DNA雙螺旋微米級濾芯的製作方法
2023-11-30 13:15:01
本發明屬於供熱、製冷、供水、淨化技術領域，具體涉及一種適用於液體排氣除汙效果極佳的DNA雙螺旋微米級濾芯。
背景技術：
當液體輸送管道系統中混入氣體時，由於氣體密度低，因此其會向管道系統頂端聚集，且隨著氣體的增多，管道系統頂部氣壓會增大，從而導致管道系統內液體的液位下降。為了阻止液位下降，通常會在管道系統頂部安裝自動排氣閥，通過自動排氣閥排出氣體，來降低管道系統頂部的氣壓。立體金屬絲濾芯是排氣除汙裝置的核心部件，直接關係到排氣除汙裝置的排氣除汙效果、水流阻力，直接關係到產品的使用性能。立體金屬絲濾芯的內部結構是專門為排氣除汙裝置設計的，既要保證有足夠的密度用來分割水流改變水的流動狀態，又要儘可能減小壓降，同時又有良好的自清洗能力，迅速分離捕捉到的氣泡和雜質。
目前，國內外廠家生產的排氣除汙裝置主要有不鏽鋼濾網、不規則金屬濾網、銅網濾芯等來充當濾芯。不鏽鋼濾網是平面結構並不是針對排氣除汙裝置設計的，使用性能有限；不規則金屬濾網考慮了網率密度，但是水流阻力較大，增大了脫氣系統的能耗。還有部分廠家製作的銅網濾芯，只是簡單的焊接，並未從流體的阻力、表面張力以及濾網的表面積等問題考慮，導致銅網濾芯結構單一、框架不牢，處理效果差，不能滿足各種管道內流體的排氣除汙。
本發明綜合考慮了流體的力學性能、阻力以及濾網的空間結構、表面積等影響排氣的基本因子，採用銅合金絲材質作為濾網，並對其進行表面修飾，借鑑DNA雙螺旋結構，對過濾網和中心軸管進行雙螺旋式焊接。濾芯呈流線型，減小了流體的阻力；濾芯結構穩定、表面積大，增強了排氣除汙能力，且可實現DNA雙螺微米級旋濾芯的規模化生產。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種過濾面積大、排氣除汙效率高、可規模化生產且有廣泛應用前景的DNA雙螺旋微米級濾芯。
本發明提供一種適用於液體排氣除汙效果極佳的DNA雙螺旋微米級濾芯，由中心軸管和雙螺旋斜立方結構的過濾網組成，所述雙螺旋斜立方結構的過濾網通過表面修飾過的銅合金金屬絲焊接而成雙螺旋斜立方結構，雙螺旋斜立方結構的過濾網的內壁焊接於中心軸管上，所述濾芯整體上呈現「DNA」雙螺旋結構；所述雙螺旋斜立方結構的過濾網由若干個菱形線圈拼接而成，菱形線圈夾角為76~89°，菱形線圈的長度為10~50 mm，寬度為5~20 mm，所述每個菱形線圈與中心軸管焊接角度為50~85°。
本發明中，所述中心軸管為銅合金材質管。
本發明中，所述金屬絲為銅合金絲，直徑為0.3~0.8 mm。
本發明中，所述菱形線圈夾角為80~87°。
本發明中，所述菱形線圈的長度為20~30 mm；寬度為6~12 mm。
本發明中，所述每個菱形線圈與中心軸管焊接角度為70~80°。
本發明中，所述若干個菱形線圈與中心軸管焊接後，通過徑向螺旋銅合金線焊接固定，所述的徑向螺旋銅合金線的間距為3~20 mm，更進一步，優選5~12 mm。
本發明中，所述的銅合金絲的直徑為0.45~0.65 mm。
本發明中，所述的銅合金絲需要經過浸提、烘乾、表面塗布、熱處理等預處理，排線必須平整、緊密、均勻。
更進一步，所述的銅合金絲表面修飾後噴塗的材料為納米級氧化鋅，其粒徑為5~60 nm，優選20~50 nm，更優選25~35 nm。
本發明中，所述的銅合金絲的成品伸長率為25%~35%，優選28%~30%。所述的銅合金絲的成品抗拉強度為230~255 MPa，優選235~245 MPa。所述的銅合金絲的成品硬度(HV0.1)為70~80，優選73~78。
本發明的主要機理是：在液體中排氣的過程是依據亨利定律原理：氣體在液體的溶解度與溫度成反比，與壓力成正比。本發明的DNA雙螺旋微米級濾芯由銅合金絲和銅合金中空管組成，做成雙螺旋結構，成流線型，幾乎不會產生壓力降；同時雙螺旋結構銅合金濾網經過表面修飾，以增大其表面積，流體在內部產生相對靜止的區域，阻截液體流變為湍流，流體碰到雙螺旋過濾網，使液體液面變為曲面，導致表面張力變大，液體中微氣泡由於分子作用大量聚集在經表面處理表面積較大的雙螺旋斜立方結構濾網上，微小雜質由於其比重差從流體中沉降在底部，從而起到排氣除汙的效果。
本發明的DNA雙螺旋微米級濾芯具有以下優勢：
（1）DNA雙螺旋結構比較穩固；
（2）DNA雙螺旋的表面進表面修飾後，具有較大的表面積；
（3）幾乎不會給系統產生壓降；
（4）液體中微氣泡容易聚集，排氣效率高；
（5）液體中微小雜誌顆粒容積收集，排汙效果好。
附圖說明
圖1為本發明的DNA雙螺旋微米級濾芯結構示意圖；
圖2為本發明結構圖示；
圖3為本發明的金屬濾芯的局部結構示意圖；
圖4為本發明的DNA雙螺旋微米級濾芯的剖面圖；
圖5為本發明的DNA雙螺旋微米級濾芯的切面圖；
圖中標號：1 中心軸管，2 雙螺旋斜立方結構的過濾網，3 菱形銅合金線圈，4 斜立方結構，5 徑向螺旋銅合金線。
具體實施方式
下面結合附圖和通過具體的實施例進一步說明本發明，但是，應當理解為，這些實施例僅僅是用於更詳細具體地說明之用，而不應理解為用於以任何形式限制本發明。
圖1為本發明的DNA雙螺旋微米級濾芯結構示意圖；圖2為本發明結構圖示；圖3為本發明的金屬濾芯的局部結構示意圖；圖4為本發明的DNA雙螺旋微米級濾芯的剖面圖；圖5為本發明的DNA雙螺旋微米級濾芯的切面圖。
請參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，本發明所提供的DNA雙螺旋微米級濾芯，其長度可做到0.2 m~6 m不等，濾芯成品外徑45 mm~80 mm規格不一。所述DNA雙螺旋微米級濾芯包括中心軸管1（外徑16 mm）和雙螺旋斜立方結構的過濾網2組成。所述過濾網由表面修飾過的菱形銅合金線圈3和徑向螺旋銅合金線5，所述菱形銅合金線圈3採用雙螺旋模式纏繞在中心軸管1上，且與中心軸管1呈一定角度焊接，焊接角度為70~80°，所述菱形銅合金線圈3和所述徑向螺旋銅合金線5螺旋相交，而成為斜立方結構4。為更好的增加濾芯的過濾效果，每個斜立方結構濾網由多個菱形銅合金線圈拼接而成，從而形成多個螺旋斜立方結構堆積，呈現「DNA」雙螺旋結構的濾芯。
本發明所提供的DNA雙螺旋微米級濾芯，所述的銅合金絲要浸提、烘乾、表面塗布、熱處理等預處理，以保證其良好的伸長率、抗拉強度和硬度，所述銅合金絲經表面修飾後噴塗的材料為納米級氧化鋅，以增加濾芯強大的工作比表面積。當運動的水流經過DNA雙螺旋微米級濾芯時被分割成無數細小的水流，由於特殊處理銅合金絲所形成濾芯巨大比表面積，使水流中的微小氣泡被濾芯的表面積所捕獲，導致微小氣泡表面張力整的，從而與其他起包在濾芯的表面上大量迅速的聚合，成為大氣泡並匯聚上浮到濾芯的頂部，極大提高了液體脫氣的效率。
綜上，本發明提供的DNA雙螺旋微米級濾芯，包括中心軸管1和雙螺旋斜立方結構的過濾網2組成。所述過濾網包括相互纏繞的菱形銅合金線圈3和徑向螺旋銅合金線5，所述過濾網和所述中心軸管1沿一定角度焊接而成雙螺旋斜立方結構濾芯。通過對銅合金絲進行了特殊的表面處理和強化，過濾網具有巨大的工作比較面積，借鑑DAN的雙螺旋結構，對濾芯進行優化，使其金屬網結構和密度合理、科學，保證了本發明提供的DNA雙螺旋微米級濾芯的脫氣、集汙、阻力、壓降、自潔能力等指標達到俱佳的平衡點，實現了濾芯的高效脫氣和排汙。