水过滤装置及其制造方法制造方法及图纸

一种水过滤装置，用于对日用水和／或饮用水进行局部消毒，该水过滤装置包括一过滤壳体，其设有入口接头和出口接头，在所述过滤壳体内设有数个毛细膜，毛细膜的第一端是开口的，另外一端是封闭的，所述毛细膜的第一端模铸在膜夹持器内，该膜夹持器封闭了毛细膜和过滤壳体之间的空间，其特征在于：膜（２０）是微过滤或超过滤的具有对称孔结构的模，孔的结构是对称的，孔的直径沿液体的流动方向穿过膜壁逐渐减小。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种水过滤装置，用于对日用水和/或饮用水进行局部消毒，该水过滤装置包括一过滤壳体，其设有入口接头和出口接头，在所述过滤壳体内设有数个毛细膜，毛细膜的第一端是开口的，另外一端是封闭的，所述毛细膜的第一端模铸在膜夹持器内，该膜夹持器封闭了毛细膜和过滤壳体之间的空间。在现有技术中，净化液体的装置是熟知的，特别是，净化饮用水和从所述饮用水中去除活性微生物的装置是熟知的。一般地，现有的净化饮用水的装置很大，要占用很大的面积。通常采用的是过时的技术和过时的设备，不利于对饮用水进行适当的净化。随后，病菌或其它污染物可能会出现在已经净化过的水中。在很多情况下，要在饮用水中加入氯，以防止出现威胁健康的病菌。这样做的主要缺点是，水的味道和气味大大地恶化了。例如，有数种微生物，如Cyptosporidium和Giardia，对氯有抵抗作用，可在氯化过的水中生存。还可能存在的问题是，在很多地区，特别是发展中国家，根本没有可靠的饮用水源。由安装在壳体内的毛细膜局部对水消毒的装置也是熟知的。这些装置的缺点是，一方面，单位毛细膜表面积和单位时间内以“升”表示的过滤液体的能力低，另外一方面，过滤装置需要高的压差才能获得过滤作用。根据本专利技术的水过滤装置旨在消除上述缺点。为此，根据本专利技术的水过滤装置的特征在于，膜是微过滤或超过滤的具有对称孔结构的模，孔的结构是对称的，孔的直径沿液体的流动方向穿过膜壁逐渐减小。由于孔结构是对称的，孔的直径逐渐减小，穿过膜的流动阻力大大减小，从而增加了过滤量。进一步说，对称的结构延迟了膜的污染，装置容易清洗，以进行再利用。通过改变流动方向就可进行清洗，因此，可容易地从对称的孔内去除污染物。比水的过滤膜的孔直径大的颗粒和分子可有效地从要净化的液体中过滤掉。水过滤装置的有效性和适用性可进一步改善，条件是膜由聚醚砜/聚乙烯吡咯烷酮聚合物(PES/PVP聚合物)制成。从而可获得永久亲水的膜，结合上述的对称结构，仅需要低的压差就可使膜具有高的过滤/渗透量，即在低操作压差下就实现了高的过滤量。根据本专利技术的水过滤装置的操作压差的范围是0.5至4巴，在简单的方式下，实现了大于1000升/平方米/小时/巴的过滤量。这使得该水过滤装置特别适合于用在水的出口如混合龙头的出水管处，或使用在其它任何日用水源处。另外，通过在制造过程中采用PES/PVP聚合物，可获得非常一致的孔结构，即孔的直径的变化极其地小。在制造膜的过程中，孔的直径可进行调节，以产生具有预定孔直径的毛细膜。由于孔的直径非常一致，孔的直径的变化很小，使得毛细膜的应用极其有效。例如，如果选择很小的孔直径以形成对细菌和病毒的绝对屏障，就不会再存在大直径的孔以失去该屏障作用。对微生物的典型对数去除值大于8。采用PES/PVP聚合物制造膜的另外一个优点是，所述聚合物具有很高的机械、化学和热抵抗性能。该膜可由热水或热水流消毒，例如在高压灭菌器内进行消毒。这是消除病菌的方式，在改变穿过膜的液体的流动方向进行清洗之后，膜上还可能残留病菌。特别是，根据实际应用，具有对称结构的孔在一侧的最小直径大约为0.01至0.3μm。通过在该范围内选择孔的直径，可获得有效的过滤，而孔的直径的变化比所述的范围要小得多。把孔的直径选择在该范围的下限(0.01μm)，特别是在用于医学用途时，可产生对细菌和病毒的绝对屏障。另外，当孔的直径很接近0.01μm时，可以极其有效地过滤掉细菌降解产物，如致热原(pyrogens)和内毒素。增大孔的直径可提高过滤量，然而，这将使直径小于选定的孔直径的颗粒穿过膜。孔直径要根据用途进行选择。大于0.3μm时，过滤的有效性就会下降。等于0.3μm时，根据美国食品与药品管理局(FDA)的标准，最小的细菌，名称为缺陷假单胞菌(Pseudomonas diminuta)，仍然可以过滤掉。在推荐的实施例中，根据本专利技术的水过滤装置的过滤壳体由塑料制成，该塑料的耐热温度大于100℃。该水过滤装置的使用温度可高于100℃，在其它目的中，该装置也可加热以进行消毒。特别是，制造过滤壳体的塑料是聚砜。所述塑料的耐热温度大于150℃，可由所述塑料用简单的方式制造过滤壳体。在水过滤装置的有优点的实施例中，在过滤壳体的入口接头处设有至少两个挡板，所述挡板相对于要过滤的液体的流动方向倾斜地安装。这样，可始终产生进水紊流，防止形成可堵塞膜的大的空气泡。从而进一步改善了装置的过滤性能。特别是，根据本专利技术的水过滤装置的制造方法，所述装置设有毛细膜，该毛细膜具有第一端和第二端，其特征在于，毛细膜的第二端由热密封方法封闭。通过该方法，毛细膜可由简单、快速和可靠的方式进行封闭。该封闭方法的优点还有，毛细膜中不需引入其它的材料，该其它的材料可能损害水过滤装置的特性。下面结合附图对本专利技术进行进一步地说明，其中，唯一的附图示出了根据本专利技术的水过滤装置的一个推荐实施例。在附图中，过滤壳体由标记10表示。过滤壳体10设有入口接头11和出口接头12。在过滤壳体10内设有一组毛细过滤膜20，其第一端21模铸在膜夹持器30内。在第一端21处，毛细膜有开口，而在另外一端22，毛细膜是封闭的。过滤壳体10可由硬质材料如聚砜(polysulphone)、PVC或金属制成，但也可由柔性材料制成。在后一情况下，水过滤装置可在弯曲状态下使用。在所示的实施例中，过滤壳体10包括一筒形元件。在所示的实施例中，膜20的第一端21嵌入树脂如环氧或聚氨脂内，该树脂用作膜夹持器30。在另外一端22处，毛细膜20由热密封方法封闭，即在夹紧的同时加热。这是封闭毛细膜的有效而可靠的方法。也可由树脂塞对每个毛细膜20进行封闭。与第一端21类似的是，毛细膜20的第二端也可嵌入树脂内；然而，毛细膜20的第二端也可由树脂封闭。在过滤壳体10的入口接头11处，设有两个斜置的挡板40。这样，要过滤的液体总产生紊流，以防止在液体流内产生任何空气的聚集。这样，膜不会被气泡堵塞，以更有效地进行过滤。毛细膜20的孔具有对称结构，该孔的直径沿液体的流动方向逐渐减小，也就是说，最大的孔直径位于所示实施例的毛细膜的外侧。应该注意，液体也可以从内侧向外穿过毛细膜，在该情况下，最大的孔直径位于毛细膜的内侧。这样，毛细膜外侧的流动阻力减小，在相同数目的毛细膜的情况下，可实现较高的流速。已经看出，由于该对称的结构，过滤性能比采用对称孔结构的情况要好得多。例如，流动阻力要小得多。该优点部分来自该对称结构和膜的永久亲水特性，特别是，膜的材料是聚醚砜/聚乙烯吡咯烷酮聚合物(PES/PVP聚合物)，这种膜不容易被污染物堵塞，因此，在较低的操作压力下就可实现高的处理能力，特别是，可达1000升/平方米/小时/巴以上。在毛细膜使用了一段时间以后，可以进行很好地清洗，该优点来自于孔的对称结构，清洗方法是改变流动方向，然后，毛细膜可再使用。在所示实施例中，毛细膜20外侧的孔的直径大约为1μm，在毛细膜20的内侧，根据实际应用，孔的直径大约为0.01至0.3μm。尺寸大于上述直径范围的颗粒可有效地从要过滤的饮用水中过滤掉。孔的直径范围还可比上述的范围小得多。另外，毛细膜可在0至120℃的温度下很好地使用。特别是，该水过滤装置可在水的出口中或出口处使用，水的出口可以是混合龙头本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·J·沙尔施图尔，
申请(专利权)人：普赖姆水系统有限公司，
类型：发明
国别省市：