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    高效過濾器專題
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    一種自動形成密度梯度的高精度纖維布塊高效過濾器
    來源:http://www.zhibo1473.com/  發布時間:2017-10-19 08:23:38  點擊數:3333

    技術領域
    本實用新型涉及工業污水處理技術,尤其涉及一種自動形成密度梯度的高精度纖維布塊高效過濾器。
    背景技術
    十幾年來,專利申請人程中和潛心研究纖維深度過濾器,不斷地積累、不斷地創新,時至今日,從未放棄。其中發明“壓緊式高精度纖維球高效過濾器”(ZL 201210144989.4,CN:102657965)存在如下問題:
    1、過濾與反洗始終是一對矛盾,為了提高過濾精度,必須壓緊纖維;然而,反洗又必須松開纖維。多年來,這對矛盾時至今日一直未處理好。將減速機、底座、攪拌軸、槳葉全部固定在一起,采用提升機牽引上升,下降則依靠自身重量,為了保證同心還設置了4根導向管。試驗證明:這種設計存在嚴重的問題,上升時還可以達到上止點,可是下降時就不是那么順利了,這是因為導向管先天性的無法定位穩定導致不同心所致。
    2、為了提高過濾精度及擴大過濾范圍,人們一直在努力研究密度梯度,然而,時至今日還未見密度梯度的有關報道。
    上述專利存在的問題,使其無法推廣。
    實用新型內容
    本實用新型的目的就在于克服上述技術存在的缺點和不足,提供一種自動形成密度梯度的高精度纖維布塊高效過濾器。
    本實用新型的目的是這樣實現的:
    本實用新型對上述問題進行了改革:
    1、廢除減速機、底座、攪拌軸、槳葉固定在一起的升降設計;
    2、實現纖維過濾器的自動形成密度梯度。
    具體地說,
    本過濾器由上封頭裝置、筒體裝置、下封頭、攪拌軸、纖維布塊和鋼管支撐 架組成;
    上封頭裝置、筒體裝置、下封頭和鋼管支撐架依次連接組成一個整體,在筒體裝置內設置有攪拌軸和纖維布塊。
    本實用新型具有下列優點和積極效果:
    1、過濾精度高,水質可達到微濾水平;
    2、過濾范圍大,可將初級過濾和深度(精密)過濾結合在同一臺過濾罐內;
    3、通用性強,適用于各類工業污水。
    總之,本實用新型不僅適用于油田含油污水處理技術領域,也適用于印染污水、造紙污水、電鍍污水、醫藥污水、屠宰污水和皮革污水等多種工業污水處理技術領域。
    附圖說明
    圖1是本過濾器的結構示意圖;
    圖2是上封頭裝置的結構示意圖;
    圖3.1是下封頭裝置的結構示意圖;
    圖3.2是圓錐形內膽的結構示意圖;
    圖3.3是剛性支撐座的結構示意圖;
    圖4是下封頭裝置的結構示意圖;
    圖5是攪拌軸的結構示意圖;
    圖6是形成密度梯度的說明圖。
    圖中:
    100—上封頭裝置,
    101—上固定篩板, 102—上人孔,
    103—反沖洗水出口法蘭, 104—攪拌軸密封套,
    105—濾后水出口法蘭, 106—上封頭;
    200—筒體裝置,
    210—筒體,201—圓錐形內膽,202—中間人孔,203—視鏡,
    220—剛性支撐座裝置,
    22A—箱體, 22B—小液壓缸,
    221—活動鋼塊, 222—小液壓缸法蘭,
    223—箱體法蘭, 224—上下筋板,
    225—筒體加強板, 226—前進油嘴,
    227—后退油嘴, 228—連接螺桿,
    229—小液壓桿;
    300—下封頭裝置,
    301—下活動篩板, 302—支撐鋼管,
    303—支撐鋼管大法蘭, 304—排污口法蘭,
    305—液壓缸大法蘭, 306—進水口法蘭,
    307—液壓缸, 308—下封頭;
    400—攪拌軸裝置,
    401—攪拌減速機, 402—空套凹型活節,
    403—凸型活節, 404—軸用卡圈,
    405—小平鍵, 406—篩板法蘭,
    407—槳葉平鍵, 408—哈夫式攪拌槳葉,
    409—攪拌軸;
    500—纖維布塊;
    600—鋼管支撐架。
    具體實施方式
    下面結合附圖和實施例對本過濾器詳細說明:
    一、過濾器
    如圖1,本過濾器由上封頭裝置100、筒體裝置200、下封頭300、攪拌軸400、纖維布塊500和鋼管支撐架600組成;
    上封頭裝置100、筒體裝置200、下封頭300和鋼管支撐架600依次連接組成一個整體,在筒體裝置200內設置有攪拌軸400和纖維布塊500。
    二、功能裝置
    1、上封頭裝置100
    如圖2,上封頭裝置100包括上固定篩板101、上人孔102、反沖洗水出口法蘭103、攪拌軸密封套104、濾后水出口法蘭105和上封頭106;
    在上封頭106的下面連接有上固定篩板101,在上封頭106的周邊設置有上 人孔102、反沖洗水出口法蘭103和濾后水出口法蘭105,在上封頭106中間的頂部設置有攪拌減速機401,在上封頭106中間的下部設置有攪拌軸密封套104;
    上封頭106和攪拌軸密封套104及固定篩板101上下連接成一個整體。
    2、筒體裝置200
    如圖3.1、3.2,筒體裝置200包括筒體210、圓錐形內膽201、中間人孔202、視鏡203和剛性支撐座裝置220;
    其位置和連接關系是:
    在筒體210內設置有圓錐形內膽201,在筒體210上的圓錐形內膽201的下面的400-500mm處的圓周上等分3點設置有3組剛性支撐座裝置220,在筒體210的中間設置有中間人孔202和視鏡203。
    如圖3.3,所述的剛性支撐座裝置220包括箱體22A、小液壓缸22B、活動鋼塊221、小液壓缸法蘭222、小箱體法蘭223、上下筋板224、筒體加強板225、前進油嘴226、后退油嘴227、連接螺桿228和小液壓桿229;
    其位置和連接關系是:
    在箱體22A的左面設置有小箱體法蘭223,在箱體22A的右面設置有筒體加強板225,在箱體22A的上下面設置有上下筋板224,在箱體22A內設置有活動鋼塊221;
    在小液壓缸22B的右邊設置有小液壓缸法蘭222,在小液壓缸22B上設置有前進油嘴226、后退油嘴227,在小液壓缸22B內設置有小液壓桿229;
    活動鋼塊221通過連接螺桿228和小液壓桿229連接;
    小液壓缸22B的小液壓缸法蘭222與箱體22A的小箱體法蘭223采用螺栓連接,這樣就形成了剛性支撐座裝置220。
    其工作機理是:
    當前進油嘴226進油時,活動鋼塊221前進并伸入筒體210,下活動篩板301就定位在活動鋼塊221上,當液壓缸307需要下行時,后退油嘴227進油,活動鋼塊221向左移動,退出筒體210,這樣活動鋼塊221活動就很自由了。
    在筒體210的中部圓周上設置有三組剛性支撐座220,其作用是支撐定位下活動篩板301,筒體裝置200的設置是過濾器的最大亮點,下活動篩板301的壓緊,接著松開,且剛性地定位在上止點下行400mm處,這一壓緊又一松開就自動 形成了設計的密度梯度。
    3、下封頭裝置300
    如圖4,下封頭裝置300包括下活動篩板301、支撐鋼管302、支撐鋼管大法蘭303、排污口法蘭304、液壓缸大法蘭305、進水口法蘭306、液壓缸307和下封頭308;
    其位置和連接關系是:
    在下封頭308左邊設置有進水口法蘭306,在下封頭308右邊設置有排污口法蘭304,在下封頭的上邊設置有下活動篩板301,在下活動篩板301中間的上部設置有篩板法蘭406,在下活動篩板301中間的下部依次連接有支撐鋼管302、支撐鋼管大法蘭303、液壓缸大法蘭305和液壓缸307。
    4、攪拌軸裝置400
    如圖5,攪拌軸裝置400包括攪拌減速機401、空套凹型活節402、凸型十字活節403、軸用卡圈404、小平鍵405、篩板法蘭406、槳葉平鍵407、哈夫式攪拌槳葉408和攪拌軸409;
    其位置和連接關系是:
    攪拌軸409的上端穿過攪拌軸密封套104及攪拌減速機401的空套凹型活節402,空套凹型活節402的上端和凸型活節403離合連接;
    凸型活節403和攪拌軸409通過平鍵405連接,凸型活節403的固定由下有攪拌軸409的止口和上有軸用卡圈404而鎖??;
    哈夫式攪拌槳葉408與攪拌軸409的扭矩傳遞采用槳葉平鍵407固定,哈夫式攪拌槳葉408是采用螺栓連接,攪拌軸409的最下端與下活動篩板301連接是:攪拌軸409的下端有一凹槽,哈夫銅板法蘭405嵌入其中,然后,再與焊接在下活動篩板301的法蘭406采用螺栓連接。
    5、纖維布塊500
    纖維布塊500見程中和的發明專利“污水回用纖維布塊深度過濾器”(ZL 2004 1 0012642.X)和“纖維布塊海水淡化處理器”(ZL 2005 1 0019891.6)
    人們一直在尋找一種不怕油、強度高、能耐磨、耐腐蝕、耐酸堿、化學穩定性好、耐熱、不霉、不蛀、能反洗再生、并且在其結構中含有親水性的強羥基,這就是說吸水性要特強的濾料。人們尋找了很久很久,也找了很多濾料,但都不理 想。時至今日,本實用新型人找到并加以研制了一種新的濾料——纖維布塊500,這種新的纖維濾料,強度高、能反洗再生、使用壽命長。新濾料的材質是由腈綸加天絲(Tencel)混紡而成,然后,用這種混紡纖維紡成粗紗、紗捻成線、線織成布、布縫成塊,這就形成了一種新的濾料——纖維布塊濾料。這種濾料不僅強度高,而且彈性好。由于彈性好,壓縮時密度增加,過濾精度高;松開時空隙增大,藏在里面的懸浮物、顆粒在其機械離心力的作用下很容易清洗干凈
    6、鋼管支撐架600
    鋼管支撐架600是本過濾器的支撐體。
    三、工作原理
    現有的精細過濾技術中多采用濾芯,尤其是采用微孔濾芯進行過濾。
    但現有技術中的濾芯,均存在不可反洗再生以及對進水要求很高的不足。
    本過濾器利用大的液壓缸307的活塞能提供靜壓的一個功能,對筒體210內的纖維布塊500進行有效地壓縮,使纖維布塊500在空間隨機形成三維微孔結構,維孔孔徑沿濾液流向呈梯度分布,集表面、深層和精細過濾于一體,可截留不同粒徑的雜質,過濾范圍之大(0.1~1000μm)是其它任何過濾器無法比擬的。
    深層過濾的最大特點應該具有一定深度的過濾梯度,過濾梯度取決于密度梯度。在反濾的條件下(由下至上過濾),人們按粗、細從下至上排列,下部最粗、松,上部最細、密,這樣的排列人們把它稱為理想的密度梯度。然而,只要一反洗,這種人為的排列就會立即被打破。
    本過濾器的密度梯度是自動形成的:
    過濾器的密度梯度的自動形成是一個難題,因為24h后需要反洗就會打破這個密度梯度。本實用新型克服了這一難題,設計了自動形成密度梯度。
    舉個例子加以說明:
    有多臺汽車在十字路口等紅綠燈,綠燈亮時,汽車被放行,第一輛汽車過去了,接著第二輛汽車過去了,接著第三輛汽車也過去了……前面已經留出了很大的空間,可是在后面的第八、第九、特別是第十輛汽車卻一動都未動。這種現象大家都很清楚,現在本實用新型用這種現象來描述一下自動形成密度梯度,見圖6。
    (請將被壓緊在過濾器內膽的纖維視為汽車,下活動篩板下行時視為開啟綠 燈,當下活動篩板停止時視為紅燈開啟,請觀察纖維的變化。)
    圖6的左圖標注筒體210直徑為:Ф1200mm;
    底面積:1m2(約);
    圓錐形內膽201的高度:800mm。
    第一步:在筒體210內裝填320kg纖維布塊500,液壓缸307上升至上止點。
    說明:
    1、此時圓錐形內膽201內的纖維布塊500的平均密度:400kg/m3;
    2、圓錐形內膽201的頂部與上固定篩板101焊接在一起,那么圓錐形內膽201頂部的那部分纖維布塊500(大約有200mm高度)就會剛性接觸變形,也就是說這部分纖維布塊500沒有彈性了,會緊緊地貼服在圓錐形內膽201的頂部。
    3、圓錐形內膽201頂部這部分纖維布塊500:400kg/m3×1m2×0.2m=80Kg;
    4、320kg-80kg=240kg
    第二步:關閉液壓系統,打開液壓缸307的進出油閥門,讓液壓缸307自動下行,此時將3組剛性支撐座220的活動鋼221塊伸進筒210體,當液壓缸307下行至剛性支撐座220時就會停止在此處,見圖6中間圖。
    說明:
    1、液壓缸307下行400mm,那么圓錐形內膽201的容積就會變大:1m2×1.2m=1.2m3
    2、圓錐形內膽201頂部這部分纖維布塊500:這部分纖維布塊500的密度是大于400kg的,高度為200mm,而且緊緊地貼服在圓錐形內膽201頂部是不會動的;
    3、那么,當液壓缸307下行的時候,能夠反彈移動的纖維布塊500的高度1200mm-200mm=1000mm,大約320Kg-80Kg=240Kg;
    4、當液壓缸307下行的時候,動作最快,得到釋放最大的纖維布塊500應該就是靠近活動篩板的那部分纖維布塊500了,其它部分的纖維布塊500就要看下層的纖維布塊500的動作了,下層纖維布塊500動,它們才有機會動,由于是靠纖維布塊500的反彈力自然下動(很有規律的動)。什麼時候平衡呢?就是內部的下行與纖維布塊500的變形程度相抵。
    5、在1000mm高度的過濾的纖維布塊500體中平均密度:240÷1=240kg
    第三步:見圖6的右圖
    按照上述松動的規律計算一下
    1、高度:1000mm,密度:240kg/m3
    2、靠近活動篩板的那部分纖維布塊500密度:240kg/m3÷2=120kg/m3
    3、離圓錐形內膽201的頂部200mm處的這部分纖維布塊500的密度:240kg/m3+120kg/m3=360kg/m3。
    這樣就形成了密度梯度。有了密度梯度,才能實現過濾梯度,這是深層過濾的特點。
    深層過濾是利用過濾介質內部間隙進行過濾的過程,懸浮顆粒小于過濾介質的孔隙,因此顆??梢赃M人較長而彎曲的孔隙而被截留,這一過程的特征是過濾作用產生于過濾介質層內部,同時每個孔隙具有從流經它的懸浮液中截留顆粒的可能性。
    四、本過濾器的操作
    1、將清水灌滿過濾器,開啟濾后水出口法蘭105的閥門,排盡空氣;
    2、關閉所有閥門,啟動液壓站液壓馬達使液壓缸307移動,當液壓缸307移動至上止點后,啟動小液壓缸22B讓活動鋼塊221伸入筒體210,液壓站停止工作;
    3、液壓站停止工作后,液壓缸307下行,當下行至活動鋼塊221時,下活動篩板301便停留在此處(工作狀態點);
    4、打開進水口法蘭306的閥門和濾后水出口法蘭105的閥門,過濾器開始工作;
    5、過濾器運行23小時后,開始反洗,洗滌時間15min;
    6、反洗時,啟動液壓站,液壓缸307頂起,小液壓缸22B收回到位;
    7、液壓缸307開始下行至下止點,打開反沖洗出口法蘭103的閥門,啟動過濾泵運行3min;
    8、過濾泵運行時,開啟攪拌減速機401,運行10min;
    9、10min后,進入過濾程序,從步驟2、3、4開始運行。

    佰倫高效過濾器部分客戶案例:貴州茅臺,旺旺集團,三九藥業,京東方電子,深圳比亞迪等。

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