专利名称：机械压缩垂直流纤维束过滤装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械压缩垂直流纤维束过滤装置。
背景技术：
本发明人自1982年年初开始研究纤维束过滤以来，研究了多种纤维束滤料的使 用方法及装置，其中一种方法为过滤时水垂直纤维束伸展方向流过过滤层，清洗时清洗 水沿着纤维束伸展方向流过滤层。纤维束滤料的压缩和放松一般采用过滤水流或清洗水 流来实现。存在着纤维束滤料压缩不均勻，过滤精度和过滤速度不易调控、清洗效果较
差等问题。
发明内容本实用新型的目的是提供一种机械压缩垂直流纤维束过滤装置。用于实现本实用新型目的的一种机械压缩垂直流纤维束过滤装置，所说装置包 括重力式纤维束滤池和压力式纤维束过滤器，该装置包括壳体、滤料组件、压缩机构、 过滤出水集水装置、清洗配气装置、过滤进水管、过滤出水管、清洗进气管、下向流清 洗排水管或排空管、上向流清洗排水管。所说滤料组件主要包括由纤维长丝制成的纤维束滤元、上滤板、下滤板，纤维 束滤元上端通过连接件连接在上滤板上，纤维束滤元下端通过连接件连接在下滤板上， 若干纤维束滤元构成过滤层。所说连接件可以是绳索、橡胶条、塑料条、不锈钢丝、金属环、塑料环、螺 栓、插件等的一种。上滤板和下滤板上开有若干通水孔或通气孔。所说下滤板可用若干坠件代替，每个坠件连接在纤维束滤元下端。所说滤料组件安装在壳体内，清洗配气装置设置在滤料组件的下方，过滤出水 集水装置垂直面对滤料组件上的纤维束滤元并设置在滤料组件过滤出水一侧，压缩机构 设置在滤料组件过滤进水一侧，过滤进水管与壳体连接，过滤出水管与过滤出水集水装 置连接，清洗进气管与清洗配气装置连接，下向流清洗排水管或排空管与滤料组件下方 的壳体连接，上向流清洗排水管与壳体上部连接。所说压缩机构主要由格栅板或缝隙板或多孔板、压力转换器、动力源组成。所 说格栅板或缝隙版或多孔板连接在或接触在压力转换器上，压力转换器由动力源驱动。所说格栅板或缝隙板或多孔板为一层或一层以上，格栅板或缝隙板或多孔板设 置在由若干纤维束滤元所构成的过滤层的内部或由若干纤维束滤元所构成的过滤层的外 部过滤进水的一侧。所说压力转换器为一电动或气动或液动驱动的连杆机构，所说动力源为电动执 行机构或气动执行机构或液动执行机构。所说电动执行机构为用于调节和控制电动蝶阀或球阀或闸阀或截止阀的角行程 电动执行器或多回转电动执行器或直行程电动执行器，所说气动执行机构为用于调节和控制气动蝶阀或球阀或间阀或截止阀的角行程气动执行器或多回转气动执行器或直行程 气动执行器，所说液动执行机构为用于调节和控制液动蝶阀或球阀或闸阀或截止阀的角 行程液动执行器或多回转液动执行器或直行程液动执行器。所说气动执行机构为气缸，所说液动执行机构为液压缸。所说压力转换器为一胶囊或胶囊组，所说胶囊或胶囊组通过管道与压力气源或 压力水源连接，所说动力源为压力气源或压力水源。所说格栅板或缝隙板或多孔板可以把由若干纤维束滤元所构成的过滤层分割并 压缩成不同的密度，使得过滤层密度从靠近过滤出水集水装置一侧到远离过滤出水集水 装置一侧从大到小分布。本实用新型的一种机械压缩垂直流纤维束过滤装置，既可做成重力式纤维束过 滤池，也可做成压力式纤维束过滤器。不仅适用于去除水中的悬浮物、浊度的水处理过 滤，也适用于去除水中有机物、氨氮、总氮、总磷的微生物处理的生物过滤器或生物滤 池。本实用新型的一种机械压缩垂直流纤维束过滤装置特别适合于污水处理厂或供水厂 等大规模水处理场合的重力式滤池。本实用新型的一种机械压缩垂直流纤维束过滤装置，与最常见的纵向流纤维束 过滤方法相比，在相同占地面下可数倍地增大过滤面积，从而可成倍地减少占地面积。 与现有垂直流纤维束过滤方法相比，本实用新型滤层压缩密度可调节可控制，从而可以 调节过滤精度和过滤速度，但现有方法不能做到。另外，本实用新型清洗时采用下向流 和上向流交替方式或采用下向流排空清洗和上向流充水清洗方式洗出纤维束滤料上截留 的污物，清洗效果显著提高。
图1为一层格栅板，连杆机构机械压缩垂直流纤维束过滤装置示意图图2为两层格栅板，连杆机构机械压缩垂直流纤维束过滤装置示意图图3为筒形胶囊机械压缩垂直流纤维束过滤装置示意图图4为筒形胶囊机械压缩垂直流纤维束过滤装置俯视图图5为球形胶囊机械压缩垂直流纤维束过滤装置示意图图6为球形胶囊机械压缩垂直流纤维束过滤装置俯视图具体实施例描述参见图1，用于实现本实用新型目的的一种机械压缩垂直流纤维束过滤装置，该 装置主要由壳体1、滤料组件2、压缩机构、过滤出水集水装置8、清洗配气装置12、过 滤进水管13、过滤出水管14、清洗进气管16、下向流清洗排水管或排空管15、上向流清 洗排水管19、过滤出水汇流室10等组成。所说压缩机构主要由格栅板5、压力转换器即连杆机构6、动力源即电动执行机 构7组成。所说格栅板5连接在压力转换器即连杆机构6上，压力转换器即连杆机构6 由动力源即电动执行机构7驱动。所说滤料组件2安装在壳体1内，清洗配气装置12设置在滤料组件2的下方， 过滤出水集水装置8垂直面对滤料组件2上的纤维束滤元并设置在滤料组件2过滤出水一 侧，过滤进水管13与壳体1连接，过滤出水管14与过滤出水集水装置8连接，清洗进气管16与清洗配气装置12连接，下向流清洗排水管或排空管15与滤料组件2下方的壳体 1连接，上向流清洗排水管19与壳体1上部连接。所说滤料组件2主要由纤维束滤元、上滤板3、下滤板4组成，纤维束滤元上端 连接在上滤板3上，纤维束滤元下端连接在下滤板4上。工作原理过滤前，通过电动执行机构7驱动压力转换器即连杆机构6，压力转换器即连 杆机构6带动格栅板5沿着垂直纤维束伸展方向对过滤层施加压缩力使过滤层被适度压 缩。过滤时，过滤进水从过滤进水管13进入到壳体1的上部，再经过由压缩机构开 辟出来的配水通道18沿着垂直于纤维束滤元伸展方向进入过滤层进行过滤，从过滤层流 出的过滤出水再经过滤出水集水装置8、过滤出水汇流室10、过滤出水管14流出。过滤时，过滤进水可以从配水通道18的上部、下部或侧部进入配水通道18。清洗前，通过电动执行机构7驱动压力转换器即连杆机构6，压力转换器即连杆 机构6带动格栅板5沿着垂直纤维束伸展方向向着远离过滤层方向移动释放施加在过滤层 上的压缩力使过滤层充分放松。清洗时，采用下向流和上向流交替方式。利用过滤进水进行下向流清洗过滤 进水管13继续进水，打开下向流清洗排水管15上的下向流清洗排水阀，关闭过滤出水管 14上的过滤出水阀，打开清洗进气管16上的清洗进气阀，清洗空气通过清洗进气管16、 清洗配气装置12进入壳体1底部，自下而上通过滤料组件2进行空气擦洗，然后从滤料 组件2上部逸出，下向流清洗排水经下向流清洗排水管15排出。利用过滤出水进行上向 流清洗清洗进气管16继续进气，关闭过滤进水管13上的过滤进水阀，关闭下向流清洗 排水管15上的下向流清洗排水阀，打开上向流清洗排水管19上的上向流清洗排水阀，打 开过滤出水管14上的过滤出水阀使其它正处于过滤状态的纤维束过滤装置的过滤出水靠 压差自流到过滤出水汇流室10或利用清洗水泵将过滤出水输送到过滤出水汇流室10，再 通过过滤出水集水装置8进入滤料组件2，在滤料组件2内清洗水自下而上流过，再通过 上向流清洗排水管19排出。清洗时，清洗水也可以沿着垂直纤维束伸展方向通过过滤层。参见图2，用于实现本发明目的的一种机械压缩垂直流纤维束过滤装置，该装置 主要由壳体1、滤料组件2、压缩机构、过滤出水集水装置8、清洗配气装置12、过滤进 水管13、过滤出水管14、清洗进气管16、下向流清洗排水管或排空管15、上向流清洗排 水管19、过滤出水汇流室10等组成。所说压缩机构主要由两层格栅板5、压力转换器即连杆机构6、动力源即电动执 行机构7组成。所说两层格栅板5其中一层设置在由若干纤维束滤元所构成的过滤层的 内部，另一层设置在由若干纤维束滤元所构成的过滤层的外部过滤进水的一侧。两层格 栅板5连接在压力转换器即连杆机构6上，压力转换器即连杆机构6由动力源即电动执行 机构7驱动。所说滤料组件2安装在壳体1内，清洗配气装置12设置在滤料组件2的下方， 过滤出水集水装置8上开有若干通水孔9，过滤出水集水装置8垂直面对滤料组件2上的 纤维束滤元并设置在滤料组件2过滤出水一侧，过滤进水管13与壳体1连接，过滤出水管14与过滤出水集水装置8连接，清洗进气管16与清洗配气装置12连接，下向流清洗 排水管或排空管15与滤料组件2下方的壳体1连接，上向流清洗排水管19与壳体1上部 连接。所说滤料组件2主要由纤维束滤元、上滤板3、下滤板4组成，纤维束滤元上端 连接在上滤板3上，纤维束滤元下端连接在下滤板4上。工作原理过滤前，通过电动执行机构7驱动压力转换器即连杆机构6，压力转换器即连杆 机构6带动靠近过滤出水集水装置8的一层格栅板5沿着垂直纤维束伸展方向对过滤层施 加压缩力使过滤层压缩在过滤出水集水装置8上，连杆机构6带动远离过滤出水集水装置 8的一层格栅板5沿着垂直纤维束伸展方向对过滤层施加压缩力使过滤层压缩在靠近过滤 出水集水装置8的一层格栅板5上，使得位于过滤出水集水装置8和靠近过滤出水集水装 置8的一层格栅板5之间的过滤层密度大于位于靠近过滤出水集水装置8的一层格栅板5 和远离过滤出水集水装置8的一层格栅板5之间的过滤层密度。过滤时，过滤进水从过滤进水管13进入到壳体1的上部，再经过由压缩机构开 辟出来的配水通道18沿着垂直于纤维束滤元伸展方向进入位于靠近过滤出水集水装置8 的一层格栅板5和远离过滤出水集水装置8的一层格栅板5之间的过滤层进行过滤，然后 再进入位于过滤出水集水装置8和靠近过滤出水集水装置8的一层格栅板5之间的过滤 层进行过滤，过滤出水再经过滤出水集水装置8、过滤出水汇流室10、过滤出水管14流 出ο过滤时，过滤进水可以从配水通道18的上部、下部或侧部进入配水通道18。清洗前，通过电动执行机构7驱动压力转换器即连杆机构6，压力转换器即连杆 机构6带动两层格栅板5沿着垂直纤维束伸展方向向着远离过滤层方向移动释放施加在过 滤层上的压缩力使过滤层充分放松。清洗时，采用下向流和上向流交替方式。利用过滤进水进行下向流清洗过滤 进水管13继续进水，打开下向流清洗排水管15上的下向流清洗排水阀，关闭过滤出水管 14上的过滤出水阀，打开清洗进气管16上的清洗进气阀，清洗空气通过清洗进气管16、 清洗配气装置12进入壳体1底部，自下而上通过滤料组件2进行空气擦洗，然后从滤料 组件2上部逸出，下向流清洗排水经下向流清洗排水管15排出。利用过滤出水进行上向 流清洗清洗进气管16继续进气，关闭过滤进水管13上的过滤进水阀，关闭下向流清洗 排水管15上的下向流清洗排水阀，打开上向流清洗排水管19上的上向流清洗排水阀，打 开过滤出水管14上的过滤出水阀使其它正处于过滤状态的纤维束过滤装置的过滤出水靠 压差自流到过滤出水汇流室10或利用清洗水泵将过滤出水输送到过滤出水汇流室10，再 通过过滤出水集水装置8进入滤料组件2，在滤料组件2内清洗水自下而上流过，再通过 上向流清洗排水管19排出。清洗时，清洗水也可以沿着垂直纤维束伸展方向通过过滤层。参见图3、图4，用于实现本实用新型目的的一种机械压缩垂直流纤维束过滤装 置，该装置主要由壳体1、滤料组件2、压缩机构、过滤出水集水装置8、清洗配气装置 12、过滤进水管13、过滤出水管14、清洗进气管16、下向流清洗排水管或排空管15、上 向流清洗排水管19、过滤出水汇流室10等组成。[0048]所说压缩机构主要由缝隙板51、压力转换器即筒形胶囊61、动力源即压力气源 组成。所说缝隙板51的上端通过绳索等连接件52悬挂在上滤板3上，下端通过绳索等 连接件53悬挂在下滤板4上，同时与压力转换器即筒形胶囊61相连接，压力转换器即筒 形胶囊61由动力源即压力气源驱动。所说滤料组件2安装在壳体1内，清洗配气装置12设置在滤料组件2的下方， 过滤出水集水装置8垂直面对滤料组件2上的纤维束滤元并设置在滤料组件2过滤出水一 侧，过滤进水管13与壳体1连接，过滤出水管14与过滤出水集水装置8连接，清洗进气 管16与清洗配气装置12连接，下向流清洗排水管或排空管15与滤料组件2下方的壳体 1连接，上向流清洗排水管19与壳体1上部连接。所说滤料组件2主要由纤维束滤元、上滤板3、下滤板4组成，纤维束滤元上端 连接在上滤板3上，纤维束滤元下端连接在下滤板4上。工作原理过滤前，通过进气和排气管17向筒形胶囊61充入一定体积的压缩空气，筒形胶 囊61膨胀推动缝隙板51沿着垂直纤维束伸展方向对过滤层施加压缩力使过滤层被适度压 缩。过滤时，过滤进水从过滤进水管13进入到壳体1的上部，再经过由压缩机构开 辟出来的配水通道18沿着垂直于纤维束滤元伸展方向进入过滤层进行过滤，从过滤层流 出的过滤出水再经过滤出水集水装置8、过滤出水汇流室10、过滤出水管14流出。过滤时，过滤进水可以从配水通道18的上部、下部或侧部进入配水通道18。清洗前，通过进气和排气管17排出筒形胶囊61内的空气，筒形胶囊61收缩缝 隙板51沿着垂直纤维束伸展方向向着远离过滤层方向移动释放施加在过滤层上的压缩力 使过滤层充分放松。清洗时，采用清洗水下向流排空清洗和上向流充水清洗方式。利用本装置内的 水进行下向流排空清洗关闭过滤进水管13上的过滤进水阀，打开下向流清洗排水管15 上的下向流清洗排水阀，关闭过滤出水管14上的过滤出水阀，打开清洗进气管16上的清 洗进气阀，清洗空气通过清洗进气管16、清洗配气装置12进入壳体1底部，自下而上通 过滤料组件2进行空气擦洗，然后从滤料组件2上部逸出，清洗排水经下向流清洗排水管 15排出，装置内水面逐渐下降直至排空。利用过滤出水进行上向流充水清洗清洗进气 管16继续进气，关闭下向流清洗排水管15上的下向流清洗排水阀，打开上向流清洗排水 管19上的上向流清洗排水阀，打开过滤出水管14上的过滤出水阀使其它正处于过滤状态 的纤维束过滤装置的过滤出水靠压差自流到过滤出水汇流室10或利用清洗水泵将过滤出 水输送到过滤出水汇流室10，再通过过滤出水集水装置8进入滤料组件2，装置内的水位 逐渐上升，清洗水自下而上流过滤料组件2，再通过上向流清洗排水管19排出。清洗时，清洗水也可以沿着垂直纤维束伸展方向通过过滤层。参见图5、图6，用于实现本实用新型目的的一种机械压缩垂直流纤维束过滤装 置，该装置主要由壳体1、滤料组件2、压缩机构、过滤出水集水装置8、清洗配气装置 12、过滤进水管13、过滤出水管14、清洗进气管16、下向流清洗排水管或排空管15、上 向流清洗排水管19、过滤出水汇流室10等组成。所说压缩机构主要由缝隙板51、压力转换器即球形胶囊62、动力源即压力气源组成。所说缝隙板51的上端通过绳索等连接件52悬挂在上滤板3上，下端通过绳索等 连接件53悬挂在下滤板4上，同时与压力转换器即球形胶囊62相连接，压力转换器即球 形胶囊62由动力源即压力气源驱动。所说滤料组件2安装在壳体1内，清洗配气装置12设置在滤料组件2的下方， 过滤出水集水装置8垂直面对滤料组件2上的纤维束滤元并设置在滤料组件2过滤出水一 侧，过滤进水管13与壳体1连接，过滤出水管14与过滤出水集水装置8连接，清洗进气 管16与清洗配气装置12连接，下向流清洗排水管或排空管15与滤料组件2下方的壳体 1连接，上向流清洗排水管19与壳体1上部连接。所说滤料组件2主要由纤维束滤元、上滤板3、下滤板4组成，纤维束滤元上端 连接在上滤板3上，纤维束滤元下端连接在下滤板4上。工作原理过滤前，通过进气和排气管17向球形胶囊62充入一定体积的压缩空气，球形胶 囊62膨胀推动缝隙板51沿着垂直纤维束伸展方向对过滤层施加压缩力使过滤层被适度压 缩。过滤时，过滤进水从过滤进水管13进入到壳体1的上部，再经过由压缩机构开 辟出来的配水通道18沿着垂直于纤维束滤元伸展方向进入过滤层进行过滤，从过滤层流 出的过滤出水再经过滤出水集水装置8、过滤出水汇流室10、过滤出水管14流出。过滤时，过滤进水可以从配水通道18的上部、下部或侧部进入配水通道18。清洗前，通过进气和排气管17排出球形胶囊62内的空气，球形胶囊62收缩缝 隙板51沿着垂直纤维束伸展方向向着远离过滤层方向移动释放施加在过滤层上的压缩力 使过滤层充分放松。清洗时，采用清洗水下向流排空清洗和上向流充水清洗方式。利用本装置内的 水进行下向流排空清洗关闭过滤进水管13上的过滤进水阀，打开下向流清洗排水管15 上的下向流清洗排水阀，关闭过滤出水管14上的过滤出水阀，打开清洗进气管16上的清 洗进气阀，清洗空气通过清洗进气管16、清洗配气装置12进入壳体1底部，自下而上通 过滤料组件2进行空气擦洗，然后从滤料组件2上部逸出，清洗排水经下向流清洗排水管 15排出，装置内水面逐渐下降直至排空。利用过滤出水进行上向流充水清洗清洗进气 管16继续进气，关闭下向流清洗排水管15上的下向流清洗排水阀，打开上向流清洗排水 管19上的上向流清洗排水阀，打开过滤出水管14上的过滤出水阀使其它正处于过滤状态 的纤维束过滤装置的过滤出水靠压差自流到过滤出水汇流室10或利用清洗水泵将过滤出 水输送到过滤出水汇流室10，再通过过滤出水集水装置8进入滤料组件2，装置内的水位 逐渐上升，清洗水自下而上流过滤料组件2，再通过上向流清洗排水管19排出。清洗时，清洗水也可以沿着垂直纤维束伸展方向通过过滤层。
权利要求1.一种机械压缩垂直流纤维束过滤装置，所说装置包括重力式纤维束滤池和压力 式纤维束过滤器，其特征在于，该装置包括壳体、滤料组件、压缩机构、过滤出水集水 装置、清洗配气装置、过滤进水管、过滤出水管、清洗进气管、下向流清洗排水管或排 空管、上向流清洗排水管，所说滤料组建安装在壳体内，清洗配气装置设置在滤料组建 的下方，过滤出水装置垂直面对滤料组件上的纤维束滤元并设置在滤料组件过滤出水一 侧，压缩机构设置在滤料组件过滤进水一侧。
2.根据权利要求1所说的机械压缩垂直流纤维束过滤装置，其特征在于滤料组件主要 由纤维束滤元、上滤板、下滤板组成，纤维束滤元上端通过连接件连接在上滤板上，纤 维束滤元下端通过连接件连接在下滤板上，若干纤维束滤元构成过滤层。
3.根据权利要求2所说的机械压缩垂直流纤维束过滤装置，其特征在于，所说连接件 可以是绳索、橡胶条、塑料条、不锈钢丝、金属环、塑料环、螺栓、插件的一种，上滤 板和下滤板上开有若干通水孔或通气孔。
4.根据权利要求2或3所说的机械压缩垂直流纤维束过滤装置，其特征在于，所说下 滤板可用若干坠件代替，每个坠件连接在纤维束滤元下端。
5.根据权利要求1所说的机械压缩垂直流纤维束过滤装置，其特征在于，所说过滤进 水管与壳体连接，过滤出水管与过滤出水集水装置连接，清洗进气管与清洗配气装置连 接，下向流清洗排水管或排空管与滤料组件下方的壳体连接，上向流清洗排水管与壳体 上部连接。
6.根据权利要求1所说的机械压缩垂直流纤维束过滤装置，其特征在于，所说压缩机 构主要由格栅板或缝隙板或多孔板、压力转换器、动力源组成，所说格栅板或缝隙版或 多孔板连接在或接触在压力转换器上，压力转换器由动力源驱动。
7.根据权利要求6所说的机械压缩垂直流纤维束过滤装置，其特征在于，所说格栅板 或缝隙板或多孔板为一层或一层以上，格栅板或缝隙板或多孔板设置在由若干纤维束滤 元所构成的过滤层的内部或由若干纤维束滤元所构成的过滤层的外部过滤进水的一侧。
8.根据权利要求6所说的机械压缩垂直流纤维束过滤装置，其特征在于，所说压力转 换器为一电动或气动或液动驱动的连杆机构，所说动力源为电动执行机构或气动执行机 构或液动执行机构。
9.根据权利要求8所说的机械压缩垂直流纤维束过滤装置，其特征在于，所说电动执 行机构为用于调节和控制电动蝶阀或球阀或闸阀或截止阀的角行程电动执行器或多回转 电动执行器或直行程电动执行器，所说气动执行机构为用于调节和控制气动蝶阀或球阀 或闸阀或截止阀的角行程气动执行器或多回转气动执行器或直行程气动执行器，所说液 动执行机构为用于调节和控制液动蝶阀或球阀或闸阀或截止阀的角行程液动执行器或多 回转液动执行器或直行程液动执行器。
10.根据权利要求8所说的机械压缩垂直流纤维束过滤装置，其特征在于所说气动执 行机构为气缸，所说液动执行机构为液压缸。
11.根据权利要求6所说的机械压缩垂直流纤维束过滤装置，其特征在于，压力转换 器为一胶囊或胶囊组，所说胶囊或胶囊组通过管道与压力气源或压力水源连接，所说动 力源为压力气源或压力水源。
专利摘要用于实现本实用新型目的的一种机械压缩垂直流纤维束过滤装置，所说装置包括重力式纤维束滤池和压力式纤维束过滤器，该装置包括壳体、滤料组件、压缩机构、过滤出水集水装置、清洗配气装置、过滤进水管、过滤出水管、清洗进气管、下向流清洗排水管或排空管、上向流清洗排水管。与最常见的纵向流纤维束过滤装置相比，在相同占地面下可数倍地增大过滤面积，从而可成倍地减少占地面积。与现有垂直流纤维束过滤方法相比，本实用新型滤层压缩密度可调节可控制，从而可以调节过滤精度和过滤速度，但现有方法不能做到。
文档编号B01D24/08GK201799144SQ20102019913
公开日2011年4月20日 申请日期2010年5月9日 优先权日2010年4月26日
发明者刘凡清 申请人:上海凡清环境工程有限公司