CN101466447B - 使用柔性纤维过滤器组件的精细过滤设备 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的一个方面，提供一种使用柔性纤维过滤器组件的过滤设备，所述过滤设备包括：外圆筒件，所述外圆筒件包括多个水源水入口孔，其插入到外圆筒件的内表面和外表面，以便水源水流进外圆筒件，其中水源水从外部供给；内圆筒件，所述内圆筒件包括多个过滤水入口孔，其插入到设置在外圆筒件的内中心的内圆筒件的内表面和外表面；过滤介质，所述过滤介质插在外圆筒件和内圆筒件之间，以过滤从水源水入口孔流入的水源水，从而变为过滤水；下环形管线，所述下环形管线设置在环绕水源水入口孔的外圆筒件的下外部分，以形成用于与水源水入口孔连接在一起的环形内空间，其中下环形管线包括用于水源水流进内空间的水源水入口；以及过滤水排出管线，其中其一端部分连接到内圆筒件，而其另一端在沿其直径的方向插入到外圆筒件的侧部分，以便用于利用过滤介质获得的过滤水通过过滤水入口孔流进内圆筒件，然后，排出到外圆筒件的侧面的外部。
Description
技术领域
本发明涉及一种精细过滤设备，更具体地，涉及一种具有用于有效地处理存留在河水、地下水、地表水以及饮用水中的悬浮固体、藻类、细微颗粒等的改进结构的精细过滤设备。
背景技术
为了使用河水、地下水、地表水作为饮用水，水净化过程需要去除存留在河水或地下水中的悬浮的固体、藻类、以及细微颗粒等。
传统的水净化过程利用浓缩和沉淀污染物后的过滤加工过程进行，且已经这样做了超过100年。在水净化过程的过滤过程之中的缓慢过滤过程(过滤速度5～10m/d)施加到其水的质量相对好的地表水中，并通过吸收和砂层内的生物膜的化学反应进行。缓慢过滤过程的相对缓慢的过滤速度使其几乎不可能应付快速增长的人口和水污染，因此，必须引入快速过滤过程。当前，大约80％的国内水净化厂都采用了快速过滤过程。
发明内容
技术问题
然而，只有在进行例如浓缩、沉淀和过滤后，此水净化过程才能由河水或地下水产生饮用水，因此，很消耗时间。其次，降低了水净化过程的效率。因此，过滤设备的研制需要缩短加工时间，同时增加水净化过程的效率。
技术解决方案
本发明提供一种精细过滤设备以提高污染流体的过滤效率。
具有上述结构的设备具有以下作用。
由于内圆筒件设置在外圆筒件的内中心中，且过滤介质插在外圆筒件和内圆筒件之间，所以，过滤和洗涤过程在一个单元中进行。因此，根据本发明的过滤设备只需要很小的空间操作，并提高了过滤效率。
此外，设置在外圆筒件的下外部分中的下环形管线设置为形成外圆筒件和下环形管线之间的环形内空间，因此，水源水均匀地分散并通过内空间流进外圆筒件的内部，从而降低流动阻力并增加流体速度，从而增加过滤效率。
此外，由于洗涤水排出管线连接到外圆筒件的上部分，以便用于洗涤过滤介质的洗涤水和压缩空气在适合的向上方向从外圆筒件的下部分流动，而过滤水排出管线设置为在沿其直径的方向插入外圆筒件的侧部分，由于洗涤水的过滤阻力下降，导致洗涤过程的效率增加，也增加了过滤过程的效率。
附图说明
参照相应的附图对其示例实施例进行具体说明，将使本发明的以上和其它特征和优点变得更加清晰和容易理解，其中：
图1是利用根据本发明的实施例的过滤设备说明当操作时的水净化系统的示意视图；
图2是根据本发明的实施例的过滤设备的前视图；
图3是沿图2的线III-III剖开的图2的过滤设备的横截面视图；
图4是沿图2的线IV-IV剖开的图2的过滤设备的横截面视图；
图5是沿图2的线V-V剖开的图2的过滤设备的横截面视图；
图6是沿图2的线VI-VI剖开的图2的过滤设备的横截面视图；
图7是说明洗涤根据本发明的实施例的过滤设备的过程的视图；以及
图8是根据本发明的另一示例实施例的过滤设备的横截面视图。
具体实施方式
下面将参照相应的附图更具体地说明本发明，在附图中显示了本发明的示例实施例。
图1是利用根据本发明的实施例的过滤设备说明当操作时的水净化系统的示意视图，图2是根据本发明的实施例的过滤设备的前视图，图3是沿图2的线III-III剖开的图2的过滤设备的横截面视图，图4是沿图2的线IV-IV剖开的图2的过滤设备的横截面视图，图5是沿图2的线V-V剖开的图2的过滤设备的横截面视图，以及图6是沿图2的线VI-VI剖开的图2的过滤设备的横截面视图。
参照图1到图6，使用根据本发明实施例的柔性纤维过滤器组件(在下文中称为“过滤设备”)的精细过滤设备包括外圆筒件110、内圆筒件120、过滤介质、下环形管线140、以及过滤水排出管线150。
外圆筒件110为中空圆筒，并具有插入到外圆筒件110的内表面和外表面的多个水源水入口孔110A。水源水入口孔110A设置在外圆筒件110的下部分中，以便用于从外部供给的水源水流进外圆筒件110。在此，‘外部’指水源水罐1。水源水罐1包括需要净化并通过将在下面说明的下环形管线140与外圆筒件110连接的水源水。
由于水源水入口孔110A设置在外圆筒件110中，所以，水源水可以均匀地流进外圆筒件110中。
此外，连接到空气入口管线10的空气入口111设置在根据本发明的实施例的外圆筒件110的下部分中。连接到洗涤水排出管线11的洗涤水出口112设置在外圆筒件110的上部分中。
内圆筒件120设置在外圆筒件110的内中心中。内圆筒件120为中空圆筒，并具有插入到内圆筒件120的内表面和外表面的多个过滤水入口孔120A。
设置在内圆筒件120的最下部分中的过滤水入口孔120A可以设置为低于设置在外圆筒件110的最上部分中的水源水入口孔110A。通过使用此结构，流进外圆筒件110的水源水可以平稳和快速地流进内圆筒件120。
过滤介质插在外圆筒件110和内圆筒件120之间。过滤介质过滤从水源水入口孔110A流入的水源水。也就是说，当利用过滤介质捕捉悬浮固体和精细颗粒后，水源水变为过滤水。此过滤水通过设置在内圆筒件120中的过滤水入口孔120A流进内圆筒件120。
根据本发明的实施例的过滤介质由多个柔性纤维130形成。柔性纤维130具有适合的表面粗糙度、柔性以及弹性。柔性纤维130的厚度根据待从水中去除的悬浮固体的尺寸调节。
柔性纤维130的下部分通过固定在设置在固定板170中的多个纤维固定孔170A安装，且柔性纤维130的上部分不固定，以便保持纤维的柔性。
下环形管线140设置在外圆筒件110的下外部分以环绕水源水入口孔110A，而用于连接水源水入口孔110A的环形内空间140′形成于下环形管线140中。
此外，下环形管线140包括用于水源水流进内空间140′的水源水入口140A。在此，水源水入口140A为下环形管线140的一部分，其连接提供用于包含在水源水罐1中的水源水的移动路径以及洗涤柔性纤维130的洗涤水入口管线7。
下环形管线140使已经通过水源水入口140A流进的水源水均匀地流进外圆筒件110，并提高水源水的过滤效率。
已经通过下环形管线140流进外圆筒件110的水源水利用柔性纤维130过滤。然后，使过滤的水源水流进内圆筒件120，并通过过滤的水排出管线150排出外圆筒件110。
过滤水排出管线150的一端部分连接到内圆筒件120，而其另一端部分在沿其直径的方向插入外圆筒件110的侧部分，以便当穿过柔性纤维130后，将过滤水排出到外圆筒件110的侧部分的外部。
在本发明的实施例中，多个过滤水排出管线150在圆筒方向设置在内圆筒件120中。
根据本发明的实施例，可以设置上环形管线160。上环形管线160设置在外圆筒件110的上外部分，以环绕过滤水排出管线150，而用于与多个过滤水排出管线150连接的环形内空间160′形成于上环形管线160中。另外，上环形管线160包括连接到内空间160′的过滤水出口160A。在此，过滤水出口160A为与用于输送过滤水的过滤水输送管线4连接的上环形管线160的一部分。
上环形管线160使已经流进内圆筒件120中的过滤水均匀地流进内空间160′，因此，可以在任何规定的时间防止大量的液体通过过滤水出口160A排出。
根据本发明，可以设置连接到水源水入口140A的洗涤水入口管线7，还可以设置连接到洗涤水出口112的洗涤水排出管线11。
洗涤水入口管线7提供用于洗涤柔性纤维130的洗涤水的移动路径。在此，洗涤水分离吸收在外圆筒件110中的柔性纤维130中的悬浮颗粒。
洗涤水排出管线11用于将洗涤柔性纤维130的洗涤水排出到外部。洗涤水可以为包含在水处理罐5中的过滤水。
空气入口管线10连接到空气入口111。空气入口管线10用于供给空气，以使洗涤水流进外圆筒件110中。在此，‘空气’指利用空气压缩机8压缩的压缩空气。压缩空气包含在空气储存罐9中，并制作为当第四阀V4打开时，通过空气入口管线10流进空气入口111。
空气入口111中的压缩空气通过设置在固定板170中的空气入口孔170B流进其中设置柔性纤维130的外圆筒件110和内圆筒件120之间的空间中，因此，在空气入口111中出现湍流。因此，由于出现湍流，可以实现吸收在柔性纤维130中的悬浮固体的分离。
根据本发明的实施例，洗涤水入口管线7可以连接到设置在下环形管线140处的水源水入口140A，空气入口管线10可以连接到外圆筒件110的下部分，而洗涤水排出管线11可以连接到外圆筒件110的上部分。接着，在与水源水的过滤方向的同样方向进行洗涤过程，因此，增加了洗涤柔性纤维130的效率。
在下文中，将具体说明根据过滤过程的精细过滤设备的操作。
在水源水过滤过程中，只有第一阀V1和第二阀V2打开，而第三和第四阀V3和V4以及第五和第六阀V5和V6关闭。
在此情况下，当第一泵2操作时，包含在水源水罐1中的水源水通过水源水入口管线3流进水源水入口140A。如图3所示，流进水源水入口140A的水源水均匀地流进插在下环形管线140和外圆筒件110之间的内空间140′中，然后，通过水源水入口孔110A流进外圆筒件110中。
流进外圆筒件110中的水源水通过由多个柔性纤维130形成的过滤介质过滤，因此变为过滤水，且过滤水通过过滤水入口孔120A流进内圆筒件120。然后，过滤水通过连接到内圆筒件120的上部分的过滤水排出管线150均匀地流进插在外圆筒件110和上环形管线160之间的内空间160′中。
在本发明的实施例中，多个过滤水排出管线150通过过滤水出口160A使过滤水无阻力地平稳地排出。
通过过滤水出口160A排出的过滤水通过过滤水输送管线4包含在水处理罐5中。由于过滤水包含在水处理罐5中，所以，可以以例如用于饮用水的各种方式使用。
如以上在过滤过程中所述，下环形管线140设置为环绕外圆筒件110的下部分，因此，水源水平稳地流进外圆筒件110。另外，上环形管线160设置为环绕外圆筒件110的上部分，因此，过滤水平稳地排出到外圆筒件110的外部。因此，在本发明中，降低了水源水的过滤阻力，使得过滤效率增加。
此外，在内圆筒件120中，设置在内圆筒件120的最下部分的过滤水入口孔120A设置在外圆筒件110的内中心中，以设置为低于设置在外圆筒件110的最上部分中的水源水入口孔110A，因此，流进外圆筒件110的下部分的水源水在穿过柔性纤维130后直接流进内圆筒件120的下部分。因此，在本发明中，增加了过滤速度，减小了过滤阻力，使得过滤效率增加。
当上述过滤过程连续进行时，由柔性纤维130捕捉的悬浮固体和精细颗粒的量增加，从而增加了过滤阻力并降低了过滤速度，造成过滤的材料量减少。当过滤的材料量低于预定的量时，或当在一段时间内达到预定的过滤值时，进行洗涤过程以洗涤柔性纤维130。
在下文中，将具体说明根据洗涤过程的精细过滤设备的操作。
在过滤过程中，为了洗涤柔性纤维130，第一、第二、以及第六阀V1、V2和V6关闭，第五阀打开，而第三和第四阀V3和V4交替打开和关闭。在本发明的实施例中，包含在水处理罐5中的过滤水用作洗涤水。
当第二泵6操作时，洗涤水通过洗涤水入口管线7流进水源水入口140A，然后，流进插在外圆筒件110和内圆筒件120之间的空间中。在此过程中，当预定量的洗涤水流进空间中时，第三阀V3自动关闭，而第四阀V4打开。
由于第四阀V4打开，所以，包含在空气储存罐9中的压缩空气通过空气入口管线10流进空气入口111，然后，通过形成于固定板170上的空气入口孔170B流进外圆筒件110和内圆筒件120之间的空间。
如上所述，洗涤水和压缩空气交替流进外圆筒件110和内圆筒件120之间的空间，因此，在空间中出现大的湍流。因此，通过漩涡产生剪切力，可以在短时间内实现由柔性纤维130捕捉的悬浮固体的分离。
与柔性纤维130分离的悬浮固体与洗涤水混合以变为浓缩溶液，且该溶液通过洗涤水排出管线11排出到外部。
在本发明的实施例中，洗涤水可以为包含在水处理罐5中的过滤水，但水源水也可以用作洗涤水。
如以上在洗涤过程所述，柔性纤维130设置在外圆筒件110和内圆筒件120之间的空间中，因此，分离的悬浮固体不能在洗涤柔性纤维130后流进内圆筒件120。因此，当洗涤过程完成后进行过滤过程时，防止了悬浮固体在悬浮固体流进内圆筒件120后流进水处理罐5。
此外，用于洗涤柔性纤维130的洗涤水和压缩空气流进外圆筒件110的下部分，并通过设置在外圆筒件110的上部分中的洗涤水出口112从设备排出。接着，降低在洗涤过程期间的流体阻力，因此，可以有效地进行洗涤过程。
如图7所示，使洗涤水和压缩空气从外圆筒件110流动，并在洗涤过程期间以适合的向上方向排出到设备的外部。在此结构中，降低了洗涤水和压缩空气的流体阻力，增加了其流体速度，从而改进了洗涤过程的效率。
本发明的此改进的效率归因于设备的结构，其中洗涤水入口管线7和空气入口管线10连接到外圆筒件110的下部分，而洗涤水排出管线11连接到外圆筒件110的上部分。为了实现此高效率，设备设计为使得流进内圆筒件120的过滤水在横向从外圆筒件110的上部分排出。
如上所述，当洗涤过程完成后，与柔性纤维130分离的很少量的悬浮固体通过过滤水入口孔120A流进内圆筒件120。而此悬浮固体保留在内圆筒件120中，如果进行过滤过程，则悬浮固体可以保留在水处理罐5中，导致较差的水质量。
因此，在洗涤过程和过滤过程之间，第三、第四和第五阀V3、V4和V5自动关闭，而第六阀V6自动打开。随着第六阀V6打开，保留在内圆筒件120中的悬浮固体通过剩余悬浮物质排出管线12排出。
当此过程后，再次执行过滤过程，在此，第一和第二阀V1和V2自动打开，而第三、第四、第五和第六阀V3、V4、V5和V6自动关闭。当第一和第二阀V1和V2打开时，执行上述过滤过程。
用于本发明的模式
图8是根据本发明的另一实施例的过滤设备的横截面视图。
参照图8，与设置多个过滤水排出管线150的本发明的实施例相反，设置了一个过滤水排出管线500。另外，不设置上环形管线160。其余的组成和基本功能与上述实施例相同，因此，在此将省略其具体说明。
虽然已经参照其示例实施例具体显示和说明了本发明，但本领域的普通技术人员应该理解，在此基础上可以在形式和细节上做出各种改变而不脱离由以下权利要求限定的本发明的主题精神和保护范围。
Claims (2)
1.一种使用柔性纤维过滤器组件的过滤设备，所述过滤设备包括：
外圆筒件，所述外圆筒件包括多个水源水入口孔，水源水入口孔插入到外圆筒件的内表面和外表面，以便使水源水流进外圆筒件，其中水源水从外部供给；
内圆筒件，所述内圆筒件包括多个过滤水入口孔，过滤水入口孔插入到设置在外圆筒件的内中心中的内圆筒件的内表面和外表面，其中，设置在内圆筒件的最下部的过滤水入口孔设置得低于设置在外圆筒件的最上部中的水源水入口孔；
过滤介质，所述过滤介质插在外圆筒件和内圆筒件之间，以过滤从水源水入口孔流入的水源水，从而变为过滤水；
下环形管线，所述下环形管线设置在环绕水源水入口孔的外圆筒件的下外部分，以形成用于与水源水入口孔连接在一起的环形内空间，其中下环形管线包括用于水源水流进内空间的水源水入口；以及
多个过滤水排出管线，其中其一端部分连接到内圆筒件，而其另一端部分在沿其直径的方向上插入外圆筒件的侧部分，以便用于利用过滤介质获得的过滤水通过过滤水入口孔流进内圆筒件，然后，排出到外圆筒件的侧面的外部，其中多个过滤水排出管线沿圆筒方向设置在内圆筒件中；
设置为环绕外圆筒件的上外部分的上环形管线，以便形成用于与多个过滤水排出管线连接的环形内空间，其中与内空间连接的过滤水出口包含在上环形管线中；
洗涤水入口管线，所述洗涤水入口管线提供用于洗涤水的移动路径，其中洗涤水洗涤过滤介质，从而分离吸收在包含在外圆筒件中的过滤介质中的悬浮固体；
洗涤水排出管线，所述洗涤水排出管线将用于洗涤过滤介质的洗涤水排出；以及
空气入口管线，其将空气供给到洗涤水，使洗涤水流进外圆筒件；
其中洗涤水入口管线的一个端部连接到下环形管线的水源水入口，洗涤水入口管线的另一个端部连接到包含通过过滤水出口排出的过滤水的水处理罐，空气入口管线连接到外圆筒件的下部分，而洗涤水排出管线连接到外圆筒件的上部分。
2.根据权利要求1所述的过滤设备，其中过滤介质由多个柔性纤维形成，柔性纤维的下部分固定在设置在外圆筒件的下部分中的固定板上，而多个空气入口孔设置在固定板中，用于通过空气入口管线流入的空气流进外圆筒件。
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