CN112337149B - 一种可连续运行的圆形悬浮过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可连续运行的圆形悬浮过滤系统，包括滤水池，内部分隔为上清水贮存区、中过滤区和下配水区；第一和第二固定隔板呈设定夹角固定在下配水区，将其分隔为进水区和反冲洗区；第三和第四固定隔板呈相同设定夹角固定在上清水贮存区，将其分隔为上水区和回水区；中心杆设在滤水池中心；多个旋转隔板设在中过滤区内呈放射状均布，将中过滤区等分为多个等分区域，旋转隔板与中心杆固定，在中心杆带动下旋转，相邻两旋转隔板的夹角等于设定夹角；反冲洗时反冲洗阀门和进水阀门均打开，回水区内的水向下回流对等分区域内的滤料进行反冲洗，冲洗掉的杂物经反冲洗区和反冲洗排放管排出，整个系统连续运行，省去后期管理维护，提高了过滤效率。

Description

一种可连续运行的圆形悬浮过滤系统

技术领域

本发明涉及悬浮过滤技术领域，具体涉及一种可连续运行的圆形悬浮过滤系统。

背景技术

悬浮过滤技术是采用密度比水小的滤料对原水进行反向过滤（自下而上的过滤方式）的一种技术，例如申请公布号为CN111298488A的中国发明专利申请公开的便于排泥的悬浮过滤系统，包括与原水渠连通的滤水池、与滤水池连通的反冲洗系统，滤水池内的下配水顶板和上置滤板将其分为下配水区、中过滤区和上清水贮存区，中过滤区内填充有滤料，滤水池的底壁上具有与原水渠的供水管相配合的进水口和与反冲洗系统相配合的排水口。

上述悬浮过滤系统在正常过滤时，供水管上的控制阀打开而反冲洗排放管上的控制阀处于关闭状态，原水首先从供水管进入滤水池内的下配水区，然后通过下配水顶板上的通孔向上进入中过滤区，由于滤料的密度比水小，因此水流推动滤料向上移动，使滤料堆积在上置滤板下方，在水流穿过悬浮滤料时，水中的杂物被滤料截留，滤后的清洁水由滤头进入上清水贮存区。当运行一段时间需要对滤料进行冲洗时，先将供水管的控制阀关闭以停止进水，然后打开反冲洗排放管的控制阀，上清水贮存区的清洁水在重力作用下由滤头流入下方的中过滤区，相邻两圈滤头底部的侧开孔方向不同，进而扰动滤料，增加滤料之间的相互摩擦，使滤料上的杂物脱落，杂物经下配水顶板流入下方的下配水区，最后从反冲洗排放管排出。

上述悬浮过滤系统在进行反冲洗时，需先关闭系统进水控制阀门，系统停止进水后再打开反冲洗控制阀门进行反冲洗操作，由于进水控制阀门关闭，因此整个系统在反冲洗操作时是暂停运行的，这样就造成整个系统无法连续运行，后期管理维护较为繁琐，也影响整个系统的过滤效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可连续运行的圆形悬浮过滤系统，以解决现有过滤系统在进行反冲洗时需要关闭进水阀门而导致后期管理维护较为繁琐、影响整个系统过滤效率的问题。

为实现上述目的，本发明中的可连续运行的圆形悬浮过滤系统采用如下技术方案：

一种可连续运行的圆形悬浮过滤系统，包括：

滤水池；

下配水顶板，设置在滤水池内，下配水顶板上设有通孔；

上置滤板，设置在滤水池内且位于下配水顶板的上方，上置滤板上设有供水通过的通过结构，上置滤板和下配水顶板将滤水池内从上至下依次分隔为上清水贮存区、中过滤区和下配水区，中过滤区内用于设置密度小于水的滤料；

进水管，连接在滤水池的底部，进水管上设置有进水阀门；

反冲洗排放管，连接在滤水池的底部，反冲洗排放管上设置有反冲洗阀门；

可连续运行的圆形悬浮过滤系统还包括：

第一固定隔板和第二固定隔板，呈设定夹角固定设置在下配水区内，并将下配水区分隔为与进水管连通的进水区以及与反冲洗排放管连通的反冲洗区，第一固定隔板和第二固定隔板相交的一端位于滤水池的中心；

第三固定隔板和第四固定隔板，呈与所述设定夹角相同的夹角固定设置在上清水贮存区内，第三固定隔板和第四固定隔板的顶端低于滤水池的顶端且两者相交的一端位于滤水池的中心，第三固定隔板和第四固定隔板分别位于第一固定隔板和第二固定隔板的正上方，并将上清水贮存区分隔为供水向上流动的上水区以及供水在重力作用下向下回流的回水区，其中上水区与所述进水区上下对应，回水区与所述反冲洗区上下对应；

支撑架，固定在滤水池的顶部；

旋转动力机构，安装在支撑架上；

中心杆，竖直设置在滤水池的中心，中心杆的上端与旋转动力机构的输出端传动连接；

多个旋转隔板，设置在中过滤区内，多个旋转隔板以滤水池的中心呈放射状均匀布置，并将中过滤区等分为多个等分区域，各旋转隔板的一端均与中心杆固定相连，以在中心杆的带动下按照设定的时间间隔进行旋转，相邻两个旋转隔板之间的夹角等于所述的设定夹角，以使各等分区域随着旋转隔板的转动依次运动到所述的回水区和反冲洗区之间；

其中，正常过滤时，进水阀门处于打开状态，反冲洗阀门处于关闭状态；

反冲洗时，反冲洗阀门和进水阀门均处于打开状态，以使回水区内的水在重力作用下向下回流，对回水区下方的等分区域内的滤料进行反冲洗，冲洗掉的杂物经过反冲洗区和反冲洗排放管排出。

上述技术方案的有益效果在于：下配水区内设有呈设定夹角固定设置的第一固定隔板和第二固定隔板，将下配水区分隔为与进水管连通的进水区以及与反冲洗排放管连通的反冲洗区；上清水贮存区内设有呈相同的设定夹角固定设置的第三固定隔板和第四固定隔板，并且第三固定隔板和第四固定隔板分别位于第一固定隔板和第二固定隔板的正上方，将上清水贮存区分隔为与进水区上下对应的上水区以及与反冲洗区上下对应的回水区；滤水池顶部的支撑架上安装有旋转动力机构，旋转动力机构的输出端与竖置在滤水池中心的中心杆传动连接，可以带动其旋转；中过滤区内设有多个呈放射状均匀布置的旋转隔板，将中过滤区等分为多个等分区域，且各旋转隔板的一端均与中心杆固定相连，以在中心杆的带动下按照设定的时间间隔进行旋转，而相邻两个旋转隔板之间的夹角等于所述的设定夹角，这样各等分区域随着旋转隔板的转动刚好依次运动到回水区和反冲洗区之间。

本发明的可连续运行的圆形悬浮过滤系统在进行正常过滤时，进水阀门处于打开状态，反冲洗阀门处于关闭状态，原水经进水管进入滤水池内的进水区内，然后通过下配水顶板上的通孔进入中过滤区内，由于滤料的密度比水小，因此水流推动滤料向上移动，使滤料堆积在上置滤板下方，在水流穿过悬浮滤料时，水中的杂物被滤料截留，滤后的清洁水由通过结构进入上清水贮存区内的上水区，随着水面的不断上升，清水越过第三固定隔板和第四固定隔板进入回水区、回水区下方的某一个等分区域以及最下方的反冲洗区，也即最终整个滤水池内会充满水，而过滤后的清水可以通过出水结构排出。

悬浮过滤系统在进行反冲洗时，反冲洗阀门和进水阀门均处于打开状态，此时回水区内的水在重力作用下向下回流，对回水区下方的等分区域内的滤料进行反冲洗，冲洗掉的杂物经过反冲洗区和反冲洗排放管排出。由于旋转隔板在中心杆的带动下按照设定的时间间隔进行旋转，因此各等分区域随着旋转隔板的转动可以依次运动到回水区和反冲洗区之间，从而可以按照顺序依次对使用过一段时间的等分区域内的滤料进行反冲洗，并且反冲洗是循环进行的，保证了整个过滤系统的过滤效果。

而由于进水阀门一直处于打开状态，因此一方面实现了净化后的水可以源源不断的补充到回水区，保证源源不断的反冲洗水源，实现比较好的反冲洗效果，另一方面实现了整个系统是连续运行的，也即正常过滤过程仍在持续不断的进行，因此省去了后期管理维护的麻烦，可以提高整个系统的过滤效率。

进一步的，为了保证反冲洗掉的杂物能够顺利排出，滤水池的与所述反冲洗区相对应的底壁包括平底壁和与平底壁相连的倾斜底壁，倾斜底壁由外向内逐渐向下倾斜，平底壁靠近滤水池的中心，排水管连接在平底壁上。

进一步的，为了兼顾反冲洗效果以及正常过滤功能，所述旋转隔板有六个，所述的设定夹角为60度。

进一步的，为了在反冲洗时对滤料形成扰动，增加滤料之间的相互摩擦，上置滤板上的通过结构为滤头，滤头围绕上置滤板的中心间隔设置有多圈，每一圈的滤头均有多个且在同一圆周上均布设置，相邻两圈滤头的底部侧开孔的朝向相反。

进一步的，为了方便旋转动力机构的配置，所述旋转动力机构为电机。

进一步的，为了方便净化后的水排出，滤水池的顶端内壁上设置有溢流堰、顶端外壁上设置有环形出水渠，环形出水渠的底部连接有出水管。

附图说明

图1为本发明中可连续运行的圆形悬浮过滤系统的实施例1的结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为图1中上置滤板的俯视示意图；

图4为图1中旋转隔板与滤水池的配合俯视图；

图5为图1中第三固定隔板和第四固定隔板与滤水池的配合俯视图；

图6为本发明中可连续运行的圆形悬浮过滤系统的实施例2的结构示意图。

图中：1-滤水池；101-进水区；102-等分区域；103-上水区；104-回水区；105-反冲洗区；106-平底壁；107-倾斜底壁；2-下配水顶板；3-上置滤板；4-第一固定隔板；5-第二固定隔板；6-第三固定隔板；7-第四固定隔板；8-旋转隔板；9-滤料；10-支撑架；11-电机；12-中心杆；13-进水管；14-进水阀门；15-反冲洗排放管；16-反冲洗阀门；17-环形出水渠；18-出水管；100-滤水池。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中可连续运行的圆形悬浮过滤系统（以下简称过滤系统）的实施例1如图1所示，包括圆形的滤水池1，滤水池1的底部连接有进水管13，进水管13上设置有进水阀门14。滤水池1的底部还连接有反冲洗排放管15，反冲洗排放管15上设置有反冲洗阀门16。

滤水池1内设置有下配水顶板2和上置滤板3，下配水顶板2和上置滤板3的直径与滤水池1的内径一致，下配水顶板2上设有多个通孔，该通孔为上大下小的圆台形通孔，圆台形通孔的上端孔径为15mm，下端孔径为6mm。

上置滤板3位于下配水顶板2的上方约2m的位置，上置滤板3上设有供水通过的通过结构，本实施例中的通过结构为滤头（图中未标示），滤头的具体结构为现有技术，滤头围绕上置滤板3的中心间隔设置有多圈，每一圈的滤头均有多个且在同一圆周上均布设置，相邻两圈滤头的底部侧开孔的朝向相反，以在反冲洗时形成出水方向不同的水流，如图3所示。

如图1所示，上置滤板3和下配水顶板2将滤水池1内从上至下依次分隔为上清水贮存区、中过滤区和下配水区，中过滤区内用于设置密度小于水的滤料9，滤料选用聚苯乙烯珠粒滤料，形态为白色珠粒，直径0.9~1.1mm，相对密度1.05，珠粒表观密度20～60kg/m³，填充厚度在1m左右。

结合图1和图2所示，下配水区内固定设置有呈设定夹角的第一固定隔板4和第二固定隔板5，在本实施例中，上述设定夹角为60度。第一固定隔板4和第二固定隔板5的竖向两端分别与下配水顶板2和滤水池1的底壁相接，第一固定隔板4和第二固定隔板5横向上相交的一端位于滤水池1的中心、另一端与滤水池1的侧壁相接，因此第一固定隔板4和第二固定隔板5将下配水区分隔为与进水管13连通的进水区101以及与反冲洗排放管15连通的反冲洗区105，进水区101在圆周上具有300度的区域，反冲洗区105在圆周上具有60度的区域。

结合图1和图5所示，上清水贮存区内固定设置有呈60度夹角的第三固定隔板6和第四固定隔板7，第三固定隔板6和第四固定隔板7的顶端低于滤水池1的顶端、底端与上置滤板3相接，第三固定隔板6和第四固定隔板7横向上相交的一端位于滤水池1的中心、另一端与滤水池1的侧壁相接，因此第三固定隔板6和第四固定隔板7将上清水贮存区分隔为供水向上流动的上水区103以及供水在重力作用下向下回流的回水区104，上水区103在圆周上具有300度的区域，回水区104在圆周上具有60度的区域。

并且，第三固定隔板6位于第一固定隔板4的正上方，第四固定隔板7位于第二固定隔板5的正上方，因此上水区103和进水区101上下对应，回水区104和反冲洗区105上下对应。

如图1所示，滤水池1的顶部固定有支撑架10，支撑架10上安装有旋转动力机构，本实施例中的旋转动力机构为电机11，滤水池1的中心竖直设置有中心杆12，中心杆12的上端与电机11的输出端传动连接，以在电机11的带动下旋转。中心杆12贯穿上置滤板3和下配水顶板2，且与上置滤板3和下配水顶板2转动配合。

结合图1和图4所示，中过滤区内设置有六个旋转隔板8，旋转隔板8、第一固定隔板4、第二固定隔板5、第三固定隔板6和第四固定隔板7均采用钢板或其他不透水板材。六个旋转隔板8以滤水池1的中心呈放射状均匀布置，旋转隔板8的竖向两端分别与上置滤板3和下配水顶板2相接，各旋转隔板8横向上的一端均与滤水池1的侧壁相接、另一端均与中心杆12固定相连，以在中心杆12的带动下按照设定的时间间隔进行旋转。相邻两个旋转隔板8之间的夹角为60度，六个旋转隔板8将中过滤区等分为六个等分区域102，每一个等分区域102内均设置有滤料，各等分区域102随着旋转隔板8的转动依次运动到回水区104和反冲洗区105之间。

如图1所示，滤水池1的与反冲洗区105相对应的底壁包括平底壁106和与平底壁106相连的倾斜底壁107，倾斜底壁107由外向内逐渐向下倾斜，平底壁106靠近滤水池1的中心，排水管15连接在平底壁106上，以方便杂物排出。另外，滤水池1的顶端内壁上设置有溢流堰（图中未标示）、顶端外壁上设置有环形出水渠17，环形出水渠17的底部连接有出水管18，以方便净化后的水排出。

本发明中过滤系统的工作原理是：

过滤系统在进行正常过滤时，进水阀门14处于打开状态，反冲洗阀门16处于关闭状态，原水经进水管13进入滤水池1内的进水区101内，然后通过下配水顶板2上的通孔进入中过滤区内，由于滤料9的密度比水小，因此水流推动滤料向上移动，使滤料堆积在上置滤板3下方，在水流穿过悬浮滤料时，水中的杂物被滤料截留，滤后的清洁水由上置滤板3上的滤头进入上清水贮存区中的上水区103内，随着水面的不断上升，清水越过第三固定隔板6和第四固定隔板7进入回水区104、回水区104下方的某一个等分区域102以及最下方的反冲洗区105，也即最终整个滤水池1内会充满水，达到图1中所示的清洁水正常水位B，然后经过溢流堰、环形出水渠17以及出水管18排出。

在过滤系统运行一段时间需要进行反冲洗时，反冲洗阀门16和进水阀门14均处于打开状态，此时回水区104内的水在重力作用下向下回流，对回水区104下方的等分区域102内的滤料进行反冲洗，冲洗掉的杂物经过反冲洗区105和反冲洗排放管15排出。由于旋转隔板8在中心杆12的带动下按照设定的时间间隔进行旋转，因此各等分区域102随着旋转隔板8的转动可以依次运动到回水区104和反冲洗区105之间，从而可以按照顺序依次对使用过一段时间的等分区域102内的滤料进行反冲洗，并且反冲洗是循环进行的，保证了整个过滤系统的过滤效果。

而由于进水阀门14一直处于打开状态，因此一方面实现了净化后的水（上水区103内的水）可以源源不断的补充到回水区104内，保证源源不断的反冲洗水源，实现比较好的反冲洗效果，另一方面实现了整个系统是连续运行的，也即正常过滤过程仍在持续不断的进行，因此省去了后期管理维护的麻烦，可以提高整个系统的过滤效率。

根据中试实验结果：水力负荷为8m³/m²h时，当进水含沙量达到680mg/L，出水含沙量为180mg/L，泥沙去除率为73.5%；当进水含沙量达到800mg/L时，出水含沙量达到200mg/L，泥沙去除率为75%。

本发明中可连续运行的圆形悬浮过滤系统的实施例2如图6所示，本实施例与实施例1不同的是：滤水池100的底壁为平底，进水管13和反冲洗排放管15同时连接在平底的滤水池100的底部。

在可连续运行的圆形悬浮过滤系统的其他实施例中，滤水池的顶端可以不设置溢流堰；或者是不设置环形出水渠，而是直接连接出水管。

在可连续运行的圆形悬浮过滤系统的其他实施例中，旋转动力机构也可以是液压马达或者旋转气缸。

在可连续运行的圆形悬浮过滤系统的其他实施例中，上置滤板上的通过结构也可以是通孔，当然通孔的孔径小于滤料的直径。

在可连续运行的圆形悬浮过滤系统的其他实施例中，旋转隔板也可以有更多一些，或者是更少一些，例如有四个，此时相邻旋转隔板之间的夹角是90度，也即第一固定隔板和第二固定隔板之间的设定夹角为90度，同时第三固定隔板和第四固定隔板之间的夹角也是90度；当然，旋转隔板最少应该有两个，此时旋转隔板间的夹角为180度，也即设定夹角为180度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可连续运行的圆形悬浮过滤系统，包括：

滤水池；

下配水顶板，设置在滤水池内，下配水顶板上设有通孔；

上置滤板，设置在滤水池内且位于下配水顶板的上方，上置滤板上设有供水通过的通过结构，上置滤板和下配水顶板将滤水池内从上至下依次分隔为上清水贮存区、中过滤区和下配水区，中过滤区内用于设置密度小于水的滤料；

进水管，连接在滤水池的底部，进水管上设置有进水阀门；

反冲洗排放管，连接在滤水池的底部，反冲洗排放管上设置有反冲洗阀门；

其特征在于，可连续运行的圆形悬浮过滤系统还包括：

第一固定隔板和第二固定隔板，呈设定夹角固定设置在下配水区内，并将下配水区分隔为与进水管连通的进水区以及与反冲洗排放管连通的反冲洗区，第一固定隔板和第二固定隔板相交的一端位于滤水池的中心；

第三固定隔板和第四固定隔板，呈与所述设定夹角相同的夹角固定设置在上清水贮存区内，第三固定隔板和第四固定隔板的顶端低于滤水池的顶端且两者相交的一端位于滤水池的中心，第三固定隔板和第四固定隔板分别位于第一固定隔板和第二固定隔板的正上方，并将上清水贮存区分隔为供水向上流动的上水区以及供水在重力作用下向下回流的回水区，其中上水区与所述进水区上下对应，回水区与所述反冲洗区上下对应；

支撑架，固定在滤水池的顶部；

旋转动力机构，安装在支撑架上；

中心杆，竖直设置在滤水池的中心，中心杆的上端与旋转动力机构的输出端传动连接；

多个旋转隔板，设置在中过滤区内，多个旋转隔板以滤水池的中心呈放射状均匀布置，并将中过滤区等分为多个等分区域，各旋转隔板的一端均与中心杆固定相连，以在中心杆的带动下按照设定的时间间隔进行旋转，相邻两个旋转隔板之间的夹角等于所述的设定夹角，以使各等分区域随着旋转隔板的转动依次运动到所述的回水区和反冲洗区之间；

其中，正常过滤时，进水阀门处于打开状态，反冲洗阀门处于关闭状态；

反冲洗时，反冲洗阀门和进水阀门均处于打开状态，以使回水区内的水在重力作用下向下回流，对回水区下方的等分区域内的滤料进行反冲洗，冲洗掉的杂物经过反冲洗区和反冲洗排放管排出。

2.根据权利要求1所述的可连续运行的圆形悬浮过滤系统，其特征在于，滤水池的与所述反冲洗区相对应的底壁包括平底壁和与平底壁相连的倾斜底壁，倾斜底壁由外向内逐渐向下倾斜，平底壁靠近滤水池的中心，排水管连接在平底壁上。

3.根据权利要求1或2所述的可连续运行的圆形悬浮过滤系统，其特征在于，所述旋转隔板有六个，所述的设定夹角为60度。

4.根据权利要求1或2所述的可连续运行的圆形悬浮过滤系统，其特征在于，上置滤板上的通过结构为滤头，滤头围绕上置滤板的中心间隔设置有多圈，每一圈的滤头均有多个且在同一圆周上均布设置，相邻两圈滤头的底部侧开孔的朝向相反。

5.根据权利要求1或2所述的可连续运行的圆形悬浮过滤系统，其特征在于，所述旋转动力机构为电机。

6.根据权利要求1或2所述的可连续运行的圆形悬浮过滤系统，其特征在于，滤水池的顶端内壁上设置有溢流堰、顶端外壁上设置有环形出水渠，环形出水渠的底部连接有出水管。

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