CN216170662U

CN216170662U - 过滤介质结构

Info

Publication number: CN216170662U
Application number: CN202121010497.7U
Authority: CN
Inventors: S·范登迪杰克; A·戈克斯; J·德贝尔德梅克
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 2021-05-12
Filing date: 2021-05-12
Publication date: 2022-04-05
Anticipated expiration: 2031-05-12

Abstract

一种层状过滤介质结构(10)，所述层状过滤介质结构至少包括以下层:a)第一金属丝网，b)第一层(12)，所述第一层包括金属纤维的非织造网，c)第二层，所述第二层为织造的荷兰式编织，d)第二金属丝网。所述层状过滤介质结构的优点是改善了多次清洗后的泡点压力。

Description

过滤介质结构

技术领域

本实用新型涉及一种适用于过滤目的的层状过滤介质结构。

背景技术

目前可用于过滤应用领域及原位可清洗过滤介质的过滤材料方便地包括陶瓷膜层，陶瓷膜层固定至多孔烧结金属粉末的表面或金属纤维基质材料的表面。然而，由于过滤层的高压及坚固的机械支撑，导致过滤过程需要额外的能量，因此在穿过这些过滤层的方向上的高压降是一个相当大的缺点。此外，难以对这些过滤层进行重复的反冲洗，毕竟陶瓷层相当脆，这对耐久性产生了不利的影响。金属网还作为备用网用来将过滤效率保持在最低水平。清洗后的过滤介质结构使用泡点法进行测试。所述备用网应保证起泡压力。另一方面，这种备用网对过滤介质结构的其他性能不应造成影响或影响很小，例如在回流试验(也称为10L/min试验)中的性能。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是避免现有技术中的缺点。

本实用新型的另一个目的是提供一种适用于微滤而不会在穿过该结构的方向上引起高压降的过滤介质结构。

本实用新型的又一个目的是提供一种允许重复反冲洗的过滤介质结构。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种层状过滤介质结构，所述层状过滤介质结构至少包括第一金属丝网、第一层、第二层以及第二金属丝网。其中，所述第一层包括金属纤维的非织造网，所述第二层为织造的荷兰式编织。

荷兰式编织是通过将紧密接合的小直径波纹金属丝交叉编织在无波纹且不接合的大直径金属丝之间而形成的。荷兰式编织中金属丝的高密度赋予其更高的机械强度。根据本实用新型的荷兰式编织可以是平纹荷兰式编织、斜纹荷兰式编织、反向荷兰式斜纹编织或反向荷兰式编织。

平纹荷兰式编织的孔隙度在10％至25％之间，其粗开口约为100μm，最小开口约为5μm。根据本实用新型的荷兰式编织优选为包括高流量替代物的平纹荷兰式编织。高流量平纹荷兰式编织是根据一种特殊计算的平纹荷兰式编织来定义的，其中通过计算，所有编织的孔隙度保证为40％。

根据本实用新型，所述金属纤维的非织造网可以是生坯状态，即其未被烧结。然而，优选地，所述金属纤维的非织造网是已被烧结的。

所述第一层的重量优选为300g/m²至600g/m²，因此其厚度被限制在0.05mm至0.15mm的范围内。通常地，过滤器上的压降与其厚度成正比。在这种情况下，所述第一层的有限的厚度将所产生的压降限制在可接受的程度。所述金属纤维的非织造网可具有可低于90％的孔隙度。所述第一层包括直径小于10μm的金属纤维。

此外，所述第一层可包括第一子层和第二子层。其中，所述第一子层可具有低于55％的孔隙度，所述第二子层可具有不小于80％的孔隙度。所述第一子层包括直径小于3μm的金属纤维，例如直径小于2.5μm，例如直径为2μm，并且所述第二子层包括直径至少为所述第一子层中纤维直径的三倍的金属纤维。具有较低孔隙度的所述第一子层决定了所述过滤器的等级，即大部分仍能通过所述过滤器的颗粒的尺寸。由于所述第二子层的孔隙度较大，所以所述第二子层上的压降程度明显低于所述第一子层上的压降程度。因此整个过滤介质结构上的总压降大致等于所述第一子层上的有限压降。流入的流体一旦通过所述第一层，就能够立即在所述第二子层中扩张。

为了获得所述第一子层和所述第二子层之间的孔隙度差异，所述第一子层被单独地且预先地烧结并压实。只有在此之后，该烧结且压实的第一子层才能与所述第二子层接触，并且进行第二烧结操作以烧结所述第二子层中的纤维并将所述两层粘合在一起。

所述第一层能够通过等静压冷操作(cold isostatic pressing operation)获得。对于所述第一层的压实操作，优选地使用等静压冷操作，因为这种操作能够获得均匀的过滤介质。然而，等静压冷操作会导致表面略微粗糙，而不是平坦且光滑的。在此优选等静压冷操作，其中从所述层的一侧施加压力，并且其中该层的另一侧放置在平坦且光滑的支撑物上，以获得平坦且光滑的表面。

优选地，金属丝网作为支撑物固定至所述第一层和所述第二层。最优选地，固定在所述第一层的第一金属丝网位于入口侧，固定在所述第二层的第二金属丝网位于出口侧。所述第一金属丝网的网孔小于所述第二金属丝网的网孔。所述第一金属丝网的金属丝直径小于所述第二金属丝网的金属丝直径。第一金属丝网和/或第二金属丝网可以是压延(calandered)金属丝网。

除了支撑的功能，所述第一金属丝网还具有另一个功能和优势。所述第一金属丝网在流入的流体中产生一些湍流，这改善了防污性能。

与传统的表面过滤介质或深度过滤介质相比，本实用新型的过滤介质结构具有优越的性能。根据本实用新型，作为支撑网的两个外侧金属丝网承受所涉及的压力差。优选地，所述非织造的第一层被烧结，使得颗粒被捕获在烧结纤维内部，并且凝胶(可变形颗粒)也被捕获。本实用新型的层状过滤介质结构中的荷兰式编织能够提供在长期使用和多次清洗后的改善的泡点压力。另一方面，如果有任何材料(硬质的，非凝胶)出现松散，就会被堵塞在在荷兰式编织中。优选地，荷兰式编织具有高孔隙度，因此所述层状过滤介质结构的效率类似于不具有荷兰式编织时的情况。

附图说明

以下的详细描述参考了附图，其中：

图1示出了根据本实用新型的层状过滤介质结构的横截面放大视图。

图2至11示出了可应用于本实用新型的金属丝网和荷兰式编织的示意图。

具体实施方式

以下描述将基于本实用新型的优选的实施例。然而，对于技术人员来说显而易见的是，本实用新型不限于该特定实施例。

参见图1，根据本实用新型的层状过滤介质结构10包括由烧结且压实的纤维网形成的第一层12。

如图1所示的过滤介质结构能够通过以下方式制成。通过成束拉伸技术获得直径为2μm的钢纤维，例如在美国专利No.3379000中所描述的那样。而后，借助随机进料装置来生产第一非织造层，该随机进料装置将钢纤维转变成网，例如GB1190844(对应于美国专利No.3469297)中所公开的那样。而后，通过在高于2000bar的压力下进行的等静压冷操作来烧结和压实该纤维网，以获得低于55％的孔隙度，例如低于50％的孔隙度，例如46％的孔隙度。这形成第一层12。

作为第二层13，可应用如图7至11所示的荷兰式编织。如图9所示的具有高孔隙度的荷兰式编织优选地用于形成第二层13。具有高孔隙度(40％至50％)的荷兰式编织由于具有非常稳定的编织结构，因此效果最佳。这种荷兰式编织的开口非常稳定，不会随编织条件(例如在卷状物的端部拉伸或金属丝直径变动)而变化。例如，第二层13可由市场上能买到的

编织物制成。

编织物是荷兰式编织，其中两条连续溜槽线金属丝之间的开口小于“过滤三角形”的开口。这是一种具有高孔隙度和较好的粘结性的荷兰式编织。所述第二层的重量为18712g/m2，且厚度约为0.30mm。

第二层13被设置在第二金属丝网15上，并且第一层12以其平坦的表面被设置在第二层13上。已经预轧制的第一金属丝网14被设置在第一层上。第一金属丝网14和第二金属丝网15可具有如图2至6所示的替代的编织结构。作为一个示例，第一金属丝网14已经被轧制成0.17mm的厚度，并且每英寸具有48个网孔(1英寸＝25.4mm)。其重量为380g/m²。第二金属丝网15的厚度为0.45mm，每英寸具有40个网孔。其重量为1220g/m²。

如此获得的层状组件在轻压力下烧结在一起，以获得层状过滤介质结构10。

已经对根据本实用新型的层状过滤介质结构进行了泡点压力测试和用于测量空气渗透率的常规测试。需要调整纤维介质及荷兰式编织的泡点值以保证最小值。示例中的空气渗透率为1700L/dm2/min，泡点压力为1825Pa。

已经注意到的是，本实用新型中具有荷兰式编织的过滤介质结构在所施加的压力方面具有较小的下降。不具有荷兰式编织层的层状过滤介质结构的压降为265L/dm²/min，而具有荷兰式编织层的类似的层状过滤介质结构的压降为220L/dm²/min。

用于根据本实用新型的过滤介质结构的材料可以是常规组分，例如316不锈钢、合金、铬镍铁合金或镍铬合金。后一种组分能够用于高温下的气体过滤。

Claims

1.一种层状过滤介质结构(10)，所述层状过滤介质结构至少包括以下层：

a)第一金属丝网，

b)第一层(12)，所述第一层包括金属纤维的非织造网，

c)第二层，所述第二层为织造的荷兰式编织，

d)第二金属丝网。

2.根据权利要求1所述的层状过滤介质结构，其中所述荷兰式编织是平纹荷兰式编织、斜纹荷兰式编织、反向荷兰式斜纹编织或反向荷兰式编织。

3.根据权利要求1或2所述的层状过滤介质结构，其中所述荷兰式编织的孔隙度在40％至50％的范围内。

4.根据权利要求1或2所述的层状过滤介质结构，其中所述金属纤维的非织造网已被烧结。

5.根据权利要求1或2所述的层状过滤介质结构，其中所述第一层的重量在300g/m²至600g/m²的范围内。

6.根据权利要求1或2所述的层状过滤介质结构，其中所述金属纤维的非织造网的孔隙度低于90％。

7.根据权利要求1或2所述的层状过滤介质结构，其中所述第一层包括直径小于10μm的金属纤维。

8.根据权利要求1或2所述的层状过滤介质结构，其中所述第一层包括第一子层和第二子层，所述第一子层的孔隙度低于55％，所述第二子层的孔隙度至少为80％。

9.根据权利要求1或2所述的层状过滤介质结构，其中所述第一层包括第一子层和第二子层，所述第一子层包括直径小于3μm的金属纤维，并且其中所述第二子层包括直径至少为所述第一子层中纤维直径的三倍的金属纤维。

10.根据权利要求1或2所述的层状过滤介质结构，其中所述第一层能够通过等静压冷操作获得。

11.根据权利要求1或2所述的层状过滤介质结构，其中所述第一金属丝网的金属丝的直径比所述第二金属丝网中的金属丝的直径细。

12.根据权利要求1或2所述的层状过滤介质结构，其中所述第一金属丝网和/或所述第二金属丝网是压延的金属丝网。