CN107779372B - 一种带有反冲装置的过滤系统和过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有反冲装置的过滤系统和过滤方法，过滤系统包括过滤装置和反冲装置，过滤装置包括过滤腔和过滤膜，过滤腔连接有输送过滤得到的清液的管道，管道上设有包含截流机构和液体增压机构的反冲装置，截流机构用于截断输送管道中的清液，液体增压机构对被截断的清液进行增压，使被增压后的清液在压力差的作用下倒流回过滤腔中并冲出沉积在过滤膜微孔内的微粒，以对过滤膜进行反冲洗；过滤方法包括过滤阶段和反冲阶段，两个阶段交叉重复进行。本发明的过滤系统和过滤方法，利用反冲装置对过滤膜进行反冲洗，有效解决了液体过滤时过滤膜的微孔堵塞问题，使过滤膜始终保持良好的工作状态，从而提高了生产效率。

Description

一种带有反冲装置的过滤系统和过滤方法

技术领域

本发明涉及液体过滤领域，尤其是一种带有反冲装置的过滤系统和过滤方法。

背景技术

浊液过滤设备在许多行业中都有广泛应用，比如，在啤酒生产中，发酵结束的发酵液，经过一段时间的低温贮存，虽然大部分冷浑浊物和酵母细胞会因沉淀而被分离，但仍有少量物质悬浮于酒中。若要使得在“最低保存期限”内不会出现酵母细胞或者其他浑浊物从啤酒中析出，则必须经过进一步的过滤处理才能对其进行包装。

现有啤酒过滤技术主要有离心分离、硅藻土过滤和错流过滤等，其中错流过滤是一种新型的过滤技术，属于动态过滤，技术较为先进。例如在啤酒过滤中，当使用管状的陶瓷膜作为啤酒过滤膜时，浊酒以径向方向流经陶瓷膜后得到清酒，所得到的清酒的流动方向与浊酒的流动方向相互垂直，并且，在此过程中，浊酒的高流速形成湍流的摩擦力容易将附在陶瓷膜上的沉积物带走。错流过滤过程在密闭空间中进行，可实现自动过滤、连续生产，能够极大地提高生产效率。同时，对环境无污染，对啤酒造成的损失也较小，还可实现“清洁化”生产。另外，自动化程度高，维修方便，并且无须使用助滤剂。

然而目前的错流过滤方法还存在以下问题，即错流过滤时虽然高速的浊酒湍流可以将附在陶瓷膜上的绝大部分沉积物带走，但是经过长时间的过滤后，仍会有少量的微粒沉积在陶瓷膜的微孔内，并慢慢堵塞膜孔，使得陶瓷膜的过滤能力逐步降低，增加过滤时长，影响生产效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种带有反冲装置的过滤系统，包括过滤装置和反冲装置，过滤装置包括过滤腔和过滤膜，过滤膜将过滤腔隔离为第一侧和第二侧，第一侧持续不断地流过待过滤的浊液，第二侧容纳有经过滤得到的清液并且与输送管道相连通，输送管道用于输送清液，输送管道上设有反冲装置，反冲装置包括截流机构和液体增压机构，截流机构设置于液体增压机构的下游方向，液体增压机构将被截流机构截断的清液进行增压，使得被增压后的清液在压力差的作用下倒流，经由第二侧返回第一侧并冲出沉积在过滤膜微孔内的微粒，从而对过滤膜进行反冲洗。

进一步地，液体增压机构包括缸体、活塞和推动机构，缸体设置于输送管道的途中，并且缸体与输送管道相连通，使得清液从输送管道流过时有一部分清液进入缸体内，活塞设置于缸体内，推动机构位于缸体的外部，用于推动活塞以便反冲洗时对缸体内的清液进行增压。

通过这样的设计，清液在经过输送管道时，有一部分进入缸体内部，当截流机构将清液的输送截断之后，缸体内部、输送管道和过滤装置中的第二侧三者之间形成一个密闭腔体，利用推动机构推动活塞对密闭腔体内的清液进行快速增压，使得密闭腔体内的压力远高于过滤装置中第一侧的压力，从而使得密闭腔体内的清液在压力差的作用下急速倒流，经由第二侧通过过滤膜进入第一侧，同时冲出沉积在过滤膜微孔内的微粒并使其随着第一侧不断流动的浊液而流走，从而保证过滤膜的过滤性能，提高液体过滤效率。

优选地，截流机构设置于液体增压机构下游方向的输送管道上。

进一步地，截流机构为截流阀门。

优选地，推动机构包括设置在缸体外部的进气口或者进液口，用于供压缩气体或者压缩液体从进气口或者进液口进入缸体，并推动活塞运动。

进一步地，推动机构为与活塞相连接的推动活塞的曲柄连杆机构或凸轮机构。

进一步地，缸体还包括清洗入口和清洗出口，使得清洗液从清洗入口进入缸体以对所述缸体进行清洗，清洗后再从清洗出口排出。

在实际操作工艺中发现，反冲装置工作时缸体会进入空气，长时间工作后反冲装置内部会堆积灰尘，使得活塞和缸体较脏，从而会污染进入缸体中的清液。对缸体中设置清洗入口和出口，并将清洗液通入缸体中，可实现对缸体内部的清洗。

进一步地，缸体包括上缸体和下缸体，上缸体与输送管道连通，上缸体还包含分隔部件，分隔部件将上缸体和下缸体隔离，活塞包括上活塞和下活塞，上活塞位于上缸体内，下活塞位于下缸体内,连接上活塞和下活塞的连接杆密封穿过分隔部件且能相对分隔部件上下运动，清洗入口和清洗出口设于上缸体，使得清洗液对上缸体进行清洗。利用分隔部件将上缸体和下缸体隔开，且上缸体与输送管道连通，使得从过滤装置中流出的清液通过输送管道进入上缸体，下缸体中不会接触到清液，因此只需对上缸体进行清洗。清洗液可以从清洗入口进入上缸体中，清洗上缸体后再从清洗出口排出，实现了对上内部的清洗，避免了与上缸体接触的清液的污染。

进一步地，清洗入口和清洗出口位于分隔部件中，分隔部件中设有至少两个通道，通道中的一个与清洗入口连通，通道中的另一个与清洗出口连通，使得清洗液通过通道中的一个和清洗入口进入上缸体进行清洗，清洗后再通过清洗出口和通道中的另一个排出。

进一步地，反冲装置还包括清洗管道，清洗入口通过清洗管道连接至输送管道，清洗管道上设有清洗阀，使得清洗阀打开时，流入输送管道的清洗液通过清洗管道进入缸体。

进一步地，过滤装置为错流过滤机，利用过滤装置进行过滤时，浊液以平行于过滤膜的膜面的方向在第一侧流动，其中一部分浊液以垂直于过滤膜的膜面的方向经过滤膜过滤后得到清液，清液进入到第二侧，浊液和清液的流动方向相互垂直。

优选地，过滤膜为陶瓷膜。

进一步地，过滤系统还包括设置于过滤装置外部的循环系统，循环系统用于驱动浊液持续不断地流经滤膜的第一侧，以带走反冲洗时从过滤膜微孔中冲出的微粒。

本发明还提供一种过滤方法，主要包括送液阶段、过滤阶段和反冲阶段，其中，送液阶段包括：将待过滤的浊液持续不断地送入过滤装置，过滤装置内设有用于过滤的过滤膜；过滤阶段包括：借助于过滤膜对待过滤的浊液进行过滤，得到分别容纳于过滤膜的第一侧和第二侧的剩余浊液和清液；将清液通过输送管道从过滤装置中输出，同时剩余浊液从过滤装置中流出；反冲阶段包括：截断输送管道中的清液；对被截断的清液进行增压，使得被增压后的清液在压力差的作用下倒流返回过滤装置中并冲出沉积在过滤膜微孔内的微粒，从而对过滤膜进行反冲洗；过滤阶段和反冲阶段交叉重复进行。

通过这样的方法，反冲阶段中，被截断的清液快速倒流返回过滤装置，并从过滤膜的第二侧倒流进入第一侧，从而对过滤膜进行反冲洗，冲洗出的微粒随着不断流动的剩余浊液流走，从而保证过滤膜的过滤性能，提高过滤效率。

进一步地，对被截断的清液进行增压，具体包括：将被截断的清液封闭在密闭腔体内；压缩密闭腔体，从而对密闭腔体内的清液进行增压。

优选地，密闭腔体包括缸体，缸体中内设有活塞；压缩密闭腔体，从而对密闭腔体内的清液进行增压，具体为：借助于推动机构推动缸体中的活塞运动，使得活塞对缸体内的清液进行增压。

进一步地，推动机构包括设置在缸体外壁上的进气口或者进液口，用于供气体或者液体从进气口或者进液口进入缸体，并推动活塞运动。

进一步地，在缸体上设置清洗入口和清洗出口，过滤方法还包括清洗阶段，清洗阶段在送液阶段、过滤阶段、反冲阶段结束后进行，清洗阶段包括：停止浊液送入过滤装置，将清洗液通过所述清洗入口，使得清洗液进入缸体以对缸体进行清洗，清洗后再从清洗出口排出。

进一步地，缸体设置为上缸体和下缸体，上缸体与输送管道连通，上缸体还包含分隔部件，上缸体和下缸体通过分隔部件隔离，活塞包括上活塞和下活塞，上活塞设于上缸体内，下活塞设于下缸体内，连接上活塞和下活塞的连接杆密封穿过分隔部件且能相对分隔部件上下运动，清洗入口和清洗出口设于上缸体，清洗阶段包括将清洗液通入上缸体进行清洗。

进一步地，将清洗入口和清洗出口设置于分隔部件中，分隔部件中设有至少两个通道，通道中的一个与清洗入口连通，通道中的另一个与清洗出口连通，清洗阶段包括将清洗液通过通道中的一个和清洗入口进入上缸体进行清洗，清洗后再从清洗出口和通道中的另一个排出。

进一步地，反冲装置还包括清洗管道，将清洗入口通过清洗管道连接至输送管道，在清洗管道上设有清洗阀，清洗阶段包括：当在输送管道中通入清洗液时，打开清洗阀，使得输送管道中的清洗液流入清洗管道，进而流入缸体进行清洗。

优选地，反冲洗的频率为固定频率或者变化频率。

进一步地，过滤阶段采用错流过滤，即过滤时浊液以平行于过滤膜的膜面的方向在第一侧流动，其中一部分浊液以垂直于过滤膜的膜面的方向经过滤膜过滤后得到清液，清液进入到第二侧，浊液和清液的流动方向相互垂直。

综上，利用本发明的过滤系统和过滤方法，利用反冲装置对过滤膜进行反冲洗，有效解决了过滤膜的微孔堵塞问题，使过滤膜始终保持良好的工作状态，从而提高了生产效率，具有很高的市场推广价值。

对反冲装置进行清洗，解决了反冲装置长时间工作后反冲装置内部堆积灰尘、难以清理的问题，防止清液受到污染，确保过滤后的清液达到卫生要求。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例并结合附图详细说明。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的带有反冲装置的过滤系统的过滤阶段示意图；

图2为本发明第一实施例中的带有反冲装置的过滤系统的反冲阶段示意图；

图3为本发明第二实施例中的带有反冲装置的过滤系统的结构示意图；

图4为本发明第二实施例中带有反冲装置的过滤系统的另一结构示意图；

图5为本发明第三实施例中带有反冲装置的过滤系统的结构示意图；

图6为本发明第四实施例中的过滤方法的流程图；

图7为本发明第五实施例中的过滤方法的流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。

另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”，不应理解为对本发明的限制。

【第一实施例】

本实施例公开了一种带有反冲装置的过滤系统，如图1中所示，包括过滤装置1，过滤装置1包括过滤腔2和过滤膜，过滤膜将过滤腔2隔离为第一侧和第二侧，在本实施例中优选为陶瓷膜3，陶瓷膜3将过滤腔2隔离的第一侧和第二侧两部分分别为第一腔体和第二腔体，在本实施例中第一腔体为内腔体4，第二腔体为外腔体5，内腔体4中持续不断地流过待过滤的浊液，其中一部分浊液经过陶瓷膜3过滤后进入外腔体5；输送管道6与外腔体5相连，用于输送清液，输送管道6上设有反冲装置7，反冲装置7包括截流机构8和液体增压机构9，截流机构8设置于液体增压机构9的下游方向，用于截断输送管道6中的清液，液体增压机构9将被截断的清液进行增压，使得外腔体5内的清液在压力差的作用下倒流，经由外腔体5返回内腔体4中，并冲出沉积在陶瓷膜3微孔中的微粒，从而对陶瓷膜3进行反冲洗。

具体来讲，本实施例的过滤系统进行工作时，液体增压机构9将被截断的清液进行快速增压，使得外腔体5内清液的压力瞬间大于内腔体4内浊液的压力，从而使得在压力差的作用下，外腔体5内的清液急速倒流穿过陶瓷膜3进入内腔体4并冲出沉积在陶瓷膜3微孔内的微粒，以对陶瓷膜3进行反冲洗。

优选地，本实施例的过滤系统还包括设置于过滤装置1外部的循环系统，循环系统用于驱动浊液持续不断地流经陶瓷膜3的内腔体4，以带走反冲洗时从陶瓷膜3微孔中冲出的微粒。

以下结合附图1-2详细说明本发明第一实施例的过滤系统的工作过程：

本发明第一实施例中的过滤系统的工作过程包括过滤阶段，如图1中所示，在过滤阶段中，待过滤的浊液从循环系统中由过滤装置1的一端(本实施例为过滤装置1的下端入口)流入过滤腔2中，一部分浊液在内腔体4中通过陶瓷膜3进行过滤后，得到的清液进入外腔体5，剩余浊液从过滤装置1的另一端(本实施例为过滤装置的上端出口)流出，与外部循环系统中的待过滤浊液混合后再次循环流入过滤装置1中进行过滤，该过程重复进行，从而使得浊液持续不断地流经内腔体4，并在过滤装置1中得到充分过滤，过滤得到的清液则进入外腔体5中，并通过输送管道6输出，本实施例中清液最终可输出至外部的存储容器中。

进一步地，本发明第一实施例中的过滤系统的工作过程还包括反冲阶段，如图2中所示，在输送过程中，截流机构8以一定的频率开启和关闭，从而对输送管道6中的清液进行截断和通流。当截流机构8关闭时，清液被截断，同时启动液体增压机构9对被截断的清液进行快速增压，使得被增压的清液与内腔体4中的浊液之间瞬间产生较大的压力差，从而使得输送管道6中的清液快速倒流，经由外腔体5返回内腔体4中，并在经过陶瓷膜3的时候对陶瓷膜3进行反冲洗；当截流机构8开启时，同时关闭液体增压机构9，清液再次通流，继续被输送至外部的存储装置中。在反冲阶段，沉积于陶瓷膜3内的微粒在反冲洗时被冲掉并混入内腔体4内持续流动的浊液中，浊液在外部循环机构和内腔体4共同构成的通道中循环流动，并带走沉积物。该反冲过程以一定的频率反复进行，有效清理了沉积于陶瓷膜3微孔内的微粒，使陶瓷膜3始终保持良好的工作状态。

在本实施例中，如图2所示，陶瓷膜3的内腔体4为中空的管道状结构，浊液沿着陶瓷膜的轴向流不停止工作、不断流，利用轴向流把反冲时从陶瓷膜微孔中冲出的微粒带走，而非反冲时停止轴向流纯反冲。上述反冲阶段中，利用已过滤的清液作为反冲液来进行反冲洗，而非利用另外的清洗液作为反冲液来反冲洗。更具体地，反冲液以冲击式的巨大快速冲击力作用于陶瓷膜微孔内的微粒，使微粒迅速地从微孔壁脱落并随反冲液流至内腔体，而非普通的恒定流动。

其中，截流机构8设置于液体增压机构9下游方向的输送管道上，可以为截流阀门，或者其他能够对液体进行截断的机构。

进一步地，过滤装置1采用的是错流过滤机，如附图3中所示，过滤腔2为中空的管道状结构，陶瓷膜3置于过滤腔2内，将过滤腔2隔离为供浊液通过的内腔体4和容纳清液的外腔体5，待过滤的浊液从过滤装置1的一端流入，经过滤后从过滤装置1的另一端流出，其流动方向为陶瓷膜3的轴向，其中一部分浊液以径向方向流经陶瓷膜3后进入外腔体5中，这样的过程即称为错流过滤。过滤时，浊液和清液的流动方向相互垂直，在此过程中，浊液的高流速形成湍流的摩擦力容易将附在陶瓷膜3上的沉积物带走。沉积物随着剩余的浊液进入循环系统，并与循环系统中的待过滤浊液混合后再次流入错流过滤机中，该过程持续不断地进行，从而完成对浊液的过滤。

本发明的第一实施例中，截流机构8以一定的频率开启和关闭，该频率可以根据实际情况进行设定，可以为固定频率或变化频率。

本发明的第一实施例中，循环系统中可设置有沉淀装置，当经过冲洗得到的沉积物随着剩余的浊液进入循环系统后，沉积物可在沉淀装置中聚积沉淀，并定期得到清理。

【第二实施例】

本实施例公开了一种带有反冲装置的过滤系统，包括过滤装置1，过滤装置1包括过滤腔2和过滤膜，本实施例中过滤膜优选采用陶瓷膜3，陶瓷膜3将过滤腔2隔离为第一腔体和第二腔体，本实施例中第一腔体为内腔体4，第二腔体为外腔体5，内腔体4中持续不断地流过待过滤的浊液，其中一部分浊液经过陶瓷膜3过滤后进入外腔体5中；输送管道6与外腔体5相连，用于输送清液，输送管道6上设有反冲装置7，反冲装置7包括截流机构8和液体增压机构9，截流机构8设置于液体增压机构9的下游方向，用于截断输送管道6中的清液，液体增压机构9对被截断的清液进行增压，使得外腔体5内的清液在压力差的作用下倒流，经由外腔体5返回内腔体4中，并冲出沉积在陶瓷膜3微孔中的微粒，从而对陶瓷膜3进行反冲洗。

具体来讲，本实施例的过滤系统进行工作时，液体增压机构9将被截断的清液进行快速增压，使得外腔体5内清液的压力大于内腔体4内浊液的压力，从而使得在压力差的作用下，外腔体5内的清液急速倒流穿过陶瓷膜3进入内腔体4，并对陶瓷膜3进行反冲洗。

其中，如附图3所示，液体增压机构9包括缸体10、活塞11和推动机构12，缸体10设置于输送管道6的途中，并且缸体10与输送管道6相连通，使得清液从输送管道6流过时有一部分清液进入缸体10内。活塞11设置于缸体10内，推动机构12位于缸体10外，用于推动活塞11以便反冲洗时对缸体10内的清液进行增压。截流机构8设置于液体增压机构9下游方向的输送管道6上，其可以为截流阀门，或者其他能够对液流进行截断的机构。

更为具体地，输送管道6为水平方向的直管道，缸体10设于输送管道6途中的下方，缸体10的上端与输送管道6相连通，使得清液从输送管道6流过时有一部分清液进入缸体10内，活塞11设置于缸体10的下端。进入缸体10内部的清液容纳在活塞11上方的缸体空间中，推动机构12设置于缸体10的底部外壁上。活塞11包括上活塞111和下活塞112，上活塞111和下活塞112可为相同或不同直径(如图4所示)。

其中，截流机构8设置于液体增压机构9下游方向的输送管道上，可以为截流阀门，或者其他能够对液体进行截断的机构。

优选地，本实施例的过滤系统还包括设置于过滤装置1外部的循环机构，循环机构驱动浊液持续不断地流经陶瓷膜3的内腔体4，以带走反冲洗时从陶瓷膜3的微孔中冲出的微粒。

以下结合附图1-2详细说明本发明第二实施例的过滤系统的工作过程：

本发明第二实施例提供的过滤系统的工作过程包括过滤阶段和反冲阶段，其中过滤阶段如图1中所示，待过滤的浊液从循环系统中由过滤装置1的一端(本实施例为过滤装置1的下端入口)流入过滤腔2中，在内腔体4中通过陶瓷膜3进行过滤后，得到的清液进入外腔体5内，同时剩余的浊液从过滤装置1的另一端(本实施例为过滤装置的上端出口)流出，与循环系统中的待过滤浊液混合后再次循环流入过滤装置1中进行过滤，该过程持续不断进行，从而使得浊液在过滤装置1中得到充分过滤。其中，内腔体4中持续不断地流过待过滤的浊液，而过滤得到的清液进入外腔体5内，并通过运输管道6输出，本实施例中清液最终可输出至外部的存储容器中。

更为具体地，反冲阶段如图2中所示，在输送过程中，截流阀门以一定的频率开启和关闭，从而对输送管道6中的清液进行截断和通流，当清液被截断时，推动机构12推动活塞11对被截断的清液进行快速增压，使得被增压后的清液与内腔体4中的浊液瞬间产生压力差，从而将被压缩的清液快速倒流，经由外腔体5返回内腔体4中，使得在经过陶瓷膜3的时候对陶瓷膜3进行反冲洗；当截流机构8开启时，清液再次通流，同时关闭推动机构12，活塞11回复到初始位置，清液继续被输送至外部的存储装置中。内腔体4中，陶瓷膜3微孔内的微粒在上述反冲洗时被冲掉并混入内腔体4中流动的浊液，而浊液在循环系统和内腔体4共同构成的通道中循环流动，并带走沉积物。该反冲过程以一定的频率反复进行，有效清理了陶瓷膜3的微孔内的微粒，使陶瓷膜3始终保持良好的工作状态。

在本实施例中，如图2所示，陶瓷膜3的内腔体4为管道状结构，浊液沿着陶瓷膜的轴向流不停止工作、不断流，利用轴向流把反冲时从陶瓷膜微孔中冲出的微粒带走，而非反冲时停止轴向流纯反冲。上述反冲阶段中，利用已过滤的清液作为反冲液来进行反冲洗，而非利用另外的清洗液作为反冲液来反冲洗。更具体地，反冲液以冲击式的巨大快速冲击力作用于陶瓷膜微孔内的微粒，使微粒迅速地从微孔壁脱落并随反冲液流至内腔体，而非普通的恒定流动。

其中，如图3所示，推动机构12包括设置在缸体底部外壁上的进气口或者进液口，使得气体或者液体可以以较高的压力从进气口或者进液口进入缸体，推动活塞11向上运动。另外，推动机构12也可以为与活塞11相连接的曲柄连杆机构或凸轮机构。

进一步地，过滤装置1采用的是错流过滤机，如附图3和图4所示，过滤腔2为中空的管道状结构，陶瓷膜3置于过滤腔2内，将过滤腔2隔离为供浊液通过的内腔体4和容纳清液的外腔体5。待过滤的浊液以陶瓷膜3轴向的方向从过滤装置1的一端流入，经过滤后从过滤装置1的另一端流出，其中一部分浊液以径向方向经过陶瓷膜3后进入外腔体5中，这样的过程即称为错流过滤。过滤时，浊液和清液的流动方向相互垂直，在此过程中，浊液的高流速形成湍流的摩擦力容易将附在陶瓷膜3上的沉积物带走。沉积物随着剩余的浊液进入循环系统，并与循环系统中的待过滤浊液混合后再次流入错流过滤机中，该过程持续不断进行，从而完成对浊液的过滤。

本发明的第二实施例中，截流机构8以一定的频率开启和关闭，该频率可以根据实际情况进行设定，可以为固定频率或变化频率。

本发明的第二实施例中，循环机构中可设置有沉淀装置，当经过冲洗得到的沉积物随着剩余的浊液进入循环系统后，沉积物可在沉淀装置中聚积沉淀，并定期得到清理。

【第三实施例】

本实施例公开了一种带有反冲装置的过滤系统，如图5所示，可在缸体10上设置清洗入口和清洗出口，让清洗液从清洗入口进入缸体10，对缸体10进行清洗，清洗后的清洗液再从清洗出口排出。在过滤阶段和反冲阶段结束后，对缸体选择性地进行清洗，例如根据过滤装置的使用时间和使用周期，观察缸体内部的清洁状况，选择是否对缸体进行清洗。其清洗过程为：停止浊液送入过滤装置1，将清洗液通入缸体10上的清洗入口，使得清洗液进入缸体10以对缸体10进行清洗，清洗后的清洗液再从清洗出口排出。

进一步地，如图5所示，缸体10包含上缸体101和下缸体102，上缸体101还包括分隔部件13，分隔部件13将上缸体101和下缸体102隔离，活塞11的上活塞111在上缸体101内，活塞的11的下活塞112在下缸体102内，连接上活塞111和下活塞112的连接杆密封穿过分隔部件13并能相对分隔部件13上下运动。上缸体101与输送管道6连通，使得清液途径输送管道6之后进入上缸体101。可将清洗入口和清洗出口设于上缸体101上，使得清洗液从清洗入口进入上缸体101，清洗后再从清洗出口排出。

优选地，本实施例中将清洗入口141和清洗出口142设于分隔部件13中，分隔部件13中还设置有至少两个通道，其中一个通道连通清洗入口141，另一个与清洗出口142连通。

具体清洗过程如下：结束过滤和反冲阶段，停止浊液送入过滤装置1，将清洗液通入分隔部件与清洗入口141连接的通道中，清洗液通过通道再从清洗入口141进入上缸体101，对上缸体101进行清洗，清洗后的清洗液经过清洗出口142再从连接清洗出口142的通道排出。优选地，本实施例在清洗过程中向清洗入口141持续通入清洗液，清洗后再从清洗出口142排出，使得上缸体101中的清洗液呈现流动状态，清洗效果更好。由于将缸体10分隔为两个相互隔离的上缸体101和下缸体102，使得过滤和反冲阶段中的清液只进入上缸体101中，因此上述清洗过程只需针对上缸体101进行清洗即可。

进一步地，在清洗过程中可以利用推动机构12推动活塞11使其上下运动，使得上活塞111与上缸体101的侧壁之间发生摩擦，有利于刮除侧壁上的污垢，进一步增强清洗效果。

进一步地，如图5所示，连接上活塞111和下活塞112的连接杆上四周有数个凸起的装置，此为密封圈，例如橡胶圈，可以对连接杆与分隔部件13之间进一步起到密封的作用，确保上缸体101与下缸体102之间完全封闭。

进一步地，可在本实施例的各种具体变形实施例中增加清洗管道14，清洗管道14将清洗入口与输送管道6连接，并在清洗管道14上设置清洗阀15，使得通入输送管道6中的清洗液进入清洗管道14，进而进入缸体10。

具体地，清洗管道14一端与清洗入口141连接，另一端连通至输送管道6，清洗管道14上设置清洗阀15，清洗管道14的另一端连接在输送管道6上的具体位置不作限定，只要输送管道6中通有清洗液，打开清洗阀15就可以让清洗液流入清洗管道14中。清洗过程如下：结束过滤和反冲阶段，停止浊液送入过滤装置1，将清洗液由过滤装置1的一端(本实施例为过滤装置1的下端入口)通入内腔体4中，清洗液通过内腔体4进入外腔体5，进而进入输送管道6，打开清洗阀15，清洗液流入清洗管道14，经过与清洗入口141连接的通道，进而通过清洗入口141进入上缸体101。清洗上缸体101后将上缸体101中的清洗液通过清洗出口142，再经过与清洗出口142连接的的通道排出。

进一步地，在本实施例的各种具体变形实施例中，可将清洗液通入输送通道6后的一部分直接从缸体的上端进入缸体。例如，当清洗液通过过滤装置1进入输送通道6后，清洗液一部分可以通过清洗管道14进入上缸体101，还有一部分可以通过输送通道6直接从上缸体101的上端进入。这样的流通方式可以保证上缸体101中充满清洗液，并且还能对上活塞111的上端面进行清洗。清洗上缸体后，上缸体101中的清洗液一部分可以从清洗出口142流出，另一部分通过活塞向上运动将上活塞111以上部分的清洗液排出。本实施例在清洗过程中，将截流机构8打开，使得清洗后的清洗液经过截流机构8后排出。本实施例实现了对上活塞111的上端面和下端面的清洗，保证了上缸体101内部所有和清液接触部分的清洁。

【第四实施例】

本实施例公开了一种过滤方法，如附图6所示，主要包括送液阶段、过滤阶段和反冲阶段，其中，送液阶段包括：

步骤S41.将待过滤的浊液持续不断地送入过滤装置，其中，过滤装置内设有用于过滤的陶瓷膜；

过滤阶段包括以下步骤：

步骤S42.借助陶瓷膜对待过滤浊液进行过滤，得到分别容纳于陶瓷膜的内、外两侧的清液和未过滤的浊液；

步骤S43.将清液通过输送管道从过滤装置中输出；

步骤S44.未过滤的浊液从过滤装置中流出；

反冲阶段包括以下步骤：

步骤S45.截断输送管道中的清液；

步骤S46.对被截断的清液进行快速增压，使得被增压后的清液在压力差的作用下急速倒流返回过滤装置中对陶瓷膜进行反冲洗；

上述过滤阶段和反冲阶段交叉重复进行。

更为具体地，本发明第三实施例可在过滤装置的外部设置循环系统，循环系统用于驱动浊液持续不断地流经陶瓷膜的内腔体，以带走反冲洗时从陶瓷膜微孔中冲出的微粒。具体来讲，过滤阶段包括将浊液从循环系统送入过滤装置，以使得浊液通过陶瓷膜过滤后，得到清液和未过滤的浊液，浊液和清液分别容纳于陶瓷膜的内外两侧，未过滤的浊液从过滤装置流回循环系统，与循环系统中的待过滤浊液混合后再次循环流入过滤装置进行过滤，清液则通过输送管道从过滤装置输出至存储装置，以上过程持续不断进行，从而完成对浊液的过滤。

其中，反冲阶段包括当清液通过输送管道输送时，利用截流机构以一定的频率对输送管道中的清液进行截断和通流。当清液被截断时，借助液体增压机构将被截断的清液进行快速增压，使得被增压的清液与陶瓷膜内侧的浊液瞬间产生压力差，从而迫使被增压的清液快速倒流，经由陶瓷膜外侧返回陶瓷膜内侧，并在此过程中对陶瓷膜进行反冲洗；当输送管道中的清液再次通流时，清液继续被输送至外部存储装置中。通过以上方法，冲洗得到的沉积物混入流动的浊液并被带走，从而有效清理了陶瓷膜的沉积物，使陶瓷膜始终保持良好的工作状态。

在本实施例中，陶瓷膜内侧为管道状结构，浊液沿着陶瓷膜的轴向流不停止工作、不断流，利用轴向流把反冲时从陶瓷膜微孔中冲出的微粒带走，而非反冲时停止轴向流纯反冲。上述反冲阶段中，利用已过滤的清液作为反冲液来进行反冲洗，而非利用另外的清洗液作为反冲液来反冲洗。更具体地，反冲液以冲击式的巨大快速冲击力作用于陶瓷膜微孔内的微粒，使微粒迅速地从微孔壁脱落并随反冲液流至内腔体，而非普通的恒定流动。

其中，当冲洗得到的沉积物随着流动的浊液进入循环系统后，沉积物可在循环机构中得到沉淀并被清理，保持过滤装置良好的工作性能。

更为具体地，反冲阶段的频率可以根据实际情况进行设定，可以为固定频率或变化频率。

优选地，在陶瓷膜的过滤作用下形成清液和未过滤的浊液，具体是通过以下方式进行的：对浊液进行错流过滤，即送液阶段中浊液进入过滤装置后，浊液以径向方向流经陶瓷膜后得到清液，清液以与浊液相互垂直的径向方向流动，在此过程中，浊液的高流速形成湍流的摩擦力容易将附在陶瓷膜3上的沉积物带走。沉积物随着未过滤的浊液进入循环系统，与循环系统中的待过滤浊液混合后再次流入错流过滤机中，该过程持续不断进行，从而完成对浊液的过滤。

【第五实施例】

本实施例公开了一种过滤方法，如图7中所示，主要包括送液阶段、过滤阶段和反冲阶段，其中，送液阶段包括：

步骤S51.将待过滤的浊液持续不断地送入过滤装置，其中，过滤装置内设有用于过滤的陶瓷膜；

过滤阶段包括以下步骤：

步骤S52.对待过滤浊液进行过滤，使其经过陶瓷膜的过滤后得到清液和未过滤的浊液，浊液和清液分别容纳于陶瓷膜的内外两侧；

步骤S53.将清液通过输送管道从过滤装置中输出；

步骤S54.未过滤的浊液从过滤装置中流出；

反冲阶段包括以下步骤：

步骤S55.截断运输管道中的清液；

步骤S56.利用缸体将被截断的清液进行密封；

步骤S57.借助推动机构推动缸体中的活塞运动，使得活塞对缸体中的清液进行快速增压，以使被增压后的清液在压力差的作用下急速倒流返回过滤装置中对陶瓷膜进行反冲洗；

上述过滤阶段和反冲阶段交叉重复进行。

在本实施例中，陶瓷膜内侧为管道状结构，浊液沿着陶瓷膜的轴向流不停止工作、不断流，利用轴向流把反冲时从陶瓷膜微孔中冲出的微粒带走，而非反冲时停止轴向流纯反冲。上述反冲阶段中，利用已过滤的清液作为反冲液来进行反冲洗，而非利用另外的清洗液作为反冲液来反冲洗。更具体地，反冲液以冲击式的巨大快速冲击力作用于陶瓷膜微孔内的微粒，使微粒迅速地从微孔壁脱落并随反冲液流至内腔体，而非普通的恒定流动。

其中，可以采用高压气体或液体来推动活塞运动，也可以采用曲柄连杆机构或凸轮机构作为推动机构。本方法利用气体推动活塞对缸体中的清液进行压缩，操作简便，成本低廉，具有良好的实用价值。

【第六实施例】

本实施例公开一种过滤方法，该方法还包括在上述过滤装置完成送液、过滤和反冲阶段后对反冲装置进行的清洗阶段，下面结合图5对该清洗阶段进行介绍：

结束过滤和反冲阶段，停止浊液送入过滤装置1，打开截流机构8，将清洗液由过滤装置1的一端通入内腔体4；

清洗液通过过滤装置1进入输送管道6，打开清洗阀15，输送管道6中的清洗液一部分从上缸体101上端进入上缸体101内部，清洗液的另一部分经过清洗管路14从清洗入口141进入上缸体101内部；

充满后对上缸体101及上活塞111进行清洗，并利用推动机构12使得活塞11上下运动；

结束清洗，利用推动机构12推动活塞11向上运动使得上缸体101中清洗后的清洗液一部分从上缸体101上端排出，另一部分从清洗管路出口141排出，完成对反冲装置7中上缸体101的清洗。

综上所述，本发明提供的过滤系统和过滤方法，利用反冲装置对过滤膜进行反冲洗，有效解决了过滤膜的微孔堵塞问题，使过滤膜始终保持良好的工作状态，从而提高了生产效率，具有很高的市场推广价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种带有反冲装置的过滤系统，其特征在于，包括过滤装置和反冲装置，所述过滤装置包括过滤腔和过滤膜，所述过滤膜将所述过滤腔隔离为第一侧和第二侧，所述第一侧持续不断地流过待过滤的浊液，所述第二侧容纳有经过滤得到的清液并且与输送管道相连通，所述输送管道用于输送所述清液，所述输送管道上设有反冲装置，所述反冲装置包括截流机构和液体增压机构，所述截流机构设置于所述液体增压机构的下游方向，所述液体增压机构将被所述截流机构截断的所述清液进行增压，使得被增压后的所述清液在压力差的作用下倒流，经由所述第二侧返回所述第一侧并冲出沉积在过滤膜微孔内的微粒，从而对所述过滤膜进行反冲洗；

所述液体增压机构包括缸体、活塞和推动机构，所述缸体设置于所述输送管道的途中，并且所述缸体与所述输送管道相连通，使得所述清液从所述输送管道流过时有一部分所述清液进入所述缸体内，所述活塞设置于所述缸体内，所述推动机构位于所述缸体的外部，用于推动所述活塞以便反冲洗时对所述缸体内的所述清液进行增压；

所述缸体包括上缸体、下缸体、清洗入口和清洗出口，所述上缸体与所述输送管道连通，所述上缸体还包含分隔部件，所述分隔部件将所述上缸体和所述下缸体隔离，所述活塞包括上活塞和下活塞，所述上活塞位于所述上缸体内，所述下活塞位于所述下缸体内,连接所述上活塞和所述下活塞的连接杆密封穿过所述分隔部件且能相对所述分隔部件上下运动；

所述清洗入口和所述清洗出口位于所述分隔部件中，所述分隔部件中设有至少两个通道，所述通道中的一个与所述清洗入口连通，所述通道中的另一个与所述清洗出口连通，使得清洗液通过所述通道中的一个和所述清洗入口进入所述上活塞和所述分隔部件之间的所述上缸体进行清洗，清洗后再通过所述清洗出口和所述通道中的另一个排出；

所述反冲装置还包括清洗管道，所述清洗入口通过所述清洗管道连接至所述输送管道，所述清洗管道上设有清洗阀，使得所述清洗阀打开时，流入所述输送管道的清洗液通过所述清洗管道进入所述上缸体。

2.如权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述截流机构设置于所述液体增压机构下游方向的所述输送管道上。

3.如权利要求2所述的过滤系统，其特征在于，所述截流机构为截流阀门。

4.如权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述推动机构包括设置在所述缸体外壁上的进气口或者进液口，用于供气体或者液体从所述进气口或者所述进液口进入所述缸体，并推动所述活塞运动。

5.如权利要求1所述的过滤系统，其特征在于，所述推动机构为与所述活塞相连接的推动所述活塞的曲柄连杆机构或凸轮机构。

6.如权利要求1-5中任一所述的过滤系统，其特征在于，所述过滤装置为错流过滤机，利用所述过滤装置进行过滤时，所述浊液以平行于所述过滤膜的膜面的方向在所述第一侧流动，其中一部分所述浊液以垂直于所述过滤膜的膜面的方向经所述过滤膜过滤后得到所述清液，所述清液进入到所述第二侧，所述浊液和所述清液的流动方向相互垂直。

7.如权利要求6所述的过滤系统，其特征在于，所述过滤膜为陶瓷膜。

8.如权利要求1-5中任一所述的过滤系统，其特征在于，还包括设置于所述过滤装置外部的循环系统，所述循环系统驱动所述浊液持续不断地流经所述过滤膜的第一侧，以带走所述反冲洗时从所述过滤膜微孔中冲出的所述微粒。

9.一种过滤方法，主要包括送液阶段、过滤阶段、反冲阶段和清洗阶段，其中，

所述送液阶段包括：将待过滤的浊液持续不断地送入过滤装置，所述过滤装置内设有用于过滤的过滤膜；

所述过滤阶段包括：借助于所述过滤膜对所述浊液进行过滤，得到分别容纳于所述过滤膜的第一侧和第二侧的剩余浊液和过滤得到的清液；将所述清液通过输送管道从所述过滤装置中输出，同时所述剩余浊液从所述过滤装置中流出；

所述反冲阶段包括：截断所述输送管道中的所述清液；将被截断的所述清液封闭在密闭腔体内；压缩所述密闭腔体，从而对所述密闭腔体内的所述清液进行增压，使得被增压后的所述清液在压力差的作用下倒流，经由所述第二侧返回所述第一侧并冲出沉积在所述过滤膜微孔内的微粒，从而对所述过滤膜进行反冲洗；

所述过滤阶段和所述反冲阶段交叉重复进行；

所述密闭腔体包括缸体，所述缸体内设有活塞；将所述缸体设置为上缸体和下缸体，在缸体上设置清洗入口和清洗出口，所述上缸体与所述输送管道连通，所述上缸体还包含分隔部件，所述上缸体和所述下缸体通过所述分隔部件隔离，所述活塞包括上活塞和下活塞，所述上活塞设于所述上缸体内，所述下活塞设于所述下缸体内，连接所述上活塞和所述下活塞的连接杆密封穿过所述分隔部件且能相对所述分隔部件上下运动，将所述清洗入口和所述清洗出口设置于所述分隔部件中，所述分隔部件中设有至少两个通道，所述通道中的一个与所述清洗入口连通，所述通道中的另一个与所述清洗出口连通；

所述清洗阶段在所述送液阶段、所述过滤阶段、所述反冲阶段结束后进行，所述清洗阶段包括：停止浊液送入所述过滤装置，将清洗液通过所述通道中的一个和所述清洗入口进入所述上缸体进行清洗，清洗后再从所述清洗出口和所述通道中的另一个排出。

10.如权利要求9所述的过滤方法，其特征在于，所述压缩所述密闭腔体，从而对所述密闭腔体内的所述清液进行增压，具体为：借助于推动机构推动所述活塞运动，使得所述活塞对所述缸体内的所述清液进行增压。

11.如权利要求10所述的过滤方法，其特征在于，所述推动机构包括设置在所述缸体外壁上的进气口或者进液口，用于供气体或者液体从所述进气口或者所述进液口进入所述缸体，并推动所述活塞运动。

12.如权利要求9所述的过滤方法，其特征在于，所述反冲装置还包含清洗管道，将所述清洗入口通过所述清洗管道连接至所述输送管道，在所述清洗管道上设有清洗阀，所述清洗阶段包括：当在所述输送管道中通入清洗液时，打开所述清洗阀，使得所述输送管道中的清洗液流入所述清洗管道，进而流入所述缸体进行清洗。

13.如权利要求9所述的过滤方法，其特征在于，所述反冲洗的频率为固定频率或者变化频率。

14.如权利要求9-13中任一项所述的过滤方法，其特征在于，所述过滤阶段采用错流过滤，即过滤时所述浊液以平行于所述过滤膜的膜面的方向在所述第一侧流动，其中一部分浊液以垂直于所述过滤膜的膜面的方向经所述过滤膜过滤后得到所述清液，所述清液进入到所述第二侧，所述浊液和所述清液的流动方向相互垂直。