专利名称：升降式孔隙调节型纤维过滤器的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及一种升降式孔隙调节型纤维过滤器，其中，力均勻地分布到整个 纤维过滤材料上，从而提高过滤性能。
背景技术：
通常，过滤器是过滤污染原水以产生排放清水的设备，其逐渐制造得更大以用于 过滤宽阔河流的水、工业废水排水道等等。在这些过滤器中，具有代表性的过滤器是一种孔隙调节型纤维(PCF)过滤器。该 孔隙调节型纤维过滤器采用纤维纱线例如细丝纱线作为过滤材料，该纤维纱线被捆扎在一 起并布置在水流路径上。这种过滤材料被称作纤维过滤材料。当使用这种纤维过滤材料时， 由细丝纱线形成的孔可在物理控制下被容易地调节，从而使孔隙调节型纤维过滤器具有良 好的过滤性能，且容易被清洗以保证长久的有效寿命。特别地，与其它的过滤器相比，孔隙调节型纤维过滤器被证明根据颗粒的尺寸在 悬浮固体的去除效率等方面具有出色的表现。孔隙调节型纤维过滤器将纤维过滤材料扭转缠绕在多孔管上，从而形成细孔。这里，在该纤维过滤材料短的情况下，扭曲张力被均勻地传递到纤维上，使得纤维 的上部、中部和下部的过滤层都致密地形成以获得好的过滤水质量。相反，在该纤维过滤材 料长的情况下，扭曲张力不会被均勻地传递到该纤维的所有上部、中部和下部，使得中部的 张力变弱，由此形成松散的过滤层而造成过滤性能的降低。
发明内容
因此，本发明努力解决相关技术中出现的问题，本发明的实施方式提供了一种升 降式孔隙调节型纤维过滤器，其中，将力均勻分布到纤维过滤材料的各个部分。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种升降式孔隙调节型纤维过 滤器，其包括过滤罐，其在上侧与原水流入管和反洗水排水管连通，其在下侧与空气流入 管连通；滤网，其在该过滤罐内同轴地形成多孔桶体，并在该滤网的底部延伸到该过滤罐的 外部与已处理水排水管连通，该滤网的在其上部轴向上具有凹设有活塞导向件；提升驱动 器，其包括位于过滤罐上方的缸体和被该缸体驱动的活塞，该活塞在该过滤罐内从该缸体 延伸到该过滤罐中的活塞导向件以进行往复运动；上部过滤材料固定板，其具有布置在半 径小于该滤网半径的范围内的固定装置，并且在滤网上方固定到活塞上，并与活塞的往复 运动协同工作；下部过滤材料固定板，其具有布置在半径小于滤网半径的范围内的固定装 置，并且被固定在滤网下方；和纤维过滤材料，分别在其上端和下端被固定到上部过滤材料 固定板和下部过滤材料固定板的固定装置上，并在该滤网的外周上形成过滤孔层。根据本发明的一个实施方式，该上部过滤材料固定板和下部过滤材料固定板中的 至少一个为径向延伸的螺旋支(spiral branches)，能固定该纤维过滤材料的上端或下端 的固定装置形成在该螺旋支上。
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根据本发明的另一个实施方式，该上部过滤材料固定板和下部过滤材料固定板中 的至少一个是圆板，能固定该纤维过滤材料的上端或下端的固定装置形成在该圆板上，其 中该固定装置为径向螺旋布置的通孔。根据本发明的另一个实施方式，该过滤罐包括位于下部过滤材料固定板下方的空 气分配板，用于将通过空气流入管流入的空气分配到该纤维过滤材料。根据本发明的另一个实施方式，该缸体是能使该活塞进行往复运动和扭转运动的 旋转缸体。根据本发明的另一个实施方式，该活塞可以包括长度调节装置。根据本发明的另一个实施方式，该长度调节装置将活塞分成串联的两个的杆，在 两个杆的相应端部形成具有不同方向的螺纹，将螺母与两个杆的端部连接，从而通过旋转 该螺母来调节该活塞的长度。根据本发明的另一个实施方式，该长度调节装置将活塞分成串联的两个杆，在两 个杆的相应端部形成外螺纹和内螺纹，连接两个杆的端部，从而调节该活塞的长度。根据本发明的另一个实施方式，该过滤罐可以还包括固定该缸体的支撑件，每个 支撑件在一端或两端可以具有螺纹，以通过调节螺母固定的高度来调节支撑件的高度。根据本发明的实施方式，该升降式孔隙调节型纤维过滤器朝着该滤网的方向提升 并挤压纤维过滤材料。结果，尽管该纤维过滤材料是长的，但是力也被均勻分布到该整个纤 维过滤材料上，从而提高过滤性能。
图1是表示根据本发明的具体实施方式
的升降式孔隙调节型纤维(PCF)过滤器的 剖视图；图2是表示根据本发明的具体实施方式
的升降式孔隙调节型纤维过滤器中的提 升驱动器的剖视图；图3是表示根据本发明的具体实施方式
的升降式孔隙调节型纤维过滤器中的下 部过滤材料固定板的俯视图；和图4是表示根据本发明的具体实施方式
的升降式孔隙调节型纤维过滤器中的下 部过滤材料固定板的组装剖视图。附图中的主要部件的附图标记说明
10 过滤罐20纤维过:
30 滤网
40 下部过滤材料固定板
50 提升驱动器51缸体
52 活塞53支撑件
54 长度调节装置
60 上部过滤材料固定板
100反洗水总排水管
110反洗水排水管
120反洗水排水阀
200:原水总管220:原水阀
210 原水流入管300 已处理水总排水管310 排水管410 空气流入管
400 反洗空气总管 420 空气供应阀
具体实施例方式现在，将参照附图详细描述本发明示例性的具体实施方式
。在本发明的下面的描 述中，当可能造成本发明的主题不清楚时，将省略本文引入的对已知的功能和结构的详细 描述。此外，将在下文中提及的技术术语是考虑到它们在本发明中的功能进行定义的术 语，其可以根据使用者的意图而有所变化，因此应该根据说明书中的内容来解释技术术语。图1是表示根据本发明的具体实施方式
的升降式孔隙调节型纤维(PCF)过滤器的 剖视图。图2是表示根据本发明的具体实施方式
的升降式孔隙调节型纤维过滤器中的提升 驱动器的剖视图。图3是表示根据本发明的具体实施方式
的升降式孔隙调节型纤维过滤器 中的下部过滤材料固定板的俯视图。图4是表示根据本发明的具体实施方式
的升降式孔隙 调节型纤维过滤器中的下部过滤材料固定板的组装剖视图。如图1所示，根据本发明的升降式孔隙调节型纤维过滤器包括过滤罐10、滤网30、 具有缸体51和活塞52的提升驱动器50、上部过滤材料固定板60、下部过滤材料固定板40 和纤维过滤材料20。如图1所示，过滤罐10在其上侧与原水流入管210和反洗水排水管110连接，其 中，该原水流入管210配备有控制原水流入的原水阀220，反洗水排水管110配备有控制反 洗水排放的反洗水排水阀120。该过滤罐可具有不同的形状，优选为圆柱形形状。原水流入管210和反洗水排水管110独立平行连接到过滤罐10的上侧，或者使用 如图1所示的T形管装配接头连接以具有一个通道。然而，在后一种情况下，原水流入管 210和反洗水排水管110必须具有各自的外部通道，这些外部通道通过原水阀220和反洗水 排水阀120分别控制。详细地，原水流入管210和反洗水排水管110被一起布置在过滤罐10的上侧，但 通过原水阀220和反洗水排水阀120的致动而分别地选择它们的通道。过滤罐10在其下侧与空气流入管410连接。该空气流入管410也通过空气供应 阀420的致动来控制。过滤罐10和滤网30限定出共轴圆柱的双空间。滤网30是桶体，在其外壁上密集 地形成许多的孔。也就是说，滤网30是与过滤罐同轴且布置在过滤罐内的多孔桶体。滤网30与从 该过滤罐底部向外延伸的已处理水排水管310连接，并且滤网30在其上部轴向凹设有活塞 导向件31。在流入圆柱形过滤罐10之后，待过滤的原水通过滤网30的圆柱形外周上形成的 孔进入滤网30，并通过连接到滤网30底部的已处理水排水管310被排出。如图1所示，活塞导向件31起活塞52的导向路径的作用，这将在下文进行描述，
5并用作通过活塞52来支撑滤网30的顶部的装置。因此，活塞导向件31优选形成如下深度使得活塞52可在相对长冲程上被引导。提升驱动器50是驱动所述活塞52沿活塞导向件31往复的装置。如图2所示，提升驱动器50由缸体51和活塞52组成。缸体51通过支撑件53固 定到过滤罐10的上侧。缸体51可选自用于简单直线往复运动的缸体和用于活塞52的直线往复运动和旋 转运动相结合的旋转缸体。同时，所述活塞52配备有长度调节装置54。如图2所示，该长度调节装置54可以 通过不同的方式来实现，例如，通过将活塞52分成串联的两个杆，在该两个杆的相应端部 形成外螺纹和内螺纹，连接该两个杆的端部，以调节活塞的长度；或者通过将活塞52分成 串联的两个杆，在该两个杆的各自端部形成具有不同方向的螺纹(例如在上方的杆上形成 左旋螺纹，在下方的杆上形成右旋螺纹)，将螺母54两个杆的端部连接，由此通过旋转该螺 母54来调节活塞的长度。长度调节装置的另一个实施例可被构造成使得支撑件53可被拧动以便调节支撑 件53的高度。如此，在长度调节装置54设置在该过滤罐10的外面的情况下，当需要调节活塞的 长度时，活塞的长度可被容易地调节而无需拆卸过滤罐10。所述上部过滤材料固定板60安装在该过滤罐10中，并在滤网30的上侧固定到活 塞52上，且与活塞52的往复运动协同工作。下部过滤材料固定板40固定在过滤罐10内 的滤网30的下侧。如图4所示，上部过滤材料固定板60和下部过滤材料固定板40分别与该纤维过 滤材料20的上端和下端固定连接。因此，当致动所述提升驱动器以牵引该上部过滤材料固 定板60时，该纤维过滤材料形成绕滤网30外周的滤孔。同时，为了固定该纤维过滤材料20，下部过滤材料固定板40和上部过滤材料固定 板60分别设置有螺旋的径向固定装置41和61，如图1所示。在该具体实施方式
中，固定装 置41和61的位置具有重要的技术意义。如图3所示(其示出了下部过滤材料固定板40，然而，相同的原理适用于该上部过 滤材料固定板，因此将参照图3作出下面的描述)，固定装置41和61绕该上部和下部过滤 材料固定板的中心在小于所述滤网30的半径的半径范围内形成。这用于固定朝着滤网30 的中心轴方向挤压的纤维过滤材料20。详细地，该固定装置41和61在小于所述滤网30的直径的直径范围内形成，使得 该固定的纤维过滤材料具有朝着滤网30挤压的方向。当活塞52被致动以牵引该纤维过滤 材料20时，所述固定装置41和61使全部的纤维过滤材料20朝着该滤网挤压以形成过滤层。如图4所示，所述纤维过滤材料20优选固定成使得其重叠形成多层。这样，上部过滤材料固定板60或下部过滤材料固定板40需要如下装置其用于将 该纤维过滤材料20的上端或下端固定以使得该纤维过滤材料20可均勻地覆盖该滤网30 的外周。为此目的，该上部过滤材料固定板60或该下部过滤材料固定板40可形成有径向 螺旋支，能固定每个纤维过滤材料20的上端或下端的固定装置形成在该螺旋支上；或者上部过滤材料固定板60或该下部过滤材料固定板40可以是圆板，在其上绕其中心布置的通 孔形成能固定每个纤维过滤材料20的上端或下端的固定装置，如图3所示。在图3中，下部过滤材料固定板采用宽圆板，其中，用于空气和水通过的通气孔42 绕该固定装置41而形成。该结构仅仅是本发明的一个具体实施方式
。例如，该下部过滤材 料固定板可采用圆板，其直径小于该滤网的直径并且仅形成有固定装置41。同时，如图1所示，空气分配板12布置在该下部过滤材料固定板40的下方。该空 气分配板12将通过空气流入管410引入的空气分配到纤维过滤材料20。空气分配板12用于将喷出的空气均勻地分配到纤维过滤材料20。为此目的，该空 气分配板12可形成不同的形状，例如，具有多个通孔的圆板的形状或者多个的板的形状。现在，将描述该升降式孔隙调节型纤维过滤器的操作。首先，过滤过程如下将原水阀220打开，同时反洗水排水阀120和空气供应阀420关闭。从而，形成从 原水总管200经由原水流入管210、原水阀220、升降式孔隙调节型纤维过滤器、和已处理水 排水管310直到已处理水总排水管300的过滤路径。当原水阀220打开时，原水流入到升降式孔隙调节型纤维过滤器的过滤罐10。流 入到过滤罐10的原水流过纤维过滤材料20，然后通过滤网30的孔流入该滤网30。此时， 原水被过滤形成已处理水。该已处理水通过在滤网30底部的已处理水排水管310排放到 已处理水总排水管300。此时，纤维过滤材料20的过滤效率取决于纤维过滤材料20形成的孔的尺寸，而孔 的尺寸取决于纤维过滤材料20的张力。在该具体实施方式
中，纤维过滤材料20的张力由所述提升驱动器50的活塞52的
运动产生。详细地，当活塞52向上移动时，固定到活塞52的上部过滤材料固定板60牵引该 纤维过滤材料20以施加张力到该纤维过滤材料20，该纤维过滤材料20的张力使该纤维过 滤材料20的内孔收缩，从而形成滤孔。此时，在提升驱动器50的缸体51实施为引起活塞52同时进行直线往复运动和旋 转运动的旋转缸体的情况下，当活塞52上升时，纤维过滤材料20被牵引，同时缠绕该滤网 的外周，从而更有效地形成均勻的孔。接着，该升降式孔隙调节型纤维过滤器的反洗过程如下所述原水阀220关闭，同时反洗水排水阀120打开。从而形成从已处理水排水管310 经由升降式孔隙调节型纤维过滤器和反洗水排水管110直到反洗水总排水管100的反洗路径。在该升降式孔隙调节型纤维过滤器的内部，通过已处理水排水管310引入到滤网 30的水通过滤网30的孔被喷射到纤维过滤材料20，从而清洗该纤维过滤材料20。清洗该 纤维过滤材料20的水通过反洗水排水管110排放到外面。当实施反洗时，提升驱动器50的活塞52下降以消除纤维过滤材料20的张力。从 而，该纤维过滤材料20可被从滤网30喷射的水流容易地摇动或颤动、摩擦和清洗。为了大大提高反洗效率，当实施反洗时，空气在纤维过滤材料20的下方通过空气 流入管410向上喷射。此时，为了将空气均勻地分配到纤维过滤材料20，空气分配板12安
7装在该过滤罐10的下部。同时，该纤维过滤材料20的抗拉强度由于其被使用而降低，因此该纤维过滤材料 的细丝纱线变得松弛。所以，尽管该纤维过滤材料20通过活塞被牵引，但是也不能获得预 期的孔的尺寸。在该具体实施方式
中，在这种情况下活塞的长度通过长度调节装置54被精密地 调节。从而，纤维过滤材料可以始终用最佳的张力形成孔。由此，根据该具体实施方式
，该纤维过滤材料承受均勻的张力，并且通过该缸体的 直线牵引运动和/或转动朝着该滤网的方向被挤压。当该纤维过滤材料由于长期使用和产 生的疲劳积累而疏松并丧失抗张强度时，纤维过滤材料的长度再一次通过该长度调节装置 进行调节，使得该升降式孔隙调节型纤维过滤器的寿命延长。当然，每个阀、活塞的冲程等可通过自动控制设备的电控信号进行控制。如上所述，该上部过滤材料固定板和下部过滤材料固定板的固定装置布置在由滤 网外周限定的区域内，从而，当该纤维过滤材料被向上牵引时，该纤维过滤材料朝着该滤网 的向心轴的方向被张紧，由此形成强的压缩力。不同于纤维过滤材料在传统的盘绕型孔隙 调节型纤维过滤器内扭曲，本发明不会由于摩擦而发生力的损失。由此，施加相同的力可产 生更大的压缩力，使得该滤层的孔均勻地形成以提高过滤性能。而且，当需要进一步增加压缩力时，可通过依次或同时牵引和扭曲该纤维过滤材 料来实现。在附图和说明书中，本发明典型的示范性的具体实施方式
已被公开，尽管采用了 专用名词，它们也仅是一般性的和说明性的，并不用于限制的目的，本发明的保护范围在权 利要求书中阐明。
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权利要求
一种升降式孔隙调节型纤维过滤器，所述纤维过滤器包括过滤罐，所述过滤罐在上侧与原水流入管和反洗水排水管连通，在下侧与空气流入管连通；滤网，所述滤网在所述过滤罐内同轴地形成为多孔桶体，并在所述滤网的底部延伸到该过滤罐的外部，以与已处理水排水管连通，所述滤网在上部轴向上凹设有活塞导向件；提升驱动器，所述提升驱动器包括位于所述过滤罐上方的缸体和通过所述缸体驱动的活塞，所述活塞从所述缸体延伸到所述过滤罐内的所述活塞导向件以进行往复运动；上部过滤材料固定板，所述上部过滤材料固定板具有设置在半径小于该滤网的半径的范围内的固定装置，并在该滤网的上方固定到该活塞上，并与该活塞的往复运动协同工作；下部过滤材料固定板，所述下部过滤材料固定板具有设置在半径小于该滤网的半径的范围内的固定装置，并且被固定在该滤网下方；和纤维过滤材料，该纤维过滤材料分别在其上端和下端固定到所述上部过滤材料固定板的所述固定装置上和所述下部过滤材料固定板的所述固定装置上，并在该滤网的外周上形成过滤孔层。
2.根据权利要求1所述的升降式孔隙调节型纤维过滤器，其中，所述上部过滤材料固 定板和所述下部过滤材料固定板中的至少一个是径向延伸的螺旋支，能固定所述纤维过滤 材料的所述上端或下端的所述固定装置形成在所述螺旋支上。
3.根据权利要求1所述的升降式孔隙调节型纤维过滤器，其中，所述上部过滤材料固 定板和所述下部过滤材料固定板中的至少一个是圆板，能固定所述纤维过滤材料的所述上 端或下端的所述固定装置形成在所述圆板上，其中，所述固定装置为径向螺旋布置的通孔。
4.根据权利要求1所述的升降式孔隙调节型纤维过滤器，其中，所述过滤罐包括位于 所述下部过滤材料固定板下方的空气分配板，用于将通过所述空气流入管流入的空气分配 到所述纤维过滤材料。
5.根据权利要求1所述的升降式孔隙调节型纤维过滤器，其中，所述缸体是能使所述 活塞进行往复运动和扭转运动的旋转缸体。
6.根据权利要求1所述的升降式孔隙调节型纤维过滤器，其中，所述活塞包括长度调 节装置。
7.根据权利要求6所述的升降式孔隙调节型纤维过滤器，其中，所述长度调节装置将 所述活塞分成串联的两个杆，在所述两个杆的相应端部形成具有不同方向的螺纹，将螺母 与所述两个杆的所述端部连接，并通过旋转该螺母来调节所述活塞的长度。
8.根据权利要求6所述的升降式孔隙调节型纤维过滤器，其中，所述长度调节装置将 所述活塞分成串联的两个杆，在所述两个杆的相应端部形成外螺纹和内螺纹，连接所述两 个杆的所述端部，并调节所述活塞的长度。
9.根据权利要求1所述的升降式孔隙调节型纤维过滤器，其中，所述过滤罐还包括固 定所述缸体的支撑件，每个支撑件在一端或两端具有螺纹，以通过调节一螺母被固定的高 度来调节所述支撑件的高度。
全文摘要
一种升降式孔隙调节型纤维过滤器，包括过滤罐；滤网，该滤网在该过滤罐内同轴地形成为多孔桶体，并在其底部延伸到该过滤罐的外部以便与已处理水排水管连通，并在其上部轴向上凹设有活塞导向件；提升驱动器，其包括缸体和活塞；具有固定装置的上部过滤材料固定板，其在滤网的上方固定到活塞上，与活塞的往复运动协同工作；具有固定装置的下部过滤材料固定板，其被固定在滤网下方；和至少一个纤维过滤材料，其在上端和下端分别固定到上部过滤材料固定板和下部过滤材料固定板的固定装置上，并在该滤网的外周上形成过滤孔层。
文档编号B01D33/052GK101918101SQ200880120853
公开日2010年12月15日 申请日期2008年7月8日 优先权日2007年12月13日
发明者姜永培, 金圭泰 申请人:株式会社生