專利名稱:過濾裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種用于過濾諸如水的液體的過濾裝置。尤其是,本發(fā)明涉及一種在其內部具有過濾介質清潔機構的過濾裝置。
背景技術:
如果過濾裝置使用了很長時間,過濾裝置的過濾罐內的過濾介質(過濾砂)變得阻塞。這阻礙了過濾的效率,并且使諸如水的被過濾的液體的質量惡化。為此,通過移除附著到過濾介質上的污物來消除阻塞。為了有效地進行操作,希望在短時間內利用幾個步驟執(zhí)行從過濾介質移除污物的工藝,即,清潔工藝。并且還希望執(zhí)行清潔工藝且不需要占用額外的空間。為此,考慮在過濾罐內設置過濾砂清潔裝置(過濾介質清潔機構)。在過濾罐內設置清潔機構使得能夠在短時間內有效地清潔過濾介質且不需從過濾罐內移除過濾介質。
存在公知的過濾裝置,如日本專利No.31491和日本未實審實用新型公開No.63(1998)-98704公開的過濾裝置,從這些方面看他們已經進行了研發(fā)。日本專利No.31491公開的過濾裝置包括中心管(清潔罐),該中心管由框架(支撐部分)懸掛。中心管的下端在過濾腔(過濾罐)內開口。在中心管內部的下端設置由推進器(螺旋槳)。在推進器之上設置有具有噴射排出開口的管,噴射排出開口稍在中心管的上邊緣之上,所述具有噴射排出開口的管與推進器相連并且隨其旋轉,以便沿橫向方向通過離心力噴射清潔流體。過濾期間,含有污物的水(以下稱為“原水”)從上方供給并通過穿過過濾砂而被過濾,所述過濾砂設置在開孔活底(濾床)上。清潔期間,推進器旋轉,使得過濾砂通過中心管的下開口被吸入中心管內。過濾砂通過中心管被升起,然后通過清潔流體被從噴射排出開口噴射而被沿水平方向排放。此時過濾砂通過污物與其分離而被清潔。
日本未實審實用新型公開No.63(1998)-98704公開的過濾裝置包括直立在其內的升運管(清潔罐)和設置在升運管內的螺旋水升運器。過濾期間,水通過過濾砂內的水分散管排放。已經通過從下面穿過過濾砂而已經被過濾的處理的水從過濾砂上面被排放。在過濾砂清潔期間,螺旋水升運器旋轉并升起過濾砂,所述過濾砂已經從螺旋水升運器的下部捕獲污物。污物通過利用離心力與過濾砂分離。過濾砂通過設置在升運管上部的過濾砂排出開口被排出。然后,過濾砂返回到過濾罐的內部。
作為已知過濾裝置的另一個例子,日本未實審專利公開No.8(1996)-215509中公開了一種過濾裝置。該過濾裝置的構造與日本未實審實用新型公開No.63-98704公開的過濾裝置的構造類似在于原水通過向上過濾罐向上移動而被過濾。包含螺旋輸送器的圓筒懸掛在過濾罐的上部。過濾砂在其通過螺旋輸送器從圓筒的下端到上端的輸送期間而被清潔。已經被向上輸送的過濾砂在設置在圓筒上部的單獨的腔內被進一步攪動,以便從其移除污物。清潔的過濾砂然后返回到過濾介質層的上表面。在這種過濾裝置中,原水在清潔期間從其底部向上流動。即,過濾被連續(xù)地執(zhí)行而沒有中斷。
傳統(tǒng)上,在其中原水被從上面供給且滲透通過到其下部的類型的過濾裝置中,構造是公知的,其中大直徑的砂礫層設置在濾床上,而細砂設置在砂礫層的頂部。
存在這樣的情況,過濾介質的清潔每天進行,例如在上班開始之前或下班之后。在過濾裝置一天24小時操作的情況下,污物的阻塞程度可以利用傳感器自動檢測以便執(zhí)行必要的清潔??商鎿Q地,存在清潔基于定時器自動被執(zhí)行的情況,所述定時器在阻塞發(fā)生之前每預定時間間隔運行。
傳統(tǒng)上,還存在這樣的情況,其中大量的顆粒被壓縮到顆粒之間仍存在空間的程度,以便用作濾器。
尤其是,日本未實審專利公開No.8-215509中公開的過濾裝置即使在清潔期間也沒有停止過濾。因此,細輕砂別向上擠壓而粗砂保留在其下部。如果處于這種狀態(tài)的過濾介質被螺旋水升運器(螺旋輸送器)升起,過濾砂的粗砂下層被升起,然后排放到砂層。粗砂沉到底部而細輕砂保留在上部。因此,問題在于只有粗砂被清潔,而細砂仍被污染。為此,執(zhí)行連續(xù)過濾的過濾裝置沒有付諸使用。另外,由于清潔的水沒有從濾床向上逆洗,因此分離的污物的排出無法有效地進行,這導致清潔操作占用時間。
在這樣的情況下,其中細砂層設置在大直徑砂礫層的頂部,細砂被大直徑砂礫防止沉到底部。存在其他的優(yōu)點,如同分布大直徑砂礫層濾床內的孔不容易被堵塞且液體的流動更均勻。然而,當清潔以這樣的方式設置的過濾介質時存在下面的問題。
在僅通過逆洗清潔執(zhí)行清潔的情況下,其中清潔水被從濾床噴射,在過濾介質內清潔水通過沒有被污物阻塞的通路向上噴射。因此,在通路周邊的過濾砂移動,使得砂礫層不平,即,在砂礫層的表面產生不平。然后,當過濾跟隨清潔而被執(zhí)行時,由于通路由此通過所述不平而偏斜,流過過濾介質的原水沒有被均勻地噴射。因此,過濾效率惡化或過濾效果不穩(wěn)定。在使用螺旋輸送器清潔砂礫層之上的過濾砂的情況下,存在螺旋輸送器的旋轉將影響砂礫層的上部從而在其內引起不平的可能性。
另外,在砂層設置在砂礫層頂部的情況下,設置三到四層顆粒直徑逐漸降低的砂礫和砂。這將保證細砂不會落到大砂礫層內。在這種情況下,每個層必須為大約相同的厚度。因此,整個層厚邊大,由此過濾罐的高度增加。相應地,如果安裝到室內,存在對過濾裝置安裝位置的限制。另外,多種不同類型的過濾介質的諸如清潔的維護和管理變得困難。
另外,其中大量顆粒被壓縮的類似的濾器根據(jù)污物易于變得阻塞,且難以移除造成阻塞的污物。
發(fā)明內容
考慮到上述問題提出本發(fā)明。本發(fā)明的目的旨在提供一種過濾裝置,其中不容易發(fā)生阻塞,且過濾介質內不發(fā)生不平(unevenness),并長時間維持穩(wěn)定的過濾特性。
本發(fā)明的另一目的是提供一種過濾裝置,其中過濾介質的清潔和漂洗操作能夠在短時間內有效地進行,由此便于其維護和管理。
根據(jù)本發(fā)明的過濾裝置包括過濾罐,所述過濾罐具有用于支撐第一顆粒狀過濾介質層的濾床;和清潔機構,所述清潔機構包括設置在所述過濾罐內的垂直定位的中空清潔罐,清潔裝置,所述清潔裝置用于在所述清潔罐內向上輸送第一過濾介質同時清潔所述過濾介質,及污物排出裝置,所述污物排出裝置用于在清潔期間將與第一過濾介質分離的污物排出到過濾罐的外部;其中在正常清潔期間,已經被所述過濾介質過濾的液體穿過濾床被通過所述濾床被排放;所述濾床包括兩個垂直分開的濾床;上部濾床包括大量的液體通道部分,所述液體通道部分的尺寸為第一過濾介質難以通過所述液體通道部分;及在兩個濾床之間設置了第二過濾介質層,所述第二介質過濾層的尺寸被第一過濾介質層的尺寸大。
優(yōu)選的是采用一種構造,其中所述清潔裝置包括螺旋輸送器,所述螺旋輸送器懸掛在過濾罐的上部;及所述螺旋輸送器構造為由驅動部分旋轉,所述驅動部分設置在過濾罐的上部。優(yōu)選的是,螺旋輸送器旋轉軸的下端的形狀為弓形表面。需要指出的是,螺旋輸送器旋轉軸的下端可被從下面支撐。
優(yōu)選的是,所述上部濾床為絲網件,所述絲網件具有構成所述液體通道部分的開口。
優(yōu)選的是采用一種構造,其中用于排放濾過的液體的多個濾器設置在兩個濾床的下端。優(yōu)選的是,所述濾器在其上部具有傘狀部分,且用于液體通過的槽設置在所述傘狀部分內。
可以采用一種構造,其中過濾裝置還包括液體噴射部分,所述液體噴射部分設置所述過濾罐的外壁上,用于從外部噴射設置在兩個濾床之間的第二過濾介質;其中清潔液體通過液體噴射部分被朝著第二過濾介質層噴射,以便通過清潔液體流分離附著到第二介質上的污物。
優(yōu)選的是,液體噴射部分在大體垂直于濾床的平面內以一角度設置。優(yōu)選的是,液體噴射部分沿過濾罐的外周邊以大體等間隔設置。
可以采用一種構造,其中振動裝置還包括振動發(fā)生裝置,所述振動發(fā)生裝置用于將振動施加給設置在兩個濾床之間的第二過濾介質;其中由振動發(fā)生裝置產生的振動朝著第二過濾介質層傳播,以便通過施加到其上的振動分離附著到第二過濾介質的污物。
可替換地,超聲波發(fā)生器可以安裝到過濾罐上且通過超聲波產生的振動可以分離附著到第二過濾介質上的污物。
本發(fā)明的過濾裝置包括具有濾床的過濾罐;和過濾介質清潔機構,該過濾介質清潔機構包括中空的清潔罐;清潔罐內的清潔裝置;和污物排出裝置。
用于濾過水穿過它的濾床包括垂直分離開的兩個濾床。上部濾床包括大量的液體通道部分,所述液體通道部分的尺寸為第一過濾介質難以通過所述液體通道部分;在兩個濾床之間設置了第二過濾介質層,所述第二過濾介質的尺寸被第一過濾介質的尺寸大。因此本發(fā)明的過濾裝置具有以下有益效果。
即,第一和第二過濾介質通過兩個垂直分離開的濾床分開。設置在上部濾床上的第一過濾介質具有小于設置在兩個濾床之間的第二過濾介質的直徑。因此,較小的第一過濾介質通過上部濾床被防止落到第二過濾介質內。因此,過濾介質為其中阻塞不容易發(fā)生且沒有提供大量的層。另外,設置在兩個濾床之間的第二過濾介質被限制在由兩個濾床限定的預定密封空間內。因此,即使當較小直徑的第一過濾介質被清潔時,在較大直徑的第二過濾介質內也不會產生不平。結果,可以維持一致的過濾,且提高了過濾裝置的過濾效率。即使在少量第一過濾介質通過上部濾床落到下部第二介質層內的情況下,第一過濾介質也不會穿過第二過濾介質。因此,沒有過濾介質變得混合到濾過水內的可能性。另外,也不容易在大直徑的第二過濾介質參內發(fā)生由污物造成的阻塞。
可以采用一種構造,其中所述清潔裝置包括螺旋輸送器,所述螺旋輸送器懸掛在過濾罐的上部;所述螺旋輸送器構造為由驅動部分旋轉,所述驅動部分設置在過濾罐的上部。在這種情況下,第一過濾介質能夠通過螺旋輸送器被洗擦清潔。因此,第一過濾介質能夠被容易地清潔,這便于維護和管理。另外,也不存在第二過濾介質內發(fā)生不平的可能性,所述第二過濾介質位于上部濾床之下,即使第一過濾介質通過旋轉螺旋輸送器二被清潔。
可以采用一種構造,其中所述上部濾床為網狀件,所述網狀件具有構成所述液體通道部分的網孔。在這種情況下,濾床的開口面積比率很大。因此,即使原水內的污物高度集中,也不會發(fā)生阻塞。相應地,濾過液體能夠有效地穿過上部濾床。另外,在逆洗清潔期間,清潔水能夠從濾床一致地噴射。因此,沖洗效率提高且漂洗操作能夠在短時間內完成。
可以采用一種構造,其中用于排放濾過的液體的多個濾器設置在兩個濾床的下部。在這種情況下,較大的第二過濾介質不能穿過它的相對較大的液體通道部分可以形成在濾器內。因此,過濾裝置能夠進一步降低阻塞的可能性。另外,當清潔水逆洗時,捕獲在濾器的液體通道部分內的污物能夠容易地被去除。
可以采用一種構造,其中過濾裝置還包括液體噴射部分,所述液體噴射部分設置所述過濾罐的外壁上,用于從外部噴射設置在兩個濾床之間的第二過濾介質;其中清潔液體通過液體噴射部分被朝著第二過濾介質層噴射,以便通過清潔液體流分離附著到第二介質上的污物。在這種情況下,設置在兩個濾床之間的第二過濾介質能夠在短時間內有效地被清潔,而不會從該過濾罐內排出。由此,過濾裝置的維護和管理大大方便。
可以采用一種構造,其中過濾裝置還包括振動發(fā)生裝置,所述振動發(fā)生裝置用于將振動施加給設置在兩個濾床之間的第二過濾介質;其中由振動發(fā)生裝置產生的振動朝著第二過濾介質層傳播,以便通過施加到其上的振動分離附著到第二過濾介質的污物。同樣,在這樣的情況下,設置在兩個濾床之間的第二過濾介質能夠在短時間內有效地被清潔,且不會被從過濾罐去除。由此,過濾裝置的維護和管理大大方便。
以這樣的方式,本發(fā)明的過濾裝置能夠非常有效地執(zhí)行過濾介質的清潔和漂洗。例如,本發(fā)明的過濾裝置能夠在大約僅利用逆洗清潔的流剪斷(stream shear)將污物與介質分離所需時間的三分之一的時間內完成清潔操作。相應地,在清潔操作每天都執(zhí)行的情況下,一年花費在清潔操作上的時間總量的差別,即,其能夠被降低的時間變得非常大。從用于清潔的過濾效率和能量消耗方面看,此有益的效果非常重要。因此,過濾砂由于水流不會浮起且污物能夠穩(wěn)定地捕獲。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的過濾裝置的垂直截面圖;圖2是圖1所示過濾裝置的過濾罐的平面圖;圖3A和圖3B示出了下部濾床,其中圖3A是下部濾床的一半的平面圖,圖3B是沿圖3A中線3B-3B的截面圖;圖4A和圖4B示出了用作上部濾床的絲網,其中圖4A是上部濾床的一半的平面圖,圖4B是沿圖4A中線4B-4B的包括絲網的過濾罐的主要元件的截面圖;圖5A和圖5B示出了兩片圖4所示絲網的配合部分,其中圖5A為省略了螺釘?shù)呐浜喜糠值木植糠糯笠晥D,而圖5B為沿圖5A中線5B-5B的放大截面圖;圖6A和圖6B示出了用于過濾罐的絲網的安裝部分,其中圖6A為局部放大平面圖,且圖6B為沿圖6A中線6B-6B的放大截面圖;圖7A和圖7B示出了用于安裝圖4所示絲網的夾緊螺栓,其中圖7A為夾緊螺栓的放大平面圖,而圖7B為夾緊螺栓的放大側視圖;圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的過濾裝置的垂直截面圖;圖9為本發(fā)明完整過濾裝置的示意圖,示出了與過濾罐相連的管的關系;圖10為示出了從過濾工藝到清潔工藝的每個步驟及過濾裝置的每個元件的操作之間的關系的定時流程圖;圖11是與圖9類似的完整過濾裝置的示意圖,示出了與過濾罐相連的管的關系;圖12為示出了從過濾工藝到清潔工藝再回到過濾工藝的每個步驟及圖11所示過濾裝置的每個元件的操作之間的關系的定時流程圖;圖13是圖1所示過濾裝置的變型的垂直截面圖;圖14是圖13所示過濾裝置的主要元件的放大視圖。
具體實施例方式
下面參考附圖描述本發(fā)明的過濾裝置。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的過濾裝置的垂直截面圖。圖2是圖1所示過濾裝置的過濾罐的平面圖。下面參考圖1和圖2進行描述。
如圖1所示,根據(jù)本發(fā)明第一實施例的過濾裝置1包括過濾罐2,該過濾罐2大體為具有密封的頂部和底部的圓筒;水平布置并垂直間隔開的絲網(濾床)50和4,它們設置在過濾罐2內部的下部;及過濾介質清潔機構6(以下簡稱為“清潔機構”),該清潔機構安裝在過濾罐2的彎曲上壁20上。清潔機構6包括下面將會描述的電機26,制動機構27,基架28,清潔罐38,和螺旋輸送器32(后面將具體描述)。清潔機構6還包括用作污物排出裝置的濾過水排放管46,和原水供給管56。
四個支撐腿8(圖1中僅示出一個)安裝在過濾罐2上。支撐腿8將過濾罐2設置在地面10上。濾床4設置在距離過濾罐2的彎曲底壁一個距離的位置上。用于收集和向下傳送濾過的液體(濾過水)的多個濾器12設置在濾床4中(參考圖1)。需要說明的是,濾床4和濾器12的細節(jié)將在后面描述。圖1中示出的原水供給管56位于過濾罐2的右側,且為L形,其供給開口向上。然而,該供給管可以形成為其他形狀。
用于過濾來自原水供給管56的原水的一層過濾介質14(過濾砂)設置在絲網50上。絲網50具有小于過濾介質14的顆粒的網目尺寸,以便防止過濾介質14通過它向下落下。具體而言,過濾介質14具有大體0.4毫米到2毫米的顆粒直徑。優(yōu)選的是,過濾介質14的顆粒直徑在0.6毫米到1毫米的范圍內。網目尺寸設定為不允許具有2毫米最大直徑的過濾介質14向下穿過它的尺寸。絲網的詳細結構將在后面描述。
直徑比過濾介質14大的一層砂礫(gravel),即,一層過濾介質54(支撐層),設置在絲網50和濾床4之間的空間52內。過濾介質54用作用于支撐過濾介質14的支撐件。直徑在大約2毫米到4毫米的范圍內的顆粒被選擇用作過濾介質54。相應地,從上面流動的原水穿過過濾介質14層,絲網50,過濾介質54層和濾器12,以便從濾床向下流動作為濾過的液體。整個過濾介質54層被絲網50覆蓋并且不能夠朝著過濾介質14層移動。因此,其內沒有產生不平,水流能夠被分散且能夠進行一致的過濾。在本實施例的情況下,過濾罐2的高度大約為2米且空間52的高度大約為13厘米。
圓形安裝開口22形成在過濾罐2的上壁20的中心部分內。清潔機構6通過螺栓(未示出)安裝到安裝開口22上。安裝開口22的周邊形成為安裝邊緣24。電機26和制動機構27設置在其上的基架28安裝在邊緣24上(參考圖1)。包括多個軸承30的保持部分36形成在基架28內。螺旋輸送器32(清潔裝置)的軸34由軸承30支撐以便能夠旋轉且沒有軸向位移。需要說明的是,電機26和制動機構27共稱為驅動部分。
接下來將詳細描述清潔機構6。清潔機構6的圓筒形清潔罐38在其上部具有平圓形或盤狀的安裝壁29。所述安裝壁隨基架28通過螺栓(未示出)安裝到邊緣24上。在圖中,螺栓將用表示它們位置的中心線指示。當清潔罐38的上部以這樣的方式安裝到邊緣24上時,清潔罐38的整體大體成為懸掛到過濾罐2的上部。
如圖1所示,清潔罐38的下部是敞開的圓形下部開口40。多個垂直延伸的上部開口42沿清潔罐38上部的外周邊以預定間隔形成。下部開口40和過濾介質14的位置關系這樣確定,即下部開口40位于過濾介質14內。螺旋輸送器32位于清潔罐38的內部。螺旋輸送32的軸34由具有相對較小直徑的小直徑部分34a,和具有相對較大直徑的大直徑部分34b構成。
軸34通過聯(lián)軸器49與電機26相連。設置用于增加軸34的強度的大直徑部分34b形成為具有密封的下端44的中空管。優(yōu)選的是,下端44形成為弧形表面,如球面。通過將下端44形成為弧形表面,在螺旋輸送器32旋轉以便執(zhí)行清潔期間防止產生渦系(vortices)。由此,能夠避免接觸下端44的過濾介質14的不必要的攪動。螺旋形螺旋葉片43形成在軸34的大直徑部分34b上。葉片43形成為其延伸到軸34下端44的附近。
當螺旋輸送器32的葉片43以這樣的方式布置在清潔罐38內,葉片43的上端位于上部開口42的下邊42a的附近,如圖1所示。另外,螺旋輸送器32的下端部分35從清潔罐38的下部開口40向下凸出,且軸34的下端44位于絲網50附近。這樣定位的原因是在過濾介質14的清潔期間,能夠進行絲網50附近的過濾介質14有效的向上輸送。
葉片43的外邊緣放置成在其與清潔罐38的內周表面之間形成微小的間隙。所述間隙的尺寸大約是過濾介質14的顆粒直徑的三倍。設置所述間隙以便在過濾介質14被捕獲在葉片43和清潔罐38之間的情況下,減小過濾介質14被壓碎的可能性。
接下來將描述連接到過濾罐2的外部的過濾裝置1的元件。向下延伸濾過水排放管46安裝在過濾罐2的彎曲底壁9的中心。已經通過過濾介質14,絲網50,過濾介質54和濾器12其由此被過濾過的液體通過濾過水排放管46排放。清潔水噴射管58(液體噴射部分)安裝在過濾罐2的外壁上絲網50和濾床4之間。用于從過濾罐2內排出空氣的通氣閥81設置在過濾罐2的上部。
如圖2更清楚所示,清潔水噴射管58沿過濾罐2的外周邊安裝在四個位置,所示四個位置在它們之間具有等距離間隔。清潔水噴射管58相對應過濾罐2的外壁以一個角度安裝。清潔水被強烈地從過濾罐2的外部朝著其內部噴射以便在其內產生漩渦。此強大的水流在空間54內將污物與過濾介質54分離,以便清潔過濾介質54。所述清潔水可以為來自濾過水排放管的濾過水,或可以為從不同供給源(未示出)供給的清潔水。此清潔將后面詳細描述。
接下來將參考圖3A和圖3B描述濾床4。圖3A和圖3B示出了濾床4,其中圖3A是濾床4的一半的平面圖,圖3B是濾床4沿圖3A中線3B-3B的截面圖。濾床4例如由四個不銹鋼板構成。即,濾床4由一對半月形部分4a和4b(在圖3A中僅僅示出了半月形部分4a和4b中的一半)和一對大體矩形部分4c(在圖3A中僅僅示出了一個大體矩形部分4c)構成。相應地,濾床4為平圓形的或盤狀的且相對于圖3A所示的直徑線性對稱。每個大體矩形部分4c的一個邊形成為弧形部分47。
大量的孔60設置在濾床4內。上述濾器12設置在孔60內。另外,用于將螺釘緊固到其內的多個小孔62沿每個部分4a,4b和4c的外周邊設置。同時,環(huán)形安裝環(huán)64沿過濾罐2的內周邊設置。與小孔62對應的螺紋孔63形成在安裝環(huán)64內。另外,具有T形橫截面的支撐梁66沿部分4a,4b和4c的縫安裝在過濾罐2內。螺紋孔63也形成在支撐梁66內。螺釘61穿過小孔62擰入螺紋孔63內,以便固定部分4a,4b和4c,從而安裝環(huán)64和支撐梁66。
具有T形橫截面的支撐梁67與支撐梁66相連且與其垂直地設置在與過濾罐2的直徑對應的部分的中心。螺紋孔63也形成在支撐梁67內。部分4c通過螺紋孔63固定到支撐梁67上。支撐梁68在圖3B中也設置在支撐梁67的任一側。然而,支撐梁68僅僅用于支撐部分4a和4b的負荷,且部分4a和4b沒有固定到支撐梁68上。
接下來將描述設置在濾床4內的濾器。濾器12可以從市場上獲得,產品名稱為“AB”濾器,且由ABS樹脂制成。濾器12形成為管,它們的端部18形成為中空傘狀。多個窄的同心槽19(液體通道部分)形成在每個傘狀部分18內,過濾介質54不能夠通過所述槽19。槽19僅僅允許濾過的液體向下穿過濾床4。
需要說明的是,槽19僅僅示出在圖3B中的中心濾器12內。螺紋形成在管部分。螺母65與管部分的螺紋螺紋結合并與傘狀部分18協(xié)作將濾器12固定到濾床4。槽19的尺寸需要不允許過濾介質54通過,它們大于過濾介質14。因此,槽19形成具有污物造成的阻塞不可能發(fā)生的寬度。通過在傘狀部分18形成槽19而獲得的有益效果將在后面描述。
接下來參考圖4A,4B,5A,5B,6A,6B,7A,和7B詳細描述絲網50。圖4A和4B示出了安裝在過濾罐2內的絲網50,其中圖4A是絲網50一半的平面圖,圖4B是沿圖4A中線4B-4B的包括絲網50的過濾罐的主要元件的截面圖。圖5A和圖5B示出了兩片絲網50的配合部分,其中圖5A為省略了螺釘?shù)呐浜喜糠值木植糠糯笠晥D,而圖5B為沿圖5A中線5B-5B的放大截面圖。圖6A和圖6B示出了用于過濾罐的絲網50的安裝部分,其中圖6A為局部放大平面圖,而圖6B為沿圖6A中線6B-6B的放大截面圖。圖7A和圖7B示出了用于安裝絲網50的夾緊螺栓,其中圖7A為夾緊螺栓的放大平面圖,而圖7B為夾緊螺栓的放大側視圖。
首先,參考圖4A,絲網50由三個平面不銹鋼部分構成。即,絲網50由兩個半月形部分50a和50b及單個大體矩形部分50c構成,所示大體矩形部分50c具有相對的弧形部分53。每個部分50a,50b和50c具有格子狀網孔51(液體通道部分)和沿其周邊的不銹鋼框架70。配合部分71對應所有的部分都相同,每個部分50a,50b和50c的框架70在所述配合部分71鄰接。因此,部分50a和50c之間的配合部分71將參考圖5A和5B描述。
如圖5A所示,相對的半圓形切口72形成在部分50a的框架70內和部分50c的框架70內,從而它們彼此對齊。圓形開口73通過切口72形成在鄰接的框架72內。具有矩形凸緣75的螺釘74從絲網50的下側插入開口73。沿框架70的長度延伸的框架壓板76安裝到螺釘74上。框架壓板76具有螺紋孔77,且螺釘77插入螺紋孔77內。墊圈79和螺母80安裝到螺釘74上,以便將螺釘74固定到框架70上。由此,部分50a和部分50c一體地接合。
以此方式構造的圓形絲網50然后被安裝到過濾罐2內。這種安裝構造的結構將參考圖6A,圖6B,圖7A和圖7B描述。如圖6A所示,向內凸出的突出物82以預定間隔形成在絲網50的外周邊框架70上。沿絲網50徑向方向延伸的長孔83形成在每個突出物82內。絲網50通過將夾緊螺栓84安裝到這些突出物82上而被固定到過濾罐2上。
夾緊螺栓84在平面圖內為矩形,如圖7A所示,且當從側面看時具有L形的頭部85,如圖7B所示。圓形開口86形成在頭部85內。螺栓焊接到開口86內以便構成夾緊螺栓84,其整個示出在圖7A和圖7B中。夾緊螺栓84的頜部或頸部87形成為四方形塊。
再參考圖6A和圖6B,安裝環(huán)88(參考圖6B)沿過濾罐2的內周邊設置。夾緊螺栓84安裝到絲網50的框架70上。此時,夾緊螺栓84安裝到框架70上,從而頭部85的凸出部分85a遠離安裝環(huán)88定向。安裝環(huán)88夾在夾緊螺栓84和絲網50之間,墊圈89和90被安裝而螺母91和92將絲網50固定到安裝環(huán)88上。位于長孔83內的四方形凸起89a設置在墊圈89的下表面上。通過此構造,框架70相對應夾緊螺栓84沿過濾罐2的徑向方向定位。由此,絲網被保持在過濾罐2內且不沿徑向方向移動。
下面參考圖13和圖14描述圖1所示過濾裝置1的變型。圖13是圖1所示過濾裝置的變型的垂直截面圖;圖14是圖13所示過濾裝置200的主要元件的放大視圖。變型過濾裝置200包括過濾罐202;過濾介質清潔機構206;與過濾介質清潔機構206相連的清潔罐238;和設置在清潔罐238內的螺旋輸送器232。過濾裝置200與圖1所示過濾裝置1的主要不同點在于螺旋輸送器232和清潔罐238在它們的下端彼此接合。換言之,螺旋輸送器232的下端235由設置在清潔罐238下端的支撐件207支撐。在該變型中,在螺旋輸送器232旋轉期間的軸向位移和振動被防止,因為螺旋輸送器232由支撐件207支撐。
參考圖14將進一步描述螺旋輸送器232的支撐結構。金屬軸件236焊接到螺旋輸送器232的下端233上。所述軸件236包括平圓形或盤狀基部237;和在其中心與基部237一體形成的軸239。軸239和螺旋輸送器232的中心軸線同軸。
同時,環(huán)形板,即環(huán)208通過焊接到圓筒形清潔罐238的下端而被固定。多個螺紋孔205以一致的間隔沿環(huán)208的圓周設置。支撐件207安裝到環(huán)208上。支撐件207包括環(huán)形安裝環(huán)213,其中形成與螺紋孔205對應的孔209;用于容納軸239的殼體248;和將殼體248與安裝環(huán)213連接的多個徑向撐條(stays)249。支撐件207通過螺釘210固定到環(huán)208的螺紋孔205內。
殼體248具有凹部255,該凹部255由向上敞開的圓形內壁和底壁248a限定。凹部255的中心與螺旋輸送器232的旋轉中心匹配。圓柱軸承258與凹部255的內壁平齊設置。軸承258的內徑設置為與軸239配合聯(lián)接的尺寸。環(huán)形臺階部分260形成在凹部255的開口端,與軸239緊密接觸的密封件262設置在環(huán)形臺階部分260上。環(huán)形凸緣264形成在殼體248的上端的外周邊。壓板266通過螺釘(未示出)固定到凸緣264上,以防止密封件262出來。用于接納軸239的開口265形成在壓板266內。因此,壓板266不與螺旋輸送器232干涉。
螺旋輸送器232由支撐件207以上述方式支撐。因此,當螺旋輸送器232旋轉時,軸239旋轉同時由軸承258支撐,由此防止下端部239的軸向位移。優(yōu)選的是,軸239的下端239a與底壁248a分離。此構造是優(yōu)選的,因為沒有向下的負荷施加到軸239,且與底壁248a的分離防止了旋轉期間的摩擦阻力。
優(yōu)選的是,軸承258為其由含有填充材料的四氟乙烯樹脂(ethylenetetrafluoride resin)形成,如Oiles Glitron FTM。然而,所述材料可以是任何其他合適的合成樹脂或金屬。四氟乙烯樹脂具有較高的耐磨性和低的摩擦系數(shù),且適于作為用于過濾裝置200的軸承。另外,四氟乙烯樹脂符合食品衛(wèi)生法。因此,對于濾過水被用作飲用水等的情況非常合適。
接下來,再參考圖1,將描述其中再過濾罐2內進行過濾的方式。首先,原水從原水供給管56供給到過濾罐2內。當原水的水位升高,過濾罐2內的空氣通過通氣閥81排出。在本實施例中,水位設定為其比原水供給管56高并到達過濾罐2的上部。即,水位設定為過濾罐2的整體大體上充滿水16(原水)。原水滲透過過濾介質14。原水還通過上部開口42進入清潔罐38,以便滲透過清潔罐38內的過濾介質14,從而也能夠在清潔罐38內進行過濾。
已經滲透過過濾介質14且已經由此被過濾的水穿過絲網50,滲透過過濾介質54層,經由濾器12穿過濾床4,且通過過濾罐2下部的濾過水排放管46排放到外部,以便被提供使用。
接下來,將描述使用很長一段時間后在過濾介質14內發(fā)生阻塞時用于清潔過濾介質14的方法。首先,濾過水從濾過水排放管46逆洗,以便使濾過水通過過濾介質54被噴射到過濾介質14內。濾過水的流動使得過濾介質14浮起。由此,降低電機26啟動期間其上的負荷。接下來,驅動電機26,且螺旋輸送器32旋轉。過濾介質14被螺旋輸送器32的葉片43,尤其被凸出到清潔罐38下面的葉片43的部分,向上壓到清潔罐38內。
濾過水的逆洗在螺旋輸送器32旋轉的初始階段連續(xù)。這是因為,由于螺旋輸送器32的離心力,在清潔罐38的徑向內外部分處過濾介質14的混合在逆洗清潔狀態(tài)下通過螺旋輸送器32的旋轉而被促進。同時,整個過濾介質14完全通過這種運動被清潔。此后,濾過水的逆洗通過將流量降低到不使污物落到濾器12內的水平而以極低的速度連續(xù)。螺旋輸送器32的旋轉連續(xù)以便清潔過濾介質14。
過濾介質14的顆粒通過螺旋輸送器32的旋轉被向上輸送同時彼此摩擦和洗擦,且從上部開口42排放到清潔罐38的外部。污物與過濾介質14的分離通過過濾介質1 4與過濾罐2內的水的表面的碰撞而被增強。已經落回到過濾罐2內的過濾介質14被反復地向上輸送到清潔罐38內并且在其內被洗擦。以這樣的方式,污物通過清潔罐38內的反復清潔而與過濾介質14分離。如圖1所示,螺旋輸送器32的下端44位于絲網50的附近。因此,絲網50附近的過濾介質14也被向上輸送,由此完全清潔整個過濾介質14。
當清潔完成時,濾過水再次從濾過水排放管46逆洗,以便執(zhí)行漂洗操作。在螺旋輸送器32旋轉停止后逆洗漂洗操作繼續(xù)。從濾過水排放管46逆洗的液體通過濾床4內的濾器12的槽19噴射到過濾介質54層內。該液體進一步通過絲網50并且升入過濾介質層14內。已經捕獲到濾器12內污物也容易由液體的逆洗通過槽19而被去除。
與過濾介質14分離的污物浮起并隨包含污物的水被排出到外部。清潔水也有效地通過穿過葉片43的間隙而逆洗通過清潔罐38的內部。因此,清潔罐38內的污物也被排出。在逆洗漂洗期間,從濾器12的槽19噴射的清潔水一致地滲透過過濾介質54層。即,槽19形成在濾器12的傘狀部分18內。因此,清潔水以不同的角度在濾器12的周邊在很寬的范圍內被噴灑。為此,能夠有效地執(zhí)行清潔操作和漂洗操作。
在漂洗操作期間,清潔水被從清潔水供給管58強烈地噴灑在過濾罐2的兩個濾床50和4之間。噴灑的清潔水在過濾介質54層內形成渦流。附著到過濾介質54的污物通過暴露給該水的渦流而與其分離。分離的污物穿過絲網50并向上流動。污物被防止落到濾床4下面,因為來自濾過水排放管46的濾過水正被噴射通過濾器12。此時從槽19噴射的清潔水在有效地向上排出與過濾介質54分離的污物也是有用的。通過連續(xù)逆洗漂洗一段必要的時間,所有的污物都被從過濾罐2移除。需要說明的是,后面將描述從過濾工藝到清潔工藝再回到過濾工藝中提取的每個步驟的特定步驟。
在圖13和圖14所示的變型過濾裝置200的情況下,過濾介質14通過與用于圖1所示過濾裝置1相同的清潔工藝清潔。然而,清潔期間過濾介質的行為稍微不同。因此,下面將描述不同之處。
在過濾裝置200的螺旋輸送器232的情況下,其下端部部從清潔罐238向下凸出。為此,矩形下部開口241(參考圖14)形成在清潔罐238的下部,以便有利于將過濾介質14吸入到清潔罐238內。預定數(shù)量的下部開口241以等距離間隔形成在清潔罐238的周邊。
濾過水在清潔工藝的最初步驟被噴射,以便使過濾介質14浮起。然后,螺旋輸送器232旋轉。此時,浮起的過濾介質14通過下部開口241進入清潔罐238。已經通過下部開口241進入的過濾介質14被葉片243向上輸送,同時彼此摩擦和洗擦。逆洗漂洗期間,濾過水從撐條249之間也通過下部開口241進入清潔罐238。由此,過濾罐238內的過濾介質也浮起。過濾裝置200的其他操作與圖1中的過濾裝置200相同。
接下來,將參考圖8描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的過濾裝置。圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的過濾裝置100的垂直截面圖。需要說明的是,與第一實施例中相同的過濾裝置100的元件用相同的標號表示。第二實施例的過濾裝置100與圖1所示第一實施例的過濾裝置1的主要區(qū)別在于振動發(fā)生器102安裝在過濾罐的外壁上兩個濾床50和4之間。需要說明的是,圖8中僅僅示出了一個振動發(fā)生器。
振動發(fā)生器102經由安裝座104安裝到過濾罐2上。當振動由振動發(fā)生器102產生時,振動從過濾罐2的外壁傳播到過濾介質54層并使過濾介質54振動。結果,附著到過濾介質54的污物與其分離。即,過濾介質54通過振動而被清潔。振動發(fā)生在逆洗漂洗操作期間進行。即,振動發(fā)生同時濾過水正從濾過水排放管46逆洗。與過濾介質54分離的污物通過絲網50,過濾介質14并且通過原水供給管被排出。
可以采用任何振動發(fā)生器,只要它們能提供在污物與過濾介質54分離中有效的頻率和振幅的振動。優(yōu)選的是,多個發(fā)生器,例如兩個或三個發(fā)生器沿過濾罐2的外周邊以等距離間隔設置,以便使振動朝著過濾介質54層的中心傳播。振動發(fā)生器102可以單獨使用,也可以與清潔水噴射管58組合使用。
接下來參考圖9和圖10描述從第一和第二實施例通用的過濾工藝到清潔工藝再回到過濾工藝中的每個步驟的具體例子。圖9是本發(fā)明整個過濾器裝置1’示意圖,示出了與過濾罐2相連的管的關系。圖10是示出了從過濾工藝到清潔工藝再回到過濾工藝所采取的每個步驟以及過濾器裝置1’的每個元件的操作之間的關系的圖表。
首先,參考圖9將描述每個管和過濾罐2的連接關系。與原水泵P1相連的管110與過濾罐2的原水供給管56相連。打開和關閉流動通路的原水閥V1安裝到管110內。另外,延伸到排出水槽112的管114與管110相連。排出水閥V3設置在管114內。具有濾過水閥V2的管116在過濾罐2的下端的中心連接到濾過水排放管46。濾過水從管116排放。需要說明的是,圖9中示出的每個閥都由“M”表示的電機驅動。另外,設置在流動通路內的流量計由“F”表示。
與逆洗泵P2和P3相連的管118與管116相連。逆洗閥V4安裝在管118內。管118a和118b與管118的遠距離位置相連,且逆洗泵P2和P3分別與管118a和118b相連。具有水位調節(jié)閥V5的管120將管116和管114相連,以便使管116和管114彼此連通。至少一個排放管5設置在過濾罐2的側壁3上濾床4之上的位置。具有水位調節(jié)閥V6的管122與排放管5相連。管122與管120相連。另外,具有廢水閥V7的管124設置在管116和管120之間,以便使管116和管120彼此連通。
接下來描述從過濾工藝到清潔工藝再回到過濾工藝中的每個步驟。首先,參考圖10將描述正常過濾期間過濾裝置1’的每個元件的操作狀態(tài)。需要說明的是,在圖10中,陰影部分表示相應的元件處于操作狀態(tài),陰影部分的水平長度代表時間經過。從圖10可以理解,在正常過濾期間原水閥V1和濾過水閥V2都打開,而原水泵P1處于操作狀態(tài)。即,參考圖9,原水16通過原水泵P1供給到管110,穿過打開的原水閥V1,并且通過原水供給管56供給到過濾罐2。供給到過濾罐2的原水16穿過過濾介質14和過濾介質54層以便由此被過濾,且從濾過水排放管46排放。排放的濾過水穿過管116,穿過打開的濾過水閥V2,且被排放。過濾期間,原水16的水位高于原水供給管56的供給開口56a。過濾罐2可以充滿原水16。
接下來,當從正常過濾工藝切換到清潔工藝時,水位被預先調節(jié),如圖10所示。水位調節(jié)工藝降低了過濾罐2內的水位,以便有效地執(zhí)行過濾介質14和過濾介質54的清潔。原水閥V1和濾過水閥V2在水位調節(jié)工藝期間關閉。另外,原水泵P1的操作停止。由此,原水16的供給和濾過水的排放停止。因此,過濾罐2處于諸如原水16的液體儲存在其內的狀態(tài)。閥V1和V2由電機驅動,因此,需要一定量的時間用于完成它們的操作。
此后,排出水閥V3,水位調節(jié)閥V5和水位調節(jié)閥V6大體同時打開。當排出水閥V3打開時,位于原水供給管56之上的原水16穿過管110和管114,以便被排出到排出水槽112。另外,當水位調節(jié)閥V5和水位調節(jié)閥V6打開時,濾過水從濾過水排放管46和排放管5流到管116和122,且通過管120和管114排到排出水槽112內。
如圖9所示,水位調節(jié)閥V5與水位計“LS”電連接。水位調節(jié)閥V5構造為當水位到達預定水平時關閉。即,水位調節(jié)閥V5在圖10中虛線128所示的時間點關閉。此后,濾過水僅僅通過水位調節(jié)閥V6以很小的量排放。需要說明的是,來自外部的空氣通過通氣閥81在水位降低期間引入到過濾罐2內。通過防止過濾罐2的內部變成負壓區(qū)域,空氣的引入防止了水位降低速度的降低。通過以這樣的方式同時打開排出水閥V3,水位調節(jié)閥V5和水位調節(jié)閥V6,可以方便地例如在大約兩分鐘的時間內執(zhí)行液體的排放。水位能夠快速和有效地降低。此時降低的水位低于適于清潔的水位。
接下來,如圖10所示,逆洗閥V4打開并且緊隨水位調節(jié)閥V5關閉之后逆洗泵P2操作。即,濾過水從逆洗泵P2穿過管118a,118和116,并且通過濾過水排放管46進入過濾罐2。逆洗泵P2的容量大。因此,逆洗的濾過水以很大的力噴射到過濾介質14內,使得清潔罐38附近的過濾介質14浮起。使過濾介質14浮起的工藝是初級逆洗工藝。如圖10所示,在逆洗泵P2被驅動以便降低抵抗螺旋輸送器32的旋轉的阻力之后,電機26被驅動以啟動螺旋輸送器32的旋轉。
在逆洗泵P2的驅動被開始之后,用于旋轉螺旋輸送器32的電機26被驅動大約五秒鐘。通過驅動逆洗泵P2,過濾罐2內的水位升高,并且在驅動開始后大約10秒鐘達到適于清潔過濾介質14的水平。此時的水位在過濾介質14層的表面之上10厘米到20厘米。此水位低于原水供給管56的供給開口56a,其防止過濾介質在清潔操作期間通過原水供給管56被排出,清潔操作將在后面描述。
如圖10所示,當過濾罐2內的液體達到一定水位時,清潔工藝開始。在該工藝中,逆洗泵P2的操作停止且具有比逆洗泵P2低的容量的逆洗泵P3被驅動。水位調節(jié)閥V6保持打開,并且由此由逆洗泵P3供給的濾過水從排放管5排放。從排放管5排放的濾過水穿過水位調節(jié)閥V6并且被排出到排出水槽112內。此時,在過濾罐2底部的污物和與過濾介質54分離的污物隨濾過水一起從排放管5排出。由逆洗泵P3供給的濾過水的量和通過水位調節(jié)閥V6排放的液體量大體相同。在清潔工藝期間電機26被連續(xù)驅動,污物通過由螺旋輸送器32的旋轉引起的洗擦作用與過濾介質14分離。清潔工藝持續(xù)大約一分鐘。
接下來,跟隨清潔工藝,啟動漂洗清潔過的過濾介質14和54的工藝,即,二級逆洗工藝。在此工藝中,排出水閥V3和逆洗閥V4仍保持打開,但是水位調節(jié)閥V6關閉。逆洗泵P3被停止驅動且高容量逆洗泵P2被驅動。由此,濾過水再次從濾過水排放管46以很大的力噴射到過濾罐2內,且過濾介質14和54的漂洗開始。在逆洗泵P2的驅動開始之后,用于旋轉螺旋輸送器32的電機26被停止驅動大約五秒鐘。二級逆洗工藝持續(xù)大約五分鐘。從逆洗泵P2流入過濾罐2內的濾過水穿過原水供給管56,管110和管114,以便隨由于漂洗操作而浮起的污物一起排出到排出水槽112。此時,螺旋輸送器32沒有被驅動,因此不存在過濾介質14被攪動且從原水供給管56流出的可能性。
當完成漂洗工藝,即二級逆洗工藝時,開始廢水工藝。在該工藝中,排出水閥V3和逆洗閥V4關閉且逆洗泵P2被停止驅動。由此,停止向過濾罐2內噴射濾過水和通過原水供給管56排出包括污物的濾過水。接下來,原水閥V1和廢水閥V7打開,且原水泵P1被驅動。由此,原水16再次從原水供給管56供給到過濾罐2內。過濾罐2內的濾過水穿過濾過水排放管46,管124,廢水閥V7且通過管120和管114排出到排出水槽。由此,能夠排出浮在過濾罐2底部的污物。根據(jù)工藝的目的,廢水工藝可以持續(xù)兩分鐘到二十分鐘。
在廢水工藝期間需要說明的是,流入的原水16的量大體與通過管124流出的水量相同,且原水16被相對較慢地排出。這是因為如果原水流出速度太快,換言之,如果流出大于流入,由于負壓就會在過濾介質14內產生氣泡。如果產生這些氣泡,在下面的過濾工藝中它們仍會存在,且存在通過過濾介質14進行的過濾不能有效進行的可能性。廢水工藝完全排出留在過濾罐2內的污物,污泥等。
當完成廢水工藝時,過濾裝置的操作返回到過濾工藝。即,在廢水閥V7關閉之后,濾過水閥V2打開。原水閥V1仍保持打開且原水泵P1持續(xù)被驅動,由此從原水供給管56供給的原水16通過管116排出。
接下來參考圖11和圖12描述從過濾工藝到清潔工藝再回到過濾工藝中的每個步驟的其他具體例子,它們對于第一和第二實施例都是通用的。圖11是與圖9中的過濾裝置1’類似的過濾裝置1”的整個示意圖,其中示出了與過濾罐2相連的管的關系。圖12是與圖10類似的從過濾工藝到清潔工藝再回到過濾工藝所采取的每個步驟以及圖11中的過濾器裝置1”的每個元件的操作之間的關系的圖表。需要說明的是,在描述中,與圖9中的元件相同的元件參考相同的標號描述。
首先,參考圖11將描述與圖9中不同的每個管與過濾罐2的連接關系。在圖11中示出的過濾器裝置1”中,過濾器裝置1”的廢水閥V7和逆洗泵P3廢除,且管122筆直形成。另外,能夠調節(jié)開口程度的閥用作逆洗閥V4’和水位調節(jié)閥V5’,由此能夠調節(jié)通過它們的流量。對于其他元件,它們與圖9中所示的過濾器裝置1’的元件相同。
更詳細而言,只有高容量的逆洗泵P2設置給管116,管116與濾過水排放管46相連,且沒有使用低容量的逆洗泵P3。相應地,只使用了管118和單向閥130。另外,在先前的例子中,具有廢水閥V7的管124設置在管116和管120之間。然而,在本例子中沒有使用這些元件。
本例子與先前例子相同之處在于具有水位調節(jié)閥V6的管122與排放管5相連,且管122與管120相連。然而,本例子與先前例子不同之處在于,管122包括向上延伸的直立部分122a。直立部分122a的最高的部分設定為其位于同清潔期間過濾罐2內的優(yōu)選水位相同的位置。由此,清潔期間的水位總是保持在該位置。如上所述,本例子通過消除逆洗泵P3和廢水閥V7而降低了過濾裝置1”的初始投資費用。
接下來將描述從過濾工藝到清潔工藝再回到過濾工藝中的每個步驟。首先,參考圖12,在正常過濾期間,操作與先前的例子相同之處在于原水閥V1和濾過水閥V2打開,原水泵P1處于操作狀態(tài)。即,此時,原水16從原水供給管56供給到過濾罐2。供給到過濾罐2的原水16穿過過濾介質14和過濾介質54層以便由此將被過濾,且從濾過水排放管46排放。排放的濾過水穿過管116,穿過打開的濾過水閥V2,并且被排放。
接下來,當從正常過濾工藝切換到清潔工藝時,如圖12所示,水位調節(jié)與先前的例子中的水位調節(jié)相同。在水位調節(jié)工藝期間,原水閥V1和濾過水閥V2關閉。另外,原水泵P1的操作停止。因此,過濾罐2處于其中諸如原水16的液體儲存在其中的狀態(tài)。此后,排出水閥V3,水位調節(jié)閥V5’和水位調節(jié)閥V6大體同時打開。原水16穿過管110和管114以便被排出到排出水槽112內。濾過水從濾過水排放管46和排放管5流動,且通過管120和管114被排出到排出水槽112內。然后,如圖11所示,當過濾罐2內的液體達到一定水位時,水位調節(jié)閥V5’關閉。即,水位調節(jié)閥V5’在圖12中虛線128所示的時間點關閉。此后,濾過水僅僅通過水位調節(jié)閥V6以很小的量排放。
緊隨水位調節(jié)閥V5’關閉之后,逆洗閥V4打開且逆洗泵P2被驅動,如圖12所示。即,濾過水從逆洗泵P2經由管118a,管118,管116和濾過水排放管46供給到過濾罐2。逆洗泵P2的容量大。因此,逆洗的濾過水以很大的力噴射到過濾介質14內,從而使得清潔罐38附近的過濾介質14浮起。在逆洗泵P2被預先驅動以便降低抵抗螺旋輸送器32的旋轉的阻力之后,電機26被驅動以便啟動螺旋輸送器32的旋轉,如圖12所示。此工藝與先前例子的工藝相同。
在逆洗泵P2的驅動開始之后,用于旋轉螺旋輸送器32的電機26被驅動大約一到二十秒鐘。通過驅動逆洗泵P2,過濾罐2內的水位升高并且到達適于在驅動開始之后清潔過濾介質14大約五到十秒鐘的預定水平。
當液體到達預定的水平時,清潔工藝以與先前例子不同的方式開始,如圖12所示。在此工藝中,高容量的逆洗泵P2持續(xù)被驅動,因為低容量的逆洗泵P3被從本例子中消除。然而,因為由逆洗泵P2供給的過濾水的量大,因此可變流量逆洗閥V4’的打開程度被調節(jié),即開口程度變窄,以便降低排放排出量。另外,水位調節(jié)閥V6保持打開,且由此由逆洗泵P2供給的濾過水從排放管5排放。
從排放管5排放的濾過水穿過水位調節(jié)閥V6并且經由管122被排出到排出水槽112。管122包括直立部分122a,且由此過濾罐2內的液體水位被自動調節(jié)到適于清潔的水平。即,如果水位低于直立部分122a的最高部分,則水沒有被排出,如果水位高于最高部分,則水自動隨污物一起被排出,從而維持水位大體一致。在清潔工藝期間,電機26持續(xù)被驅動。由此污物通過洗擦作用與過濾介質14分離,所示洗擦作用通過螺旋輸送器32的旋轉以與先前例子相同的方式產生。
跟隨清潔工藝,啟動漂洗清潔后的過濾介質14和54的工藝,即逆洗工藝。在此工藝中,逆洗閥V4’的開口程度被調節(jié)(增大),且大量的濾過水從逆洗泵P2經由濾過水排放管46供給。相應地,逆洗泵P2被持續(xù)驅動通過清潔和逆洗工藝。以與先前例子相同的方式,排出水閥V3和逆洗閥V4仍打開,但是水位調節(jié)閥V6關閉。
當完成漂洗工藝,即逆洗工藝時,啟動廢水工藝。因為廢水閥V7從本例子中消除,可變流量水位調節(jié)閥V5’被用作廢水閥。在此工藝中,必須很慢地排出濾過水,以便排出淤積在過濾罐2底部的污物。因此,水位調節(jié)閥V5’的開口程度變窄,以便以低的流量排出濾過水。除用作廢水閥的水位調節(jié)閥V5’以外的其他元件的操作狀態(tài)與先前例子中的相同。
當完成廢水工藝時,過濾裝置1”返回到正常的過濾工藝。此時元件的操作狀態(tài)與先前例子中的相同。
上面詳細描述了由過濾裝置執(zhí)行的工藝。然而,在每個工藝描述中給出的時間段數(shù)值僅僅是為了示例,所述的工藝并不限于所述時間段。例如,與濾過水用于工業(yè)用途的情況相比,在濾過水用作飲用水的情況下,對于每個工藝必須花費更多的時間。另外,分配給每個工藝的時間量可以利用定時器自由設定。例如,在上述實施例中,定時器可以設定為過濾被執(zhí)行的時間段在一到七十二小時的范圍內,清潔被執(zhí)行的時間段在零到兩分鐘的范圍內,二級逆洗被執(zhí)行的時間段在一到兩分鐘的范圍內,廢水被執(zhí)行的時間段在一到三十分鐘的范圍內。另外,每個工藝可以自動執(zhí)行。進而,不用說,對于每個工藝時間段的可設定范圍可以擴大。
已經描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而,本發(fā)明并不限于上述結構。例如,作為用于支撐螺旋輸送器下端的結構,可以采納與圖13和圖14所示變型不同的構造。即,螺旋輸送器44的下端可以形成為圓錐形,具有用于容納圓錐的尖端的凹陷的部件可以設置在絲網50的支撐梁上。此結構能夠降低螺旋輸送器的軸向位移。另外,此結構不會背離本發(fā)明的功能。
另外,玻璃珠,活性碳顆粒等可以用作過濾介質54。在采用活性炭顆粒的情況下,存在的趨勢是使用期間顆粒容易從它們的表面到上層彼此固定。即,活性炭顆粒在使用期間連接成連續(xù)的板。如果活性炭顆粒粘結成板狀,則將被過濾的液體向下滲透過板等中的裂紋。然而,過濾效果僅僅在水路的附近獲得。因此,即使從中間層到下部層定位的活性炭仍然具有吸附特性,其功能也不能夠被充分展示。為此,活性炭顆粒的更換,煅燒和再生是不可缺少的。
通過提供本發(fā)明的清潔裝置,活性炭顆粒能夠被攪動和清潔。由此,能夠避免活性炭顆粒的粘結。相應地,能夠有效地利用活性炭顆粒的整個層。結果,利用活性炭作為過濾介質的過濾裝置的性能被提高。另外,附著到活性炭表面的諸如有機物的污物在清潔期間與其分離。因此,活性炭更換之間的間隔顯著地增大。由此,便于過濾裝置的維護和管理且與其有關的成本降低。
優(yōu)選的是,上部開口42的位置不太低。因此過濾介質14能夠在清潔罐38內在很長的距離上被洗擦。
在過濾罐2和202的直徑很大的情況下,可以在其中設置多個清潔罐38和238。在這種情況下,過濾介質14能夠被更快和有效地清潔。
需要說明的是,除了水以外,上述實施例可以用于過濾廢棄液體,油等。
權利要求
1.一種過濾裝置,包括過濾罐,所述過濾罐具有用于支撐第一顆粒狀過濾介質層的濾床;和清潔機構,所述清潔機構包括設置在所述過濾罐內的垂直定位的中空清潔罐;清潔裝置,所述清潔裝置用于在所述清潔罐內向上輸送第一過濾介質同時清潔所述過濾介質;及污物排出裝置,所述污物排出裝置用于在清潔期間將與第一過濾介質分離的污物排出到過濾罐的外部;其中在正常過濾期間,已經被所述過濾介質過濾的液體穿過濾床并通過所述濾床被排放;所述濾床包括兩個垂直分開的濾床;上部濾床包括大量的液體通道部分,所述液體通道部分的尺寸為第一過濾介質難以通過所述液體通道部分;及在兩個濾床之間設置了第二過濾介質層,所述第二過濾介質的尺寸比第一過濾介質的尺寸大。
2.根據(jù)權利要求1所述的過濾裝置,其中所述清潔裝置包括螺旋輸送器,所述螺旋輸送器懸掛在過濾罐的上部;及所述螺旋輸送器構造為由驅動部分旋轉,所述驅動部分設置在過濾罐的上部。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的過濾裝置,其中所述上部濾床為網狀件,所述網狀件具有構成所述液體通道部分的網孔。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的過濾裝置,其中用于排放濾過的液體的多個濾器設置在兩個濾床的下部濾床。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的過濾裝置,還包括液體噴射部分,所述液體噴射部分設置所述過濾罐的外壁上,用于從外部噴射設置在兩個濾床之間的第二過濾介質;其中清潔液體通過液體噴射部分被朝著第二過濾介質層噴射,以便通過清潔液體流分離附著到第二介質上的污物。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的過濾裝置,還包括振動發(fā)生裝置,所述振動發(fā)生裝置用于將振動施加給設置在兩個濾床之間的第二過濾介質;其中由振動發(fā)生裝置產生的振動朝著第二過濾介質層傳播,以便通過施加到第二過濾介質上的振動分離附著到第二過濾介質的污物。
全文摘要
一種過濾裝置,其中過濾砂不容易阻塞且不容易發(fā)生所述砂的不平。所述過濾裝置能夠在短時間內洗滌和漂洗過濾材料。在過濾罐(2)內,螺旋輸送器(32)設置在懸掛在上側的清潔罐(38)內。在垂直分開的濾床(4)和金屬網(50)之間形成空間(52)。過濾材料(14)設置在金屬網(50)之上,且顆粒尺寸大于過濾材料(14)的過濾材料(54)設置在空間(52)內。濾器(12)設置在濾床(4)內。洗滌水噴射管(58)安裝在空間(52)的外壁。在螺旋輸送器(32)旋轉且過濾材料(14)被洗滌之后,洗滌水從清潔水排出管(46)和洗滌水噴射管噴射出,且泥漿狀的污物從原水供給管(56)排放出。
文檔編號B01D29/62GK1674970SQ0381868
公開日2005年9月28日 申請日期2003年7月29日 優(yōu)先權日2002年8月9日
發(fā)明者齋藤安弘 申請人:日本原料株式會社