多通道滤芯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及过滤技术,特别涉及气体固体分离技术和液体固体分离技术,具体涉 及一种滤芯。
【背景技术】
[0002] 近年来,蜂窝结构材料发展迅速,该类材料之所以得到广泛关注,主要是其科学合 理的结构及相应的优良性能,如重量轻、比表面积大、容积大、强度高、蜂窝承压强度高等, 可以说蜂窝结构材料是人类应用现代仿生学原理的典型代表。
[0003]目前应用比较广泛的有陶瓷蜂窝材料、金属间化合物蜂窝材料。蜂窝陶瓷最早使 用在小型汽车尾气净化,到今天已广泛应用在化工、电力、冶金、机、水处理等工业中。蜂窝 陶瓷由无数相等的孔组成各种形状,目前最大的孔数已达到每平方厘米20~40个,密度每 立方厘米4~6克,吸水率最高可达20%以上。蜂窝陶瓷的主要产品有蓄热填料、活性炭、 活性氧化铝、分子筛、瓷料球和催化剂等数十种产品。其中活性炭粉末或颗粒制作成蜂窝陶 瓷形状后,应用最广泛的领域就是过滤净化领域,如水的净化处理和废水处理等,尤其在医 药工业中抗菌素、激素、维生素及各种针剂的脱水脱色去杂质等,都有蜂窝陶瓷用武之地。 近年发展迅速的金属间化合物蜂窝材料,以其强度高、韧性强、孔径稳定、耐腐蚀、耐氧化、 便于机械加工等优势,已经在过滤技术领域得到了广泛的应用。金属间化合物蜂窝材料,可 以制作成各种形状的滤芯,应用于气体过滤和液体过滤技术领域。
[0004] 现有技术滤芯结构及过滤原理如图1、图2所示。滤芯1形状多为圆柱体或截面 为正方形的棱柱体,图1示出的滤芯1为圆柱体。滤芯1轴向均匀分布有通道a,为了增加 过滤流量,通常这些通道a布满整个滤芯,如图2所示。采用陶瓷滤芯或金属间化合物滤芯 的过滤装置,通常通过渗透进行过滤,过滤物(待过滤的气体或液体)沿滤芯轴向由输入端 10进入滤芯,通过各个通道a从滤芯1的输出端11流出,即过滤物的流向如图1中的y方 向所示。由于压差的作用,过滤物经过层层渗透过滤后的清洁物(过滤后的干净气体或液 体),沿滤芯1径向,即图1中x方向,由滤芯1外表面渗透滤出。这种滤芯结构,虽然通道 a布满了滤芯,但每个通道a都流过的是过滤物,相邻通道之间不存在压差,所以不能很好 的起到过滤作用,而且相邻通道之间的渗透还会相互干扰,其过滤效果大打折扣。这种滤芯 的过滤面积也仅为滤芯外表面积,对于图1和图2所示的,直径Cp =55mm,长度为1000mm的 圆柱形滤芯,其过滤面积为滤芯外表面积~ 0. 173m2。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题,就是提供一种多通道滤芯,所述滤芯沿轴向分布有 至少2条通道,其特征在于,所述通道分别连通过滤物和清洁物。
[0006] 具体的,所述通道沿轴向均匀分布。
[0007] 具体的,所述滤芯截面形状为正方形或圆形。
[0008] 具体的,所述滤芯由金属间化合物构成。
[0009] 具体的,所述通道截面形状为正方形或圆形。
[0010] 进一步的,连通过滤物的通道截面积大于连通清洁物的通道截面积。
[0011] 进一步的,连通过滤物和连通清洁物的通道相间排列。
[0012] 更进一步的,所述通道排列成矩阵,连通过滤物的通道和连通清洁物的通道分别 处于不同的直线上。
[0013] 更进一步的,所述滤芯两端连接有导流结构,所述通道通过所述导流结构分别连 通过滤物和清洁物。
[0014] 更进一步的,所述滤芯两端连接的导流结构具有相同结构。
[0015] 本发明的有益效果是,几乎有一半的通道可以作为过滤通道,极大地增加了过滤 面积,过滤效率大大提尚。
【附图说明】
[0016] 图1是现有技术滤芯结构及过滤原理示意图;
[0017] 图2是图1中滤芯的俯视图;
[0018] 图3是实施例1滤芯结构示意图;
[0019] 图4是图3的俯视图;
[0020] 图5是实施例2示意图;
[0021] 图6是实施例3示意图;
[0022] 图7与实施例1滤芯匹配的导流结构示意图;
[0023] 图8是图7的仰视图;
[0024] 图9是图7的俯视图;
[0025] 图10是图9的P-P剖视图;
[0026] 图11是滤芯与导流结构装配示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图及实施例,详细描述本发明的技术方案。
[0028] 本发明多通道滤芯,沿轴向布满通道,这些通道分别连通过滤物和清洁物。当过滤 物通过每一个与过滤物连通的通道时,由于压差的作用,都会向其周围的与清洁物连通的 通道渗透清洁物,分布在滤芯周边的通道还会通过滤芯侧壁渗透清洁物。只要连通过滤物 的通道表面积之和多滤芯外表面积,多通道滤芯过滤面积就会大大增加,过滤效率也会大 大提高。而对于多通道滤芯,合理选择通道数量和尺寸,这是非常容易满足的条件。
[0029] 实施例1
[0030] 如图3和图4所示,本例多通道滤芯由金属间化合物材料构成,滤芯1截面形状为 圆形,通道沿轴向均匀分布并布满整个滤芯,通道截面形状为3 X 3mm的正方,如图4所示。 通道沿轴向均匀分布,可以充分利用有限空间布置更多的通道,有利于提高过滤效率。采用 截面形状为正方形的通道,有利于增加通道的表面积,提高渗透率和过滤效果。本例中,每 个通道截面积都为9_2,大小和形状都相同,这样便于加工成型,简化加工工艺步骤。当然 也可以采用截面积不同的通道结构,通常情况下优选方案是,连通过滤物的通道截面积大 于连通清洁物的通道截面积。这主要是根据过滤需要,因为过滤物流量通常都大于清洁物 的流量,这样的结构通道空间分配更加合理。
[0031] 参见图4,本例滤芯共有104个通道,其中有52个通道连通过滤物,图4中以画了 十字线的正方形a表示,另外52个通道连通清洁物,图4中以空白正方b形表示,刚好各占 一半。同样以直径cp=55mm,长度为1000mm的圆柱形滤芯为例,本发明的多通道滤芯过滤 面积达到52 X 12 X 1000 = 0. 624m2,远远大于现有技术相同尺寸滤芯0. 173m2的的过滤面 积,过滤面积增加了 260 %。
[0032] 由图4可以看出,连通过
滤物和连通清洁物的通道相间排列。这些通道排列成矩 阵,连通过滤物的通道和连通清洁物的通道分别处于不同的直线上,如图4中的直线h和直 线i。这种排列方式,使得每个过滤物通过的通道都被连通清洁物的通道包围,能够充分发 挥每个通道的过滤效率。而且更重要的是,这种结构中,相同类型的通道,如连通过滤物的 通道a或连通清洁物的通道b,可以由一条直线连通,这种通道分布结构,为导流结构的设 计带来了极大的方便,使得结构比较复杂的多通道滤芯,导流结构可以大大简化。
[0033] 实施例2
[0034] 如图5所示,本例多通道滤芯,采用截面形状为圆形的通道,圆形的通道也具有与 正方形通道相似的增加通道表面积和提高过滤效果的优点,而且还具有制造工艺简单的特 点。本例多通道滤芯共有通道89个,其中连通过滤物的通道,即标注为a的通道有45个, 其余的44个通道标注为b,他们是连通清洁物的通道。本例通道分布等其他结构可以参见 实施例1的描述。此处从略。
[0035] 实施例3
[0036] 本例多通道滤芯结构如图6所示,滤芯截面为正方形,每个通道为截面积相等的 圆形通道。由图6可见,整个滤芯1轴向分布有121个通道,其中有61个通道连通过滤物, 即a通道,其余60个通道连通清洁物,即b通道。
[0037] 通过上述实施例的描述可以看出,采用通道沿轴向均匀分布的结构形式,并使连 通过滤物和连通清洁物的通道相间排列,则a通道和b通道数量差不多各占一半,非常有利 于提高过滤效果。
[0038] 本发明的多通道滤芯,所有通道被分成两类,一类连通过滤物的通道为a通道,另 一类连通清洁物的通过为b通道,这就需要对滤芯通道进行分别连接,使相应的a通道连通 过滤物,b通道连通清洁物。对于一些气体过滤装置,滤芯通道尺寸通常不超过厘米级别, 而且一根滤芯中通道数量常常超过100个,采用普通管道对滤芯通道进行分流,结构将会 比较复杂,安装工艺要求也比较高。本发明实施例1描述的通道分布结构,即通道排列成矩 阵,并使连通过滤物的通道和连通清洁物的通道分别处于不同的直线上。这种通道分布结 构,可以采用比较简单的导流结构对过滤物和清洁物进行导流,使其分别连接到不同类型 通道中。
[0039] 图7、图8、图9和图10示出了与实施例1描述的多通道滤芯匹配的导流结构100 的示意图。可以看出,导流结构100是与滤芯形状相同的圆柱形,其轴向分布有通孔,这些 通孔分布位置与滤芯通道相对应,图9中画了十字线的正方形通孔与图4中画了十字线的 正方形通道对应,图9中空白的正方形通孔与图4中空白的正方形通道相对应。导流结构 100侧壁设置开槽101,如图7所示。每个开槽101与处于同一直线上的通孔连通,如图9 中处于直线PP上的三个通孔与槽101连通,该三个通孔与滤芯对应的三条b通道相连,图 9中也标注为b,通过该槽101可以将三条b通道渗透出来的清洁物引出来。可以看出,槽 101可以通过在导流结构100侧壁适当位置,沿直线打孔或开槽形成,加工非常方便。在导 流结构100的端面112与滤芯每个通道对应位置的通孔都设置有与通道大小匹配的细管 102,这些细管与通孔连通。在导流结构100的端面113,所有与通道b连通的通孔都被封 闭,只留下与通道a连通的通孔,如图8所示。本例导流结构100与滤芯装配在一起的结构 如图11所示,可以看出,滤芯1两端都装配了相同结构的导流结构100,该导流结构100的 端面112套在滤芯两端,每一根细管102插入对应的通道中,过滤物从导流结构100的端面 113进入滤芯,经过过滤的清洁气体或液体由开槽101引出。由图11可以看出,过滤物既 可以从上到下流动完成过滤,也可以由下向上流动完成过滤,这种过滤物沿滤芯轴向流动, 清洁物由滤芯侧壁流出的过滤方式,与传统的过滤装置过滤方法完全兼容,只要导流结构 100的直径与传统滤芯直径相等,并且整体长度L与传统滤芯相同,将传统过滤装置中的滤 芯换成图11所示的滤芯结构,过滤装置的其他部分不作任何改动就可以完成过滤装置的 更新换代。本发明的技术方案,不需要对现有装置进行过多的改造,就能够大大提高过滤效 率,非常具有推广价值。
【主权项】
1. 多通道滤芯,所述滤芯沿轴向分布有至少2条通道,其特征在于,所述通道分别连通 过滤物和清洁物。2. 根据权利要求1所述的多通道滤芯,其特征在于,所述通道沿轴向均匀分布。3. 根据权利要求1所述的多通道滤芯,其特征在于,所述滤芯截面形状为正方形或圆 形。4. 根据权利要求1所述的多通道滤芯,其特征在于,所述滤芯由金属间化合物构成。5. 根据权利要求1所述的多通道滤芯,其特征在于,所述通道截面形状为正方形或圆 形。6. 根据权利要求5所述的多通道滤芯,其特征在于,连通过滤物的通道截面积大于连 通清洁物的通道截面积。7. 根据权利要求1~6任意一项所述的多通道滤芯,其特征在于,连通过滤物和连通清 洁物的通道相间排列。8. 根据权利要求7所述的多通道滤芯,其特征在于,所述通道排列成矩阵,连通过滤物 的通道和连通清洁物的通道分别处于不同的直线上。9. 根据权利要求7所述的多通道滤芯,其特征在于,所述滤芯两端连接有导流结构,所 述通道通过所述导流结构分别连通过滤物和清洁物。10. 根据权利要求9所述的多通道滤芯,其特征在于,所述滤芯两端连接的导流结构具 有相同结构。
【专利摘要】本发明涉及过滤技术,具体涉及一种滤芯。发明公开的多通道滤芯,所述滤芯沿轴向分布有至少2条通道,所述通道分别连通过滤物和清洁物。本发明多通道滤芯,沿轴向布满通道,这些通道分别连通过滤物和清洁物。当过滤物通过每一个与过滤物连通的通道时,由于压差的作用,都会向其周围的与清洁物连通的通道渗透清洁物,分布在滤芯周边的通道还会通过滤芯侧壁渗透清洁物。只要连通过滤物的通道表面积之和≥滤芯外表面积,多通道滤芯过滤面积就会大大增加,过滤效率也会大大提高。而对于多通道滤芯,合理选择通道数量和尺寸,这是非常容易满足的条件。
【IPC分类】B01D29/88, B01D29/35
【公开号】CN104906853
【申请号】CN201510220502
【发明人】高麟, 汪涛, 李翔, 陈慧, 李波
【申请人】成都易态科技有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月4日