CN101455944B - 利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够把含有各种杂质或混合物的污染原水过滤成净化水的过滤装置，特别是涉及一种利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置。它是在设置于密闭型桶体内的多个膜片之间设置用于产生涡流的、直径不同而呈阶梯状的旋转片，使置于每个旋转片上、下侧的膜片上生垂直涡流，使每个旋转片外侧的膜片部分产生水平涡流，所述垂直涡流和水平涡流产生相互垂直的涡流，从而最小化使用动力。另外，将形成本体的密闭型桶体、设置于桶体内的多层膜片、转动轴及用于产生涡流的旋转片作为一个模块构成过滤组合件，并根据净化容量连接过滤组合件形成大容量的过滤装置。

Description

利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置

技术领域

本发明涉及一种能够把含有各种杂物或混合物的流体(以下称原水)过滤成净化流体(以下称净化水)的过滤装置，特别是涉及一种阶梯式过滤装置，它在设置于密闭型桶体内的多层过滤膜之间以阶梯式设置用于产生涡流的不同直径的旋转片，以此实现使用动力最小化。 

背景技术

过滤装置的作用是把受到杂质或混合物等的污染，或含有混合物的原水过滤成净化水。通常使用的过滤装置上设有带有很多微小隙孔(Pore)并被称为薄分离膜的过滤器(下面称为膜片(membrane))。 

当将含有各种污染物的原水注入到过滤装置时，污水通过设置于过滤装置内的膜片进行过滤，通过膜片得到净化的净化水通过净化水处理通道向外排出，而未能通过膜片的各种杂质、残渣等则被阻滞并浓缩在膜片表面或隙孔内，当其浓度达到一定程度时，在另设的信号系统的作用下，通过浓缩水排出口向外排出。 

这种污废水处理装置工作一段时间后，被阻滞、浓缩在膜片上的污染物质便会堵塞膜片的隙孔，使膜片的净化能力逐渐下降，最终不得不更换膜片。为了长久保持膜片的良好过滤性能，人们在污废水处理装置内增设了可去除固着于膜片上的污染物质的装置。 

目前，人们已开发并公开了多种去除附着在膜片上的各种杂质来 延长其过滤功能的过滤装置。其中，由本人开发并申请的发明专利(申请号为10-2007-0106192的“设有超音波振荡器的密闭型污废水处理装置”)中详细公开了其过滤过程及原理。 

简要说明如下： 

当注入含有污染物的原水时，原水中的纯净水流过设置于膜片的隙孔而得到过滤，过滤的净化水通过净化水排出口排出，而含有污染物的原水经过一段时间后被浓缩并通过浓缩水排出口排出。在过滤过程中，未能通过膜片隙孔而固着的杂质在设置于转动轴上的涡流产生旋转片的旋转力，即涡流(Vortex)力的作用下脱落，以此防止杂质堵塞膜片的隙孔，进而延长膜片的使用寿命。 

如图8、图9所示，如上所述的现有过滤装置50由密闭型桶体51；设置于桶体51内，用于过滤污染物的多层膜片52；与所述膜片52相互交错地固设在受驱动电机53驱动的转动轴54上，并可与所述转动轴54一同旋转而产生涡流(Vortex)的涡流产生旋转片55；用于向所述桶体51内注入含有各种污染物的原水的原水流入口56；排出经过所述膜片52得到过滤的净化水的净化水排出口57；排出未通过膜片52而滞留在桶体51内的浓缩污水的浓缩水排出口58构成。 

上述的现有过滤装置50中，当通过原水流入口56注入含有各种污染物的原水时，转动轴54在电机53的作用下开始旋转，并带动固设在转动轴54上的所述涡流产生旋转片55转动，并搅动流入的原水，以去除固着在膜片52表面和隙孔内的杂质，或者防止杂质固着在膜片表面和隙孔内，从而优化膜片52的性能。

随着原水不断流入，原水中的污染物会越来越多地沉积在桶体51内，当其浓度达到一定程度时，通过其它设备打开浓缩水排出口，向外排出浓缩水。 

现有过滤装置50大部分呈垂直于地面的立式结构，但这种立式过滤装置50的高度不能太高。因为，该装置不但受安装场所层高的限制，而且，进行大规模安装时，不能多层安装。另外，如果安装的过滤装置50过高，还可能导致设备倒塌。 

上述过滤装置50存在的另一个问题是，当设置一定高度的过滤装置时，为了增大容量必须采用大直径的膜片52或涡流产生旋转片55，由于所述膜片52和涡流产生旋转片55的直径变大，其重量也就会随之增加。这样，在其自身重量的作用下，所述膜片52和旋转片55就会发生弯曲或下沉，从而会影响装置的过滤功能，难以形成大容量过滤装置。 

此外，上述过滤装置50的旋转片55的大小(直径)都相同，也就是，靠设在原水流入口56的旋转片55的大小(直径)与靠设在浓缩水浓度最高的浓缩水排出口58的旋转片55的大小(直径)完全相同。实际上，流入原水流入口56时的原水污染浓度远远低于浓缩水排出口58侧的原水污染浓度，所以不需要设置大小相同的旋转片55来消耗和浪费驱动电机的电力。从原水流入口56到浓缩水排出口58的原水的浓度之所以逐渐变大是因为原水从靠近原水流入口56的膜片52开始依次进行过滤，过滤后不断向外排出净化的水，而沉积污染物。

发明内容

本发明的目的在于解决上述不足，提供一种将现有的立式过滤装置改设为卧式过滤装置，将一定大小的过滤组合件作为一个模块，根据原水的净化容量连接多个所述过滤组合件而形成大容量的过滤装置，并且，根据原水的污染程度设置大小不同的涡流产生旋转片，以满足用户的需求，节省旋转片的旋转驱动力，进而实现过滤装置的大型化，大大提高运行效率，同时，改变旋转片的形状，使其同时产生垂直涡流和水平涡流，以减少动力的利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置。。 

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案： 

本发明利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置，它由设有左盖体和右盖体，并构成本体的密闭型桶体；以一定间距固设于所述桶体内的至少两个膜片；可在所述桶体的中心轴上转动的转动轴；以一定间距固设于所述转动轴上的至少两个旋转片；用于注入原水的原水流入口；用于排出在所述桶体内得到净化的净化水的净化水排出口；用于排出含有浓缩杂质的浓缩原水的浓缩水排出口及防止所述转动轴下沉或上翘的轴支架构成；所述密闭型桶体呈卧式结构，所述每个膜片和旋转片与地面相垂直，并且所述旋转片以其直径由小到大的顺序依次与所述膜片相互交错地设置在设有原水流入口的左盖体与设有浓缩水排出口的右盖体之间，形成阶梯式旋转片。 

现有技术中，在过滤膜片的上、下侧分别设置直径相同的旋转片，使之产生垂直于膜片的垂直涡流。但是，本发明采用直径小于膜片的 旋转片，它不但可以在设置于旋转片上、下侧的膜片之间产生垂直涡流，而且，在直径小于膜片的旋转片的外侧(离心力方向)，即，在大于旋转片直径的部分产生涡流。也就是，每个旋转片能够产生相互垂直的垂直涡流和水平涡流。 

另外，本发明中，将所述密闭型桶体、设置于桶体内的多个膜片、转动轴及用于产生涡流的旋转片作为一个模块组成过滤组合件，并可根据所需净化容量连接多个所述过滤组合件，以形成大容量的过滤装置。 

本发明的有益效果是：本发明利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置设有用于产生涡流的旋转片，所述旋转片的大小从原水流入口到污染浓度高的浓缩水排出口逐渐变大，从而减少了驱动转动轴的动力，降低了成本。并且，所述旋转片能够同时产生水平涡流和垂直涡流，因此，可以最大限度地提高涡流效果。另外，还可以根据各种原水净化容量的需求，利用由单元模块构成的过滤组合件很容易地增设大容量的过滤装置，从而极大提高了根据净化的容量形成过滤装置的效率。 

附图说明

图1是本发明利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置的结构示意图； 

图2是本发明利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置的剖视图； 

图3是本发明的过滤组合件的剖视图；

图4a是设置于本发明利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置中的设有四角形状涡流产生突起的旋转片的放大示意图； 

图4b是设置于本发明利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置中的设有三角形状涡流产生突起的旋转片的放大示意图； 

图5是本发明利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置中设有振荡器时的一实施例状态示意图； 

图6是通过膜片和设置于膜片之间的旋转片产生垂直涡流和水平涡流的原理图； 

图7是本发明的支撑转动轴的轴支架的结构示意图； 

图8是现有过滤装置的结构示意图； 

图9是图8的剖视图。 

图中，10：过滤装置 11：左盖体 12：右盖体 13：桶体 14：膜片 15：电机 16：转动轴 17：旋转片 18：原水流入口 19：净化水排出口 20：浓缩水排出口 21：轴支架 22：涡流产生突起 23：过滤组合件 24：超声波振荡器 25：超声波发生器 26：支撑架 27：电线50：过滤装置 51：桶体 52：膜片 53：电机 54：转动轴 55：旋转片 56：原水流入口 57：净化水排出口 58：浓缩水排出口 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例1进行详细说明。 

图1是本发明过滤装置的结构示意图及内部结构的局部示意图，图2是图1的剖视图。 

如图1、图2所示，本发明利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置10包括：设有左盖体11和右盖体12，并通过连接装置130形成本体的密闭型桶体13；以一定间距设置于所述桶体13内，用于过滤污染 原水的板状(Plate type)多孔分离膜膜片14；设置于所述桶体13内部中央，并连接于电机15驱动轴的转动轴16；与所述膜片14相互交错地固设于所述转动轴16上，并可产生涡流的旋转片17；设置于所述左盖体11上，用于注入污染原水的原水流入口18；设置于所述右盖体12上，用于排出净化水的净化水排出口19；设置于所述右盖体12上，用于排出浓缩水的浓缩水排出口20；以一定间距设置的用于防止所述转动轴16下沉或上翘的轴支架21及支撑所述桶体的辅助支架21a。 

如图2所示，所述用于产生涡流的旋转片17以其大小(直径)由小到大的顺序，依次与所述膜片14相互交错地设置于设有原水流入口18的左盖体11和设有浓缩水排出口20的右盖体12之间。之所以采用这种结构，是因为靠近原水流入口的原水的污染浓度较低，原水经过各膜片14流向浓缩水排出口20时，越靠近浓缩水排出口20其污染浓度越高，致使固着在膜片14上的杂质也就越多，从而需要越来越大的涡流(Vortex)力才能去除固着在膜片14上的杂质，因此所需的旋转片17的直径也就越来越大。 

如图4a所示，所述每个旋转片17的外周缘上以一定间距设有多个四角形状涡流产生突起22，所述旋转片17转动时，在所述涡流产生突起22的作用下，产生更多、更强的离心力方向的涡流。利用这一涡流力可以防止位于直径大于旋转片17的膜片14之间的原水中的杂质堵塞膜片隙孔，或者可以去除固着的杂质。 

如图6所示，设置在膜片14之间的所述旋转片17的大小(直径)均小于膜片14的大小(直径)，所述旋转片17在所述膜片14之间转动， 在所述旋转片17的转动力的作用下，所述旋转片17的上、下侧和所述膜片14之间产生垂直于所述膜片14的涡流，因此称它为垂直涡流A；与此同时，在所述旋转片17外周缘的外侧，即，在大于旋转片17直径部分的所述每个膜片14之间产生离心力方向的涡流，该涡流的方向平行于所述膜片14或旋转片17，因此称它为水平涡流B。 

设置于所述旋转片17的外周缘上的多个直四角形状涡流产生突起22也可以改设成三角形状涡流产生突起22a，如图4b所示。采用三角形状涡流产生突起时，可以将三角形斜面朝上的所述涡流产生突起22a和斜面朝下的所述三角形状涡流产生突起22a相互交错地设置。 

由于产生在所述旋转片17上、下侧的垂直涡流和产生在所述旋转片17外周缘外侧的水平涡流相互垂直，并产生在膜片14之间，因此，能够轻松地去除固着在膜片14表面或隙孔内的杂质，或可以防止杂质固着在膜片14或隙孔内，进而延长膜片的使用寿命。 

如图3所示，利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置10是将由轴支架21、辅助支架21a、转动轴16，旋转片17，膜片14及桶体13构成的过滤组合件23作为一个模块，多段连接而设置的。因此，可根据污染物的过滤能力，形成所需容量的过滤装置。即，所述过滤装置10可通过连接多个所述过滤组合件23而形成。 

并且，将形成本体的所述密闭型桶体13、所述膜片14、所述旋转片17及所述转动轴16以横向，即，以平行于地面的方向设置，以便增大过滤装置10的容量。

为了通过延长所述过滤组合件23而增大过滤装置，利用连接装置130依次串联所需数量的过滤组合件23，使利用可变涡流产生旋转片的过滤装置10易于变成大容量过滤装置。设置于所述过滤组合件23内的每个转动轴16可以通过凹凸状轴连接部进行插接，也可以采用其他公知的利用轴连接件的连接方式连接。 

图5为本发明的另一种实施例状态示意图。如图5所示，所述超音波振荡器24贯穿所述膜片14而设置在所述过滤组合件23上，并且当超音波发生器25产生的超音波通过贯穿所述轴支架21内部的电线27传递时，所述超音波振荡器24运行。 

如图7所示，所述轴支架21呈汽车方向盘状，由圆形本体210和十字形状支架220构成。 

当含有污染物质的原水通过原水流入口18流入桶体13内时，原水依次通过设置于桶体13内的膜片14而得到净化，得到净化的净化水通过所述净化水排出口19排出，浓缩的原水通过浓缩水排出口20排出。 

为了防止设置于所述膜片14上的隙孔被堵塞，通过驱动电机15转动旋转片17，所述旋转片17所产生的转动力产生涡流，并去除附着在设置于膜片14上的隙孔内的杂质，从而防止膜片14的过滤功能下降，提高过滤效果。为了进一步提高过滤效果，还可驱动所述振荡器24，以此去除涡流未能去除而继续附着在隙孔内的杂质。 

另外，如本实施例中所述，所述超音波振荡器24既可以设在膜片14的一侧，也可以根据需要设置在至少两个位置上。

Claims (7)

1.一种利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置，它能够将含有待过滤混合物的注入原水分离成过滤的净化水和混合物被浓缩的浓缩水后分别排出，其特征是，它包括

设有左盖体(11)和右盖体(12)、并构成过滤装置本体的密闭型桶体(13)，

以一定间距设置于所述桶体(13)内、并用于过滤污染原水的板状多孔分离膜膜片(14)，

设置于所述桶体(13)内部中央、并连接于电机(15)的驱动轴的转动轴(16)，

固设于所述转动轴(16)上、并与所述膜片(14)相互错开设置而产生涡流的旋转片(17)，

设置于所述左盖体(11)上的原水流入口(18)，

设置于所述右盖体(12)上的净化水排出口(19)，

设置于所述右盖体(12)上的浓缩水排出口(20)，

以一定间距设置，并用于防止所述转动轴(16)下沉或上翘的轴支架(21)及用于支撑桶体(13)的辅助支架(21a)；

所述产生涡流的旋转片(17)以其大小由小变大的顺序依次排设在原水流入口(18)和浓缩水排出口(20)之间，靠近原水流入口(18)的旋转片(17)最小。

2.根据权利要求1所述的利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置，其特征是，所述旋转片(17)的外周缘上以一定间距突设有至少两个四角形状涡流产生突起(22)。

3.根据权利要求1所述的利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置，其特征是，所述旋转片(17)的外周缘上以一定间距设有至少两个三角形状涡流产生突起(22a)，斜面朝上的三角形状涡流产生突起(22a)和斜面朝下的三角形状涡流产生突起(22a)相互交错设置。

4.根据权利要求1所述的利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置，其特征是，将所述轴支架(21)、辅助支架(21a)、转动轴(16)、旋转片(17)、膜片(14)及桶体(13)作为一个模块构成过滤组合件(23)，并能够通过横向设置至少两个所述过滤组合件(23)来调节过滤装置的容量。

5.根据权利要求4所述的利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置，其特征是，所述过滤组合件(23)的一侧或多侧上设有贯穿所述膜片(14)的超音波振荡器(24)，所述轴支架(21)包括有将超音波振荡器(24)连接于超音波发生器(25)的电线(27)。

6.根据权利要求1所述的利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置，其特征是，所述膜片(14)和旋转片(17)分别垂直于地面。

7.一种利用阶梯式可变涡流产生旋转片的过滤装置，它能够将含有待过滤混合物的注入原水分离成过滤的净化水和混合物被浓缩的浓缩水后分别排出，其特征是，它包括

设有左盖体(11)和右盖体(12)、并构成过滤装置本体的密闭型桶体(13)，

以一定间距设置于所述桶体(13)内、并用于过滤污染原水的板状多孔分离膜膜片(14)，

设置于所述桶体(13)内部中央、并连接于电机(15)的驱动轴的转动轴(16)，

固设于所述转动轴(16)上、并与所述膜片(14)相互错开设置而产生涡流的旋转片(17)，

设置于所述左盖体(11)上的原水流入口(18)，

设置于所述右盖体(12)上的净化水排出口(19)，

设置于所述右盖体(12)上的浓缩水排出口(20)，

以一定间距设置，并用于防止所述转动轴(16)下沉或上翘的轴支架(21)及用于支撑桶体(13)的辅助支架(21a)；

所述产生涡流的旋转片(17)以其大小由小到大的顺序依次排设在原水流入口(18)和浓缩水排出口(20)之间，靠近所述原水流入口(18)的旋转片(17)最小；

所述旋转片(17)的外圆周缘上以一定间距突设有至少两个四角形或三角形状涡流产生突起(22、22a)，设置所述三角形状涡流产生突起时，斜面朝上的涡流产生突起(22a)和斜面朝下的涡流产生突起(22a)相互交错设置，所述膜片(14)和所述旋转片(17)分别垂直于地面。

Images