旋流器、旋流系统及净水方法与流程

1.本公开涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种旋流器、旋流系统及净水方法。


背景技术：

2.水力旋流器是利用回转流进行分级的设备，也用于浓缩，脱水。液体在压力作用下，沿供给管给入旋流器内，随即在器壁限制下作回转运动。粗颗粒因惯性离心力大而被抛向器壁，并逐渐向下流动由底部排出成为沉砂。细颗粒向器壁移动的速度较小，被朝向中心流动的液体带动由溢流管流出，成为溢流。由于水力旋流器分离精度有限，溢流液中尚有微米级的杂质(细菌等)，仅可以做预处理，直饮水等对水质有要求的项目，无法直接实现，应用受到限制。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种旋流器、旋流系统及净水方法，以解决发明人认识到的水力旋流器的分离精度有限的技术问题。
4.本公开提供了种旋流器，其包括：
5.主体部，所述主体部包括旋流部和积砂部，所述旋流部与所述积砂部相连通，且所述旋流部位于所述积砂部的上方，所述积砂部具有相对的进入端和流出端，所述积砂部的径向截面的直径由所述积砂部的所述进入端向所述积砂部的所述流出端的方向逐渐减小；
6.产水部，所述产水部插设于所述旋流部的内腔中，所述产水部的外壁与所述旋流部的内壁之间具有第一间隙；以及
7.溢流部，所述溢流部插入所述产水部的内腔中，所述溢流部的外壁与所述产水部的内壁之间具有第二间隙，所述溢流部包括超滤部，所述超滤部被配置为对旋流上清液进行物理过滤；所述产水部被配置为汇集所述超滤部的产水。
8.可选地，所述的旋流器还包括进水管，所述进水管与所述旋流部相连通。
9.可选地，所述进水管的出口与所述旋流部的外圆周切向设置。
10.可选地，所述溢流部的下端面与所述积砂部的上端面相齐平。
11.可选地，所述溢流部的下端的边缘与产水部的下端的边缘之间连接有封闭盖。
12.可选地，所述超滤部为管式陶瓷膜，所述管式陶瓷膜的过滤孔径为50nm
‑
200nm。
13.可选地，所述溢流部还包括上管体，所述上管体的底端与所述超滤部的顶端相连接。
14.可选地，所述进水管的径向截面的直径由所述进水管的进口向所述进水管的出口方向逐渐减小。
15.本公开还提供了一种旋流系统，其包括：至少一个所述的旋流器。
16.可选地，所述旋流器的数量为多个，多个所述旋流器之间相连通。
17.本公开还提供了一种净水方法，该净水方法包括：
18.使流体通过螺旋流动的方式向下流动；
19.使经过旋流后的流体沿溢流路径流出；
20.对沿所述溢流路径流动的流体的至少部分进行错流过滤；
21.对经错流过滤后的流体进行收集。
22.本公开的有益效果主要在于：
23.本公开提供的旋流器、旋流系统及净水方法，使流体通过旋流部在旋流部内沿其内壁做螺旋运动，并通过积砂部收集分离出的砂砾；而向上翻的流体再流入溢流部，部分流体通超滤部，以错流过滤的方式流入产水部，并由产水部流体；由于是错流过滤，大部分流体经溢流部流出；由于溢流部设置了超滤部，因此可以在一定程度提高分离精度，并且由于溢流部插入到产水部内，因此可以在一定程度上可以延缓高速的水流对超滤部的损坏。
24.应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。
附图说明
25.为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为至少一个或多个实施例提供的旋流器的结构示意图；
27.图2为至少一个或多个实施例提供的旋流器的又一结构示意图；
28.图3为至少一个或多个实施例提供的旋流系统的结构示意图。
29.图标：
30.100
‑
旋流器；101
‑
旋流部；102
‑
积砂部；103
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产水部；104
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超滤部；105
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上管体；106
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第一间隙；107
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第二间隙；108
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排砂管；109
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进水管；110
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封闭盖。
具体实施方式
31.下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
33.在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
35.参见图1所示，本公开在一个或多个实施例中提供了一种旋流器100，该旋流器100包括主体部、产水部103和溢流部；主体部包括旋流部101和积砂部102，旋流部101与积砂部102相连通，且旋流部101位于积砂部102的上方，积砂部102具有相对的进入端和流出端，积砂部102的径向截面的直径由积砂部102的进入端向积砂部102的流出端的方向逐渐减小；产水部103插设于旋流部101的内腔中，产水部103的外壁与旋流部101的内壁之间具有第一间隙106；溢流部插入产水部103的内腔中，溢流部的外壁与产水部103的内壁之间具有第二间隙107，溢流部包括超滤部，超滤部被配置为对旋流上清液进行物理过滤；产水部被配置为汇集所述超滤部的产水；
36.超滤部104为对由超滤部104的内腔向第二间隙107流动的流体，即对旋流上清液进行过滤。
37.在一个实施例中，旋流部101的径向截面呈圆形；而积砂部102的径向截面呈圆形，积砂部102的径向截面的直径指的是积砂部102的径向截面的内直径，积砂部102的壁厚不计算在内；溢流部的进口与主体部相连通，溢流部的出口伸出产水部103，且溢流部的出口不与产水部103相连通。旋流部101、产水部103和溢流部同轴设置。
38.在一些其它实施方式中，积砂部102的流出端连接有排砂管108。
39.至少一个实施例中提供的旋流器100，旋流部与超滤部进行复合，通过物理截留保证了旋流器产水的水质，在一定程度上节省了占地面积，使流体通过旋流部101在旋流部101内沿其内壁做螺旋运动，并通过积砂部102收集分离出的砂砾；而向上翻的流体再流入溢流部，部分流体通超滤部104，以错流过滤的方式流入产水部103，并由产水部103流体；由于是错流过滤，大部分流体经溢流部流出；由于溢流部设置了超滤部104，因此可以在一定程度提高分离精度，并且由于溢流部插入到产水部103内，因此可以在一定程度上可以延缓高速的水流对超滤部104的损坏。
40.在一些实施例中，产水部103被配置为收集经超滤部104过滤后的水，并从产水部103的出口流出。产水部103的下端部与积砂部102的上端面相齐平，这样便于配置超滤部104的下端的空间位置。产水部103的至少部分上部结构伸出旋流部101。
41.在一些实施例中，溢流部还包括上管体105，上管体105的上端伸出产水部103，上管体105的下端与超滤部104的上端相连通。在一个实施例中，溢流部可拆卸的固定于产水部103中，例如，溢流部通过法兰结构或连接件的形式插入产水部103中，这样便于溢流部的更换，特别是超滤部104的更换；产水部103通过法兰结构或连接件的形式插入旋流部101中。
42.在一些实施例中，旋流器100还包括进水管109，进水管109与旋流部101相连通，采用进水管109便于对进入旋流部101的流体提供一个初始速度。在一个实施例中，进水管109设置于旋流部101的上端。
43.在一些实施例中，进水管109的出口与旋流部101的外圆周切向设置，通过采用切向设置，当对进水管109中的流体提供一定压力时，其沿切向进水旋流部101后，能够沿旋流部101的内壁做螺旋运动，并向下流动。
44.在一些实施例中，溢流部的下端面与积砂部102的上端面相齐平；这样利于减少含砂较多的浊液进入溢流部。
45.在一些其它实施方式中，溢流部的下端面高于积砂部102的上端面，这样可进一步
的减少含砂较多的浊液进入溢流部。
46.在一些实施例中，溢流部的下端的边缘与产水部的下端的边缘之间连接有封闭盖110，这样可以阻止主体部中上翻的流体直接进入产水部，即保证了上翻的流体经过超滤部104后才进入产水部。
47.在一些实施例中，超滤部104为管式陶瓷膜。在一个实施例中，旋流器100的直径为50mm
‑
150mm，超滤部104的两端不封口；管式陶瓷膜的过滤孔径为50nm
‑
200nm，例如：管式陶瓷膜的过滤孔径为100nm或150nm；需要说明的是，其具体的过滤孔径可以根据实际需要来进行选择。
48.在至少一个实施例中，将旋流部101和管式陶瓷膜结合后，通过物理截留保证了旋流器产水的水质，在一定程度上节省了占地面积；溢流液通过陶瓷膜内壁后，过滤外壁出水(即错流过滤)，这样分离精度高，例如纳米级，通量大，不易堵塞，应用于供水领域可以大大缩短流程，无需前置预处理。
49.参见图2，在一些实施例中，进水管109的径向截面的直径由进水管109的进口向进水管109的出口方向逐渐减小，这样可以提高进入旋流部101的流体的初始速度。
50.本公开的一个或多个实施例中，还提供了一种旋流系统，其包括：至少一个旋流器100，该旋流系统为高精度的水力用旋流器100串联的短流程旋流系统。
51.在一个实施例中，参见图3所示，旋流器100的数量为多个，多个旋流器100之间串联连通，多个旋流器之间串联连通的管路上可以相应的安装泵等部件；串联连通的相邻的两个旋流器100之间，位于上游的旋流器的溢流部的出口与位于下游的旋流器的进水管的进口相连通，多个旋流器100串联后，从溢流部的出口流出的溢流水进入下一个的旋流器100的进水管109；而从多个旋流器100的产水部103的出口流出的流体汇总后备用。
52.需要说明的是，在一些其它实施方式中，当旋流器的数量为n个时，n个旋流器之间的进水管之间并联连通，n为不小于2的正整数，这样利于获取更多的从溢流部的出口流出的水。在另一些其它实施方式中，当旋流器的数量为n+m个时，n为不小于2的正整数，m为正整数；n个旋流器之间的进水管之间并联连通；m个旋流器之间串联连通，串联连通的相邻的两个旋流器之间，位于上游的旋流器的溢流部的出口与位于下游的旋流器的进水管的进口相连通；n个旋流器中，每个旋流器的溢流部的出口流出的流体流入m个旋流器中位于第一个位置的旋流器的进水管，这样可以提高过滤精度。
53.本公开的一个或多个实施例中还提供了一种净水方法，该净水方法采用至少一个实施例中提供的旋流器100，该净水方法包括：
54.步骤s1、使流体通过螺旋流动的方式向下流动；
55.步骤s2、使经过旋流后的流体沿溢流路径流出；
56.步骤s3、对沿溢流路径流动的流体的至少部分进行错流过滤，对经错流过滤后的流体进行收集。
57.该净水方法还包括将沿溢流路径流出的流体再通过螺旋流动的方式向下流动，并再使经过旋流后的流体沿溢流路径流出；该净水方法至少对沿溢流路径流动的流体至少重复一次步骤s1和步骤s2。
58.在至少一个实施例中，当净水方法采用至少一个实施例中提供的旋流器100时，将多个旋流器100按照所述的旋流系统中的多个旋流器100那样，串联连通，该净水方法包括：
59.步骤s1、使流体由旋流器100的进水管109进入，并在旋流部101的作用下以螺旋流动的方式向下流动；
60.步骤s2、通过溢流部所限定出溢流路径，经过旋流后的流体沿溢流路径流出，即从溢流部的出口流出；
61.步骤s3、对沿溢流路径流动的流体的至少部分经过溢流部的超滤部104进行错流过滤，而产水部103对经错流过滤后的流体进行收集。
62.在该净水方法中，由于多个旋流器100串联连通，因此从位于第一位置的旋流器100的溢流部的出口流出的流体，进入位于第二位置的旋流器100的进水管，而从位于第二位置的旋流器100的溢流部的出口流出的流体，进入位于第三位置的旋流器100，依次递推，流体从位于末端位置的旋流器100的溢流部的出口流出后，进入下一个水处理工艺。多个串联连通的旋流器100的各个产水部103流出的水统一收集后备用。
63.需要说明的是，该净水方法采用的旋流器100的数量为一个或两个以上，当采用两个以上的旋流器100时，旋流器100的数量可以为2
‑
20个等。
64.本公开至少一个实施例提供的旋流器100、旋流系统及净水方法，高精度的旋流器100的超滤部104(管式陶瓷膜)不易损坏，通量大，不易堵塞，成本更低，其超滤部104的两端不封口，料液(含细砂石)带着压力从进水管109的进口切向进入，在旋流部101内高速旋转，受重力、离心力作用，内部砂石从积砂部102的出口排出，清液从旋流器100中间旋转上升，进入超滤部104，受到水流、旋切力作用，净水从超滤部104的外侧流出，从产水部103的出口排出收集，污染物被截留在超滤部104的内部，通过定期反冲清洗。由于属于错流过滤，多数旋流的清液由溢流部的出口排出，根据需要可以进入下一个旋流器100，如此往复，保证90％以上料液均可以过滤为可以饮用的净水。采用此净水方法，可以省去现有净水工艺中的预处理，投资少，运营成本低。
65.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。