專利名稱：從散布有固體顆粒的液體中分離固體顆粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從散布有固體顆粒的液體中分離這些固體顆粒。
背景技術(shù)：
為了從水(或任何其他液體)中去除細(xì)微的、幾個(gè)微米大小的固體顆粒，傳統(tǒng)上使用半透過(guò)材料。使用的材料對(duì)于水分子來(lái)說(shuō)是多孔的，但這些小孔又足夠小，能夠阻止固體顆粒通過(guò)。這些材料根據(jù)小孔尺寸的不同而能夠進(jìn)行微細(xì)或超細(xì)過(guò)濾。
傳統(tǒng)上，基于這樣的材料的過(guò)濾器包括長(zhǎng)條的芯管，沿著該芯管具有多排孔洞。半透過(guò)材料制成的長(zhǎng)條葉片固定于該芯管，它們的開(kāi)放邊緣與成排的孔洞相連通，其中長(zhǎng)條葉片具有一個(gè)開(kāi)放側(cè)，或者呈密封口袋的形式。在口袋之間以及口袋中有網(wǎng)眼狀的分隔件。密封的口袋緊緊圍繞芯管纏繞，并且將該纏繞單元滑入長(zhǎng)條的外殼體。
當(dāng)夾帶有固體顆粒的水流入殼體時(shí)，其進(jìn)入葉片之間形成的固體滯留通道，口袋之間的分隔件處于該固體滯留通道中。水，而不是固體，透過(guò)半透過(guò)材料進(jìn)入口袋，因而通過(guò)口袋的開(kāi)放邊緣和成排的孔洞進(jìn)入芯管。
在一段時(shí)間的使用之后，過(guò)濾器被堵塞，或者至少流率降低到了必須清潔過(guò)濾器的程度。這通過(guò)以下實(shí)現(xiàn)打開(kāi)控制離開(kāi)殼體的廢物出口的閥，并且將沖洗水在壓力下灌入殼體，以將殼體中的水和固體顆粒通過(guò)廢物出口沖洗出殼體。
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的操作過(guò)濾單元的方法，一種改進(jìn)的過(guò)濾設(shè)備，以及一種改進(jìn)的制造過(guò)濾單元的方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種操作直立的過(guò)濾單元的方法，該過(guò)濾單元包括隔膜，該隔膜包括滲透管和透水葉片，水通過(guò)透水葉片到達(dá)所述滲透管，該方法包括將未處理的進(jìn)給水進(jìn)給到該單元的下端，從該單元的下端提取滲透水，以及利用與加壓氣體源相連的永久連接，保持該單元的上端中的壓力高于大氣壓。
為了經(jīng)濟(jì)的目的，該氣體通常是空氣，但也可以使用其他氣體。
為了清潔隔膜，該操作方法包括終止未處理水的水流，打開(kāi)與單元的下端連通的廢物流管線，以及將沖洗水的水流引到所述單元的上端，同時(shí)保持向該單元的上端的氣體供給，從而使水、氣和固體顆粒通過(guò)所述廢物流管線從所述單元流出。
在沖洗過(guò)濾單元的過(guò)程中，該壓力可以被保持為恒定或者可以是脈沖變化的。
本發(fā)明還提供了一種設(shè)備，該設(shè)備包括直立的過(guò)濾單元，該過(guò)濾單元包括隔膜，該隔膜包括豎直的滲透管和透水葉片，水通過(guò)透水葉片到達(dá)所述滲透管；在該單元的下端處的用于未處理水的入口；在該單元的下端處的用于滲透物的出口；用于截?cái)辔刺幚硭墓┙o的閥裝置；該單元的上端處的入口；加壓氣體源，該加壓氣體源永久連接到該單元的上端處的入口，同時(shí)該單元進(jìn)行工作以將液體與滯留的固體分離；通向該單元的上端處的入口的沖洗水流管；用于常閉所述沖洗水流管的閥裝置，并且在要進(jìn)行清潔時(shí)，該閥裝置能夠被打開(kāi)以將所述沖洗水流管連接到加壓的沖洗水源；以及處于該單元的下端處的廢物出口，沖洗水和固體顆粒通過(guò)該廢物出口離開(kāi)該單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于將固體從液體中分離的過(guò)濾單元，其包括隔膜，該隔膜包括滲透管和透水葉片，水通過(guò)該透水葉片到達(dá)所述滲透管，該隔膜在其每個(gè)端部都具有端蓋；以及通過(guò)圍繞隔膜和端蓋纏繞樹(shù)脂覆膜纖維而當(dāng)場(chǎng)形成的殼體。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種制造過(guò)濾單元的方法，該方法包括旋轉(zhuǎn)一個(gè)組件，該組件包括隔膜，該隔膜包括滲透管和透水葉片，水通過(guò)該透水葉片到達(dá)所述滲透管，該隔膜在其每個(gè)端部都具有端蓋；以及圍繞該組件纏繞樹(shù)脂覆膜纖維，從而制造出與隔膜和端蓋成一體的殼體。
優(yōu)選地，該纖維為玻璃纖維的形式，但也可以使用其他的纖維，諸如碳纖維和凱夫拉爾(Kevlar)纖維。


為了對(duì)本發(fā)明更好的理解，并示出如何取得效果，以下將參照附圖，以舉例的方式進(jìn)行說(shuō)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的過(guò)濾單元的剖視圖；圖2是圖1中的過(guò)濾單元的分解圖；圖3和圖4是過(guò)濾設(shè)備的相對(duì)兩側(cè)的示意圖；圖5和圖6是過(guò)濾設(shè)備的相對(duì)兩側(cè)的側(cè)視圖；圖7是過(guò)濾設(shè)備的俯視圖；圖8和圖9是過(guò)濾設(shè)備的相對(duì)端視圖；以及圖10是過(guò)濾設(shè)備的管路圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和2所示的過(guò)濾單元10包括長(zhǎng)條的、豎直的、帶孔的芯管12，圍繞著該芯管纏繞有長(zhǎng)條的葉片14(圖2)。每個(gè)葉片14都呈密封口袋的形式，并且用半透過(guò)材料制成，該半透過(guò)材料允許水但不允許固體顆粒通過(guò)該材料。每個(gè)口袋的內(nèi)邊緣都是開(kāi)放的，并且該邊緣連接于芯管12。口袋通過(guò)芯管12中的多個(gè)孔與芯管12的內(nèi)部連通。芯管12和葉片14的構(gòu)造是傳統(tǒng)的。根據(jù)本領(lǐng)域的傳統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)命名原則，包含芯管(由12指出)和水透葉片(由14指出)的結(jié)構(gòu)將被稱為“隔膜(membrane)”。隔膜由16指出。
該過(guò)濾單元，如圖1所示，還包括處于其下端的端蓋18。該端蓋18具有中央插口20，其接納管道22。管道22穿入芯管12中并且將端蓋18連接到芯管12。在端蓋18中的出口孔24與管道22的內(nèi)部連通并因而與芯管12的內(nèi)部連通，并且允許已經(jīng)進(jìn)入芯管12的滲透物從過(guò)濾單元10流出。管道22臨時(shí)地將端蓋18連接到隔膜16。
端蓋18還具有兩個(gè)孔26、28?？?6是未處理水的送入口，孔28是沖洗出口。在以下將說(shuō)明的清潔程序中，固體顆粒就是通過(guò)孔28從殼體中沖洗出去的。如果需要，可以有多于一個(gè)的孔26和多于一個(gè)的孔28。
在過(guò)濾單元10的上端，還有一個(gè)端蓋30。該端蓋30具有軸向孔32，通過(guò)該軸向孔32加壓的空氣供給(在圖1和圖2中未示出)連接到端蓋上。在端蓋30和隔膜16之間有空間34。芯管12的上端被塞子36封閉。
為了制造該過(guò)濾單元10，隔膜16的兩個(gè)端蓋18、30配合到隔膜16上，并且將該組合的結(jié)構(gòu)安裝在可旋轉(zhuǎn)的芯軸(未示出)上。該芯軸包括兩個(gè)共軸的、軸向間隔開(kāi)的轉(zhuǎn)軸，這兩個(gè)轉(zhuǎn)軸進(jìn)入孔24和32，從而能夠旋轉(zhuǎn)，以安裝端蓋18、30以及隔膜16。
端蓋30包括套筒38，隔膜16的端部配合在套筒38中，從而提供蓋30與隔膜16之間必要的臨時(shí)連接。旋轉(zhuǎn)芯軸，并且通過(guò)圍繞隔膜16和端蓋18、30纏繞樹(shù)脂覆膜玻璃或其他纖維束，制造殼體40。殼體40和隔膜16在端蓋18、30匯合，從而形成整體的單元，該單元在隔膜16的外表面與殼體40的內(nèi)表面之間沒(méi)有任何空隙。
轉(zhuǎn)到圖3到10，圖示的過(guò)濾設(shè)備包括基底框架42，該設(shè)備的所有預(yù)期的構(gòu)件都安裝在該基底框架上。
如上所述形式的四個(gè)過(guò)濾單元10.1、10.2、10.3、10.4安裝在框架42上。水管44連接到四個(gè)過(guò)濾單元的入口孔32。每個(gè)水管44都通向閥46(圖10)，閥46控制來(lái)自氣體源48的氣流。
要處理的水通過(guò)入口50進(jìn)入并流過(guò)閥52到達(dá)水管54，水管54連接于泵56的吸入側(cè)。泵的加壓側(cè)連接到歧管58。提供有用于沖洗水的第二入口60，并在入口60與水管54之間設(shè)置閥62。
歧管58通過(guò)四個(gè)支管64連接到單元10.1、10.2等的孔26。因此，未處理水流入隔膜16的固體滯留通道。每個(gè)孔24都連接到出口管66，且出口管66通向滲透物出口歧管68。每個(gè)端蓋18的另一個(gè)孔28連接到水管70，且水管70通向歧管72。在水管70中有閥74，在水管66中有閥76，在水管64中有閥78。
水管80將歧管58連接到支管82，支管82通向單元10.1、10.2等的上端處的入口孔32。在支管82中有常閉閥84。水管82與水管44相接，從而用于沖洗目的的孔32能夠被同時(shí)連接到氣體源48和凈水源60。
在正常操作中，帶有固體顆粒的未處理水被泵56泵入歧管58，之后進(jìn)入水管64，通過(guò)孔26進(jìn)入隔膜16。流入隔膜16的水透過(guò)葉片14，通過(guò)水管12、管道22和孔24排出。水從孔24流到水管66，從而通過(guò)閥76流到歧管68。
單元10.1、10.2等的上端是永久性連接于氣體源48的，從而保持每個(gè)單元10.1、10.2等中的氣壓高于大氣壓。未處理的水在孔26處的壓力足以平衡空氣壓力，使得注入殼體40的水基本上注到頂部，同時(shí)又在水上方留下一個(gè)空氣空間。
當(dāng)過(guò)濾單元堵塞時(shí)，關(guān)閉閥52并打開(kāi)閥62。同時(shí)打開(kāi)閥74和84，關(guān)閉閥76、78。在正常操作中，閥74、84是關(guān)閉的，且閥76、78是常開(kāi)的。沖洗水從泵56流入到歧管58，然后流到水管80。沖洗水從水管80流過(guò)水管82和進(jìn)入的空氣一起到達(dá)孔32，一旦閥78被關(guān)閉從而從隔膜的下端消除了水壓，其就能夠開(kāi)始流過(guò)單元。
空氣和沖洗水流過(guò)隔膜的固體滯留通道，通過(guò)孔28流出到水管70，然后帶著過(guò)濾出的顆粒流到歧管72。
加壓空氣被持續(xù)供給到各個(gè)過(guò)濾單元的上端。在沖洗過(guò)程中，空氣壓力能夠保持在恒定值，或者可以使空氣壓力產(chǎn)生脈沖變化。
權(quán)利要求
1.一種操作直立的過(guò)濾單元的方法，該過(guò)濾單元包括隔膜，該隔膜包括滲透管和透水葉片，水通過(guò)透水葉片到達(dá)所述滲透管，該方法包括將未處理的進(jìn)給水進(jìn)給到該單元的下端，從該單元的下端提取滲透水，以及利用與加壓氣體源相連的永久連接，保持該單元的上端中的壓力高于大氣壓。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，為了清潔隔膜，該操作方法包括終止未處理水的水流，打開(kāi)與單元的下端連通的廢物流管線，以及將沖洗水的水流引到所述單元的上端，同時(shí)保持向該單元的上端的氣體供給，從而使水、氣和固體顆粒通過(guò)所述廢物流管線從所述單元流出。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，在沖洗的過(guò)程中，該氣體源的壓力是脈沖變化的。
4.一種設(shè)備，該設(shè)備包括過(guò)濾單元，該過(guò)濾單元包括隔膜，該隔膜包括豎直的滲透管和透水葉片，水通過(guò)透水葉片到達(dá)所述滲透管；在該單元的下端處的用于未處理水的入口；在該單元的下端處的用于滲透物的出口；用于截?cái)辔刺幚硭墓┙o的閥裝置；該單元的上端處的入口；加壓氣體源，該加壓氣體源永久連接到該單元的上端處的所述入口，同時(shí)該單元進(jìn)行工作以將液體與滯留的固體分離；通向該單元的上端處的入口的沖洗水流管；用于常閉所述沖洗水流管的閥裝置，并且在要進(jìn)行清潔時(shí)，該閥裝置能夠被打開(kāi)以將所述沖洗水流管連接到加壓的沖洗水源；以及處于該單元的下端處的廢物出口，沖洗水和固體顆粒通過(guò)該廢物出口離開(kāi)該單元。
5.一種用于將固體從液體中分離的過(guò)濾單元，其包括隔膜，該隔膜包括滲透管和透水葉片，水通過(guò)該透水葉片到達(dá)所述滲透管，該隔膜在其每個(gè)端部都具有端蓋；以及通過(guò)圍繞隔膜和端蓋纏繞樹(shù)脂覆膜纖維而當(dāng)場(chǎng)形成的殼體。
6.一種制造過(guò)濾單元的方法，該方法包括旋轉(zhuǎn)一個(gè)組件，該組件包括隔膜，該隔膜包括滲透管和透水葉片，水通過(guò)該透水葉片到達(dá)所述滲透管，該隔膜在其每個(gè)端部都具有端蓋；以及圍繞該旋轉(zhuǎn)著的組件纏繞樹(shù)脂覆膜纖維，從而制造出與隔膜和端蓋成一體的殼體。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述選自玻璃纖維、碳纖維、凱夫拉爾纖維。
全文摘要
公開(kāi)了一種直立的過(guò)濾單元(10)，其包括隔膜(16)，該隔膜包括帶孔的、豎直的滲透管(12)和多個(gè)半透過(guò)材料制成的葉片(14)，該葉片允許水通過(guò)。該半透過(guò)材料形成了多個(gè)固體滯留通道以及多個(gè)滲透通道。該葉片(14)圍繞帶孔的豎直管(12)纏繞，滲透水流入該豎直管(12)，該隔膜處在殼體(40)中。該單元底部的入口(24)允許未處理的加壓水流入隔膜的固體滯留通道。單元的上端的氣體入口(32)允許加壓空氣進(jìn)入該單元的上端，并從而進(jìn)入固定滯留通道的上端，直到空氣和水的壓力達(dá)到平衡。通過(guò)以下過(guò)程來(lái)沖洗滯留的固體關(guān)閉帶孔的管的出口并打開(kāi)沖洗水入口和沖洗水出口，同時(shí)保持殼體上端處的氣體壓力。
文檔編號(hào)B01D65/02GK101087641SQ200580044574
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者威廉·格雷厄姆 申請(qǐng)人:德雷塞爾有限公司