CN111111445A - 一种旋流过滤装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于旋流过滤装置领域，公开了一种旋流过滤装置及系统，包括筒体、滤芯、活动短接、上端盖和下端盖；筒体一端连接上端盖，另一端通过活动短接与下端盖连接；滤芯设置在筒体内部且两端均通过管板与筒体连接；上端盖上开设进气口和清液口，进气口上设置进气阀，筒体上开设进液口，进液口上设置进液阀，进液口沿筒体的切线方向设置；下端盖上开设排渣口，排渣口上设置排渣阀；旋流过滤系统包括清液管线、排渣管线、循环液管线、进液管线、压缩空气管线、撬装底座和若干旋流过滤装置。实现旋流沉淀杂物和膜式过滤的快速净化作用，采用活动短接的设计，方便设备的拆解和检查维修，将单个旋流过滤装置通过撬装结构，设备占地面积小、效率高。

Description

一种旋流过滤装置及系统

技术领域

本发明属于旋流过滤装置领域，涉及一种旋流过滤装置及系统。

背景技术

目前在工业领域，膜过滤技术普遍采用具有表面过滤性能的滤膜进行过滤，可使液体中的固体颗粒和悬浮物全部截留在滤膜的表面，是目前最有效的固液分离装置之一。膜过滤技术是指以压力为推动力的膜分离技术又称为膜过滤技术，它是深度水处理的一种高级手段，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的分离和浓缩的目的。膜过滤技术中常用的过滤膜材料为陶瓷膜和有机膜，陶瓷膜的价格太高，一般售价是有机膜的几倍，甚至更高，而且陶瓷膜具有脆性，尤其是单个管状膜和小孔径的多孔单体膜件。

目前常见的筒体式旋流过滤装置在需要增加设备处理量时普遍采用增加滤芯的方法，但是，这会导致当处理量较大时，过滤设备的体积和占地面积都会相应的增加。同时，过滤设备较大时，需要的配套设施也要增加，增加了施工成本，并且较大的设备吊装和装卸均不方便，运输成本也较高。当前过滤设备的大量过滤原件(滤芯)集中于单台设备中，若出现单根滤芯受损，可能导致整个设备固液分离效果降低，需进行整体停机和检修，严重影响过滤进度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中膜过滤废液时易堵塞、占地面积大且效率低的缺点，提供一种旋流过滤装置及系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明一方面，一种旋流过滤装置，包括筒体、滤芯、活动短接、上端盖和下端盖；筒体一端连接上端盖，另一端通过活动短接与下端盖连接；滤芯设置在筒体内部，且滤芯两端均通过管板与筒体连接；上端盖上开设进气口和清液口，进气口上设置进气阀，筒体上开设进液口，进液口上设置进液阀，进液口沿筒体的切线方向设置；下端盖上开设排渣口，排渣口上设置排渣阀。

本发明旋流过滤装置进一步的改进在于：

所述筒体上还开设压力表接口，压力表接口上设置用于实时监测筒体内部压力的压力表。

所述活动短接上开设循环口，循环口上设置循环阀。

还包括PLC控制器，PLC控制器与进气阀、进液阀和排渣阀均连接，用于控制进气阀、进液阀和排渣阀的阀门开度。

所述下端盖采用锥形结构设计，下端盖两端中较大一端与筒体连接。

所述筒体采用碳钢材质，筒体的内表面上衬天然橡胶。

本发明另一方面，一种旋流过滤系统，包括清液管线、排渣管线、循环液管线、进液管线、压缩空气管线、撬装底座和若干上述的旋流过滤装置；所有旋流过滤装置的进气口均与压缩空气管线连通，所有旋流过滤装置的清液口均与清液管线连通，所有旋流过滤装置的排渣口均与排渣管线连通，所有旋流过滤装置的进液口均与进液管线连通，所有旋流过滤装置均撬装在撬装底座上。

本发明旋流过滤系统进一步的改进在于：

还包括回流液管线，回流液管线与进液管线连通且回流液管线上设置回流阀。

还包括PLC控制器，PLC控制器与回流阀以及所有旋流过滤装置的进气阀、进液阀和排渣阀均连接，用于控制回流阀、进气阀、进液阀和排渣阀的阀门开度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明旋流过滤装置，通过将滤芯设置在筒体内部，在待处理液经过筒体时在滤芯的作用下实现过滤，并在上端盖上开设进气口，压缩空气可以通过进气口进入旋流过滤装置内部，便于实现旋流过滤装置的反冲洗，极大提高清洗效率。进液口沿筒体的切线方向设置，待处理液沿筒体切线方向旋流进液，过滤过程采用旋流进液的方式，有利于离心力作用下待处理液的固液分离，杂质在离心力、自重力作用下沿筒壁沉淀于下部，圆筒壳上部过滤处杂质较少，不易堵塞滤膜，从而实现旋流沉淀杂物和膜式过滤的快速净化作用。采用活动短接的设计，筒体通过活动短接与下端盖连接，方便设备的拆解和检查维修。同时，本发明结构简单，加工成本低，中小型厂家即可加工，便于生产制造。

进一步的，筒体上还开设压力表接口，压力表接口上设置用于实时监测筒体内部压力的压力表，便于获取筒体内部压力，便于及时进行反冲洗。

进一步的，活动短接上开设循环口，循环口上设置循环阀，通过循环过滤的设计，提升过滤效果和效率。

进一步的，还包括PLC控制器，PLC控制器与进气阀、进液阀和排渣阀均连接，用于控制进气阀、进液阀和排渣阀的阀门开度，通过PLC控制器实现自动化控制，大大减少人工投入，也能提升过滤效率。

进一步的，下端盖采用锥形结构设计，下端盖两端中较大一端与筒体连接，锥形结构的设计便于进行排渣。

进一步的，筒体采用碳钢材质，筒体的内表面上衬天然橡胶，防止日后工作时产生腐蚀、生锈等现象，可抗高温和耐腐蚀。

本发明旋流过滤系统，通过各种管线将若干旋流过滤装置互联，根据不同的过滤需求可以设置不同数量的旋流过滤装置，便于满足不同使用需求，同时，使用撬装式设计结构，结合模块化工业设备设计理念，将单个旋流过滤装置通过撬装结构，设备占地面积小、效率高，根据所需要的处理量，将若干旋流过滤装置集成，组装连接成一个整体的过滤系统，进而实现大处理量的过滤分离，单个旋流过滤装置的独立设计便于运输和装卸。

进一步的，还包括回流液管线，回流液管线与进液管线连通且回流液管线上设置回流阀，通过回流设计保证整个系统的稳定性，也可以改变回流阀的阀门开度大小，便于单个旋流过滤装置的停机维修。

附图说明

图1为本发明旋流过滤装置的结构示意图；

图2为本发明旋流过滤装置的进液口处截面图；

图3为本发明旋流过滤装置的滤芯截面图；

图4为本发明旋流过滤系统的结构示意图；

图5为本发明的撬装底座俯视图；

图6为本发明的撬装底座主视图。

其中：1-进气阀；2-进气口；3-清液口；4-压力表；5-压力表接口；6-进液阀；7-进液口；8-筒体；9-滤芯；10-循环口；11-循环阀；12-活动短接；13-排渣口；14-排渣阀；15-清液管线；16-排渣管线；17-循环液管线；18-回流液管线；19-进液管线；20-压缩空气管线；21-撬装底座。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1至3，本发明旋流过滤装置，包括过筒体8、滤芯9以及活动短接12；筒体8两端分别设置上端盖和下端盖，上端盖与筒体8法兰连接，下端盖通过活动短接12与筒体8连接，下端盖与活动短接12以及活动短接12与筒体8均为法兰连接；滤芯9设置在筒体8内部，滤芯9两端均通过管板与筒体8连接，两个管板分别通过筒体8与上端盖之间的法兰和筒体8与活动短接12之间的法兰固定。

上端盖的端部上开设进气口2，进气口2上设置进气阀1，上端盖的侧壁上开设清液口3；筒体8上开设压力表接口5和进液口7，压力表接口5上设置压力表4，用于实时监测筒体8内部压力；进液口7上设置进液阀6，进液口7沿筒体8的切线方向设置，待处理液通过进液口7后沿筒体8的切线方向进入旋流过滤装置，待处理液在筒体8内旋流向下流动，在离心力的作用下，待处理液中的较重颗粒物率先沉降到旋流过滤装置底部，提升过滤效率和效果。活动短接12上开设循环口10，循环口10上设置循环阀11，流到筒体8底部未及时穿过滤芯9的原液经活动短接12上的循环口10流出，回到原液池，再次进行过滤，提高过滤的效果。下端盖上开设排渣口13，排渣口13上设置排渣阀14，过滤的滤渣通过排渣口13排出，完成过滤。

其中，筒体8采用碳钢衬胶，碳钢厚度为6mm，衬胶厚度为5mm，防止日后工作时产生腐蚀、生锈等现象，可抗高温和耐腐蚀；滤芯9中的龙骨采用316L不锈钢；进液阀6、进气阀1和排渣阀14均采用气控挠性阀门，循环阀采用手动阀门，压力表采用耐震压力表，下端盖采用锥形结构设计，下端盖的大端与筒体8连接。

在其他实施例中，还可以设置PLC控制器，将进液阀6、进气阀1和排渣阀14均与PLC控制器连接，通过PLC控制器控制进液阀6、进气阀1和排渣阀14的阀门开度，阀门开度用来表示阀门的开启程度，阀门开度为0时表示阀门关闭，阀门开度为100时表示阀门全开，实现旋流过滤装置的自动化过滤，降低过滤成本，提升过滤效率。

设置PLC控制器自动控制和手动控制两种方式，能够实现集中控制和集中显示功能，采用基于PLC控制器的自动控制系统实现废水处理系统的自动化运行，具有自动控制切换到手动控制的功能，手动控制用于PLC控制器故障或就地巡检人员发现事故时的紧急操作手段，提高安全性。

本发明旋流过滤装置的工作原理和工作过程：

待处理液由进液泵输送至进液阀6，通过进液口7沿筒体切线方向进入旋流过滤装置，待处理液在筒体8内旋流向下流动，在离心力的作用下，待处理液中的较重颗粒物率先沉降到旋流过滤装置底部，清液则穿过滤芯9上的滤膜从清液口3流出，滤芯9通过两个管板固定在筒体8内部，筒体8内的压力由连接在压力表接口5上的压力表4实时显示，流到筒体8底部未及时穿过滤膜的待处理液经活动短接12上的循环口10流出，回到原液池，循环液流量由循环阀11控制，待处理液中的固体颗粒、机械杂质悬浮物等被阻隔在滤膜表面形成滤饼，当达到一定厚度时，旋流过滤装置经压力控制或时间控制经过自动或手动方式进入反冲状态，压缩空气由进气阀1通过进气口2进入滤芯9，反冲时滤饼迅速脱离滤膜表面并沉降到旋流过滤装置锥形底部，沉淀物均汇聚在旋流过滤装置的锥形底部，当积累到一定量时，排渣阀14打开，沉淀物从排渣口13排出，进液阀6、进气阀1和排渣阀14均可以通过PLC控制器自动控制或者人工手动控制。

基本工作过程如下：启动进液泵，进液阀6开启，待处理液进入旋流过滤装置进行固液分离，在滤芯9的滤膜表面形成滤饼，随着滤饼厚度增加，旋流过滤装置内压力随之上升；当过滤进行到设定的时间时，进入反冲洗模式，此时，进液阀6关闭，排渣阀14开启，进气阀1开启，压缩空气从进气口2进入滤芯9，滤膜外表面的滤饼脱落，沉降至下端盖的锥形底部，排出筒体8，反冲完成；排渣阀14关闭，进气阀1关闭，进液阀6开启，系统重新进入过滤模式。若筒体8底部沉淀物积累过快，在系统进行反冲之前沉淀物已达到设定的量，系统先进入排渣模式，进液阀6关闭，排渣阀14开启，在排渣完成后，排渣阀14关闭，进液阀6开启，系统继续过滤，每个旋流过滤单装置上的阀门均连接PLC控制器，由PLC控制器自动控制各个阀门的开启与关闭，或者手动控制各个阀门的开启与关闭。

参见图4至6，本发明旋流过滤系统，使用撬装式设计结构，结合模块化工业设备设计理念，将单个旋流过滤装置通过撬装结构，根据所需要的处理量，将若干旋流过滤装置集成，组装连接成一个整体的过滤系统，进而实现大处理量的过滤分离，旋流过滤系统包括清液管线15、排渣管线16、循环液管线17、回流液管线18、进液管线19、压缩空气管线20、撬装底座21和若干上述旋流过滤装置。

所有旋流过滤装置的进气口2均与压缩空气管线20连通，所有旋流过滤装置的清液口3均与清液管线15连通，所有旋流过滤装置的循环口10均与循环液管线17连通，所有旋流过滤装置的排渣口13均与排渣管线16连通，所有旋流过滤装置的进液口7均与进液管线19连通，回流液管线18与进液管线19连通且回流液管线18上设置回流阀，所有旋流过滤装置均撬装在撬装底座21上，撬装底座21采用普通钢材焊接制成。

在其他实施例中，还包括PLC控制器，PLC控制器与所有旋流过滤装置的进气阀1、进液阀6和排渣阀14均连接，PLC控制器还与回流阀连接，用于控制进气阀1、进液阀6、排渣阀14和回流阀的开启与关闭，实现过滤的自动化控制。

本发明旋流过滤系统的具体工作过程：

待处理液通过进液泵输送至进液管线19，分配至各个旋流过滤装置，每个旋流过滤装置通过阀门独立控制。待处理液在旋流过滤装置中实现固液分离，清液从清液口3流出，汇集在清液管线15中，输送至后续处理系统，排渣管线16与压缩空气管线20均配备阀门独立运作，循环液从循环口10流出，通过循环液管线17流入原液池，与原液混合，重新进入各旋流过滤装置。整个系统单元化组装，独立的旋流过滤装置包上设置基座、连接件及接管法兰，便于与各种管线和撬装基座21连接，可根据待处理量的大小调整旋流过滤装置数量，然后通过撬装基座21实现组装连接。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种旋流过滤装置，其特征在于，包括筒体(8)、滤芯(9)、活动短接(12)、上端盖和下端盖；

筒体(8)一端连接上端盖，另一端通过活动短接(12)与下端盖连接；滤芯(9)设置在筒体(8)内部，且滤芯(9)两端均通过管板与筒体(8)连接；上端盖上开设进气口(2)和清液口(3)，进气口(2)上设置进气阀(1)，筒体(8)上开设进液口(7)，进液口(7)上设置进液阀(6)，进液口(7)沿筒体(8)的切线方向设置；下端盖上开设排渣口(13)，排渣口(13)上设置排渣阀(14)。

2.根据权利要求1所述的旋流过滤装置，其特征在于，所述筒体(8)上还开设压力表接口(5)，压力表接口(5)上设置用于实时监测筒体(8)内部压力的压力表(4)。

3.根据权利要求1所述的旋流过滤装置，其特征在于，所述活动短接(12)上开设循环口(10)，循环口(10)上设置循环阀(11)。

4.根据权利要求1所述的旋流过滤装置，其特征在于，还包括PLC控制器，PLC控制器与进气阀(1)、进液阀(6)和排渣阀(14)均连接，用于控制进气阀(1)、进液阀(6)和排渣阀(14)的阀门开度。

5.根据权利要求1所述的旋流过滤装置，其特征在于，所述下端盖采用锥形结构设计，下端盖两端中较大一端与筒体(8)连接。

6.根据权利要求1所述的旋流过滤装置，其特征在于，所述筒体(8)采用碳钢材质，筒体(8)的内表面上衬天然橡胶。

7.一种旋流过滤系统，其特征在于，包括清液管线(15)、排渣管线(16)、循环液管线(17)、进液管线(19)、压缩空气管线(20)、撬装底座(21)和若干权利要求1所述的旋流过滤装置；

所有旋流过滤装置的进气口(2)均与压缩空气管线(20)连通，所有旋流过滤装置的清液口(3)均与清液管线(15)连通，所有旋流过滤装置的排渣口(13)均与排渣管线(16)连通，所有旋流过滤装置的进液口(7)均与进液管线(19)连通，所有旋流过滤装置均撬装在撬装底座(21)上。

8.根据权利要求7所述的旋流过滤系统，其特征在于，还包括回流液管线(18)，回流液管线(18)与进液管线(19)连通且回流液管线(18)上设置回流阀。

9.根据权利要求8所述的旋流过滤系统，其特征在于，还包括PLC控制器，PLC控制器与回流阀以及所有旋流过滤装置的进气阀(1)、进液阀(6)和排渣阀(14)均连接，用于控制回流阀、进气阀(1)、进液阀(6)和排渣阀(14)的阀门开度。

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