CN101755042A - 盘式过滤器的通风装置 - Google Patents

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Abstract

一种过滤装置，具有用于阻止在过滤装置中形成真空的通风装置。过滤装置包括用于接收液体的鼓体，其中，所述鼓体包括鼓体顶部空间。所述过滤装置还包括用于过滤液体的过滤器组。所述鼓体被旋转以使得能够清洁过滤介质。过滤装置还包括框架，该框架具有用于支撑每个过滤器组的间隔开的支撑件。流体通路在支撑件之间延伸，其中，所述流体通路提供罐顶部空间和过滤器组之间的流体连通以使过滤器组通风。

Description

盘式过滤器的通风装置
相关申请的交叉引用和优先权要求
本发明根据35U.S.C第119(e)款要求共同待审的2007年7月18日提交的名称为“TRASH TOLERANT FILTER SUPPORT FOR A DISCFILTER”的美国临时专利申请No.60/950,476和2007年7月18日提交的名称为“ANTI-FOULING SUPPORT STRUCTURE FOR DISC FILTER的美国临时专利申请No.60/950,484的权益，所述申请的整体内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及用于废水处理厂的盘式过滤器，且更具体地涉及具有过滤器支撑构造的盘式过滤器，该过滤器支撑构造使得所述盘式过滤器能够通风。
背景技术
大型的滤水系统通常包括一个或多个过滤级，所述一个或多个过滤级将流入物(通常是水)清洁至足以允许流入物排出到自然水体(例如湖或河)的水平。在缺水的地区，期望进一步过滤水以允许水的“再用”。
很多废水处理厂利用盘式过滤系统来过滤水。这种系统通常包括多个盘，每个盘包括多个过滤节段。每个过滤节段包括一对过滤板，所述一对过滤板被间隔开并且布置在鼓体的外表面上。帽盖附接到每对过滤板的顶部，从而形成用于接收水的空腔。每个过滤板包括过滤介质，例如用于过滤水的精细纺织布。
在操作中，鼓体旋转并且待过滤的水被引入鼓体中。水然后通过鼓体中的管道离开并且流入一个或多个过滤节段空腔中。过滤节段空腔中的水然后通过过滤板的介质而被过滤以提供滤过水。滤过水然后被收集在腔室中并且通过流出管离开盘式过滤器。通过过滤板被滤出的颗粒留在过滤板的过滤介质的内表面上的过滤节段内。喷射装置用来用水喷射所述板以驱除颗粒并且清洁过滤介质。颗粒然后被收集到槽上并且从盘式过滤系统移除。
每个过滤板通过过滤器支撑件装置附接到鼓体。每个过滤器支撑件至少保持关联过滤板的侧部。过滤器支撑件不具有开口，从而不允许相邻过滤节段之间的流体连通。此外，过滤板中的过滤介质的特性使得在过滤介质变湿时空气不能容易地经过过滤介质。因此，空气在过滤过程期间不能容易地从过滤器空腔排出。因此，在每个过滤节段从浸没在水中转变为位于水之外时形成真空。当鼓体继续旋转时，来自鼓体顶部空间的空气冲进过滤节段中并且引起湍流，所述湍流洗刷掉由过滤介质所捕获的颗粒。然后颗粒不期望地落回到鼓体中，造成更脏的水。因此，需要减少在过滤过程期间在过滤节段中形成的真空。
发明内容
本发明公开了一种过滤装置，其具有用于阻止在过滤装置中形成真空的通风装置。所述过滤装置包括用于接收液体的鼓体，其中，所述鼓体包括鼓体顶部空间。所述过滤装置还包括用于过滤液体的过滤器组。所述鼓体被旋转以使得能够清洁过滤介质。过滤装置还包括框架，该框架具有用于支撑每个过滤器组的间隔开的支撑件。流体通路在支撑件之间延伸，其中，所述流体通路提供罐顶部空间和过滤器组之间的流体连通以使过滤器组通风。
附图说明
图1是实施本发明的包括多个过滤板的盘式过滤器的部分剖切侧视图；
图2是图1的盘式过滤器的剖切侧视图；
图3是图1的盘式过滤器的鼓体的侧视图；
图4是图1的盘式过滤器的盘的一部分的剖视图；
图5是图1的盘式过滤器的一部分的示意正视图；
图6是图1的盘式过滤器的一部分的示意侧视图；
图7是图1的盘式过滤器的盘的示意正视图；
图8是图1的盘式过滤器的盘的透视图；
图9是附接到图1的盘式过滤器的鼓体的支撑框架中的过滤板的正视图；
图10是图9的过滤板的透视图；
图11是图9的过滤板的正视图；
图12是用于支撑打褶过滤介质的羽状框架和羽状桁条的示意图；
图13是设置在图1的盘式过滤器的两个相邻盘之间的反洗喷嘴布置的示意图；
图14是图13的反洗喷杆布置的示意侧视图；
图15是构造成形成过滤板的模具的透视图；
图16是图3的鼓体的端视图；
图17是图3的鼓体的另一端视图；
图18是图3的鼓体的透视图；
图19是沿图11的线19-19截取的图11的过滤板的一部分的剖视图；
图20是沿图11的线20-20截取的图11的过滤板的一部分的剖视图；
图21是沿图11的线21-21截取的图11的过滤板的一部分的剖视图；
图22是沿图11的线22-22截取的图11的过滤板的一部分的剖视图；
图23是图示出经过本文所述过滤器的流体的降低的浊度的图表；
图24是形成过滤器支撑构架的部件的透视图；
图25是在安装垫圈式过滤元件期间的过滤器支撑构架的侧视图；
图26是接收垫圈式过滤元件的过滤器支撑件的一部分的放大侧视图；
图27是卡锁零件的透视图；
图28是过滤器支撑件的透视图；
图29A是附接到鼓体的图28所示过滤器支撑件的透视图；
图29B是附接到鼓体的图28的过滤器支撑件的端视图；
图30是包括多个过滤板和过滤器支撑件的盘的侧视图；
图31是附接到鼓体的另一过滤器支撑件的端视图；
图32是彼此附接的多个过滤器支撑件的端视图；
图33是包括多个过滤板的盘的透视图；
图34是替代布置的示意透视图，其中盘的过滤板相对于彼此偏置；以及
图35是图34的替代布置的示意正视图；
图36是根据本发明的过滤器支撑件的替代实施例的视图；
图37是为了清楚起见移除了多个过滤板的图36所示实施例的另一视图；
图38A-38B绘出了图36所示的径向支柱的顶部部分；
图39绘出了从鼓孔突出的图36所示流体通路的端部；
图40是为了清楚起见移除了帽盖和过滤板的根据图36所示实施例的盘的侧视图；
图41A-41D绘出了图36所示实施例的旋转顺序。
具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施例之前，应当理解的是，本发明不限于其应用于在下文描述中提出的或附图所示的部件的构造和布置的细节。本发明能够有其它实施例或者能够以各种方式实践或实施。例如，本发明的教导不仅仅适用于盘式过滤器，而且可以适合于用来过滤大量的、高固体含量流体的鼓式和其它类型过滤器。所述教导不仅仅适用于使用液压头差作为过滤驱动力的“从内到外(inside-out)”式过滤器，而且适用于真空式过滤器，包括“从外到内(outside-in)”式过滤器，以及在压力下在封闭容器中操作的过滤器。这类过滤器在1989年8月Envirex出版的名称为“REX MICROSCREENS”的手册中、Envirex出版的名称为“REX Rotary Drum Vacuum Filters”的手册中、以及1989年Envirex出版的名称为“REX MICROSCREENS Solids Removal For LagoonUpgrading，Effluent Polishing，Combined Sewer Overflows，WaterTreatment，Industrial Wastewater Treatment and Product Recovery”的手册中例示并进行了详细描述，所述出版物的整体内容在此通过引用的方式并入本文。”而且，应当理解，本文使用的措辞和术语是为了说明的目的而不应当认为是限制性的。本文对“包含”、“包括”或“具有”及其变形词的使用意味着包括该词之后列举的项目及其等价物以及另外的项目。除非具体说明或以其它方式限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”、“联接”及其变形词被广义地使用，并且包括直接和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不局限于物理的或机械的连接或联接。
虽然本文所述的本发明被描述为在废水处理设备中使用，且特别是三级处理系统，但是其它用途和布置是可能的。其它废水处理应用包括作为市政废水处理厂中的初级或二级净化器的使用以及使污泥除去废物的用途。
除废水处理的用途以外，本发明可以用于纸浆和造纸应用。例如，本发明可用于白水过滤、改善捕集式过滤器(save-all filter)之后的水质、纤维回收、在生产机械净化工艺用水中的原水筛选、在生产化学净化水中与砂滤器结合的预过滤、针对泵密封水的处理、使水在木材室中的再循环、使纸浆和纸料增稠、和/或更换真空过滤器，例如在纸浆和造纸工业中常用的真空过滤器(从外向内流动式过滤器)。
还有其它应用包括但不限于：使煤脱水、铁燧岩加工、公用水处理、冷却水处理、处理来自电镀工艺的废水、使烟草颗粒与废水分离、和/或食品工业废水过滤。
图1示出了采用打褶过滤介质15的可能的盘式过滤系统构造10。介质15可以是纺织的或非纺织的。另外，绒头纱布、针毡、微滤、纳米过滤、反渗透、或者其它膜可以用作介质构造。用于制造过滤介质的优选材料包括但不限于聚酯、金属涂层聚酯、抗菌涂层聚酯、聚丙烯、尼龙、不锈钢丝、玻璃纤维、氧化铝纤维、填充玻璃的聚丙烯(优选17％)、填充玻璃的乙缩醛、和/或填充玻璃的尼龙。
应当注意，术语“过滤介质”应当被广义地解释以涵盖过滤流体的任何部件。包含在过滤介质的定义内的其它术语包括膜、元件、过滤装置等。这样，术语“过滤介质”不应当被狭义地解释为排除过滤流体的任何部件。
参考图1和2，盘式过滤器10包括壳体20，例如金属罐，所述壳体大致封闭鼓体25、多个盘30、驱动系统35和流动系统40。应当认识到，通常也可以使用该设计的变型，包括采用设计意在将单元安装在混凝土罐中的框架的变型。驱动系统35包括支撑鼓体25以便旋转的至少两个轴承。从动链轮50联接到鼓体25并且驱动链轮45联接到马达55或其它原动机。在图示的构造中，皮带接合驱动链轮45和从动链轮50，使得马达55的旋转产生鼓体25的相应旋转。在优选构造中，链轮45、50的尺寸适于产生显著的减速。然而，一些构造可以采用在期望时没有减速的低速驱动。虽然图示的构造采用了带传动，但是其它构造可以采用齿轮、轴、链、直接传动、或者将马达55的旋转传递到鼓体25的其它手段。
在图2中较佳示出的流动系统40包括流入管60和流出管70，流入管60引导流入物进入到鼓体25的内部65(参见图9)中，流出管70将已过滤的流体从限定在壳体20内的腔室75引导出过滤器10。喷水管80为喷射系统85(示于图5和13)提供高压水，该喷射系统被周期性地用来清洁过滤介质15。反洗管90输送使用后的喷水并且将其引导出盘式过滤器10。
图1和2的盘式过滤器10采用多个盘30来增加总体过滤面积。盘30的数量和尺寸可以取决于系统的流动要求而变。例如，附加的盘30可以附接到鼓体25以增加过滤系统10的容量而不用使附加流体经过已经存在的盘30中的任一个。
图3和16-18示出了适合与本发明一起使用的可能的鼓体构造25。图示的鼓体25包括外表面95和配合限定内部空间65的两个端面100。一个端部是开口的以允许流动，另一个端部是密封的以防止流动。多个鼓孔105以一系列轴向排的形式布置，每一排包括围绕外表面95的一部分周向延伸的多个鼓孔105。鼓孔105是矩形的，但是应当理解其它形状可以是合适的。附接孔110设置在每个鼓孔105的任一侧上。每个鼓孔105与一组附接孔110关联。
如图3和16-18所示，鼓体25的外表面95包括彼此接触以限定多边形截面的多个平坦表面115。如果期望，可以在本发明中采用圆形截面或圆筒形或其它形状。
参考图5，示出了图1和2的盘30之一的侧视图。每个盘30包括多个过滤板组300。每个过滤板组300包括两个关联的过滤板125。在图5中，示出了每个板组300的过滤板125中的一个。图5中的盘30绘出了十二个过滤板125，因此盘30包括总共二十四个过滤板125。然而，其它构造根据需要可以采用更多或更少的过滤板125。例如，图7和8示出了另一种布置，其中使用了二十八个过滤板125(即，14个过滤板组)。
参考图4，绘出了过滤板组300中的一个。图4是去除了支撑结构150(参见图9)的右侧部分的图9的侧视图。过滤板125安装在支撑结构150中，使得过滤板彼此隔开。具有孔145的附接板155接合鼓孔105周围的附接孔110以将支撑结构150附接到鼓体25。帽盖175位于过滤板125的顶部部分上。过滤板125、过滤板所安装在其中的支撑结构150、帽盖175、以及附接板155限定了部分封闭空间180。部分封闭空间180围绕鼓体25周向延伸通过盘30上的每个过滤板组300。流体能够从鼓体25内经过鼓孔105和附接板155中的孔145并且进入封闭空间180中，以使得流体能够在盘30中的每个过滤板组内周向地流动，这将在下文讨论。周边密封件165位于每个过滤板125的周边170(参见图10和11)上，并且用来阻止水从过滤板125的周围泄漏。
结合图5和6参考图2，喷水管80延伸盘式过滤器10的整个长度并且限定分配歧管185。喷杆190设置在相邻的盘30之间(参见图14)和盘式过滤器10的每个端部处。分配管195在歧管185和喷杆190之间延伸以为喷杆190提供高压水的流体连通。喷杆190包括将水喷射到过滤板125上以周期性地清洁过滤板125的喷嘴200，这将参考图13和14更详细地描述。
槽205在相邻的盘30之间设置在喷杆190下方以捕获喷水或反流，包括从过滤板125去除的任何颗粒物质。反流和微粒然后经由反洗管90从系统10去除。
图9和10示出了过滤板125的可能布置。图9示出安装在支撑结构150中的板125(也参见图4)。图10示出打褶板。过滤板125包括打褶过滤介质15、周边框架210、以及多个支撑结点板或桁条215。在大多数构造中，桁条215与其它也适于使用的附接装置模制为框架210的整体部分。在优选的构造中，打褶过滤介质15由单块材料形成，其尺寸和形状适于装配在周边框架210中。在图示的构造中，褶状物在基本径向方向上延伸，其它取向也是可能的。在一种构造中，不锈钢筛被用作过滤介质15。其它构造可以采用纺织聚酯、布、或其它材料。基于流出物中可能的污染物、流出物的流率以及其它因素来选择所用的材料和开口的尺寸。在优选的构造中，开口在大约10和20微米之间，更小和更大的开口也是可能的。
帽盖175优选地由挤压铝材形成，其它材料(例如，塑料、不锈钢等)和其它构造方法(例如注射成型、锻造、铸造等)也是可能的。在图示的构造中，直的挤压部分被焊接在一起以限定帽盖175。
图11和19-22示出了过滤板125的另一种布置，过滤板125包括设置在框架210内的一体式打褶过滤介质。图11和19-22的构造类似于图9和10的构造，但是还包括加固交叉拉条220和峰部加强构件或脊杆225。通常，脊杆225和桁条215配合以将过滤介质细分成多个较小的单元。所述单元优选的尺寸将如下文所述。
在继续说明之前，应当注意，桁条215、交叉拉条220和脊杆225是辅助保持打褶过滤介质的打褶形状的加固构件。应当理解，也可以使用适合于保持过滤介质的打褶形状的本文所述的其它加固构件或加固构件的布置。
如图19所示，框架210的一种构造形成为具有角形构件的截面，该角形构件包括平行于流动的腿部230和横向于流动的腿部235(也参见图10)。横向于流动的腿部235接纳相应内直径密封件165，并且为平行于流动的腿部230提供附加刚度。平行于流动的腿部230的尺寸适于基本上匹配打褶过滤介质15的峰部间的高度。返回参考图10，框架210还包括两个基本平行的侧面236和两个不平行的侧面237，所述侧面被布置成使得它们相对于鼓体25是基本径向的。
为了进一步加强过滤介质15，一系列桁条215延伸越过框架中的开口。桁条215包括图21中示出的锯齿切口238，锯齿切口装配在褶状物内以辅助将打褶过滤介质15保持在期望的形状。图9、10和11的构造包括四个桁条215，但是应当理解，可以使用三个桁条215或其它构造。在大多数构造中，桁条215被模制为框架210的整体部分，但是也可以使用其它合适的附接方法。
如图21所示，桁条215通常位于打褶过滤介质15的两侧，使得介质15被夹在两个相对桁条215之间。该布置在正常过滤操作期间以及反洗期间辅助将打褶过滤介质15保持在适当位置。
如前所述，图11的构造包括联接到褶状物的峰部和/或谷部的附加的峰部加强构件或脊杆225。如图20所示，塑料可以模制到峰部和谷部以限定脊杆225并且进一步加强介质15。替代地，可以设置金属丝或金属棒、玻璃纤维加固塑料、或者其它足够刚度的材料来保持峰部和谷部的形状。
仍然在其它构造中，如图22所示的加固交叉拉条220可被用来进一步加强打褶过滤介质15。而且，模制的塑料壳用作交叉拉条220。另外，金属丝或杆可以被焊接、钎焊、或者以其它方式附接到打褶过滤介质15作为交叉拉条220。
仍然在其它构造中，两个打褶过滤介质15的块体以背靠背的关系设置，使得它们为彼此提供支撑。
参考图15，示出了另一种构造。在该构造中，使用塑性材料结合过滤介质15或其它过滤构件来模制过滤板125。在该构造中，过滤介质15的基本平的板片被放置在模具335中。模具335包括封盖过滤介质15并且形成介质中的褶状物的第一半部340和第二半部310。塑性材料然后被注射到模具335中以形成周边框架210、桁条215和脊杆225。因此，周边框架210、桁条215和脊杆225被整体地形成为过滤介质15周围的一体件或部件。过滤介质15的边缘被嵌在周边框架210中，脊杆225邻近于褶状物的峰部和谷部或者模制在所述峰部和谷部周围，桁条215形成有接合褶状物的锯齿。过滤介质15的褶状物被夹在桁条215的锯齿之间。
参考图12，也可以在一些或所有交界面处采用羽状物240以减少打褶过滤介质15的疲劳并且提高打褶过滤介质15的总体寿命。图12示出了羽状框架210a和与框架210a相邻的羽状桁条215a。羽状物240提供羽状部件(例如，框架、桁条等)和打褶过滤介质15之间附加的表面区域接触。羽状物240减少了可能发生的总体疲劳损伤，从而可以延长打褶过滤介质15的使用寿命。
图13示出了喷杆190上的喷嘴200的可能布置。如前所述，喷杆190设置在相邻的盘30之间和盘式过滤器10的端部，以使得能够以逆流方向喷射高压水通过打褶过滤介质15以提供对过滤介质15的反洗。因为过滤介质15是打褶的且因此相对于盘30的平面成角度，所以类似成角度的喷嘴200的使用提供了更有效的反洗循环。因此，喷嘴200离开盘30的平面的法线方向成近似45度。另外，两个喷嘴200设置在每个喷射点244(参见图14)处，所述喷嘴200相对于彼此成大约90度，使得褶状物的两侧在反洗期间均被直接喷射。令人意想不到的是，可以利用直列式(straighton)直接喷射。另外，以一定角度对过滤介质的弹跳式喷射对于给定的反洗流量和喷射速度来说改善了清洁效果和效率。
如图14所示，每个喷杆190可以包括多个喷射点244，在每个喷射点244处支撑有四个喷嘴200。在图14所示的构造中，采用了六个喷射点244，更多或更少的点是可能的。当盘30旋转时，喷嘴200将高压水引导到打褶过滤介质15上并且清洁过滤介质15。应当注意，最末端的喷杆190仅需要每喷射点244有两个喷嘴200，因为所述喷杆并不设置在两个相邻的盘30之间。
参考图28，示出了根据本发明的过滤器支撑件245。过滤器支撑件用于支撑一对过滤板125(参见图11)的侧面255的一部分和底部部分250。过滤器支撑件245包括附接部分260和横向定向的支柱部分270。附接部分260包括从支柱部分270的端部267延伸的第一部段265。附接部分260也包括第二部段269，第二部段269从端部267沿与第一部段265相反的方向延伸以从而形成倒置T形过滤器支撑件245。附接部分260还包括单个孔275，该孔沿着附接部分260的第一部段265和第二部段269延伸并且沿着支柱部分270延伸以从而形成对应于过滤器支撑件245的形状的基本倒置T形的孔。
参考图29A，过滤器支撑件245被显示为设置在鼓体25上。附接部分260被设计成保持与鼓孔105对准，使得孔275与鼓体25中关联的鼓孔105流体连通。孔275与鼓孔105具有基本相同的尺寸或者大于鼓孔105。在另一实施例中，过滤器支撑件245设置在鼓体25上使得附接部分260骑跨位于相邻鼓孔105之间的鼓体25的支撑部段。在该实施例中，两个相邻鼓孔105的部分与孔275流体连通。
参考图29B，一对过滤板125被显示为安装在过滤器支撑件245中。过滤板125彼此隔开。结合图33参考图30，示出了多个过滤器支撑件245和过滤板125的侧视图。帽盖295用于固定每对过滤板125。每个帽盖295可拆卸地固定到相邻的径向支柱270以使得能够拆卸每个过滤板125以在需要时便于清理或更换。每个过滤板对、过滤器支撑件245和关联的帽盖295形成用于接收污水的过滤板组300。此外，过滤板125、帽盖295和孔275形成容积182，容积182的截面面积等于或大于鼓孔105的面积。容积182围绕鼓体25周向地延伸通过盘30上的每个过滤板组300并且是连续的。结合图33参考图30、29A、29B和30，孔275使得鼓孔105和相邻的过滤板组300之间能够流体连通。这使得水和空气在鼓体25旋转时能够在相邻的过滤板组300之间周向地流动，从而导致盘式过滤器10的容量增加。
待过滤的水通过鼓孔105和孔275进入过滤板组300。过滤板组300中的水然后被过滤通过过滤板125以提供滤过水。孔275相对于鼓孔105具有足够的尺寸以使得流经鼓孔105的废物或其它碎屑不被径向支柱270捕获。在一个实施例中，孔275与鼓孔105具有基本相等的尺寸。在另一实施例中，孔275的尺寸大于鼓孔105。因此，被径向支柱270收集的废物量显著减少或消除，导致在鼓体25旋转时水和空气在过滤板组300之间相对无阻碍的流动。该设计特征使来自水惯性的水湍流最小化并且防止滞留空气和随后释放，使得对已经从水过滤的固体的不期望的洗刷被显著减少。径向支柱270还包括提供结构支撑的肋305。
参考图31，示出了过滤器支撑件317，其中径向支柱270包括提供附加结构支撑的结点板312。过滤器支撑件317包括第一流体通道315和第二流体通道320，所述流体通道的总面积的大小基本等于鼓孔105的大小。这导致如上文所述消除或者减少由径向支柱270收集的废物量。过滤器支撑件317导致相比于常规过滤器支撑件的流体通道面积更大的流体通道面积。这减少了制造过滤器支撑件317所需的材料量，从而导致减小的制造成本。已经通过计算确定的是，在针对多达24英寸或甚至更高的水的水头损失进行设计时，本文所示实施例的结构完整性是可接受的。
如前所述，盘式过滤器10可以使用打褶的过滤板125，但是应当理解可以使用其它类型的板。使用打褶过滤介质15的优点在于介质褶状物本身、以及板周边侧壁(例如沿着打褶板125的径向侧面的侧壁)提供了废物能够更容易附着的临时水平面。因此，形成了旋转架，在被浸没时，所述旋转架以相对于重力的有利角度定向，直到废物处于槽上方以最终沉积在槽上。
参考图32，示出了组装好的多个过滤器支撑件245。径向支柱270从鼓体25向外延伸并且彼此隔开以形成空间325，每个空间325适于接收过滤板125。参考图33，示出了盘30的视图，其绘出了根据本发明的过滤器支撑件245、过滤板125和帽盖295。在该构造中，所述盘包括十四个过滤板组300(总共二十八个过滤板125)。
在现有设计中，板的安置是两步过程。首先，具有边缘密封件的过滤板向下滑动到过滤器支撑件的边缘通道中。然后，帽盖抵靠顶部边缘垫圈滑动就位。在这两个步骤期间，在通道壁和垫圈之间形成滑动摩擦。在第一步期间，所需的最大板安置力可能升高到非常大的值，除非做出设计折衷。沿着梯形板的成角度侧面255，摩擦力方向与垫圈插入路径相反，但是相对于垫圈的纵向处于相当大的斜角。因而，垫圈相对于其原始位置和形状的横向拉伸或者潜在扭曲运动的风险是很高的。这种扭曲可能导致泄漏。具体而言，垫圈在处于较高压缩力下时可以密封较高压力，但是由于垫圈在插入常规设计的成角度侧面通道期间的扭曲或拉伸，高的压缩力提高了泄漏的风险。
与垫圈在具有侧壁通道的过滤器支撑结构设计中滑动相关联的摩擦要求在垫圈的合理插入力和适当压缩之间的折衷。较小的垫圈压缩导致较低的滑动摩擦，但是减小了泄漏的压力阈值。常规系统试图通过对橡胶垫圈的外部滑动表面植绒来解决该问题。虽然这是有帮助的，但是这不能消除固有问题。
在优选实施例中，使用了底部通道。由于底部通道是相对短的，插入力仍然很低，甚至对于相当高的垫圈压缩也是如此。垫圈由于倾斜摩擦力所产生的横向拉伸或者潜在扭曲运动的可能性对于底部通道来说被显著减小。
为了组装过滤板125，如图25和26所示，尺寸稍小的模制垫圈500围绕过滤板125的外部伸展以形成垫圈板505。垫圈500上的张力用于将垫圈500保持在适当位置。然而，一些构造可以采用密封/保持辅助物，例如硅橡胶或硅脂。垫圈板505的底部然后插入到过滤板接收空间中，例如过滤器支撑件245的槽缝或底部通道510(在图24中示出)并且被向下推动。垫圈板505的顶部然后被向前推动(倾斜)以将板125锁定在适当位置。
在一个实施例中，过滤器支撑件245包括卡锁零件520(在图27中示出)，所述卡锁零件位于距过滤器支撑件245的顶部的距离大约四分之一处。更具体地，卡锁零件520在过滤器支撑件245的径向支柱270上。每个卡锁零件520保持两个相邻的过滤板505。卡锁零件520是柔性的，并且在板505倾斜到适当位置时被推向一旁以防阻碍。然后该卡锁零件卡扣回到其原始位置，将板505锁定到竖立位置。在该位置(操作位置)，在过滤板505和包括过滤器支撑件245及帽盖295的板支撑结构之间围绕过滤板505的周边完全形成密封。
为了完成垫圈板505的安装，帽盖295被设置在过滤器支撑结构的顶部，并且安装帽盖硬件。在优选构造中，帽盖硬件包括将帽盖295连接到相邻帽盖295的螺母和螺栓。帽盖295的每个端部连接到相邻帽盖295以限定围绕盘30外周边的完整的帽盖295环。
在操作中，水经由流入管60进入盘式过滤器10。使用壁76将污染的流入水与清洁的滤过水相分离，其中通过所述壁利用旋转密封件来安装鼓体。壁76形成流入水腔室77和过滤水腔室75。如前所述，流入物进入鼓体内部65、经由鼓体25中的鼓孔105离开并且流入容积182中。容积182中的水然后在过滤板125的至少一个过滤板中被过滤通过打褶过滤介质15并且流出(从内到外流动)以提供滤过水。在流入物经过打褶过滤介质15时，大于过滤介质15中的开口的颗粒被保持在容积182内且保留在过滤介质15的内表面上。流出物在盘30的外部聚集在过滤水腔室75内并且经由流出管70离开盘式过滤器10。堰系统限定了过滤水腔室75的流出物端部并且保持过滤器10内的腔室75中期望的最低液位。
在操作期间，鼓体25连续地或者断续地旋转，使得过滤板125仅在旋转的一部分期间使液体进入并且过滤流入物。如前关于图28、29A、29B和30所述，孔275使得鼓孔105和相邻过滤板组300之间能够流体连通。这使得水和空气在鼓体25旋转时能够在相邻的过滤板组300之间周向地流动。因此，被径向支柱270收集的废物量显著减少或消除，导致在鼓体25旋转时水和空气在过滤板组300之间相对无阻碍的流动。该设计特征使来自水惯性的水湍流最小化并且防止滞留空气和随后释放，使得对已经从水过滤的固体的不期望的洗刷被显著减少。
由于盘30始终不会被完全浸没，因此过滤板125仅在旋转圆弧的底部部分期间使液体进入并且可用于过滤流入物。在过滤之后，并且在鼓体25的旋转期间，过滤板125使液体离开并且经过喷杆190。在反洗循环期间，喷射装置85用于以高压水或化学物喷射过滤板125，从而在鼓体25旋转时驱除颗粒并且清洁过滤介质15。水滴冲击振动和过滤介质15被一部分水的渗透去除了被捕获在打褶过滤介质15的上游表面上的碎屑。碎屑和水被收集在槽205中并且通过管90输送出过滤系统10。在反洗期间，过滤可以持续，因为有些过滤板125设置在液体中，而有些过滤板在液体上方并且可以被反洗。
本文描述的过滤板125比现有技术系统提供了更大的流动面积并且能够以经过类似板面积的实质上更大的流量来运转。具体地，如图9所示，周边框架210限定了板法向流动面积350，其基本上是周边框架210内的平面面积。如普通技术人员所认识到的，真实流动面积小于该平面面积，因为支撑构件可能延伸越过该面积并且阻挡某些流动面积。然而，该面积是微小的并且总体上可以忽略。通过在过滤介质中形成褶状物，流动面积被极大地增加，因为流体(例如，空气、水)大体上在垂直于褶状物的方向355上流经褶状物，如图10所示。因此，褶状物限定了显著大于板法向流动面积350的介质法向流动面积360。本质上，介质法向流动面积360是在垂直于流动方向365的平面中测量的各个褶状物的面积之和。在一种构造中，每个过滤板125的介质法向流动面积360大于一平方英尺(0.09平方米)，大于二平方英尺(0.19平方米)的尺寸是优选的。试验数据显示该流动面积提供了超过大约7加仑每分钟(26.5升每分钟)的经过每个过滤板的流率。更具体地，每个过滤板125被构造成使液体从中流动通过。液体流量超过3加仑每分钟每平方英尺(11.4升每分钟每0.09平方英尺)并且处于超过12英寸水柱(3kPa)的过滤介质的压差。
虽然前文描述应当理解为包括褶状物的很多变型，但是下表示出了褶状物的多个参数的期望下限、期望上限、以及期望公称尺寸。当然，这些参数的变化是可能的。
  参数   下限   公称   上限
  单元尺寸，英寸(毫米)   0.5×0.5(12.7×12.7)   0.75×4(19×102)   2×36(51×914)
  褶状物高度，英寸(毫米)   0.1(2.5)   1.0(25.4)   6.0(152)
  褶状物夹角，度   20   60   80
  经过清洁喷嘴的速度，英尺/分钟(米/分钟)   1(0.3)   3至30(0.9至9.1)   50(15.25)
  水头损失，英寸水柱(米水柱)   0(0)   12-24(0.3-0.61)   36-48(0.91-1.22)
  正常介质通量，加仑每分钟/平方英尺(升每分钟/平方米)   0(0)   3-6(122.2-244.5)   15(611.2)
  固体负载，磅/日/平方英尺(千克/日/平方米)   0(0)   2(9.58)   20(95.8)
应当注意，下限褶状物高度基于具有很多微小褶状物的薄板的微褶状物设计而定，而上限设计基于厚板设计而定。另外，由于预想不到地发现固体能够容易地从谷部去除，并且不能清洁谷部的风险是很低的，因此下限夹角是可能的。经过清洁喷嘴的速度至少部分地根据盘的尺寸而定，较小的盘允许较高的角速度。
虽然有本文描述的设计的很多变型，但进行了一个过滤器的现场试验，产生了如图23的图表所示的以浊度测定法浊度单位(NTU)测得的浊度的减小。当然，其它布置取决于具体布置可提供更好或更差的性能。
应当注意，本文描述的发明也很好地适用于现有的应用。例如，现有过滤器可以被改进以并入本发明。这种改进将会增加流率并且减小通过过滤器的压降而不增加过滤器的占地面积。在该应用中，现有的非打褶过滤介质从鼓体移除。过滤器支撑件联接到鼓体，打褶过滤板被插入到过滤器支撑件中以完成改进。在优选构造中，过滤器支撑件由塑料模制，其它材料(例如金属)也适于使用。
虽然大多数附图示出了包括基本对准的过滤板125的盘30，但是图34和35示出了另一种布置，其中盘30的第一侧1285上的过滤板125相对于盘30的第二侧1290(以虚线示出)上的过滤板125旋转。在图34的布置中，盘30的第一侧1285的每个板125的中心轴线1287相对于盘30的第二侧1290的每个过滤板125的中心轴线1292偏置，从而形成偏置过滤板对。作为示例，过滤板对可以偏置第一距离1297，该距离等于过滤器对1300的大约一半。
因此，除了其它之外，本发明尤其提供了一种在盘式过滤器10中使用的新的有用的过滤板125。过滤板125包括增加用于过滤的每单位面积的总表面面积的打褶过滤介质15，并且保持介质的打褶形状不受在高液体流率时产生的湍流力和粘性力的影响。
参考图36和37，示出了过滤器支撑件430的另一个实施例。为了清楚起见，在图36-41D中仅仅示出了选定的过滤板125。在该实施例中，径向支柱445不包括孔，在相邻的过滤器组300之间存在实心壁435。因此，在相邻的过滤器组300之间不发生流体连通。过滤板125中的过滤介质的特性使得空气在过滤介质变湿时不能容易地经过过滤介质。因此，空气在过滤过程期间不能容易地从过滤器空腔排出。因此，在每个过滤器组300从浸没在水中转变为位于水之外时形成真空，因为过滤器组300中的水会设法通过鼓孔105快速地离开回到鼓体25中。
过滤器支撑件430包括流体通路440，例如中空的管或管道，所述流体通路将每个过滤器组300连接到鼓体25的顶部空间470而不连接到另一个过滤器组300。结合图37参考图38A和38B，示出了径向支柱445的顶部部分。通路440的帽盖端部455延伸通过径向支柱445的顶部部分460。帽盖端部455可以压配合到径向支柱445中。结合图37参考图39，通路440的相对端部(即鼓体端部465)向下延伸到鼓体25的顶部空间470中。鼓体端部465不与任何过滤器组300连通。参考图40，示出了没有过滤板125和帽盖295的盘475的侧视图，该图绘出了在相关联的径向支柱445和顶部空间470之间延伸的通路440。
参考图41A-41D，示出了盘475的旋转顺序。在如图41A所示的起始位置，过滤器组1中的通路440被浸没并且填充水。在三分之一转处(图41B)，过滤器组1中的通路440的帽盖455和鼓体端部465被浸没并且通路440仍然填充水。在三分之二转处(图41C)，鼓体端部465进入鼓体25的顶部空间470。空气然后从顶部空间470进入通路440(由箭头475示出)并且排出水。在整转处(图41D)，来自顶部空间470的空气流经通路440(由箭头477示出)并且进入相邻的组2。根据本发明，空气的引入减少了在过滤器组2离开水时形成的真空量。

Claims (20)

1.一种用于过滤液体的过滤装置，该装置包括：
用于接收所述液体的鼓体；
用于过滤所述液体的至少一个过滤器组；
框架，所述框架具有用于支撑所述过滤器的间隔开的支撑件，其中所述框架联接到所述鼓体；以及
在所述支撑件之间延伸的流体通路，其中所述流体通路提供流体连通以使所述装置能够通风。
2.根据权利要求1所述的过滤装置，其中所述流体通路与鼓体顶部空间流体连通。
3.根据权利要求1所述的过滤装置，其中所述流体通路与过滤器组流体连通。
4.根据权利要求1所述的过滤装置，其中所述过滤器组包括布材料。
5.根据权利要求1所述的过滤装置，其中所述过滤器组包括具有多个褶状物的过滤介质。
6.一种用于过滤液体的过滤装置，该装置包括：
用于接收所述液体的鼓体，所述鼓体具有鼓体顶部空间；
具有第一对过滤板的第一过滤器组，所述第一对过滤板被间隔开以形成用于接收所述液体的空腔，其中所述过滤板适于过滤所述液体；
框架，所述框架具有用于支撑所述过滤板的间隔开的支撑件，其中所述框架联接到所述鼓体；以及
在所述支撑件之间延伸的流体通路，其中所述流体通路提供所述罐顶部空间和具有第二对过滤板的第二过滤器组之间的流体连通以使所述第二过滤器组能够通风。
7.根据权利要求6所述的过滤装置，其中所述流体通路在所述鼓体旋转期间被浸没。
8.根据权利要求6所述的过滤装置，其中所述流体通路的鼓体端部进入所述鼓体顶部空间，使得空气能够在所述鼓体旋转期间进入所述流体通路。
9.根据权利要求6所述的过滤装置，其中来自所述鼓体顶部空间的空气在所述鼓体旋转期间流经所述流体通路并且进入所述第二过滤器组以使所述第二过滤器组通风。
10.根据权利要求6所述的过滤装置，其中所述过滤器组包括布材料。
11.根据权利要求6所述的过滤装置，其中所述过滤器组包括具有多个褶状物的过滤介质。
12.一种用于过滤液体的过滤装置，该装置包括：
用于接收所述液体的鼓体，所述鼓体具有鼓体顶部空间；
用于过滤所述液体的多个过滤器组，所述过滤器组形成多个盘；
选择性地旋转所述鼓体，从而旋转所述盘以使得能够过滤所述液体；
框架，所述框架具有用于支撑所述过滤器组中的每个组的间隔开的支撑件，其中所述框架联接到所述鼓体；以及
在所述支撑件之间延伸的流体通路，其中所述流体通路提供所述罐顶部空间和过滤器组之间的流体连通以使过滤器组能够通风；以及
选择性地反洗所述过滤板。
13.根据权利要求12所述的过滤装置，其中所述流体通路在所述鼓体旋转期间被浸没。
14.根据权利要求12所述的过滤装置，其中所述流体通路的鼓体端部进入所述鼓体顶部空间，使得空气能够在所述鼓体旋转期间进入所述流体通路。
15.根据权利要求12所述的过滤装置，其中来自所述鼓体顶部空间的空气在所述过滤器组旋转期间流经所述流体通路并且进入过滤器组。
16.根据权利要求12所述的过滤装置，其中所述过滤器组包括布材料。
17.根据权利要求12所述的过滤装置，其中所述过滤器组包括具有多个褶状物的过滤介质。
18.一种过滤液体的方法，该方法包括步骤：
在鼓体中接收所述液体，其中所述鼓体包括鼓体顶部空间；
旋转过滤器组以过滤所述液体；
提供用于保持所述过滤器组的支撑结构，其中所述支撑结构和所述过滤器组在所述旋转期间形成真空；
提供所述鼓体顶部空间和所述过滤器组之间的流体连通以减少所述真空。
19.根据权利要求19所述的方法，其中通过流体通路提供流体连通。
20.根据权利要求19所述的过滤装置，其中来自所述鼓体顶部空间的空气在所述鼓体旋转期间流经所述流体通路并且进入所述过滤器组。
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