阅读说明：本技术 一种带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置及其使用方法 (Hollow fiber liquid filtering device with exhaust fiber membrane and using method thereof ) 是由 杨谊强 胡甫 苏琳 于 2020-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置,包括外壳,入液端,出液端,熔喷纤维滤芯,中空纤维液体过滤件,中空纤维气体过滤件；所述入液端、出液端分别连接于外壳上、下两端,所述熔喷纤维滤芯设于所述外壳内侧,所述中空纤维液体过滤件、中空纤维气体过滤件分别设于所述熔喷纤维滤芯内侧,所述入液端设有入液口,所述出液端设有出液口。本发明通过熔喷纤维滤芯、中空纤维液体过滤件、中空纤维气体过滤件等的有效设置,解决了气体滞留在装置中影响阻止液体流动、大颗粒杂质影响中空纤维寿命等问题,排气通畅,具有通水性强、使用方便、经久耐用、卫生健康、清洁抑菌等特点,大大降低了滤水装置的养护难度。(The invention discloses a hollow fiber liquid filtering device with an exhaust fiber membrane, which comprises a shell, a liquid inlet end, a liquid outlet end, a melt-blown fiber filter element, a hollow fiber liquid filtering element and a hollow fiber gas filtering element, wherein the liquid inlet end is connected with the liquid outlet end; go into liquid end, play liquid end and connect respectively in the upper and lower both ends of shell, melt blown fiber filter core is located the shell is inboard, hollow fiber liquid filter piece, hollow fiber gas filter piece are located respectively melt blown fiber filter core is inboard, it is equipped with into the liquid mouth to go into the liquid end, it is equipped with the liquid outlet to go out the liquid end. According to the invention, through the effective arrangement of the melt-blown fiber filter element, the hollow fiber liquid filter element, the hollow fiber gas filter element and the like, the problems that the gas is retained in the device to influence the liquid flow prevention, the large particle impurities influence the service life of the hollow fibers and the like are solved, the exhaust is smooth, the water filter has the characteristics of strong water permeability, convenience in use, durability, sanitation, health, cleanness, bacteriostasis and the like, and the maintenance difficulty of the water filter is greatly reduced.)

一种带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及液体过滤技术领域，具体地，涉及一种具有排气功能的带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置，还涉及一种带有排气纤维的中空纤维液体过滤装置的液体过滤方法，可以靠使用者的嘴或其他吸取工具产生的低压吸取力来运作。

背景技术

中空纤维液体过滤技术被用于各种水过滤装置中，有工业水过滤装置，家庭过滤装置以及个人过滤装置。

目前的中空纤维液体过滤膜在使用过程中遇到一个普遍问题，用于个人过滤装置或户外应急过滤装置中需要使用靠低压或无压吸取力的中空纤维液体过滤膜，而这种中空纤维液体过滤膜是具有亲水性，具有亲水性的膜它的膜壁在与水接触后的湿润状态下，空气很难甚至不能穿过膜壁，在使用中如果按照该膜最大接触面的使用方法(膜外部接触液体，液体穿过膜壁进入膜内腔过滤)，就会出现一个问题，装置内部的空气不能正常排出而滞留在装置中，这样空气就会阻止液体的流动，这样就会造成装置出水困难，甚至不出水的现象。

为了解决这个问题，很多此类产品采用，过滤膜反方向使用的办法(用膜的内腔吸水，液体通过膜壁进入膜的外部)。这样的方法虽然有效地解决装置中空气滞留问题，但是这样的使用方法会导致膜的内腔容易被水中的微粒阻塞，大大降低了膜的使用寿命和影响水在装置中的流动量，而且在一些比较坚硬的颗粒杂质进入中空纤维膜的内腔在液体流动下很容易划破膜壁，是该过滤装置瞬间失效。这样，就导致了装置使用寿命较短、且在使用过程中无法保证过滤的可靠性等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置，包括外壳，入液端，出液端，熔喷纤维滤芯，在湿润状态下仅供液体通过微孔的包括中空纤维气体过滤膜的中空纤维液体过滤件，在湿润状态下仅供气体通过微孔的包括中空纤维气体过滤膜的中空纤维气体过滤件；所述入液端、出液端分别连接于外壳上、下两端，所述熔喷纤维滤芯设于所述外壳内侧，所述中空纤维液体过滤件、中空纤维气体过滤件分别设于所述熔喷纤维滤芯内侧，所述入液端设有入液口，所述出液端设有出液口。这里，使用了中空纤维气体过滤膜，该膜的特征是在湿润状态下此膜仅仅气体可以通过微孔，液体不能通过微孔；加入中空纤维气体过滤膜就可以在不用反方向使用中空纤维液体过滤膜的前提下排出装置内部滞留的气体，使液体能够很有效地通过膜壁完成过滤；而且将截留的微粒截留在膜的外壁，容易清洗。本装置还加入了熔喷纤维滤芯，该滤芯具有截留水中肉眼可见的颗粒状微粒，通过该滤芯初步过滤了大颗粒杂质，将液体中颗粒较大的杂质阻隔在熔喷纤维滤芯的外壁，使大颗粒杂质在液体流动中划破中空纤维膜的风险也大大降低。

优选的，所述熔喷纤维滤芯上端通过支撑件与所述外壳上端内壁支撑固定连接，所述支撑件外侧与所述外壳内壁密封式固定连接，所述熔喷纤维滤芯的上端与所述支撑件嵌入式固定连接，所述熔喷纤维滤芯下端设有密封件，所述密封件固定密封住所述熔喷纤维滤芯下端开口，所述外壳与熔喷纤维滤芯通过所述密封件、支撑件形成U型隔离腔，液体从所述入液口流入，进入所述熔喷纤维滤芯与外壳之间的所述U型隔离腔，由所述熔喷纤维滤芯的管壁进行过滤后进入熔喷纤维滤芯的筒壁内侧，再由所述中空纤维液体过滤膜、中空纤维气体过滤膜进行下一步的过滤。

优选的，所述中空纤维气体过滤件包括若干根过滤气体的中空纤维组成的滤气中空纤维束，所述滤气中空纤维束两端分别密封式由所述熔喷纤维滤芯内侧从下向上穿过所述支撑件；每1根过滤气体的中空纤维都是弯曲的，其两端都密封地嵌于所述支撑件上，且两端的中空开口朝向所述支撑件上端形成毛细出气孔，每1根过滤气体的中空纤维与所述熔喷纤维滤芯的间隔空间形成一个隔腔、并且每1根纤维膜的膜壁都具有微孔；过滤气体的中空纤维的弯曲的环形部朝向入液口，熔喷纤维滤芯的筒壁内侧的气体透过纤维膜壁的微孔进入纤维的中空内腔、流至纤维的毛细出气孔，毛细出气孔的气体再汇聚到所述出液端的出液口。这里，本装置的所述中空纤维气体过滤件仅包含一束中空纤维气体过滤膜，其弯曲地与外壳和熔喷纤维滤芯用树脂密封地连接和支撑形成一个密封支撑件，从而每1根纤维的两端都密封地嵌入支撑件内，并且纤维的两端开口处与支撑件形成小孔为纤维膜的出气口，每1根纤维之间的间隔空间形成一个隔腔，并且每1根纤维膜的膜壁都具有微孔，其特点是在湿润状态下仅仅气体可以通过微孔，液体不能通过微孔。纤维膜的弯曲的环形部朝向液体入口，液体通过入口与熔喷纤维滤芯进入隔腔，液体挤压气体再透过纤维膜壁的微孔进入纤维膜的内腔，由内腔流出至纤维膜的出气口，若干出气口的气体再流动汇集到装置的液体出口排出隔腔的空气，让空气不能阻止液体的流动从而使液体有效地通过隔腔流向中空纤维液体过滤膜。这里，在支撑件嵌入中空纤维液体过滤件的同时，加入中空纤维气体过滤件，利用该件的过滤膜在湿润状态下只能通过气体而不能通过液体的特性，弥补了中空纤维液体过滤膜的亲水性的弊端、即膜壁在与水接触后的湿润状态下空气很难甚至不能穿过膜壁，从而解决了装置不能排出隔腔滞留的空气的问题。

优选的，所述中空纤维液体过滤件包括若干根过滤液体的中空纤维组成的滤液中空纤维束，所述滤液中空纤维束两端分别密封式由所述熔喷纤维滤芯内侧从下向上穿过所述支撑件；每1根过滤液体的中空纤维都是弯曲的，其两端都密封地嵌于所述支撑件上，且两端的中空开口朝向所述支撑件上端形成毛细出液孔，每1根过滤液体的中空纤维与所述熔喷纤维滤芯的间隔空间形成一个隔腔、并且每1根纤维膜的膜壁都具有微孔；过滤液体的中空纤维的弯曲的环形部朝向入液口，进入熔喷纤维滤芯的筒壁内侧的液体透过纤维膜壁的微孔进入纤维的中空内腔、流至纤维的毛细出液孔，毛细出液孔的液体再汇聚到所述出液端的出液口。这里，本装置仅包含一束中空纤维液体过滤膜，其外壳和熔喷纤维滤芯用树脂密封地连接和支撑形成一个密封支撑件。中空纤维液体过滤膜具有亲水性，亲水性的特征是在干燥状态下液体与气体均能通过微孔，在湿润状态下仅仅液体可以通过微孔，气体不能通过微孔。这里，中空纤维液体过滤膜和中空纤维气体过滤膜的弯曲的环形部朝向液体入口，以增加膜与液体和气体的接触面积，以达到最大的通过量。

优选的，所述支撑件为树脂固化制作而成，与所述滤液中空纤维束、滤气中空纤维束一体化固化连接，其制作方法为：所述滤液中空纤维束、滤气中空纤维束分别弯曲后、其两端嵌入液化树脂，等树脂固化后切除末端，露出中空纤维的毛细孔，再将其制作成与所述外壳、熔喷纤维滤芯配套的尺寸形状。这里，若干个中空纤维弯曲后，两端嵌入支撑件，从而形成一个环形状。该环形部方向朝向液体入口。纤维与纤维之间的空间与熔喷纤维滤芯内壁形成一个隔腔。液体过滤膜与气体过滤膜都是以同样方法嵌入支撑件。

优选的，所述过滤装置的出液端设为出液嘴，所述出液嘴可供使用者用嘴吸取或者连接外部吸取装置，从而为过滤装置提供吸取力，吸取液体通过过滤装置。

优选的，所述熔喷纤维滤芯的内部纤维包括若干抑菌性纤维，可以有效地阻止微生物的繁殖，所述微生物包含细菌。通过截留微生物和抑制微生物生长，可抑制在熔喷纤维滤芯与中空纤维液体过滤件之间的隔腔内的细菌繁殖，使微生物失活，从何达到抑菌的作用。

为更好地实现发明效果，这里还提供一种带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置的使用方法，包括以下步骤：

S1.***：将带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置的入液端***需过滤的液体中；

S2.初滤：将使用者的嘴或外部吸取装置与所述出液端的出液口连通并提供负压，液体从入液口进入到所述熔喷纤维滤芯与外壳之间的U型隔离腔，并穿过所述熔喷纤维滤芯侧壁；

S3.滤气：经过初滤的液体进入到所述熔喷纤维滤芯与中空纤维气体过滤件之间的隔腔，隔腔中的气体在吸力的作用下穿过中空纤维气体过滤膜膜壁微孔进入中空纤维气体过滤膜内腔，从出液嘴排出，使气体对液体的流动不产生阻力；

S4.滤液：气体排出后，液体在吸力的作用下从所述熔喷纤维滤芯与中空纤维液体过滤件之间的隔腔穿过中空纤维液体过滤膜的膜壁微孔，进入到中空纤维液体过滤膜内腔，利用中空纤维液体过滤膜的膜壁上的微孔，将液体中的微生物及细菌阻隔在膜壁的外部、不能进入中空纤维液体过滤膜的内腔，完成过滤。

S5.流出：液体从所述中空纤维液体过滤件的若干根过滤液体的中空纤维组成的滤液中空纤维束的毛细出液孔中流出，汇流从所述出液端的出液口流出，被使用者饮用或被收集储存。

为使装置保持洁净卫生，进一步的，所述使用方法还包括反冲洗步骤，在过滤终止前，通过使用者吹气或外部吸取装置反向等方式向所述出液嘴提供正压，液体从出液口经毛细出液孔冲击滤液中空纤维，从而由洁净液体对滤液中空纤维、熔喷纤维滤芯实现反向冲洗。

进一步的，当装置不使用时，使用者可以通过吹气的方法将留在装置内的水从液体入口处吹出，也可以用甩动吸管的动作将水从装置内甩出。

优选的，所述液体是包括微粒、微生物的水。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置及其使用方法，通过熔喷纤维滤芯、中空纤维液体过滤件、中空纤维气体过滤件等的有效设置，解决了气体滞留在装置中影响阻止液体流动、大果粒影响中空纤维寿命等问题，排气通畅，具有通水性强、使用方便、经久耐用、卫生健康、清洁抑菌等特点，大大降低了滤水装置的养护难度，适用于野外多人或单人取水及直饮等多种场合。

附图说明

图1为本发明实施例的剖面示意图；

其中：1.外壳，2.入液端，3.出液端，4.熔喷纤维滤芯，5.入液口，6.出液嘴，7.支撑件，8.密封件，9.U型隔离腔，10.滤气中空纤维束，11.滤液中空纤维束。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1所示，一种带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置，包括外壳1，入液端2，出液端3，熔喷纤维滤芯4，在湿润状态下仅供液体通过微孔的包括中空纤维气体过滤膜的中空纤维液体过滤件，在湿润状态下仅供气体通过微孔的包括中空纤维气体过滤膜的中空纤维气体过滤件；所述入液端2、出液端3分别连接于外壳1上、下两端，所述熔喷纤维滤芯4设于所述外壳1内侧，所述中空纤维液体过滤件、中空纤维气体过滤件分别设于所述熔喷纤维滤芯4内侧，所述入液端2设有入液口5，所述出液端3设有出液口。这里，使用了中空纤维气体过滤膜，该膜的特征是在湿润状态下此膜仅仅气体可以通过微孔，液体不能通过微孔；加入中空纤维气体过滤膜就可以在不用反方向使用中空纤维液体过滤膜的前提下排出装置内部滞留的气体，使液体能够很有效地通过膜壁完成过滤；而且将截留的微粒截留在膜的外壁，容易清洗。本装置还加入了熔喷纤维滤芯4，该滤芯具有截留水中肉眼可见的颗粒状微粒，通过该滤芯初步过滤了大颗粒杂质，将液体中颗粒较大的杂质阻隔在熔喷纤维滤芯4的外壁，使大颗粒杂质在液体流动中划破中空纤维膜的风险也大大降低。

所述熔喷纤维滤芯4上端通过支撑件7与所述外壳1上端内壁支撑固定连接，所述支撑件7外侧与所述外壳1内壁密封式固定连接，所述熔喷纤维滤芯4的上端与所述支撑件7嵌入式固定连接，所述熔喷纤维滤芯4下端设有密封件8，所述密封件8固定密封住所述熔喷纤维滤芯4下端开口，所述外壳1与熔喷纤维滤芯4通过所述密封件8、支撑件7形成U型隔离腔9，液体从所述入液口5流入，进入所述熔喷纤维滤芯4与外壳1之间的所述U型隔离腔9，由所述熔喷纤维滤芯4的管壁进行过滤后进入熔喷纤维滤芯4的筒壁内侧，再由所述中空纤维液体过滤膜、中空纤维气体过滤膜进行下一步的过滤。

所述中空纤维气体过滤件包括若干根过滤气体的中空纤维组成的滤气中空纤维束10，所述滤气中空纤维束10两端分别密封式由所述熔喷纤维滤芯4内侧从下向上穿过所述支撑件7；每1根过滤气体的中空纤维都是弯曲的，其两端都密封地嵌于所述支撑件7上，且两端的中空开口朝向所述支撑件7上端形成毛细出气孔，每1根过滤气体的中空纤维与所述熔喷纤维滤芯4的间隔空间形成一个隔腔、并且每1根纤维膜的膜壁都具有微孔；过滤气体的中空纤维的弯曲的环形部朝向入液口5，熔喷纤维滤芯4的筒壁内侧的气体透过纤维膜壁的微孔进入纤维的中空内腔、流至纤维的毛细出气孔，毛细出气孔的气体再汇聚到所述出液端3的出液口。

所述中空纤维液体过滤件包括若干根过滤液体的中空纤维组成的滤液中空纤维束11，所述滤液中空纤维束11两端分别密封式由所述熔喷纤维滤芯4内侧从下向上穿过所述支撑件7；每1根过滤液体的中空纤维都是弯曲的，其两端都密封地嵌于所述支撑件7上，且两端的中空开口朝向所述支撑件7上端形成毛细出液孔，每1根过滤液体的中空纤维与所述熔喷纤维滤芯4的间隔空间形成一个隔腔、并且每1根纤维膜的膜壁都具有微孔；过滤液体的中空纤维的弯曲的环形部朝向入液口5，进入熔喷纤维滤芯4的筒壁内侧的液体透过纤维膜壁的微孔进入纤维的中空内腔、流至纤维的毛细出液孔，毛细出液孔的液体再汇聚到所述出液端3的出液口。

所述支撑件7为树脂固化制作而成，与所述滤液中空纤维束11、滤气中空纤维束10一体化固化连接，其制作方法为：所述滤液中空纤维束11、滤气中空纤维束10分别弯曲后、其两端嵌入液化树脂，等树脂固化后切除末端，露出中空纤维的毛细孔，再将其制作成与所述外壳1、熔喷纤维滤芯4配套的尺寸形状。

所述过滤装置的出液端3设为出液嘴6，所述出液嘴6可供使用者用嘴吸取或者连接外部吸取装置，从而为过滤装置提供吸取力，吸取液体通过过滤装置。

所述熔喷纤维滤芯4的内部纤维包括若干抑菌性纤维，可以有效地阻止微生物的繁殖，所述微生物包含细菌。

为更好地实现发明效果，这里还提供一种带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置的使用方法，包括以下步骤：

S1.***：将带有排气纤维膜的中空纤维液体过滤装置的入液端2***需过滤的液体中；

S2.初滤：将使用者的嘴或外部吸取装置与所述出液端3的出液口连通并提供负压，液体从入液口5进入到所述熔喷纤维滤芯4与外壳1之间的U型隔离腔9，并穿过所述熔喷纤维滤芯4侧壁；

S3.滤气：经过初滤的液体进入到所述熔喷纤维滤芯4与中空纤维气体过滤件之间的隔腔，隔腔中的气体在吸力的作用下穿过中空纤维气体过滤膜膜壁微孔进入中空纤维气体过滤膜内腔，从出液嘴6排出，使气体对液体的流动不产生阻力；

S4.滤液：气体排出后，液体在吸力的作用下从所述熔喷纤维滤芯4与中空纤维液体过滤件之间的隔腔穿过中空纤维液体过滤膜的膜壁微孔，进入到中空纤维液体过滤膜内腔，利用中空纤维液体过滤膜的膜壁上的微孔，将液体中的微生物及细菌阻隔在膜壁的外部、不能进入中空纤维液体过滤膜的内腔，完成过滤。

S5.流出：液体从所述中空纤维液体过滤件的若干根过滤液体的中空纤维组成的滤液中空纤维束11的毛细出液孔中流出，汇流从所述出液端3的出液口流出，被使用者饮用或被收集储存。

所述使用方法还包括反冲洗步骤，在过滤终止前，通过使用者吹气或外部吸取装置反向等方式向所述出液嘴6提供正压，液体从出液口经毛细出液孔冲击滤液中空纤维，从而由洁净液体对滤液中空纤维、熔喷纤维滤芯4实现反向冲洗。

当装置不使用时，使用者可以通过吹气的方法将留在装置内的水从液体入口处吹出，也可以用甩动吸管的动作将水从装置内甩出。

所述液体是包括微粒、微生物的水。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。