本发明涉及净化技术领域，尤其涉及一种单管陶瓷膜以及一种净化装置。
背景技术
管式陶瓷膜由于过滤性能较好，大范围应用在水净化设备中。
现有技术中，管式陶瓷膜一般为蜂窝状，单管过滤面积小，过滤效率较低，不能够满足较高的过滤需求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种单管陶瓷膜以及一种净化装置，以解决上述技术问题的至少一种。
本发明第一方面的技术方案提供了一种单管陶瓷膜，包括：管状的陶瓷基体；纳米陶瓷膜，喷涂在陶瓷基体外表面；纳米金属涂层，喷涂在纳米陶瓷膜的表面。
本方案提供的单管陶瓷膜，由内向外，管状的陶瓷基体外分别设置有纳米陶瓷膜以及纳米金属涂层。将陶瓷基体设为管状，能够增加单管陶瓷膜与待过滤的水的有效接触面积，进而能够提升净化的速率，单位时间内能够净化更多的水。同时，管状的陶瓷基体还便于对陶瓷基体内壁进行冲洗，便于陶瓷基体内的清洁。进一步地，在陶瓷基板的外侧设置纳米陶瓷膜和纳米金属涂层，通过纳米陶瓷膜和纳米金属涂层对待过滤的水进行过滤，能够增加水的过滤效果，提升经单管陶瓷膜过滤的水的水质。设置纳米金属涂层还能够使单管陶瓷膜耐高温、耐高压，并且在高浓度和极端ph值条件下均能够正常运行，单管陶瓷膜的应用范围更广泛，在处理高浓度和极端ph值的污水时，不必对污水进行稀释或中和即可直接先进行过滤，以便于简化污水处理步骤，减少生产运行成本。
在上述技术方案的基础上，本发明的单管陶瓷膜还可以做如下改进。
在上述技术方案中，进一步，陶瓷基体内孔的直径为50mm～100mm。
采用上述进一步方案的有益效果：本方案中，陶瓷基体内孔的直径为50mm～100mm，相对于现有技术，陶瓷基体的直径较大，便于对陶瓷基体的内壁进行擦拭，便于陶瓷基体的清洁。相对于现有技术中通过化学药剂反冲洗的清洁方式，对陶瓷基体清洁的成本较低，操作方便，同时对环境的污染较小。
其中，优选地，陶瓷基体的内径为50mm、80mm或100mm。
在上述任一技术方案中，进一步，纳米金属涂层和纳米陶瓷膜具有腐蚀形成的不规则孔隙结构。
采用上述进一步方案的有益效果：纳米金属涂层和是纳米陶瓷膜均具有腐蚀形成的不规则孔隙结构，通过不规则孔隙结构能够对水中的杂质进行过滤，提高单管陶瓷膜的净化效果。
在上述任一技术方案中，进一步，单管陶瓷膜还包括：加强肋，设于陶瓷基体内且与陶瓷基体的内表面抵靠，加强肋沿陶瓷基体的轴线方向延伸，以将陶瓷基体内的腔体分隔为至少两部分。
采用上述进一步方案的有益效果：加强肋与陶瓷基体的内壁抵靠，能够提高陶瓷基体的结构强度，减少单管陶瓷膜在与其他部件接触或者单管陶瓷膜两侧的压力较大时档案陶瓷膜产生变形和甚至破损的可能性，提高单管陶瓷膜的可靠性。
在上述任一技术方案中，进一步，加强肋将腔体均分为至少两部分。
采用上述进一步方案的有益效果：加强肋将单管陶瓷膜内的腔体均分为至少两部分，此时腔体被均分为多个小的腔体，腔体内的水流动均匀，便于使单管陶瓷膜不同位置过滤的水量尽可能均匀，最大程度上发挥单管陶瓷膜的效能。
在上述任一技术方案中，进一步，陶瓷基体为圆管形。
采用上述进一步方案的有益效果：陶瓷基体形状规则，一方面便于陶瓷基体的制造，另一方面能够使陶瓷基体应力分布均匀，减少陶瓷基体因应力分布不均导致局部应力过大造成陶瓷基体损坏的可能性。
在上述任一技术方案中，进一步，纳米陶瓷膜和纳米金属涂层厚度均匀。
采用上述进一步方案的有益效果：纳米陶瓷膜和纳米金属涂层厚度均匀，便于使单管陶瓷膜不同位置过滤的水量尽可能均匀，最大程度上发挥单管陶瓷膜的效能。
本发明第二方面的技术方案提供了一种净化装置，包括：第一方面任一技术方案中的单管陶瓷膜；清洁装置，设于单管陶瓷膜的陶瓷基体内，清洁装置能够对陶瓷基体的内壁进行擦拭。
本方案中的净化装置，能够利用清洁装置对陶瓷基体的内壁进行擦拭，使陶瓷基体清洁的成本较低，清洁方便，不需要使用化学药剂以能够减少对环境的污染。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的单管陶瓷膜的侧视图；
图2为图1中a-a截面的剖视图；
图3为图1中b-b截面的剖视图；
图4为本发明的一个实施例的单管陶瓷膜的剖视图；
图5为本发明的一个实施例的单管陶瓷膜的剖视图。
其中，图1至图5中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
10单管陶瓷膜，102陶瓷基体，104纳米陶瓷膜，106纳米金属涂层，108加强肋。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至图5所示，本发明第一方面的实施例提供了一种单管陶瓷膜10，包括：管状的陶瓷基体102；纳米陶瓷膜104，喷涂在陶瓷基体102外表面；纳米金属涂层106(例如为纳米级三氧化二铝金属氧化物涂层)，喷涂在纳米陶瓷膜104的表面。
本实施例提供的单管陶瓷膜10，由内向外，管状的陶瓷基体102外分别设置有纳米陶瓷膜104以及纳米金属涂层106。将陶瓷基体102设为管状，能够增加单管陶瓷膜10与待过滤的水的有效接触面积，进而能够提升净化的速率，单位时间内能够净化更多的水。同时，管状的陶瓷基体102还便于对陶瓷基体102内壁进行冲洗，便于陶瓷基体102内的清洁。进一步地，在陶瓷基板的外侧设置纳米陶瓷膜104和纳米金属涂层106，通过纳米陶瓷膜104和纳米金属涂层106对待过滤的水进行过滤，能够增加水的过滤效果，提升经单管陶瓷膜10过滤的水的水质。
如图2所示，在上述实施例中，进一步，陶瓷基体102内孔的直径d为50mm。
本方案中，陶瓷基体102内孔的直径d为50mm，此时既能够对陶瓷基体102内壁进行擦拭，又能够减小单管陶瓷膜10占用的体积，方便单管陶瓷膜10的排列。
如图2所示，在上述任一实施例中，进一步，陶瓷基体102内孔的直径d为80mm。
本方案中，陶瓷基体102内孔的直径d为80mm，此时能够兼顾对陶瓷基体102内壁擦拭的便捷性以及单管陶瓷膜10排列的数量，使单管陶瓷膜适用性更好。
如图2所示，在上述任一实施例中，进一步，陶瓷基体102内孔的直径d为100mm。
本方案中，陶瓷基体102内孔的直径d为100mm，此时对陶瓷基体102内壁的擦拭更加方便，同时，单管陶瓷膜10的有效过滤面积更大，使单管陶瓷膜的过滤效能更好。
值得说明的是，陶瓷基体102内孔的直径d为50mm～100mm，相对于现有技术，陶瓷基体102的直径d较大，便于对陶瓷基体102的内壁进行擦拭，便于陶瓷基体102的清洁。相对于现有技术中通过化学药剂反冲洗的清洁方式，对陶瓷基体102清洁的成本较低，操作方便，同时对环境的污染较小。
在上述任一实施例中，进一步，纳米金属涂层106和纳米陶瓷膜104具有腐蚀形成的不规则孔隙结构。
本方案中，纳米金属涂层106和是纳米陶瓷膜104均具有腐蚀形成的不规则孔隙结构，通过不规则孔隙结构能够对水中的杂质进行过滤，提高单管陶瓷膜10的净化效果。
如图4所示，在上述任一实施例中，进一步，单管陶瓷膜10还包括一个加强肋108，设于陶瓷基体102内且与陶瓷基体102的内表面抵靠(加强肋108与陶瓷基体102通过螺钉连接)，加强肋108沿陶瓷基体102的轴线方向延伸，以将陶瓷基体102内的腔体均匀分隔为两部分。
本方案中，加强肋108与陶瓷基体102的内壁抵靠，能够提高陶瓷基体102的结构强度，减少单管陶瓷膜10在与其他部件接触或者单管陶瓷膜10两侧的压力较大时档案陶瓷膜产生变形和甚至破损的可能性，提高单管陶瓷膜10的可靠性。同时，由于加强肋108将陶瓷基体102内的腔体均匀分隔为两部分，腔体被均分为多个小的腔体，腔体内的水流动均匀，便于使单管陶瓷膜10不同位置过滤的水量尽可能均匀，最大程度上发挥单管陶瓷膜10的效能。
如图5所示，在本发明的一个实施例中，两个加强肋108相互垂直地设于陶瓷基体102内，加强肋108将陶瓷基体102内的腔体均匀分隔为四部分。
本方案中，两个加强肋108相互垂直地设于陶瓷基体102内，能够进一步提升单管陶瓷膜10的结构强度，使单管陶瓷膜10能够承受更大的载荷。同时，加强肋108将陶瓷基体102内的腔体均匀分隔为四部分，腔体内的水流动均匀，便于使单管陶瓷膜10不同位置过滤的水量尽可能均匀，最大程度上发挥单管陶瓷膜10的效能。
如图2至图5所示，在上述任一实施例中，进一步，陶瓷基体102为圆管形。
本方案中，陶瓷基体102形状规则，一方面便于陶瓷基体102的制造，另一方面能够使陶瓷基体102应力分布均匀，减少陶瓷基体102因应力分布不均导致局部应力过大造成陶瓷基体102损坏的可能性。
如图2至图5所示，在上述任一实施例中，进一步，纳米陶瓷膜104和纳米金属涂层106厚度均匀。
本方案中，纳米陶瓷膜104和纳米金属涂层106厚度均匀，便于使单管陶瓷膜10不同位置过滤的水量尽可能均匀，最大程度上发挥单管陶瓷膜10的效能。同时，单管陶瓷膜10整体为圆管形，使单管陶瓷膜10整体盈利分布均匀，减少单管陶瓷膜10因受力不均导致局部发生损坏等情况的可能性。
如图3所示，进一步优选设计陶瓷基板的厚度d1的数值范围为1.5mm～2.5mm，以便于水体过滤。
如图3所示，进一步优选设计纳米陶瓷膜104的厚度d2的数值范围为10μm～20μm，以便于提升纳米陶瓷膜的过滤效果。
如图3所示，进一步优选设计纳米金属涂层106的厚度d3的数值范围为10μm～20μm，以使纳米金属涂层106既能够起到过滤作用，又能够使单管陶瓷膜耐10高温、耐高压，并且在高浓度和极端ph值条件下均能够正常运行，单管陶瓷膜10的应用范围更广泛。
如图3所示，进一步优选设计纳米陶瓷膜104的厚度d2与纳米金属涂层106的厚度d3的和的数值范围为10μm～20μm。
本方案中，纳米陶瓷膜104和纳米金属涂层106的厚度之和的数值范围为10μm～20μm，在该数值范围内，既能够使纳米陶瓷膜104和纳米金属涂层106的过滤效果满足要求，同时又能够保证纳米陶瓷膜104和纳米金属涂层106的过滤速度，以兼顾过滤效率和过滤质量。同时，单管陶瓷膜10的膜通量高、膜渗透量低，有效克服了过滤时在膜两侧产生的极性影响，过滤面积大。还需指出的是，纳米金属涂层106既能够起到过滤作用，又能够使单管陶瓷膜耐10高温、耐高压，并且在高浓度和极端ph值条件下均能够正常运行，单管陶瓷膜10的应用范围更广泛。
如图4所示，进一步优选设计加强肋108的厚度h的数值范围为3mm～5mm。
本发明第二方面的实施例提供了一种净化装置，包括：第一方面任一实施例中的单管陶瓷膜10；清洁装置(例如为电机驱动的毛刷)，设于单管陶瓷膜10的陶瓷基体102内，清洁装置能够对陶瓷基体102的内壁进行擦拭。
本实施例提供的净化装置，能够利用清洁装置对陶瓷基体102的内壁进行擦拭(毛刷固定在电机的转轴上，电机工作时毛刷旋转，以对陶瓷基体102的内壁进行擦拭)，使陶瓷基体102清洁的成本较低，清洁方便，不需要使用化学药剂(使用清水冲洗即可)，以能够减少对环境的污染。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。