[发明专利]非对称管状过滤元件坯体的制造方法及其应用

说明书

本发明公开了一种非对称管状过滤元件坯体的制造方法及其应用。所述非对称管状过滤元件坯体包括管状且多孔的支撑体以及位于所述支撑体内壁的涂层，所述涂层由浆料附着于所述支撑体的内壁经干燥而成，该制造方法包括以下步骤：1)获取支撑体和浆料：所述浆料包括第一原料粉和分散剂；所述支撑体的孔径为所述第一原料粉的粒径的1～3倍；2)注浆；3)制备涂层：将所述支撑体倒放并将所述支撑体的两端密封，使所述支撑体在水平方向转动，从而使所述支撑体内已注入的浆料中的第一原料粉在离心作用下附着于所述支撑体的内壁，而已注入的浆料中的分散剂在离心作用下穿过所述支撑体的管壁，从而得到所述非对称管状过滤元件坯体的前体；4)干燥。

技术领域

本发明涉及非对称管状过滤元件技术领域，具体而言，涉及非对称管状过滤元件坯体的制造方法及其应用。

背景技术

非对称管状过滤元件是指在过滤方向上过滤孔径呈梯度变化的非对称管状过滤元件。非对称管状过滤元件的孔径由内之外沿径向依次增大或缩小。其中，对于所述孔径依次增大的非对称管状过滤元件的内层结构称为内膜，外层结构称为支撑体；对于所述孔径依次减小的非对称管状过滤元件的内层结构称为支撑体，外层结构称为外膜；内膜和外膜可统称为膜层。

对于具有通过粉末冶金法制备的膜层的非对称管状过滤元件通常包括以下步骤：1)在支撑体表面附着浆体(将膜粉加入分散剂中制得)并干燥形成涂层；2)对附着浆体的支撑体进行二次烧结，使涂层转化为内膜或外膜(膜层)。目前，附着浆体的主要制备工艺为喷涂或浸渍。

喷涂易于理解，喷涂虽然容易单独形成内膜或外膜，但是由于难以形成厚度均匀的涂层，导致最终的膜层表面不平整，易在烧结过滤成产生裂纹或使膜层的孔径不均匀。

浸渍则需要配以特别的设备，以防止制备内膜时使支撑体的外部沾上浆体或制备外膜时使支撑体的内部沾上浆体。例如，制备内膜主要采用以下方法：配制一定体积浆体倒入管状浸膜工装内，将支撑体外表面密封浸入浆体中，一定时间后支撑体内表面吸附一定量的浆体。这种浸膜工艺不仅操作过程复杂，且浸渍完后支撑体表面附着的浆体向下流动，在支撑体内表面形成一道道流痕，导致膜层厚度不均匀，在烧结时产生裂纹，内膜孔径不均匀。

发明内容

本发明的主要目的在于提供非对称管状过滤元件坯体的制造方法和制造设备，以解决现有技术中的非对称管状过滤元件存在的膜层厚度和孔径分布不均匀以及存在裂纹的问题。同时，还要提供非对称管状过滤元件的制造方法和制造设备，以制备性能优异的非对称管状过滤元件。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种非对称管状过滤元件坯体的制造方法。所述非对称管状过滤元件坯体包括管状且多孔的支撑体以及位于所述支撑体内壁的涂层，所述涂层由浆料附着于所述支撑体的内壁经干燥而成，该非对称管状过滤元件坯体的制造方法包括以下步骤：

1)获取支撑体和浆料：所述浆料包括第一原料粉和分散剂；所述支撑体的孔径为所述第一原料粉的粒径的1～3倍；

2)注浆：往所述支撑体的内部注入所述浆料；

3)制备所述涂层：将所述支撑体倒放并将所述支撑体的两端密封，使所述支撑体在水平方向转动，从而使所述支撑体内已注入的浆料中的第一原料粉在离心作用下附着于所述支撑体的内壁，而已注入的浆料中的分散剂在离心作用下穿过所述支撑体的管壁，从而得到所述非对称管状过滤元件坯体的前体；

4)干燥：将所述前体干燥，即得到所述非对称管状过滤元件坯体。

所述“倒放”是指使所述支撑体的中心轴与水平面平行；所述“使所述支撑体在水平方向转动”是指使支撑体转动的转动轴与所述中心轴平行；本发明的非对称管状过滤元件坯体的制造方法首次想到将离心原理应用于浆体的附着，可以带来以下优点：