布孔区102内设有多个支撑柱13，支撑柱13分布于主孔区111两侧，支撑柱13位于分散区112远离支撑区101的一侧，相邻支撑板1的支撑柱13端面相抵接，可以防止相邻支撑板1的第一布孔区102弯曲、塌陷，确保相邻两个支撑板1之间的空隙均匀稳定，避免影响原液的正常流动。支撑柱13可以采用圆柱状或圆台状等易加工的结构，并且其直径可以沿着从分散区112的延伸方向逐渐变小，降低对原液的阻挡作用。

为进一步提高原液的分散效果及效率，可以在第一布孔区102内设有多个分散孔14，分散孔14分布于主孔区111的两侧，分散孔14位于支撑柱13远离分散区112的一侧。

如图5和图6所示，在上述实施例的基础上，进一步的，支撑板1至少一个端面的支撑区101包括相对主孔区111的中心线对称设置的两个分区100，分区100的端面与滤膜9密封固定连接并在分区100内形成下游腔，将端面尺寸较大的支撑板1划分成尺寸相对较小的至少两个分区100，再将与各分区100的尺寸匹配的滤膜9密封固定至各分区100的端面。由于支撑板1的端面被划分为尺寸相对较小的分区100，各分区100的宽度减小，各分区100的滤膜9的中间区域受到其两侧的支撑和连接作用强度更高，即各个分区100上的滤膜9受到拉紧作用的强度更高，即滤膜9面积变小，更容易被张紧并保持，各个分区100的滤膜9与各个分区100中弯曲幅度最大的区域的表面之间的挤压作用强度减小，滤膜9受到支撑板1的顶压作用强度减小，滤膜9不易被顶压破坏，从而可以获得保护，还可以减小滤膜9表面与其所在分区100的表面间的摩擦作用，有效降低滤膜9的磨损，进一步保护滤膜9，确保其使用寿命达到设计寿命。可以理解的，分区100的面积越小，其端面固定的滤膜9面积也越小，相应的，滤膜9被张紧的效果会更高，更加不容易弯曲，而在分区100内的表面弯曲幅度不会增加的情况下，便于分区100内的表面与滤膜9之间保持稳定的间隙，使得下游腔内的流道通畅，不仅确保整张滤膜9都可以供流体通过，利于流体快速透过滤膜9，有利于提高过滤效率，而且也可以保证了盒式过滤组件内整体流道的均匀性。设置了分区100的结构后，为了让第一通孔11内的原液能够均匀且快速的分散到两个分区100上，可以设计分散区112从主孔区111向两个分区100的外侧边缘延伸，最好是与两个分区100的外侧边缘平齐。

再进一步的，两个分区100之间没有滤膜9，可以引导原液避开两个分区100之间的区域，例如参考图5，在一个实施例中，支撑板1上位于两个分区100之间设有分流体15，分流体15相对分区100的端面凸起，分流体15延伸为长条状并将两个分区100隔开，原液遇到分流体15后，会被分流体15分成两个部分，分别流入分流体15两侧的分区100内，从而进一步改善原液的分散效果。

在另一个实施例中，可以参考图6，分流体15设置有多个并间隔设置，相邻两个分流体15之间设有贯穿支撑板1的贯穿孔151。在分流体15设置贯穿孔151后，可以将支撑板1两端的空间连通起来，平衡支撑板1两端的流体压力，从而提高支撑板1两端的原液分散效果。第一通孔11还可以与最近的一个贯穿孔151连通。

分区100的端面包括用于密封固定滤膜9的环形密封边框16，环形密封边框16包括两条第一边框161和两条第二边框162，其中一条第二边框162靠近第一通孔11设置，另一条第二边框162远离第一通孔11设置，靠近第一通孔11设置的第二边框162高于支撑板1在第一通孔11边缘的表面，以形成导流台阶17，参考图7和图8。受导流台阶17的阻挡，第一通孔11内的原液首先在导流台阶17的引导下沿着导流台阶17向两侧流动，然后才会流向高度更高的滤膜9的上游表面，即该导流台阶17也可以起到将原液向着整个滤膜9的上游表面引导的作用。

如图9所示，在另一实施例中，支撑板1也可以不设置第二通孔12，下游腔通过滤液排出通道与流体出口直接连通。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型所请求保护的范围。

Claims (12)

1.一种盒式过滤组件，包括第一端件、第二端件和密封堆叠于二者间的过滤单元，盒式过滤组件具有流体入口、流体出口及与流体入口连通的上游腔，过滤单元包括支撑板和密封固定于支撑板两端的滤膜，支撑板具有第一通孔，第一通孔与上游腔连通，支撑板与其两端的滤膜围成与流体出口连通的下游腔，其特征在于，所述第一通孔包括相互连通的主孔区和分散区，主孔区与流体入口对应连通，分散区从主孔区向滤膜侧边所在的方向延伸。

2.根据权利要求1所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述分散区延伸呈条孔状结构且延伸方向与滤膜靠近第一通孔的边缘平行。

3.根据权利要求1所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述主孔区包括朝向滤膜的开放部，开放部的宽度不小于主孔区中心处的宽度，分散区从开放部的至少一侧向外延伸。

4.根据权利要求1所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述分散区远离主孔区的端部与滤膜的侧边平齐。

5.根据权利要求1所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述分散区从主孔区的两侧对称向外延伸，第一通孔在支撑板宽度方向上的尺寸W1不小于滤膜靠近第一通孔的边缘的宽度W2的一半。

6.根据权利要求1所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述支撑板包括用于密封固定滤膜的支撑区和位于支撑区外围的第一布孔区、第二布孔区，第一通孔位于第一布孔区内，分散区位于第一布孔区内靠近支撑区的边缘。

7.根据权利要求6所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述分散区的边缘与支撑区的边缘重合。

8.根据权利要求6所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述第一布孔区内设有多个支撑柱，支撑柱分布于主孔区两侧，支撑柱位于分散区远离支撑区的一侧，相邻支撑板的支撑柱端面相抵接。

9.根据权利要求8所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述第一布孔区内设有多个分散孔，分散孔分布于主孔区的两侧，分散孔位于支撑柱远离分散区的一侧。

10.根据权利要求1所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述支撑板至少一个端面的支撑区包括相对主孔区的中心线对称设置的两个分区，分区的端面与滤膜密封固定连接并在分区内形成下游腔，分散区从主孔区向两个分区的外侧边缘延伸。

11.根据权利要求10所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述支撑板上位于两个分区之间设有分流体，分流体相对分区的端面凸起，分流体延伸为长条状并将两个分区隔开；或者，所述支撑板上位于两个分区之间设有分流体，分流体相对分区的端面凸起，分流体设置有多个并间隔设置，相邻两个分流体之间设有贯穿支撑板的贯穿孔。

12.根据权利要求10所述的盒式过滤组件，其特征在于，所述分区的端面包括用于密封固定滤膜的环形密封边框，环形密封边框包括两条第一边框和两条第二边框，其中一条第二边框靠近第一通孔设置，另一条第二边框远离第一通孔设置，靠近第一通孔设置的第二边框高于支撑板在第一通孔边缘的表面，以形成导流台阶。

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