[發(fā)明專利]液體錯流過濾方法、組件及專用導流芯棒

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310108550.0
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN103212230A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高麟;汪濤;宿其
• 申請（專利權(quán)）人: 成都易態(tài)科技有限公司
• 主分類號: B01D29/35
• 分類號: B01D29/35;B01D29/54;B01D29/86
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王睿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液體錯流過濾方法、組件及專用導流芯棒。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的液體錯流過濾組件包括外殼和安裝在外殼中且兩端開口的濾管，所述外殼與濾管通過上孔板和下孔板連接并形成分隔的第一空間和第二空間，在第一空間，原液的過濾傳送始于濾管的入口端并在濾管的出口端流出形成濃縮液，在第二空間，從內(nèi)向外透過濾管管壁的液體形成凈液。上述這種液體錯流過濾組件存在液體在濾管內(nèi)腔中流動阻力較大、濾管容易污染或堵塞且污染或堵塞很難自動消除和減輕等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種可調(diào)整液體在濾管內(nèi)腔中流動狀態(tài)的液體錯流過濾方法、組件及專用導流芯棒。

本發(fā)明的液體錯流過濾方法包括的步驟為：將原液通入濾管的入口端，使其在濾管的管腔內(nèi)朝濾管的出口端流動；通過安插在濾管管腔內(nèi)的非過濾用的導流芯棒與該濾管內(nèi)壁之間的間隙所形成的管形流道對進入該濾管管腔內(nèi)的液體進行導流，使液體緊貼濾管內(nèi)壁流動；分別收集從濾管出口端流出所形成的濃縮液以及從內(nèi)向外透過濾管管壁后所形成的凈液。本發(fā)明的導流芯棒本身并不具有對液體進行過濾的作用（故稱為“非過濾用的導流芯棒”），故不會因為導流芯棒的設(shè)置而導致過濾面積的增加（在濾管尺寸不變的情況下），因此也就不會在濾管管腔內(nèi)產(chǎn)生多余的濾渣，有利于防止濾管快速污染或堵塞。在此基礎(chǔ)上，由于導流芯棒的設(shè)置使得液體在所形成的管形流道內(nèi)緊貼濾管內(nèi)壁流動，即有助于提高濾管的過濾效率，也有助于延緩濾餅的形成。

在上述液體錯流過濾方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還進一步的采用了以下改進措施，即，當濾管入口端與出口端的壓力差增大時，使導流芯棒向濾管出口端方向軸向浮動，當濾管入口端與出口端的壓力差減小時，使導流芯棒向濾管入口端方向軸向浮動；且所述導流芯棒為向濾管的出口端收小的椎體。由于導流芯棒為向濾管的出口端收小的椎體，當其上浮或下沉時，能改變管形流道的截面積，從而提高或減緩流體的膜面流速。自動實現(xiàn)對濾管內(nèi)表面的沖刷清洗，延緩或阻止濾管表面被污染或堵塞。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過設(shè)計一定的阻尼機構(gòu)來實現(xiàn)上述浮動，但本發(fā)明采用的一種較佳方案是：將所述濾管豎直設(shè)置并使其入口端朝下、出口端朝上；將所述導流芯棒從濾管的端口插入濾管的管腔內(nèi)并根據(jù)原液物料性質(zhì)設(shè)定導流芯棒的自重，使導流芯棒根據(jù)濾管入口端與出口端的壓力差變化自主上浮或下沉；在導流芯棒的頂端設(shè)置防掉落用的軸向限位臺階。上述浮動設(shè)計能夠根據(jù)濾管入口端與出口端的壓力差變化來調(diào)整導流芯棒的軸向位置，使進入管形流道內(nèi)的液體流速隨污染程度的加重而自動增加，從而起到強制沖洗濾管內(nèi)壁，減輕或消除濾管污染的作用，幫助維持過濾過程的穩(wěn)定性。另外，導流芯棒上浮或下沉時，能造成液體一定程度的脈沖流，同樣在一定程度上起到了防止濾管污染的作用。

為了進一步的避免濾管污染或堵塞，延緩濾餅的形成，本發(fā)明還在所述導流芯棒的周面上設(shè)置攜轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，使從濾管管腔內(nèi)流動的液體推動該攜轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)進而帶動導流芯棒在濾管管腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。其中，所述的攜轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)主要可以采用在導流芯棒周面上傾斜設(shè)置的攜轉(zhuǎn)筋、攜轉(zhuǎn)槽或螺紋等。上述攜轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)可以在濾管管腔內(nèi)流動的液體的推動下，產(chǎn)生使導流芯棒旋轉(zhuǎn)的分力，由此促進導流芯棒旋轉(zhuǎn)。當芯棒旋轉(zhuǎn)時，會引起管形流道內(nèi)液體的攪動，促進濾渣分散，從而在一定程度上避免濾管污染或堵塞，延緩濾餅的形成。當然，設(shè)置攜轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)并不是延緩濾餅的形成唯一辦法，例如，若保證導流芯棒的周面足夠光滑，就能夠有效改善液體在管形流道內(nèi)的紊流狀態(tài)，減小液體流動的雷諾數(shù)，使液體趨于層流的流動方式，從而有效減小液體流動阻力，這樣，也可以通過液體本身的流動力推動濾渣，延緩濾餅形成。

為實施上述方法，本發(fā)明還提供了一種液體錯流過濾組件，該液體錯流過濾組件包括外殼和安裝在外殼中且兩端開口的濾管，所述外殼與濾管通過上孔板和下孔板連接并形成分隔的第一空間和第二空間，在第一空間，原液的過濾傳送始于濾管的入口端并在濾管的出口端流出形成濃縮液，在第二空間，從內(nèi)向外透過濾管管壁的液體形成凈液，其中，所述濾管管腔內(nèi)安插有非過濾用的導流芯棒，該導流芯棒與濾管內(nèi)壁之間的間隙形成管形流道。

作為對上述液體錯流過濾組件的改進，所述濾管豎直設(shè)置且其入口端朝下、出口端朝上；所述導流芯棒從濾管的端口安插在濾管的管腔內(nèi)，所述導流芯棒自重可使該導流芯棒根據(jù)濾管入口端與出口端的壓力差變化自主上浮或下沉；所述導流芯棒為向濾管的出口端收小的椎體，其頂端設(shè)置防掉落用的軸向限位臺階，底端伸出濾管入口端一定距離。