为其 2010年9月

纺织领域的最新时讯简报

过滤器 — 一个定义

过滤器应用广泛 — 但过滤器是如何具体工作的,却很少有人知道。 什么是“过滤”? 这个词来源于法语的“filtrer”或意大利语言地“filtrare”,相当于过滤,原意是指“通过毡垫”。 在纸张发明前,这是进行过滤的最佳方式,并且在某些领域直至今日都符合最先进的技术水平。 过滤是一种物理方法,用于分离或清洁介质、悬浮体(液体中的颗粒)或气溶胶(气体中的颗粒)。 过滤、滤清这些概念在这里是互通的。特别是工业领域的过滤器是非常复杂并且要求很高的产品,如果仔细观察其功能方式便会清楚地发现这一点。

过滤的驱动力是过滤器前后的传输介质(例如气体或液体)压差。 这样一来,介质要么通过过滤器被吸走(负压),要么通过过滤器被压缩(过压)。

根据过滤过程何时开始的不同,可按以下方式区分不同的过滤类型: 如果过滤在过滤器表面开始,那么颗粒会沉淀并慢慢形成所谓的滤饼,从而自身产生过滤效果。 因此,这种方法被称为表面或滤饼过滤。 为了防止过滤器效果丧失,必须定期清洁滤饼。 通过这种方式既可以得到固体(滤饼),也可以得到经过清洁的传输介质。 如果分离在过滤器内部进行,则称这种方法为深度过滤。 颗粒被阻隔在过滤器内部,介质b可以被继续传导。 因为固体很难从过滤器中抽吸出,所以这种方法主要用于所清洁介质须重复使用的地方。 如果过滤器处于横向流通位置,则这种过滤方式称为横向流通过滤。 因所产生的剪力可以避免滤饼形成。 表面将被清洁。横向流通过滤主要用于过滤化学、食品和制药行业中的液体过滤。

(出处: www.wikipedia.orgwww.wasser-wissen.de)

过滤器性能

原本的过滤器作用可以基于不同的物理特性达到:许多过滤器象筛子一样采用不同的颗粒和气孔大小将固定从气体或液体流中滤出。 大于气孔的颗粒则无法进入过滤器。 因此,这个效果也被称为“筛滤”。 过滤作用也可以通过使用不同颗粒的惰性实现。如果颗粒惰性过高,则其无法跟随介质流通并触碰流过气体或液体的过滤材料。 此外,还可利用复杂的物理特性,如:

  1. 布朗分子运动(液体中颗粒的热运动)
  2. 气流中的静电^
  3. 滤饼的阻隔效果(颗粒虽然流过过滤器材料,因为其几何大小而无法通过过滤器材料)
  4. 热泳沉降(颗粒因温度变化在液体中移动)
这样便可以将颗粒析出,这些颗粒比气孔大小要小得多。

(出处: www.wikipedia.org)

虚拟方式

为了研发更好的过滤器,人们甚至已经开始采用计算机模拟计算过滤器效果。 在 Fraunhofer 工艺和经济数学研究所(ITWM)为此安装了一个能够在电脑上现实虚拟毡垫的软件,可以在无需制作样品的情况下计算出过滤器效率、压力降、耐用度等效果以及其它重要过滤参数。 这样便可以对过滤器介质进行虚拟材料设计。

(出处: www.fraunhofer.de)

如最开始所述一样,动态研发带来了最新形状和类型的过滤器。 2010年中期一家总部位于德国北威州 Emsdetten 的毡垫生产商与一家瑞士合作上研发出了一款可以仅仅滤油的毡垫。纤维带有一种可以分离油和水的物质。首次现场试验将显示这种新型毡垫材料是否可以帮助有效地缓解“深水地平线”号钻井平台所造成的墨西哥湾漏油灾难。

过滤器介质的用途

作为过滤介质可以采用不同的材料:人造纤维、陶瓷纤维、玻璃县委、微纤维、纳米纤维或金属制成的毛毡、毡垫、织物、编织物和针织物。 同时也可以使用填料、多孔固体或纸张。 此外还可以相应地对过滤器进行化学或武力处理。 在气流中可以将小颗粒以静电方式过滤出来。为此,应适用毛毡过滤器,其纤维在生产时经过电极化或带有电荷。防毒面具过滤器则根据应用情况不同选用活性炭。 其较大的内表面能够吸住所有气体分子。微过滤器/细尘过滤器(HEPA 过滤器,过滤器膜)用于医疗领域和水处理领域将微生物过滤掉。 陶瓷过滤器元件由开孔陶瓷制成。 在浇铸车间,陶瓷过滤器用于清洁金属熔液。 水过滤器也是部分由陶瓷制成。 柴油碳微粒滤清器可以大大减少机动车的微粒排放。 除了毡垫过滤器以外,开孔烧结金属过滤器元件也安装在微电子加工装置中用于过滤器体和液体。 用于起到保险作用的辅助过滤器被称为安全过滤器。 通常,标准都规定使用特定的过滤器,例如 DIN 2000(中央饮用水源标准)或欧洲汽车标准,它引入了环保标语。

(出处: www.wikipedia.org)

令人信服的特性

对于洁净空气和纯净水的需求仅仅是过滤行业前景光明的两个原因。 目前,该领域全球市场的份额在 2200 亿美元以上。 使用毛毡作为过滤器介质的原因显而易见:

  1. 能够从蒸馏水中过滤掉各种细菌、病毒、金属和矿物质
  2. 均衡的结构 — 甚至还包括较大的面积
  3. 高耐磨和撕裂强度特性
  4. 耐化学制剂强度
  5. 高过滤性能
  6. 高透气性
  7. 优秀的耐磨强度
  8. 防火效果
  9. 可以过滤油和油脂

(出处: 2010年第2期,国际无纺品报告 “Purity Principles”)