CN109626619A - 一种鳃式过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种鳃式过滤器，包括船体、附体架、滤板、挡板、螺旋桨、气浮装置、过滤膜和抽吸装置，附体架安装在船体侧面，滤板安装在附体架上，挡板安装在附体架之间，抽吸泵安装在船体上，抽吸管的进口位于滤板之间的悬浮物内。螺旋桨分别安装在附体架下，位于滤板的两侧，过滤膜设置在滤板上。气浮装置包括曝气管、通气管、风机和导流板，风机出口与曝气管气源入口通过通气管连接，导流板安装在曝气管侧面，导流板将曝气管排出的气泡导向过滤膜上。滤板、挡板构造出一个U形区域，悬浮物随水流进入这一区域后，水从两侧的滤板下部排向设备两侧，悬浮物被截留在滤板之间，挡板之前，浮在水面上等待抽吸。

Description

一种鳃式过滤器
技术领域
本发明涉及水治理领域，具体是一种鳃式过滤器。
背景技术
湖泊江河悬浮物污染是当今社会的一大问题，诸如蓝藻、绿藻、海藻、水草、絮类等等对人们所依赖的水资源造成污染，为应对该问题，必须及时对悬浮物进行打捞去除。
传统通常采取人工打捞、两条船之间拉一个大过滤网进行收集以及泵定点抽吸。人工打捞费时费力，劳动强度大，效率低；两条船拉一个过滤网兜住船之间区域的悬浮物，这种方法虽然效率较大，处理面积大，但是随着悬浮物积聚在滤网内，水流动阻力变大，拉网需要更大的力，而且还可能滤网断裂损坏；泵定点抽送则因为悬浮物没有经过浓缩，会抽吸入大量的水，之后还得过滤一次，操作不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种鳃式过滤器，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种鳃式过滤器，包括船体和过滤组件，过滤组件安装在船体侧面。过滤组件包括附体架、滤板、挡板和抽吸装置，附体架共两个，附体架安装在船体侧面，滤板安装在附体架上，滤板面对面布置，挡板安装在附体架之间，挡板水平方向的两侧与滤板紧邻，抽吸装置安装在船体上，抽吸装置的进口位于附体架之间。
附体架安装在船体侧面，滤板为平板，挡板为弧形或V型，附体架上安装的滤板、挡板构造出一个U形区域，悬浮物随水流从开口一端进入这一区域后，水从两侧的滤板下部排向设备两侧，悬浮物被截留在滤板之间，挡板之前，浮在水面上，抽吸装置安装在船体上，通过管路将U型区的上层悬浮物抽吸上来并排去下一道工序或收集悬浮物的地方，设备可以同船一起前行，不断地收集起悬浮物让抽吸装置抽走，也可以悬停在一块地方，等待水流携带悬浮物漂进来。
进一步的，鳃式过滤器还包括过滤膜和两组螺旋桨，螺旋桨分别安装在附体架下，螺旋桨位于滤板的两侧，螺旋桨的旋转轴线相互平行，过滤膜设置在滤板上。
过滤膜比金属制的过滤网有更好的过滤效果，而且方便更换，不同使用场合可以更换不同类型(如不同过滤精度、膜厚度、表面粗糙度等)的过滤膜，应对不同的过滤需求，螺旋桨将从滤板、过滤膜流过来的水向后推动，让滤板之间的水更好地流动过来，从而水流能带过来更多的悬浮物，并且，螺旋桨还能推动船体前行。
进一步的，滤板分为上下两段，滤板上段为实板段，滤板下段为滤孔段，实板段固定至附体架上，滤孔段为一个框架结构板，滤孔段的一面安装固定过滤膜，挡板为一块实板，挡板与滤板的竖直高度相同，附体架下还设有门板组件，门板组件包括门板轴和门板，门板轴竖直布置，门板轴上段固定在附体架下，门板安装在门板轴上，门板绕门板轴旋转，门板最底端低于螺旋桨，门板宽度等于门板轴到滤板的距离，在滤板到挡板的方向上，螺旋桨在前、门板组件在后。
滤板之间最上面的一层水面几乎全是悬浮物，悬浮物的浓度很高了，设置滤网不仅没有过滤效果，反而可能让两侧的水反流回滤板之间，所以滤板上段使用实板，即没有滤孔的板，将上层悬浮物与两侧水体完全隔开，悬浮物只能内抽送装置抽走，过滤膜的强度不高，只有牵引没有支撑的话受水流扰动容易曲折变形，所以滤板下段做成一个框架结构来完好地支撑起过滤膜，使其保持平展状态，持续过滤水体。挡板全段为实板，使下层水只能从设备两侧离开，如果挡板下段也设置滤孔或过滤膜，则大量的水从挡板下段直线离开设备，对挡板冲击较大，而且设备整体的受力不均匀也将导致设备在水面上晃动大，容易发生危险。
门板的作用是切换船体前进或悬停的状态，门板与滤板平行时，螺旋桨推动的水流向后方流去，船前进，门板旋转90°后，门板挡住水流，水只能往两侧流动，动量守恒，船悬停在原地，此时，完全靠水流将悬浮物带进滤板之间。
进一步的，抽吸装置包括抽吸泵、抽吸管和排出管，抽吸泵安放在船体上，抽吸泵进口接抽吸管，抽吸管进口位于实板段之间、低于水面2～20厘米，抽吸泵出口接排出管。
抽吸管插入悬浮物内，抽吸泵抽吸走悬浮物，泵送往该去的地方，抽吸泵使用排污泵、泥浆泵、隔膜泵等流通性能好、不易堵塞的泵。
进一步的，鳃式过滤器还包括气浮装置，气浮装置安装在船体上，气浮装置出口位于过滤膜下方。因为水流扰动或设备晃动等等原因，有些悬浮物还是可能下潜到过滤膜处，大部分会漂上去，而小部分则会被水流挤压粘附在过滤膜上，长时间累积的话会堵塞过滤膜，所以过滤膜上的一些杂物需要清理掉，而气浮装置在过滤膜下方鼓吹出很多小气泡，这些小气泡向上漂，将粘附在过滤膜上的一些粘附物冲走。
作为优化，气浮装置包括曝气管、通气管、风机和导流板，曝气管位于过滤膜侧面下方，曝气管与过滤膜下底边线平行，风机安装在船体上，风机出口与曝气管气源入口通过通气管连接，导流板安装在曝气管侧面，导流板将曝气管排出的气泡导向过滤膜上。
使用风机作为气体来源简单实用，风机安装在船体上，通过一段通气管将气体输送至过滤膜下方的曝气管内，曝气管是一截自带密封及细化气体的管道，带压力的气体从进气口进入其内，曝气管将这些气体细化成一群群小气泡从表面吹出，同时防止水从表面进入管内，导流板则将曝气管排出的气泡导向过滤膜上，使气泡不会漂散浪费。
进一步的，螺旋桨低于滤板上下分界的位置。水从滤板下方流向两侧，所以螺旋桨低于滤板上下分界的位置才能更好地鼓动水体。
作为优化，滤板上下分段的位置低于水面20～60厘米，抽吸管进口低于水面5～10厘米。根据悬浮物的大致厚度确定滤板上下分段的位置，考虑设备晃动，水流扰动等因素后保证滤板上下分界线低于悬浮物层即可；抽吸管插入水面5～10厘米则保证抽吸充分，防止船体晃动而使抽吸管进口露出水面抽吸空气，抽送悬浮物的泵常常自吸性能不太好，进口一旦吸入一大段空气的话，即使进口再次插入悬浮物内，也可能需要将泵内空气排尽后才能再次抽送。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明操作简单，用作湖泊江河水面悬浮物的一次抽吸设备高效迅速，处理量大，使用场合不受限制，船体兼有前进和悬停两种状态，两种状态下均发挥悬浮物清除功能。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明俯视结构示意图；
图2为图1中的视图L-L；
图3为图1中的A向旋转视图；
图4为图1中的H-H旋转视图；
图5为图1中的视图B，门板与滤板平行时的结构示意；
图6为图1中的视图B，门板旋转后与滤板贴合时的结构示意；
图7为图4中的视图C；
图8为图4中的视图D。
图中：1-船体、2-附体架、3-滤板、31-实板段、32-滤孔段、4-挡板、5-螺旋桨、6-门板组件、61-门板轴、62-门板、7-过滤膜、8-气浮装置、81-曝气管、82-通气管、83-风机、84-导流板、9-抽吸装置、91-抽吸泵、92-抽吸管、93-排出管、100-过滤组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，一种鳃式过滤器，包括船体1和过滤组件100，过滤组件100安装在船体侧面。过滤组件100包括附体架2、滤板3、挡板4和抽吸装置9，附体架2共两个，附体架2安装在船体1侧面，滤板3安装在附体架2上，滤板3面对面布置，挡板4安装在附体架2之间，挡板4水平方向的两侧与滤板3紧邻，抽吸装置9安装在船体1上，抽吸装置9的进口位于附体架2之间。
附体架2安装在船体1侧面，滤板3为平板，挡板4为弧形或V型，附体架2上安装的滤板3、挡板4构造出一个U形区域，如图1所示，悬浮物随水流从开口一端进入这一区域后，水从两侧的滤板3下部排向设备两侧，悬浮物被截留在滤板3之间，挡板4之前，浮在水面上，抽吸装置9安装在船体1上，通过管路将U型区的上层悬浮物抽吸上来并排去下一道工序或收集悬浮物的地方，设备可以同船一起前行，不断地收集起悬浮物让抽吸装置9抽走，也可以悬停在一块地方，等待水流携带悬浮物漂进来。
如图3、图4、图7所示，鳃式过滤器还包括过滤膜7和两组螺旋桨5，螺旋桨5分别安装在附体架2下，螺旋桨5位于滤板3的两侧，螺旋桨5的旋转轴线相互平行，过滤膜7设置在滤板3上。
过滤膜7比金属制的过滤网有更好的过滤效果，而且方便更换，不同使用场合可以更换不同类型(如不同过滤精度、膜厚度、表面粗糙度等)的过滤膜7，应对不同的过滤需求，螺旋桨5将从滤板3、过滤膜7流过来的水向后推动，让滤板3之间的水更好地流动过来，从而水流能带过来更多的悬浮物，并且，螺旋桨5还能推动船体前行。
如图2、图7所示，滤板3分为上下两段，滤板3上段为实板段31，滤板3下段为滤孔段32，实板段31固定至附体架2上，滤孔段32为一个框架结构板，滤孔段32的一面安装固定过滤膜7，挡板4为一块实板，挡板4与滤板3的竖直高度相同，附体架2下还设有门板组件6，门板组件6包括门板轴61和门板62，门板轴61竖直布置，门板轴61上段固定在附体架2下，门板62安装在门板轴61上，门板62绕门板轴61旋转，门板62最底端低于螺旋桨5，门板62宽度等于门板轴61到滤板3的距离，在滤板3到挡板4的方向上，螺旋桨5在前、门板组件6在后。
滤板3之间最上面的一层水面几乎全是悬浮物，悬浮物的浓度很高了，设置滤网不仅没有过滤效果，反而可能让两侧的水反流回滤板3之间，所以滤板3上段使用实板，即没有滤孔的板，将上层悬浮物与两侧水体完全隔开，悬浮物只能内抽送装置9抽走，过滤膜7的强度不高，只有牵引没有支撑的话受水流扰动容易曲折变形，所以滤板3下段做成一个框架结构来完好地支撑起过滤膜7，使其保持平展状态，持续过滤水体。挡板4全段为实板，使下层水只能从设备两侧离开，如果挡板4下段也设置滤孔或过滤膜，则大量的水从挡板4下段直线离开设备，对挡板4冲击较大，而且设备整体的受力不均匀也将导致设备在水面上晃动大，容易发生危险。门板62的作用是切换船体1前进或悬停的状态，如图5所示，门板62与滤板3平行时，螺旋桨5推动的水流向后方流去，船前进，如图6所示，门板62旋转90°后，门板62挡住水流，水只能往两侧流动，动量守恒，船悬停在原地，此时，完全靠水流将悬浮物带进滤板3之间。
如图3所示，抽吸装置9包括抽吸泵91、抽吸管92和排出管93，抽吸泵91安放在船体1上，抽吸泵91进口接抽吸管92，抽吸管92进口位于实板段31之间、低于水面2～20厘米，抽吸泵91出口接排出管93。
抽吸管92插入悬浮物内，抽吸泵91抽吸走悬浮物，泵送往该去的地方，抽吸泵91使用排污泵、泥浆泵、隔膜泵等流通性能好、不易堵塞的泵。
如图2、图8所示，鳃式过滤器还包括气浮装置8，气浮装置8安装在船体1上，气浮装置8出口位于过滤膜7下方。因为水流扰动或设备晃动等等原因，有些悬浮物还是可能下潜到过滤膜7处，大部分会漂上去，而小部分则会被水流挤压粘附在过滤膜7上，长时间累积的话会堵塞过滤膜7，所以过滤膜7上的一些杂物需要清理掉，而气浮装置8在过滤膜7下方鼓吹出很多小气泡，这些小气泡向上漂，将粘附在过滤膜7上的一些粘附物冲走。
如图8所示，气浮装置8包括曝气管81、通气管82、风机83和导流板84，曝气管81位于过滤膜7侧面下方，曝气管81与过滤膜7下底边线平行，风机83安装在船体1上，风机83出口与曝气管81气源入口通过通气管82连接，导流板84安装在曝气管81侧面，导流板84将曝气管81排出的气泡导向过滤膜7上。
使用风机83作为气体来源简单实用，风机83安装在船体1上，通过一段通气管82将气体输送至过滤膜7下方的曝气管81内，曝气管81是一截自带密封及细化气体的管道，带压力的气体从进气口进入其内，曝气管81将这些气体细化成一群群小气泡从表面吹出，同时防止水从表面进入管内，导流板84则将曝气管81排出的气泡导向过滤膜7上，使气泡不会漂散浪费。
如图3、图4所示，螺旋桨5低于滤板3上下分界的位置。水从滤板3下方流向两侧，所以螺旋桨5低于滤板3上下分界的位置才能更好地鼓动水体。
滤板3上下分段的位置低于水面20～60厘米，抽吸管92进口低于水面5～10厘米。根据悬浮物的大致厚度确定滤板3上下分段的位置，考虑设备晃动，水流扰动等因素后保证滤板3上下分界线低于悬浮物层即可；抽吸管92插入水面5～10厘米则保证抽吸充分，防止船体1晃动而使抽吸管92进口露出水面抽吸空气，抽送悬浮物的泵常常自吸性能不太好，进口一旦吸入一大段空气的话，即使进口再次插入悬浮物内，也可能需要将泵内空气排尽后才能再次抽送。
本设备使用过程，设备随船前进，滤板之间进入悬浮物，下层水体从两侧滤板下部过滤排开，滤板之间再进入带悬浮物的水，悬浮物收集在滤板之间、挡板之前，抽吸泵通过抽吸管将悬浮物抽吸走，门板与滤板平行时，螺旋桨向后推动水，船体前进，门板旋转后一边与滤板贴紧，螺旋桨推动过来的水向设备两侧流动，船体悬停在原位。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种鳃式过滤器，其特征在于：所述鳃式过滤器包括船体(1)和过滤组件(100)，所述过滤组件(100)安装在船体(1)侧面。
2.根据权利要求1所述的一种鳃式过滤器，其特征在于：所述过滤组件(100)包括附体架(2)、滤板(3)、挡板(4)和抽吸装置(9)，所述附体架(2)共两个，附体架(2)安装在船体(1)侧面，所述滤板(3)安装在附体架(2)上，滤板(3)面对面布置，所述挡板(4)安装在附体架(2)之间，挡板(4)水平方向的两侧与滤板(3)紧邻，所述抽吸装置(9)安装在船体(1)上，抽吸装置(9)的进口位于附体架(2)之间。
3.根据权利要求2所述的一种鳃式过滤器，其特征在于：所述鳃式过滤器还包括过滤膜(7)和两组螺旋桨(5)，所述螺旋桨(5)分别安装在附体架(2)下，螺旋桨(5)位于滤板(3)的两侧，螺旋桨(5)的旋转轴线相互平行，所述过滤膜(7)设置在滤板(3)上。
4.根据权利要求3所述的一种鳃式过滤器，其特征在于：所述滤板(3)分为上下两段，滤板(3)上段为实板段(31)，滤板(3)下段为滤孔段(32)，所述实板段(31)固定至附体架(2)上，所述滤孔段(32)为一个框架结构板，滤孔段(32)的一面安装固定过滤膜(7)，所述挡板(4)为一块实板，挡板(4)与滤板(3)的竖直高度相同，所述附体架(2)下还设有门板组件(6)，所述门板组件(6)包括门板轴(61)和门板(62)，所述门板轴(61)竖直布置，门板轴(61)上段固定在附体架(2)下，所述门板(62)安装在门板轴(61)上，门板(62)绕门板轴(61)旋转，门板(62)最底端低于螺旋桨(5)，门板(62)宽度等于门板轴(61)到滤板(3)的距离，在滤板(3)到挡板(4)的方向上，所述螺旋桨(5)在前、门板组件(6)在后。
5.根据权利要求4所述的一种鳃式过滤器，其特征在于：所述抽吸装置(9)包括抽吸泵(91)、抽吸管(92)和排出管(93)，所述抽吸泵(91)安放在船体(1)上，抽吸泵(91)进口接抽吸管(92)，所述抽吸管(92)进口位于实板段(31)之间、低于水面2～20厘米，所述抽吸泵(91)出口接排出管(93)。
6.根据权利要求5所述的一种鳃式过滤器，其特征在于：所述鳃式过滤器还包括气浮装置(8)，所述气浮装置(8)安装在船体(1)上，气浮装置(8)出口位于过滤膜(7)下方。
7.根据权利要求6所述的一种鳃式过滤器，其特征在于：所述气浮装置(8)包括曝气管(81)、通气管(82)、风机(83)和导流板(84)，所述曝气管(81)位于过滤膜(7)侧面下方，曝气管(81)与过滤膜(7)下底边线平行，所述风机(83)安装在船体(1)上，风机(83)出口与曝气管(81)气源入口通过所述通气管(82)连接，所述导流板(84)安装在曝气管(81)侧面，导流板(84)将曝气管(81)排出的气泡导向过滤膜(7)上。
8.根据权利要求6所述的一种鳃式过滤器，其特征在于：所述螺旋桨(5)低于滤板(3)上下分界的位置。
9.根据权利要求8所述的一种鳃式过滤器，其特征在于：所述滤板(3)上下分段的位置低于水面20～60厘米，所述抽吸管(92)进口低于水面5～10厘米。
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