[实用新型]旋转超声过滤结构和旋转超声过滤装置

说明书

本实用新型提供一种旋转超声过滤结构和旋转超声过滤装置，该旋转超声过滤结构包括容纳腔、旋转驱动单元和膜过滤单元，膜过滤单元设置在容纳腔内，旋转驱动单元设置在容纳腔外，旋转驱动单元驱动膜过滤单元旋转，膜过滤单元包括中空旋转轴和至少两个过滤膜，两个过滤膜均设置在中空旋转轴上，相邻两个过滤膜之间形成有错流通道，过滤膜内设置有产水通道，产水通道与中空旋转轴的内部连通，容纳腔内还设置有超声波单元，超声波单元包括超声波发射器，超声波发射器设置在错流通道内，超声波发射器能向过滤膜方向发射超声波；该旋转超声过滤装置包括旋转超声过滤结构。本实用新型能减少膜表面沉积物，提高过滤效率和稳定性。

技术领域

本实用新型涉及膜过滤技术领域，具体是涉及一种旋转超声过滤结构和旋转超声过滤装置。

背景技术

横流过滤是液体流向与过滤膜相切的一种“错流过滤”形式，由于其高表面错流，提高了膜表面的剪切力，对膜表面有一定冲刷作用，可以使过滤过程始终在积累少量滤饼条件下工作，在一定程度上改善了膜分离过程中的浓差极化和膜污染，但随着过滤时间增加，受液体回流阻力等因素的影响，流体对膜表面产生的切向流速，随着时间推移不足把过滤膜表面的沉积层冲扫殆尽。随着膜分离方式相关理论与实验研究的深入，对横流过滤方式进行优化得到动态错流过滤，它是利用流体旋转产生的离心力、剪切力及料液的湍流作用，使料液对膜表面产生较高的切向流速度，从而抑制滤饼层的增长，能更加有效地消除膜表面污染、降低浓差极化，增加膜系统过滤的稳定性。

但在某些诸如生物制药、新型纳米材料制备、污水处理等领域中，存在物料的粘度较高、杂质含量高、固含量比较高等情况，这就极易造成膜过滤装置在较短的时间内达到污染水平，导致过滤效率下降、过滤稳定性变差、浓缩比较低等现象的发生。

现有技术中存在一种旋转式陶瓷膜过滤装置，通常采用规则的圆盘膜片来实现，该类膜片固定在中空旋转轴上。该方式比较方便圆膜片的机械固定和安装，但却会导致料液在流场内趋于有序而使得颗粒物在膜表面逐渐沉积，进而导致在分离过程中，膜片的抗污染能力下降，从而限制了该类旋转膜过滤系统的应用领域。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种能减少膜表面沉积物，提高过滤效率和稳定性的旋转超声过滤结构。

本实用新型的第二目的是提供一种包含上述旋转超声过滤结构的旋转过滤装置。

为了实现上述的第一目的，本实用新型提供的一种旋转超声过滤结构，包括容纳腔、旋转驱动单元和膜过滤单元，膜过滤单元设置在容纳腔内，旋转驱动单元设置在容纳腔外，旋转驱动单元驱动膜过滤单元旋转，膜过滤单元包括中空旋转轴和至少两个过滤膜，两个过滤膜均设置在中空旋转轴上，相邻两个过滤膜之间形成有错流通道，过滤膜内设置有产水通道，中空旋转轴内设置有渗液通道，产水通道与渗液通道连通，容纳腔内还设置有超声波单元，超声波单元包括超声波发射器，超声波发射器设置在错流通道内，超声波发射器能向过滤膜方向发射超声波。

由上述方案可见，通过在错流通道内设置超声波发射器，超声波发射器能向过滤膜发射超声波，超声波能使容纳腔内的无序湍流变得更加无序，从而有效减少过滤膜表面颗粒物的沉积，延缓过滤膜表面污染，提高过滤膜过滤效率和稳定性；本实用新型能更好地适应高浓度、高固含、高粘度特性的物料环境，极大地提高过滤膜的分离过滤效率和性能。

进一步的方案是，超声波发射器设为杆状，超声波发射器固定设置相邻两个过滤膜之间，过滤膜能相对超声波发射器旋转。

由上述方案可见，通过设置杆状结构的超声波发射器，当中空旋转轴带动过滤膜相对超声波发射器旋转时，超声波发射器起到扰流杆作用，有利于增加流体流动及湍流扰动。

进一步的方案是，错流通道在远离中空旋转轴的一端设置有开口，超声波发射器从过滤膜的向外一侧穿过开口向过滤膜的向内一侧延伸。