一种多层网包覆式金属滤芯及过滤器的制作方法

本实用新型涉及船舶压载水处理领域，具体涉及一种多层网包覆式金属滤芯及过滤器。

背景技术：

为了有效地控制和防止船舶压载水传播有害水生物和病原体，国际海事组织（IMO）于2004年通过了《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》。“压载水公约”制定了明确的实施时间表，要求各类远洋船舶不得晚于2017年安装压载水管理系统，使压载水达到排放标准。过滤器作为压载水管理系统重要部件之一，其过滤器精度和过滤效率很大程度上取决于滤芯的结构。

一般的，过滤器滤芯通常为金属滤网，而常用的金属滤网通常具有孔板网和编织网两种。孔板网一般又分为冲压孔板网、电蚀孔板网、激光打孔筛网等，通常，孔板网的孔径较大，单一采用孔板网不能满足过滤微生物的基本要求；金属编织密纹网的网孔大小可满足过船舶压载水处理行业的过滤器精度要求，但单一的采用这种网作为滤芯的主滤网，存在强度不够的缺陷。因此，传统的船舶压载水过滤器滤芯主要采用孔板网和编织网进行烧结后成为烧结网来进行滤芯制造。但采用烧结网生产的滤芯存在着一个较大的缺陷：烧结网的有效过滤面积较低，为满足过滤流量，势必使滤芯的结构增大，最后使整个过滤器的设备体积大大增加，而对于船舶行业较小的安装空间是极其不合理的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种解决了上述问题的多层网包覆式金属滤芯，可以提高过滤器的有效过滤面积，本实用新型滤芯结构的透水率是传统结构透水率的四倍以上；同时，本实用新型的目的还在于提供一种使用该多层网包覆式金属滤芯的过滤器。本实用新型尤其用于船舶压载水处理领域。

为实现上述目的，本实用新型的一种多层网包覆式金属滤芯的技术方案为：一种多层网包覆式金属滤芯，包括滤芯主体，滤芯主体包括均为筒状结构的至少一层骨架层、至少一层主滤层和至少一层保护层，骨架层、主滤层和保护层由内向外依次套接，骨架层和主滤层之间、主滤层和保护层之间均存在一定的间隙，且骨架层、主滤层和保护层的周面上均开设有网孔，需要过滤的原液体介质在穿过骨架层的网孔后，通过骨架层与主滤层之间的间隙后透过主滤层的网孔，再通过主滤层和保护层的间隙后透过保护层的网孔，且各过滤原液体介质的网孔未被骨架层、主滤层和保护层上的未开孔区域阻挡，各网孔处于100%透水状态。

其中，骨架层的开孔率＞保护层的开孔率＞主滤层的开孔率。

其中，骨架层、主滤层和保护层的各中心轴线重合设置，且各网孔沿骨架层、主滤层和保护层的筒状结构的径向开设。

其中，骨架层的径向厚度＞保护层的径向厚度＞主滤层的径向厚度。

其中，骨架层与主滤层之间的间隙的径向间距与主滤层与保护层之间的间隙的径向间距相同。

其中，还包括上固定套和下固定套，且上固定套和下固定套分别固定在滤芯主体的两端。

进一步地，上固定套和下固定套分别与滤芯主体的两端为环缝焊接固定。

其中，骨架层由矩形不锈钢板冲压开孔后进行卷圆或压圆焊接而成，矩形不锈钢板的厚度为1~2mm。

其中，主滤层为金属丝编织密纹网；保护层为经丝和纬丝编织的金属网。

为实现上述目的，本实用新型的一种过滤器的技术方案为：一种过滤器，包括上固定环、下固定环和多层网包覆式金属滤芯，上固定环和下固定环的中心通过过滤筒连接，上固定环和下固定环的周面边缘通过支撑柱垂直连接，下固定环的上表面均布有多个安装槽，上固定环上对应各安装槽的部位开设有安装孔，多层网包覆式金属滤芯穿过安装孔固定在安装槽中，多层网包覆式金属滤芯采用如上所述的一种多层网包覆式金属滤芯。

有益效果：1、本实用新型改变了常见的船用压载水过滤器滤芯用的烧结网型式，而采用包覆网型式，骨架层和主滤层之间、主滤层和保护层之间均存在一定的间隙，骨架层、主滤层和保护层上的各网孔处于100%透水状态，提高了滤芯的实际透水率、从而提高了有效过滤面积，使过滤器的设计结构尺寸大大降低，从而更有助于满足船舶安装空间；同等条件下，采用本结构过滤器的体积将大大减小，从而实现了较大的经济价值。

2、骨架层作为滤芯主体的强度支撑层，为滤芯主体提供在经过滤介质过滤时的强度保证，当过滤介质穿过骨架层后冲击主滤层时，保护层能够对主滤层起到一定的保护作用，也可减少在安装、维护时主滤层由于外部作用力造成的破坏程度。

3、本实用新型的一种过滤器，中心设有过滤筒，过滤筒外围均布有多个滤芯主体，环向均布的滤芯主体能够保证需要过滤的原液体介质的压力的均匀分布，且可以根据需要调整过滤器的高度和直径之比，实现最大化的过滤效果。

附图说明

图1为滤芯主体的示意图；

图2为滤芯主体的剖面图；

图3为骨架层的示意图；

图4为主滤层的示意图；

图5为图4的仰视图；

图6为保护层的示意图；

图7为图6的仰视图；

图8为本实用新型过滤器的安装过程图；

图9为本实用新型过滤器的示意图。

附图标记：1、上固定套，2、滤芯主体，3、下固定套，4、骨架层，5、主滤层，6、保护层，7、间隙，8、网孔，9、未开孔区域，10、上固定环，11、下固定环，12、过滤筒，13、支撑柱，14、安装槽，15、安装孔。

具体实施方式

本实用新型的目的是提供一种结构简单、制造简便、有效过滤面积大，既能满足使用要求，还可以优化过滤器的整体结构设计的滤芯。具有较好的市场前景和经济价值。

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

一种过滤器，如图8和图9所示，包括上固定环10、下固定环11和多层网包覆式金属滤芯，上固定环10和下固定环11的中心通过过滤筒12连接，上固定环10和下固定环11的周面边缘通过支撑柱13垂直连接，下固定环11的上表面上开设有安装槽14，上固定环10上对应安装槽14的部位开设有安装孔15，多层网包覆式金属滤芯穿过安装孔15固定在安装槽14中。

多层网包覆式金属滤芯可多根使用，装入一个滤芯总成，然后将滤芯总成安装入过滤器进行使用，如图9所示，根据过滤器设计流量来确定滤芯的尺寸和数量，方便安装、拆卸和更换维护。

在本实用新型的实施例中，多层网包覆式金属滤芯焊接在安装孔15和安装槽14中；在其它实施例中，可以通过螺钉、螺栓等可拆卸结构将多层网包覆式金属滤芯固定在安装孔和安装槽中，使过滤器的各连接部件易组装拆卸。

其中，多层网包覆式金属滤芯包括滤芯主体2，滤芯主体2为筒式组合件结构，如图1所示，还包括上固定套1和下固定套3，且上固定套1和下固定套3分别固定在滤芯主体2的两端。上固定套1和下固定套3为滤芯主体2两端起加强作用和安装所需零部件，上固定套1和下固定套3分别与滤芯主体2的两端为环缝焊接固定。

滤芯主体2包括均为筒状结构的至少一层骨架层4、至少一层主滤层5和至少一层保护层6，骨架层4、主滤层5和保护层6由内向外依次套接，如2列举的是一层骨架层4、一层主滤层5和一层保护层6。其中，骨架层4和主滤层5之间、主滤层5和保护层6之间均存在一定的间隙，且骨架层4、主滤层5和保护层6的周面上均开设有网孔，骨架层4、主滤层5和保护层6的各中心轴线重合设置，且各网孔沿骨架层4、主滤层5和保护层6的筒状结构的径向开设。需要过滤的原液体介质在穿过骨架层4的网孔后，通过骨架层4与主滤层5之间的间隙后透过主滤层5的网孔，再通过主滤层5和保护层6的间隙后透过保护层6的网孔，且各过滤原液体介质的网孔未被骨架层4、主滤层5和保护层6上的未开孔区域阻挡，各网孔处于100%透水状态。优选的另一种设置方式为：骨架层4为一层，主滤层5为多层，且主滤层5采用多层烧结网，层与层之间不存在间隙，保护层6为一层。

其中，骨架层4的开孔率＞保护层6的开孔率＞主滤层5的开孔率。该滤芯设置的精度非常高，由内向外是骨架层-主滤层-保护层，污物通常截留在主滤层上，因该滤芯用于安装在自动反冲洗过滤器中，在清洗时，水流逆向流动，如保护层开孔率太小，则清洗难度大；另外，保护层采用的编制丝径主滤层大，其强度高，开孔率也较主滤层大。

优选的，骨架层4的径向厚度＞保护层6的径向厚度＞主滤层5的径向厚度。

优选的，骨架层4与主滤层5之间的间隙的径向间距与主滤层5与保护层6之间的间隙的径向间距相同。

如图3所示，骨架层4由矩形不锈钢板冲压开孔后进行卷圆或压圆焊接而成。其作为滤芯主体2的强度支撑层，为滤芯主体2提供在经水介质过滤时的强度保证，矩形不锈钢板的厚度为1~2mm，既保证耐蚀性，又能提供必要的强度。

如图4和图5所示，主滤层5为金属丝编织密纹网，为平纹密纹网结构。为满足应用要求，精度一般在要求50微米以下，选用金属编织密纹网，执行标准GB/T21648《金属丝编织密纹网》，材质可根据实际应用条件选用耐腐蚀的双相不锈钢、镍基合金等。

如图6和图7所示，保护层6为经丝和纬丝编织的金属网，为斜纹编织。当过滤原水穿过骨架层4后冲击主滤层5时，保护层6能够对主滤层5起到一定的保护作用，也可在安装、维护时，减小主滤层5由于外部作用力造成的破坏程度。

如图2所示，图中箭头方向为水流方向，需要过滤的原水依次穿过骨架层4、主滤层5和保护层6，由于三层网为包覆结构，层与层之间存在着一定的间隙，水流在穿过骨架层4后，通过骨架层4与主滤层5之间的间隙，然后通过主滤层5、再通过主滤层5和保护层6的间隙，再穿过保护层6的网孔，每层网上的网孔并未被其它网的未开孔区域阻挡，因此，各网孔处于100%透水状态。由于骨架层4的开孔率＞保护网6的开孔率＞主滤网5的开孔率，因此，水流的最小透水率即为主滤层5的开孔率。本实用新型的开孔率是指有效滤面上的孔眼总面积与有效滤面总面积的比值，用百分数表示。例如：骨架层的开孔率60%，主滤层的开孔率为13.7%，保护层的开孔率为36%，则该结构滤芯主体的透水率即为13.7%；传统的将几层网烧结在一起的烧结网滤芯，透水率则相对较低，比如按照上述参数来进行计算的，60%*13.7%*36%=2.8%，再该三种网的参数下，本发明结构透水率是传统结构透水率的四倍多，从而使过滤器的设计结构大大优化。同等条件下，采用本结构的过滤器设备型号将大大减小，从而实现了较大的经济价值。

本实用新型是一种船用压载水过滤器的滤芯，本实用新型滤芯为筒式组合件结构，既能满足滤芯的强度要求，又从而减少过滤器的体积大小。

一种多层网包覆式金属滤芯的实施例与上述一种过滤器的各实施例中的多层网包覆式金属滤芯的实施例相同，不再赘述。