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線繞濾芯的結(jié)構(gòu)特點及過濾原理分析
一、濾芯類型
液體過濾用濾芯種類繁多，主要可分為表面過濾型濾芯與深層過濾型濾芯兩大類。
1. 表面過濾型濾芯
表面過濾型濾芯通過濾芯表面捕捉污染物，一旦表面被堵塞，濾芯即無法繼續(xù)使用，因此使用壽命較短。盡管有人認(rèn)為，可通過液體與壓縮空氣混合進(jìn)行反沖洗來重復(fù)使用濾芯，但此方法難以徹底清潔濾芯。反沖洗時，沖洗液優(yōu)先通過阻力較小的區(qū)域，導(dǎo)致局部通道暢通后，所有沖洗液均從這些通道流過，其他區(qū)域反而堵塞更嚴(yán)重，孔隙變小。若要徹底清潔濾芯，方法是采用超聲波清洗，以純凈水為清洗液，但成本較高；也可采用化學(xué)溶解法，如污染物為酸溶性，則可用稀酸清洗，但需注意可能引起濾芯孔徑腐蝕與擴大，清洗后需用純凈水沖洗干凈并檢驗合格后方可繼續(xù)使用。電鍍液過濾中常用的濾芯，如早期的燒結(jié)型聚氯乙烯過濾棒，以及當(dāng)前的聚丙烯熔噴濾芯、聚丙烯PP濾紙、純木漿濾紙等，均屬于表面過濾型濾芯。
2. 深層過濾型濾芯
濾芯清洗繁瑣，提高濾芯納污量、延長使用壽命可減少清洗頻率，深層過濾型濾芯正是基于此設(shè)計。深層過濾型濾芯在過濾過程中，污染物在濾芯內(nèi)部按顆粒大小分層截留，因此濾渣負(fù)荷能力高，使用壽命長，能長期維持標(biāo)稱過濾精度。其制作材料多樣，適用于各種液體和氣體過濾。電鍍液過濾中常用的是全聚丙烯制成的線繞濾芯，俗稱棉芯，具有壓差小、流量大、過濾精度高、使用壽命長等優(yōu)點，能在過濾過程中長期保持精度。
二、線繞濾芯結(jié)構(gòu)特點
線繞濾芯制作時，將帶絨毛的特制粗紗交叉卷繞在多孔骨架上，直至達(dá)到所需直徑。粗紗在骨架上交叉卷繞，形成含有上千個菱形孔的過濾層。濾芯上靠近骨架處過濾層的菱形孔小，越往外，菱形孔越大，zui外層菱形孔zui大，菱形孔內(nèi)外貫通形成通道。為增加液體在濾芯內(nèi)的流程，菱形孔通道呈彎曲散射狀，各層菱形孔依然相通，彎曲延長了通道，相當(dāng)于增加了濾芯過濾層的厚度，提高了過濾效果，實現(xiàn)了深層過濾。紗線以一定參數(shù)纏繞，濾芯內(nèi)部形成由表到里、由大變小的菱形彎曲過濾通道。濾芯zui內(nèi)層菱形孔的大小是決定濾芯精度的關(guān)鍵，菱形孔越小，濾芯精度越高；菱形孔越大，濾芯精度越低。正規(guī)濾芯生產(chǎn)企業(yè)均有特定的濾芯精度與菱形孔數(shù)量對照表，不同通道數(shù)代表不同濾芯精度。例如，8通道精度為100μm，15通道精度為20μm，19通道精度為10μm。
三、線繞濾芯過濾特點
線繞濾芯的另一特性是能通過較大流量。每種過濾精度的線繞濾芯均有固定通道數(shù)目D，過濾精度確定后，通道數(shù)L根據(jù)濾芯長度增減。通道總數(shù)計算公式為：通道總數(shù) = D×L×2。
以長為250mm的濾芯為例，若過濾精度為20μm，直徑上通道數(shù)目為15個，長度縱向通道數(shù)目為51個，則該濾芯共有通道數(shù)為15×51×2 = 1530個，即1530個獨立通道。若過濾流速為0.5m3/h（以清水為例），即8.3L/min，液體被分散流入1530個獨立通道過濾，每個通道內(nèi)流量實際下降為5.4ml/min。
若過濾精度為3μm，通道數(shù)目為27個，長度縱向通道數(shù)目為91個，則該濾芯共有通道數(shù)為27×91×2 = 4914個。對于3μm精度的濾芯，盡管過濾介質(zhì)（纖維絨毛）更密實，但過濾通道增至4914個，通道內(nèi)流量僅為1.7ml/min，此時流量可稱為“虹吸流量”。
由此可見，線繞濾芯過濾時能以大流量通過濾芯，卻以分散流量的結(jié)構(gòu)方式，使濾芯在較小壓差下仍能保持良好的過濾性能。這種結(jié)構(gòu)形式的濾芯還有利于濾除液體中的膠狀或凝膠性物質(zhì)。線繞濾芯能以較大的濾孔過濾掉比孔徑細(xì)小得多的顆粒，因此常被稱作精密過濾元件。
四、線繞濾芯的選用
由于競爭激烈，多數(shù)濾芯廠家爭相壓縮成本，主要方法及不良影響如下：
簡化繞線方式：雖提高生產(chǎn)效率，但造成濾芯過濾通道大量堵塞，形成盲孔（簡化繞線方式會使表層菱形孔被下層紗線攔截，形成盲孔），使線繞濾芯退化成表面過濾型濾芯。
改變內(nèi)、外徑標(biāo)準(zhǔn)，減少濾芯厚度：雖節(jié)省紗線原料，但導(dǎo)致過濾層變薄，過濾通道縮短，過濾效果變差，穩(wěn)定性降低。
使用劣等原料：雖降低成本，但造成濾芯腐蝕。
因此，在選擇濾芯供應(yīng)廠商時，應(yīng)考察其是否有完備的濾芯質(zhì)量管理機制，是否有能力確保濾芯質(zhì)量。
選用線繞濾芯時應(yīng)注意以下問題：
觀察濾芯濾孔是否貫通：濾孔大量堵塞而成盲孔的濾芯已失去繞線濾芯的效果。
檢查濾芯內(nèi)、外徑：看過濾層次是否已被縮減。
觀察濾芯的紗線、骨架是否有腐蝕情況：腐蝕會弱化過濾效果，造成電鍍?nèi)芤何廴尽?/span>
五、線繞濾芯的應(yīng)用領(lǐng)域
線繞濾芯具有流量大、低壓差、適用于低粘度介質(zhì)、抗腐蝕性強等特點，因此廣泛應(yīng)用于大流量純水系統(tǒng)的前置過濾、電廠鋼廠的水污水及循環(huán)水處理、食品行業(yè)（如食用油、蔬菜油、糖漿、巧克力等漿液的過濾處理）、化學(xué)工業(yè)制劑處理（如電鍍液藥液、油漆、油料、涂料、機械用油、切削油、重油、燃油、高粘度樹脂、油脂的過濾）、制藥過濾等領(lǐng)域。
線繞濾芯的結(jié)構(gòu)以防止纖維方式纏繞在骨架上，具有較高的過濾壓力承受能力，同時不損失壓力，使用壽命長。聚丙烯纖維無毒無害，加工工藝為熱熔非膠粘，非常適用于食品飲料工業(yè)。礦泉水、糖漿、酒類、食用油、飲料用水、可樂飲料等產(chǎn)品的生產(chǎn)，以及純水、有機溶劑、印制線路板、電鍍等行業(yè)和醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域，均對線繞濾芯有很高的依賴性。線繞濾芯能有效除去液體中懸浮物、微粒等，流量大，壓力損失小，濾渣負(fù)荷高，使用壽命長，能承受較高的過濾壓力。根據(jù)被過濾液體的性質(zhì)，濾芯有多種材質(zhì)可供選擇，確保濾芯與濾液有良好的相容性。
六、線繞濾芯的過濾原理
線繞濾芯過濾除依靠濾芯粗紗交叉重疊而成的孔徑柵格攔截作用外，還包括通道壁上纖維的掛鉤作用和顆粒在通道內(nèi)的沉積作用。
1. 濾芯通道壁上纖維的掛鉤作用
液體從濾芯外層流經(jīng)窄長而彎曲的通道進(jìn)入內(nèi)層，通道壁上布滿卷曲的纖維絨毛，能將液體中的顆粒鉤住并滯留在通道內(nèi)。
2. 顆粒在濾芯通道內(nèi)的沉積作用
濾芯通道窄長而彎曲，液體以一定流速通過時會反復(fù)撞擊通道壁，液體中的顆粒逐漸沉積在通道內(nèi)，如同河水流經(jīng)河道彎曲處時污泥沉積下來一樣。
3. 過濾原理
待過濾液體由濾器進(jìn)口壓入，經(jīng)濾芯自外向里透過濾層而被過濾成清澄液體，然后經(jīng)出口排出。雜質(zhì)被截留在濾芯的深層及表面，達(dá)到過濾目的。液體先由進(jìn)口管進(jìn)入過濾器殼體的下部，然后從外向內(nèi)流過濾芯，較粗的顆粒立即沉淀下來，由排污閥放出，較小的顆粒被濾芯攔截。zui后潔凈的液體經(jīng)濾芯托盤匯集后，由出口管流出。待過濾液體流入線繞濾芯，然后分流于濾芯內(nèi)部，經(jīng)過過濾、破乳、水分子長大、聚結(jié)的過程，過濾后液體從出口流出，雜質(zhì)截留在濾芯內(nèi)，聚結(jié)的水珠沉降于沉淀槽中，通過放污閥排出。
4. 線繞濾芯保養(yǎng)
防止顆粒物質(zhì)進(jìn)入濾芯內(nèi)部：使用除塵濾芯（如PP濾芯、線繞濾芯）時，要防止顆粒物質(zhì)進(jìn)入濾芯內(nèi)部，堵塞或卡住系統(tǒng)內(nèi)部。
定期維護(hù)和保養(yǎng)：使用一段時間后，要對濾芯進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。
定期清洗：濾芯經(jīng)過長時間使用后，系統(tǒng)中會沉積大量雜質(zhì)或其他污染物，需進(jìn)行清洗以發(fā)揮濾芯的zui大作用。
保持濾紙濕潤：要保證濾紙始終處于濕潤狀態(tài)，不能出現(xiàn)干燥情況，以延長使用時間并保證過濾精度。
纖維式過濾法保養(yǎng)：通過纖維式過濾法，粉塵容易進(jìn)入除塵濾芯中的儲塵器中，再經(jīng)過反吹剝落濾筒上的粘性物質(zhì)，不會影響濾筒過濾效果，也能更好保護(hù)環(huán)境，zui大程度上延長其使用時間。
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