专利名称：支承过滤介质的阴沟装置的制作方法
发明的领域本发明涉及水处理系统中对过滤介质起支承作用的阴沟装置。更具体地说，本发明涉及用于在过滤设备操作时收集滤过的水并利用砾石过滤介质支承系统或者多孔板介质支承系统对处理系统中的过滤介质提供支承。
水处理系统的阴沟装置有三个主要任务为过滤介质提供支承，收集已穿过过滤介质的滤过的水并使回冲水、回冲空气或二者的组合均匀分布在整个过滤物质上。
阴沟装置常用预制混凝土块做成。最近，阴沟装置用高密度的不透水塑料压制成型，这种塑料重量轻，运费低，因而在过滤系统中得到应用。高强度的块体并排首尾相接地放置在过滤器底部，形成一个“活底”。块体对过滤介质提供支承且其形状做成便于收集穿过介质已滤过的水。介质的支承系统可防止过滤介质进入并损坏下部结构，并能较均匀地分配回冲液。介质支承系统将过滤介质与阴沟装置及下部结构分开，且有二种型类一种是12至16英寸厚的砾石层，再一种是最近使用的多孔板，其典型厚度为1至2英寸。多孔板悬挂到阴沟装置顶部并固定到下部结构。阴沟装置一般具有导管，常叫做分支管，供作回冲液的空气或干净水通过。诸为空气集流管那样的管路是回冲空气分配系统的组成部分。回冲水由引水槽引导到系统内，空气集流管带进压缩空气，由管道从集流管顶部经引水槽进入分支管或分配导管进行分配。
在回冲过程中，空气经空气分配管路进入阴沟装置的空气分支管。压缩空气可用作回冲液，也可与水混合作为气/水回冲液。压缩空气/水的混合物促使滤过的水以足够速度向上穿过过滤介质，防止过滤问题的发生，如形成泥球、多孔过滤物质的开裂、过滤颗粒上凝聚物的堆积，及过滤物质内无效区的形成。阴沟装置还起将过滤介质与空气分配管隔开的作用，防止管路内的小孔被过滤介质细粒堵塞。
由于气/水回冲液比空气或水单独一种回冲液优越，所以需要有一种新型先进的阴沟装置，在过滤水或其它液体作过滤处理时能同时提供空气分支管和水分支管。现有的短的阴沟装置能同时装上空气和水回冲液，但因主分支管的面积不足以运送大量的水(先有技术短块体的面积约为33平方英寸，即21.9cm2)，所以仅限于导管长度16英尺(4.8m)。大部分现有阴沟装置的高为12英寸(30cm)。目前在用的较短块体因为其能运送的回冲空气和回冲水的容量关系在应用上受到限制。
本阴沟装置还为过滤设备的阴沟装置提供较长的分配管或分支管。这种新型先进的阴沟装置的形状做成比起标准的阴沟装置来安装更方便，且制造成本大大降低。由于本阴沟装置比先有技术的块体短，因此本发明的块体为更多的过滤介质，即为介质顶部与过滤槽底之间的净空提供较大空间。本发明的块体比同样高度的其他块体可有较多的空气/水回冲液。分支管分隔壁的形状使它与先有技术的块体相比其主分支管面有较大的面积，即每平方英尺(900cm2)的过滤面积下分支管面积增加了三分之一以上。
块体较短可消除过滤物质中的死区。本发明的阴沟装置比先前的块体通常要宽，因此本阴沟装置可能包括较少的块体，因而减少安装时间。
过滤介质系统的一块阴沟装置包括一个顶壁，一个底壁及二个连接顶壁与底壁的侧壁。顶壁有内表面和外表面。在一个实施例中，顶壁的外表面有十字梁，可加强顶壁。在另一实施例中，顶壁的内表面上有十字梁。二个实施例的十字梁包括与块体宽度一样长的凸条和二个或二个以上垂直于二凸条并与之相连的横带。阴沟装置还包括许多内隔墙，上有二根主分配导管，内隔墙包括二个分支管的分隔墙和一个中央的分隔墙，内隔墙还有二条副导管，此副分配导管由二个分支管分隔墙与主分配导管隔开，每一分支管分隔墙有上面段和下面段；而中央分隔墙介于顶壁和底壁之间，将二主分配导管互相隔开，中央分隔墙还将二副分配导管互相隔开。
主分配导管包括上区、中区和下区，上区用于输送空气，下区输送水，而中区有一气/水界面。优选的副分配导管内有空气和水的混合物。分支管分隔墙的上面段可有许多空气分配孔，而分支管分隔墙的下面段可有许多水分配孔。顶壁可有许多空气和水的排放孔。
侧壁有内表面和外表面，两侧壁的外表面之间的距离是阴沟装置的宽度，此宽度调节范围在12英寸(30cm)至24英寸(60cm)左右。在一个实施例中，其侧壁有内表面和外表面，两个侧壁的外表面之间的距离是阴沟装置的宽度，此宽度调节值约为18英寸(45cm)。阴沟装置的高度在6英寸(15cm)至10英寸(25cm)的范围内。阴沟装置高度最好约为8英寸(20cm)。
在另一实施例中，中央分隔壁是可分的，因此阴沟装置可分成二个或二个以上较小块体。分支管分隔墙可以是倾斜的。反之，也可是曲面的。相邻的阴沟装置最好用锁定机构互相连接。锁定机构可包括承插式接口，插口有快速锁定接头。一些互相锁定的阴沟装置最好形成一公共的主分配导管，其长度在20英尺(6m)至40英尺(12m)之间。一些互相锁定的阴沟装置最好还形成一公共的副分配导管，其长度在20英尺(6m)至40英尺(12m)之间。
一种具有空气回冲和水回冲系统的过滤介质系统的阴沟装置可包括一顶壁，其上有许多空气和水排放孔且形状做成呈格纹状图案的十字梁；一底壁和二个与顶壁和底壁相连的侧壁，它有内表面和外表面。两侧壁的外表面之间的距离在12英寸(30cm)至24英寸(60cm)的范围内。各内隔墙有第一主分支管和第二主分支管。内隔墙可包括几个分支管隔墙和一个中央隔墙。内隔墙还有第一副分支管和第二副分支管。副分支管与主分支管由二分支管隔墙分开。分支管隔墙有上面段和下面段，分支管隔墙的上面段上有许多空气分配孔而下面段上有许多水分配孔。中央隔墙介于顶壁与底壁之间。中央隔墙将第一主分支管与第二主分支管隔开，中央隔墙还将第一副分支管和第二副分支管隔开。
一个实施例的阴沟装置还包括第一端和第二端，其中第一端有承口而第二端有插口，插口端有快速锁定接头，因此相邻块体可用锁定机构结合成一体。一方面，主分支管包括上区，中区和下区，上区输送空气，下区输送水，而中区有一空气/水界面。另一方面，副分支管有一输送气水温合物的区域。两侧壁的外表面之间的距离约为18英寸(45cm)，在这点上，阴沟装置的高度在6英寸(15cm)至10英寸(25cm)范围内。阴沟装置的高度最好是8英寸(20cm)左右。另一方面，中央隔墙是可分的，因此阴沟装置可分成二块或二块以上。在顶壁和底壁中间的分支管隔墙是倾斜的。反之，在顶壁和底壁中间的分支管隔墙也可是曲面的。在一个实施例中，许多互相锁定的阴沟装置形成一公共副分配导管，其长度在20英尺(6m)至40英尺(12m)的范围内。
图2是另一实施例的横截面，示出曲面的分支管隔墙。
图3是分支管块体顶壁的平面图。
图4是阴沟装置的横截面，示出支圈。
一方面，本发明的阴沟装置比先前的阴沟装置高度较短，而宽度较宽。当本发明的阴沟装置互相锁定时，它们形成的分配导管或分支管就比先有的阴沟装置长。分支管越长，就必须有越多的空气/水的容量向下通过分支管长度，因为其主分支管面积较大。由于磨擦，沿分支管管壁会有压力降，因而造成气水回冲液的不均匀分配。本发明能实现使气水回冲液走过较长的分支管，同时回冲液可均匀配到整个过滤系统。分支管较长可使本发明的阴沟装置应用于较大的过滤器中。而且，由于本阴沟装置比先前的块体短，因此，久许有较多空间或净空供给追加的过滤介质，从而提高了过滤介质系统的效率。本阴沟装置的宽度大，允许过滤物质占用较少的块体。固而减少安装时间。
本发明的曲面或倾斜的分支管隔墙允许有较多的空气和水向下走过分支管全长，因而改善回冲液的分布。由于本发明的阴沟装置有一中央隔墙，因此阴沟装置的长度可减半而不会失去支承介质所需的强度。这样使宽度不是块体宽度倍数的过滤物质安装比较容易。
参看
图1和图3，图中示出本发明的一个实施例。简短地讲，阴沟装置10有一顶壁52，一底壁54，二个侧壁56，57，和许多内隔墙25X、25Y、58，这些内隔墙形成许多主分支管20a、20b和许多副分支管30a、30b。顶壁有内表面59和外表面51。在一个实施例中，顶壁52的外表面51上有十字梁62、64，可加强顶壁52。十字梁62、64可有沿块体宽度分布的凸条62并有二条或二条以上与上述凸条62垂直连接的横带64。凸条和横带的数目可以改变。凸条和横带的用途是加强阴沟装置的顶面，使它能支承过滤介质的重量。精通阴沟装置10制造技术的人士能确定具体过滤器上使用的过滤介质支承所需的凸条62和横带64的数目。在有些过滤器中，在阴沟装置10的整个长度上使用16根凸条62。凸条62数量多少取决于过滤器中使用的过滤介质的总量以及其所需强度。
图3及图4示出本发明的另一实施例，其形状适合于以多孔板作为过滤介质支承系统的过滤系统。在此实施例中，阴沟装置10的顶壁52包括周边67。顶壁52的周边67形成了包围多孔板(未示)的支圈68，顶壁和底壁52、54及侧壁56、57的平均壁厚在7.0mm至8.0mm的范围内，最好是7.14mm。支圈68的厚度在6.0mm至7.0mm的范围内。如果支圈较厚则在其成形过程需要较长时间，使每个操作过程产生的块体数量减少。
主分支管20a、20b和副分支管30a、30b平行于阴沟装置10的纵轴线并且相互平行，因而当很多块体10互相锁定在一起时便形成一条空气和水的分配通道。通过过滤系统过滤的废水向下通向副导管，进入主分支管20a、20b，并通过块体10中切出的孔或分支管20a、20b端部的孔再从它们的底部流出。回冲空气和回冲水通过主分支管水平传送并且经分支管隔墙25X、25Y中的气孔和水孔送到副分支管，再进入过滤介质。回冲空气及回冲水垂直穿过副分支管30a、30b并进入过滤介质(未示)。空气管或集流管80位于底壁54下面，可将压缩空气送到分支管20a、20b，供过滤系统的空气逆向冲洗用。空气立管82离开空气集流管底部并用管子将空气输送到阴沟装置10。
另一方面，空气集流管可从上面进入块体10，通过下落管(未示)进入块体。过滤器(未示)底部的水槽载着废水离开过滤器，回冲水送进主分支管20a、20b。主分支管20a、20b是输送空气和水的公共分配管。主分支管20a、20b最好包括输送空气的上区22，输送水的下区26和空气与水在其中接触的中区24。分支管隔墙25X、25Y包括上面段28和下面段27。上面段28有许多空气分配孔44，使主分支管20a、20b与副分支管30a、30b连通。下面段27上有许多水分配孔42，使主分坛管20a、20b与副分支管30a、30b连通。阴沟装置10最好包括第一主分支管20a，第二主分支管20b，第一副分支管30a和第二副分支管30b。
中央隔墙58介质于顶壁52和底壁54中间，将第一主分支管20a与第二主分支管20b隔开，并将第一副分支管30a与第二副分支管30b隔开。加强的中央隔墙58允许将阴沟装置10切成二半，以致可装进宽度小于阴沟装置宽度倍数的过滤器中。
在图2所示的一个优选实施例中，分支管隔墙25a，25b是曲面的。反之，图1描绘的阴沟装置包括环形的分支管隔墙25X、25Y。主副分支管20a、20b、30a、30b的内部形状使回冲空气和回冲水分配均匀。分支管隔墙25X、25Y为输送回冲空气向下通过分支管长度的主分支管20a、20b提供较大面积。有曲面分支管隔墙25a、25b的阴沟装置10最好主分支管面积为68.2平方英寸(440cm2)，相比之下，有斜向隔墙25X、25Y的块体包括的主分支管面积约为65.4平方英寸(42.2cm2)。有斜向分支管隔墙的块体10的主分支管面积也较大，因为分支管隔墙25X、25Y从底壁54垂直上升，然后斜向顶部，倾角最好是122°角。因此，分支管20a、20b、30a、30b都较长，因而使空气均匀分配到整个过滤介质。大量空气/水以足够低的速度流动，因此由磨擦引起的压力降降低，从而保持均匀分配。本阴沟装置10可互相锁定，开成分支管20a、20b、30a、30b。其长度可达40英尺(12m)，从而使给定点的空气和水的分配状态保持在工业标准平均值正负5％以内。在本发明之前，分支管长度只有16英尺(4.8m)。
本发明的阴沟装置10设计成分支管间距在12英寸(30cm)至24英寸(60cm)范围内，相比之下，先有技术块体的间距为12英寸(30cm)。优选的间距为18英寸(45cm)。18英寸(45cm)的间距要求阴沟装置10的宽度大致在17英寸(42.5cm)至17英寸(43.75cm)的范围内，以便留出涂胶泥的间隙。薄胶泥将各块体结合成一体。18英寸(45cm)的宽度时使用的块体10的个数是12英寸宽度时所需个数的三分之二。块体10数量少，可降低过滤系统的安装时间。此外，由于本发明独特的阴沟装置包括的中央隔墙58易被分割，所以用各个9英寸的半块组成有主分支管20a，20b和副分支管30a，30b的整个块体。半块的块体适合于过滤器底部区域，那里的宽度不是18英寸块体的倍数，因而再次减少安装时间。
优选的阴沟装置10的高度在6英寸(20cm)至10英寸(25cm)范围内，推荐用8英寸(20cm)的块体高度。8英寸(20cm)的高度比先有技术块体少4英寸(10cm)，这一4英寸(10cm)的收益使介质顶面与过滤槽底面之间或者有4英寸(10cm)以上介质深度，或者有4英寸(10cm)以上的净空。
主分支管20a，20b和副分支管30a，30b平行于阴沟装置10的纵轴线且它们本身相互平行，从而形成空气和水的公共分配管。这些块体10最好结合起来。在一优选实施例中，阴沟装置10有第一端56和第二端57。第一端包括一锥形孔55a，它与位于块体10的第二端57上的插头55b联结。本发明互相连结起来的块体10可安装在宽度范围在3英尺(0.9m)至40英尺(12m)之间的过滤系统中，可满足大的过滤系统对40英尺(12m)分支管(或分配导管)的需要。插头55b与锥形孔55a互连系统使各块体10相互间产生紧配合，从而防止空气和水进入或流出块体10的分支管20a、20b、30a、30b，块体10用压制到插口端55b中的快速锁定接头(未示)结合起来。当然最好再用O形密封环使块体10进一步密封。
在一个优选实施例中，阴沟装置10压制到上述优选结构中。块体最好用质轻密度高的喷射成塑料做成，如聚乙烯。
权利要求
1.一种水处理过滤系统中支承过滤介质的阴沟装置(10)，该阴沟装置(10)包括一顶壁(52)，一底壁(54)，和连接顶壁(52)和底壁(54)的二个侧壁(56、57)；顶壁(52)包括十字梁(62、64)，可增强顶壁(52)；各内隔墙(25X、25Y、58)上有二主分配导管(20a、20b)，该内隔墙(25X、25Y、58)包括二个分支管隔墙(25X、25Y)和一中央隔墙(58)，内隔墙(25X、25Y、58)上还有二条副导管(30a、30b)，各条副分配导管(30a、30b)与主分配导管(20a、20b)用分支管隔墙(25X、25Y)隔开，每一个分支管隔墙(25X、25Y)有上面部分(28)和下面部分(27)；及中央隔墙(58)，它介于顶壁(52)和底壁(54)之间，中央隔墙(58)将两主分配导管(20a、20b)彼此隔开，中央隔墙(58)还将两副分配导管(30a、30b)彼此隔开。
2.权利要求1中的阴沟装置(10)，其中分支管隔墙(25X、25Y)的上面部分(28)上有许多分配孔(44)。
3.权利要求1中的阴沟装置(10)，其中分支管隔墙(25X、25Y)的下面部分(27)上有许多分配孔(42)。
4.权利要求1中的阴沟装置(10)，其中顶壁(52)上有许多排放孔(53)。
5.权利要求1中的阴沟装置(10)，其中侧壁(56、57)有内表面(56a、57a)和外表面(56b、57b)，两侧壁(56、57)的外表面(56b、57b)的间距是阴沟装置(10)的宽度，该宽度调节到12英寸(30cm)至24英寸(60cm)之间的范围内。
6.权利要求1中的阴沟装置(10)，其中侧壁(56、57)有内表面(56a、57a)和外表面(56b、57b)，两侧壁(56、57)的外表面(56b、57b)的间隔是阴沟装置(10)的宽度，此宽度调节到18英寸(45cm)左右。
7.权利要求1中的阴沟装置(10)，其中阴沟装置(10)的高度在6英寸(15cm)至10英寸(25cm)的范围内。
8.权利要求1中的阴沟装置(10)，其中阴沟装置(10)的高度约为8英寸(20cm)。
9.一种水处理过滤装置中支承过滤介质的阴沟装置支承系统，该阴沟装置包括空气回冲系统和水回冲系统，下部结构和多孔板，该阴沟装置(10)包括一顶壁(52)，该顶壁(52)上有许多排放孔(53)；一底壁(54)，和二个连接顶壁(52)与底壁(54)的侧壁(56、57)，侧壁(56、57)有内表面(56a、57a)和外表面(56b、57b)，其中两侧壁(56、57)的外表面(56b、57b)的间距在12英寸(30cm)至24英寸(60cm)范围内。顶壁(52)包括十字梁，可加强顶壁(52)，顶壁还包括周边67，周边67形成支圈68，可包住多孔板。各内隔墙(25X、25Y、58)上有第一主分支管(20a)和第二主分支管(20b)，内隔墙(25X、25Y、58)包括二个分支管隔墙(25X、25Y)和一个中央隔墙(58)，内隔墙(25X、25Y、58)还有第一副分支管(30a)和第二副分支管(30b)，这两副分支管(30a、30b)由二分支管隔墙(25X、25Y)与二主分支管(20a、20b)隔开，分支管隔墙(25X、25Y)有上面部分(28)和下面部分(27)，分支管隔墙(25X、25Y)的上面部分(28)上有许多分配孔(44)，分支管隔墙(25X、25Y)的下面部分(27)上有许多分配孔(42)；及中央隔墙，介于顶壁(52)和底壁(54)之间，该中央隔墙(58)将第一主分支管(20a)与第二主分支管(20b)隔开，中央隔墙(58)还将第一副分支管(30a)与第二副分支管(30b)隔开。
10.权利要求9中的阴沟装置(10)，其中主分支管(20a、20b)包括上区(22)，中区(24)和下区(26)。
11.权利要求9中的阴沟装置(10)，其中副分支管(30a、30b)包括一输送空气和水混合物的区域(26)。
12.权利要求9中的阴沟装置(10)，其中两侧壁(56、57)的外表面(56b、57b)的间距调节到18英寸(45cm)左右。
13.权利要求9中的阴沟装置(10)，其中阴沟装置(10)的高度在6英寸(15cm)至10英寸(25cm)范围内。
14.权利要求9中的阴沟装置(10)，其中阴沟装置(10)的高度约为8英寸(20cm)。
15.权利要求9中的阴沟装置(10)，其中侧壁的平均厚度是在7.0mm至8.0mm范围内。
16.权利要求9中的阴沟装置(10)，其中侧壁的平均厚度约为7.14mm。
17.权利要求9中的阴沟装置(10)，其中支圈的平均厚度在6.0mm至7.0mm的范围内。
18.权利要求9中的阴沟装置(10)，其中支圈的平均厚度约为6.35mm。
19.上述任何一条权利要求中的阴沟装置(10)，其中十字梁构成格纹状图案。
20.上述任何一条权利要求中的阴沟装置(10)，其中中央隔墙是可分的，因此可将阴沟装置(10)分成二个较小块体。
21.上述任何一条权利要求中的阴沟装置(10)，其中十字梁包括二个或二个以上凸条，伸展在顶壁的整个宽度上，还包括二个或二个以上与凸条垂直且伸展在各凸条之间的横带。
22.上述任何一条权利要求中的阴沟装置(10)，其中分支管的隔墙(58)是斜的。
23.上述任何一条权利要求中的阴沟装置(10)，其中分支管隔墙(58)是曲面的。
24.上述任何一条权利要求中的阴沟装置(10)，其中相邻阴沟装置用锁定机构互相连接。
25.上述任何一条权利要求中的阴沟装置(10)，其中锁定机构是承插式接口，包括承口(55a)和插口(55b)，插口包括快速锁定接头。
26.上述任何一条权利要求中的阴沟装置(10)，其中许多互锁的阴沟装置形成一条共公主分配导管，其长度在20英尺(6m)至40英尺(12m)的范围内。
27.上述任何一条权利要求中的阴沟装置(10)，其中许多互锁的阴沟装置形成一条公共的副分配导管，其长度在20英尺(6m)至40英尺(12m)的范围内。
全文摘要
阴沟装置用于支承过滤介质并分配空气和水的回冲液。阴沟装置包括一顶壁、一底壁和二侧壁，形成一开口的内腔。顶壁还包括十字构件，可加强支承过滤介质的阴沟装置。内隔墙也叫分支管隔墙，将块体内部分成主分支管和副分支管。当块体首尾相接时，分支管便形成一公共的用于输送空气和水回冲液的分配导管，分支管隔墙可以是倾斜的或曲面的。曲墙尤其是斜墙可增加分支管的面积。块体间的间距约18英寸，高度约8英寸，阴沟装置互相连结可形成一条长达40英尺的导管。阴沟装置还包括项壁，其上形成的凸条可包住并固定多孔板，应用于以多孔板为过滤介质支承系统的过滤系统中。
文档编号B01D24/02GK1413757SQ01136610
公开日2003年4月30日 申请日期2001年10月22日 优先权日2001年10月22日
发明者史蒂夫·扬奇 申请人:泰特拉处理技术塞温塔兰托服务公司