CN1084637C - 过滤装置 - Google Patents
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Abstract
一种过滤装置包括一个圆筒状筛和位于圆筒状筛内并绕其轴转动的一个回洗管。回洗管的一端具有入口，另一端具有用于排出过滤后的液体并输入回洗水的开口，并且在轴向上以预定间隔具有回洗水喷射孔。一个止回阀位于上述开口的侧面上并在入口附近，以允许过滤后的液体从入口流进回洗管，并禁止回洗水从回洗管的内侧流进入口。一个回洗管转动装置用来使回洗管绕其轴转动。
Description
本发明涉及一种过滤装置，特别是，涉及一种适合用于在浸没于待过滤的液体中的状态下进行精密过滤的过滤装置。待过滤的液体包括一般使用的水，饮用水，江河水，池塘水和化学物品。
在过滤装置领域中公知的一种装置采用了许多过滤管。在该过滤装置中，许多过滤管相互平行布置在一个容器内。待过滤的液体通过一个泵从一个入口输入，并经过这些过滤管过滤，该入口位于容器的一端部分，过滤后的液体，即已经流经过滤管的液体从位于容器另一端部内的过滤后液体出口排出。
对于在已有技术的过滤装置中使用的过滤管，可使用精密过滤的过滤元件，该过滤元件由一种多孔材料或者一种具有密集形成的孔的过滤布组成。然而，在过滤装置开始操作后的一段较短时间内，在过滤元件的这种具有密集形成的孔的过滤布中，这些过滤元件的孔由悬浮在待过滤的液体内的细粉状材料堵塞，结果，过滤效率很快降低。因此，过滤装置的过滤操作不得不停止，以便进行过滤元件表面的回洗，并且在堵塞过滤元件的孔的材料清除掉之后恢复操作。
通过由一个容器的过滤后的液体的出口向一个过滤管内提供加压回洗水，以便清除掉堵塞了构成过滤管的一个过滤元件的孔的固体。
在传统的回洗方法中，当固体已经首先从已堵塞的一部分孔移走且因此一部分孔开口时，回洗水从已开口的一部分孔喷射，这样，作用在还未开口的其它孔上的回洗水的压力降低，结果回洗操作完成时这些孔仍保持由固体堵塞，这种情况频繁发生。因此，即使回洗周期重复进行，过滤元件的堵塞逐渐增加，直到最终必须更换整个过滤元件，显然这会降低过滤装置的效率。
因此，本发明的一个主要目的是提供一种过滤装置，它具有一种能够有效阻止过滤元件堵塞的改进的回洗装置。
由于传统的过滤装置的一种过滤元件在一段较短时间内引起堵塞，必须频繁的停止过滤操作并进行回洗，结果降低过滤效率。
因此，本发明的另一个目的是提供一种过滤装置，利用上述改进的回洗装置，该过滤装置能显著降低过滤操作停止和进行回洗的频率。
为实现本发明的上述主要目的，提供一种过滤装置，它包括圆筒状筛；由位于所述圆筒状筛内的一个管形件制成的回洗管，该回洗管与所述圆筒状筛共轴且绕其轴转动，该回洗管的一端部分具有输入过滤后的液体的入口，该回洗管的另一端部分具有排出过滤后的液体并输入回洗水的一个开口，并且在轴向上以预定间隔具有多个回洗水喷射孔；一个液体传输管，该液体传输管与用来排出过滤后的液体并输入回洗水的开口连通，该液体传输管布置在圆筒状筛上，在液体传输管的底部形成一个与圆筒状筛共轴的管形口，以便排出过滤后的液体并输入回洗水；一个止回阀，该止回阀位于用来排出过滤后的液体并输入回洗水的所述开口的侧面上，并位于过滤后的液体的入口附近，以允许过滤后的液体从过滤后的液体的入口流进回洗管内，并禁止回洗水从回洗管的内侧流进过滤后的液体的入口内；以及用来使回洗管绕其轴转动的回洗管转动装置。
根据本发明，通过从回洗水喷射孔喷射在压力下的回洗水同时使回洗管在圆筒状筛内绕其轴转动，该回洗水喷射孔以预定间隔位于轴向上，回洗水在一个集中的较大压力下以喷流形式喷射，当回洗管转动时，该回洗水的喷流顺序冲撞圆筒状筛的整个内周边，因此在圆筒状筛的整个内周边上均匀清除掉圆筒状筛的堵塞物。
在本发明的一个方面，所述回洗管转动装置是安装在回洗管的一个内表面上的叶片。根据本发明的该方面，当在压力下的回洗水输入回洗管内时，回洗水的水流推动叶片，因此回洗管转动。这样，为了转动回洗管，包括一个电动马达和一个电驱动电路的其它驱动装置不是必须的，因此过滤装置可以最小的成本设计成紧凑的构造。
在本发明的另一方面，所述回洗管转动装置由回洗管的回洗水喷射孔组成，该回洗水喷射孔在一个水平面上与回洗管的径向呈一定角度形成。根据本发明的该方面，当在压力下的回洗水输入回洗管内时，回洗水流以偏置水流的形式冲撞圆筒状筛的内壁，因此回洗管在一个方向上转动，该回洗水流从偏离回洗管径向的喷射孔喷射。因此，对于包括安装在回洗管上的叶片的结构，不需要其它驱动装置来转动回洗管。
为实现本发明的上述第二目的，提供一种过滤装置，它还包括一个过滤容器，该过滤容器中装有一个或多个所述圆筒状筛，所述过滤容器包括一个待过滤液体的入口，一个待过滤液体的出口，一个与所述液体传输管连通的液体传输开口，和一个排水出口，所述待过滤的液体的入口的直径大于液体传输开口的直径，和一个泵，该泵在待过滤的液体的所述入口和待过滤的液体的所述出口之间连接，以便在待过滤的液体的所述入口和出口之间形成一个闭合的环路，通过驱动所述泵，与从所述液体传输开口流出的过滤后的液体量相比，较大量的待过滤的液体从所述待过滤液体的入口强制输入，在所述过滤容器内，这产生了待过滤的液体的一个水流，该水流的流动方向与流进圆筒状筛内的待过滤液体的流动方向不同。
根据本发明，产生一个待过滤的液体的水流，该水流的方向与流进圆筒状筛内的待过滤液体的流动方向不同。通过具有不同方向的水流从水流方向流入圆筒状筛内，悬浮在待过滤的液体内导致筛堵塞的粉状固体从圆筒状筛的表面清除掉，而且进入圆筒状筛的狭槽的粉状固体的数量降低。因此圆筒状筛的堵塞速度也降低。这样，与通过转动回洗管在回洗中改进的效率一起，过滤装置停止工作的频率降低，过滤操作的效率大大提高。
在本发明的一方面，许多所述过滤容器平行设置，且各过滤容器的待过滤的液体的入口，待过滤的液体的出口，液体传输开口和排水出口通过共用连接管相互连接以形成一个小型组件。
在本发明的另一个方面，过滤容器的许多所述小型组件的共用连接管通过共用连接管相互连接以形成一个大型的组件。
下面参见附图描述本发明的优选实施例。
在附图中，
图1是本发明的过滤装置的一个实施例的透视图；
图2是在过滤操作期间过滤装置的垂直截面图；
图3是在回洗期间过滤装置的垂直截面图；
图4是圆筒状筛的放大局部透视图；
图5是回洗管的透视图；
图6是图2中沿线A-A截取的视图；
图7是在图5中沿线B-B截取的视图；
图8是在过滤操作期间过滤装置的另一个实施例的垂直截面图；
图9是在回洗期间过滤装置的截面图；
图10是图8中沿线C-C截取的视图；
图11是本发明的另一个实施例的示意性透视图；
图12是相同实施例的截面图；
图13是本发明的另一个实施例的透视图；和
图14是本发明的又一个实施例的透视图。
图1至7表示本发明的一个实施例。一个过滤装置1包括一个圆筒状筛2和位于圆筒状筛2内的一个回洗管3。
在本实施例中，图4更明显表示圆筒状筛2具有支承杆4，该支承杆4在筛2的轴向上伸展，并且以一个预定的间隔大致在圆周上布置，而且在径向上向外端部分具有突出部4a，一种楔形丝5在基本横过支承杆4的方向上在支承杆4的外侧上螺旋缠绕。楔形丝5布置成其一侧5a面向外侧，其另两侧5b和5c形成一个狭槽6，该狭槽6在相邻的楔形丝部分之间径向向内加宽，且楔形丝5的内顶点5d在楔形丝5与支承杆4的交点7处焊接到支承杆4的突出部4a上。楔形丝5和支承杆4的上部焊接到一个环形突缘16上，而筛2的下端由一个密封板8封闭(图1)。
在图1至3中，表示了圆筒状筛2的支承杆4和楔形丝5的上部和下部，并且其中部由点划线表示。
如图11和12所示，一个或多个圆筒状筛2可布置在一个过滤容器或多个容器内，其密封板8与过滤容器的底板接触。
一个矩形横截面的液体传输管9布置在圆筒状筛2上。在液体传输管9的底部形成一个与圆筒状筛2共轴的管形开口10以便排出过滤后的液体并输入回洗水。形成开口10的管形件在垂直方向上的中部设有一个台阶。与上台阶部分10b的外径相比，下台阶部分10a具有较小的外径。
回洗管3由一个与圆筒状筛2共轴并位于圆筒状筛2内的管形件制成。回洗管3的一个开口上端部分形成一个滑动部分3a，该滑动部分3a的内径略大于液体传输管9的管状开口10的下台阶部分10a的外径，并且装配在下台阶部分10a的外周边上。回洗管3下端由一个盘状的底板3b封闭。一个枢轴11布置在底板3b的下表面的中部内。该枢轴11容纳在位于圆筒状筛2的密封板8内的一个枢轴接纳槽12中，因此回洗管3支承在圆筒状筛2上。通过这种结构，回洗管3可绕该轴转动。
在回洗管3的下端部分设有一个供过滤后的液体经过的开口3c。入口3c由许多环形开口组成。回洗管3的上开口端部构成一个开口3d，该开口3d供排出过滤后的液体和输入回洗水。该开口3d与液体传输管9的管状开口10连通。
回洗管3具有许多回洗水喷射孔13，该回洗水喷射孔13以预定间隔布置在轴向(垂直方向)上。由图5和7清楚可见，在本实施例中，均由四个垂直布置的喷射孔组成的成组的喷射孔13a，13b，13c和13d以90度的间隔圆周设置。这种布置确保回洗水均匀喷射，并防止在回洗管3转动时由于回洗水一侧喷射的反冲作用而产生故障。
喷射孔13的最佳直径为0.5mm-0.8mm。如果直径超过0.8mm，喷射的回洗水的压力不足以有效的消除堵塞。如果直径低于0.5mm，很可能喷射孔会被细尘粒堵塞。
对于一个优选实施例，直径为20mm的回洗管可布置在具有直径为70mm的圆筒状筛内，且直径为0.7mm的喷射孔以5mm间隔设置在回洗管内。
一个止回阀14设置在用于排出过滤后的液体并输入回洗水的开口3d的侧面上，并位于过滤后的液体的入口3c附近。止回阀14包括一个盘状的阀主体14a，一个环形阀座14b，阀主体14a可座落在该环形阀座14b上，一个阀杆14c，该阀杆在轴向上从阀主体14a向上伸展，一个阀固定件14d(图6)，该阀固定件由一个可松动的容纳阀杆14c的环形部件和四个支承杆组成，该四个支承杆牢固的将环形部件固定到回洗管3的内壁上，一个螺旋弹簧14e，该螺旋弹簧14e一端固定在阀主体14a上，其另一端固定在阀固定件14d上。由弹簧力调节螺旋弹簧14e，这样当回洗水的压力不作用在其上时，螺旋弹簧14e处于回缩状态，当受到回洗水的压力作用时，螺旋弹簧伸长以致使阀主体14a座落在阀座14b上。因此，止回阀14作用在于允许过滤后的液体从入口3c输入到回洗管3内，并且禁止回洗水从回洗管3的内侧流回到入口3c。
一个叶片15牢固的安装在回洗管3的上内壁表面之上，该叶片15构成回洗管转动装置以便在回洗期间绕回洗管3的轴转动回洗管3。叶片15的形状尺寸和连接角度需考虑回洗管3的尺寸，回洗压力大小和回洗管3的必要转动速度等来确定。
下面来描述过滤装置的操作。
在过滤操作期间，待过滤的液体通过驱动一个泵输送到一个过滤容器内。如图2所示，待过滤的液体通过圆筒状筛2的狭槽6流进圆筒状筛2内，过滤后的液体通过入口3c流入回洗管3内。在此期间，止回阀14处于打开状态，同时，如图2所示，螺旋弹簧14e收缩，因此过滤后的液体经过止回阀14并在箭头方向上流动，然后经过回洗管3的开口3d和液体传输管9的管形开口10流进液体传输管9，并排出。
对于回洗操作，在过滤容器内待过滤的液体排出，然后，如图3所示，在压力下的回洗水从液体传输管9的开口10经过开口3d输入到回洗管3内。止回阀14的阀主体14a在抵压螺旋弹簧14e的压力的回洗水的压力作用下向下移动，以便座落在阀座14b上，并因此封闭止回阀14。因此，在回洗管3内在压力作用下回洗水以喷流形式从每个回洗水喷射孔13喷射，而且该喷流冲撞圆筒状筛2。同时，回洗水流动撞击叶片15，因此推动叶片15，这样回洗管3绕其轴转动。当回洗管3转动时，回洗水的强烈的喷流顺序地冲撞圆筒状筛2的整个内周边，因此可均匀的清除掉位于整个圆周上圆筒状筛2的狭槽上的堵塞物。
图8至10表示本发明的另一个实施例。在该实施例中，与图1至7的实施例中的部件相同的部件用相同的标记来表示，并且省略了对其的描述。
该实施例与图1至7不同点在于回洗管转动装置不是图1至7的实施例所示的叶片15，而是如图10所示，由回洗管3的回洗水喷射孔30(30a，30b，30c和30d)制成，该回洗水喷射孔30在一个水平面内相对于回洗管3的径向以一个预定角度成形。在本实施例中，当在压力下的回洗水输入回洗管中时，回洗水从偏置喷射孔30以偏离喷流形式喷射，并且冲撞圆筒状筛2的内壁表面。结果，回洗管3在箭头D方向上转动(图10)。本实施例的其它结构和操作与图1至7的实施例的相同。
图11和12表示本发明的另一个实施例。
在本实施例中，一个或多个(图示实例中为五个)圆筒状筛2平行布置在一个箱形过滤容器40内。这些圆筒状筛中的每个如图1至7或图8至10所示。在各圆筒状筛2内用来排出过滤液体和输入回洗管3的回洗水的开口与一个共用液体传输管41连通。
过滤容器40具有一个待过滤液体的入口42，一个待过滤液体的出口43，一个与回洗管3的液体传输管41连通的液体传输开口44，和一个根据需要开关的排水出口45。待过滤的液体的入口42的直径大于液体传输开口44的直径。一个泵46在待过滤的液体的入口和待过滤的液体的出口之间连接以便在待过滤的液体的入口和出口之间形成一个闭合的环路，从而待过滤的液体在该闭合环路内循环。通过驱动泵46，与从液体传输开口44流出的过滤后的液体量相比，较大量的待过滤的液体从入口42强制输入，在过滤容器40内这使待过滤的液体形成一个水流(即图11中箭头F所示的循环流动)，该水流的流动方向与与经过狭槽6流进圆筒状筛2内的待过滤液体的流动方向不同。
在本实施例中，在过滤操作期间，排水出口45封闭，且待过滤的液体输送到过滤容器40内。待过滤的液体流进圆筒状筛2内，且过滤后的液体经过液体传输管41流出液体传输开口44。多余的待过滤的液体构成一种水流并在过滤容器40内循环，该水流方向与流进圆筒状筛2内的水流方向不同，因此洗刷走引起圆筒状筛2堵塞其表面粉状固体，从而降低堵塞量。
在回洗操作期间，过滤容器40的入口42和出口43封闭，在待过滤的液体在过滤容器40内完成过滤之后，排水出口45打开。接着，在压力下的回洗水从液体传输开口44输入以便以上述方式进行回洗。在回洗后，污水从排水出口45排出。
图13表示本发明的另一个实施例，其中许多(所示实例为六个)图11和12的过滤容器40平行布置。各过滤容器40的入口42通过一个共用连接管52连接在一起。个过滤容器40的出口43通过一个共用连接管53连接在一起。各过滤容器40的液体传输开口44通过一个共用连接管54连接在一起。各过滤容器40的排水出口45通过一个共用连接管55连接在一起。通过这种构造，过滤容器40结合在一起以形成一个小型组件50。
图14表示本发明的又一个实施例。其中其中许多(所示实例为三个)小型组件50平行布置。共用的连接管52，53，54和55各自通过另外的共用管62，63，64和65分别连接在一起以形成一个大型组件60。
在上述实施例中，圆筒状筛2制成楔形丝筛。或者，圆筒状筛可由其它过滤元件例如丝网和过滤布制成。
从前述显然可知，本发明的过滤装置可采用单个圆筒状筛或者可采用许多圆筒状筛位于一个单独的过滤容器内的形式，或者采用这种过滤容器结合以形成一个小型组件的形式，或者采用这种小型组件结合以形成一个大型组件的形式。
作为使回洗管绕其轴转动的回洗管转动装置，安装在回洗管的内壁上的叶片或偏置喷射孔最佳，但回洗管转动装置不限于此，回洗管可通过一个外置转动驱动装置例如一个电动马达或一个电磁搅拌器来转动。
在上述实施例中，位于回洗管内的成组的回洗水喷射孔在圆周上以90度间隔布置。或者，在每组喷射孔之间的圆周间隔可以是其它角度例如60度或者180度。在上述实施例中，在圆周上可只设有一个喷射孔。或者，根据回洗水的喷射情况在圆周上可形成两个或多个喷射孔。简而言之，通过回洗管的转动利用回洗能够完全清除掉圆筒状筛上的堵塞物，据此来确定喷射孔的数量和位置，而且避免由于回洗水的喷射的反作用，引起回洗管的轴的偏置所导致的回洗管转动时出现的故障。
Claims (8)
1.一种过滤装置，它包括：
一个圆筒状筛；
一个由位于所述圆筒状筛内的一个管形件制成的回洗管，该回洗管与所述圆筒状筛共轴且绕其轴转动，该回洗管的一端部分具有输入过滤后的液体的入口，该回洗管的另一端部分具有排出过滤后的液体并输入回洗水的一个开口，并且在轴向上以预定间隔具有多个回洗水喷射孔；
一个液体传输管，该液体传输管与用来排出过滤后的液体并输入回洗水的开口连通，该液体传输管布置在圆筒状筛上，在液体传输管的底部形成一个与圆筒状筛共轴的管形口，以便排出过滤后的液体并输入回洗水；
一个止回阀，该止回阀位于用来排出过滤后的液体，并输入回洗水的所述开口的侧面上，而且位于过滤后的液体的入口附近，以允许过滤后的液体从过滤后的液体的入口流进回洗管内，并禁止回洗水从回洗管的内侧流进过滤后的液体的入口内；和
用来使回洗管绕其轴转动的回洗管转动装置，所述回洗管转动装置由安装在回洗管的一个内表面上的叶片组成。
2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于还包括：
一个过滤容器，该过滤容器中装有一个或多个所述圆筒状筛，所述过滤容器包括一个待过滤液体的入口，待过滤液体的出口，一个与所述液体传输管连通的液体传输开口，和一个排水出口，所述待过滤的液体的入口的直径大于液体传输开口的直径；和
一个泵，该泵在待过滤的液体的所述入口和待过滤的液体的所述出口之间连接，以便在待过滤的液体的所述入口和出口之间形成一个闭合的环路，通过驱动所述泵，与从所述液体传输开口流出的过滤后的液体量相比，较大量的待过滤的液体从所述待过滤液体的入口强制输入，在过滤容器内，这产生了待过滤的液体的水流，该水流的流动方向与流进圆筒状筛内的待过滤液体的流动方向不同。
3.如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于多个所述过滤容器平行设置，且各过滤容器的待过滤的液体的入口，待过滤的液体的出口，液体传输开口和排水出口通过共用连接管相互连接以形成一个小型组件。
4.如权利要求3所述的过滤装置，其特征在于过滤容器的多个所述小型组件的共用连接管通过共用连接管相互连接以形成一个大型的组件。
5.一种过滤装置，它包括：
一个圆筒状筛；
一个由位于所述圆筒状筛内的一个管形件制成的回洗管，该回洗管与所述圆筒状筛共轴且绕其轴转动，该回洗管的一端部分具有输入过滤后的液体的入口，该回洗管的另一端部分具有排出过滤后的液体并输入回洗水的一个开口，并且在轴向上以预定间隔具有多个回洗水喷射孔；
一个液体传输管，该液体传输管与用来排出过滤后的液体并输入回洗水的开口连通，该液体传输管布置在圆筒状筛上，在液体传输管的底部形成一个与圆筒状筛共轴的管形口，以便排出过滤后的液体并输入回洗水；
一个止回阀，该止回阀位于用来排出过滤后的液体，并输入回洗水的所述开口的侧面上，而且位于过滤后的液体的入口附近，以允许过滤后的液体从过滤后的液体的入口流进回洗管内，并禁止回洗水从回洗管的内侧流进过滤后的液体的入口内；和
用来使回洗管绕其轴转动的回洗管转动装置，所述回洗管转动装置由回洗管的回洗水喷射孔组成，该回洗水喷射孔在一个水平面上与回洗管的径向呈一定角度形成。
6.如权利要求5所述的过滤装置，其特征在于还包括：
一个过滤容器，该过滤容器中装有一个或多个所述圆筒状筛，所述过滤容器包括一个待过滤液体的入口，待过滤液体的出口，一个与所述液体传输管连通的液体传输开口，和一个排水出口，所述待过滤的液体的入口的直径大于液体传输开口的直径；和
一个泵，该泵在待过滤的液体的所述入口和待过滤的液体的所述出口之间连接，以便在待过滤的液体的所述入口和出口之间形成一个闭合的环路，通过驱动所述泵，与从所述液体传输开口流出的过滤后的液体量相比，较大量的待过滤的液体从所述待过滤液体的入口强制输入，在过滤容器内，这产生了待过滤的液体的水流，该水流的流动方向与流进圆筒状筛内的待过滤液体的流动方向不同。
7.如权利要求6所述的过滤装置，其特征在于多个所述过滤容器平行设置，且各过滤容器的待过滤的液体的入口，待过滤的液体的出口，液体传输开口和排水出口通过共用连接管相互连接以形成一个小型组件。
8.如权利要求7所述的过滤装置，其特征在于过滤容器的多个所述小型组件的共用连接管通过共用连接管相互连接以形成一个大型的组件。
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