CN101564617B - 压力式动态砂滤器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种压力式动态砂滤器，其涉及一种应用于液体过滤的砂滤器，特别是涉及一种压力式能够连续清洗滤料的动态砂滤器。其目的是克服普通压力式砂滤器不能连续工作的缺陷，提供一种能够连续清洗滤料和连续工作的压力式动态砂滤器。总的特征是压力式动态砂滤器由砂滤器罐体、配砂阀、砂水分离器、旁通管、输砂器、输砂管和洗砂器组成。砂滤器罐体内有配水环、导流砂锥、出砂口滤芯、出水口滤芯、落砂管和布砂锥，在正常工作时，原水通过进水口、配水环和滤料层，经过滤后再由出水口滤芯和出水口排出，同时滤料不断通过配砂阀、输砂器、输砂管和洗砂器被清洗后再落入砂滤器罐体内，形成一个循环。

Description

压力式动态砂滤器

技术领域

本发明是一种压力式动态砂滤器，其涉及一种应用于液体过滤的砂滤器，特别是涉及一种压力式能够连续清洗滤料的动态砂滤器。

背景技术

普通压力式砂滤器不能连续工作，在工作一段时间滤料被原水中的悬浮物阻塞后，就需要停止工作，用清水反向清洗滤料。所以当系统需要连续的供水时，就必须采用两台普通压力式砂滤器组成一用一备的方式。因此增加了设备控制复杂程度、设备投资成本和设备占地面积。

发明内容

本发明的目的是克服普通压力式砂滤器不能连续工作的缺陷，提供一种能够连续清洗滤料和连续工作的压力式动态砂滤器。本发明的实施方案如下：

本发明总的特征是压力式动态砂滤器由砂滤器罐体、配砂阀、砂水分离器、旁通管、输砂器、输砂管和洗砂器组成。砂滤器罐体内有配水环、导流砂锥、出砂口滤芯、出水口滤芯、落砂管和布砂锥，在正常工作时，原水通过进水口、配水环和滤料层，经过滤后再由出水口滤芯和出水口排出，同时滤料不断通过配砂阀、输砂器、输砂管和洗砂器被清洗后再落入砂滤器罐体内，形成一个循环。

砂滤器罐体由砂滤器下罐体和砂滤器上封头体组成，砂滤器下罐体和砂滤器上封头体由一对罐体法兰联接在一起。

砂滤器下罐体由进水口、砂滤器下罐体法兰、下罐体筒体、下罐体锥形封头、出砂口和旁通出水口组成。在砂滤器下罐体内有配水环、导流砂锥、导流砂锥支架、出砂口滤芯和出砂口滤芯密封圈。砂滤器下罐体内装有一定高度以石英砂为代表的颗粒层滤料。环锥形的配水环的作用是把原水压力均匀的分配到滤料层中。导流砂锥对上面的滤料起支撑作用，防止滤料层的全部重量挤压在出砂口而使出砂受阻。出砂口滤芯则阻止滤料通过，确保只有部分原水经旁通出水口进入旁通管。

砂滤器上封头体由出水口、砂滤器上封头罐体法兰、上封头体筒体、上封头体椭圆形封头、落砂入口和排气口组成。在砂滤器上封头体内有出水口滤芯、落砂管、布砂锥和布砂锥支架。排气口用于运行前排空砂滤器罐体内的空气。出水口滤芯起保安作用，防止滤料在下落过程中随清水经出水口流出，形成跑砂现象。布砂锥是使下落的滤料能均匀的分布在滤料层上。砂滤器上封头体内的加强筋用于增加落砂管的支承强度。

输砂器由动力水进口、喷嘴、混合室、吸入口、输砂器密封圈、喉管、扩散管和输砂器出口组成。输砂器的原理是水力喷射器或者称射流泵。高压的动力水经动力水进口流入，在喷嘴处高速流动形成低压区，一部分原水和滤料经吸入口和混合室被吸入，动力水以及被吸入的一部分原水和滤料经过喉管、扩散管和输砂器出口流出。在扩散管处动力水的动能转化成静压力，推动含有滤料的输砂水继续流动。

砂水分离器由砂水分离器入口、砂水分离器出口、旁通进水口、砂水分离器壳体、砂水分离器滤芯和砂水分离器密封圈组成。砂水分离器的作用是使经旁通管进入的部分原水均匀的与砂水分离器内的滤料混合，并确保不会由于滤料进入旁通管内而堵塞。

旁通管的两端各有一个法兰，一端与砂滤器下罐体的旁通出水口相连，另一端与砂水分离器的旁通进水口相连。旁通管的作用是，在压力式动态砂滤器开始运行和结束运行时，要关闭配砂阀，防止滤料在输砂管内堆积堵塞。此时旁通管确保有一部分的原水流过，并被吸入输砂器内。在压力式动态砂滤器正常运行时，调节配砂阀的配砂量，旁通管能够确保有相同流量的原水被吸入输砂器内，使系统稳定运行。

压力式动态砂滤器采用两个配砂阀，一个是位于砂滤器下罐体下端的出砂口配砂阀，另一个是位于洗砂器下端的落砂出口配砂阀。配砂阀的原理就是旋转卸料阀，旋转卸料阀用于除尘器，所以配砂阀与旋转卸料阀不同的是，配砂阀阀芯轴两端各有一个Y形橡胶密封圈，用于防止漏水。配砂阀壳体上有配砂阀进口和配砂阀出口，配砂阀阀芯安装在配砂阀壳体内，配砂阀阀芯轴两端各有一个轴承支承，配砂阀阀芯上有若干个由叶片组成的小隔室。电动机通过无级变速器带动链轮和链条运转，从而带动配砂阀阀芯旋转，滤料从配砂阀进口进入，依次充填配砂阀阀芯上若干个小隔室，再依次从配砂阀出口卸下滤料，通过调节无级变速器输出轴转速，从而调节配砂量，最终调节输砂水中滤料的含量。

洗砂器由落砂出口、回砂口、溢流口、贮砂罐、洗砂器中段和洗砂器上段组成。贮砂罐由贮砂罐锥体、贮砂罐筒体和贮砂罐罐体法兰组成。洗砂器中段由洗砂器中段壳体和贮砂罐罐体法兰盖组成，洗砂器中段壳体的下端有一个洗砂器锥体和洗砂器锥体中心孔。洗砂器上段由洗砂器上段壳体和中心管组成，回砂口沿洗砂器上段壳体的切线方向进入。洗砂器中段和洗砂器上段则由法兰联接在一起。洗砂器的原理是旋液分离器，通过离心力把输砂水中的大颗粒滤料分离出来，而输砂水中的小颗粒悬浮物则随着水流被排出。当输砂水经回砂口沿洗砂器上段壳体的切线方向进入时，产生离心力，输砂水旋转向下流动，输砂水中的大颗粒滤料在离心力的作用下沿洗砂器上段壳体和洗砂器中段壳体内表面向下移动，最后从洗砂器中段壳体的洗砂器锥体中心孔落入贮砂罐内。由于离心力的作用，在中心管下端至洗砂器中段壳体的洗砂器锥体中心孔的轴线上形成一个真空区。输砂水中的小颗粒悬浮物则随着水流旋转向下，并被吸入到真空区内，最后由溢流口排出。

输砂管的两端各有一个法兰，一端与输砂器出口相连，另一端与回砂口相连。输砂管的作用是把由输砂器出口的含滤料的输砂水输送至洗砂器内，形成一个封闭的循环回路。

过滤环节流程是：原水由砂滤器罐体上的进水口进入，经过配水环、由滤料层下端向上流动，穿越滤料层到达砂滤器罐体上部的清水区，原水中的悬浮物被拦截在滤料层中，原水经过滤后变成清水，再经出水口滤芯和出水口排出至下游设备。

洗砂环节流程是：由于滤料不断的通过出砂口排出，一方面砂滤器罐体内的滤料不断的向下移动，另一方面经过清洗后的滤料又不断的经落砂入口落在滤料层上，滤料层总体高度保持不变，所以不会影响压力式动态砂滤器的正常过滤工作。同时滤料层上端的清洁的滤料在向下移动至出砂口时，已经拦截足够多的原水中的悬浮物变成污砂。污砂向下移动，由出砂口配砂阀控制污砂的排量，定量的污砂落入砂水分离器内，含有污砂的部分原水由输砂器吸入口吸入成为输砂水，再经输砂器出口、输砂管、洗砂器的回砂口进入到洗砂器内，输砂水中的小颗粒悬浮物则随着水流由溢流管排出，输砂水中的大颗粒滤料变成清洁的滤料落入贮砂罐内，再经落砂出口配砂阀定量的排到砂滤器罐体内。落砂出口配砂阀同时又起到密封作用，分别使贮砂罐和砂滤器罐体形成相对封闭的空间。进入到砂滤器罐体内清洁的滤料经落砂管和布砂锥均匀的回落在滤料层表面，至此完成洗砂环节的循环过程。

附图说明

说明书附图是压力式动态砂滤器的结构图。其中图1是压力式动态砂滤器的总装配图。图2是输砂器的A-A剖视图。图3是砂水分离器的纵向剖视图。图4是配砂阀的轴测剖视图。图5是砂滤器下罐体的纵向剖视图。图6是砂滤器上封头体的纵向剖视图。图7是砂滤器上封头体的B-B剖视图。图8是洗砂器的纵向剖视图。图9是洗砂器的C-C剖面图。

图中标注有输砂器1、砂水分离器2、出砂口配砂阀3、旁通管4、进水口5、砂滤器罐体6、输砂管7、出水口8、排气口9、落砂出口配砂阀10、洗砂器11、溢流口12、动力水进口13、混合室14、吸入口15、喷嘴16、输砂器密封圈17、喉管18、扩散管19、输砂器出口20、砂水分离器出口21、砂水分离器壳体22、砂水分离器密封圈23、砂水分离器滤芯24、旁通进水口25、砂水分离器入口26、电动机27、无级变速器28、轴承29、Y形橡胶密封圈30、配砂阀阀芯31、配砂阀出口32、链轮33、链条34、配砂阀进口35、出砂口36、出砂口滤芯密封圈37、出砂口滤芯38、旁通出水口39、导流砂锥支架40、下罐体锥形封头41、导流砂锥42、配水环43、下罐体筒体44、滤料层45、砂滤器下罐体法兰46、布砂锥47、布砂锥支架48、落砂管49、砂滤器上封头罐体法兰50、出水口滤芯51、上封头体筒体52、上封头体椭圆形封头53、加强筋54、落砂入口55、落砂出口56、贮砂罐锥体57、贮砂罐筒体58、贮砂罐罐体法兰59、贮砂罐罐体法兰盖60、洗砂器中段61、洗砂器上段62、中心管63、回砂口64、洗砂器锥体65、洗砂器锥体中心孔66、叶片67和小隔室68。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步叙述。

参照图1，压力式动态砂滤器由砂滤器罐体6、配砂阀、砂水分离器2、旁通管4、输砂器1、输砂管7和洗砂器11组成。砂滤器罐体6由砂滤器下罐体和砂滤器上封头体组成，砂滤器下罐体和砂滤器上封头体由一对罐体法兰联接在一起。砂滤器罐体6上有进水口5、出水口8、排气口9，洗砂器11上有溢流口12。压力式动态砂滤器采用两个配砂阀，一个是位于砂滤器下罐体下端的出砂口配砂阀3，另一个是位于洗砂器11下端的落砂出口配砂阀10。

参照图2，输砂器1由动力水进口13、喷嘴16、混合室14、吸入口15、输砂器密封圈17、喉管18、扩散管19、和输砂器出口20组成。输砂器1的原理是水力喷射器或者称射流泵。高压的动力水经动力水进口13流入，在喷嘴16处高速流动形成低压区，一部分原水和滤料经吸入口15和混合室14被吸入，动力水以及被吸入的一部分原水和滤料经过喉管18、扩散管19和输砂器出口20流出。在扩散管19处动力水的动能转化成静压力，推动含有滤料的输砂水继续流动。

参照图3，砂水分离器2由砂水分离器入口26、砂水分离器出口21、旁通进水口25、砂水分离器壳体22、砂水分离器滤芯24和砂水分离器密封圈23组成。砂水分离器2的作用是使经旁通管4进入的部分原水均匀的与砂水分离器2内的滤料混合，并确保不会由于滤料进入旁通管4内而堵塞。

参照图4，配砂阀的原理就是旋转卸料阀，旋转卸料阀用于除尘器，所以配砂阀与旋转卸料阀不同的是，配砂阀阀芯31轴两端各有一个Y形橡胶密封圈30，用于防止漏水。配砂阀壳体上有配砂阀进口35和配砂阀出口32，配砂阀阀芯31安装在配砂阀壳体内，配砂阀阀芯31轴两端各有一个轴承29支承，配砂阀阀芯31上有若干个由叶片67组成的小隔室68。电动机27通过无级变速器28带动链轮33和链条34运转，从而带动配砂阀阀芯31旋转，滤料从配砂阀进口35进入，依次充填配砂阀阀芯31上若干个小隔室68，再依次从配砂阀出口32卸下滤料，通过调节无级变速器28输出轴转速，从而调节配砂量。

参照图5，砂滤器下罐体由进水口5、砂滤器下罐体法兰46、下罐体筒体44、下罐体锥形封头41、出砂口36和旁通出水口39组成。在砂滤器下罐体内有配水环43、导流砂锥42、导流砂锥支架40、出砂口滤芯38和出砂口滤芯密封圈37。砂滤器下罐体内装有一定高度以石英砂为代表的颗粒层滤料。环锥形的配水环43的作用是把原水压力均匀的分配到滤料层45中。导流砂锥42对上面的滤料起支撑作用，防止滤料层45的全部重量挤压在出砂口36而使出砂受阻。出砂口滤芯38则阻止滤料通过，确保只有部分原水经旁通出水口39进入旁通管4。

参照图6和图7，砂滤器上封头体由出水口8、砂滤器上封头罐体法兰50、上封头体筒体52、上封头体椭圆形封头53、落砂入口55和排气口9组成。在砂滤器上封头体内有出水口滤芯51、落砂管49、布砂锥47和布砂锥支架48。排气口9用于运行前排空砂滤器罐体6内的空气。出水口滤芯51起保安作用，防止滤料在下落过程中随清水经出水口8流出，形成跑砂现象。布砂锥47是使下落的滤料能均匀的分布在滤料层45上。砂滤器上封头体内的加强筋54用于增加落砂管49的支承强度。

参照图8和图9，洗砂器11由落砂出口56、回砂口64、溢流口12、贮砂罐、洗砂器中段61和洗砂器上段62组成。贮砂罐由贮砂罐锥体57、贮砂罐筒体58和贮砂罐罐体法兰59组成。洗砂器中段61由洗砂器中段壳体和贮砂罐罐体法兰盖60组成，洗砂器中段壳体的下端有一个洗砂器锥体65和洗砂器锥体中心孔66。洗砂器上段62由洗砂器上段壳体和中心管63组成，回砂口64沿洗砂器上段壳体的切线方向进入。洗砂器中段61和洗砂器上段62则由法兰联接在一起。洗砂器11的原理是旋液分离器，通过离心力把输砂水中的大颗粒滤料分离出来，而输砂水中的小颗粒悬浮物则随着水流被排出。当输砂水经回砂口64沿洗砂器上段壳体的切线方向进入时，产生离心力，输砂水旋转向下流动，输砂水中的大颗粒滤料在离心力的作用下沿洗砂器上段壳体和洗砂器中段壳体内表面向下移动，最后从洗砂器中段壳体的洗砂器锥体中心孔66落入贮砂罐内。由于离心力的作用，在中心管63下端至洗砂器中段壳体的洗砂器锥体中心孔66的轴线上形成一个真空区。输砂水中的小颗粒悬浮物则随着水流旋转向下，并被吸入到真空区内，最后由溢流口12排出。

再参照图1、图3、图5，旁通管4的两端各有一个法兰，一端与砂滤器下罐体的旁通出水口39相连，另一端与砂水分离器2的旁通进水口25相连。旁通管4的作用是，在压力式动态砂滤器开始运行和结束运行时，要关闭配砂阀，防止滤料在输砂管7内堆积堵塞。此时旁通管4确保有一部分的原水流过，并被吸入输砂器1内。在压力式动态砂滤器正常运行时，调节配砂阀的配砂量，旁通管4能够确保有相同流量的原水被吸入输砂器1内，使系统稳定运行。

再参照图1、图2、图8，输砂管7的两端各有一个法兰，一端与输砂器出口20相连，另一端与回砂口64相连。输砂管7的作用是把由输砂器出口20的含滤料的输砂水输送至洗砂器11内，形成一个封闭的循环回路。

再参照图1、图5、图6，砂滤器罐体6内有配水环43、导流砂锥42、出砂口滤芯38、出水口滤芯51、落砂管49和布砂锥47等，在正常工作时，原水通过进水口5、配水环43和滤料层45，经过滤后再由出水口滤芯51和出水口8排出，同时滤料不断通过配砂阀、输砂器1、输砂管7和洗砂器11被清洗后再落入砂滤器罐体6内，形成一个循环。

Claims (1)

1.一种压力式动态砂滤器，其特征在于由砂滤器罐体(6)、配砂阀、砂水分离器(2)、旁通管(4)、输砂器(1)、输砂管(7)和洗砂器(11)组成；砂滤器罐体(6)由砂滤器下罐体和砂滤器上封头体组成；砂滤器下罐体和砂滤器上封头体由一对罐体法兰联接在一起；砂滤器罐体(6)上有进水口(5)、出水口(8)、排气口(9)；压力式动态砂滤器采用两个配砂阀，一个是位于砂滤器下罐体下端的出砂口配砂阀(3)，另一个是位于洗砂器(11)下端的落砂出口配砂阀(10)；

输砂器(1)由动力水进口(13)、喷嘴(16)、混合室(14)、吸入口(15)、输砂器密封圈(17)、喉管(18)、扩散管(19)和输砂器出口(20)组成；

砂水分离器(2)由砂水分离器入口(26)、砂水分离器出口(21)、旁通进水口(25)、砂水分离器壳体(22)、砂水分离器滤芯(24)和砂水分离器密封圈(23)组成；

砂滤器下罐体由进水口(5)、砂滤器下罐体法兰(46)、下罐体筒体(44)、下罐体锥形封头(41)、出砂口(36)和旁通出水口(39)组成；在砂滤器下罐体内有配水环(43)、导流砂锥(42)、导流砂锥支架(40)、出砂口滤芯(38)和出砂口滤芯密封圈(37)；

砂滤器上封头体由出水口(8)、砂滤器上封头罐体法兰(50)、上封头体筒体(52)、上封头体椭圆形封头(53)、落砂入口(55)和排气口(9)组成；在砂滤器上封头体内有出水口滤芯(51)、落砂管(49)、布砂锥(47)和布砂锥支架(48)；

旁通管(4)的两端各有一个法兰，一端与砂滤器下罐体的旁通出水口(39)相连，另一端与砂水分离器(2)的旁通进水口(25)相连；采用旋液分离器作为洗砂器(11)，洗砂器(11)上有落砂出口(56)、回砂口(64)、溢流口(12)；输砂管(7)的两端各有一个法兰，一端与输砂器出口(20)相连，另一端与回砂口(64)相连。

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