可在濾芯上形成交變電場的過濾裝置的製作方法

2023-10-18 03:59:24

專利名稱：可在濾芯上形成交變電場的過濾裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及過濾裝置。
背景技術：
本申請的申請人在CN101721848A的專利文獻中提供了一種過濾裝置，其基本構思是在濾芯上施加微弱、恆定的直流電壓，從而通過庫倫力來排斥待過濾溶液中與濾芯帶同種電荷的粒子，達到阻止帶電粒子吸附到濾芯上的目的。但是，該裝置只能將各種不同質量的帶電粒子排斥在濾芯外並以無規律的方式分布，不利於小顆粒帶電粒子的凝聚；同時， 在低壓直流條件下溶液中的某些粒子會電解析出，對過濾和溶液性質產生影響。

實用新型內容本實用新型首先要解決的技術問題是提供一種既能夠防止帶電粒子汙染濾芯，又能夠提高過濾穩定性的過濾方法。本申請所說的「過濾穩定性」可通過濾壓差隨時間變化的波動情況來判斷。而「過濾壓差」是指過濾裝置的進口壓力和出口壓力之差。該過濾方法是將待過濾物通過一過濾裝置實現氣——固或液——固分離的過程中，對過濾裝置的濾芯與外殼之間施加交變頻率為IOHZ 50HZ的交變電壓。在交變電場的作用下，濾芯與外殼之間的帶電粒子反覆運動，由於各個粒子的質量不同，在相同力的作用下流動的速度不同，因而可在一定的空間內將不同質量的粒子區分開，使這些不同質量的粒子在濾芯與外殼之間逐次分布，減緩濾餅形成的速率，且由於小顆粒帶電粒子的分布更密集，其凝聚的機率增加，因此過濾整體穩定性增加。將交變頻率控制在IOHZ 50HZ的目的在於當交變頻率小於IOHZ時，電壓的變化頻率過慢，與在濾芯與外殼之間施加直流電壓無明顯差異；而當交變頻率大於50HZ時， 電壓的變化頻率過快，不能使帶電粒子迅速改變運動方向，使用效果不理想。作為優選，所述濾芯是由TiAl金屬間化合物多孔材料、NiAl金屬間化合物多孔材料或!^Al金屬間化合物多孔材料製成，且其表面的平均孔徑為0. 1 μ m 50 μ m。上述材料具有優良的抗電腐蝕性能，不會因加電明顯降低使用壽命，這是一般的金屬多孔材料所不具備的。另外，由於上述材料的平均孔徑僅為0. 1 μ m 50 μ m，具有較高的過濾精度，被截留下來的小顆粒分子在靜電力的作用下凝聚成大分子顆粒，過濾效率隨之增加。本實用新型還要提供一種可解決相同技術問題的可在濾芯上形成交變電場的過
^^ 直 ο該過濾裝置包括互相絕緣的外殼和濾芯，所述外殼和濾芯分別與交變頻率為 IOHZ 50HZ的電源極性轉換電路的兩個輸出極連接。基於上面已陳述的理由，所述濾芯是由TiAl金屬間化合物多孔材料、NiAl金屬間化合物多孔材料或i^eAl金屬間化合物多孔材料製成，且其表面的平均孔徑為0. 1 μ m 50 μ m0[0012]本實用新型的有益效果是1)過濾的穩定性提高帶電粒子在交變電場的作用下，不同質量的帶電粒子在過濾器中開始分離，逐次的分布，使得過濾的濾餅形成的速率減緩，過濾穩定性增加；另當小顆粒帶電粒子密集分布後，其粒子凝聚的機率增加，過濾效果和穩定性也隨之增加；2)反衝的頻率降低由於帶電粒子對膜的汙染降低，膜的濃差極化降低，因此膜的再生時間延長，反吹的頻率降低；3)過濾通量衰減速率減緩膜的濃差極化程度降低，濾餅阻力對膜通量的影響程度隨之降低，通量衰減速率必然減緩。

圖1、2為本實用新型過濾裝置的示意圖。圖3為本實用新型過濾裝置中濾芯與外殼之間電壓隨時間變化圖。圖4為實施例1對濾芯與外殼之間施加交變電壓和直流電壓時過濾壓差隨時間變化圖。圖中標記為電源極性轉換電路1、直流電源la、第一換向器lb、開關K1、開關K2、 第二換向器lc、開關K3、開關K4、外殼2、濾芯3。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。如圖1 2所示，過濾裝置包括互相絕緣的外殼2和濾芯3，外殼2上設有進口和出口，待過濾物從外殼2上的進口進入過濾裝置並經過濾芯3的過濾，過濾後的物質再從出口流出。圖1、2中位於外殼2前後的箭頭即示出了待過濾物及過濾後的物質的運動方向。 為了對該過濾裝置的濾芯3與外殼2之間施加交變頻率為IOHZ 50HZ的交變電壓，如圖 1 2所示，上述外殼2和濾芯3分別電源極性轉換電路1的兩個輸出極連接。電源極性轉換電路1具體包括直流電源la、第一換向器Ib及第二換向器lc，其中，第一換向器Ib和第二換向器Ic分別並聯於直流電源Ia上，第一換向器Ib和第二換向器Ic之間則分別通過導線與外殼2和濾芯3連接；如圖1所示，當第一換向器Ib中的開關Kl接通且開關K2斷開，而第二換向器Ic中的開關K3斷開且開關K4接通時，外殼2與直流電源Ia的正極連接， 濾芯3與直流電源Ia的負極連接；如圖2所示，而當第一換向器Ib中的開關Kl斷開且開關K2接通，而第二換向器Ic中的開關K3接通且開關K4斷開時，外殼2與直流電源Ia的負極連接，濾芯3與直流電源Ia的正極連接。因此，通過控制第一換向器Ib和第二換向器 Ic的換向頻率，可使濾芯3與外殼2之間的電壓如圖3所示，成為交變頻率為IOHZ 50HZ 的交變電壓。當然，為對濾芯3與外殼2之間施加交變電壓也並非一定要使用上述的電源極性轉換電路1，也可使用逆變器或直接將濾芯3與外殼2與交流電源連接。將交變頻率控制在IOHZ 50HZ的目的在於當交變頻率小於IOHZ時，電壓的變化頻率過慢，與在濾芯與外殼之間施加直流電壓無明顯差異；而當交變頻率大於50HZ時， 電壓的變化頻率過快，不能使帶電粒子迅速改變運動方向，使用效果不理想。而交變電壓的大小具體則根據應用環境進行選擇。對已一般的過濾而言，將交變電壓設定在> 0伏且 ^ 50伏的範圍內就足夠的。[0023]濾芯3最好是由TiAl金屬間化合物多孔材料、NiAl金屬間化合物多孔材料或 FeAl金屬間化合物多孔材料製成，且其表面的平均孔徑為0. 1 μ m 50 μ m。上述材料具有優良的抗電腐蝕性能，不會因加電明顯降低使用壽命，這是一般的金屬多孔材料所不具備的。另外，由於上述材料的平均孔徑僅為0. Iym 50μπι，具有較高的過濾精度，被截留下來的小顆粒分子在靜電力的作用下凝聚成大分子顆粒，過濾效率隨之增加。實施例1在高溫氣體過濾中使用的過濾裝置以!^Al金屬間化合物多孔材料為濾芯，過濾時氣體溫度為200°C，過濾壓差lkPa，在該過濾裝置的濾芯3與外殼2之間施加大小為50 伏的交變電壓，交變頻率為15HZ，其過濾結果比在濾芯3與外殼2之間施加50伏直流電壓的情況過濾穩定性明顯提高。反映在圖4中，為維持過濾通量不變，當在濾芯與外殼之間施加上述交變電壓後，過濾壓差隨時間基本保持不變，甚至略為減小(說明小顆粒帶電粒子大量凝聚)；而當在濾芯與外殼之間施加直流電壓後，過濾壓差隨時間迅速上升。因此，從圖4可以證明在濾芯與外殼之間施加交變電壓比施加直流電壓具有更高的過濾穩定性。實施例2在高溫氣體過濾中使用的過濾裝置以!^Al金屬間化合物多孔材料為濾芯，過濾時氣體溫度為200°C，過濾壓差3kPa，在該過濾裝置的濾芯3與外殼2之間施加大小為50 伏的交變電壓，交變頻率為45HZ，其過濾結果比在濾芯3與外殼2之間施加50伏直流電壓的情況過濾穩定性明顯提高。實施例3在液體過濾中使用的過濾裝置以TiAl金屬間化合物多孔材料為濾芯，錯流過濾時膜面流動速度為4m/s，過濾壓差30kPa，在該過濾裝置的濾芯3與外殼2之間施加大小為 10伏的交變電壓，交變頻率為45HZ，其過濾結果比在濾芯3與外殼2之間施加10伏直流電壓的情況過濾穩定性明顯提高。實施例4在液體過濾中使用的過濾裝置以TiAl金屬間化合物多孔材料為濾芯，錯流過濾時膜面流動速度為4m/s，過濾壓差30kPa，在該過濾裝置的濾芯3與外殼2之間施加大小為 10伏的交變電壓，交變頻率為15HZ，其過濾結果比在濾芯3與外殼2之間施加10伏直流電壓的情況過濾穩定性明顯提高。
權利要求1.可在濾芯上形成交變電場的過濾裝置，包括互相絕緣的外殼(2)和濾芯(3)，其特徵在於所述外殼(2)和濾芯(3)分別與交變頻率為IOHZ 50HZ的電源極性轉換電路(1) 的兩個輸出極連接。
2.如權利要求1所述的過濾裝置，其特徵在於所述濾芯(3)是由TiAl金屬間化合物多孔材料、NiAl金屬間化合物多孔材料或!^Al金屬間化合物多孔材料製成，且其表面的平均孔徑為0. 1 μ m 50 μ m。
專利摘要本實用新型公開了一種既能夠防止帶電粒子汙染濾芯，又能夠提高過濾穩定性的可在濾芯上形成交變電場的過濾裝置。該過濾裝置包括互相絕緣的外殼和濾芯，所述外殼和濾芯分別與交變頻率為10Hz～50Hz的電源極性轉換電路的兩個輸出極連接。在交變電場的作用下，過濾裝置中的帶電粒子反覆運動，由於各個粒子的質量不同，在相同力的作用下流動的速度不同，因而可在一定的空間內將不同質量的粒子區分開，使這些不同質量的粒子在濾芯與外殼之間逐次分布，使過濾整體穩定性增加。
文檔編號B01D29/86GK202277732SQ20112032095
公開日2012年6月20日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者林勇, 汪濤, 高麟 申請人:成都易態科技有限公司