[发明专利]一种极小曲面隔片及其制作方法、制作装置

说明书

本发明涉及一种极小曲面隔片及其制作方法、制作装置，该方法包括：获取用户需求指令；根据用户需求指令，确定极小曲面单胞对应的隐函数类型、实体化类型以及流通性要求；根据隐函数类型，确定对应的隐函数方程；根据实体化类型，调节隐函数方程的参数；根据流通性要求以及调节参数后的隐函数方程，确定极小曲面单胞的单胞参数；根据单胞参数和预设的隔片本体的体积参数，确定并输出隔片本体的三维模型。本发明由极小曲面构成极小曲面点阵结构，不仅拥有多孔结构的低模量、高连通性等特点，而且由于其表面光滑过渡，使得结构的整体流动阻力大大的降低，提高过滤效率，此外，结构整体无死点，降低微生物附着的风险。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种极小曲面隔片及其制作方法、制作装置。

背景技术

过滤隔片，又叫渗透物隔片或进料隔片，用于过滤装置中在相邻过滤元件之间形成一个渗透物空间，其一方面作为支撑结构承载垂直于过滤装置平面的力，另一方面用于装渗透物沿隔片中的通道流走。过滤装置通常可分为扁平过滤器和螺旋缠绕过滤器两种形式，对于两种过滤装置，通常要求是尽量小的流动阻力和足够的抗变形强度。过滤隔片决定了流体在膜表面的流动路线、流通量、以及过滤装置的效率性和经济性，因此，尽量提高过滤隔片的渗透率，减小其流动阻力尤为重要。

常用的进料隔片结构为由聚合物材料、金属材料或陶瓷材料制成的扁平网状，网眼面积为70～90％。但是这种常用的结构具有多种弊端，一方面，在实际应用当中，倾斜或垂直于流动方向延伸的单丝会引起涡流，增大流体的流动阻力，降低过滤效率；另一方面，网状结构的节点处会产生死区，使得颗粒沉积，为微生物的附着和生长提供了理想的位置，进而结垢而降低流体的传输效率。综上，如何制作过滤效率高的过滤隔片是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种极小曲面隔片及其制作方法、制作装置，用以解决如何制作过滤效率高的过滤隔片的问题。

本发明提供一种极小曲面隔片，包括隔片本体，所述隔片本体包括在空间上阵列形成连续曲面形状的极小曲面单胞，所述极小曲面单胞用于在过滤装置中的相邻过滤元件之间形成渗透物空间，其中，所述隔片本体的不同方向上均包括不同数量的所述极小曲面单胞。

进一步地，所述隔片本体中的实体所占体积分数的调节范围介于第一百分比与第二百分比之间。

本发明还提供一种极小曲面隔片的制作方法，用于制作如上所述的极小曲面隔片，包括：

获取用户需求指令；

根据所述用户需求指令，确定极小曲面单胞对应的隐函数类型、实体化类型以及流通性要求；

根据所述隐函数类型，确定对应的隐函数方程；

根据所述实体化类型，调节所述隐函数方程的参数；

根据所述流通性要求以及调节参数后的隐函数方程，确定所述极小曲面单胞的单胞参数；

根据所述单胞参数和预设的隔片本体的体积参数，确定并输出所述隔片本体的三维模型。

进一步地，所述隐函数类型包括Gyroid极小曲面的隐函数方程、Diamond极小曲面的隐函数方程、Primitive极小曲面的隐函数方程、Neovius极小曲面的隐函数方程、Fischer-Koch S极小曲面的隐函数方程。

进一步地，所述实体化类型包括片状结构和杆状结构，所述根据所述实体化类型，调节所述隐函数方程的参数包括：

若所述实体化类型为所述片状结构，则将所述隐函数方程中的第一参数设置为固定的第一常数，其中，所述第一参数用于控制所述极小曲面单胞的体积分数；

若所述实体化类型为所述杆状结构，则根据预设的体积分数，将所述第一参数设置为第二常数。