專利名稱：孔隙尺寸可調的過濾器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種孔隙尺寸可調的過濾器，其能清除水中的懸浮物，更具體地，涉及一種孔隙尺寸可調的過濾器，其能通過把具有良好膨脹及收縮特性的過濾材料(21)與以一定間隔相對設置的輻射狀的過濾材料支架(23)和下部過濾材料支架(24)連接而形成過濾層(21a)，以致，通過使與上部過濾材料支架(23)和下部過濾材料支架(24)連接的過濾材料(21)依據轉軸的旋轉方向及程度被纏繞在位于中心軸上的穿孔管(22)上，并接收一定張力，并在沿著上部過濾材料支架(23)和下部過濾材料支架(24)的中心方向上移動，可以減小孔隙的尺寸；并且通過使過濾材料(21)恢復其原始狀態，可以增加孔隙的尺寸；因而可以進行更簡單的過濾及洗滌操作。
背景技術：
如
圖1所示，傳統過濾器包括原水(rawwater)輸送管(2)；處理水排放管(7)；洗滌水輸送管(6)；排放管(1)；以及用過濾材料形成的過濾層(4)。為了進行更簡單的洗滌操作，還設置空氣輸送管(5)以及調壓和排氣閥(8)。
上述過濾器的操作分成過濾處理和洗滌處理。
在過濾處理中，其中含有懸浮物的原水流入過濾器，從而產生從中濾除懸浮物的處理水(processed water)。另外，在該過濾處理過程中，在過濾器的過濾層中形成的孔隙旨在依據類似質量分離、沉淀析出、慣性沖撞(inertia collision)、阻塞、吸收、附著方法這樣復雜的機理來收集原水中的懸浮物，生產作為處理水的凈水。
當連續進行過濾處理時，懸浮物充滿過濾層中形成的孔隙，過濾阻力增加。當過濾阻力超過一定程度時，不再進行過濾處理。此時，通過輸送凈水和空氣來進行洗滌以清除孔隙中充滿的懸浮物。此時，根據懸浮物的清除率、過濾速率、過濾持續時間、洗滌水的量、洗滌頻率、洗滌時間等來決定過濾器的工作性能。
關于過濾層中充滿的過濾材料，公知的是無機粒狀材料，如砂子、無煙煤、煤等。可以容易地獲得上述過濾材料，這些過濾材料能過濾比過濾物質形成的孔隙尺寸小的顆粒。但是，在由上述過濾材料形成的過濾層中，因為過濾懸浮物的過濾空間限制在表面部分，所以孔隙的閉合狀態造成過濾阻力快速增加。因此，必須經常進行逆向洗滌處理。為了克服上述問題，即，懸浮物主要被收集在表面部分中的問題，開發了一種過濾器，其中形成的過濾層為雙層或多層。在上述過濾器中，各自具有不同粒狀直徑及密度的過濾材料形成于各層中，這些層沒有明顯地分離開。所以，當連續進行洗滌處理時，相鄰層之間的邊界不確定。因此，不能達到想要的目的。另外，當使用粒狀過濾材料時，過濾材料在逆向洗滌處理過程中可能會丟失。
近來，根據一種過濾器(專利No.10-0241198)，為了提高過濾器的工作性能，用纖維材料作為過濾材料。在這種情況下，纖維材料固定到過濾器的下部，原水供應壓力給過濾材料加壓，空氣和洗滌水的壓力使過濾材料膨脹。根據上述過濾器，由于過濾層是單層的，根據原水的供應壓力來決定過濾材料的加壓程度，收集懸浮物的空間小，所以過濾持續時間減少，洗滌操作的頻率增大，并且不易應對流入水的水質變化。另外，難以調整水的水質和數量。為了克服上述問題，開發了一種永久型過濾器(特許公開No.1999-030247)，它包括應用活塞的可變型過濾器層。在上述過濾器中，由于活塞在垂直方向上給過濾材料加壓和減壓，如果長期使用上述過濾器，過濾材料會纏結在一起，所以在洗滌操作過程中過濾材料可能不會完全恢復原狀，并且不能進行想要的洗滌操作。
另外，根據一種過濾器(專利No.1997-0007944)，過濾材料安裝在活動圓形板和固定圓形板之間形成同心形狀，轉動活動圓形板，從而給過濾材料加壓。但是，上述過濾器有一個缺點，因為位于圓形板附近的過濾材料沒有被加壓，活動圓形板在固定圓形板的方向上移動而進行加壓操作，使得過濾材料受不到張力。在這種情況下，與過濾桶(2)的尺寸相比過濾面積太小。另外，由于轉軸通過過濾桶(2)移動，所以不能進行加壓過濾操作。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種孔隙尺寸可調的過濾器，它克服了在傳統工藝中遇到的問題，能夠提高過濾速度和過濾持續時間，通過減小洗滌頻率和洗滌水的量有效地從水中濾除懸浮物，并簡化了水處理操作。
為了實現上述目的，提供一種孔隙尺寸可調的過濾器，其中與轉軸或固定軸接合的兩個輻射狀過濾材料支架以一定間隔相對安裝，具有良好膨脹和收縮特性的過濾材料與這兩個過濾材料支架連接而形成過濾層，懸掛在過濾材料支架上的過濾材料依據轉軸的旋轉方向和程度被纏繞在穿孔管上，并在張力的作用下在沿著過濾材料支架的中心方向上移動，從而減小了孔隙尺寸并執行需要的過濾操作，并且通過把過濾材料恢復到它們的原始狀態，增加了孔隙尺寸，從而進行逆向洗滌操作。
更具體地，由于過濾材料支架附近的過濾材料可以在沿著過濾材料支架的中心方向上移動，所以能以穿孔管為基礎維持均勻的孔隙尺寸。另外，通過改變過濾材料的長度和過濾材料的類型來改變以與穿孔管的距離為基礎的孔隙尺寸，通過分離過濾層的內側和外側來實現過濾材料的長度的改變。能使過濾橫截面積最大，并能在過濾材料重復的加壓和放松操作過程中進行洗滌。因此，能克服在傳統工藝中遇到的問題。
另外，由于使用手柄來旋轉并擠壓過濾材料，所以，即使使用比應用活塞給過濾材料加壓的方法中所用的壓力小的力也能達到同樣的加壓程度。即使長期使用過濾材料時，過濾材料也能保持完全放松狀態，從而達到同樣干凈的狀態。因為本發明中的過濾橫截面積相應于多孔管的表面面積，而在傳統工藝中，過濾器的過濾橫截面積限制為過濾桶(2)的垂直橫截面積，所以本發明能通過增大穿孔管的直徑和增加過濾桶(2)的高度來增加過濾橫截面積，但不會增加過濾桶(2)的橫截面積。
附圖簡介參照附圖將會更好地理解本發明，僅以示例形式給出這些附圖，因而本發明并不限于此，這些附圖中圖1是傳統過濾器的視圖；圖2是本發明的一階段(one stage)旋轉孔隙尺寸可調的過濾器(過濾材料的加壓狀態)的視圖；圖3是本發明的一階段旋轉孔隙尺寸可調的過濾器(過濾材料的放松狀態)的視圖；圖4是本發明的兩階段(two stage)旋轉孔隙尺寸可調的過濾器的視圖。
重要附圖標記的說明圖1(1)洗滌水排放管(5)洗滌水空氣輸送管(2)原水輸送管 (6)洗滌水輸送管(3)過濾器主體 (7)處理水排放管(4)過濾層 (8)排氣閥圖2、3、4(1)原水輸送單元(13)上部法蘭(11)原水輸送管 (14)安全閥(11a)原水輸送閥(15)防止過濾材料脫出環(12)上部洗滌水排放管 (2)過濾桶(filtering tub)(12a)上部洗滌水排放閥 (21)過濾材料(21a)過濾層 (31a)處理水排放閥(22)多孔管 (32)洗滌水輸送管(22a)穿孔管固定環 (32a)洗滌水輸送閥(23)上部過濾材料支架(33)下部法蘭(24)下部過濾材料支架(34)洗滌空氣輸送管(25)上部轉軸(34a)洗滌空氣輸送閥(26)上部轉軸密封部件(34b)洗滌空氣排放口(27)上部轉軸軸承(35)下部洗滌水排放管(28)上部手柄(35a)下部洗滌水排放閥(28a)上部手柄固定銷 (36)下部轉軸(29)下部手柄(37)下部轉軸密封部件(29a)下部手柄固定銷 (38)下部轉軸支承件(3)處理水排放部 (39)下部轉軸軸承(31)處理水排放管優選實施方案圖2是本發明一實施方案的一階段旋轉孔隙可調的過濾器120的視圖。如圖所示，從過濾桶(2)的圓周方向到中心方向上安裝著原水輸送單元(1)、過濾層(21a)、和處理水排放部件(3)。在過濾桶(2)的上部法蘭(13)中，形成一個向其中插入上部轉軸(25)的孔，并形成一個與上部轉軸密封部件(26)接合的孔以使水不會流經上部轉軸(25)和上部法蘭(13)之間的間隙，以及一個焊接的管子，用于接合安全閥(14)并進行壓力測量。穿孔管(22)通過過濾桶(2)的下部法蘭(33)并與其焊接，以及一個焊接的管子用于連接洗滌空氣輸送管(34)。上部轉軸(25)的一端與上部手柄(28)連接，上部過濾材料支架(23)沿直徑方向接合在上部轉軸(25)的另一端的外側上用于懸掛過濾材料(21)。用于在其上懸掛過濾材料(21)的下部過濾材料支架(24)以輻射形狀焊接在穿孔管(22)上，從而把過濾材料(21)懸掛于其上，穿孔管(22)焊接在過濾桶(2)的下部法蘭(33)上，且穿孔管(22)的一端插入下部轉軸(36)中。此時，穿孔管(22)的多孔部分只位于兩個過濾材料支架之間。
安裝在上部轉軸(25)上的上部過濾材料支架(23)沿著與上部轉軸(25)相同的方向旋轉。由于安裝在穿孔管(22)上的下部過濾材料支架(24)是固定的，所以下部過濾材料支架(24)不旋轉。因此，當上部轉軸(25)轉動時，懸掛在上部和下部過濾材料支架上的過濾材料(21)被纏繞到位于中心部分的穿孔管(22)上并接收張力。由于過濾材料支架沿半徑方向安裝，所以過濾材料(21)沿中心方向移動，從而使形成于過濾材料(21)之間的孔隙在過濾層(21a)的所有位置上減小。此時，過濾材料(21)必須被安裝得使其長于上部和下部過濾材料支架之間的距離以便過濾材料(21)能被充分纏繞到穿孔管(22)上并接收張力。直徑較小的過濾材料(21)首先插入上部和下部過濾材料支架中，且外部過濾材料(21)必須具有更長的長度從而執行雙層過濾功能。在安裝了過濾材料(21)之后，防止過濾材料脫出環(15)被插到上部和下部過濾材料支架的末端上，以防止過濾材料(21)脫出。
在過濾處理過程中，過濾層(21a)被充分洗滌之后，通過在只有處理水排放閥(31a)和原水輸送閥(11a)被打開的狀態下轉動上部手柄(28)，來對過濾材料(21)加壓使其靠近穿孔管(22)，并用上部手柄固定銷(28a)來固定上部手柄(28)從而流入并過濾原水。在該狀態下，隨著過濾處理連續進行，過濾器中過濾層(21a)中的懸浮物增加，且過濾阻力增大。當處理水的排放速度降低，且壓力增大時，收集到的懸浮物與處理水一起排出。此時，如果處理水的排放速度低于預定值，或者過濾桶(2)的壓力高于預定值，或者如果水質劣于想要的程度，那么停止過濾操作，程序變成洗滌處理。
可以以自動或手動方法來進行洗滌處理。關閉原水輸送閥(11a)和處理水排放閥(31a)，并順序打開下部洗滌水排放閥(35a)、洗滌空氣輸送閥(34a)、以及洗滌水輸送閥(32a)，并關閉所有剩余的閥門。之后，把手柄固定銷(28a)移出，并以相反的方向旋轉上部手柄(28)，從而使過濾材料(21)完全放松。然后在兩個方向上旋轉上部手柄(28)，從而洗滌過濾材料(21)。在流動水中重復進行加壓和放松操作，象洗滌衣服一樣，從而清除過濾層(21a)的內部所收集的懸浮物。被污染的洗滌水排放到下部洗滌水排放管(35)。當判斷出過濾層(21a)中收集的懸浮物完全被清除時，開始過濾處理過程。
工業實用性如上所述，在本發明中，固定在轉軸或固定軸上的過濾材料支架以一定間隔彼此相對地以輻射狀安裝在過濾桶中，各自具有良好膨脹和收縮特性的過濾材料連接在過濾支架上以形成過濾層，懸掛在過濾材料支架上的過濾材料依據轉軸的旋轉方向和程度被纏繞在位于中心軸上的穿孔管上，并接收一定張力，并在沿著過濾材料支架的中心部分的方向移動。因此，在本發明中，能減小孔隙尺寸從而進行需要的過濾操作，并能通過使過濾材料恢復到它們的原始狀態來增加孔隙尺寸從而進行逆向洗滌操作。在本發明中，能在一定溶液中容易地分離并清除各種尺寸的懸浮物，并能容易地分離過濾層中收集的懸浮物。本發明的過濾器被設計得能獲得最大的過濾層面積，洗滌頻率和洗滌水的量顯著減小。本發明中孔隙尺寸可調的過濾器適用于實用過濾器。
權利要求
1.在一種能過濾一定溶液中的懸浮物的過濾器中，一種一階段旋轉孔隙尺寸可調的過濾器，其中與上部轉軸(25)接合的輻射形狀的上部過濾材料支架(23)以及與穿孔管(22)的固定軸接合的輻射形狀的下部過濾材料支架(24)以一定間隔彼此相對地安裝在過濾桶(2)中，具有良好膨脹和收縮特性的過濾材料(21)與上部和下部過濾材料支架(23)和(24)連接從而形成過濾層(21a)，上部和下部過濾材料支架(23)和(24)與穿孔管(22)固定連接從而防止由上部轉軸(25)的旋轉引起的任何移動，掛在上部和下部過濾材料支架(23)和(24)上的過濾材料(21)依據上部轉軸(25)的旋轉方向和程度被纏繞在位于中心軸上的穿孔管(22)上，并接收一定張力，并在沿著上部和下部過濾材料支架(23)和(24)的中心方向移動，以致，能減小孔隙尺寸并進行想要的過濾操作，還能通過使過濾材料(21)恢復到它們的原始狀態來增加孔隙尺寸從而進行逆向洗滌操作。
2.如權利要求1所述的過濾器，其特征在于所述上部過濾材料支架(23)和所述下部過濾材料支架(24)分別與上部轉軸(25)和下部轉軸(36)接合，旋轉上部手柄(28)和下部手柄(29)以便使上部過濾材料支架(23)和下部過濾材料支架(24)分別沿相反的方向旋轉，或者上部過濾材料支架(23)和下部過濾材料支架(24)與動力傳遞裝置和旋轉方向轉換裝置連接從而用一個手柄來對過濾層(21a)進行加壓和放松操作。
3.如權利要求1或2所述的過濾器，其特征在于一個過濾桶(2)包括多個過濾層(21a)，每個過濾層都具有轉軸和處理水排放部件(3)。
全文摘要
一種孔隙尺寸可調的過濾器，能有效地分離并清除由裝置收集的懸浮固體，并快速將其消除。過濾材料(21)被安裝在以一定間隔彼此相對地安裝在過濾桶(2)中的輻射形狀的上部過濾材料支架(23)和下部過濾材料支架(24)上，從而形成過濾層(21a)。根據與上部轉軸連接的上部手柄(28)的旋轉方向和程度，過濾材料(21)沿著上部過濾材料支架(23)和下部過濾材料支架(24)聚集到中心。然后一端或兩端以相反的方向扭轉，并圍繞安裝在中心軸上的穿孔管(22)收縮或恢復成原始狀態。因此，可以調整過濾材料(21)之間形成的孔隙尺寸，以便能以適當程度進行過濾和洗滌操作。
文檔編號B01D29/21GK1463201SQ02801858
公開日2003年12月24日 申請日期2002年2月26日 優先權日2001年2月27日
發明者姜永培 申請人:株式會社成信Engineering