专利名称：气相、液相流体多功能过滤芯体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤材料，具体涉及一种可应用于各类气体、液体介质过滤的多功能过滤芯体及其制造方法。
背景技术：
过滤技术是人类向自然界学习的应用最广泛的技术，是人类在生产和生活中、各类的生命过程中普遍应用的物质分离方法。过滤技术广泛应用于各个工业领域，更和我们的日常生活息息相关。传统的过滤技术是建立在网筛原理的物理阻隔型过滤基础之上，近年来，随着对物理过滤应用的深入研究，化学缓释技术的日臻成熟，仿生过滤的端倪显现，基础科学的全面进展，人们对传统的过滤理论和过滤方式开展了更新一轮研发。目前，在如何将废弃物质如工业废料(木屑)、农作物秸杆或垃圾提取物应用到过滤技术中，特别是应用到过滤芯体的制造过程中，以改善环境，变废为宝，保护环境，成为一大重要课题。
发明内容
本发明的目的，就是在现有过滤技术和其它学科技术相融合的基础之上，研发的新一代可广泛应用于工农业及日常生活领域的流体过滤技术。它提供了一种原材料采用工业废料(木屑)、农作物秸杆或垃圾提取物，融入多学科加工技术，集节能、环保、综合利用于一体，在提高过滤精度的同时加入了化学反应机制的气相、液相流体多功能过滤芯体及其制造方法。
本发明的技术方案如下。
一种气相、液相流体多功能过滤芯体，芯体的制造材料包括含木质素的天然植物颗粒，高比表面积活性碳，天然矿物颗粒，天然纤维材料，辅助添加剂和黏结材料；所述的含木质素的天然植物颗粒包括针叶、木屑、阔叶、灌木、草本根茎部、农作物秸杆；所述的高比表面积活性碳，其颗粒为5～50目；所述的天然矿物颗粒包括天然或人造沸石、天然麦饭石、火山岩和稀土，颗粒为均30～100目；所述的天然纤维材料包括木纤维、竹纤维、麻纤维、棉纤维、羊绒、驼绒、鸡鸭绒，纤维长度为5～20mm；所述的辅助添加剂包括工业氢氧化纳、碳酸钠、抗氧化剂、洁净分散剂，助燃剂和防腐剂；所述的黏结材料包括淀粉、甲基纤维素和水玻璃；上述材料中的植物颗粒、植物和动物纤维，需经过预处理，是在1kw功率下，1G左右赫兹频率、10分钟微波结构的扩孔预处理，然后在80℃左右的5％碳酸钠溶液中，在每立方分米1瓦，振荡频率为20K～50K的超声波激励下，2个大气压的压力容器之中进行浸泡8小时的脱脂处理。
芯体为空心柱状结构，由粉碎成10至50目的农作物秸杆微粒与棉纤维以重量比10-20∶1的比例构成，辅助添加絮凝剂、混凝剂、氧化剂，构成油污海水净化滤芯。
芯体为空心柱状结构，由粉碎成10至20目的木屑或农作物秸杆微粒与棉纤维以重量比15-40∶1的比例构成，芯体结构中添加辅助剂抗氧化剂，抗凝剂和洁净分散剂，构成油料净化滤芯。
芯体由双层结构构成，内层为细滤层，由粉碎成40-60目的天然植物颗粒，4-7毫米的甘草纤维以重量比20-30∶1的比例混合而成；外层为粗滤层，由活性炭构成；芯体内外及粗细滤层之间包有衬布，出水口设有填料装置，填料装置中添加有甘草或薄荷植物颗粒作为矫味杀菌剂，构成小型饮用水净化滤芯。
芯体由粉碎成40-60目的含木质素的植物或农作物秸杆微粒和棉纤维，以20-30∶1的重量比构成，并添加纳米沸石、稀土及燃油助燃剂，构成燃油净化滤芯。
芯体由粉碎成40-60目的天然植物或农作物秸杆微粒和棉纤维，以20-30∶1的重量比构成，内部添加活性炭颗粒，构成室内空气净化器滤芯。
可添加占木屑或农作物秸杆微粒重量0.5-2.5％的磷酸钠，0.1-0.2％的防氧化剂，1.5-3％的防腐剂，1.0-3.0％的抗凝剂，构成自动线油滤芯。
可添加占木屑或农作物秸杆微粒重量0.36-0.4％的磷酸钠，0.1-0.2％的抗氧化剂，0.1-0.2％的防腐剂，0.1-0.2％的抗凝剂，0.8-1.9％的氧化铝，1.6-2.0％的氢氧化钾，0.6-1.5％的氢氧化钡，0.1-0.5％的稀土抗磨剂，构成润滑油滤芯。
可添加占木屑或农作物秸杆微粒重量1.0-3.0％的磷酸纳，0.5-1.4％的抗氧化剂，1.6-4.1％的防腐剂，2.5-5.0％的抗凝剂、燃油助燃剂，构成燃油滤芯。
可添加占木屑或农作物秸杆微粒重量1.0-4.7％的磷酸钠，0.5-1.4％的抗氧化剂，0.6-2.4％的防腐剂，构成电脉冲油滤芯。
可添加占木屑或农作物秸杆微粒重量1.0-3.0％的磷酸钠，2.5-4.8％抗氧化剂，1.6-4.4％的防腐剂，2.5-4.0％的抗凝剂，0.5-1.4％的氢氧化钾，构成机械油滤芯。
气相、液相流体多功能过滤芯体的制造方法，包括以下步骤(1)材料的制备基本材料如下植物颗粒根据不同用途选用针叶、阔叶、灌木、草本根茎部部分，经5～50目筛选的木、草颗粒，备用；矿物颗粒天然或人造沸石、天然麦饭石、火山岩等，经50～100目筛选矿石颗粒，备用；纤维材料根据不同用途选用木纤维、竹纤维、麻纤维、棉纤维、羊绒、驼绒、鸡鸭绒、人造纤维等，纤维长度5～20mm备用；黏结材料淀粉、甲基纤维素、水玻璃等；化工材料工业氢氧化纳、碳酸钠、抗氧化剂、防腐剂等；(2)材料的预处理植物颗粒、植物和动物纤维需经过在1KW功率下、1G左右赫兹频率下，进行10分钟的微波结构扩孔预处理；然后，植物颗粒、植物和动物纤维分别在80℃左右5％的碳酸钠溶液中，在每立方分米1瓦，振荡频率为2K～50K的超声波激励下，2个大气压的压力容器中进行浸泡脱脂处理；(3)混合将植物颗粒、植物纤维、动物纤维、矿物颗粒、化工原料、黏结材料按如下重量比进行混合植物颗粒∶植物纤维∶动物纤维∶矿物颗粒∶化工原料∶黏结材料＝100∶5～30∶2～8∶5∶1-8∶2～3在常温下用慢速机械搅拌机进行20分钟的混合搅拌，可适当加入少量水，水分含量控制在20～30％(重量比)(4)成型按混合料的自然体积，分别为70％-30％的压缩比例进行压缩，分别得到不同过滤密度和流阻的产品。
经成型工艺，去掉模具两端盖，加上变密度专用端盖，再用一圆锥形棒进行芯体局部增加密度，是芯体径向出现密度梯度，然后进行烘干；在真空烘干炉中进行带模烘干，烘干压力为300～400毫米汞柱，烘干温度为60～100℃，烘干时间为6～10小时；再在具有过滤芯形状的壳体中进行烘干；经烘干后进行人工脱模，即为产品芯体。
本发明具有如下特点1、利用天然材料(含有木质素的木屑或农作物颗粒)作为过滤主体，具有天然一定孔径的孔隙是人为机械加工不可比拟的。
2、动物纤维和天然矿物质的加入，在一定动力的作用下可以产生一定量的自由电子和空穴，利于过滤分子的定向排列，提高过滤品质。
3、天然材料的结构特异性，是被过滤颗粒和大分子可以和过滤体有更多的紧密接触的概率，分子间作用的范德华力更有效被利用，杂质容易被取出。
4、节约产品制作能源，提高劳动生产效率。
5、纳污容量大，可以提高使用寿命。
6、芯体强度高，可以适应比较高的压力条件下工作。
7、不受环境温度的使用限制，可以使用于各气侯带。
8、材料来源丰富。
9、比例和材质容易进行多种组合，相同的生产线可以生产不同种类过滤芯体。
10、用于各类发动机、内燃机，可以提高润滑效果，提高润滑效率和燃烧效率，节约能源。
11、用于空气过滤，可以净化空气、减少细菌重量，降低小环境空气的污染程度。
12、用于水过滤，可以提高水质，有效控制水质劣化；用于饮用水，可以减少细菌数量，提高矿化水平，利于人体健康；用于畜牧、水产养殖可以提高家禽、动物、水产品防病能力。
13、用于饮料及液体调料，可以控制细菌重量提高产品质量等级。
14、经此类滤芯过滤的气体、液体，由于选用的是天然材料，不会排出任何附加污染物，产生二次污染。
15、滤芯芯体经适当处理后，可以很快被自然降解。
具体实施例方式
本发明气相、液相流体多功能过滤芯体的制造方法，包括以下步骤材料的制备、基本材料如下植物颗粒选用针叶根茎部分，经5～50目筛选的颗粒备用；矿物颗粒选择人造沸石，经50～100目筛选矿石颗粒备用；纤维材料选用木纤维，纤维长度5～20mm备用；黏结材料选用淀粉；化工材料选用工业氢氧化纳。
材料的预处理将上述选择好的植物颗粒、植物和动物纤维，经过在1KW功率下、1G左右赫兹频率下，进行10分钟的微波结构扩孔预处理。然后，植物颗粒、植物和动物纤维分别在80℃左右5％的碳酸钠溶液中，在每立方分米1瓦，振荡频率为2K～50K的超声波激励下，2个大气压的压力容器中进行浸泡脱脂处理。
混合将上述所选的植物颗粒、植物纤维、动物纤维、矿物颗粒、化工原料、黏结材料按如下重量比进行混合植物颗粒∶植物纤维∶动物纤维∶矿物颗粒∶化工原料∶黏结材料＝100∶20∶5∶5∶3∶2.5在常温下用慢速机械搅拌机进行20分钟的混合搅拌，可适当加入少量水，水分含量控制在重量比为25％。
成型按混合料的自然体积，分别为50％的压缩比例进行压缩，分别得到不同过滤密度和流阻的产品；经成型工艺，去掉模具两端盖，加上变密度专用端盖，再用一圆锥形棒进行芯体局部增加密度，是芯体径向出现密度梯度，然后进行烘干；在真空烘干炉中进行带模烘干，烘干压力为300～400毫米汞柱，烘干温度为60～100℃，烘干时间为6～10小时；再在具有过滤芯形状的壳体中进行烘干；经烘干后进行人工脱模，即为产品——气相、液相流体多功能过滤芯体。
将制得的空心柱状结构的多功能过滤芯体，由粉碎成10至50目的农作物秸杆微粒与棉纤维以重量比15∶1的比例构成，辅助添加絮凝剂、混凝剂、氧化剂，制作成油污海水净化滤芯。
将制得的空心柱状结构的多功能过滤芯体，由粉碎成10至20目的木屑或农作物秸杆微粒与棉纤维以重量比20∶1的比例构成，芯体结构中添加辅助剂抗氧化剂，抗凝剂和洁净分散剂，构成油料净化滤芯。
采用双层结构的芯体内层为细滤层，由粉碎成40-60目的天然植物颗粒和4-7毫米的甘草纤维以重量比25∶1的比例混合而成；外层为粗滤层，由活性炭构成；芯体内外层及粗细滤层之间包有衬布，出水口设有填料装置，填料装置中添加甘草或薄荷植物颗粒作为矫味杀菌剂，制作成小型饮用水净化滤芯。
将制得的多功能过滤芯体，由粉碎成40-60目的含木质素的植物或农作物秸杆微粒与棉纤维，以25∶1的重量比构成，并添加纳米沸石、稀土及燃油助燃剂，制作成燃油净化滤芯。
将制得的多功能过滤芯体，由粉碎成40-60目的天然植物或农作物秸杆微粒和棉纤维，以25∶1的重量比构成，内部添加活性炭颗粒，制作成室内空气净化器滤芯。
将上述制得的油料净化滤芯，添加占木屑或农作物秸杆微粒重量1.0％的磷酸钠，0.15％的防氧化剂，2.0％的防腐剂，2.0％的抗凝剂，制作成自动线油滤芯。
将上述制得的油料净化滤芯，添加占木屑或农作物秸杆微粒重量0.36％的磷酸钠，0.1％的抗氧化剂，0.1％的防腐剂，0.1％的抗凝剂，1.0％的氧化铝，1.8％的氢氧化钾，0.8％的氢氧化钡，0.3％的稀土抗磨剂，制作成润滑油滤芯。
将上述制得的油料净化滤芯，添加占木屑或农作物秸杆微粒重量2.0％的磷酸纳，1.0％的抗氧化剂，2.1％的防腐剂，3.5％的抗凝剂、燃油助燃剂，制作成燃油滤芯。
将上述制得的油料净化滤芯，添加占木屑或农作物秸杆微粒重量2.5％的磷酸钠，1.0％的抗氧化剂，1.5％的防腐剂，制作成电脉冲油滤芯。
将上述制得的油料净化滤芯，添加占木屑或农作物秸杆微粒重量2.0％的磷酸钠，3.5％抗氧化剂，2.5％的防腐剂，3.0％的抗凝剂，0.8％的氢氧化钾，制作成机械油滤芯。
权利要求
1.一种气相、液相流体多功能过滤芯体，其特征在于芯体的制造材料包括含木质素的天然植物颗粒，高比表面积活性碳，天然矿物颗粒，天然纤维材料，辅助添加剂和黏结材料；所述的含木质素的天然植物颗粒包括针叶、木屑、阔叶、灌木、草本根茎部、农作物秸杆；所述的高比表面积活性碳，其颗粒为5～50目；所述的天然矿物颗粒包括天然或人造沸石、天然麦饭石、火山岩和稀土，颗粒为均30～100目；所述的天然纤维材料包括木纤维、竹纤维、麻纤维、棉纤维、羊绒、驼绒、鸡鸭绒，纤维长度为5～20mm；所述的辅助添加剂包括工业氢氧化纳、碳酸钠、抗氧化剂、洁净分散剂，助燃剂和防腐剂；所述的黏结材料包括淀粉、甲基纤维素和水玻璃；上述材料中的植物颗粒、植物和动物纤维，需经过预处理，是在1kw功率下，1G左右赫兹频率下、进行10分钟的微波扩孔预处理；然后在80℃左右的5％碳酸钠溶液中，在每立方分米1瓦，振荡频率为20K～50K的超声波激励下，在2个大气压的压力容器中进行浸泡8小时的脱脂处理。
2.根据权利要求1所述的气相、液相流体多功能过滤芯体，其特征在于芯体为空心柱状结构，由粉碎成10至50目的农作物秸杆微粒与棉纤维以重量比10-20∶1的比例构成，辅助添加絮凝剂、混凝剂、氧化剂，构成油污海水净化滤芯。
3.根据权利要求1所述的气相、液相流体多功能过滤芯体，其特征在于芯体为空心柱状结构，由粉碎成10至20目的木屑或农作物秸杆微粒与棉纤维以重量比15-40∶1的比例构成，芯体结构中添加辅助剂抗氧化剂，抗凝剂和洁净分散剂，构成油料净化滤芯。
4.根据权利要求1所述的气相、液相流体多功能过滤芯体，其特征在于芯体为双层结构，包括内层和外层；内层为细滤层，由粉碎成40-60目的天然植物颗粒和4-7毫米的甘草纤维以重量比20-30∶1的比例混合而成；外层为粗滤层，由活性炭构成；芯体内外层及粗细滤层之间包有衬布，出水口设有填料装置，填料装置中添加甘草或薄荷植物颗粒作为矫味杀菌剂，构成小型饮用水净化滤芯。
5.根据权利要求1所述的气相、液相流体多功能过滤芯体，其特征在于芯体由粉碎成40-60目的含木质素的植物或农作物秸杆微粒与棉纤维，以20-30∶1的重量比构成，并添加纳米沸石、稀土及燃油助燃剂，构成燃油净化滤芯。
6.根据权利要求1所述的气相、液相流体多功能过滤芯体，其特征在于芯体由粉碎成40-60目的天然植物或农作物秸杆微粒和棉纤维，以20-30∶1的重量比构成，内部添加活性炭颗粒，构成室内空气净化器滤芯。
7.根据权利要求1或3所述的油料净化滤芯，其特征在于可添加占木屑或农作物秸杆微粒重量0.5-2.5％的磷酸钠，0.1-0.2％的防氧化剂，1.5-3％的防腐剂，1.0-3.0％的抗凝剂，构成自动线油滤芯。
8.根据权利要求1或3所述的油料净化滤芯，其特征在于可添加占木屑或农作物秸杆微粒重量0.36-0.4％的磷酸钠，0.1-0.2％的抗氧化剂，0.1-0.2％的防腐剂，0.1-0.2％的抗凝剂，0.8-1.9％的氧化铝，1.6-2.0％的氢氧化钾，0.6-1.5％的氢氧化钡，0.1-0.5％的稀土抗磨剂，构成润滑油滤芯。
9.根据权利要求1或3所述的油料净化滤芯，其特征在于可添加占木屑或农作物秸杆微粒重量1.0-3.0％的磷酸纳，0.5-1.4％的抗氧化剂，1.6-4.1％的防腐剂，2.5-5.0％的抗凝剂、燃油助燃剂，构成燃油滤芯。
10.根据权利要求1或3所述的油料净化滤芯，其特征在于可添加占木屑或农作物秸杆微粒重量1.0-4.7％的磷酸钠，0.5-1.4％的抗氧化剂，0.6-2.4％的防腐剂，构成电脉冲油滤芯。
11.根据权利要求1或3所述的油料净化滤芯，其特征在于可添加占木屑或农作物秸杆微粒重量1.0-3.0％的磷酸钠，2.5-4.8％抗氧化剂，1.6-4.4％的防腐剂，2.5-4.0％的抗凝剂，0.5-1.4％的氢氧化钾，构成机械油滤芯。
12.根据权利要求1所述的气相、液相流体多功能过滤芯体的制造方法，其特征在于它包括以下步骤(1)材料的制备基本材料如下植物颗粒根据不同用途选用针叶、阔叶、灌木、草本根茎部部分，经5～50目筛选的木、草颗粒，备用；矿物颗粒天然或人造沸石、天然麦饭石、火山岩等，经50～100目筛选矿石颗粒，备用；纤维材料根据不同用途选用木纤维、竹纤维、麻纤维、棉纤维、羊绒、驼绒、鸡鸭绒、人造纤维等，纤维长度5～20mm备用；黏结材料淀粉、甲基纤维素、水玻璃等；化工材料工业氢氧化纳、碳酸钠、抗氧化剂、防腐剂等；(2)材料的预处理植物颗粒、植物和动物纤维需经过在1KW功率下、1G左右赫兹频率下，进行10分钟的微波结构扩孔预处理；然后，植物颗粒、植物和动物纤维分别在80℃左右5％的碳酸钠溶液中，在每立方分米1瓦，振荡频率为2K～50K的超声波激励下，2个大气压的压力容器中进行浸泡脱脂处理；(3)混合将植物颗粒、植物纤维、动物纤维、矿物颗粒、化工原料、黏结材料按如下重量比进行混合植物颗粒∶植物纤维∶动物纤维∶矿物颗粒∶化工原料∶黏结材料＝100∶5～30∶2～8∶5∶1-8∶2～3在常温下用慢速机械搅拌机进行20分钟的混合搅拌，可适当加入少量水，水分含量控制在重量比为20～30％；(4)成型按混合料的自然体积，分别为70％-30％的压缩比例进行压缩，分别得到不同过滤密度和流阻的产品；经成型工艺，去掉模具两端盖，加上变密度专用端盖，再用一圆锥形棒进行芯体局部增加密度，是芯体径向出现密度梯度，然后进行烘干；在真空烘干炉中进行带模烘干，烘干压力为300～400毫米汞柱，烘干温度为60～100℃，烘干时间为6～10小时；再在具有过滤芯形状的壳体中进行烘干；经烘干后进行人工脱模，即为产品芯体。
全文摘要
本发明涉及一种气相、液相流体多功能过滤芯体及其制造方法，用具纤维特点并含木质素的工业废料(木屑)或农作物秸秆制造过滤芯体，进行各类气体和液体介质的过滤。材料经过预处理、混料、装模、烘干、脱模等工艺成型。通过对芯体材料与密度的组合、芯体材料与辅助添加剂的组合，将物理过滤与化学反应完美结合，有效控制过滤精度和流阻系数、提高被过滤介质的在线质量和化学稳定性，提高设备的运行效率。本发明芯体可用于以热能转变成机械能为代表的各类发动机、内燃机组的空气、燃气，燃油和润滑油的过滤，以水为代表的工业废水及各种污染液体的处理，室内空气净化及各种流体杂质的过滤。
文档编号B01D39/14GK1935313SQ20061015217
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月18日 优先权日2006年9月18日
发明者周翔 申请人:周祎