CN106914136A - 一种超滤装置用流体换向切换阀和切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超滤装置用流体换向切换阀，包括缸体、第一执行器、第一端部法兰、第一活塞杆、第一切换阀活塞、第二执行器、第二端部法兰、第二活塞杆和第二切换阀活塞。通过控制本阀体就能够实现超滤装置的底部过滤、底部冲洗、底部反洗、顶部过滤、顶部冲洗和顶部反洗，进而在超滤系统内无需再进行总进水控制阀、上进水控制阀、下进水控制阀、上排水控制阀和下排水控制阀的设置，从而减少了超滤系统工程项目中因为阀门众多所导致的系统运行和控制复杂的问题发生，同时本发明还提供了一种超滤装置流体换向切换方法。

Description

一种超滤装置用流体换向切换阀和切换方法
技术领域
本发明涉及超滤装置，特别是涉及一种超滤装置用流体换向切换阀和切换方法。
背景技术
超滤是一种压力驱动的膜分离过程，当溶液在压力下接触或经过超滤膜表面时，溶液中的分子量小于膜截留分子量的溶质和水可透过膜成为透过液，分子量大于膜截留分子量的溶质被截留在原液内，这就是超滤过程。
应用超滤技术时，被处理的原料液中的微粒、胶体离子和溶质分子等与超滤膜存在物理化学作用和机械作用，吸附或沉积在膜表面或膜孔内，使膜孔径变小或堵塞，形成膜污染，因此需要在超滤过滤过程中通过冲洗和反洗布序来恢复膜通量，延长超滤膜的使用寿命。进而超滤系统可包含底部过滤、底部冲洗、底部反洗、顶部过滤、顶部冲洗和顶部反洗等布序，但如此多的布序导致超滤系统需要配置大量的控制阀，从而实现超滤装置的正常运行。
目前，超滤系统执行各个布序的控制阀门众多，包括总进水控制阀，上进水控制阀、下进水控制阀、上排水控制阀、下排水控制阀、产水控制阀、反洗进水控制阀等等。导致超滤系统运行时控制复杂和困难，同时因为阀门众多导致因阀门个体出现故障引起的超滤系统运行障碍时有发生。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种超滤装置用流体换向切换阀，通过控制本阀体就能够实现超滤装置的底部过滤、底部冲洗、底部反洗、顶部过滤、顶部冲洗和顶部反洗，由于减少了阀体的数量，进而提高了超滤装置运行的稳定性，同时本发明还提供了一种超滤装置流体换向切换方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种超滤装置用流体换向切换阀，包括缸体、第一执行器、第一端部法兰、第一活塞杆、第一切换阀活塞、第二执行器、第二端部法兰、第二活塞杆和第二切换阀活塞，第一切换阀活塞和第二切换阀活塞均位于缸体内，第一端部法兰和第二端部法兰分别固定在缸体的两端，第一执行器安装在第一端部法兰上，第二执行器安装在第二端部法兰上；第一执行器通过第一活塞杆和第一切换阀活塞相连，第二执行器通过第二活塞杆和第二切换阀活塞相连；缸体上设有沿第一端部法兰至第二端部法兰方向依次设置的上排水管头、上接管头、总进水管头、下接管头和下排水管头。
具体的，第一切换阀活塞的厚度大于上接管头的内径，第二切换阀活塞的厚度大于下接管头的内径。第一切换阀活塞的厚度小于上排水管头和上接管头之间的轴向距离，第二切换阀活塞的厚度小于下接管头和下排水管头之间的轴向距离；第一切换阀活塞的厚度小于上接管头和总进水管头之间的轴向距离，第二切换阀活塞的厚度小于总进水管头和下接管头之间的轴向距离。
本发明还提供了一种超滤装置流体换向切换方法，所述超滤装置的上接总管和上接管头连通，所述超滤装置的下接总管和下接管头连通；通过以上所述超滤装置用流体换向切换阀控制流体对超滤装置顺序循环进行底部过滤、底部冲洗、底部反洗、顶部过滤、顶部冲洗和顶部反洗；采用此顺序对超滤装置进行过滤、冲洗和反洗，使清洗过程更加合理、高效、流畅。当超滤膜壳成列排布时：每一个超滤膜壳的中间产水管连接到一根总管上，此总管称为总的产水母管。同理，每一个超滤膜壳的上接水管连接到一根总管上，此总管称为上接总管；每一个超滤膜壳的下接水管连接到一根总管上，此总管称为下接总管。
在完成上一循环的顶部反洗后，第一切换阀活塞处于堵塞上接管头状态，第二切换阀活塞位于总进水管头和下接管头之间；所述底部过滤包括如下方法：控制第二执行器驱动第二切换阀活塞向下移动，使第二切换阀活塞位于下接管头和下排水管头之间；打开超滤装置的超滤产水口，关闭超滤装置的超滤反洗进水口；超滤原水经总进水管头和下接管头，下接总管流入超滤装置，最后经超滤装置的超滤产水口排出。
前述的一种超滤装置流体换向切换方法中，所述底部冲洗包括如下方法：控制第一执行器驱动第一切换阀活塞向下移动，使第一切换阀活塞位于上接管头和总进水管头之间；关闭超滤装置的超滤产水口，关闭超滤装置的超滤反洗进水口；超滤原水经总进水管头，下接管头，下接总管流入超滤装置，再从超滤装置的上接总管，经上接管头进入流体换向切换阀，最后经上排水管头排出。
前述的一种超滤装置流体换向切换方法中，所述底部反洗包括如下方法：控制第二执行器驱动第二切换阀活塞向上移动，使第二切换阀活塞堵塞下接管头；关闭超滤装置的超滤产水口，打开超滤装置的超滤反洗进水口；超滤装置的反洗水将经反洗进水口流入超滤装置,再经超滤装置的上接总管流入上接管头，最后经上排水管头排出。
前述的一种超滤装置流体换向切换方法中，所述顶部过滤包括下述方法：控制第一执行器驱动第一切换阀活塞向上移动，使第一切换阀活塞位于上排水管头和上接管头之间；打开超滤装置的超滤产水口，关闭超滤装置的超滤反洗进水口；超滤原水经总进水管头和上接管头，上接总管流入超滤装置，最后经超滤装置的超滤产水口排出。
前述的一种超滤装置流体换向切换方法中，所述顶部冲洗包括以下方法：控制第二执行器驱动第二切换阀活塞向上移动，使第二切换阀活塞位于总进水管头和下接管头之间；关闭超滤装置的超滤产水口，关闭超滤装置的超滤反洗进水口；超滤原水经总进水管头，上接管头，上接总管流入超滤装置，再从超滤装置的下接总管，经下接管头进入流体换向切换阀，最后经下排水管头排出。
前述的一种超滤装置流体换向切换方法中，所述顶部反洗包括下述方法：控制第一执行器驱动第一切换阀活塞向下移动，使第一切换阀活塞堵塞上接管头；关闭超滤装置的超滤产水口，打开超滤装置的超滤反洗进水口；超滤装置的反洗水将经反洗进水口流入超滤装置,再经超滤装置的下接总管流入下接管头，最后经下排水管头排出。
与现有技术相比，通过控制本阀体就能够实现超滤装置的底部过滤、底部冲洗、底部反洗、顶部过滤、顶部冲洗和顶部反洗，进而在超滤系统内无需再进行总进水控制阀、上进水控制阀、下进水控制阀、上排水控制阀和下排水控制阀的设置，本发明减少了超滤系统工程项目中因为阀门众多所导致的系统运行和控制复杂的问题发生，同时本发明还提供了一种超滤装置流体换向切换方法。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构示意图；
图2是底部过滤时的工作原理示意图；
图3是底部冲洗时的工作原理示意图；
图4是底部反洗时的工作原理示意图；
图5是顶部过滤时的工作原理示意图；
图6是顶部冲洗时的工作原理示意图；
图7是顶部反洗时的工作原理示意图。
附图标记：1-第一执行器、2-第一端部法兰、3-第一活塞杆、4-上接管头、5-第一切换阀活塞、6-缸体、7-下接管头、8-第二切换阀活塞、9-第二活塞杆、10-第二端部法兰、11-第二执行器、12-上排水管头、13-上腔、14-总进水管头、15-中腔、16-下排水管头、17-下腔、18-超滤装置，19-上接总管，20-下接总管，C1-超滤产水口，C2-超滤反洗进水口。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：如图1所示，一种超滤装置用流体换向切换阀，包括缸体6、第一执行器1、第一端部法兰2、第一活塞杆3、第一切换阀活塞5、第二执行器11、第二端部法兰10、第二活塞杆9和第二切换阀活塞8，第一切换阀活塞5和第二切换阀活塞8均位于缸体6内，第一端部法兰2和第二端部法兰10分别固定在缸体6的两端，第一执行器1安装在第一端部法兰2上，第二执行器11安装在第二端部法兰10上；第一执行器1通过第一活塞杆3和第一切换阀活塞5相连，第二执行器11通过第二活塞杆9和第二切换阀活塞8相连；缸体6上设有沿第一端部法兰2至第二端部法兰10方向依次设置的上排水管头12、上接管头4、总进水管头14、下接管头7和下排水管头16。
实施例2：如图1所示，一种超滤装置用流体换向切换阀，包括缸体6、第一执行器1、第一端部法兰2、第一活塞杆3、第一切换阀活塞5、第二执行器11、第二端部法兰10、第二活塞杆9和第二切换阀活塞8，第一切换阀活塞5和第二切换阀活塞8均位于缸体6内，第一端部法兰2和第二端部法兰10分别固定在缸体6的两端，第一执行器1安装在第一端部法兰2上，第二执行器11安装在第二端部法兰10上；第一执行器1通过第一活塞杆3和第一切换阀活塞5相连，第二执行器11通过第二活塞杆9和第二切换阀活塞8相连；缸体6上设有沿第一端部法兰2至第二端部法兰10方向依次设置的上排水管头12、上接管头4、总进水管头14、下接管头7和下排水管头16。
第一切换阀活塞5的厚度大于上接管头4的内径，第二切换阀活塞8的厚度大于下接管头7的内径。第一切换阀活塞5的厚度小于上排水管头12和上接管头4之间的轴向距离，第二切换阀活塞8的厚度小于下接管头7和下排水管头16之间的轴向距离。第一切换阀活塞5的厚度小于上接管头4和总进水管头14之间的轴向距离，第二切换阀活塞8的厚度小于总进水管头14和下接管头7之间的轴向距离。
本发明还提供了一种超滤装置流体换向切换方法，所述超滤装置18的上接总管19和上接管头4连通，所述超滤装置18的下接总管20和下接管头7连通；通过以上实施例所述超滤装置用流体换向切换阀控制流体对超滤装置18顺序循环进行底部过滤、底部冲洗、底部反洗、顶部过滤、顶部冲洗和顶部反洗；
在完成上一循环的顶部反洗后，第一切换阀活塞5处于堵塞上接管头4状态，第二切换阀活塞8位于总进水管头14和下接管头7之间；所述底部过滤包括如下方法：控制第二执行器11驱动第二切换阀活塞8向下移动，使第二切换阀活塞8位于下接管头7和下排水管头16之间；打开超滤装置18的超滤产水口C1，关闭超滤装置18的超滤反洗进水口C2；超滤原水经总进水管头14和下接管头7，下接总管20流入超滤装置18，最后经超滤装置18的超滤产水口C1排出。
在这个过程中，完全关闭缸体6的上腔13与上接管头4的连通，同时完全关闭缸体6的中腔15与上接管头4的连通。超滤装置18的原水从总进水管头14流入缸体6的中腔15，进而从中腔15流入下接管头7，从而流入超滤装置18。
所述底部冲洗包括如下方法：控制第一执行器1驱动第一切换阀活塞5向下移动，使第一切换阀活塞5位于上接管头4和总进水管头14之间；关闭超滤装置18的超滤产水口C1，关闭超滤装置18的超滤反洗进水口C2；超滤原水经总进水管头14，下接管头7，下接总管20流入超滤装置18，再从超滤装置18的上接总管19，经上接管头4进入流体换向切换阀，最后经上排水管头12排出。
在这个过程中超滤原水经中腔15和下接总管20进入超滤装置18，超滤装置18底部冲洗的排水从上接总管19和上接管头4进入缸体6的上腔13，进而流入上排接管头12，从而流出流体换向切换阀。
所述底部反洗包括如下方法：控制第二执行器11驱动第二切换阀活塞8向上移动，使第二切换阀活塞8堵塞下接管头7；关闭超滤装置18的超滤产水口C1，打开超滤装置18的超滤反洗进水口C2；超滤装置18的反洗水将经反洗进水口C2流入超滤装置18,再经超滤装置18的上接总管19流入上接管头4，最后经上排水管头12排出。
在这个过程中，完全关闭缸体6的下腔17与下接管头7的连通，同时完全关闭缸体6的中腔15与下接管头7的连通。超滤装置18的底部反洗水从上接管头4流入缸体6的上腔13，进而从上腔13流入上排接管头12，从而流出流体换向切换阀。
所述顶部过滤包括下述方法：控制第一执行器1驱动第一切换阀活塞5向上移动，使第一切换阀活塞5位于上排水管头12和上接管头4之间；打开超滤装置18的超滤产水口C1，关闭超滤装置18的超滤反洗进水口C2；超滤原水经总进水管头14和上接管头4，上接总管19流入超滤装置18，最后经超滤装置18的超滤产水口C1排出。
在这个过程中，完全关闭缸体6的下腔17与下接管头7的连通，同时完全关闭缸体6的中腔15与下接管头7的连通。超滤装置18的原水从总进水管头14流入缸体6的中腔15，进而从中腔15流入上接管头4，从而流入超滤装置18，最后从超滤产水口C1排出。
所述顶部冲洗包括以下方法：控制第二执行器11驱动第二切换阀活塞8向上移动，使第二切换阀活塞8位于总进水管头14和下接管头7之间；关闭超滤装置18的超滤产水口C1，关闭超滤装置18的超滤反洗进水口C2；超滤原水经总进水管头14，上接管头4，上接总管19流入超滤装置18，再从超滤装置18的下接总管20，经下接管头7进入流体换向切换阀，最后经下排水管头16排出。
在这个过程中超滤原水经中腔15通过上接总管19进入超滤装置18，超滤装置18顶部冲洗的排水从下接管头7进入缸体6的下腔17，进而流入下排接管头16，从而流出流体换向切换阀。
所述顶部反洗包括下述方法：控制第一执行器1驱动第一切换阀活塞5向下移动，使第一切换阀活塞5堵塞上接管头4；关闭超滤装置18的超滤产水口C1，打开超滤装置18的超滤反洗进水口C2；超滤装置18的反洗水将经反洗进水口C2流入超滤装置18,再经超滤装置18的下接总管20流入下接管头7，最后经下排水管头16排出。
在这个过程中，完全关闭缸体6的上腔13与上接管头4的连通，同时完全关闭缸体6的中腔15与上接管头4的连通。超滤装置18的顶部反洗水从下接管头7流入缸体6的下腔17，进而从下腔17流入下排接管头16，从而流出流体换向切换阀。

Claims (10)

1.一种超滤装置用流体换向切换阀，其特征在于，包括缸体(6)、第一执行器(1)、第一端部法兰(2)、第一活塞杆(3)、第一切换阀活塞(5)、第二执行器(11)、第二端部法兰(10)、第二活塞杆(9)和第二切换阀活塞(8)，第一切换阀活塞(5)和第二切换阀活塞(8)均位于缸体(6)内，第一端部法兰(2)和第二端部法兰(10)分别固定在缸体(6)的两端，第一执行器(1)安装在第一端部法兰(2)上，第二执行器(11)安装在第二端部法兰(10)上；第一执行器(1)通过第一活塞杆(3)和第一切换阀活塞(5)相连，第二执行器(11)通过第二活塞杆(9)和第二切换阀活塞(8)相连；缸体(6)上设有沿第一端部法兰(2)至第二端部法兰(10)方向依次设置的上排水管头(12)、上接管头(4)、总进水管头(14)、下接管头(7)和下排水管头(16)。
2.根据权利要求1所述的一种超滤装置用流体换向切换阀，其特征在于，第一切换阀活塞(5)的厚度大于上接管头(4)的内径，第二切换阀活塞(8)的厚度大于下接管头(7)的内径。
3.根据权利要求1所述的一种超滤装置用流体换向切换阀，其特征在于，第一切换阀活塞(5)的厚度小于上排水管头(12)和上接管头(4)之间的轴向距离，第二切换阀活塞(8)的厚度小于下接管头(7)和下排水管头(16)之间的轴向距离。
4.根据权利要求1所述的一种超滤装置用流体换向切换阀，其特征在于，第一切换阀活塞(5)的厚度小于上接管头(4)和总进水管头(14)之间的轴向距离，第二切换阀活塞(8)的厚度小于总进水管头(14)和下接管头(7)之间的轴向距离。
5.一种超滤装置流体换向切换方法，其特征在于，所述超滤装置(18)的上接总管(19)和上接管头(4)连通，所述超滤装置(18)的下接总管(20)和下接管头(7)连通；通过权利要求1至4任一项所述超滤装置用流体换向切换阀控制流体对超滤装置(18)顺序循环进行底部过滤、底部冲洗、底部反洗、顶部过滤、顶部冲洗和顶部反洗；
在完成上一循环的顶部反洗后，第一切换阀活塞(5)处于堵塞上接管头(4)状态，第二切换阀活塞(8)位于总进水管头(14)和下接管头(7)之间；
所述底部过滤包括如下方法：控制第二执行器(11)驱动第二切换阀活塞(8)向下移动，使第二切换阀活塞(8)位于下接管头(7)和下排水管头(16)之间；打开超滤装置(18)的超滤产水口(C1)，关闭超滤装置(18)的超滤反洗进水口(C2)；超滤原水经总进水管头(14)和下接管头(7)，下接总管(20)流入超滤装置(18)，最后经超滤装置(18)的超滤产水口(C1)排出。
6.根据权利要求5所述的一种超滤装置流体换向切换方法，其特征在于，所述底部冲洗包括如下方法：控制第一执行器(1)驱动第一切换阀活塞(5)向下移动，使第一切换阀活塞(5)位于上接管头(4)和总进水管头(14)之间；关闭超滤装置(18)的超滤产水口(C1)，关闭超滤装置(18)的超滤反洗进水口(C2)；超滤原水经总进水管头(14)，下接管头(7)，下接总管(20)流入超滤装置(18)，再从超滤装置(18)的上接总管(19)，经上接管头(4)进入流体换向切换阀，最后经上排水管头(12)排出。
7.根据权利要求5所述的一种超滤装置流体换向切换方法，其特征在于，所述底部反洗包括如下方法：控制第二执行器(11)驱动第二切换阀活塞(8)向上移动，使第二切换阀活塞(8)堵塞下接管头(7)；关闭超滤装置(18)的超滤产水口(C1)，打开超滤装置(18)的超滤反洗进水口(C2)；超滤装置(18)的反洗水将经反洗进水口(C2)流入超滤装置(18),再经超滤装置(18)的上接总管(19)流入上接管头(4)，最后经上排水管头(12)排出。
8.根据权利要求5所述的一种超滤装置流体换向切换方法，其特征在于，所述顶部过滤包括下述方法：控制第一执行器(1)驱动第一切换阀活塞(5)向上移动，使第一切换阀活塞(5)位于上排水管头(12)和上接管头(4)之间；打开超滤装置(18)的超滤产水口(C1)，关闭超滤装置(18)的超滤反洗进水口(C2)；超滤原水经总进水管头(14)和上接管头(4)，上接总管(19)流入超滤装置(18)，最后经超滤装置(18)的超滤产水口(C1)排出。
9.根据权利要求5所述的一种超滤装置流体换向切换方法，其特征在于，所述顶部冲洗包括以下方法：控制第二执行器(11)驱动第二切换阀活塞(8)向上移动，使第二切换阀活塞(8)位于总进水管头(14)和下接管头(7)之间；关闭超滤装置(18)的超滤产水口(C1)，关闭超滤装置(18)的超滤反洗进水口(C2)；超滤原水经总进水管头(14)，上接管头(4)，上接总管(19)流入超滤装置(18)，再从超滤装置(18)的下接总管(20)，经下接管头(7)进入流体换向切换阀，最后经下排水管头(16)排出。
10.根据权利要求5所述的一种超滤装置流体换向切换方法，其特征在于，所述顶部反洗包括下述方法：控制第一执行器(1)驱动第一切换阀活塞(5)向下移动，使第一切换阀活塞(5)堵塞上接管头(4)；关闭超滤装置(18)的超滤产水口(C1)，打开超滤装置(18)的超滤反洗进水口(C2)；超滤装置(18)的反洗水将经反洗进水口(C2)流入超滤装置(18),再经超滤装置(18)的下接总管(20)流入下接管头(7)，最后经下排水管头(16)排出。
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