CN112915640A - 一种旋流过滤式压载水过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋流过滤式压载水过滤装置，该装置包括由上部圆柱壳体与下部圆锥壳体一体成型的圆‑锥形滤筒、开口向下安装在上部圆柱壳体腔体内呈筒型的过滤网、旋转运行在下部圆锥壳体内部旋流腔的旋流组件、旋转运行在上部圆柱壳体腔体内的反冲洗组件、开设在上部圆柱壳体侧壁上的出水口以及与下部圆锥壳体底部连通的进水口管线，所述的过滤网下部开口通过法兰片与圆‑锥形滤筒内侧壁密封固定，使得过滤网内的储水腔与旋流腔连通。与现有技术相比，本发明利用流体运动学方法分离海水中的较大杂质，提高预分离效果，降低储水腔杂质浓度，具有提高过滤网过滤效率、降低过滤网堵塞程度、提高反冲洗效率等特点。
Description
技术领域
本发明涉及海洋环保领域，尤其是涉及一种旋流过滤式压载水过滤装置。
背景技术
船舶在航行过程中，为平衡船舶稳性和载货状况，需要加装压载水。船舶在加装压载水时，海洋生物会随着海水进入到压载舱，在航程结束后排放在目的地海域。这个过程中海洋生物会随着压载水从一个海域转移到另一个海域，引起有害水生物和病原体的传播。
目前，国际上通用的压载水处理技术主要包括：物理、化学和生物三种方法。其中，物理法主要采用多级滤网过滤水中杂质，然而，这种方法容易造成滤网阻塞，降低海水在管道中的流速；化学法主要采用化学物质杀灭海水中的生物，该方法会造成化学污染；生物法是通过引入肉食鱼类，消灭水中生物，但该方法还停留在理论中。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种旋流过滤式压载水过滤装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种旋流过滤式压载水过滤装置，该装置包括由上部圆柱壳体与下部圆锥壳体一体成型的圆-锥形滤筒、开口向下安装在上部圆柱壳体腔体内呈筒型的过滤网、旋转运行在下部圆锥壳体内部旋流腔的旋流组件、旋转运行在上部圆柱壳体腔体内的反冲洗组件、开设在上部圆柱壳体侧壁上的出水口以及与下部圆锥壳体底部连通的进水口管线，所述的过滤网下部开口通过法兰片与圆-锥形滤筒内侧壁密封固定，使得过滤网内的储水腔与旋流腔连通。
所述的旋流组件包括安装在圆-锥形滤筒顶部的电动机以及通过传动轴与电动机传动连接的涡轮叶片，所述的涡轮叶片运行在下部圆锥壳体内部旋流腔内，用以产生水流涡流，分离海水中的絮状物和较大颗粒杂质。
所述的反冲洗组件包括与电动机传动的减速器、分别与减速器传动连接的反冲洗排污管和反冲洗喷淋管以及与反冲洗排污管底部连通的反冲洗排污口，所述的反冲洗排污口开设在下部圆锥壳体侧壁上，并通过L型连接管可旋转的与反冲洗排污管底部连通。
所述的反冲洗喷淋管为一中空的环形管，所述的传动轴穿过反冲洗喷淋管的空腔与涡轮叶片传动连接，并且在反冲洗喷淋管外表面开设多个反冲洗吸嘴。
所述的反冲洗吸嘴均位于储水腔内且与过滤网内壁正对。
所述的反冲洗喷淋管呈开口向下的筒状，其内侧壁设有多个与过滤网外壁正对的反冲洗喷嘴，所述的反冲洗喷嘴数量与反冲洗吸嘴相同，并且每个反冲洗喷嘴与反冲洗吸嘴的面对位置正对。
所述的反冲洗排污管和反冲洗喷淋管同速旋转，用以保持每个反冲洗喷嘴与对应的反冲洗吸嘴的面对位置正对。
所述的进水口管线内部设有作为一次过滤的预过滤网。
所述的进水口管线一端为进水口，另一端设有与预过滤网连接的预过滤排污口。
该装置的过滤步骤具体为：
1)当船舶准备压载时，PLC控制器下达启动压载泵的指令，打开进水阀并启动圆-锥形滤筒顶部的电动机；
2)电动机转动通过传动轴带动涡轮叶片高速旋转，同时通过减速器带动反冲洗喷淋管和反冲洗排污管同步慢速转动；
3)当海水顺着进水口管线流到圆-锥形滤筒进水口时，先通过安装在进水口管线内的预过滤网进行一次过滤，将海水中的大颗粒物杂质过滤掉；
4)经过一次过滤后海水进入旋流腔内，在涡轮叶片的高速旋转下产生水流涡流，海水中的絮状物和较大颗粒物杂质在涡旋中旋转，被离心力甩出涡旋中心，旋转到涡旋周围后因重力作用下落，此时，涡旋中心部分的海水相对干净，含有较小颗粒物杂质；
5)经过涡旋分离后的海水进入储水腔内，渗过过滤网，完成二次过滤；
6)在渗透过滤网过程中，过滤网把海水里的较小颗粒物杂质过滤掉后通过出水口流向下一个处理单元；
7)当较小颗粒物杂质吸附在过滤网网眼里时，反冲洗喷淋管和反冲洗排污管开始绕着过滤网旋转，反冲洗喷嘴向过滤网外表面喷水，把吸附在网眼里的较小颗粒物杂质冲干净，同时，位于过滤网内部的反冲洗吸嘴将喷出的较小颗粒物杂质吸收，通过反冲洗排污管和反冲洗排污口排出。
8)当压载结束时，PLC控制器下达停止指令，此时压载泵停止，进水阀关闭，电动机停止转动，整套设备停止工作。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、本发明在两次滤网过滤之间增设了涡轮叶片，利用流体运动学(涡流)方法分离杂质，实现了杂质颗粒由由大到小的三重过滤，高效且环境污染小。
二、本发明能够对压载水实时处理，同时进行过滤和反冲洗，有效提高了压载水处理效率。
三、原有系统处理流量不会受影响，且无需扩容控制系统，无需增加控制点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明转动轴穿过反冲洗排污管图。
图中标记说明：
1、电动机，2、减速器，3、圆-锥形滤筒，4、反冲洗吸嘴，5、反冲洗喷淋管，6、出水口，7、反冲洗排污管，8、转动轴，9、过滤网，10、反冲洗喷嘴，11、法兰片，12、涡轮叶片，13、反冲洗排污口，14、预过滤排污口，15、进水口，16、预过滤网，17、下部圆锥壳体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明提出一种旋流过滤式压载水过滤装置，在现有的反冲洗过滤装置的基础上，通过圆-锥形滤筒内的涡轮叶片高速旋转所产生的水流涡旋，利用流体运动学方法，分离海水中的较大杂质，同时，通过过滤网进行二次精细过滤。该发明利用流体运动学方法，用过滤网二次精细分离过滤，可以有效解决精细过滤步骤中的滤网堵塞的问题，提高预分离效果、降低储水腔杂质浓度，提高过滤网使用效率、降低过滤网堵塞程度、提高反冲洗效率。
如图1-3所示，该装置包括一个圆-锥形滤筒3，圆-锥形滤筒3底部设有进水口15，右侧设有出水口6，顶部安装电动机1。电动机1连接转动轴8，转动轴8另一端设有一个涡轮叶片12，涡轮叶片12通过电动机1的旋转产生高速水流涡旋，圆-锥形滤筒3中部设有由开口向下的圆筒型过滤网9形成的储水腔，用于二次过滤，过滤网9与圆-锥形滤筒3通过法兰片11封闭连接，圆-锥形滤筒3底部的进水口15管线内设有预过滤网16和预过滤排污口14，过滤网9外周套设有反冲洗组件。
该旋流过滤式压载水过滤装置工作原理如下：
通过电动机1旋转转动抽3下端的涡轮叶片12，在圆-锥形滤筒内下部产生一个高速旋转的水流涡旋，海水中的絮状物和各种杂质在涡旋中旋转起来，被离心力甩出涡旋中心，旋转到涡旋周围最后因重力作用下落，涡旋中心部分的水相对底部的水干净，杂质相对微小，再通过过滤网9进行二级过滤，将较为干净的海水送往下一个处理单元，最后保证干净的海水压载到压载舱。
实施例
当船舶准备压载时，PLC控制器下达启动压载泵的指令，同时打开进水阀、启动圆-锥形滤筒3顶部的电动机1，电动机1转动涡轮叶片12的同时也转动反冲洗喷淋管5。当海水顺着进水口管线流到圆-锥形滤筒3的进水口15时，先被安装在进水口15处的预过滤网16进行第一次过滤，把海水中较大的物体过滤掉。经过第一次过滤之后海水顺着进水口15进入圆-锥形滤筒3的锥体内，在涡轮叶片的旋转下产生高速水流涡流，海水中的絮状物和各种杂质在涡旋中旋转起来，被离心力甩出涡旋中心，旋转到涡旋周围最后因重力作用下落。涡旋中心部分的水相对底部的水干净，颗粒物相对微小。经过涡旋分离过的海水进入储水腔内，渗过过滤网9，完成第二次过滤。在渗透过滤网9的过程中，过滤网9把海水里的细微小物体过滤掉，这些细微小物体吸附在过滤网9的网眼里，此时反冲洗喷淋管5旋绕着过滤网9，反冲洗喷嘴10往过滤网9表面喷水，把吸附在网眼里的细微小物体冲干净，与此同时，过滤网9里面的反冲洗吸嘴4把喷出来的细微小物体吸收，通过反冲洗排污管7往外排。整个旋流过滤和反冲洗过程在线、同时运行，使得过滤网9的网眼始终保持着干净，保持良好的过滤性，保证顺利完成第二次过滤。当压载结束时，PLC控制器下达停止指令，此时压载泵停止，进水阀关闭，电动机1停止转动，整套设备停止工作。
整个过程中，PLC控制器下达开关量信号即可，即控制压载泵启停、进水阀开关、电动机启停等。
本发明采用在线处理排污方法，在处理压载水的同时不断排出分离的各种杂质。系统通过电动机和反冲洗装置始终在线运行，保证系统高效工作。工作原理是，当压载泵启动，进水阀打开时，系统启动电动机、转动涡轮叶片，在圆-锥形滤筒内产生高速水流涡旋，海水中的絮状物和各种杂质在涡旋中旋转起来，被离心力甩出涡旋中心，旋转到涡旋周围最后因重力作用下落。涡旋中心部分的水相对底部的水干净，颗粒物相对微小，再通过过滤网进行二级过滤，将较为干净的海水送往下一个处理单元，最后保证干净的海水压载到压载舱。当进水阀关闭时，系统会停止电动机转动，随之涡轮叶片也停止旋转。
Claims (10)
1.一种旋流过滤式压载水过滤装置，其特征在于，该装置包括由上部圆柱壳体与下部圆锥壳体(17)一体成型的圆-锥形滤筒(3)、开口向下安装在上部圆柱壳体腔体内呈筒型的过滤网(9)、旋转运行在下部圆锥壳体(17)内部旋流腔的旋流组件、旋转运行在上部圆柱壳体腔体内的反冲洗组件、开设在上部圆柱壳体侧壁上的出水口(6)以及与下部圆锥壳体(17)底部连通的进水口管线，所述的过滤网(9)下部开口通过法兰片(11)与圆-锥形滤筒(3)内侧壁密封固定，使得过滤网(9)内的储水腔与旋流腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种旋流过滤式压载水过滤装置，其特征在于，所述的旋流组件包括安装在圆-锥形滤筒(3)顶部的电动机(1)以及通过传动轴(8)与电动机(1)传动连接的涡轮叶片(12)，所述的涡轮叶片(12)运行在下部圆锥壳体(17)内部旋流腔内，用以产生水流涡流，分离海水中的絮状物和较大颗粒杂质。
3.根据权利要求2所述的一种旋流过滤式压载水过滤装置，其特征在于，所述的反冲洗组件包括与电动机(1)传动的减速器(2)、分别与减速器(2)传动连接的反冲洗排污管(7)和反冲洗喷淋管(5)以及与反冲洗排污管(7)底部连通的反冲洗排污口(13)，所述的反冲洗排污口(13)开设在下部圆锥壳体(17)侧壁上，并通过L型连接管可旋转的与反冲洗排污管(7)底部连通。
4.根据权利要求3所述的一种旋流过滤式压载水过滤装置，其特征在于，所述的反冲洗喷淋管(5)为一中空的环形管，所述的传动轴(8)穿过反冲洗喷淋管(5)的空腔与涡轮叶片(12)传动连接，并且在反冲洗喷淋管(5)外表面开设多个反冲洗吸嘴(4)。
5.根据权利要求4所述的一种旋流过滤式压载水过滤装置，其特征在于，所述的反冲洗吸嘴(4)均位于储水腔内且与过滤网(9)内壁正对。
6.根据权利要求3所述的一种旋流过滤式压载水过滤装置，其特征在于，所述的反冲洗喷淋管(5)呈开口向下的筒状，其内侧壁设有多个与过滤网(9)外壁正对的反冲洗喷嘴(10)，所述的反冲洗喷嘴(10)数量与反冲洗吸嘴(4)相同，并且每个反冲洗喷嘴(10)与反冲洗吸嘴(4)的面对位置正对。
7.根据权利要求6所述的一种旋流过滤式压载水过滤装置，其特征在于，所述的反冲洗排污管(7)和反冲洗喷淋管(5)同速旋转，用以保持每个反冲洗喷嘴(10)与对应的反冲洗吸嘴(4)的面对位置正对。
8.根据权利要求1所述的一种旋流过滤式压载水过滤装置，其特征在于，所述的进水口管线内部设有作为一次过滤的预过滤网(16)。
9.根据权利要求8所述的一种旋流过滤式压载水过滤装置，其特征在于，所述的进水口管线一端为进水口(15)，另一端设有与预过滤网(16)连接的预过滤排污口(14)。
10.根据权利要求1所述的一种旋流过滤式压载水过滤装置，其特征在于，该装置的过滤步骤具体为：
1)当船舶准备压载时，PLC控制器下达启动压载泵的指令，打开进水阀并启动圆-锥形滤筒顶部的电动机；
2)电动机转动通过传动轴带动涡轮叶片高速旋转，同时通过减速器带动反冲洗喷淋管和反冲洗排污管同步慢速转动；
3)当海水顺着进水口管线流到圆-锥形滤筒进水口时，先通过安装在进水口管线内的预过滤网进行一次过滤，将海水中的大颗粒物杂质过滤掉；
4)经过一次过滤后海水进入旋流腔内，在涡轮叶片的高速旋转下产生水流涡流，海水中的絮状物和较大颗粒物杂质在涡旋中旋转，被离心力甩出涡旋中心，旋转到涡旋周围后因重力作用下落，此时，涡旋中心部分的海水相对干净，含有较小颗粒物杂质；
5)经过涡旋分离后的海水进入储水腔内，渗过过滤网，完成二次过滤；
6)在渗透过滤网过程中，过滤网把海水里的较小颗粒物杂质过滤掉后通过出水口流向下一个处理单元；
7)当较小颗粒物杂质吸附在过滤网网眼里时，反冲洗喷淋管和反冲洗排污管开始绕着过滤网旋转，反冲洗喷嘴向过滤网外表面喷水，把吸附在网眼里的较小颗粒物杂质冲干净，同时，位于过滤网内部的反冲洗吸嘴将喷出的较小颗粒物杂质吸收，通过反冲洗排污管和反冲洗排污口排出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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