井下在线精密过滤器及其使用方法

专利名称：井下在线精密过滤器及其使用方法
技术领域：
本发明属过滤设备，主要涉及井下大流量、精密过滤器的结构改进，并提出其使用 方法。
背景技术：
对于大流量的精密过滤设备已有多种型式，广泛用于多种场合，提供相应滤后液 体，是一种比较成熟的设备系列。在采矿井下工作面的特定环境下，受到滤后精 度、流量以及工作面的空间与环境要求的限制，会提出一些较为特殊的工作要求。
通常井下大多使用统一的粗过滤设备，然后再在每一个具体设备之前、按照各自 的要求，再进行相应精度要求的过滤，虽然也可以满足实际使用工作的要求，显然增加了设 备配备和管理维护的工作。如，采用DNA-W6-W型全自动免维护清洗过滤器，或SDFCX双水 筒搬运反向冲洗过滤器，作为井下用水的基础总过滤设备。为适用于井下空间的限制，前种 设备的主体还需倾斜安放；由于其过滤精度均为50微米，不能满足用水设备的具体要求， 还需在相应设备之前，配备更高一级精度的过滤设备。膜过滤、陶瓷过滤可以达到很高的过滤精度，但其滤过流量、使用与维护在井下都 会遇到困难；石英砂过滤器是一种典型的深床过滤器，其结构特点是滤层较厚，过滤介质石 英砂的密度较大，滤床比较稳定。但使用一段时间后过滤性能会严重下降，往往需要更换滤 料；且井下的空间难于满足设备的作用要求。这种过滤器一般应用在对水质要求相对不高 的清水过滤。以纤维介质为滤料的设备，可以获得较大的滤过流量，而且过滤的精度较高，具有 良好的反向冲洗效果，是一种比较先进的高精度过滤设备；但是，现有相应设备的体积皆较 大，受到井下空间的限制，难于安放到实际的井下工作面。

发明内容
本发明的目的是提出适用于在井下工作面安放、满足采矿井下过滤要求 的井下在线精密过滤器及其使用方法，本发明要解决的技术问题是提出适用于在井下工作 面安放、满足采矿井下过滤要求的，井下在线精密过滤器的具体结构方案及相应工作设备 的使用方法。本发明目的中过滤器结构部分的具体内容是，井下在线精密过滤器包括，机架，与 机架相联过滤工作腔体，填入腔体的纤维颗粒滤料，与相应腔体乃至机架固定相联、保持相 应液流通道的管路及其控制调节部件，联接固定上述设置的部件。其中所述满足纤维颗粒 滤料正常工作的腔体是上部为球形、下部为圆柱，二者相贯联接所形成的封闭复合腔体。这样，球形是具有相对较大空间和强度的腔体形状，以满足反向冲洗所需要的压 力空间；圆柱体内腔用于填放颗粒滤料、形成有效过滤通道；两者以封闭相贯联接方式结 合，既可以保证纤维颗粒滤料介质可靠过滤，又有利于满足纤维颗粒滤料介质所需要的较 大反向冲洗空间，从而解决了本发明提出的技术问题，实现了本发明的发明目的。
本发明设有两套所述封闭复合腔体，二者并联运行。这样，对于相同过滤流量的场 合，可以较小的单个设备个体获得过滤液体较大的总过流截面，进一步降低设备的高度，以 适应井下有高度限制的工作环境；增加设备运行的可靠性；为恢复过滤层过滤能力，提供 冲洗用液源的设备基础。本发明所述并联运行复合腔体的过滤后出液管路彼此相互联通，这样就可以为借 助复合腔体过滤出液及其出液压力，相互提供反向冲洗所需要的用液，创设设备反向冲洗 的结构条件。
本发明所述控制调节部件包括分别设在复合腔体进出管路的三通阀，设 在待过滤液体进入管路、与设在已过滤液体输出管路的三通阀的第三接口，均分别与排污 管道相联。设置三通阀可以增加设备该进出口的功能，且便于操作；与排污管道相联，可为 设备的其它工作状态的出液另外提供出路，以防止非过滤出液与滤过后的出液相混淆。本发明所述复合腔体内进出口部位，设有防止纤维颗粒滤料随液流流出的隔栅或 滤网。以防止滤料颗粒随排出的液流流失。本发明所述复合腔体内还设有，可以搅拌反向冲洗空间内液体的搅拌部件及其液 压动力部件，以增加对纤维颗粒滤料进行反向冲洗工作的效果，并适应井下防爆工作的要 求。本发明所述井下在线精密过滤器的使用方法包括，确认过滤层处于待工作状态， 使各联通管路及操作部件处于各自工作状态，接入所需动力，引入待过滤液体；当过滤层的 过滤能力明显下降、或接近过滤质量要求的下限时，以反冲洗液流清理过滤层滞留物。其 中，还需增加对反向冲洗液流的搅拌，并于该反向液流流出复合腔体的出口之前，以隔栅阻 止过滤层颗粒滤料随反向液流逸出腔体。这样，搅拌加强了反向冲洗的清理作用，提高了清理过滤层滞留物的效率；隔栅可 以在反向液流流出复合腔体之前，阻止被冲散的纤维颗粒滤料，随冲洗液流流出复合腔体， 以保证其再次组成过滤层。从而改善了反向冲洗的效果，提高了设备的工作效率，实现了本 发明目的中方法部分的相应内容，解决了本发明所提出方法部分的技术问题。本发明所述井下在线精密过滤器的使用方法，所述确认过滤层处于待工作状态， 是按设备过滤时待过滤液流的流动方向与状态，引待过滤液流入复合腔体，通过待确认状 态过滤层，直至通过该过滤层后的液流符合过滤质量的要求。由于本发明设备使用的纤维颗粒滤料所形成的过滤层的过滤能力，取决于众多纤 维颗粒随机排列后彼此之间所形成自上而下通道的通过能力，只有保持颗粒之间最小相互 距离时，才是其最佳工作状态；因此在正式投入过滤之前，确认其是否处于待工作状态是必 须进行的工作步骤。对于初次填装的纤维颗粒滤料，或者是尚未完全复位成过滤层的纤维颗粒滤料， 在引入如同过滤过程状态的待过滤液流之后，由于液流的运动压力与滤料自身在液流中的 浮动重量，会迫使尚未就位的滤料，逐步降移到其它颗粒之间、并最终保持最小通道空隙的 相对固定位置；而且在流动液体的作用下，会有利于滤料颗粒的这种有益运动。在全部滤料颗粒均已到达形成最小通道孔隙的位置时，即是各滤料颗粒的正确位 置、是使过滤层形成可以过滤状态的位置，也就形成了本设备的过滤层；经过此时过滤层过 滤作用后的液体，即开始呈现达到过滤要求的各项指征。经观察、对该指征的确认，即表示合格的过滤层已经形成，具备了过滤层的待工作条件。因此，上述方法既可以确认过滤层是否已处于待工作状态；也同时可以将尚未形 成合格过滤层的纤维颗粒滤料，按照过滤工作的需要，形成满足过滤工作要求的过滤层。从 而简化了对过滤层的确认，以及促使未就位的纤维颗粒滤料形成合格过滤层的操作过程， 保证了发明设备的正确使用。本发明所述使用方法的操作步骤包括①确认复合腔体内纤维颗粒滤料过滤层的待工作状态1. 1导通待过滤液体进入复合腔体的通道；1. 2导通复合腔体下方与排污管路之间的通道，关闭复合腔体与外界相联的其它 液流 通道；1. 3启动待过滤液体输出动力，将待过滤液流注入复合腔体；1. 4观察排污管路出液达到过滤质量指标时，提示确认阶段结束；②关断向排污管路的输出，导通复合腔体输出过滤后液体的通道，设备进入过滤 工作阶段；③适时关注输出液体的过滤质量，当过滤后液体的过滤质量明显下降、或接近其 指标下限时，关闭待过滤液体输出动力，关闭复合腔体上方引入待过滤液体的通道，关闭复 合腔体下方输出已过滤液体的通道，及时结束过滤阶段；④进入反向冲洗阶段4. 1导通复合腔体上方与排污管路之间的通道；4. 2导通复合腔体下方与提供反向冲洗液体管路之间的通道；4. 3启动度向冲洗液体输出动力，启动反向冲洗搅拌动力；4. 4观察排污管路出口，待其出液不再携带过滤层滞留物时，关断反向冲洗液体输 出动力和反向冲洗搅拌动力，关闭反向冲洗管路与复合腔体之间的通道，反向冲洗阶段结 束；⑤重建过滤层阶段5. 1关闭复合腔体上方与排污管路之间的通道；5. 2接续上述①项的操作内容，依次重复其后相应操作步骤，开始延续本设备的工 作循环。本方法导通待过滤液体进入复合腔体的通道，启动其输出动力，即形成了实际过 滤的工作环境，也就实施了上述确认过滤层待工作状态的发明方法，可以实现复合腔体内 过滤层待工作状态的确认，为一步进入过滤工作提供了可能。在确认过程之中，由于过滤层 尚未进入工作状态，故此时复合腔体的输出还不符合不符合过滤的要求，其输出不能提供 给需要过滤用液的用户，只能导入排污管路。当其出口液流达到过滤质量标准，即表示确认 阶段结束，可以将其输出提供给用户使用，设备进入过滤工作阶段。当发现设备的输出质量不符合标准时，关断待过滤液流的输出动力和相应通道， 即停止向用户的输出，表示过滤工作阶段结束。引入反向冲洗用液，并启动了增强冲洗效果的搅拌部件，观察出口的液流状况，是 完成反向冲洗的操作。在确认过滤层已不存在过滤滞留物时，适时关断冲洗与搅拌动力，以 结束反向冲洗工作阶段。由于反向冲洗使滤料颗粒离开了组成过滤层的位置，有必要再次使用本发明确认过滤层待状态的方法，使离散的纤维颗粒重新组成合格的过滤层。即可再次投入本设备的运行，并形成设备的工作循环。本发明所述设备的使用方法还包括将两复合腔体并联运行，使其过滤后液流输出 可满足对纤维颗粒滤料过滤层进行反向冲洗的要求，并联通两复合腔体过滤后液流管路的 输出端。并联运行在相同容量条件下，可以降低设备的个体高度；其输出满足反向冲洗的 要求和连通管路输出端，还可以为相互提供反向冲洗的用水来源建立条件；同时有利于保 证设备连续运行的可靠性。当本发明设备为并联方式使用时，其操作步骤包括①分别确认两复合腔体内纤维颗粒滤料过滤层的状态1. 1导通待过滤液体进入复合腔体的通道；1. 2导通复合腔体下方与排污管路之间的通道，关闭复合腔体与外界联通的其它 液流通道；1.3启动待过滤液体输出动力(第二个复合腔体确认时省略此内容)，将待过滤液 流注入复合腔体；1. 4观察排污管路出液达到过滤质量指标时，提示确认阶段结束；②关断该复合腔体下方与排污管路之间的通道，导通该复合腔体输出过 滤后 液体的通道，该部分设备进入过滤工作阶段；③适时关注输出液体的过滤质量，当过滤后液体的过滤质量接近明显下降、或接 近其指标下限时，关闭过滤质量首先明显下降、或接近其指标下限的复合腔体上方待过滤 液体的通道，关闭该复合腔体下方输出已过滤液体的通道，结束该复合腔体的过滤阶段；④进入该复合腔体的反向冲洗阶段4. 1导通该复合腔体上方与排污管路之间的通道；4. 2观察排污管路出口，待其出液不再携带过滤层滞留物时，关闭该排污通道，该 复合腔体反向冲洗阶段结束；⑤再次进入该复合腔体确认过滤层形成的阶段，接续上述①项各步骤，其中省略 1.3项启动待过滤液体输出动力的内容；⑥该复合腔体接续本方法上述②③④和⑤的内容，开始该复合腔体的使用的循 环；⑦在本方法⑥项开始之后，同时关闭过滤质量明显下降、或接近其指标下限的另 一个复合腔体、即第二复合腔体上方引入待过滤液体的通道，关闭第二复合腔体下方输出 已过滤液体的通道，结束该第二合腔体的过滤阶段；⑧进入第二复合腔体的反向冲洗阶段，其操作内容如本方法④的相应内容；⑨在结束第二复合腔体的反向冲洗之后，同样延续本方法的⑤和⑥项内容，进入 第二复合腔体的使用循环；两个复合腔体的操作与工作内容是相同的，只是相应工作阶段 的始末时间彼此错开。本方法在设备采用并联的形式运行时，可以简化操作。在确认过滤层状态和过滤 阶段的操作与上述单体运行方法一致。只是为了明确具体确认个体，并联运行的两套复合 腔体必须分别进行。由于使用了同一的待过滤液流，故在做第二复合腔体确认时，没有必要再次启动已经启动待过滤液流的动力。在反向冲洗阶段，两个复合腔体之间可以相互作为冲洗用液的来源。因此，在该阶 段的操作中，也必须是先后错开进行。由于过滤后液流的输出管路相互联通，又都具备冲洗 所要求的压力与流量，此时只要第一复合腔体上方没有了待过滤液流的输入，又导通了其 上方与排污管路之间的通道，第二复合腔体输出液流自然就会由第一复合腔体下方、即由 输出过滤后液流的出口通道进入该腔体，作为其反向冲洗的液流，执行第一复合腔体的反 向冲洗工作。与单体运行的情况相互比较，显然在并联使用时简化了操作步骤。同时由于相互提供反向冲洗用液，在并联的运行中势必同时存在过滤与反向冲洗 两种工作状态，因此在一个复合腔体结束过滤阶段时，就不会存在在单个腔体工作时关断 待过滤液流动力的情况，也就在再次确认过滤层状态时，不需要再次启动待过滤液体的输 出动力。进一步简化了操作环节。由于并联运行相互提供反向冲洗用液，两个复合腔体工作循环的始末时间必须相 互错开；还同时节省了反向冲洗用液源的配置。本发明所述方法还包括，通过操作分设在复合腔体上下方进出通道的三通阀来实现；当设备工作在过滤阶段时，进出三通阀分别处于导通待过滤液体输入、与导通过滤后液 体输出的状态；在确认状态与恢复过滤能力的其它非过滤工作阶段时，其相应进液三通阀 皆处于导通相应进入液体通道的状态，其出液三通阀皆处于导通相应排污管路的状态。三通阀操作方法本身就是，一个操作动作产生改变两条管路通断状况的效果，引 入三通阀就会简化操作步骤，管路和相应的联接与操作部件也都会相应节省。此时，无论是 反向冲洗还是确认过滤层状态时，只要是控制进入复合腔体的三通阀，就必须导通其进入 腔体的通道，但因此时复合腔体的输出皆不是被过滤后的情况，控制复合腔体出液的三通 阀只能导通与排污管路相联的通道。在过滤工作阶段，三通阀导入待过滤液体与输出过滤 后液体的状态也是操作的正确选择。本发明由球与圆柱相贯联接的复合过滤腔体，双套并联设置并联运行，由分设在 复合腔体上下方进出通道的三通阀，控制过滤工作过程的转换，液压驱动波轮搅拌强化反 向冲洗，将具有高精度的纤维滤料介质的过滤设备，成功地安放于采矿井下工作面，实现了 对井下用水的高精度连续在线过滤。以过滤状态的待过滤液体通过过滤层，完成对纤维颗 粒滤料过滤层的重建与检验确认；当设备工作在过滤阶段时，进出三通阀分别导通待过滤 液流的输 入与过滤后液流的输出；在其它非过滤工作阶段时，进液三通阀皆导通相应 进液输入，出液三通阀皆与排污管路联通。腔体结构设计精确合理，操作方法巧简有序，设 备自身提供反向冲洗用液，可以连续输出高精度过滤的井下在线设备的工作用液。


图1是在线反向冲洗精密水过滤器结构示意的主视图；图2是图1的俯视图；图3是图1的左视图；图4是图1的后视图；图5是单罐反向冲洗精密水过滤器结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。附图中所引出编号的具体含义是1平板车2取料盖3筒体4液力马达与清洗波 轮5排污管6孔盖7球腔8过滤侧分进水管9上三通阀10分进水管11进水管12粗 滤器13过滤侧分出水管14下三通阀15分出水管16出水管17机架18 分水器19冲洗 管20冲洗三通阀第一实施例是用在采矿井下的在线反向冲洗精密水过滤器，设备无水总重约 2400Kg、过滤水介质压力1. 6Mpa、工作流量50M3/h。参阅图1_4。本例安放纤维颗粒滤料的过滤腔体，按照常规纤维颗粒滤料工作的要求制作，配 备相应的纤维滤料、滤料安放部件、管路及控制阀等，按相同规格配备A、B两套设备。在每个过滤筒体3上方开口处，都联接有球形壳体的球腔7。两球形壳体的顶部分 别与各过滤侧分进水管8相联，两过滤筒体的底部分别与各自的过滤侧分出水管13相联。 各自的过滤侧分进、分出水管分别经上下三通阀9、14与各自的分进出水管10、15相联，各 分进出水管分别与进出水管11、16相联，各三通阀的另一通路分别与排污管5相联。在球 腔的下半部腔壁，设有液力马达及由其所驱动、设在腔内的清洗波轮4。腔内的上下进出口 附近、相当于过流截面的部位，皆设有隔栅或滤网。两套过滤器同时经机架17安放在一个 活动的平板车1上，经管路将分水器18、粗滤器12与进水管11依次相联，出水管与后续用 水设备相联。以上为本例主要结构的描述。工作前，在过滤器腔体内，按需用数量放入纤维颗粒滤料，封装上下部腔壁的孔盖 6与取料盖2，工作时，首先使B套设备上下三通阀，分别关闭待过滤进水、过滤后出水分别与复 合腔体之间的通道，准备在后导通。操作A套设备的上三通阀9，至导通过滤侧分进水管8 与分进水管10的状态；使其下三通阀导通过滤侧分出水管13与排污管5。启动待过滤水 驱动设备，在动力驱动之下，待过滤的来水在经过分水器18、粗滤器12过滤之后进入进水 管11、分进水管10，经三通阀由球腔的上部进入过滤器腔体内。待过滤来水最后经位于腔 体底部的隔栅或滤网、出水口、过滤侧出水管、下三通阀、排污管排出。此阶段为检查或试过 滤过程，以检查或使腔内未进入过滤状态的滤料形成合格的过滤层。隔栅或滤网可以防止 腔体里的纤维颗粒滤料被排出的水流带出。位于过滤器腔内的纤维颗粒滤料层，在进入待过滤滤液所形成的压力作用之下， 原来彼此之间的过大间隙，逐渐被压缩，或因滤料颗粒的填充而变小；以较分散状态处于腔 体内空间的滤料，也逐渐在重力与水流压力作用下、以尽可能密集的排列方式，降落至腔体 的下部。过滤器在此过程中，属于尚未完全进入工作状态的阶段，经过滤层的出水，也达不 到过滤出水的要求；只有在滤料层全部落位成工作状态之后，才能进入正常工作状态。这一 变化过程，可以由排污管的出口出水的被试过滤质量指标上反映出来。待排污管的出水达到滤过质量标准时，旋动出水三通阀，至导通过滤侧分出水管 13与分出水管15之间的通路，设备此时便进入正常工作状态，经合格纤维颗粒滤料层过滤 之后的合格出水进入设备的出水管路，可以交付用户使用。此时，应相继开通B套过滤器的上三通阀，开始对其过滤器的检查与试过滤，操作 与前一致。此后设备进入并联运行的正常过滤工作状态。
在工作一段时间之后，纤维颗粒滤料层的过滤性能减退，为此应当适时进入过滤 器的反向冲洗工作状态。本例反向冲洗工作是在两套并行工作的设备中分别进行的。当过 滤后出水的质量接近用户要求的下限或明显恶化时，即应进入设备的反向冲洗工作。首先 旋动其中过滤质量较差的一套、如旋动A套设备的上三通阀，至阻断A套分进水管进入过滤 侧分进水管的通路、导通过滤侧分进水管与排污管相通的位置。这时，A套原进水被位置变换后的三通阀所阻隔，待过滤水即无法再继续进入A套 设备的球形腔体之内；此时其下端的出水管内亦无水可出，使A套设备的过滤工作状态被 终止。与此同时，在A套出水端，由于其过滤侧出水管与其分出水管仍被下三通阀导通，而 两套设备的分出水管是相互联通的，即A套出水端与B套出水管也仍处于导通状态。在A 套本身的进水端已经切断了来水的情况下，B套设备因并未停止工作，B套的分出水管15的 出水在进入出水管11的同时，会有一部分还可以同时经A套的分出水管15、A套的下三通 阀、A套过滤侧 分出水管，由A套筒体的下部进入其过滤筒体腔内，并由其上方的过滤侧进 水管、上三通阀、排污管排出。位于该处腔内进口过流截面位置的隔栅或滤网，可以阻止水 流中的滤料颗粒随水流流出腔外。本设备对每个复合腔体过滤后出水的压力与流量均设定为，可以在向用户输出合 格过滤出水的同时，满足对另一复合腔体纤维颗粒滤料过滤层进行反向冲洗的要求。进入 该过滤腔内的B套过滤后出水，在设备A中是逆过滤过程、沿其相反方向流动的。反向水流 的作用是对过滤腔内的纤维颗粒滤料层进行反向冲洗。即在A套设备的进水三通阀改变位 置为，隔断来自待过滤水进入过滤腔内的通道、导通由腔内通向排污管的通路之后，B套过 滤后的出水在向后续设备提供过滤后用水的同时，还会经A套设备的过滤侧分出水管，将 部分过滤后的出水送入A套设备的过滤腔室。这一反向水流，给滤料层以反向、向上的作用 力，促使纤维颗粒滤料膨松、逐渐扩散、直至分布于过滤腔体的整个空间，进入对纤维颗粒 滤料的反向冲洗状态。在接通反向冲洗水流通路之后，启动液力马达，驱动清洗波轮，对过滤器腔体内的 反向冲洗水流进行搅动，增强水流的反向冲洗的效果。在此过程中，应当适时观察在排污管 出口的出水，直至操作人员在排污管出口，观察到出水变清、不含被过滤层所拦截的滞留物 时，A套的反向冲洗过程应即告结束。此时设备的操作应进入使颗粒滤料恢复合格过滤层状态的阶段，立即旋动A套的 下三通阀，至阻隔由B套出水管的出水再继续进入A套腔内的通路、亦即是导通A套侧分出 水管与排污管之间通路的位置；随后旋动A套上部进水三通阀，恢复至初始导通其分进水 管通路的位置，使待过滤水得以进入A套设备、即关闭腔体过滤侧分进水管与排污管路之 间的通道。在恢复了进入待过滤水水流的作用之下，设备内被反向冲洗移位的纤维颗粒，亦 随水流逐渐落位至初始的过滤工作状态。在此过程中，由于滤料层尚未进入工作状态，致使设备的出水达不到过滤的标准。 已经处于导通排污管的下三通阀，即将出水引入排污管排出。对于此时排污的出水，需要操 作人员在本套设备的排污管出口进行观察监测，直至在排污管口的出水达到过滤用水标准 时，表示复合腔体内的过滤层已经合格形成；随即旋动其出水三通阀至关断向排污管路的 输出、而导通出水管的位置，恢复A套设备的过滤工作。至此，完成设备A再次进入过滤的 准备、使滤料形成合格过滤层的过程，并开始新一轮循环的过滤工作。
设备B的反向冲洗过程与设备A的反向冲洗过程相同，只是其反向冲洗的用水是 来自设备A的过滤后出水。至此，完成了对本设备工作过程的主要描述。如上，由于采用球形与圆柱腔体的结合，使本例设备在使用纤维颗粒滤料方式过 滤的前提下，设备总高度得以控制在1. 6M，并可以完成流量为50M3/h、过滤精度为10 μ m的 过滤工作，以满足采矿井下工作面生产及相关设备的工作用水。第二实施例是单罐精密过滤器，如图5。其结构与上例一致，只是单体运行。为此， 在下出水管路中，增加一个串联接入的反向冲洗三通阀20，其另一接口与反向冲洗用水管 路19相联。本例工作过程亦与上例一致，只是单体运行而已。具体的操作情况是，在检查与试过滤的过滤层确认、过滤工作期间，其操作除与上 例相同。在结束过滤工作时，需要关闭待过滤的进水，同时，导通由其联接的排污管路。在 反向冲洗时，需要由冲洗三通阀关闭过滤后出水的远端通道，接通反 向冲洗用水管路，这时 的出水三通阀因处于导通出水的状态，使反向冲洗用水可以进入复合腔体，进行反向冲洗。 冲洗后的出水由排污管路排出。在结束反向冲洗时，操作反向冲洗三通阀关闭反向冲洗来 水管路，导通出水管路。设备停止反向冲洗工作。若在反向冲洗之后，仍欲继续进入过滤状态，还是应该首先进行对过滤层的确认。 为此，旋转出水三通阀，关闭在过滤与反向冲洗阶段皆处于导通出水状态的通道，导通排污 通道；操作进水三通阀，关闭在反向冲洗被导通和排污通道，导通待过滤水的输入通道。其 余的操作，则均与上例一致。冲洗三通阀在其它工作阶段是不参与工作的，长期处于导通出 水管路的状态。因为是单体运行，相同的容量或负荷时，其设备尺寸要庞大些；在反向冲洗期间， 设备不能输出过滤后的出水，用户不能得到连续的供应；同时还需要有单独的反向冲洗水 源及设备，以备设备在反向冲洗时使用。第三实施例属于没有设立三通阀，其余结构与操作和上两例保持一致，只是将三 通阀的操作，分解为两个阀门的组合操作，增加一些管路的联接而已。
权利要求
井下在线精密过滤器包括，机架，与机架相联过滤工作腔体，填入腔体的纤维颗粒滤料，与相应腔体乃至机架固定相联、保持相应液流通道的管路及其控制调节部件，联接固定上述设置的部件；其特征在于所述满足纤维颗粒滤料正常工作的腔体是上部为球形(7)、下部为圆柱(3)，二者相贯联接所形成的封闭复合腔体。
2.如权利要求1所述井下在线精密过滤器；其特征在于设有两套所述封闭复合腔体， 二者并联运行。
3.如权利要求2所述井下在线精密过滤器；其特征在于所述并联运行复合腔体的过 滤后出液管路(15)彼此相互联通。
4.如权利要求1、2或3所述井下在线精密过滤器；其特征在于所述控制调节部件包 括分别设在复合腔体进出管路的三通阀(9、14)，设在待过滤液体进入管路、与已过滤液体 输出管路的三通阀的第三接口，均分别与排污管道(5)相联。
5.如权利要求1、2或3所述井下在线精密过滤器；其特征在于所述复合腔体内进出 口部位，设有防止纤维颗粒滤料随液流流出的隔栅或滤网。
6.如权利要求4所述井下在线精密过滤器；其特征在于所述复合腔体内进出口部位， 设有防止纤维颗粒滤料随液流流出的隔栅或滤网。
7.如权利要求1、2、3或6述井下在线精密过滤器；其特征在于所述复合腔体内还设 有，可以搅拌反向冲洗空间内液体的搅拌部件及其液压动力部件(4)。
8.如权利要求4所述井下在线精密过滤器；其特征在于所述复合腔体内还设有，可以 搅拌反向冲洗空间内液体的搅拌部件及其液压动力部件(4)。
9.如权利要求5所述井下在线精密过滤器；其特征在于所述复合腔体内还设有，可以 搅拌反向冲洗空间内液体的搅拌部件及其液压动力部件(4)。
10.如权利要求1所述井下在线精密过滤器的使用方法，包括确认过滤层处于待工作 状态，使各联通管路及操作部件处于各自工作状态，接入所需动力，引入待过滤液体，以及 以反冲洗液流清理过滤层滞留物；其特征在于还需增加对反向冲洗液流的搅拌，并于该 反向液流流出复合腔体的出口之前，以隔栅阻止过滤层颗粒滤料随反向液流逸出腔体。
11.如权利要求10所述井下在线精密过滤器的使用方法，其特征在于；所述确认过滤 层处于待工作状态的方法是，按设备过滤时待过滤液流的流动方向与状态，引待过滤液流 入复合腔体，通过待确认状态过滤层，直至通过该过滤层后的液流符合过滤要求。
12.如权利要求10或11所述井下在线精密过滤器的使用方法，其特征在于所述使用 方法的操作步骤包括①确认复合腔体内纤维颗粒滤料过滤层的待工作状态导通待过滤液体进入复合腔体的通道；启动待过滤液体输出动力，将待过滤液流注入复合腔体；观察排污管路出液达到过滤质量指标时，提示确认阶段结束；②关断向排污管路的输出，导通复合腔体输出过滤后液体的通道，设备进入过滤工作 阶段；③适时关注输出液体的过滤质量，当过滤后液体的过滤质量明显下降、或接近其指标下限时，关闭待过滤液体输出动力，关闭复合腔体上方引入待过滤液体的通道，关闭复合腔 体下方输出已过滤液体的通道，及时结束过滤阶段；④进入反向冲洗阶段 `4. 1导通复合腔体上方与排污管路之间的通道；`4. 2导通复合腔体下方与提供反向冲洗液体管路之间的通道；`4. 3启动反向冲洗液体输出动力，启动反向冲洗搅拌动力；`4.4观察排污管路出口，待其出液不再携带过滤层滞留物时，关断反向冲洗液体输出动 力和反向冲洗搅拌动力，关闭反向冲洗管路与复合腔体之间的通道，反向冲洗阶段结束；⑤重建过滤层阶段`5.1关闭复合腔体上方与排污管路之间的通道；`5. 2接续上述①项的操作内容，依次重复其后相应操作步骤，开始延续本设备的工作循环。
13.如权利要求10或11所述井下在线精密过滤器的使用方法，其特征在于所述方法 还包括将两复合腔体并联运行，使其过滤后液流输出可满足对纤维颗粒滤料过滤层进行反 向冲洗的要求，并联通两复合腔体过滤后液流管路的输出端。
14.如权利要求13所述井下在线精密过滤器的使用方法，其特征在于所述使用方法 的操作步骤包括①分别确认两复合腔体内纤维颗粒滤料过滤层的状态`1.1导通待过滤液体进入复合腔体的通道；`1. 2导通复合腔体下方与排污管路之间的通道，关闭复合腔体与外界联通的其它液流 通道；`1.3启动待过滤液体输出动力(第二个复合腔体确认时省略此内容)，将待过滤液流注 入复合腔体；`1. 4观察排污管路出液达到过滤质量指标时，提示确认阶段结束；②关断该复合腔体下方与排污管路之间的通道，导通该复合腔体输出过滤后液体的通 道，该部分设备进入过滤工作阶段；③适时关注输出液体的过滤质量，当过滤后液体的过滤质量接近明显下降、或接近其 指标下限时，关闭过滤质量首先明显下降、或接近其指标下限的复合腔体上方待过滤液体 的通道，关闭该复合腔体下方输出已过滤液体的通道，结束该复合腔体的过滤阶段；④进入该复合腔体的反向冲洗阶段`4. 1导通该复合腔体上方与排污管路之间的通道；`4. 2观察排污管路出口，待其出液不再携带过滤层滞留物时，关闭该排污通道，该复合 腔体反向冲洗阶段结束；⑤再次进入该复合腔体确认过滤层形成的阶段，接续上述①项各步骤，其中省略1.3 项启动待过滤液体输出动力的内容；⑥该复合腔体接续本方法上述②③④和⑤的内容，开始该复合腔体的使用的循环；⑦在本方法⑥项开始之后，同时关闭过滤质量明显下降、或接近其指标下限的另一个 复合腔体、即第二复合腔体上方引入待过滤液体的通道，关闭第二复合腔体下方输出已过 滤液体的通道，结束该第二合腔体的过滤阶段；⑧进入第二复合腔体的反向冲洗阶段，其操作内容如本方法④的相应内容；⑨在结束第二复合腔体的反向冲洗之后，同样延续本方法的⑤和⑥项内容，进入第二 复合腔体的使用循环；两个复合腔体的操作与工作内容是相同的，只是相应工作阶段的始 末时间彼此错开。
15.如权利要求(12、14)所述井下在线精密过滤器的使用方法，其特征在于所述使用 方法各步骤间的转换，是包括通过操作分设在复合腔体上下方进出通道的三通阀实现的； 当设备工作在过滤阶段时，进出三通阀分别处于导通待过滤液体输入、与导通过滤后液体 输出的状态；在确认状态与恢复过滤能力的其它非过滤工作阶段时，其相应进液三通阀皆 处于导通相应进入液体通道的状态，其出液三通阀皆处于导通相应排污管路的状态。
全文摘要
井下在线精密过滤器及其使用方法，属过滤技术。设备由球与圆柱相贯联接的复合过滤腔体(7、3)；双套并联设置并联运行；液压驱动波轮(4)强化反向冲洗；以过滤状态待过滤液流通过过滤层，完成对纤维颗粒滤料过滤层的重建与检验确认；由分设腔体上下的三通阀(9、14)控制工作流程转换，在过滤阶段分别导通待过滤液体输入(8、10)与过滤后液体输出(13、15)；在其它非过滤工作阶段，分别导通相应进液输入与将出液输向排污管路(5)。将具有高精度过滤设备成功地安放于采矿井下工作面，实现了高精度连续在线过滤。腔体结构设计精确合理，操作方法巧简有序，设备自身提供反向冲洗用液，可以向井下在线设备连续提供高精度过滤后的工作用液。
文档编号B01D24/46GK101869787SQ201010166758
公开日2010年10月27日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者蒋世银 申请人:蒋世银