一种油水连续分离结构及装置的制作方法

本发明涉及油水混合液分离技术领域，具体涉及一种油水连续分离结构及拥有该分离结构的油水连续分离装置。

背景技术：

水/油混合液分离是工业生产、环境保护、餐饮业、医疗场景中常见的废液处理过程。分离方式一般分为间歇分离和连续分离。间歇分离的原理是利用两相比重差异，在重力作用下，轻相上浮，重相下沉。其具有能耗低，操作简便可靠，设备成本低等优点，主要缺点是非常耗时，处理量有限，难以进行连续化，自动化分离作业。连续分离一般采用管式离心机，原理是通过电机旋转带动混合液高速旋转，形成较大的离心力来强化两相比重差异，达到缩短分离时间的效果。其优点是较易进行连续化，自动化分离，单位时间内处理量大，缺点是能耗高，机械结构复杂，故障率高，调试困难，分离效率低，而且需要串联使用，制造和维护成本较高。

技术实现要素：

针对当前油水连续分离设备存在的结构复杂、运行能耗高的问题，本专利提供了一种结构简单、运行能耗低的油水连续分离结构以及拥有该结构的分离装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种油水连续分流结构，包括基板、盖板、油水分离膜及背压部分。所述油水分离膜能够对水相形成阻碍压力p1，对油相形成阻碍压力p2。

所述基板的端面上设有单相介质通道，同时，所述盖板上设有与所述单相介质通道相对应的油水混合通道。所述油水分离膜附设在所述单相介质通道与所述油水混合通道的端口之间，将两个通道分割成相对独立的腔体。

所述油水混合通道的一端设有入口孔，另一端设有出口孔a。所述单相介质通道与所述出口孔a设置端相同的一端设有出口孔b。

所述背压部分包括两端口及设在两端口之间的压阻形成构组，液体由背压部分的一端口流向另一端口时，该压阻形成构组能够对液体的流动施加阻通压力p。

所述背压部分的一端口安装在所述出口孔a上时，所述压阻形成构组能够使得流动在所述油水混合通道内的液体产生内压，且在该内压足以克服所述压阻形成构组的阻通压力p时，所述油水混合通道内的液体才能由所述背压部分的另一端口流出。

所述阻通压力p的取值介于所述阻碍压力p1的取值与所述阻碍压力p2的取值之间。

实施例中，所述油水分离膜为亲油透膜，则阻碍压力p1＞阻通压力p＞阻碍压力p2。

实施例中，所述油水分离膜为亲水透膜，则阻碍压力p1＜阻通压力p＜阻碍压力p2。

实施例中，所述油水混合通道呈扁平状，其深度值的范围为0.1mm至10mm，优选区间为0.5mm至2mm。

实施例中，所述背压部分为背压阀。

实施例中，所述油水混合通道内沿液流流向设有相间的多个扰流结构，该扰流结构能够使得所述油水混合通道内的液体在流动方向上由油水混合通道的底壁与油水分离膜之间循环往复地折返。

具体地，所述扰流结构包括于所述油水混合通道的底壁上相间布置的多个凸台及对应在相邻两凸台之间且固定在所述基板上的阻流块。所述阻流块包括基块和压块。所述基块延伸入所述单相介质通道内，所述压块固定在所述基块的外侧，所述基块与所述压块的横跨方向均与所述单相介质通道的宽度方向一致。所述油水分离膜由所述基块与所述压块的相对面之间穿过，并紧固地夹持在所述基块与所述压块的相对面之间。进一步，所述单相介质通道的边缘处设有边缘槽，所述油水混合通道的边缘处设有与所述边缘槽对应匹配的边缘凸台。所述基块朝向油水分离膜的端面上设有槽口，所述压块朝向油水分离膜的端面上设有与所述槽口对应匹配的插块。装配后，所述槽口的底面与所述边缘槽的槽底面平齐。所述油水分离膜被夹持在所述槽口的底面与所述插块的端面之间。

实施例中，所述单相介质通道在所述基板的板面上呈往复衔接的u型折返状，相对应地，所述油水混合通道在所述盖板上呈能与所述单相介质通道匹配的往复衔接的u型折返状。所述入口孔、所述出口孔a分别设置在所述油水混合通道的两末端，所述出口孔b设置在所述单相介质通道的与所述出口孔a对应的一末端。

本发明的有益效果是：本专利所涉及的油水连续分流结构及装置，相对现有使用的油水混合连续分离设备，在结构上有显著简化，运行能耗能够显著减小，而且调试简单，分离效率得到提高，维护成本降低。在串联使用时，可通过板块的叠加实施液体流道的串接，进行多级分离分流，不会显著得增加整个板面的长度，能够使得连续分离装置外形紧凑化。

附图说明

图1为本专利实施方案一的剖面结构示意图。

图2为本专利实施方案二的剖面结构示意图。

图3为本专利实施方案三的剖面结构示意图。

图4为本专利实施方案下盖板的一种实施例的仰视结构示意图。

图5为本专利实施方案下基板的一种实施例的俯视结构示意图。

图6为对应图5中a-a剖线位置的剖面结构示意图(基块与基板处于相对分离状态)。

图7为对应图5中b-b剖线位置的剖面结构示意图。

图8为用于表明基板、盖板、基块及压块四者之间对应装配关系的剖面结构示意图。

图9为将本专利所涉及的油水连续分离结构具体分布设置在板面上的一种实施例图，其中基板为俯视向展示示意图，盖板为仰视向展示示意图。

1基板，2盖板，3油水分离膜，4油水混合通道，41入口孔，42出口孔a，43凹面，44边缘凸台，45卡槽，5单相介质通道，51出口孔b，52边缘槽，53插槽，6背压阀，7扰流结构，71凸台，71a升向斜面a，72阻流块，721基块，722压块，72a降向斜面，72b升向斜面b，8端块

具体实施方式

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图3所示的一种油水连续分流结构，包括基板1、盖板2、油水分离膜3及背压部分(图示实施例中设为背压阀6)。所述油水分离膜3能够对水相形成阻碍压力p1，对油相形成阻碍压力p2。

所述基板1的端面上设有单相介质通道5，同时，所述盖板2上设有与所述单相介质通道5相对应的油水混合通道4。单相介质通道5内流动的时水相流体或油相流体，具体需要根据油水分离膜3是选择亲油透膜还是亲水透膜而定。

所述油水分离膜3附设在所述单相介质通道5与所述油水混合通道4的对接端口之间，将两个通道分割成相对独立的腔体。所述油水混合通道4的一端设有入口孔41，另一端设有出口孔a42。所述单相介质通道5与所述出口孔a42设置端相同的一端设有出口孔b51。油水混合液由入口孔41流入油水混合通道4，由出口孔a42流出。油水混合液在油水混合通道4内流动的过程中，水相或者油相液体会透过油水分离膜3流入单相介质通道5，最终由出口孔b51流出。

所述背压阀6能够对油水混合液的流动施加阻通压力p。所述背压阀6的一端口安装在所述出口孔a上，流动在所述油水混合通道4内的液体产生的内压足以克服阻通压力p时，才能由所述背压阀6的另一端口流出。所述阻通压力p的取值介于所述阻碍压力p1的取值与所述阻碍压力p2的取值之间。

当所述油水分离膜3为亲油透膜，则阻碍压力p1＞阻通压力p＞阻碍压力p2。此时，油水分离膜3对油相的阻碍压力p2小于背压阀6形成的阻通压力p，且对水相的阻碍压力p1大于背压阀6形成的阻通压力p，故而油水混合通道4内流动的油水混合液内的油相将穿过油水分离膜3而不断进入单相介质通道(即油相介质通道)，因水相无法达到穿透压力，故而无法穿透油水分离膜3，最终在油水混合通道4末端的出口a42上安装的背压阀6出口流出。

当所述油水分离膜3为亲水透膜，则阻碍压力p1＜阻通压力p＜阻碍压力p2。此时，油水分离膜3对油相的阻碍压力p2大于背压阀6形成的阻通压力p，且对水相的阻碍压力p1小于背压阀6形成的阻通压力p，故而油水混合通道4内流动的油水混合液内的水相将穿过油水分离膜3而不断进入单相介质通道(即水相介质通道)，因油相无法达到穿透压力，故而无法穿透油水分离膜3，最终在油水混合通道4末端的出口a42上安装的背压阀6出口流出。

因为油水混合液是在压力p下与油水分离膜3接触的，故而具体实施例中，易使所述油水混合通道4的通道截面形状呈扁平状，其深度值的范围为0.1mm至10mm，优选区间为0.5mm至2mm，如1mm、1.5mm。所述油水混合通道4的宽度值可以使得其很宽或者很窄。

在本专利的方案中，油水混合通道4的长度要求足够长，将其设置在板面上，流体的流入、流出端口间的总长度可以是多个板面对接连接构成的连续腔道的总长度。为保证油水混合通道4的长度足够，同时在一定程度上缩减板面的长度，如图9所示，所述单相介质通道5在所述基板1的板面上呈往复衔接的u型折返状，相对应地，所述油水混合通道4在所述盖板2上呈能与所述单相介质通道5匹配的往复衔接的u型折返状。所述入口孔41、所述出口孔a42分别设置在所述油水混合通道的两末端，所述出口孔b51设置在所述单相介质通道5的与所述出口孔a42对应的一末端。

为提升油水混合液与油水分离膜3之间的接触效果，使得混合液靠近油水分离膜3的部分和远离油水分离膜3的部分在混合液向前流动的过程中不断上下交换，可如图1至图3所示：

于所述油水混合通道4内沿液流流向设相间的多个扰流结构7，该扰流结构7能够使得所述油水混合通道4内的液体在流动方向上由油水混合通道4的底壁(图示中展示为向上)与油水分离膜3(图示中展示为向下)之间循环往复地折返。

所述扰流结构7的一种具体实施方式如图1至图3所示，所述扰流结构7包括于所述油水混合通道4的底壁上相间布置的多个凸台71及对应在相邻两凸台71之间且固定在所述基板1上的阻流块72。所述阻流块72包括基块721和压块722。所述基块721延伸入所述单相介质通道5内，所述压块722固定在所述基块721的外侧，所述基块721与所述压块722的横跨方向均与所述单相介质通道5的宽度方向一致。所述油水分离膜3由所述基块721与所述压块722的相对面之间穿过，被夹持并压紧于所述基块721与所述压块722的相对面之间。油水混合液在通道内流动时(如图示自左向右流动)，所述阻流块72会对液流的流向形成阻挡，迫使其在主流向上行进时同时有下方向上的交错流动，迫使混合液中的水相或油相充分地与油水分离膜3接触，有助于提升油相或水相向单相介质通道5内渗透的效果，即增强油水分离的效果。

如图所示的实施例中，两两相邻的两个凸台71之间对应有一个阻流块72。其他实施例中，可仅在部分相邻的两个凸台之间设置阻流块。图1所示实施例中，油水混合通道4的底壁与阻流块72的上端面之间的相对垂直间距d1，与凸台71端面与油水分离膜3之间的处置间距d2，以及阻流块72的侧面在流向上与凸台71的侧面之间的相对间距d3，三者的大小为一致的。图3所示实施例中，d1、d2、d3三者的大小不一致，也可以不完全一致。

如图2所示，所述凸台71的端面为升向斜面a71a，其使得端面在液体流动方向上与油水分离膜之间的竖直间距逐渐变大。所述阻流块72的端面(即压块722的端面)为降向斜面72a，其使得端面在液体流动方向上与油水混合通道4的底壁之间的竖直间距逐渐变大。此时，如果将两凸块71之间的通道底面设为凹面43，则降向斜面72a的最高点对应在凹面43的中部。所述阻流块72的端面还可设置为八字形(即一侧为升向斜面b72b，相对侧为降向斜面72a)，使得端面沿液体流动方向，相对油水混合通道4的底壁形成的间距，先逐渐减小，而后再逐渐变大。这样的阻流结构能够进一步增强对混合液的扰流搅动效果，提升油相或水相与油水分离膜接触的效果，同时还能够避免混合液在流动方向上因为受到扰流结构的(过分)阻碍而导致局部内压过大的问题。

如图4至图8所示，所述单相介质通道5的边缘处设有边缘槽52，所述油水混合通道4的边缘处设有与所述边缘槽52对应匹配的边缘凸台44。油水分离膜3的边沿置于边缘槽52的槽的槽面上，将基板1与盖板2向扣合后，边缘凸台44插入边缘槽52内压在油水分离膜(边沿处)的另一面上。所述基块721朝向油水分离膜3的端面上设有槽口，所述压块722朝向油水分离膜的端面上设有与所述槽口对应匹配的插块。装配后，所述槽口的底面(即a面)与所述边缘槽52的槽底面(即b面)平齐。所述油水分离膜3被夹持在所述槽口的底面与所述插块的端面之间。为使得a面与b面平齐，如图所示在所述边缘槽52上设有与基块721对应的插槽53，插槽53的底面低于边缘槽52的底面。同时因为压块722会相对单相介质通道5的端口处于外侧，在将基板1与盖板2扣合后，压块722是探入到油水混合通道4内的，即相对油水混合通道4的端口处于内侧，故而在所述边缘凸台44上设有卡槽45。

基板1与盖板2的端部设有将二者连接成整体的端块8。

上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。