过滤元件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于过滤流体中的杂质的过滤元件，其包括由第一尺寸颗粒构成的第一过滤区和由第二尺寸颗粒构成的第二过滤区，以及由混合的第一尺寸颗粒和第二尺寸颗粒构成、位于第一过滤区和第二过滤区之间的过渡区。优选地，所述过滤元件是由两种不同尺寸且其周围具有超高分子量聚乙烯的活性炭颗粒烧结而成的碳块。本发明专利技术的过滤元件既具有较高的过滤能力，又具有较高的吸附能力。此外，本发明专利技术还涉及一种用于制造本发明专利技术的过滤元件的方法。

Filter element and manufacturing method thereof

The invention relates to a filter element for filtering impurities in the fluid, which comprises a first filter is composed of the first particle size and particle size of second is composed of second filtering area, and by the mixed particle size and particle size of the first second components, is located in the transition zone between the first region and the second region of the filter filter. Preferably, the filter element is a carbon block sintered from two different sizes of activated carbon particles having an ultra high molecular weight polyethylene around it. The filter element of the invention has high filtration capacity and high adsorption capacity. In addition, the invention relates to a method for producing a filter element of the present invention.

【技术实现步骤摘要】
过滤元件及其制造方法
本专利技术涉及一种用于过滤流体中的杂质的过滤元件，更具体地说，本专利技术涉及一种包含多个过滤区的碳块过滤元件及其制造方法，其中所述多个过滤区被构造成能够过滤不同尺寸的杂质。
技术介绍
用于过滤的碳块(carbonblock)由活性炭颗粒及适当的粘合剂制成。现有的制造碳块的方法包括无压烧结及压力烧结。无论采用哪种方法，所得的碳块的结构都是均一的，即活性炭颗粒之间形成的孔隙大小基本上是相等的，过滤所有小于该孔隙的杂质。为获得更高的氯吸附能力，可以选用较细的活性炭颗粒来制造碳块。然而，当活性炭颗粒的尺寸较小时，碳块两侧的压力降增大，且碳块中的孔隙容易被流体中的杂质堵塞。这种由于表面的孔隙尺寸较小而使得微小的杂质堵塞孔隙从而阻断流体的流动的过滤方式被称为表面过滤。在这种过滤方式中，虽然碳块的内部仍有许多未被充分利用于吸附氯的活性炭颗粒，但流体无法接触到这些活性炭颗粒。另一方面，为了防止表面上的孔隙的堵塞，有些碳块采用尺寸较大的活性炭颗粒制成。然而，较大的活性炭颗粒尺寸导致碳块两侧的压力降显著降低，这使得流过碳块的流体的流速显著提高，也即流体停留在碳块中的时间显著减少，因而严重影响碳块中的活性炭颗粒对流体中的杂质的吸附能力。此外，随着活性炭颗粒尺寸的增大，碳块中的孔隙的尺寸也会增大，以致于不能过滤尺寸较小(如小于1微米)的杂质。某些碳块甚至只能过滤尺寸大于5微米的杂质。因此，目前缺乏一种既具有较高的过滤能力(能够过滤尺寸较小的杂质)、又具有较高的吸附能力(充分利用碳块内部的活性炭颗粒吸附杂质)的过滤元件。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种由颗粒状材料烧结而成的过滤元件，例如碳块，其中，由颗粒尺寸较大的过滤材料(如活性炭)构成位于流体流动方向的上游的第一过滤区，其用于过滤尺寸较大的杂质；而由颗粒尺寸较小的过滤材料构成位于流体流动方向的下游的第二过滤区，其用于过滤尺寸较小的杂质并能够对杂质进行吸附；此外，在所述第一过滤区和第二过滤区之间存在过渡区，在该过渡区中，既有颗粒尺寸较大的过滤材料，也有颗粒尺寸较小的过滤材料。这样的过滤元件既能够过滤尺寸较小的杂质，又能够充分利用位于其内部的过滤材料来吸附杂质，即同时具有较高的过滤能力和吸附能力。此外，这样的过滤元件较不容易被杂质堵塞，因而具有更长的使用寿命。具体来说，本专利技术提供一种用于净化流体中的杂质的过滤元件，其包括第一过滤区和第二过滤区,所述第一过滤区由第一尺寸颗粒制成,所述第一尺寸颗粒之间形成第一尺寸孔，所述第二过滤区由第二尺寸颗粒制成,所述第二尺寸颗粒之间形成第二尺寸孔，所述第一尺寸颗粒的平均尺寸大于所述第二尺寸颗粒的平均尺寸,从而所述第一尺寸孔的尺寸大于所述第二尺寸孔的尺寸，其中,所述过滤元件还包括位于所述第一过滤区和第二过滤区之间的过渡区，所述过渡区由混合的所述第一尺寸颗粒和所述第二尺寸颗粒制成，其中，在由所述第一过滤区到所述第二过滤区的方向上，所述过渡区的颗粒之间形成的孔的尺寸从所述第一尺寸孔的尺寸开始逐渐变小至所述第二尺寸孔的尺寸。在本专利技术的过滤元件的一个实施例中，在所述过渡区中，所述第一尺寸颗粒的含量在由所述第一过滤区到所述第二过滤区的方向上逐渐递减，而所述第二尺寸颗粒的含量在由所述第一过滤区到所述第二过滤区的方向上逐渐递增。在本专利技术的过滤元件的一个实施例中，所述第一过滤区在所述流体的流动方向上位于所述第二过滤区的上游。在本专利技术的过滤元件的一个实施例中，所述第一尺寸颗粒和所述第二尺寸颗粒均采用活性炭颗粒材料。在本专利技术的过滤元件的一个实施例中，所述活性炭颗粒的表面具有粘合剂聚乙烯。优选地，所述聚乙烯是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。更优选地，所述超高分子量聚乙烯的粘度值为1200毫升/克至4300毫升/克。在本专利技术的过滤元件的一个实施例中，所述第一尺寸颗粒的颗粒尺寸大于250微米，而所述第二尺寸颗粒的颗粒尺寸在60到200微米之间。优选地，所述第一过滤区构造成能够过滤颗粒尺寸大于200微米的杂质，而颗粒尺寸小于200微米的杂质能够进入和/或通过所述第一过滤区，所述过渡区能够过滤颗粒尺寸在1微米至200微米之间的杂质，所述第二过滤区能够过滤颗粒尺寸大于1微米的杂质。在本专利技术的过滤元件的一个实施例中，所述第一过滤区、所述第二过滤区和/或所述过渡区的材料选择成能够吸附杂质，尤其是氯。优选地，对杂质的吸附主要由所述第二过滤区进行。在本专利技术的过滤元件的一个实施例中，所述过滤元件被烧结成圆筒状，所述过渡区围绕所述第二过滤区，所述第一过滤区围绕所述过渡区。换言之，所述第一过滤区较靠近所述过滤元件的外侧，所述第二过滤区较靠近所述过滤元件的内侧，而所述过渡区位于所述第一过滤区和所述第二过滤区之间。本专利技术的另一个方面提供一种用于制造本专利技术的过滤元件的方法，该方法包括以下步骤：提供具有适合于容纳颗粒状材料的腔体的模具，所述模具包括隔网，所述隔网将所述腔体分隔成第一腔体和第二腔体；以第一尺寸颗粒和第二尺寸颗粒分别填充所述第一腔体和所述第二腔体，其中所述第一尺寸颗粒的平均尺寸大于所述第二尺寸颗粒的平均尺寸；将所述隔网从所述模具中移除，在移除隔网的过程中，使得所述第一尺寸颗粒和所述第二尺寸颗粒朝向彼此移动，形成过渡区；在适当的温度下对所述第一尺寸颗粒和所述第二尺寸颗粒进行烧结，以分别形成由所述第一尺寸颗粒构成的第一过滤区和由所述第二尺寸颗粒构成的第二过滤区，所述第一过滤区中的所述第一尺寸颗粒之间形成第一尺寸孔，所述第二过滤区中的所述第二尺寸颗粒之间形成第二尺寸孔，所述第一尺寸孔的尺寸大于所述第二尺寸孔的尺寸，并且所述过渡区位于所述第一过滤区和所述第二过滤区之间，所述过渡区由混合的所述第一尺寸颗粒和所述第二尺寸颗粒烧结而成，其中，在由所述第一过滤区到所述第二过滤区的方向上，所述过渡区的颗粒之间形成的孔的尺寸从所述第一尺寸孔的尺寸开始逐渐变小至所述第二尺寸孔的尺寸。优选地，所述烧结温度在170摄氏度至220摄氏度之间。根据本专利技术的方法的一个实施例，所述烧结以这样一种方式进行，使得在所述过渡区中，所述第一尺寸颗粒的含量在由所述第一过滤区到所述第二过滤区的方向上逐渐递减，而所述第二尺寸颗粒的含量在由所述第一过滤区到所述第二过滤区的方向上逐渐递增。根据本专利技术的方法的一个实施例，所述第一尺寸颗粒和所述第二尺寸颗粒均採用活性炭颗粒材料。根据本专利技术的方法的一个实施例，所述活性炭颗粒的表面具有粘合剂聚乙烯。优选地，所述聚乙烯是超高分子量聚乙烯。更优选地，所述超高分子量聚乙烯的粘度值为1200毫升/克至4300毫升/克。根据本专利技术的方法的一个实施例，所述第一尺寸颗粒的颗粒尺寸大于250微米，而所述第二尺寸颗粒的颗粒尺寸在60到200微米之间。优选地，所述烧结以这样一种方式进行，使得所述第一过滤区能够过滤颗粒尺寸大于200微米的杂质，而颗粒尺寸小于200微米的杂质能够进入和/或通过所述第一过滤区，所述过渡区能够过滤颗粒尺寸在1微米至200微米之间的杂质，并且所述第二过滤区能够过滤颗粒尺寸大于1微米的杂质。根据本专利技术的方法的一个实施例，所述模具具有圆筒状的内壁、圆筒状的外壁和圆筒状的隔网，所述隔网的直径大于所述内壁的直径但小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于净化流体的过滤元件（1）,其包括第一过滤区（2）和第二过滤区（3）,所述第一过滤区（1）由第一尺寸颗粒（5）制成，所述第一尺寸颗粒（5）之间形成第一尺寸孔（14），所述第二过滤区（3）由第二尺寸颗粒（13）制成，所述第二尺寸颗粒（13）之间形成第二尺寸孔（15），所述第一尺寸颗粒（5）的平均尺寸大于所述第二尺寸颗粒（13）的平均尺寸，从而所述第一尺寸孔（14）的尺寸大于所述第二尺寸孔（15）的尺寸，其特征在于，所述第一尺寸颗粒（5）和所述第二尺寸颗粒（13）由相同的过滤材料制成，所述过滤元件（1）还包括位于所述第一过滤区（2）和所述第二过滤区（3）之间的过渡区（4），所述过渡区（4）由混合的所述第一尺寸颗粒（5）和所述第二尺寸颗粒（13）制成，其中，在由所述第一过滤区（2）到所述第二过滤区（3）的方向上，所述过渡区（4）的颗粒之间形成的孔的尺寸从所述第一尺寸孔（14）的尺寸开始逐渐变小至所述第二尺寸孔（15）的尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种用于净化流体的过滤元件（1）,其包括第一过滤区（2）和第二过滤区（3）,所述第一过滤区（1）由第一尺寸颗粒（5）制成，所述第一尺寸颗粒（5）之间形成第一尺寸孔（14），所述第二过滤区（3）由第二尺寸颗粒（13）制成，所述第二尺寸颗粒（13）之间形成第二尺寸孔（15），所述第一尺寸颗粒（5）的平均尺寸大于所述第二尺寸颗粒（13）的平均尺寸，从而所述第一尺寸孔（14）的尺寸大于所述第二尺寸孔（15）的尺寸，其特征在于，所述第一尺寸颗粒（5）和所述第二尺寸颗粒（13）由相同的过滤材料制成，所述过滤元件（1）还包括位于所述第一过滤区（2）和所述第二过滤区（3）之间的过渡区（4），所述过渡区（4）由混合的所述第一尺寸颗粒（5）和所述第二尺寸颗粒（13）制成，其中，在由所述第一过滤区（2）到所述第二过滤区（3）的方向上，所述过渡区（4）的颗粒之间形成的孔的尺寸从所述第一尺寸孔（14）的尺寸开始逐渐变小至所述第二尺寸孔（15）的尺寸。2.如权利要求1所述的过滤元件（1），其特征在于，在所述过渡区（4）中，所述第一尺寸颗粒（5）的含量在由所述第一过滤区（2）到所述第二过滤区（3）的方向上逐渐递减，而所述第二尺寸颗粒（13）的含量在由所述第一过滤区（2）到所述第二过滤区（3）的方向上逐渐递增。3.如权利要求1所述的过滤元件（1），其特征在于，所述第一过滤区（2）在所述流体的流动方向（F）上位于所述第二过滤区（3）的上游。4.如权利要求1所述的过滤元件（1），其特征在于，所述第一尺寸颗粒（5）和所述第二尺寸颗粒（13）均采用活性炭颗粒材料。5.如权利要求4所述的过滤元件（1），其特征在于，所述活性炭颗粒的周围含有粘合剂聚乙烯颗粒。6.如权利要求5所述的过滤元件（1），其特征在于，所述聚乙烯是超高分子量聚乙烯。7.如权利要求6所述的过滤元件（1），其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的粘度值为1200毫升/克至4300毫升/克。8.如权利要求1所述的过滤元件（1），其特征在于，所述第一尺寸颗粒（5）的尺寸大于250微米，而所述第二尺寸颗粒（13）的尺寸在60到200微米之间。9.如权利要求8所述的过滤元件（1），其中，所述第一过滤区（2）构造成能够过滤颗粒尺寸大于200微米的杂质，而颗粒尺寸小于200微米的杂质能够进入和/或通过所述第一过滤区（2），所述过渡区（4）能够过滤颗粒尺寸在1微米至200微米之间的杂质，所述第二过滤区（3）能够过滤颗粒尺寸大于1微米的杂质。10.如权利要求1所述的过滤元件（1），其中，所述第一过滤区（2）、所述过渡区（4）和/或所述第二过滤区（3）的材料选择成能够吸附杂质，尤其是氯。11.如权利要求1所述的过滤元件（1），其中，所述过滤元件（1）被烧结成圆筒状，且所述过渡区（4）围绕所述第二过滤区（3），而所述第一过滤区（2）围绕所述过渡区（4）。12.一种用于制造如权利要求1所述的过滤元件（1）的方法，其包括以下步骤：提供具有适合于容纳颗粒状材料的腔体的模具（7），所述模具（7）包括隔网（10），所述隔网（10）将所述腔体分隔成第一腔体（11）和第二腔体（12）；以第一尺寸颗粒（5）和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄国强，
申请(专利权)人：栢卓有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81