專利名稱：一種過濾方法及可在濾芯上形成交變電場的過濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過濾方法和裝置。
背景技術(shù)：
本申請的申請人在CN101721848A的專利文獻(xiàn)中提供了一種過濾裝置，其基本構(gòu)思是在濾芯上施加微弱、恒定的直流電壓，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(dá)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(zhì)量的帶電粒子排斥在濾芯外并以無規(guī)律的方式分布，不利于小顆粒帶電粒子的凝聚；同時(shí)， 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(zhì)產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先要解決的技術(shù)問題是提供一種既能夠防止帶電粒子污染濾芯，又能夠提高過濾穩(wěn)定性的過濾方法。本申請所說的“過濾穩(wěn)定性”可通過濾壓差隨時(shí)間變化的波動(dòng)情況來判斷。而“過濾壓差”是指過濾裝置的進(jìn)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(shí)現(xiàn)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復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于各個(gè)粒子的質(zhì)量不同，在相同力的作用下流動(dòng)的速度不同，因而可在一定的空間內(nèi)將不同質(zhì)量的粒子區(qū)分開，使這些不同質(zhì)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，且由于小顆粒帶電粒子的分布更密集，其凝聚的幾率增加，因此過濾整體穩(wěn)定性增加。將交變頻率控制在IOHZ 50HZ的目的在于當(dāng)交變頻率小于IOHZ時(shí)，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(dāng)交變頻率大于50HZ時(shí)， 電壓的變化頻率過快，不能使帶電粒子迅速改變運(yùn)動(dòng)方向，使用效果不理想。作為優(yōu)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(yōu)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。本發(fā)明其次還要提供一種可解決相同技術(shù)問題的過濾裝置。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 IOHZ 50HZ的電源極性轉(zhuǎn)換電路的兩個(gè)輸出極連接?；谏厦嬉殃愂龅睦碛桑鰹V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本發(fā)明的有益效果是CN 102380250 A
說明書
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1)過濾的穩(wěn)定性提高帶電粒子在交變電場的作用下，不同質(zhì)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(wěn)定性增加；另當(dāng)小顆粒帶電粒子密集分布后，其粒子凝聚的幾率增加，過濾效果和穩(wěn)定性也隨之增加；2)反沖的頻率降低由于帶電粒子對膜的污染降低，膜的濃差極化降低，因此膜的再生時(shí)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為本發(fā)明過濾裝置的示意圖。圖3為本發(fā)明過濾裝置中濾芯與外殼之間電壓隨時(shí)間變化圖。圖4為實(shí)施例1對濾芯與外殼之間施加交變電壓和直流電壓時(shí)過濾壓差隨時(shí)間變化圖。圖中標(biāo)記為電源極性轉(zhuǎn)換電路1、直流電源la、第一換向器lb、開關(guān)K1、開關(guān)K2、 第二換向器lc、開關(guān)K3、開關(guān)K4、外殼2、濾芯3。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)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(shè)有進(jìn)口和出口，待過濾物從外殼2上的進(jìn)口進(jìn)入過濾裝置并經(jīng)過濾芯3的過濾，過濾后的物質(zhì)再從出口流出。圖1、2中位于外殼2前后的箭頭即示出了待過濾物及過濾后的物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)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(zhuǎn)換電路1的兩個(gè)輸出極連接。電源極性轉(zhuǎn)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分別并聯(lián)于直流電源Ia上，第一換向器Ib和第二換向器Ic之間則分別通過導(dǎo)線與外殼2和濾芯3連接；如圖1所示，當(dāng)?shù)谝粨Q向器Ib中的開關(guān)Kl接通且開關(guān)K2斷開，而第二換向器Ic中的開關(guān)K3斷開且開關(guān)K4接通時(shí)，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(fù)極連接；如圖2所示，而當(dāng)?shù)谝粨Q向器Ib中的開關(guān)Kl斷開且開關(guān)K2接通，而第二換向器Ic中的開關(guān)K3接通且開關(guān)K4斷開時(shí)，外殼2與直流電源Ia的負(fù)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(dāng)然，為對濾芯3與外殼2之間施加交變電壓也并非一定要使用上述的電源極性轉(zhuǎn)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的目的在于當(dāng)交變頻率小于IOHZ時(shí)，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(dāng)交變頻率大于50HZ時(shí)， 電壓的變化頻率過快，不能使帶電粒子迅速改變運(yùn)動(dòng)方向，使用效果不理想。而交變電壓的大小具體則根據(jù)應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行選擇。對已一般的過濾而言，將交變電壓設(shè)定在> 0伏且 (50伏的范圍內(nèi)就足夠的。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(yōu)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。實(shí)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(shí)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(jié)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(wěn)定性明顯提高。反映在圖4中，為維持過濾通量不變，當(dāng)在濾芯與外殼之間施加上述交變電壓后，過濾壓差隨時(shí)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(dāng)在濾芯與外殼之間施加直流電壓后，過濾壓差隨時(shí)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(wěn)定性。實(shí)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(shí)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(jié)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(wěn)定性明顯提高。實(shí)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(cuò)流過濾時(shí)膜面流動(dòng)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(jié)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(wěn)定性明顯提高。實(shí)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(cuò)流過濾時(shí)膜面流動(dòng)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(jié)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(wěn)定性明顯提高。
權(quán)利要求
1.一種過濾方法，是將待過濾物通過一過濾裝置實(shí)現(xiàn)氣一一固或液——固分離的過程，其特征在于在這個(gè)過程中，對過濾裝置的濾芯C3)與外殼( 之間施加交變頻率為 IOHZ 50HZ的交變電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的過濾方法，其特征在于所述濾芯(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制成，且其表面的平均孔徑為0. 1 μ m 50 μ m。
3.用于權(quán)利要求1或2所述方法的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)，其特征在于所述外殼(2)和濾芯(3)分別與交變頻率為IOHZ 50HZ的電源極性轉(zhuǎn)換電路(1)的兩個(gè)輸出極連接。
4.如權(quán)利要求3所述的過濾裝置，其特征在于所述濾芯(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(fā)明公開了一種既能夠防止帶電粒子污染濾芯，又能夠提高過濾穩(wěn)定性的過濾方法。該方法是將待過濾物通過一過濾裝置實(shí)現(xiàn)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10Hz～50Hz的交變電壓。在交變電場的作用下，過濾裝置中的帶電粒子反復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于各個(gè)粒子的質(zhì)量不同，在相同力的作用下流動(dòng)的速度不同，因而可在一定的空間內(nèi)將不同質(zhì)量的粒子區(qū)分開，使這些不同質(zhì)量的粒子在濾芯與外殼之間逐次分布，使過濾整體穩(wěn)定性增加。本發(fā)明其次還提供了一種過濾裝置，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(zhuǎn)換電路的兩個(gè)輸出極連接。
文檔編號B01D65/08GK102380250SQ20111025265
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者林勇, 汪濤, 高麟 申請人:成都易態(tài)科技有限公司