CN104812457A - 具有集成的介质保持架密封的过滤系统 - Google Patents

Abstract

一种具有过滤介质保持架密封的过滤系统，其包括：至少一个暗渠块体，其具有顶壁、底壁和在顶壁和底壁之间延伸的一对侧壁；过滤介质保持架，其安装在至少一个暗渠块体的顶壁上；以及至少一个肋条，其设置在暗渠块体和过滤介质保持架之间。至少一个肋条在暗渠块体和过滤介质保持架之间形成密封，并且防止过滤介质进入暗渠块体。至少一个肋条可以一体形成于至少一个暗渠块体上。可替换地，至少一个肋条可以一体形成于过滤介质保持架上。肋条为可压扁的和/或该肋条咬合到邻接的部件的表面，以减少或消除对单独的密封件的需求。

Description

具有集成的介质保持架密封的过滤系统

相关专利申请的交叉引用

本申请主张提交于2012年9月14日的美国临时申请编号61/701,254的优先权，其全部内容通过引用的方式并入于此。

本发明的背景

本发明的领域

本发明大体涉及用于过滤含有颗粒的液体的过滤系统，特别地涉及包括集成的介质保持架密封的过滤系统。

相关现有技术概述

重力过滤器被用于将水与悬浮固体分离。重力过滤器的主要组件为过滤介质和暗渠块体。暗渠块体的横截面一般为正方形或长方形，并且具有与其横截面相比较长的纵轴。这些暗渠块体首尾相连地联结，形成被称为平联的长段。当使用单流浇注安装方法时，使用一系列锚杆、水平支撑和灌浆将暗渠平联联结至过滤地面。

过滤介质被用于在液体经过介质时从待过滤液体中捕获脏颗粒。过滤介质被过滤介质保持架支撑，使得过滤介质不会进入暗渠块体或收集系统。过滤介质保持架通常为一个或多个平板，其放置在暗渠块体的顶部。为了进一步防止过滤介质进入暗渠块体，在过滤介质和暗渠块体之间插入密封件。

具体地，过滤介质和暗渠块体之间插入的密封件为填料、高粘性合成橡胶带和类似物。然而，这些密封件具有诸多缺陷。例如，这些密封件是昂贵的，并且在组装过滤系统的过程中密封件的应用是耗时的。此外，在多次使用之后，暗渠块体的顶部周围不完整的密封布置允许过滤介质进入暗渠块体。

鉴于前述，存在对于这样的过滤系统的需求，该过滤系统包括能够在过滤介质保持架和暗渠块体之间形成密封的集成结构组件。

发明内容

在一个非限制性实施方式中，本发明涉及一种用于过滤系统的暗渠块体。暗渠块体包括顶壁、底壁、在顶壁和底壁之间延伸的一对侧壁，以及至少一个可压扁的肋条，该肋条一体形成于暗渠块体的顶壁上。肋条从暗渠块体的顶壁凸出，该凸出的高度的范围为0.01英寸至0.05英寸，并且该凸出的宽度的范围为0.01英寸至0.05英寸。肋条也可以形成为不同的形状，包括三角形。

暗渠块体可以具有一个或多个肋条，该肋条从顶壁凸出。当暗渠块体包括多个肋条时，多个肋条可以从顶壁凸出不同的高度，该高度的范围为0.01英寸至0.05英寸。一个或多个肋条可以包括间断的肋条、连续的肋条、间断的肋条的组合、连续的肋条的组合或间断的和连续的肋条的组合，该肋条具有要么单线要么平行线或一系列平行线的构造的样式。在一个实施方式中，一个或多个肋条可以围绕暗渠块体的顶壁的周界连续地延伸。进一步地，暗渠块体，包括一体形成于其上的可压扁的肋条，可以由多种材料制成，例如高密度聚乙烯。

暗渠块体还可以具有轨道，该轨道沿着暗渠的顶壁的至少一侧延伸。轨道可以沿着与底壁相对的方向从暗渠块体的顶壁凸出。在一个实施方式中，轨道被设置在可压扁的肋条的外部，并且轨道沿着暗渠块体的顶壁的至少一个外侧边延伸。在这一实施方式中，轨道可以作为可压扁的肋条的防护屏障。

在另一个非限制性实施方式中，可压扁的肋条直接形成于轨道的内壁上，而不是形成于暗渠块体的顶壁上。肋条可以一体形成于轨道上。肋条从轨道的内壁凸出，其凸出的方式与上述的肋条从暗渠块体的顶壁凸出的方式相同。

本发明还涉及一种过滤介质保持架。过滤介质保持架包括顶面、底面、以及至少一个肋条，该肋条从底面凸出。至少一个肋条可以一体形成于过滤介质保持架的底面上。至少一个肋条可以从过滤介质保持架的底面凸出，该凸出的高度的范围为0.01英寸至0.05英寸。

在根据本发明的一个实施方式中，过滤介质保持架包括多个从底面凸出的肋条。从底面凸出的多个肋条可以具有不同的高度，该高度的范围为0.01英寸至0.05英寸。一个或多个肋条可以包括间断的肋条、连续的肋条、间断的肋条的组合、连续的肋条的组合或间断的和连续的肋条的组合，该肋条具有要么单线要么平行线或一系列平行线的构造的样式。在一个非限制性实施方式中，至少一个肋条围绕过滤介质保持架的底面的周界连续地延伸。过滤介质保持架可以由高强度塑料制成，高强度塑料包括但不限于，丙烯腈—丁二烯—苯乙烯(ABS)、掺有玻璃的ABS，以及聚苯醚与聚苯乙烯的共混物。

本发明还涉及一种过滤系统，其包括过滤介质保持架密封。过滤系统可以包括：至少一个暗渠块体，该暗渠块体具有顶壁、底壁，以及在顶壁和底壁之间延伸的一对侧壁；过滤介质保持架，其安装在至少一个暗渠块体的顶壁上；以及至少一个肋条，其设置在暗渠块体和过滤介质保持架之间。至少一个肋条在暗渠块体和过滤介质保持架之间形成密封，并且防止过滤介质进入暗渠块体。至少一个肋条可以一体形成于暗渠块体上。当过滤介质保持架安装在暗渠块体上时，至少一个肋条塌下。在另一个实施方式中，至少一个肋条一体形成于过滤介质保持架上，并且当过滤介质保持架安装在暗渠块体上时，至少一个肋条咬合到暗渠块体中。

附图说明

图1为根据本发明的暗渠块体和过滤介质保持架的透视图；

图2为图1中的暗渠块体和过滤介质保持架的横截面图；

图3为根据本发明的第一实施方式的暗渠块体的局部放大透视图，示出了肋条；

图4A为图3中的暗渠块体的局部放大透视图；

图4B为根据本发明的第二实施方式的暗渠块体及肋条的局部放大透视图；

图5为图3中的暗渠块体的透视图；

图6为根据本发明的第三实施方式的过滤介质保持架的局部放大仰视图；

图7为根据本发明的组装的暗渠块体和过滤介质保持架的透视图。

具体实施方式

为了在下文中说明的目的，术语“上方”、“下方”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“横向”、“纵向”，以及由其而来的派生物应与本发明相关，因为其为附图中的方向。然而，应理解的是，除有具体的相反说明外，本发明可以具有多种替换变型和步骤顺序。还应理解的是，附图所示的以及在说明书中所描述的具体装置和过程仅仅是本发明的示例性的实施方式。因此，在此公开的与实施方式相关的具体尺寸和其他物理特征并不视为限制。

参考图1，根据本发明的重力或压力过滤系统10包括至少一个暗渠块体12和过滤介质保持架14，过滤介质保持架14安装在暗渠块体12的顶部。一层或多层过滤介质(未示出)灌注在过滤介质保持架14的顶部。如前所述，过滤介质用于在液体经过过滤系统10过滤时从液体中移除杂质颗粒。

如图2所示，暗渠块体12具有多个外壁，多个外壁包括顶壁18、底壁20、以及在顶壁18和底壁20之间延伸的一对侧壁22。多个内壁24将暗渠块体12的中空内部分为主水平渠道26和两个次水平渠道28，两个次水平渠道28位于主水平渠道28的相对侧。此外，内壁24上设有多个通道32，从而在主水平渠道26和次水平渠道28之间提供流体连通。

暗渠块体12可以由结构泡沫制成，结构泡沫包括但不限于高密度聚乙烯(HDPE)。HDPE提供结构强度以及耐腐蚀性。其他可以使用的结构泡沫包括但不限于，低密度聚乙烯(LDPE)和聚氯乙烯(PVC)。

根据本发明的一个实施方式，如图3-5所示，暗渠块体12可以包括肋条34。肋条34可以一体形成于暗渠块体12的顶壁18上，如图3、4A和5所示。在这里所使用的“一体形成”表示组件或结构形成或者铸造成单一件。因此，一体形成于暗渠块体12的顶壁18上的肋条34表示暗渠块体12被铸成具有从暗渠块体12的顶壁18凸出的肋条34。例如，在一个实施方式中，在暗渠块体12的制造过程中，肋条34一体形成于暗渠块体12的顶壁18上。

形成于暗渠块体12的顶壁18上的肋条34可以从顶壁18凸出约0.01英寸至约0.05英寸。类似地，肋条34的宽度可以在约0.01英寸至约0.05英寸的范围内。此外，肋条34可以形成不同的形状。例如，如图4A所示，肋条34可具有三角形的形状。

在非限制性的实施方式中，暗渠块体12包括从顶壁18凸出的多个肋条34。多个肋条34可以围绕暗渠块体12的顶壁18的周界的一部分延伸，或者多个肋条可以围绕暗渠块体12的顶壁18的整个外周界延伸。多个肋条34可以连续排列。多个肋条34可以为间断的肋条34的组合，也可以是间隔分开的。可替换地，连续排列的多个肋条34可以这样放置，使得每个肋条34邻接下一个连续的肋条34。在这一实施方式中，连续排列的多个肋条34可以形成实质上连续的屏障。在一些实施方式中，多个肋条34包括连续排列的肋条34的组合。进一步地，在某些实施方式中，多个肋条34包括间断的肋条和连续的肋条34组的组合。多个肋条34可以形成诸如单线的样式或形成平行线或一系列平行线的构造。多个肋条34可以从顶壁18凸出相同的高度或不同的高度，高度的范围从0.01英寸至0.05英寸。

在另一个实施方式中，暗渠块体12包括一个肋条34，肋条34具有围绕顶壁18的周界的一部分延伸的长度。如图5所示，暗渠块体12还可以包括肋条34，肋条34具有围绕顶壁18的整个周界延伸的长度，从而形成围绕顶壁18的周界的连续壁。

肋条34可以由与暗渠块体12相同的材料制成。例如，暗渠块体12和肋条34两者都可以由HDPE制成。一般地，当肋条34一体形成于暗渠块体12的顶壁18上时，肋条34和暗渠块体12由相同的材料制成。在另一个非限制性实施方式中，暗渠块体12和肋条34由不同的材料制成。

参考图3-5，暗渠块体12还可以包括轨道40，轨道40实质上沿着与底壁20相对的方向从顶壁18凸出。轨道40可以与暗渠块体12一体形成。轨道40从顶壁18凸出的高度的范围为0.15英寸至约0.50英寸。轨道40的长度沿着顶壁18的至少一侧的一部分延伸。在一个实施方式中，轨道40位于肋条34的外部，并且沿着暗渠块体12的顶壁18的至少一个外侧边延伸，该外侧边与暗渠块体12的侧壁22邻近并连接。这沿着顶壁18的至少一个外侧边形成了屏障。在图5所示的非限制性实施方式中，暗渠块体12包括两个轨道40，轨道40沿着顶壁18的整个外侧边延伸。两个轨道40为形成于顶壁18上的肋条34提供防护屏障。这在组装过滤系统10之前防止物体损坏肋条34。

在非限制性实施方式中，如图4B所示，肋条34直接形成于轨道40的内壁42上，而不是形成于暗渠块体12的顶壁18上。肋条34可以一体形成于轨道40上。肋条34从轨道40的内壁42凸出，其凸出的方式与上述的肋条34从暗渠块体12的顶壁18凸出的方式相同。相应地，形成于轨道40的内壁42上的肋条34可以从轨道40凸出约0.01英寸至约0.05英寸。类似地，肋条34的宽度可以为从约0.01英寸至约0.05英寸的范围。此外，肋条34可以形成不同的形状。

在肋条34和暗渠块体12形成之后，过滤介质保持架14可以安装在暗渠块体12的顶壁18上。过滤介质保持架14可以由高强度塑料制成，高强度塑料包括但不限于ABS、掺有玻璃的ABS，以及聚苯醚与聚苯乙烯的共混物，例如，由沙特基础工业公司以商标名称为商业销售的塑料产品。当安装在暗渠块体12上时，过滤介质保持架14的形状和配置与暗渠块体12固定地接合。在一个实施方式中，过滤介质保持架14被紧固在暗渠块体12的顶部。例如，暗渠块体12可以包括位于顶壁18上的安装孔，并且过滤介质保持架14可以包括紧固件，该紧固件适用于与安装孔联结。在一个实施方式中，过滤介质保持架14通过紧固件被紧固在暗渠块体12的顶部，该紧固件包括但不限于螺栓。

如图1所示，过滤介质保持架14可以包括过滤介质保持架平板或多个相连接的平板，这些平板相互连接以形成过滤介质保持架14。这样的过滤介质保持架14在美国专利申请编号13/553,897中描述，该申请的全部内容以引用的方式结合于此。

当被安装在暗渠块体12上时，过滤介质保持架14与从暗渠块体12的顶壁18凸出的肋条34相接合。可替换地，在另一个实施方式中，过滤介质保持架14与从轨道40的内壁42凸出的肋条34相接合。过滤介质保持架14和肋条34之间的接合形成了暗渠块体12与过滤介质保持架14之间的密封，该密封防止过滤介质进入暗渠块体12。

在非限制性实施方式中，过滤介质保持架14由硬度大于肋条34的材料制成。例如，肋条34可以由HDPE制成，而过滤介质保持架14可以由ABS制成。当由ABS或类似的材料制成的过滤介质保持架14安装并紧固在包括由HDPE制成的肋条34的暗渠块体12上时，肋条34会由于过滤介质保持架14施加的力而塌下或压扁。压扁的肋条34形成了过滤介质保持架14和暗渠块体12之间的密封。

根据本发明的另一个实施方式，如图6所示，暗渠块体12不包括肋条34。更确切地说，过滤介质保持架14包括肋条50，肋条50从过滤介质保持架14的底面15凸出。肋条50可以一体形成于过滤介质保持架14的底面15上。例如，在一个实施方式中，在过滤介质保持架14的制造过程中，肋条50一体形成于过滤介质保持架14的底面15上。

类似于暗渠块体12的肋条34，过滤介质保持架14的肋条50可以从底面15凸出约0.01英寸至约0.05英寸，并且可以具有范围在约0.01英寸至0.05英寸的宽度。肋条50还可以造型为不同的形状，包括但不限于三角形。

在一个实施方式中，肋条50可以由与过滤介质保持架14相同的材料制成。例如，过滤介质保持架14和肋条50两者都由ABS制成。一般地，当肋条50一体形成于过滤介质保持架14的底面15上时，肋条50和过滤介质保持架14由相同的材料制成。在另一个非限制性实施方式中，过滤介质保持架14和肋条50由不同材料制成。

过滤介质保持架14可以包括从底面15凸出的多个肋条50。多个肋条50可以围绕过滤介质保持架14的底面15的周界的一部分延伸，或者多个肋条50可以围绕过滤介质保持架14的底面15的整个周界延伸。多个肋条50可以连续排列。多个肋条50也可以是间断的肋条50的组合，还可以是间隔分开的。可替换地，连续排列的多个肋条50可以这样放置，使得每个肋条50邻接下一个连续的肋条50。在这一实施方式中，连续排列的多个肋条50可以形成实质上连续的屏障。在一些实施方式中，多个肋条50包括连续排列的肋条50的组合。进一步地，在某些实施方式中，多个肋条50包括间断的肋条50和连续的肋条50组的组合。多个肋条50可以形成诸如单线的样式，或者形成平行线或一系列平行线的构造。多个肋条50可以从底面15凸出相同的高度或不同的高度，高度的范围从0.01英寸至0.05英寸。

在另一个实施方式中，过滤介质保持架14包括一个肋条50，该肋条具有围绕过滤介质保持架14的底面15的周界的一部分延伸的长度。过滤介质保持架14也可以包括肋条50，该肋条具有围绕底面15的整个周界延伸的长度，因此形成围绕底面15的周界的屏障。

当具有肋条50的过滤介质保持架14安装并紧固在暗渠块体12上时，从过滤介质保持架14凸出的肋条50咬合到暗渠块体12的顶壁18内。例如，从过滤介质保持架14凸出的肋条50可以由硬度大于暗渠块体12的材料制成，使得肋条50咬合到暗渠块体12的顶壁18内。这种来自肋条50的咬合力形成了暗渠块体12与过滤介质保持架14之间的密封。暗渠块体12与过滤介质保持架14之间形成的密封防止过滤介质进入暗渠块体12。在另一个实施方式中，从过滤介质保持架14凸出的肋条50由不同的材料制成，并且当过滤介质保持架14安装在暗渠块体12上时，肋条50将塌下或压扁，因此形成了暗渠块体12和过滤介质保持架14之间的密封。

如前详述的，本发明包括过滤系统10，其具有至少一个暗渠块体12、安装在暗渠块体12上的至少一个过滤介质保持架14，以及位于过滤介质保持架14和暗渠块体12之间的密封肋条34、50。在组装过程中，过滤介质保持架14被安装在暗渠块体12的顶壁18上。随后，过滤介质保持架14可以被紧固在暗渠块体12上。例如，暗渠块体12可以包括位于顶壁18上的安装孔，并且过滤介质保持架14可以包括适用于与安装孔联结的紧固件。适用于本发明的不同的紧固组装和配置在美国专利申请编号13/553,897中描述。

如前述，肋条34、50可以作为暗渠块体12的一部分或过滤介质保持架14的一部分一体形成。肋条34、50形成了暗渠块体12和过滤介质保持架14之间的密封接合。例如，在某些实施方式中，当过滤介质保持架14被安装在暗渠块体12上时，肋条34、50将塌下或压扁，从而形成了暗渠块体12和过滤介质保持架14之间的密封。可替换地，在某些实施方式中，当过滤介质保持架14被安装在暗渠块体12上时，肋条34、50将咬合到暗渠块体12或过滤介质保持架14中，从而形成暗渠块体12和过滤介质保持架14之间的密封。在过滤介质保持架14与暗渠块体12密封接合之后，过滤介质被放置在过滤介质保持架14中。图7示出了在此描述的组装的过滤系统10，其具有安装在暗渠块体12上的过滤介质保持架14。

在过滤过程中，待过滤的水体向下通过颗粒状的介质，并穿过分散的孔。从那里，水体经过次水平渠道28并随后经过主水平渠道26。主水平渠道26被连接至收集引水槽(未示出)，该引水槽接着将经过滤的液体输送至清洁井(未示出)，以分配至用户。

为了确保最大的过滤性能，过滤介质保持架14必须定期洗涤。洗涤通过将清洁水体泵送通过暗渠块体12并向上通过颗粒状介质来实现，通过颗粒状介质以从颗粒状介质中去除异质的颗粒。通常，为了准备用于水体冲洗的颗粒状介质，水中的颗粒状介质首先被只有空气的冲洗洗刷，其中空气被向上泵送通过暗渠块体12。只有空气的冲洗使脏物以及其他杂质变得松散，使得其更容易被后续的水体冲洗阶段带走。

在过滤和冲洗处理过程中，由肋条34、50形成的密封防止过滤介质进入暗渠块体12。因为肋条34、50已经形成于过滤介质保持架14或暗渠块体12上，密封处理过程容易、有效并且不费力。对应用密封件的需求也同时被减少或消除。

由于前述内容提供了不同的实施方式，本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下对这些实施方式进行修改和替换。例如，应理解的是，在可行的范围内，本发明包括任何实施方式的一个或多个特性可以与任何其他实施方式中的一个或多个特性相结合。相应地，前述描述旨在示意而非限制。在此描述的本发明由所附的权利要求所限定，并且落入其意涵以及权利要求的等同范围的本发明的所有变化均包含在其范围内。

Claims (21)

1.一种用于过滤系统的暗渠块体，该暗渠块体包括：

顶壁、底壁、在所述顶壁和底壁之间延伸的一对侧壁，以及至少一个可压扁的肋条，该肋条从所述暗渠块体凸出，其中，所述至少一个可压扁的肋条一体形成于所述暗渠块体上。

2.如权利要求1所述的暗渠块体，其中所述至少一个可压扁的肋条从所述暗渠块体的所述顶壁凸出。

3.如权利要求2所述的暗渠块体，其中所述至少一个可压扁的肋条从所述暗渠块体的所述顶壁凸出的高度的范围为0.01英寸至0.05英寸。

4.如权利要求2所述的暗渠块体，其中所述至少一个可压扁的肋条具有宽度，该宽度的范围为0.01英寸至0.05英寸。

5.如权利要求2所述的暗渠块体，其中所述暗渠块体包括从所述顶壁凸出的多个可压扁的肋条。

6.如权利要求5所述的暗渠块体，其中所述从所述顶壁凸出的多个可压扁的肋条具有不同的高度，该高度的范围为0.01英寸至0.05英寸。

7.如权利要求2所述的暗渠块体，其中所述至少一个可压扁的肋条围绕所述暗渠块体的所述顶壁的周界连续地延伸。

8.如权利要求1所述的暗渠块体，其中所述暗渠块体还包括轨道，该轨道沿着所述暗渠块体的所述顶壁的至少一个外侧边延伸，其中所述轨道沿着与所述底壁相对的方向从所述块体的所述顶壁凸出。

9.如权利要求8所述的暗渠块体，其中所述轨道一体形成于所述暗渠块体上。

10.如权利要求9所述的暗渠块体，其中所述至少一个可压扁的肋条一体形成于所述轨道上。

11.一种过滤介质保持架，其包括：

顶面、底面、以及至少一个肋条，该肋条从所述底面凸出，其中所述肋条一体形成于所述过滤介质保持架的所述底面上。

12.如权利要求11所述的过滤介质保持架，其中所述至少一个肋条从所述过滤介质保持架的所述底面凸出的高度的范围为0.01英寸至0.05英寸。

13.如权利要求11所述的过滤介质保持架，其中所述过滤介质保持架包括从所述底面凸出的多个肋条。

14.如权利要求13所述的过滤介质保持架，其中从所述底面凸出的所述多个肋条具有不同的高度，该高度的范围为0.01英寸至0.05英寸。

15.如权利要求11所述的过滤介质保持架，其中所述至少一个肋条围绕所述过滤介质保持架的所述底面的周界连续地延伸。

16.如权利要求11所述的过滤介质保持架，其中所述至少一个肋条是能够被压扁的。

17.一种具有过滤介质保持架密封的过滤系统，该过滤系统包括：

至少一个暗渠块体，其包括顶壁、底壁、在所述顶壁和底壁之间延伸的一对侧壁；

过滤介质保持架，其安装在所述至少一个暗渠块体的所述顶壁上；以及

至少一个肋条，其设置在所述至少一个暗渠块体和所述过滤介质保持架之间，

其中，所述至少一个肋条在所述暗渠块体和所述过滤介质保持架之间形成密封，从而防止过滤介质进入所述暗渠块体。

18.如权利要求17所述的过滤系统，其中所述至少一个肋条一体形成于所述至少一个暗渠块体上。

19.如权利要求18所述的过滤系统，其中当所述过滤介质保持架被安装在所述至少一个暗渠块体上时，所述至少一个肋条塌下。

20.如权利要求17所述的过滤系统，其中所述至少一个肋条一体形成于所述过滤介质保持架上。

21.如权利要求20所述的过滤系统，其中当所述过滤介质保持架被安装在所述至少一个暗渠块体的所述顶壁上时，所述至少一个肋条咬合到所述至少一个暗渠块体中。