CN106573187A - 用于具有带式过滤系统的流体处理系统的支撑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明大体上涉及流体处理系统。特别地，几个实施例涉及在过滤带过滤系统内被定位成邻近过滤带的过滤器支撑件。在一个实施例中，过滤器支撑件可具有大体上平行于过滤带的移动方向的纵轴线。过滤器支撑件可包括被多个开口间隔开的多个支柱，多个支柱的至少一个支柱在过滤器支撑件的一部分中延伸，使得所述至少一个支柱的纵轴线被定位成相对于过滤器支撑件的纵轴线成一定角度。

Description

用于具有带式过滤系统的流体处理系统的支撑结构
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年5月21日提交的美国临时专利申请62/001,481的权益，在这里将该申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及流体处理系统。特别地，多个实施例涉及包括用于带式流体过滤系统的支撑结构的流体处理系统。
背景技术
在包括化学、能源、医疗和制药产业以及人体消耗在内的许多应用中使用净化水。通常，在使用之前，对水进行处理以将污染物水平降低到可接受的限度。处理技术包括：诸如过滤、沉降和蒸馏等物理处理；诸如慢砂滤池(slow sand filter)或活性污泥(activated sludge)等生物处理；诸如絮凝作用(flocculation)和氯化作用(chlorination)等化学处理；以及诸如紫外光等电磁辐射的使用。
物理过滤系统用于通过插入仅能够允许流体通过的介质(例如，滤网或筛网)将固体从流体中分离。在净化流体时会保留比滤网或筛网的开口更大的不期望的颗粒。例如，在水处理应用中，在重新使用之前，必须从废水中去除诸如暴雨径流(storm water runoff)、沉积物、重金属、有机化合物、动物废料以及油脂等污染物。水净化厂和水净化系统经常利用大量的水过滤单元进行净化。期望提供改进的过滤单元以降低这种净化系统的费用和复杂性。
附图说明
图1A是根据本发明的实施例构造的过滤系统的前侧截面图。
图1B是图1A的过滤系统的立体截面图。
图2是根据本发明的实施例构造的盒体的分离的侧面截面图。
图3是根据本发明的实施例构造的支撑件的分离的顶部立体图。
图4A-4D是根据本发明的实施例构造的具有各种支柱图案的支撑件的俯视图。
图5A-5H是根据本发明的实施例构造的模块化支撑件的俯视图。
具体实施方式
本发明总体上涉及处理系统。特别地，多个实施例涉及包括用于使带式过滤器旋转的支撑元件的流体处理系统以及相关的系统和方法。例如，在一些实施例中，本发明包括具有总体上平行于过滤带的移动方向的纵轴线的过滤器支撑件。过滤器支撑件可包括被多个开口间隔开的多个支柱，且多个支柱中的至少一个支柱在过滤器支撑件的一部分中延伸，使得所述至少一个支柱的纵轴线被定位成相对于过滤器支撑件的纵轴线成一定角度。
下面，参照图1A-5H对本发明的几个实施例的具体细节进行说明。在下文中没有对通常与流体过滤系统相关的众所周知的结构和系统的其它细节进行说明，以避免不必要地模糊本发明的各种实施例的说明。附图中所示的许多细节、尺寸、角度和其它特征仅仅是本发明的特定实施例的说明。因此，在不背离本发明的精神或范围的情况下，其它实施例可以具有其它细节、尺寸、角度和特征。因此，本领域普通技术人员将相应地理解，本发明可以具有包含额外元件的其它实施例，或者本发明可以具有不包含下文参照图1A-5H示出和说明的多个特征的其它实施例。
Ⅰ.用于本发明的过滤器支撑件的旋转带过滤系统的概述
图1A是根据本发明的实施例构造的处理或过滤系统100的前侧截面图，且图1B是图1A的过滤系统100的立体截面图。共同参照图1A和1B，过滤系统100用于接收含有一种或多种组份(在图1A中由圆形符号“○”表示)的流体或流入物(在图1A中由菱形符号“◇”表示)，并将这些组份从大部分流体中分离。如下面更详细地说明，过滤系统100可产生大比例的相对清洁的滤水和小比例的集中有废物和/或回收流(例如，废水)的组份的水。如在本文中所用，“组分”是指污染物(例如，污垢等)和/或有利用价值的物品(例如，溶解固体、油、石蜡、有机物、金属、无机材料等)。为了便于查阅，即使含有这些成分的水可能仅含有污染物、仅含有利用价值的物品，或者含有这二者，本文也将这种水称为“污染水”。
系统100包括至少部分地包围并界定流体室103的壳体102，流体室103通过布置在壳体102上的入口118接收流入物。过滤系统100还包括被定位在室103内的过滤带盒体126。在一些实施例中，盒体126可被通道或其它流体路径接收。盒体126可包括第一端部126a、与第一端部126a相对的第二端部126b、分别被定位在第一端部126a和第二端部126b处的两个辊128、被定位在辊128周围以及之间的过滤带104(为了便于说明，在图1B中未被示出)以及被定位在过滤带104的至少一部分的下方并且延伸度为辊128之间的距离的至少一部分的过滤器支撑件129。下面参照图2-5H更详细地说明过滤器支撑件129。
在一些实施例中，盒体126固定至壳体102的一部分，且在其它实施例中，盒126是可以从室103和/或壳体102中移除的以进行维护、更换或操作性缩减/扩展。尽管在图1A中仅示出了单个盒体126，但是在其它实施例中，系统100可包括多个盒体126。例如，在一些实施例中，室103可被分隔成多个隔室，每个隔室具有自己的盒体126。于2015年1月2日提交的美国专利申请14/412,625披露了适用于本发明的过滤器支撑件129的这种过滤系统的示例，在这里将该申请的全部内容以引用的方式并入本文。
过滤带104可以是诸如用于用于去除或降低流体中的悬浮固体水平的滤网等一体式环状或环形过滤带。例如，过滤带104可以是多孔的，使得带104防止大于过滤带104的孔径尺寸的流体和/或污染物通过过滤带104。因此，太大而不能通过过滤带104的污染物会积聚在过滤带表面上并形成积累固体层140(仅在图1A中被示意性地示出)。尽管在图1A中将积累固体层140示出为两个不同的间隔开的部分，但是这仅仅是为了便于说明。在流体处理过程期间，积累固体层140可在滤带104的整个长度上延伸并且/或者基本上覆盖过滤带104的面向室103的表面区域。积累固体层140可包括由大小不一的污染物形成的多孔的、至少部分为固体的层。在操作中，由包括积累固体层140的不同尺寸的污染物形成的梯度可增强带104的过滤能力。过滤带104可阻挡诸如暴雨径流、藻类、沉积物、重金属、有机化合物、动物废料和/或油脂等污染物。在可替换实施例中，过滤带104和积累固体层140可阻挡诸如暴雨径流、藻类、沉积物、重金属、有机化合物、动物废料和/或油脂等污染物。
系统100可包括与辊128连接并用于使辊128旋转的一个或多个驱动轴、电机和/或齿轮箱(未标记)。过滤带104沿由箭头B表示的方向经过(例如，绕其旋转)辊128。如图1A和1B所示，盒体126在室103内可被(相对于地面)倾斜地定位，使得盒体的第一端部126a被定位在比盒体126的第二端部126b的高度更高的高度处。由此，在系统100的操作期间，过滤带104将积累固体层140朝向朝向盒体126的第一端部126a向上传送，并将积累固体层140的至少一部分传送到固体收集系统122。
II.用于旋转带过滤系统的过滤器支架的选定实施例
图2和图3分别是图1A和图1B示出的盒体126和过滤器支撑件129的分离图。共同参照图2和图3，过滤器支撑件129连接到盒体126的框架和/或过滤系统100的其它部件。例如，在一些实施例中，过滤器支撑件129固定至盒体126，且在其它实施例中，过滤器支撑件129可被定位在盒体126的框架上，并且保持能够相对于框架移动(如下面参照图5F更详细地讨论)。
本发明的过滤器支撑件129可包括通过开口162间隔开的一个或多个支柱160。在一些实施例中，例如，过滤器支撑件129可由单片材料(例如，金属、塑料、复合材料等)制成，并且可被切割(例如，激光切割)以形成支柱构造，支柱构造用于增加过滤带暴露区域，从而提高过滤效率。下面，参照图4A-4D对支柱构造的各种实施例进行讨论。在特定实施例中，过滤器支撑件129可以是模块化的，也就是说，如下面参照图5A-5H更详细地讨论，过滤器支撑件129可包括两个以上的具有相同或不同支柱布置的元件。
如图3最佳地示出，支柱160中的至少一者可定位成使得支柱160的中心纵轴线Sa相对于过滤器支撑件129的纵轴线L0形成非零角度θ。为了便于阅读，这里将这种支柱称为“非纵向支柱”。此外，如在本文中所使用，“过滤器支撑件129的纵轴线L0”是指穿过过滤器支撑件129的主体且以平行于过滤带104的紧邻过滤器支撑件129的上表面的一部分的方向矢量的方式延伸的任何线。在一些实施例中，角度θ大于或等于4度(例如，大于或等于10度、大于或等于20度等)。
本发明的过滤器支撑件129通过包括非纵向支柱提供了优于常规过滤带支撑件的几个优点。常规过滤带支撑件包括在带的宽度上间隔开的一系列纵向支柱。由于常规纵向支柱在与带的行进方向相同的方向上延伸，支杆一贯地阻挡过滤器的与纵向支柱对准的部分，因此使得这些部分不能用于过滤。然而，本发明中的支柱布置使支撑支柱160中的至少一者沿过滤带104的方向矢量交错，使得成角度地交错的支柱不会一贯地阻挡或堵塞过滤带104的表面区域的任何部分，从而增加过滤带104的暴露区域。与常规支撑件的纵向支柱相比，本发明的支柱构造带来的额外优点在于，它将积累固体层140的重量分散在过滤器支撑件129的宽度上的更大部分上，由此降低带上的压力并延长带的寿命。常规支撑件上的过滤器带在纵向支柱之间具有未被一贯地支撑的部分，这导致这些部分在积累固体层的重量下会伸展和弯曲。
图3示出的实施例的支柱160布置成大致人字形(chevron)图案。应当理解，本发明的过滤器支撑件129可具有包括至少一个非纵向支柱的支柱的任何构成和/或布置。例如，在一些实施例中，所有支柱160均可为非纵向支柱。图4A-4D示出了根据本发明构造的支柱布置的几个示例。如图4A所示，在一些实施例中，过滤器支撑件129可包括具有支柱160的第一布置的第一部分170和具有支柱160的第二布置的第二部分172。支柱160可以布置成蜂窝图案(图4A)、菱形图案(图4B)、三角形图案(图4C)或任何其它合适的几何图案。在特定实施例中，支柱160没有布置成任何图案。另外，非纵向支柱(和/或其部分)可以是线性的(图4A-4C)、弯曲的(图4D)或两者兼具(图4D)。
在一些实施例中，过滤器支撑件129可以是模块化的和/或由两个以上的不同元件构成。图5A-5H示出了模块化过滤器支撑件129的几个实施例。图5A示出了具有第一元件180a和第二元件180b的模块化过滤器支撑件129。如图5B所示，相同的过滤器支撑件129内的不同元件可具有相对于其它元件的不同形状、不同尺寸和不同定向。如图5C所示，元件可沿过滤器支撑件129的长度边对边地定位，和/或如图5D所示，可沿过滤器支撑件129的宽度边对边地定位。图5E示出了具有互锁元件的过滤器支撑件129的一个示例。在一些实施例中，如图5F所示，元件可沿框架164(和/或盒体框架)间隔开。间隔开的元件可固定在适当位置和/或相对于框架164(和/或盒体126)是可移动的。另外，堆叠或层叠元件。例如，如图5G所示，过滤器支撑件129可具有布置在第一高度处的一个或多个支柱196以及布置在大于第一高度的第二高度处的一个或多个支柱194。如图5H所示，在一些实施例中，过滤器支撑件129可包括第一过滤器支撑件129a和重叠在第一过滤器支撑件129a上的第二支撑件129b。第一过滤器支撑件129a和第二过滤器支撑件129b可具有相对彼此偏移的不同的支柱布置和/或类似的支柱布置。
根据前述说明，将理解的是，为了说明的目的，在本文中已经说明了本发明的特定实施例，且可以在不偏离本发明的情况下进行各种修改。例如，当流体流动或过滤装置的各种属性被表示为“上”、“下”、“左”、“右”、“向上面向”和“向下”等时，这些术语仅是出于说明附图的目的而使用的。例如，在一些实施例中，入口可位于比出口更低的高度处和/或可以以如下方式通过过滤器向上过滤流体：重力帮助阻止污染物刺穿顶置的过滤器。在其它实施例中，过滤系统可包括诸如溢流室、流体路径选择系统或额外的流动路径等额外的特征。此外，虽然已经在这些实施例的上下文中说明了与新技术的某些实施例相关的优点，但是其它实施例也可展现出这些优点，且不是所有的实施例都必须展现出这些优点以落入本发明的范围内。因此，本发明和相关技术可包含本文中没有明确地示出和说明的其它实施例。因此，除了被所附权利要求限定之外，本发明并不受限制。

Claims (24)

1.一种装置，其包括：
过滤器支撑件，所述过滤器支撑件在过滤带过滤系统内被定位成邻近过滤带，所述过滤器支撑件具有大体上平行于所述过滤带的移动方向的纵轴线，
其中，所述过滤器支撑件包括被多个开口间隔开的多个支柱，并且
其中，所述多个支柱中的至少一个支柱在所述支撑件的一部分中延伸，使得所述至少一个支柱的纵轴线被定位成相对于所述过滤器支撑件的所述纵轴线成一定角度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述角度在大于0且小于180度的范围内。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述角度在大于2且小于178度的范围内。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述角度在大于3且小于177度的范围内。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述角度在大于4且小于176度的范围内。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述角度在大于4且小于176度的范围内。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述过滤器支撑件包括至少一个纵向支柱，所述纵向支柱以平行于所述过滤器支撑件的所述纵轴线的方式延伸。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述支柱布置成人字形构造。
9.根据权利要求1所述的装置，
其中，所述过滤器支撑件包括多个支撑支柱，所述支撑支柱以相对于所述过滤器支撑件的所述纵轴线成一定角度的方式在所述支撑件的一部分中延伸，并且
其中，所述多个支撑支柱中的至少一个支撑支柱平行于所述多个支撑支柱中的另一支撑支柱。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述角度为90度。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述过滤器支撑件包括第一元件和不同于所述第一元件的第二元件。
12.一种装置，其包括：
支撑件，所述支撑件在过滤带过滤系统内被定位成邻近过滤带，所述支撑件具有大体上平行于所述过滤带的移动方向的纵轴线，
其中，所述支撑件包括：
第一元件，所述第一元件包括被多个第一开口间隔开的多个第一支柱，其中，所述多个支柱中的至少一者以相对于所述支撑件的所述纵轴线成一定角度的方式在所述第一元件的一部分中延伸；以及
第二元件，所述第二元件包括被多个第二开口间隔开的多个第二支柱，其中，所述多个第二支柱中的至少一者以相对于所述支撑件的所述纵轴线成一定角度的方式在所述第二元件的一部分中延伸。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一元件被定位成沿所述过滤带的长度邻近所述第二元件。
14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一元件被堆叠在所述第二元件上，使得所述第一元件位于所述第二元件与所述过滤带之间。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一角度和所述第二角度均大于或等于4度。
16.根据权利要求12所述的装置，其中，所述多个第一支柱中的至少一者平行于所述多个第二支柱中的至少一者。
17.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一元件被定位成沿所述带的长度邻近所述第二元件，使得所述第一元件的端部接触所述第二元件的端部。
18.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一元件的一部分与所述第二元件的一部分重叠。
19.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第一元件和所述二元件互锁，使得所述第一元件被防止相对于所述第二元件横向地移动。
20.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一元件和所述二元件互锁，使得所述第一元件被防止相对于所述第二元件横向地移动。
21.一种处理系统，其包括：
室，所述室用于接收流体；及
盒体，所述盒体被定位在所述室内，
其中，所述盒体包括：
一组辊；
过滤带，所述过滤带被定位在所述辊周围及之间；和
过滤器支撑件，所述过滤器支撑件被定位成邻近所述过滤带，使得所述过滤带布置在所述支撑件与所接收的流体之间，
其中，所述支撑件包括被多个开口间隔开的多个支柱，并且
其中，所述多个支柱的至少一个支柱以相对于所述支撑件的纵轴线成一定角度的方式在所述支撑件的一部分中延伸。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述角度大于或等于4度。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述过滤器支撑件包括至少一个纵向支柱，所述纵向支柱以平行于所述过滤器支撑件的所述纵轴线的方式延伸。
24.根据权利要求21所述的系统，其中，所述支柱布置成人字形构造。
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