CN103732541A - 具有膜过滤器和该过滤器的自动反冲洗系统的无电式水净化设备 - Google Patents

Abstract

具有膜过滤器和该过滤器的自动反冲系统的无电运行的水净化装置，特征在于，在运行期间，在能够增加至切断通向膜过滤器的反馈的特定最大压力的渐增的压力下，导流固定百分比的流出的经过滤的水，并且将其储存在容器中，从而因此，在通过膜过滤器过滤特定体积的经污染的水之后，容器内的压力将超出单向闭合件的最大可抵抗压力，该单向闭合件随后将打开，从而在高于原始过滤压力的较高压力下，迫使容器内的内容物向后穿过该膜过滤器，而在容器被清空后，在该自动闭合件中将提供有该原始过滤压力。

Description

具有膜过滤器和该过滤器的自动反冲洗系统的无电式水净化设备

技术领域

本发明的主题是具有膜过滤器和该过滤器的自动反冲系统的水净化设备，该设备能够在不使用电子测量与控制技术或电动装置的情况下工作。

背景技术

在世界的许多区域中，并不易于得到电力，而且洁净的水通常是缺乏的或甚至是不存在物品。现代水处理设备通常利用膜过滤器技术，其中，用于清洁的过滤器的频繁反冲是持续运行的条件。在目前的系统中，该反冲是电子控制的，并且电力对于电子测量与控制装置和多个过滤器的运行是不可或缺的。这就测量合适给定的过滤器需要进行洗涤，通常随后利用一个过滤器的内容物或来自蓄水池的供应在较高的压力和电动泵的帮助下来洗涤其他过滤器。

这就意味着现存的系统不能在缺乏电力或不能供应电力的地方中使用。

本发明的目的是得到运行可靠并且易于维护的用于水处理设备中的膜过滤器的自动反冲的系统，该系统不需要使用电子测量与控制技术或电动装置，该水处理设备用于饮用水的生产，例如在不能得到电的区域中其可作为公众使用的水供应源。

申请2009/019592描述了一种以膜过滤器和凭借使用简单泵送机构的反冲清洁那些过滤器的装置为特征的设备。该设备明显地以小规模使用，并且理论上似乎在这些环境中是能够满足指定的目标。然而，实际上，在如此低压下以及如此小量下的反冲是不够有效的。此外，假定对该系统施加来自使用者用于冲洗的蓄意行为，这意味着特别是当设备通过几个使用者同时运行时，不能确保常规清洁。

专利申请FR2699830也描述了一种具有反冲系统的水处理设备。在该情况下，在不超过泵的供应压的压力下，经处理的水的一部分被储存用于蓄水池中反冲的目的。该系统并不能满足可以在供应压以上的压力下进行反冲的需求。另一不足是：在每个泵冲程中，由于一旦蓄水池被完全充满，上升的压力导致水从出口处流出，从而打开和关闭放置在出口的限压阀，这样供应泵不断出现反压。此外，在由于下降的泵压，在该排放阀将打开的假定下，由于在废水罐水平降至特定水平后，停止泵送并且使得系统中现存压力来产生穿过过滤器的反向流动，这样就开始反冲，由此该反冲系统并不是自动的。然而，根据本专利申请，由于反冲压将仍然施加至该阀，所以该假定是不成立的。

专利申请DE10044713A1描述了一种具有用于过滤器的反冲系统的处理设备，其包括未连接至供应泵的活塞，该活塞凭借加压的空气在气缸中前后移动。这吸入了经净化的水以随后在通过限压阀限制的压力下对其加压而使其穿过过滤器。由于系统的性质，冲回少量的经净化的水，并且该设备并不适用于净化用于人类消耗的水。其也不用于如本文中（第一页，第二段，第3至4行）所述的目的。此外，并不清楚的是，反冲是否是自动地进行，并且如果是自动进行，是如何进行的。

专利申请DE10302014A1描述了一种反冲系统，其包括用于储存经处理的水的压力容器。这就使得在没有泵的情况下，通过打开在过滤器的废水侧上的出口而使得经处理的水冲回。压力容器已经在反冲系统中应用了一段时间。在正常运行中，通过恰巧在反冲前指定填充压力容器的可能性，从而泵不需要抵抗压力容器中建立的压力工作，并且基于这样的事实：通过打开在过滤器的废水侧的出口来实现反冲的需要，除此之外，该专利申请显示，该系统也没有满足在本申请的引言中指定的自动反冲的目的。

在新鲜的水反冲穿过过滤器期间，泵的单个使用者，以及时的方式全面部署足够的压力对于能够普遍展开并且不需任何人引导下使用水处理设备是重要的需求。现存的专利未提供符合该目的的用于自动反冲的方法或装置。

最近期的实用新型AT11812U2也未满足用于该类自动反冲的需求。

发明内容

上述提出的方案均未能完全符合所宣称的目的，特别是在不需要使用者的蓄意行为的情况下，以及时的方式发生反冲，并且在基本较高的压力下，尤其是供应压的两倍的压力下，足够量的经过滤的水以连续流动的方式冲回穿过过滤器。

在引言中所述的环境下，本发明的目的是开发一种水处理设备，该设备包括至少一个装配有自动反冲系统的膜过滤器，在供应压以上的压力下，该水处理设备允许至少等于过滤器的内容物的量的滤液被压回穿过过滤器并且以连续流动的方式从过滤器排出，所有这些，是在在处理完特定量的水之后并且未使用电力和/或电子测量与控制技术以及未通过使用者的蓄意行为下进行。

对于该目的，本发明提出了一种水处理设备，所述水处理设备以膜过滤器和所述膜过滤器的自动反冲系统为特点，其特征在于，通过泵将固定百分比的从膜过滤器流出的经过滤的水经由限压单向阀泵入洗涤水容器，所述泵具有估算的输出和压力容量，其中，通过现有技术中任何可能已知的方法-例如风箱来产生反压（P）（高于水被过滤的液压）。原则上，洗涤水容器应当在一定压力下通过现有技术中的任何可能的方法来与通向相关的膜过滤器的反馈相隔离，但是优选地，经由如本专利的结论5和6中描述的能够打开且关闭的限压密封件来与相关的膜过滤器的反馈相隔离，由此凭借任何现有技术，优选通过本专利说明书中的结论7中的发现部分中所述的方法通过超压打开该限压密封件，该限压密封件的打开与几乎同时地中断来自相关膜过滤器的滤液的流入以及至出口的滤液的排放和膜过滤器的废水入口上的排出管的打开相联，以确保洗涤水能够仅经由膜过滤器冲回至相关排出管。当然，在这种情况下，可以自由地确定泵的容量、洗涤水容器中的反压、限压密封件的耐压性、以及洗涤水容器的体积之间的相互关系，但优选地，应当设置成使在过滤一定量的废水后，在限压密封件允许的最大压力下，洗涤水容器被填充有足够的滤液以冲回至少等于在压力下待被冲洗的膜过滤器或过滤器的内容物的体积，该压力为过滤废水的供应压的至少两倍。

凭借各种现存的非电机械方法可自然地实现在打开密封件期间，对水进行加压以使其穿过膜过滤器、以及将固定百分比的从该膜过滤器流出的滤液导流至洗涤水容器、以及构建限压密封件和关联性中断流动和打开排放通道。从现有技术中已知，限压阀在超压的情况下打开，但是只要超压终止，限压阀关闭。然而，在所提出的系统中，该阀必须保持打开直到所需的体积被压出洗涤水容器。理论上，这可凭借在打开期间被激活的计时机构来暂时阻断密封组件来得到保证。然而，由于因为阀或其他移动部件的控制的要求而必须在通过轴或类似物从外部侵入液压回路的位置提供各种类型的密封件，所以这样的机构是脆弱且需要维护的。这也适用于在限压密封件打开或关闭时控制废水和滤液的流动的阀或的相似元件的同时关闭和开启。

附图说明

为了更好地满足该目的并且使得该水处理设备易于维护且在运行中更可靠，本发明包括两个优选的技术方案：用于关闭或打开滤液或废水的流入的嵌入在液压回路中的磁压限制器和嵌入在液压回路中的隔膜阀。图1、图2和图3示出了这两种方案，本发明的潜在实施的说明中的相关水处理设备的部件，以及在每个图示中相同的数字表示相同的部件。

具体实施方式

这三个附图都示出了反冲系统，图1和图2为过滤期间，其中图2更加详细，图3在反冲期间是详细的。提出的实施例包括：a）供应泵（2），该供给泵（2）能够借助杠杆而物理地操作以及从废水源（1）抽取待处理的水，推动该待处理的水经由蓄水池（4）穿过膜过滤器（3）至出口（5）；以及b）次级泵（6），该次级泵（6）与供给泵（2）并行地运转，并且具有较小的流量，其转移来自溢流罐（4）的较低区域的部分滤液，并且在反压下凭借单向阀（7）将其向前泵入至洗涤水容器（8）。凭借闭合组件（包括通过两个磁力连接的部件（9a和9b）的磁力联接件（link）（9）而保持在关闭位置的活塞（10））将容器与反馈（feedback）（12）隔开，直至在该洗涤水容器中的压力超过磁力联接件的强度，中断磁力联接件并且使活塞（10）移动至通向膜过滤器的反馈通道（12）保持打开的位置。凭借间接地控制安装在活塞（10）的外壳（18）的外部的磁力阀（13和14）来完成打开用于排放已经冲回穿过过滤器的水的排出管的同时关闭从供给泵（2）的流入，其中磁力阀（13和14）不经由电磁控制铁针，而是通过一个接一个放置在活塞（10）上的轴向方向上的相对极化的永久磁铁（15a、15b、15c和15d）的磁化棒（13a和14a）而被放置在打开和关闭的位置。通过活塞（10）同时封闭至出口（5）的排出管。具有对废水源的反馈的放置在隔膜阀前面的过压阀防止在反冲期间连续泵送情况下反冲的损坏或中断。

在通过反压（P）使洗涤水被压出容器之后，螺旋弹簧（11）将活塞（10）沿相反方向推回，磁性联接（9）恢复，控制隔膜阀通过磁铁（15b和15d）被放回到它们的初始位置，通向出口的排出管（5）通过活塞（10）再次释放，并且该过程将再次开始。

Claims (7)

1.一种无电式水处理设备，所述无电式水处理设备以膜过滤器和所述过滤器的自动反冲系统为特点，其特征在于，在过滤过程期间，通过非电泵（6）导流固定百分比的从所述膜过滤器流出的经过滤的水，通过所述非电泵（6）将经过滤的水穿过单向阀泵入洗涤水容器（8），所述非电泵（6）具有估算输出和压力容量的目的，在所述洗涤水容器（8）中，通过现有技术中任何可能已知的方法-例如风箱来产生反压（P）（高于废水被压入穿过所述膜过滤器（3）的压力），由此，所述洗涤水容器（8）在特定压力下通过现有技术已知的或如本专利中所述任何可行的密封件来与通向膜过滤器（3）的反馈（11）相隔离，所述密封件能够打开和闭合，并且不通过电子控制，从而，凭借现有技术中已知的或如本专利中所述任何非电方法，通过超压打开该限压密封件，而所述限压密封件的打开与几乎同时地中断来自相关膜过滤器（3）的滤液的流入以及至出口（5）的排出管的闭合和所述过滤器的废水入口上的排出管（14）的打开相联，以允许在反冲后洗涤水穿过所述膜过滤器被排放。

2.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，凭借具有联合驱动和不同的输出速率的两个脉冲泵完成将滤液供给至所述洗涤水容器和将固定百分比的滤液导流至所述洗涤水容器，在所述两个脉冲泵中，其中具有较高输出的脉冲泵（2）泵送废水穿过所述膜过滤器（3），而具有较小输出的脉冲泵（6）转移通过第一泵产生的滤液流量与其输出成比例的一部分，并且将其泵送经由单向阀（7）进入洗涤水容器（8）。

3.根据权利要求1所述的水处理设备，其特征在于，凭借泵完成将固定百分比滤液的流量导流至所述洗涤水容器（8），所述泵由来自所述膜过滤器的滤液流以如下方式液压地驱动：通过水闸中断滤液至出口的输送，所述水闸的运行取决于所述泵的运行。

4.根据权利要求1和其从属权利要求中任一项所述的水处理设备，其特征在于，彼此相应地设置待转移滤液的百分比、以及所述洗涤水容器（8）的内容物和在所述洗涤水容器（8）中产生的反压（P）、所述泵（6）的压力容量和输出、以及所述限压密封件的最大抗压力，以使得在过滤完给定体积的废水之后，在所述限压密封件允许的最大压力下，所述洗涤水容器（8）被填充有足量的滤液来使得一次穿过所述膜过滤器或过滤器（3）向后冲洗等于待冲洗的所述膜过滤器或过滤器（3）的内容物的体积，并且压力为至少两倍的过滤压力。

5.根据权利要求1和其从属权利要求中任一项所述的水处理设备，其特征在于，通过从所述过滤器至所述洗涤水容器（8）的流动路径中的闭合组件（10）形成所述限压密封件，所述闭合组件（10）能够在封闭所述洗涤水容器（8）和通向所述膜过滤器的反馈（12）之间的连接的位置和联接到所述闭合组件（10）的组件（9b）和相对于所述洗涤水容器固定的磁力可联接的组件（9a）之间移动，凭借所述限压密封件，所述闭合组件（10）被磁力固定在密封位置中，所述磁力对应于在所述洗涤水容器（8）中必须特意达到的最大压力，其中，在所述洗涤水容器（8）中的实际压力影响所述闭合组件（10）导致磁力联接件（9）上的拉力与所述磁力具有相反的作用。

6.根据权利要求1和5中任一项所述的水处理设备，其特征在于，通过活塞（10）形成在所述洗涤水容器（8）和通向所述膜过滤器（3）的反馈之间的连接上的限压密封件，所述活塞（10）在气缸中轴向地移动，并且在闭合位置中（图1），所述活塞（10）磁力地连接至所述组件（9a），所述组件（9a）相对于所述洗涤水容器被固定，由此，在所述闭合位置中，所述活塞（10）封闭所述洗涤水容器（8）至所述膜过滤器的反馈（12），并且在所述磁力联接件（9）由于所述洗涤水容器中的超压而被中断后，所述活塞（10）沿轴向方向逆着螺旋弹簧（11）的压力移动至临时位置（图2），其中只要洗涤水被压出所述洗涤水容器（8），所述洗涤水容器（8）和所述反馈（12）之间的连接就保持打开。

7.根据权利要求1和其从属权利要求中任一项所述的水处理设备，其特征在于，在打开和闭合所述限压密封件期间，凭借间接控制的磁阀（13和14）来实现滤液和洗涤水的同时阻塞或通过，由此，通过两个可移动的永久磁铁控制放置在每个阀中的磁化棒，所述两个可移动的永久磁铁具有彼此相反的极化，且沿中间磁化棒的一侧在阀的外部依次放置。所述阀以这样的方式被安装在所述洗涤水容器的限压密封件的外壳（18）上：通过放置在阀（图3，13a和14a）中的磁化棒和沿轴向一个接一个在所述限压密封件的移动组件（10）上放置的相反极化的永久磁铁（15a、15b、15c和15d）之间的相互作用打开和关闭所述阀。

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