專利名稱:介質(zhì)過濾方法及設(shè)備的制作方法
本發(fā)明涉及過濾器的改進(jìn)，特別是涉及可清洗的纖維填料過濾器的改進(jìn)。
美國專利(U、S、Patent)1980年26期4219420號說明書公開了一種過濾污染介質(zhì)的工藝及其設(shè)備(ARRANGEMENT FOR AND A PROCESS OF FILTEJNG A CONTAMINATED MEDIUM)，其要點(diǎn)是多元纖維一端懸掛在罐內(nèi)的支承物上，支承物靠近出口端，纖維在出口進(jìn)口之間縱向布置，呈刷狀，污染介質(zhì)對著支承物方向緩緩?fù)ㄟ^纖維，懸浮物被纖維截留，過濾后的介質(zhì)從出口流出，為了提高深層過濾效應(yīng)，將纖維長短相間地布置，為了提高出水質(zhì)量須提高纖維的密度。
這種過濾工藝及其設(shè)備不足之處是，纖維在運(yùn)行時(shí)與反洗時(shí)密度相同，為提高出水質(zhì)量須提高纖維的密度，但纖維密度提高會降低截污容量及增加反洗的難度，所以這種工藝及設(shè)備提高出水質(zhì)量是有一定限度的，出水質(zhì)量不十分理想，流速過于慢。
本發(fā)明的任務(wù)是提供出水質(zhì)量高，截污容量大，反洗容易且過濾速度較快的纖維填料過濾器。這種過濾器提高出水質(zhì)量，提高截污容量及容易反洗三者之間不矛盾。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的用法蘭連結(jié)的罐體、封頭構(gòu)成罐，豎直安置，下部有入口，上部有出口，罐內(nèi)上部法蘭處固定支承物，多元纖維一端固定在支承物上，呈刷狀，在刷狀纖維的外面有不透水的柔性膜，膜與罐壁構(gòu)成密閉的加壓室，罐壁上設(shè)有加壓水或氣體的入口和出口。
所說的不透水的柔性膜，是圓筒形的，長度略大于罐體的長度，其兩端有凸緣，凸緣可以壓到法蘭接合面內(nèi)。
柔性膜的材料可以是聚氯乙烯、短毛掛膠布、滌綸、橡膠布之中的一種。
為了防止纖維的另一端亂繞，將纖維若干根為一束，末端粘結(jié)或綁扎，再用纖維將末端結(jié)成漁網(wǎng)狀。網(wǎng)下還可以懸掛重物。
為了防止在被過濾介質(zhì)流速較大時(shí)對纖維有縱向的推移，在纖維結(jié)網(wǎng)端懸掛一個(gè)環(huán)，環(huán)可以有筋，在下部封頭的相應(yīng)位置沿圓周均布至少三個(gè)限位螺釘，螺釘伸入罐內(nèi)部分正好卡在環(huán)的上部。
為了增大纖維密度，所說的支承物在罐內(nèi)部分的形狀為曲面，例如可以是球面多孔板，上面均布置小孔，其一部分小孔固定纖維，另一部分小孔留作介質(zhì)通道。
纖維束在多孔板上固定的方式，可以象毛刷那樣塞滿小孔，也可以不塞入小孔，而用細(xì)纖維經(jīng)過小孔將纖維束綁扎。
過濾器的另一種形式是在一端固定在罐內(nèi)支承物上呈刷狀的纖維的中間設(shè)有不透水的柔性膜，柔性膜內(nèi)部有貫通的金屬管。管下端封閉，上端通往罐外并設(shè)閥門，柔性膜兩端捆扎在金屬管上，柔性膜有適當(dāng)?shù)闹睆?，膜?nèi)的金屬管壁有小孔，管壁與柔性膜之間構(gòu)成加壓室。
為了防止纖維的另一端亂繞，將纖維若干根為一束，末端粘結(jié)或綁扎，再用纖維把末端結(jié)網(wǎng)連結(jié)。
為了防止流速大時(shí)纖維被縱向壓縮，在結(jié)網(wǎng)端懸掛環(huán)，環(huán)可設(shè)筋，并在下部封頭的相應(yīng)位置沿圓周均布至少三個(gè)限位螺釘，螺釘伸入罐內(nèi)部分正好卡在環(huán)的上部。
這種改進(jìn)的過濾器的優(yōu)點(diǎn)是，借助不透水的柔性膜，可以通過調(diào)節(jié)加壓水或氣體體積的辦法，隨意改變對多元纖維束的壓縮程度，還可由于過濾時(shí)水流過多元纖維束的水頭損失所造成的膜兩側(cè)壓差從入口至出口方向逐漸增大(而加壓室體積不變)，自然形成從入口到出口直徑逐漸變小的類錐臺型濾室，由于其工作時(shí)對纖維經(jīng)向加壓，增大纖維密度，因而提高出水質(zhì)量，纖維形成變孔隙度，從入口到出口漸小，容易實(shí)現(xiàn)深層過濾，并提高了截污容量，反洗時(shí)去掉對纖維的壓縮，纖維密度變大，反洗也很容易。
本過濾器的出水質(zhì)量好，截污容量大，反洗容易且過濾速度大。經(jīng)試驗(yàn)很容易得到比現(xiàn)行規(guī)定的無濁度水的濁度還低的過濾出水，能去除水中的全部懸浮物和膠體(包括膠體鐵，有機(jī)物，硅細(xì)菌，病毒等)，過濾出水比吉林市的自來水經(jīng)一級離子交換除鹽加混床所制取的除鹽水再經(jīng)蒸餾而制得的一次蒸餾水含鐵還低得多。本過濾器的功能不僅能過濾去除水中的懸浮物，而且當(dāng)采用適當(dāng)?shù)睦w維時(shí)，還能去除水中的離子等，還可以用于其它液體及空氣的過濾。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)描述。
圖1、外膜式過濾器工作狀態(tài)的剖視圖;
圖2、外膜式過濾器清洗狀態(tài)剖視圖;
圖3、有限位環(huán)的外膜式過濾器工作狀態(tài)剖視圖;
圖4、有限位環(huán)的外膜式過濾器外形圖;
圖5、內(nèi)膜式過濾器工作狀態(tài)剖視圖;
圖6、纖維末端結(jié)網(wǎng)示意圖;
圖7、纖維末端懸掛重物示意圖;
圖8、限位螺釘與限位環(huán)位置示意圖。
實(shí)施例1、
參看圖1、圖2，直徑1300，高1200的鋼制罐體1，兩端有法蘭2，上封頭3，下封頭4，以法蘭連結(jié)構(gòu)成罐，豎直裝置，上封頭3的上部有出水口5，排氣口6，下封頭4下部有進(jìn)水口7，進(jìn)水口7通過三通連接排污口以上各管口均為圓形管，按貫例裝上閥門。在上封頭與罐體連接的法蘭上還裝有一個(gè)平的多孔板9，多孔板在罐內(nèi)部分均勻布置一系列小孔10，孔經(jīng)為4至6mm，共1000個(gè)孔，其中500孔固定纖維11，另一些孔作為介質(zhì)通道。采用聚乙烯醇半炭化纖維，纖維的單絲直徑40μm，斷面為腰果形若干根為一束，每束壓實(shí)直徑為5mm，上端象制毛刷那樣固定在多孔板上，下端為自由狀態(tài)，在纖維束最外面裝有兩層聚氯乙烯柔性膜12，膜厚0.1mm，膜呈圓筒狀，直徑等于罐體內(nèi)徑，兩端翻邊90°，壓入上下封頭的法蘭中，膜的長度略長于罐體的長度，在罐體壁上設(shè)有加壓水或氣體的入口13和出口14，兩口均裝閥門。工作時(shí)，先關(guān)閉去壓口14，排污口，開啟出水口5，排氣口6，開加壓閥13，加壓室加壓，柔性膜12將纖維壓縮到一定程度，保持加壓水，關(guān)閉加壓口，開進(jìn)水口7，由于進(jìn)水的壓力在穿透纖維過程中遞減，使整個(gè)纖維類似圓錐臺狀(見圖1)實(shí)現(xiàn)了變孔隙度，水從下向上，實(shí)現(xiàn)深層過濾，當(dāng)水充滿罐體后關(guān)閉排氣口6，被過濾的水從出口5流出。
為了改善配水情況，進(jìn)水口內(nèi)迎水流設(shè)有與水流方面垂直的擋板15，還可以在下封頭法蘭固定一個(gè)多孔板16，上面鉆一系列小孔，以使進(jìn)水均勻，在出水口前面設(shè)有檔水板17。
該過濾器把自來水一次過濾制得的水的濁度在標(biāo)準(zhǔn)濁度0度以下。例如，進(jìn)口水含F(xiàn)e為1700PPB，出口為90PPB，即去除Fe的效率達(dá)到99%。
當(dāng)反洗時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水口，排氣口，再關(guān)加壓口，開去壓口，膜已經(jīng)貼罐體上的纖維束疏松。從出水口反向給凈水，打開排污管口，排出截留物后即可，反洗時(shí)間很短。下封頭下面焊有支架，以固定在地腳螺絲上。為了觀察，可以裝上有機(jī)玻璃的觀察孔。
為了防止纖維纏繞，纖維末端可結(jié)成網(wǎng)結(jié)18。(見圖6)，還可以在網(wǎng)結(jié)下面懸掛重物19(見圖7)。
實(shí)施例2、見圖3、圖4，φ300，長1200的圓形罐體1，上封頭3，下封頭4，通過法蘭2連成罐，豎直放置，下封頭4下面有進(jìn)水口7并通過三通接排污口，上封頭3上面有出水口3，并通三通聯(lián)接排氣口，上部法蘭固定一個(gè)在罐內(nèi)部分呈球面的多孔板9，其上面均布地鉆有孔10，孔經(jīng)有φ6、φ4兩種相間布置，φ6為逆水孔，φ4孔固定纖維11，纖維為滌綸纖維，單絲徑向尺寸50～100μm，斷面呈星形，每束壓實(shí)直徑4mm。纖維的另一端結(jié)成網(wǎng)18(見圖6)，并懸掛金屬環(huán)20，金屬環(huán)位于下部法蘭的下部，在下封頭4沿周向均布三個(gè)限位螺釘21，伸入罐內(nèi)檔在金屬環(huán)的上面，螺釘21在封頭4的固定要采取防漏措施，這是普通技術(shù)人員公知的。
纖維的外面有不透水的柔性膜12，膜的材料是滌綸，長度比兩法蘭間距大60mm，在罐體有加壓口13和去壓口14。
工作時(shí)，由加壓口13加壓，柔性膜12壓緊纖維11，由進(jìn)水口7通入被過濾水，由于水壓遞減，使柔性膜的直徑下大上小，即使纖維呈圓錐臺狀，下部的孔隙度大，上部的孔隙度小，實(shí)現(xiàn)深層過濾。由于采用了金屬環(huán)和固定螺絲，進(jìn)水流速可以大，并且在任何情況下都不亂絲。在進(jìn)口、出口處可以設(shè)檔水板15、17使布水均勻。
為了觀看過濾器的工作情況，在筒體設(shè)數(shù)個(gè)觀察孔22，密封裝置有機(jī)玻璃。下封頭下部設(shè)置支架。
實(shí)施例3、
見圖5，由罐體1，上封頭3，下封頭4，及多孔板連接段23，及三個(gè)法蘭2連結(jié)成罐，多孔板連接段有多孔板9，中部穿過細(xì)管24，在多孔板上面折90度通到連接段外，在多孔板下部的管壁開有小孔，管下端封閉，在多孔板下面的管外捆扎不透水的柔性膜12，膜是用短毛布膠而成的，柔性膜12呈圓筒狀，直徑足夠大，能滿足纖維完全壓實(shí)的要求，多孔板9上均布小孔10，其中半數(shù)小孔上固定有纖維11，另一半小孔為介質(zhì)通道，纖維是尼龍絲，單絲直徑100～200μm，單絲表面為螺紋狀，每束壓實(shí)直徑4mm，纖維絲另一端為自由狀態(tài)或結(jié)網(wǎng)，在上封頭3內(nèi)對著出水口有擋水板17，下封頭4內(nèi)對著進(jìn)水口有檔水板15，往管24上捆扎膜12的位置是在膜的兩端。
工作時(shí)向管24通入一定體積的壓力水或氣，柔性膜12向外壓縮纖維11，由入口7通入被過濾介質(zhì)水。由于壓頭損失其壓力遞減，使柔性膜12呈下部小上部大的圓錐臺狀，使纖維的孔隙度呈下部入口端大，上部出口端小的變化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)深層過濾。當(dāng)反洗時(shí)去掉管24內(nèi)的壓力，纖維呈疏松狀態(tài)，由出口5給凈水，洗去截留物，由進(jìn)水口7經(jīng)三通由排排出。
權(quán)利要求
1.一種纖維填料過濾器，包括罐和纖維填料，罐包括罐體1、封頭3、4通過法蘭2連結(jié)，有出口5、入口7，罐內(nèi)的多元纖維11一端掛在靠近出口的支承物9上，纖維在出口進(jìn)口之間縱向布置，呈刷狀，其特征是在纖維之外罐壁之內(nèi)有不透水的柔性膜12，柔性膜與罐壁之間構(gòu)成加壓室8，罐壁上設(shè)有加壓口13、去壓口14。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的過濾器，其特征是所說的柔性膜12是圓筒狀的，兩端有可以壓入法蘭面的凸緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的過濾器，其特征是所說的柔性膜12的材料可以是聚氯乙烯，短毛布掛膠，滌綸橡膠布中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的過濾器，其特征是纖維的非懸掛端若干根為一束，末端粘結(jié)或綁扎，各束之間以纖維連結(jié)成網(wǎng)18。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的過濾器，其特征是在纖維結(jié)網(wǎng)端懸掛一個(gè)有筋的環(huán)20，在下封頭壁上沿圓周均布至少三個(gè)限住的螺釘21，螺釘伸入罐內(nèi)，檔在環(huán)20的上面。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的過濾器，其特征是所說的支承物是球面多孔板，其位于罐內(nèi)部分為球面，均布小孔，一部分孔綁扎纖維束，另一部分孔則為介質(zhì)通道，板的外圍是可以壓入法總面的平面的環(huán)。
7.一種纖維填料過濾器，包括纖維填料6和以法蘭2連結(jié)的罐體1、封頭3、4構(gòu)成的罐，罐有出口5，入口7，罐內(nèi)的多元纖維11一端懸掛在靠近出口端的支承物9上，纖維在出口入口間縱向布置，呈刷狀，其特征是在纖維束的中間有一個(gè)不透水的柔性膜12，膜內(nèi)有通往罐外的金屬管24，管外端裝有閥門，管在罐內(nèi)的一端封堵，管壁有孔，柔性膜兩端捆扎在金屬管上，柔性膜內(nèi)金屬管外構(gòu)成加壓室8。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的過濾器，其特征是纖維若干根為一束，末端粘結(jié)或御扎，并用纖維結(jié)成網(wǎng)18。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的過濾器，其特征是在纖維結(jié)網(wǎng)18懸掛一個(gè)環(huán)20，在下部封頭壁的相應(yīng)位置沿圓周均布至少三個(gè)限位螺釘21，螺釘21入罐內(nèi)部分正好卡在環(huán)20的上部。
專利摘要
為了提高纖維填料過濾器的過濾效率、截污容量和清洗效果，本發(fā)明提供了填料密度隨意可調(diào)的變孔隙度深層過濾器，要點(diǎn)是在罐內(nèi)呈刷狀布置的多元纖維的外部或中間設(shè)有不透水的柔性膜，膜或膜與罐壁構(gòu)成加壓室，工作時(shí)充入一定體積的水或氣，通過膜向纖維加以定壓(等于入口壓強(qiáng))，纖維束徑向壓縮，由于過濾介質(zhì)的壓頭損失，纖維的孔隙度從入口到出口逐漸變小，實(shí)現(xiàn)深層過濾。當(dāng)去掉膜對纖維壓力，纖維孔隙變大，反向沖洗很容易。
文檔編號B01D61/14GK87100467SQ87100467
公開日1988年8月10日 申請日期1987年1月27日
發(fā)明者劉凡清, 李俊文, 姚繼賢 申請人:東北電力學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan