專利名稱：一種過濾方法及用于該方法的具有濾芯變壓功能的過濾裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種過濾方法及過濾裝置。
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與外殼之間施加微弱、恒定的電壓，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。上述文獻實際上給出了以下教導無論待過濾溶液中的帶電粒子濃度如何變化，只要使濾芯與待過濾溶液中的帶電粒子帶同種電荷，就可以起到排斥作用，從而避免濾芯污染。
發明內容
本發明首先要解決的技術問題是提供一種既可以阻止待過濾物中的帶電粒子吸附到濾芯上，同時又能夠提高過濾穩定性的過濾方法。該方法具體為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，通過在過濾裝置的濾芯與外殼之間施加電壓從而使過濾裝置中產生可阻礙待過濾物中的帶電粒子吸附到濾芯上的電場，并且在這個過程中，所述電場強度逐漸增大。本申請所說的“過濾穩定性”可由過濾裝置進口和出口之間的過濾壓差的波動來表征。由于過濾時會在濾芯表面逐漸形成濾餅，因此，為維持恒定的濾過通量，要求不斷增加過濾壓差，因而，過濾壓差隨時間變化的曲線應是一條上升曲線。該上升曲線越平直，說明過濾壓差的波動越小，過濾穩定性越好；反之則波動越大，過濾穩定性越差。對于本申請，由于過濾裝置中產生了可阻礙待過濾物中的帶電粒子吸附到濾芯上的電場，在該電場的作用下，待過濾物中的帶電粒子始終被排斥在濾芯外，起到防止帶電粒子吸附到濾芯上的作用；而隨著過濾的進行，這些帶電粒子的濃度逐漸升高，導致膜面的濃差極化現象加劇，但由于電場強度逐漸增大，過濾的受控程度相應提高，故過濾穩定性相比于電場強度恒定的情況有所提高。作為上述方案的進一步改進，該方法還包括使用反洗液或反沖氣對濾芯進行反沖洗的過程，在反沖洗過程中，該電場強度為零。這樣，可以避免對濾芯與外殼之間的電壓對反沖介質的影響。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制成，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，由于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。本申請其次還要提供一種具有濾芯變壓功能的過濾裝置，從而隨待過濾物中的帶電粒子的濃度增加而增大濾芯與外殼之間的電場強度。該過濾裝置其互相絕緣的外殼和濾芯分別與電源的正負極連接形成回路從而在外殼與濾芯之間產生電壓，上述回路中設有在過濾時使外殼與濾芯之間的電壓逐漸增大的濾芯變壓裝置。該電壓調節裝置可通過多種方式實現對外殼和濾芯之間電壓的進行調節， 比如直接使用的可線性調節電壓的電源等。作為濾芯變壓裝置的一種具體結構，所述濾芯變壓裝置由串聯的電容和電感構成，所述電容的一端與電源一極連接，另一端與電感連接，電感的一端與濾芯連接，所述電源的另一極與外殼連接或與外殼同時接地。外殼與濾芯之間的電壓逐漸增大的過程是在電容放電周期內完成的，而電容充電的周期內則是對濾芯進行反沖洗的過程。由于濾芯的反沖洗時間通常較過濾短很多，因此電容充電可由一獨立的充電電路完成。電容剛開始放電時，電感起到強電阻作用，而減小電流；而隨著電容放電的減緩，電感起到導體的作用。因此，電感可以避免電場強度的迅速變化。基于上面已陳述的理由，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制成，且其表面的平均孔徑為0. 1 μ m 50 μ m0綜上所述，本發明過濾方法、裝置既能夠阻止待過濾物中的帶電粒子吸附到濾芯上造成濾芯污染，又能夠增加過濾過程的穩定性，在工業過濾中具有廣泛應用前景。
圖1為本發明過濾裝置實施例1的結構示意圖。圖2為本發明過濾裝置實施例2的結構示意圖。圖3為本發明過濾時濾芯與外殼之間電壓隨時間變化曲線圖。圖4為過濾壓差隨時間變化的曲線對比圖。圖中標記為電源1、濾芯變壓裝置2、電感加、可調電容2b、外殼3、濾芯4。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明。如圖1 2所示的過濾裝置，其互相絕緣的外殼3和濾芯4分別與電源1的正負極連接形成回路從而在外殼3與濾芯4之間產生電壓，其中，電源1的一極既可以直接與外殼3連接，也可以與外殼3同時接地，而電源1的另一極則通過濾芯變壓裝置2與濾芯4相連。該濾芯變壓裝置2具體是由串聯的電容2b和電感加構成，所述電容2b的一端與電源 1 一極連接，另一端與電感加連接，電感加的一端與濾芯4連接，所述電源1的另一極與外殼3連接或與外殼3同時接地。電容2b剛開始放電時，電感加起到強電阻作用，而減小電流；而隨著電容2b放電的減緩，電感加起到導體的作用。因此，電感加可以避免電場強度的迅速變化，有利于提高過濾的穩定性。如圖3 4所示，外殼3與濾芯4之間的電壓逐漸增大的過程是在上述電容2b的一個放電周期內完成的，此時，待過物的中帶電粒子的濃度逐漸增加；而電容2b的一個充電周期內則是對濾芯4進行反沖洗過程，由于反沖洗的時間較過濾短很多，因此對電容2b充電由一獨立的充電電路完成。對電容2b充電時，外殼3與濾芯4之間的回路斷開，故在對濾芯4進行反沖洗的過程中外殼3與濾芯4之間的電場強度為零，避免對濾芯與外殼之間的電壓對反沖介質的影響。實施例1如圖1所示，過濾裝置采用終端過濾方式對待過濾溶液進行液——固分離，其濾芯 4由TiAl金屬間化合物多孔材料制成，其表面的平均孔徑為0. 3 μ m ；過濾開始時，施加在濾芯4和外殼3之間的電壓為5伏，過濾中期，濾芯4與和外殼3之間的電壓增加為7. 5伏， 末期再增加為10伏。與施加在濾芯4與和外殼3之間的電壓恒定為5伏的情況相比，本發明過濾通量增加10%，過濾穩定性明顯提高，反吹的頻率可以減少到50%以上。如圖4所示，當在濾芯4和外殼3之間加上述變壓直流電時，其過濾壓差隨時間變化的曲線明顯較在濾芯4和外殼3之間加恒壓直流電時過濾壓差隨時間變化的曲線平緩， 說明過濾穩定性提高。另外，由于在濾芯4和外殼3之間加變壓直流電后能夠促進帶電粒子的電泳運動，故在濾芯4和外殼3之間加變壓直流電時的起始過濾壓差較在濾芯4和外殼3之間加恒壓直流電時的起始過濾壓差小。實施例2如圖1所示，過濾裝置采用終端過濾方式對待過濾溶液進行液——固分離，其濾芯 4由TiAl金屬間化合物多孔材料制成，其表面的平均孔徑為45 μ m ；過濾開始時，施加在濾芯4和外殼3之間的電壓為5伏，過濾中期，濾芯4與和外殼3之間的電壓增加為6. 5伏， 末期再增加為8伏。與施加在濾芯4與和外殼3之間的電壓恒定為5伏的情況相比，過濾通量增加8.5%，過濾穩定性明顯提高，反吹的頻率可以減少50%以上。實施例3如圖2所示，過濾裝置采用錯流過濾方式對待過濾溶液進行液——固分離，其濾芯 4由TiAl金屬間化合物多孔材料制成，其表面的平均孔徑為5 μ m ；過濾開始時，施加在濾芯 4和外殼3之間的電壓為5伏，過濾中期，濾芯4與和外殼3之間的電壓增加為6伏，末期再增加為7伏。與施加在濾芯4與和外殼3之間的電壓恒定為5伏的情況相比，過濾通量增加10%，過濾穩定性明顯提高，反吹的頻率可以減少80%以上。實施例4過濾裝置采用錯流過濾方式對待過濾溶液進行液——固分離，其濾芯4由NiAl金屬間化合物多孔材料制成，其表面的平均孔徑為15 μ m ；過濾開始時，施加在濾芯4和外殼 3之間的電壓為10伏，過濾中期，濾芯4與和外殼3之間的電壓增加為20伏，末期再增加為30伏。與施加在濾芯4與和外殼3之間的電壓恒定為30伏的情況相比，過濾通量增加 10%，過濾穩定性明顯提高。實施例5過濾裝置采用終端過濾方式對待過濾氣體進行氣——固分離，其濾芯4由!^Al金屬間化合物多孔材料制成，其表面的平均孔徑為10 μ m ；過濾開始時，施加在濾芯4和外殼3 之間的電壓為15伏，過濾中期，濾芯4與和外殼3之間的電壓增加為17. 5伏，末期再增加為20伏。與施加在濾芯4與和外殼3之間的電壓恒定為15伏的情況相比，過濾通量增加 250 %，過濾穩定性明顯提高，過濾效率提高2 %。
權利要求
1.一種過濾方法，包括將待過濾物通過一過濾裝置實現氣一固或液一固分離的過程，在這個過程中，通過在過濾裝置的濾芯(4)與外殼C3)之間施加電壓從而使過濾裝置中產生可阻礙待過濾物中的帶電粒子吸附到濾芯(4)上的電場，其特征在于在上述過程中， 所述電場強度逐漸增大。
2.如權利要求1所述的過濾方法，其特征在于該方法還包括使用反洗液或反沖氣對濾芯(4)進行反沖洗的過程，在反沖洗過程中，該電場強度為零。
3.如權利要求1或2所述的過濾方法，其特征在于所述濾芯(4)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制成，且其表面的平均孔徑為0. 1 μ m 50 μ m。
4.用于權利要求1 3中任意一項權利要求所述過濾方法的具有濾芯變壓功能的過濾裝置，其互相絕緣的外殼C3)和濾芯(4)分別與電源(1)的正負極連接形成回路從而在外殼⑶與濾芯(5)之間產生電壓，其特征在于上述回路中設有在過濾時使外殼(3)與濾芯 (5)之間的電壓逐漸增大的濾芯變壓裝置O)。
5.如權利要求4所述的過濾裝置，其特征在于所述濾芯變壓裝置O)由串聯的電容 (2b)和電感Qa)構成，所述電容Ob)的一端與電源(1) 一極連接，另一端與電感Oa)連接，電感Oa)的一端與濾芯⑷連接，所述電源⑴的另一極與外殼⑶連接或與外殼⑶ 同時接地。
6.如權利要求4或5所述的過濾裝置，其特征在于所述濾芯(4)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制成，且其表面的平均孔徑為0. 1 μ m 50 μ m。
全文摘要
本發明公開了一種既可以阻止待過濾物中的帶電粒子吸附到濾芯上，同時又能夠提高過濾穩定性的過濾方法。該方法具體為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，通過在過濾裝置的濾芯與外殼之間施加電壓從而使過濾裝置中產生可阻礙待過濾物中的帶電粒子吸附到濾芯上的電場，并且在這個過程中，所述電場強度逐漸增大。本申請還公開一種具有濾芯變壓功能的過濾裝置，從而隨待過濾物中的帶電粒子的濃度增加而增大濾芯與外殼之間的電場強度。該過濾裝置其互相絕緣的外殼和濾芯分別與電源的正負極連接形成回路從而在外殼與濾芯之間產生電壓，上述回路中設有在過濾時使外殼與濾芯之間的電壓逐漸增大的濾芯變壓裝置。
文檔編號B01D35/06GK102350121SQ20111025261
公開日2012年2月15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