CN110354547A - 自清洁过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自清洁过滤装置，包括罐体，所述罐体内部设有空腔，且所述罐体包括上径缩部、中端部，所述上径缩部的上端腔径小于下端腔径，所述上径缩部的下端与中端部的上端连接，所述空腔内置有滤料，所述上径缩部的内腔连通有出水管，所述中端部的内腔连通有进水管。本自清洁过滤装置在工作时，滤料在上径缩部下端面受挤压程度小，孔隙大，可以过滤较大颗粒的杂质；滤料在上径缩部上端面受挤压程度大，空隙小，可以过滤较小颗粒的杂质，可有效保证深度过滤。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种自清洁过滤装置。
背景技术
在石油、化工等工业企业中，冷却水占工业用水大致比例为87.3％～90.1％，从经济效益、社会效益及环境保护三方面来考虑，冷却水应该实现循环利用。
目前，在工业水水处理技术中，去除悬浮物主要采用旁滤池进行过滤，基本形式有砂滤、纤维束过滤和盘片式过滤等。
砂滤罐体由于浓缩倍数的提高，生物粘泥亦随之增多，砂滤在运行一段时间后会形成板结，造成滤层穿孔，无法保证过滤、反冲洗效果；盘片式罐体为单纯机械过滤，对微生物的过滤效果不明显；纤维束罐体具有过滤阻力小、滤速高、截污量大等优点，但是由于现有设备的过滤水流方向是由上而下，反洗水流方向是由下而上的，因而纤维束不易清洗干净，还需用气囊或机械等辅助设施来调节纤维束的密度，使水处理设备结构复杂，易出故障，影响水处理效率，耗水量也大。综上所述，过滤技术发展的滞后，制约了工业水处理技术的进一步的发展，悬浮物的去除是工业水处理作业的重点难题。
发明内容
本发明的目的在于改善现有技术中所存在的的不足，提供一种自清洁过滤装置。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
一种自清洁过滤装置，包括罐体，所述罐体内部设有空腔，且所述罐体包括上径缩部、中端部，所述上径缩部的上端腔径小于下端腔径，所述上径缩部的下端与中端部的上端连接，所述空腔内置有滤料，所述上径缩部的内腔连通有出水管，所述中端部的内腔连通有进水管。本自清洁过滤装置在工作时，滤料在上径缩部下端面受挤压程度小，孔隙大，可以过滤较大颗粒的杂质；滤料在上径缩部上端面受挤压程度大，空隙小，可以过滤较小颗粒的杂质，可有效保证深度过滤。
在进一步的方案中，所述罐体还包括下径缩部，所述下径缩部的上端腔径大于下端腔径，所述下径缩部的上端与所述中端部的下端连接，所述进水管与所述下径缩部的内腔连通。
在进一步的方案中，所述滤料为自清洁式滤料。
在进一步的方案中，所述罐体上设置有用于冲洗所述空腔的反冲洗机构。防止杂质于滤料过度堆积导致水流速度变慢影响装置的工作效率。
在进一步的方案中，所述空腔贯穿上径缩部、中端部、下径缩部，且所述上径缩部的上端开口处设有用于阻断开口的上阻板，所述上阻板上均匀分布设置有若干个通孔，所述上阻板外壁设置有上封头，所述出水管贯穿所述上封头与所述空腔连通；所述下径缩部的下端开口处设有用于阻断开口的下阻板，所述下阻板均匀分布设置有若干个通孔，所述下阻板外壁设置有下封头，所述进水管贯穿所述下封头与所述空腔连通。
在进一步的方案中，所述滤料呈线团状迷宫式结构，且所述滤料的材质为纤维类高分子聚合物。
在进一步的方案中，所述反冲洗机构包括若干根上冲洗管，所述若干个根上冲洗管贯穿所述中端部的外壁与所述空腔连通。
在进一步的方案中，所述上冲洗管位于所述空腔内管道的轴线与沿空腔内圆面相切。水流自上径缩部下端内壁螺旋式流入罐体内冲洗滤料，流至下径缩部形成涡流，便于清洗。
在进一步的方案中，还包括下冲洗管，所述下冲洗管贯穿所述下封头并与所述空腔连通，所述上冲洗管与下冲洗管上均设置有开闭阀。可使用不同密度的滤料，过滤工作时，若滤料密度较小(≤1.2g/cm3)，则水流自下向上过滤，滤料在上径缩部下端面受挤压程度小，孔隙大，可以过滤较大颗粒的杂质；滤料在上径缩部上端面受挤压程度大，空隙小，可以过滤较小颗粒的杂质，可有效保证深度过滤。若滤料密度较大(＞1.2g/cm3)，则水流自上向下过滤，滤料在下径缩部上端面受挤压程度小，孔隙大，可以过滤较大颗粒的杂质；滤料在下径缩部下端面受挤压程度大，空隙小，可以过滤较小颗粒的杂质，可有效保证深度过滤。
在进一步的方案中，还包括排污管、进气管、出气管，所述排污管贯穿所述下封头并与所述空腔连通，所述出气管贯穿所述上封头并与空腔连通，所述进气管贯穿所述下封头并与空腔连通，所述进气管、出气管、排污管、进水管、出水管上均设置有开闭阀。。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本装置通过滤料在上端径缩部下端面受挤压程度小，孔隙大，可以过滤较大颗粒的杂质；滤料在上径缩部上端面受挤压程度大，空隙小，可以过滤较小颗粒的杂质，可有效保证深度过滤。
2、本装置可使用不同密度的滤料，若滤料密度大于1.2g/cm3，则可以自上而下过滤，可将进水管、出水管分别反接，滤料在下端径缩部上端面受挤压程度小，孔隙大，可以过滤较大颗粒的杂质；滤料在下径缩部下端面受挤压程度大，空隙小，可以过滤较小颗粒的杂质，可有效保证深度过滤。
3、本装置滤料的材质为高分子聚合物，使得滤料的机械性能良好，反复挤压拉伸也不会变形，耐水耐油耐腐蚀。且滤料为迷宫式结构提升了滤料的纳污量。
4、本装置通过反冲洗机构防止杂质于滤料过度堆积导致水压差增加影响装置的工作效率。同时因为反冲洗过程中，滤料与滤料之间相互摩擦、挤压排出杂质，滤料达到自清洁效果，从而也达到了节水的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的自清洁过滤装置的结构剖视示意图。
图2为本发明实施例提供的自清洁过滤装置的俯视剖视图。
图3为本发明实施例提供的自清洁过滤装置的局部示意图。
图中标记说明
出气管1，中端部2，上径缩部3，下冲洗管4，空腔5，出水管6，进水管7，上阻板8，通孔9，上封头10，上冲洗管11，下径缩部12，进气管13，下阻板14，下封头15，排污管16。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
请参阅图1，本实施例示意性地公开了一种自清洁过滤装置，包括罐体，罐体的内部设置有空腔5，罐体包括中端部2、上径缩部3、下径缩部12、出水管6、进水管7。上径缩部3的上端面小于下端面，上径缩部3的下端面与所述中端部2上端面连接。下径缩部12的上端面大于下端面，下径缩部12上端面与所述中端部2的下端面连接。且为了防止滤料流失，上径缩部3的上端开口处设有用于阻断开口的上阻板8，上阻板8上均匀分布设置有若干个通孔9，上阻板8外壁设置有上封头10。出水管6贯穿上封头10与空腔5连通。过滤后的原水通过通孔流入封头内的空腔，并通过出水管流出。同时，通过上阻板8防止滤料流失，且若干个通孔9于上阻板8均匀分布使得出口水流分散均匀。同理，下径缩部12的下端开口处设有用于阻断开口的下阻板14，下阻板14均匀分布设置有若干个通孔9，下阻板14外壁设置有下封头15，进水管7贯穿下封头与空腔5连通。通过若干个通孔9于下阻板14均匀分布使得进水水流分散均匀。
在本方案中，通过进水管7引入原水，原水于空腔5内汇聚，当滤料的密度较小，位于0.8-1.2g/cm3时，滤料受到水流冲击压密至上径缩部3，滤料受到上径缩部3窄台面的限制无法上升。原水经过滤料的过滤后，从出水管6流出，完成过滤。而其中滤料位于上径缩部3下端面的部分，因为下端面较于上端面面积大，所以滤料的受挤压程度小，孔隙大，可以过滤较大颗粒的杂质。而滤料位于上径缩部3上端面受挤压程度大，空隙小，可以过滤较小颗粒的杂质，可有效保证深度过滤，保障了过滤质量。而当滤料的密度>1.2g/cm3时，滤料因重力压密至下径缩部12，滤料在下径缩部12上端面受挤压程度小，孔隙大，可以过滤容纳较大颗粒的杂质；滤料在下径缩部12下端受挤压程度大，空隙小，可以过滤较小颗粒的杂质，可有效保证深度过滤。
随着过滤作业的进行，杂质在滤料下方不断聚集，滤料内附着的杂质越来越多，流体越来越不容易通过滤料，容器内压差增加，当压差增大到一定程度时(杂质即将穿透滤料)，系统通过反冲洗机构去除装置内截获的杂质，且系统通过监测容器内压差实现自动运行反冲洗机构或提示手动启动反冲洗机构。在本方案中，反冲洗机构包括上冲洗管11。作为一种较优的实施方式，如图2所示，上冲洗管11位于空腔内管道的轴线与沿上径缩部3内圆面相切。水流自空腔内壁螺旋式流入罐体内冲洗滤料，最终杂质从排污管排出，便于滤料的清洗。且作为一种较优的实施方式，本方案中的滤料为自清洁式滤料。滤料包括若干个滤料，滤料呈线团状迷宫式结构，且滤料的材质为纤维类高分子聚合物。通过本方案中的滤料的材质为纤维类高分子聚合物。具体地，本方案中使用聚酯纤维改性材料作为滤料的材料，使得滤料具有耐水耐油耐腐蚀的特性。且本方案中滤料呈线团状迷宫式结构，杂质进入滤层后填入滤料的缝隙中，杂质的捕获能力强，提升了滤料的纳污量，纳污量根据不同规格的滤料可达到10-40kg/m3，过滤周期长，提高了装置的过滤速度。同时因为反冲洗过程中，滤料的材质为纤维类高分子聚合物，滤料本身具有弹性，使得冲洗过程中滤料与滤料之间相互摩擦、挤压排出杂质，滤料达到自清洁效果，易于清洗，从而也达到了节水的目的。容易理解的，虽然本方案中只通过一根上冲洗管引入冲洗液，但是在保证冲洗液可以完成罐内冲洗的情况下，不限制上冲洗管的数量，可以根据罐体内径自主设置上冲洗管的数量。同时，出水管6、进水管7、上冲洗管11、进气管13均设置有开闭阀。
该反冲洗机构使得该装置具有三种反冲洗模式，三种反冲洗模式如下，(1)水洗：通过控制进水管7上的开闭阀，停止进水从而停止过滤作业。随后开排污管上的开闭阀，开上冲洗管11上的开闭阀并通入反冲洗水，清洁罐内滤料，滤料受到反冲洗水的冲击，冲洗水流自上而下，杂质随着水流经过径缩部的特殊结构，使得冲洗水流形成涡流，通过排污管排出，进一步提高了清洗效果。反冲洗结束后，关反冲洗水阀门，待排污口不再放出杂质后关闭排污管上的开闭阀，开启出水管与进水管上的开闭阀恢复过滤工作。
同时，为了可以根据需求使用不同密度的滤料，本方案中还包括下冲洗管4，下冲洗18管贯穿下封头15与所述空腔连通，上冲洗管11与下冲洗管4上均设置有开闭阀。过滤工作时，若滤料密度较小(≤1.2g/cm3)，则水流自下向上过滤，滤料在上径缩部下端面受挤压程度小，孔隙大，可以过滤较大颗粒的杂质；滤料在上径缩部上端面受挤压程度大，空隙小，可以过滤较小颗粒的杂质，可有效保证深度过滤。若滤料密度较大(＞1.2g/cm3)，则水流自上向下过滤，滤料在下径缩部上端面受挤压程度小，孔隙大，可以过滤较大颗粒的杂质；滤料在下径缩部下端面受挤压程度大，空隙小，可以过滤较小颗粒的杂质，可有效保证深度过滤。
(2)气洗：通过控制进水管7上的开闭阀，停止进水从而停止过滤作业。随后开排污管上的开闭阀，开进气管13上的开闭阀并通入冲洗气，在本方案中，使用工业风作为冲洗气，冲洗气在罐体自下向上运动，吹动罐体内残留水和滤料运动。吹洗结束后，关闭进气管13上的开闭阀，开出气管1上的开闭阀放出杂质。待出气口不再放出杂质后关闭开闭阀，开出水管6与进水管7上的开闭阀阀门恢复过滤工作。
(3)混合洗：通过控制进水管7上的开闭阀，停止进水从而停止过滤作业。开上冲洗管11上的开闭阀并通入反冲洗水，开进气管13上的开闭阀并通入冲洗气，罐内滤料在反冲洗水和冲洗气的共同作用下清洗干净。待反冲洗工作结束后，关闭上冲洗管11上的开闭阀、进气管13上的开闭阀，开出气管1上的开闭阀放出杂质，待出气口不再放出杂质后关闭开闭阀后开排污管上的开闭阀放出罐内残水。待排污口不再放出残水后关闭排污口阀门，开出水口、进水口阀门恢复过滤工作。且为了防止冲洗液在反冲洗过程中流入进气管，进口气的气压大于水压。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自清洁过滤装置，其特征在于，包括罐体，所述罐体内部设有空腔，且所述罐体包括上径缩部、中端部，所述上径缩部的上端腔径小于下端腔径，所述上径缩部的下端与中端部的上端连接，所述空腔内置有滤料，所述上径缩部的内腔连通有出水管，所述中端部的内腔连通有进水管。
2.根据权利要求1所述的自清洁过滤装置，其特征在于，所述罐体还包括下径缩部，所述下径缩部的上端腔径大于下端腔径，所述下径缩部的上端与所述中端部的下端连接，所述进水管与所述下径缩部的内腔连通。
3.根据权利要求1所述的自清洁过滤装置，其特征在于，所述滤料为自清洁式滤料。
4.根据权利要求1所述的自清洁过滤装置，其特征在于，所述罐体上设置有用于冲洗所述空腔的反冲洗机构。
5.根据权利要求2所述的自清洁过滤装置，其特征在于，所述空腔贯穿上径缩部、中端部、下径缩部，且所述上径缩部的上端开口处设有用于阻断开口的上阻板，所述上阻板上均匀分布设置有若干个通孔，所述上阻板背向空腔的一侧设置有上封头，所述出水管贯穿所述上封头并与所述空腔连通；所述下径缩部的下端开口处设有用于阻断开口的下阻板，所述下阻板均匀分布设置有若干个通孔，所述下阻板外壁设置有下封头，所述进水管贯穿所述下封头与所述空腔连通。
6.根据权利要求4所述的自清洁过滤装置，其特征在于，所述滤料呈线团状迷宫式结构，且所述滤料的材质为纤维类高分子聚合物。
7.根据权利要求6所述的自清洁过滤装置，其特征在于，所述反冲洗机构包括若干根上冲洗管，所述若干个根上冲洗管贯穿所述中端部的外壁并与所述空腔连通。
8.根据权利要求7所述的自清洁过滤装置，其特征在于，所述上冲洗管位于所述空腔内管道的轴线与沿空腔内圆面相切。
9.根据权利要求7所述的自清洁过滤装置，其特征在于，还包括下冲洗管，所述下冲洗管贯穿所述下封头并与所述空腔连通，所述上冲洗管与下冲洗管上均设置有开闭阀。
10.根据权利要求7所述的自清洁过滤装置，其特征在于，还包括排污管、进气管、出气管，所述排污管贯穿所述下封头并与所述空腔连通，所述出气管贯穿所述上封头并与空腔连通，所述进气管贯穿所述下封头并与空腔连通，所述进气管、出气管、排污管、进水管、出水管上均设置有开闭阀。
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