CN103028288A - 污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置 - Google Patents

Abstract

污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置。本发明属于能源技术领域。为解决污水或地表水源热泵系统换热设备和管路的堵塞，以及现有防堵装置存在反冲回水混入进水、密封、滤孔悬浮物缠绕、加工精度难度大等问题。本发明装置包括壳体、减速驱动机构、转动轴、转轮滤盘、分隔板等，转轮滤盘将壳体内分隔成两个腔室，两个腔室通过数个过滤通孔连通，每个腔室沿平行于轴线方向由分隔板分隔成两个不相通的污水或地表水腔室单元，四个进出水口分别与四个腔室单元相通。本发明用于污水或地表水的防堵塞，结构简单、可靠。

Description

污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置

技术领域

本发明涉及一种污水或地表水源热泵系统的防堵装置，属于能源技术领域。

背景技术

采用热泵技术提取低品位可再生清洁能源中的冷热量为建筑物供热与空调，是建筑节能减排的有效途径之一，其节能幅度可达45%以上。这些低位可再生清洁冷热源包括：大气、土壤、地下水、地表水、城市污水等等，利用这些冷热能源时，一方面需要因地制宜地加以利用，另一方面需要有效解决一些共性与关键技术问题。关于城市原生污水冷热源，需要解决的关键问题包括堵塞、污垢和高效换热，其中堵塞又包括取水泵堵塞和换热器堵塞。

为解决堵塞问题，采取的防堵技术和相关专利及其主要缺陷如下：

1、在取水泵吸水端前加设简单的滤网措施，过滤或截留悬浮物，再定期进行人工清理。其主要缺陷是清理频繁、清理难度大，也需要增加占地。

2、在取水泵吸水端前加设机械格栅，除去悬浮物。其主要缺陷是占地大、投资高，另外还需要定期拉运污杂物。

3、本申请发明人前期申请的一个发明专利：专利号为ZL03132553.X、名称为“城市污水冷热源的应用方法和装置”、该专利采取在取水泵前端设置旋转格栅、滤面连续过滤和反冲洗，主要缺陷是安装难度大，反冲洗回水一部分回流，污水进水温度降低，影响系统效率。

4、本申请发明人前期申请的另外两个发明专利：专利号为ZL200410043654.9、名称为“设置有滚筒格栅的城市污水水力自清方法及其装置”；专利公开号为CN1920447、公开日为2007年2月28日、名称为“污水及地表水源热泵无阻塞压力平衡防阻装置及其系统”，该两专利采用了滤面连续旋转实现过滤与反冲洗，其主要缺陷是反冲水回流混入进水，污水进水温度降低，系统换热效率降低。

5、发明专利公开号为CN101303183、公开日为2008年11月12日、名称为“城市原生污水及地表水源热泵系统智能型污水防阻机”，该专利同样采取滤面连续旋转实现过滤与反冲洗，其主要缺陷同样是反冲水回流。

6、发明专利公开号为CN1583578、公开日为2005年2月23日、名称为“利用城市污水低位热能的取水方法和自动除污装置”，该专利同样采取滤面连续旋转实现过滤与反冲洗，其主要缺陷同样是反冲水回流。

7、发明专利公开号为CN101143279、公开日为2008年3月19日、名称为“污水全自动除污机”，该专利采用旋转刮板，造成过滤面与反冲面污水混水，污水进水温度降低，系统换热效率降低。

8、发明专利公开号为CN102451582A、公开日为2012年5月16日、名称为“螺旋切割式液压污水处理装置及其系统”，该专利采用机械方式先除去滤面杂物，再推压排走，其主要缺陷包括：悬浮物被从滤面挤压进入后续系统、螺杆易卡死、机械加工精度和强度要求高。

发明内容

本发明的目的是提供一种污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，解决系统换热设备和管路的堵塞，以及现有防堵装置存在反冲回水混入进水、密封、滤孔悬浮物缠绕、加工精度难度大等问题。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，所述的转轮式防堵装置包括壳体、减速驱动机构、转动轴、转轮滤盘、法兰盘、挡盘、环状密封装置、分隔板、污水或地表水进水口、污水或地表水出水口、污水或地表水回水口及污水或地表水排水口，所述的壳体的两端与两个法兰盘可拆卸连接，转动轴设置在壳体内长度方向中心线上，转动轴两端与两个法兰盘转动且密封连接，转动轴一端与减速驱动机构传动连接，转轮滤盘及两个挡盘的中心处分别设有中心轴孔，转轮滤盘及两个挡盘均设置在壳体内，两个挡盘与两个法兰盘相邻设置，转轮滤盘设置在两个挡盘之间，转轮滤盘的中心轴孔及两个挡盘的中心轴孔分别与转动轴固接，转轮滤盘上设有数个过滤通孔，转轮滤盘与壳体内壁之间以及两个挡盘与壳体内壁之间各分别通过环状密封装置密封，转轮滤盘将壳体内分隔成两个腔室，两个腔室通过数个过滤通孔连通，每个腔室沿平行于轴线方向由分隔板分隔成两个不相通的污水或地表水腔室单元，四个污水或地表水腔室单元中位于轴线一侧的两个通过过滤通孔相通，壳体的侧壁上分别设有污水或地表水进水口、污水或地表水出水口、污水或地表水回水口及污水或地表水排水口，污水或地表水进水口与四个污水或地表水腔室单元的任意一个相连通，与该任意一个污水或地表水腔室单元相连通的一个污水或地表水腔室单元与污水或地表水出水口相连通，连通污水或地表水出水口的污水或地表水腔室单元所在腔室的另外一个污水或地表水腔室单元与污水或地表水回水口相连通，连通污水或地表水进水口的污水或地表水腔室单元所在腔室的另外一个污水或地表水腔室单元与污水或地表水排水口相连通，所述的减速驱动机构包括减速器和电机，电机的输出轴通过减速器与转动轴所述的一端传动连接，电机通过时间继电器和行程开关或光电开关控制正反转动和停止与启动。

本发明相对现有技术的有益效果是：

（1）通过电机驱动转轮滤盘转动，转轮滤盘转动后过滤孔位置发生变化，孔内的水流方向反向，实现了一个腔室单元的过滤孔过滤，另一个腔室单元的过滤孔反冲洗，在电机按时正反转动的情况下，过滤孔的位置交替变化；

（2）这是一种间歇性的过滤孔交替工作方式，前述发明人以前申请的专利及其它专利相关等采用连续转动方式，其主要缺陷是由于连续转动，解决不了水流短路问题，造成过滤区与反冲区的严重混水；

（3）采用了分隔板将进出水分成四个腔室单元，通过限位槽和橡胶密封件密封，结构上简单可靠，同时采取了活动连接方式，可定期维护更换；

（4）限位槽和橡胶密封件密封效果可保证反冲回水混入进水的混水量不超过5%，解决了现有技术混水30%以上的这一关键问题；

（5）限位槽和橡胶密封件密封方式不仅起到了密封作用，同时由于是柔性接触密封，保证了电机正反转动停止时不发生硬冲击，保护了减速机和电机，运行安全、稳定；

（6）可在过滤孔内固定套装过滤套，将过滤套的长度控制在200mm左右，避免已被截留的悬浮物在被反冲时发生孔间缠绕，即相对较长的悬浮物，例如头发丝等缠绕在2个或3个过滤孔之间，无法反冲掉，从而最终造成过滤孔堵塞；

（7）转轮滤盘将壳体内部分成了两个腔室，其中进水口和排水口所连通的腔室是被截留的杂物所在的腔室，出水口和回水口所连通的腔室与后续换热设备连通，保证了在转轮滤盘发生转动时杂物不会进入后续换热设备。

上述区别及有益效果都是现有技术没有的，本专利同时解决了过滤与反冲洗功能、混水问题、密封问题、电机正反转冲击问题及悬浮物缠绕问题等。

附图说明

图1是本发明的整体结构主视图；

图2是图1的A-A截面的剖视图；

图3是图1的B区域局部放大图；

图4是图2的C区域局部放大图；

图5是图1的D区域局部放大图。

图中，壳体1、减速驱动机构2、转动轴3、转轮滤盘4、法兰盘5、挡盘7、环状密封装置8、过滤通孔9、污水或地表水腔室单元10、污水或地表水进水口11、污水或地表水出水口12、污水或地表水回水口13、污水或地表水排水口14、过滤套15、分隔板16、限位条板17、限位槽18、连接板19、橡胶密封件20、压板21、端板条22、橡胶限位凸台23、耐磨轴套24、密封圈一25、滚动轴承26、密封环27、密封圈二28、减速器29、电机30。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1~图3及图5所示，本实施方式的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，所述的转轮式防堵装置包括壳体1、减速驱动机构2、转动轴3、转轮滤盘4、法兰盘5、挡盘7、环状密封装置8、分隔板16、污水或地表水进水口11、污水或地表水出水口12、污水或地表水回水口13及污水或地表水排水口14，所述的壳体1的两端与两个法兰盘5可拆卸连接，转动轴3设置在壳体1内长度方向中心线上，转动轴3两端与两个法兰盘5转动且密封连接，转动轴3一端与减速驱动机构2传动连接，转轮滤盘4及两个挡盘7的中心处分别设有中心轴孔，转轮滤盘4及两个挡盘7均设置在壳体1内，两个挡盘7与两个法兰盘5相邻设置，转轮滤盘4设置在两个挡盘7之间，转轮滤盘4的中心轴孔及两个挡盘7的中心轴孔分别与转动轴3固接，转轮滤盘4上设有数个过滤通孔9，转轮滤盘4与壳体1内壁之间以及两个挡盘7与壳体1内壁之间各分别通过环状密封装置8密封，转轮滤盘4将壳体1内分隔成两个腔室，两个腔室通过数个过滤通孔9连通，每个腔室沿平行于轴线方向由分隔板16分隔成两个不相通的污水或地表水腔室单元10，四个污水或地表水腔室单元10中位于轴线一侧的两个通过过滤通孔9相通，壳体1的侧壁上分别设有污水或地表水进水口11、污水或地表水出水口12、污水或地表水回水口13及污水或地表水排水口14，污水或地表水进水口11与四个污水或地表水腔室单元10的任意一个相连通，与该任意一个污水或地表水腔室单元10相连通的一个污水或地表水腔室单元10与污水或地表水出水口12相连通，连通污水或地表水出水口12的污水或地表水腔室单元10所在腔室的另外一个污水或地表水腔室单元10与污水或地表水回水口13相连通，连通污水或地表水进水口11的污水或地表水腔室单元10所在腔室的另外一个污水或地表水腔室单元10与污水或地表水排水口14相连通。

具体实施方式二：如图1及图3所示，具体实施方式一所述的污水或地表水源热泵系统防堵装置，所述的转轮滤盘4上的每个过滤通孔9内固定套装有一过滤套15。

具体实施方式三：如图1及图3所示，具体实施方式二所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，所述的过滤套15的长度为5mm~400mm。

具体实施方式四：如图1、图2及图3所示，具体实施方式一或二所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，四个污水或地表水腔室单元10中的每两个不相通的污水或地表水腔室单元10之间沿轴线方向设有两个分隔板16，两个分隔板16的其中两个表面设置在转动轴3轴线所在的截面内，设置在每个腔室内的两个分隔板16与转动轴3侧壁固接，每个分隔板16与壳体1内壁之间设有间距，每个腔室内沿轴向设有两个限位条板17，两个限位条板17与该两个限位条板17所在腔室内的两个分隔板16相邻设置，且两个限位条板17的纵向中心线之间的夹角为180°，两个限位条板17与壳体1内壁可拆卸连接（通过螺丝），每个限位条板17的两个相对应侧面上沿长度方向贯通加工有限位槽18，每个分隔板16上固定有一连接板19，连接板19的外端伸出分隔板16的外端并设置在分隔板16与壳体1内壁之间设有的间距内，连接板19的两个表面上对称固定有两个橡胶密封件20，两个橡胶密封件20通过两个压板21与连接板19固接，连接板19外端固定有端板条22，两个橡胶密封件20的外端均设有橡胶限位凸台23，且橡胶限位凸台23设置在端板条22与压板21之间，橡胶限位凸台23与限位槽18接触密封。

具体实施方式五：如图1及图3所示，具体实施方式一或四所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，每个环状密封装置8均包括密封环27和密封圈二28，三个密封环27的外环面均与壳体1内壁固接，过滤盘4及两个挡盘7均分别通过密封圈二28与所对应的密封环27密封连接。

具体实施方式六：如图1所示，具体实施方式一所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，所述的减速驱动机构2包括减速器29和电机30，电机30的输出轴通过减速器29与转动轴3所述的一端传动连接，电机通过时间继电器和行程开关或光电开关控制正反转动和停止与启动。

具体实施方式七：如图1及图5所示，具体实施方式一所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，所述的转动轴3与法兰盘5之间装有耐磨轴套24，转动轴3与耐磨轴套24之间通过密封圈一25密封连接，所述的转动轴3与法兰盘5之间通过滚动轴承26转动连接。

工作原理：

污水或地表水从污水或地表水进水口11进入首个污水或地表水腔室单元10，在分隔板16的阻隔以及限位条板17、限位槽18、连接板19、橡胶密封件20、压板21、端板条22、橡胶限位凸台23组成的密封条件下，污水或地表水经过转轮滤盘4进入第二个污水或地表水腔室单元10，该过程中转轮滤盘4的过滤通孔9对污水或地表水起过滤作用，第二个污水或地表水腔室单元10与污水或地表水出水口12相通，从污水或地表水出水口12出去后进入后续换热设备，经换热后，污水或地表水再从污水或地表水回水口13进入第三个污水或地表水腔室单元10，在分隔板16的阻隔以及限位条板17、限位槽18、连接板19、橡胶密封件20、压板21、端板条22、橡胶限位凸台23组成的密封条件下，污水或地表水经转轮滤盘4的过滤通孔9进入第四个污水或地表水腔室单元10，该过程中，污水或地表水对转轮滤盘4的过滤通孔9起反冲洗作用，污水或地表水最后从污水或地表水排水口14排出。当运行一段时间后，驱动机构动作，驱动转轮滤盘4转动，将转轮滤盘4起过滤作用的过滤通孔9旋转至反冲洗位置，已被反冲洗的过滤通孔9旋转至起过滤作用的位置，如此循环动作，过滤与反冲洗同时进行，定期交换过滤通孔9的位置。

Claims (7)

1.污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，其特征是：所述的转轮式防堵装置包括壳体（1）、减速驱动机构（2）、转动轴（3）、转轮滤盘（4）、法兰盘（5）、挡盘（7）、环状密封装置（8）、分隔板（16）、污水或地表水进水口（11）、污水或地表水出水口（12）、污水或地表水回水口（13）及污水或地表水排水口（14），所述的壳体（1）的两端与两个法兰盘（5）可拆卸连接，转动轴（3）设置在壳体（1）内长度方向中心线上，转动轴（3）两端与两个法兰盘（5）转动且密封连接，转动轴（3）一端与减速驱动机构（2）传动连接，转轮滤盘（4）及两个挡盘（7）的中心处分别设有中心轴孔，转轮滤盘（4）及两个挡盘（7）均设置在壳体（1）内，两个挡盘（7）与两个法兰盘（5）相邻设置，转轮滤盘（4）设置在两个挡盘（7）之间，转轮滤盘（4）的中心轴孔及两个挡盘（7）的中心轴孔分别与转动轴（3）固接，转轮滤盘（4）上设有数个过滤通孔（9），转轮滤盘（4）与壳体（1）内壁之间以及两个挡盘（7）与壳体（1）内壁之间各分别通过环状密封装置（8）密封，转轮滤盘（4）将壳体（1）内分隔成两个腔室，两个腔室通过数个过滤通孔（9）连通，每个腔室沿平行于轴线方向由分隔板（16）分隔成两个不相通的污水或地表水腔室单元（10），四个污水或地表水腔室单元（10）中位于轴线一侧的两个通过过滤通孔（9）相通，壳体（1）的侧壁上分别设有污水或地表水进水口（11）、污水或地表水出水口（12）、污水或地表水回水口（13）及污水或地表水排水口（14），污水或地表水进水口（11）与四个污水或地表水腔室单元（10）的任意一个相连通，与该任意一个污水或地表水腔室单元（10）相连通的一个污水或地表水腔室单元（10）与污水或地表水出水口（12）相连通，连通污水或地表水出水口（12）的污水或地表水腔室单元（10）所在腔室的另外一个污水或地表水腔室单元（10）与污水或地表水回水口（13）相连通，连通污水或地表水进水口（11）的污水或地表水腔室单元（10）所在腔室的另外一个污水或地表水腔室单元（10）与污水或地表水排水口（14）相连通。

2.如权利要求1所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，其特征是：所述的转轮滤盘（4）上的每个过滤通孔（9）内固定套装有过滤套（15）。

3.如权利要求2所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，其特征是：所述的过滤套（15）的长度为5mm~400mm。

4.如权利要求1或2所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，其特征是：四个污水或地表水腔室单元（10）中的每两个不相通的污水或地表水腔室单元（10）之间沿轴线方向设有两个分隔板（16），两个分隔板（16）的其中两个表面设置在转动轴（3）轴线所在的截面内，设置在每个腔室内的两个分隔板（16）与转动轴（3）侧壁固接，每个分隔板（16）与壳体（1）内壁之间设有间距，每个腔室内沿轴向设有两个限位条板（17），两个限位条板（17）与该两个限位条板（17）所在腔室内的两个分隔板（16）相邻设置，且两个限位条板（17）的纵向中心线之间的夹角α为180°，两个限位条板（17）与壳体（1）内壁可拆卸连接（通过螺丝），每个限位条板（17）的两个相对应侧面上沿长度方向贯通加工有限位槽（18），每个分隔板（16）上固定有一连接板（19），连接板（19）的外端伸出分隔板（16）的外端并设置在分隔板（16）与壳体（1）内壁之间设有的间距内，连接板（19）的两个表面上对称固定有两个橡胶密封件（20），两个橡胶密封件（20）通过两个压板（21）与连接板（19）固接，连接板（19）外端固定有端板条（22），两个橡胶密封件（20）的外端均设有橡胶限位凸台（23），且橡胶限位凸台（23）设置在端板条（22）与压板（21）之间，橡胶限位凸台（23）与限位槽（18）接触密封。

5.如权利要求1和2所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，其特征是：每个环状密封装置（8）均包括密封环（27）和密封圈二（28），三个密封环（27）的外环面均与壳体（1）内壁固接，过滤盘（4）及两个挡盘（7）均分别通过密封圈二（28）与所对应的密封环（27）密封连接。

6.如权利要求1所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，其特征是：所述的减速驱动机构（2）包括减速器（29）和电机（30），电机（30）的输出轴通过减速器（29）与转动轴（3）所述的一端传动连接，电机通过时间继电器和行程开关或光电开关控制正反转动和停止与启动。

7.如权利要求1所述的污水或地表水源热泵系统转轮式防堵装置，其特征是：所述的转动轴（3）与法兰盘（5）之间装有耐磨轴套（24），转动轴（3）与耐磨轴套（24）之间通过密封圈一（25）密封连接，所述的转动轴（3）与法兰盘（5）之间通过滚动轴承（26）转动连接。

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