专利名称：过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用诸如活性碳的过滤介质以过滤诸如水的液体的过滤装置。特别地，本发明涉及旋转内置的螺旋输送器以清洁过滤介质以便恢复过滤介质的吸附功能和过滤功能的过滤装置。
背景技术：
如果过滤装置使用较长的时间周期，过滤装置的过滤罐内的过滤介质(过滤砂、活性碳等)变得堵塞。这防碍了有效的过滤性能，并恶化了诸如水的滤过液体的质量。为此，通过移除附着到过滤介质的污物消除堵塞。为了有效地执行操作，所希望的是从过滤介质移除污物的过程，即清洁过程以较少的步骤在较短的时间内执行。也希望的是被执行的清洁过程不需要额外的空间。为此，设置在过滤罐内的过滤砂清洁装置(过滤介质清洁机构)已经被考虑。过滤罐内的清洁机构的设置使得在较短的时间内能够有效地清洁过滤介质，且不用将过滤介质从过滤罐移除。
例如日本未审查实用新型公开No.63(1988)-98704中公开了这样的已知的过滤装置，该过滤装置考虑到上述各点而被开发。
日本未审查实用新型公开No.63-98704中公开的过滤装置包括竖立在其中的升降管(清洗罐)，和设置在所述升降管内的螺旋水升降器。在过滤期间，水通过水分散管排放，所述水分散管位于过滤砂内。已经从下面通过过滤砂而被过滤的被处理水(滤过水)在过滤砂上面被排放。在过滤砂的清洁期间，螺旋水升降器旋转并从螺旋水升降器的下部升高捕获了污物的过滤砂。所述污物通过使用离心力与过滤砂分离。过滤砂通过过滤砂排出口排出，所述过滤砂排出口设置在升降管的上部内。然后，过滤砂返回到过滤罐的内部。螺旋水升降器在其上部被驱动，其下端由轴承支撑。
在这个传统的过滤装置内，螺旋水升降器由螺旋升降器的轴支撑，所述螺旋升降器的轴插入设置在罐下端的孔内。因此，如果轴和孔彼此接触的部分磨损，轴在孔中变松。结果，诸如螺旋水升降器不能平滑旋转和水泄漏的问题可能发生。
如果螺旋水升降器在其上端和下端都被支撑，不太可能发生旋转波动和振动。但是，在由过滤介质围绕的环境内，不能防止轴承的磨损。在轴承变得磨损的情况下，存在问题是轴承不能很容易修理和更换。此外，过滤操作必须在修理或者更换的期间停止。
本发明有鉴于前述的问题开发。本发明的目的是提供一种过滤装置，当轴向支撑部变得磨损时，所述过滤装置自动补偿螺旋输送器的轴向支撑部的摩擦磨损，由此在较长的时间周期内保持稳定的性能。
发明内容
本发明的过滤装置包括过滤罐，所述过滤罐具有用于支撑一层颗粒状过滤介质的滤床；垂直取向的中空清洗罐，所述清洗罐在其下端具有开口且设置在过滤罐内；螺旋输送器，所述螺旋输送器用于在清洗罐内向上输送过滤介质，同时清洁所述过滤介质；和污物排出装置，所述污物排出装置用于将在清洁期间与过滤介质分离的污物排出到过滤罐的外部；其中所述螺旋输送器具有从上面悬吊在过滤罐内的轴；所述轴的上部被驱动，且所述轴的下部由轴向支撑部支撑，所述轴向支撑部固定到清洗罐的下部；和摩擦磨损补偿机构设置在轴向支撑部的一部分处，其中所述轴和轴向支撑部在轴向支撑部的所述一部分处彼此接触。
可以采用这样一种构造，其中
凹部设置在螺旋输送器的轴的下端；用于与所述凹部接合的凸起设置在轴向支撑部上；和所述摩擦磨损补偿机构被构造为凸起由弹簧恒定地朝向螺旋输送器推动。
可以采用这样的一种构造，其中凸起的上部尖端的形状是锥形的；凹部形成为大体上与凸起的锥形形状互补；和切口设置在凸起的尖端，或者另一个凹部设置在所述凹部的中心。
可以采用这样的一种构造，其中清洗罐在过滤罐内从上面悬吊；和轴向支撑部安装到清洗罐的下端。
可以采用这样的一种构造，其中轴向支撑部包括环，所述环安装在所述清洗罐下端的周边周围；用于推动凸起的弹簧；用于保持弹簧和凸起的中心部；和用于连接中心部和环的多个连杆。
过滤介质可以是活性碳。
本发明的过滤装置包括过滤罐，所述过滤罐其中具有颗粒状过滤介质层；垂直取向的中空清洗罐，清洗罐在其下端具有开口，且设置在过滤罐内；螺旋输送器，用于在清洗罐内向上输送过滤介质，同时清洁所述过滤介质；和污物排出装置，用于将在清洁期间与过滤介质分离的污物排出到过滤罐的外部。螺旋输送器具有在过滤罐内从上面悬吊的轴；轴的上部被驱动，轴的下部由轴向支撑部支撑，所述轴向支撑部固定到清洗罐的下部。摩擦磨损补偿机构设置在轴和轴向支撑部在那里彼此接触的轴向支撑部的一部分处。因此，本发明的过滤装置展示了下述有利的效果。
即使用于螺旋输送器的轴向支撑部变得磨损，摩擦磨损被自动地补偿。因此，防止了轴和轴向支撑部之间的松弛，并能在较长的时间周期内保持稳定的性能，而不需要修理或者更换被磨损的部件。
可以采用这样的一种构造，其中凹部设置在螺旋输送器的轴的下端；用于与所述凹部接合的凸起设置在轴向支撑部上；和摩擦磨损补偿机构构造为凸起由弹簧恒定地朝向螺旋输送器推动。在这种情况下，即使凸起变得磨损，因为其被恒定地朝向所述凹部推动，可以保持适当的轴向支承状态，即使摩擦磨损继续发展。
可以采用这样的一种构造，其中凸起的上部尖端是锥形形状的；凹部形成为大体上与凸起的锥形形状互补；且切口设置在凸起的尖端，或者另一个凹部设置在凹部的中心。在这种情况下，即使凸起的尖端变得磨损，互补的凹部提供了适当的轴向支撑，同时将螺旋输送器的轴向中心保持在其预定的位置。因此，不可能发生振动和旋转波动。
可以采用这样的一种构造，其中清洗罐在过滤罐内从上面悬吊；和轴向支撑部安装到清洗罐的下端。在这种情况下，清洗罐和螺旋输送器可以集成为一个单元，这方便了过滤装置的制造和修理。
可以采用这样的一种构造，其中轴向支撑部包括环，所述环安装在所述清洗罐下端的周边周围；用于推动凸起的弹簧；用于保持弹簧和凸起的中心部；和用于连接中心部和环的多个连杆。在这种情况下，可以在其下端处确保将过滤介质抽入清洗罐内的充分的尺寸。此外，环防止由于由过滤介质施加的压力导致的清洗罐的变形，并且也用于保持清洗罐和螺旋输送器之间的同轴关系。因此，螺旋输送器和清洗罐的内表面之间的间隙保持在恒定的距离，即使螺旋输送器和清洗罐很长。因此，在螺旋输送器的旋转期间，可以防止螺旋输送器和清洗罐之间的接触。
过滤介质可以是活性碳。在这种情况下，有机材料和氯可以由过滤介质吸附。此外，过滤介质层可以形成的很厚，这使得能够进行适当的过滤，并可以利用活性碳的所有功能。
附图描述
图1是垂直剖视图，示出了根据本发明的过滤装置的实施例。
图2是图1的过滤装置的轴向支撑部的周边的部分放大视图。
图3是清洗罐的放大仰视图，螺旋输送器的叶片从该视图省略。
图4是用在本发明的过滤装置内的轴向支承块的放大垂直剖视图。
图5是图4的轴向支撑块的放大平面图。
图6A、6B和6C示出了安装到图4的轴向支撑块的部件，其中图6A是芯部挤压销的放大主视图；图6B是芯部挤压销的放大平面图；和图6C是弹簧保持部件的放大主视图。
图7是示出了与螺旋输送器的轴一起用在本发明的过滤装置内的轴向支撑部的放大部分剖视图。
图8是用于螺旋输送器的块的放大垂直剖视图。
图9是磨损补偿机构的可选实施例的放大垂直剖视图。
具体实施例方式
下面，根据本发明的过滤装置的优选实施例将参照附图进行详细描述。图1是描述根据本发明的第一实施例的过滤装置1的垂直剖视图。首先，过滤装置1的通常构造将参照图1进行描述。
如图1中所示，根据本发明的第一实施例的过滤装置1包括过滤罐2，所述过滤罐2大体上为具有密封顶部和底部的圆柱形；水平布置的金属丝网(滤床/过滤层)50和水平布置的过滤板(滤床/过滤层)，它们在过滤罐2的内部的下部内彼此垂直地分开；和过滤介质清洁机构6(此后，简称为“清洁机构”)，所述过滤介质清洁机构6安装在过滤罐2的弯曲上壁20上。清洁机构6包括电动机26、制动机构27、基部28、清洗罐38和螺旋输送器32，这将在下面描述。清洁机构6进一步包括用作污物排出装置的滤过水排放管46和原水供给管56。
四个支撑腿8(图1中只示出了一个)安装在过滤罐2上。支撑腿8过滤罐2设置在地面10上。滤床4设置为距过滤罐2的弯曲底壁9一定距离。用于收集和向下传递滤过液体(滤过水)的多个过滤器12设置在滤床4内(参看图1)。
用于过滤由原水供给管56供给的原水的活性碳14(过滤介质)层设置在金属丝网50上。所述金属丝网50的目径小于活性碳14的颗粒，以防止活性碳14通过其落下。具体地，活性碳14具有大约10筛目到32筛目的颗粒直径。注意以筛目单位表示的颗粒直径表示25.4mm所除以的数。即，10筛目表示25.4mm除以10所得到的颗粒直径，32筛目表示25.4mm除以32的颗粒直径。
直径大于活性碳14的砂砾层，即砂砾层54(支撑层)设置在网50和滤床4之间的空间52内。砂砾54被用作支撑部件，用于支撑活性碳14。整个砂砾层14由金属丝网50覆盖，并不能朝向活性碳层14移动。因此，在其中不产生不均匀性，水流被分散，均匀过滤成为可能。在本实施例的情况下，过滤罐2的高度和直径分别大约是3米和1.6米，空间52的高度是大约19cm。
本发明的过滤罐2的高度出于下述的原因相对较大。用作过滤介质的活性碳14通过吸附移除氯和有机材料。因此，有待处理的水(液体)和活性碳14必须具有充分的时间量彼此接触。此外，不需要像通常具有较大横截面面积的活性碳吸附装置(过滤装置)要求的安装空间的空间有效过滤装置是期望的。因此，过滤罐2的横截面面积减小，由此减小了过滤装置1占据的地面10的面积，并且活性碳层变得更厚，以增加水和活性碳14彼此接触的时间量。此外，水流的速度减小，以增加水和活性碳14彼此接触的时间量。
通常，如果过滤介质层相对薄，那么螺旋输送器也短。因此，振动和旋转波动不太可能在这样的短螺旋输送器中发生，即使螺旋输送器只在其上部被支撑，所述上部被驱动。但是如果活性碳被用作过滤介质，且过滤介质层由于上述的原因变得更厚，这就必须相应地加长螺旋输送器。结果，在螺旋输送器的旋转期间就更可能发生轴向波动，并且诸如螺旋输送器与内圆柱体即清洗罐接触的可能性增加。为此，在本发明中，采用了其中长螺旋输送器32被轴向地支撑的结构。轴向支撑结构的构造将在后面描述。
圆形安装开口22形成在过滤罐2的上壁20的中心部内。清洁机构6通过螺栓(未示出)安装到所述安装开口22。安装开口22的周边形成在安装缘24内。电动机26和制动机构27设置在其上的基部28安装到所述安装缘24上(参看图1)。包括多个轴承30的保持部36形成在基部28内。螺旋输送器32(清洁装置)的轴34由轴承30支撑以在没有轴向位移的情况下可旋转。注意，电动机26和制动机构27一起称为驱动部。
接下来，将更为详细地描述清洁机构6。清洁机构6的圆柱形清洗罐38在其上部具有平圆形安装壁29。安装壁与基部28一起通过螺栓(未示出)安装到安装缘24上。在附图中，螺栓将通过指示它们位置的中心线指示。当清洗罐38的上部以这样的方式被安装到安装缘24上时，大体上，整个清洗罐38变成悬吊在过滤罐2的上部。
如图1中所示，清洗罐38的下部是敞开圆形下开口40。朝向侧面敞开的多个开口62也形成在清洗罐38的下部。此外，多个垂直延伸的上开口42沿着清洗罐38的上部的外周边以预定的间隔形成。下开口40和活性碳14之间的位置关系确定为下开口40被定位在活性碳14内。螺旋输送器32设置在清洗罐38的内部。螺旋输送器32的轴由具有相对较小直径的小直径部34a和具有相对较大直径的大直径部34b构成。
轴34通过联轴器49连接到电动机26。设置为给予轴34强度的大直径部34b形成为中空管，且中空管具有密封的下端44。轴34的下端44形成为球形表面。因为下端44形成为球形表面，在螺旋输送器34的旋转期间防止产生涡旋以执行清洁。由此，与下端44接触的活性碳14的不必要搅动可以被防止。下端44的形状将在下面更为详细地描述。螺旋形螺旋叶片43形成在轴34的大直径部34b上。叶片43形成为其延伸到轴34的下端44的附近。注意，叶片43在其与所述轴34分开的状态下通过多个撑杆安装到所述轴34上。叶片43设置为其外边和清洗罐38的内周表面之间存在小的间隙。
当螺旋输送器32的叶片43以这样的方式布置在清洗罐38内时，叶片43的上端被定位在上开口42的下边42a的附近，如图1中所示。此时，螺旋输送器32的下端44被定位在清洗罐38的下开口40的附近。螺旋输送器32的下端44由轴向支撑部60可旋转地支撑，轴向支撑部安装到清洗罐38的下端。轴向支撑部60的构造将在下面描述。
接下来，将描述过滤装置1的连接到过滤罐2的外部的部件。向下延伸的滤过水排放管46安装在过滤罐2的弯曲底壁9的中心。已经通过活性碳14、金属丝网50、砂砾54和过滤器12并已经由此被过滤的液体通过滤过水排放管46排放。小于砂砾54的槽(未示出)形成在过滤器12内。四个清洁水喷洒管58(液体喷洒部)在与空间52对应的位置处安装在过滤罐2的外壁上。清洁水喷洒管58成角度并沿着过滤罐2的外周以等间距的间隔安装。清洁水喷洒管58将在下面进行描述。
作为本发明特征的轴向支撑部60将参照图2、3进行描述。图2是过滤装置1的轴向支撑部60的周边的部分放大图。图3是清洗罐38的放大仰视图。注意叶片43已经从图3中省略。四个开口62(两个在图2中可见)在清洗罐38下部形成在清洗罐38的侧面内。平圆形凸缘64沿着圆柱形清洗罐38的圆周形成在其下边缘。凸缘64的内部是圆形开口40，所述圆形开口40与清洗罐38的内部连通。六个向下朝向的螺纹空68以等距的间隔形成在凸缘64内。
孔72形成在螺旋输送器32的轴34的下端，圆柱形的块70焊接到孔72内。块72的细节将在下面描述。安装到凸缘64上的轴向支撑部60包括环74；轴向支承块76(中心部分)，用于支撑螺旋输送器32的轴34；和六个等距分开的连杆78，所述连杆78连接轴向支承块76和环74。连杆78横截面是圆形的。环74、轴向支承块76和连杆78由金属，例如不锈钢，形成。
连杆78焊接到环74和轴向支承块76。环74具有与凸缘64的直径相对应的直径，并具有对应于凸缘64的螺纹孔68的六个螺纹孔80。轴向支撑部60通过螺纹连接到螺纹孔68、80内的螺钉82安装到清洗罐38的下端。
接下来，将参照图4-6C进一步地描述轴向支撑部60。图4是轴向支承块76的放大垂直剖视图。图5是轴向支承块76的放大平面图。图6A、6B和6C示出了安装到轴向支承块76上的部件，其中图6A是芯部挤压销94的放大主视图；图6B是芯部挤压销94的放大俯视图；和图6C是弹簧保持部件98的放大主视图。
首先，将参照图4、5给出描述。轴向支承块76形状是圆柱形，六个圆形孔84绕其周边形成。连杆78插入孔84内并焊接，以将轴向支承块76固定到连杆78。沿垂直方向穿透轴向支承块76的孔86形成为其与轴向支承块76的轴向中心同心。孔86被分成多个区域。从孔85的下端到上端，所述区域如下大直径螺纹部86a；与螺纹部86a具有大体上相同内径的中间孔86b；通道直径小于中间孔86b的直径的孔86c；和上部孔86d，所述上部孔86d的直径小于通道孔86c的直径。
面向下的环形台阶88形成在中间孔86b和通道孔86c之间的边界处。沿着孔86的纵向方向延伸的键槽90形成在上部孔86d内。所有的区域与孔86的轴向中心同轴形成。垂直于螺纹部86a的螺纹孔92形成在轴向支承块76的下侧表面内。
接下来，将参照图7描述将被安装在轴向支承块76内的芯部挤压销94(凸起)和弹簧保持部件98。图7是描述了与螺旋输送器32的轴34一起的轴向支撑部60的放大部分剖视图。芯部挤压销94是由比不锈钢具有更低硬度的诸如炮铜的金属形成的圆柱形部件。芯部挤压销94由如下部件形成大体上锥形尖端部94a，圆柱形上部94b，比上部94b具有更大直径的中间部94c；平圆形凸缘94d；和比中间部94c具有更小直径的下部94e。键槽96沿着芯部挤压销94的纵向方向形成在中间部94c内。键槽96对应轴向支承块76的键槽90。在图6C中显示的弹簧保持部件98是由诸如不锈钢的金属形成的大体上圆柱形部件。弹簧保持部件98具有用于在其上部与轴向支承块76的螺纹部86a接合的螺纹100和形成在其下表面内、将由诸如螺丝起子的工具接合的接合槽102。
其中芯部挤压销94和弹簧保持部件98安装在轴向支承块76内的状态将参照图7进行描述。当芯部挤压销94从下面插入孔86内，尖端部94a和上部94b通过轴向支承块76的上表面76b突出。此时，中间部94c定位在上部孔86d和通道孔86c内，同时凸缘96d和下部94c定位在中间孔86b内。弹簧保持部件98通过压缩螺旋弹簧104从下面挤压芯部挤压销94。此时，凸缘94d邻接孔86内的台阶88，以防止芯部挤压销94的进一步向上的运动。因此，芯部挤压销94不可能被挤出轴向支承块76。
止动螺钉106螺纹连接到螺纹孔92内以与其接合，止动螺钉106的尖端邻接弹簧保持部件的下部98a，以防止其旋转。即，防止了弹簧保持部件98由于其旋转导致的垂直运动。键槽90、96对齐，并且键部件122插入对齐的键槽90、96内，以保持它们之间的对齐状态。即，芯部挤压销94被防止在轴向支承块76内旋转。弹簧保持部件98通过止动螺钉106固定的原因如下。如果芯部挤压销94旋转，芯部挤压销94可能导致弹簧保持部件98旋转。结果，弹簧保持部件98可能从轴向支承块76落出，或者导致芯部挤压销94的位置变得更低。
接下来，将参照图8详细描述与轴向支撑部60接合的螺旋输送器32的轴34的块70。图8是块70的放大垂直剖视图。块70是由诸如不锈钢的金属形成的圆柱形部件。与轴34的轴向中心同心的轴容纳孔110(凹部)形成在块70的下表面70内。轴容纳孔110由下述部分构成大直径部112，用于容纳芯部挤压销94的上部94b；锥形部114，所述锥形部114从大直径部112向上延伸同时朝向内部会聚；和凹部116，所述凹部116从锥形部114进一步向内延伸。
直径比大直径部112大的环形密封容纳槽118在大直径部112的轴向上形成在中间位置处。环形油密封件120(参考图7)设置在密封件容纳槽118内。锥形部114的锥度与芯部挤压销94的锥形尖端94a的锥度相同。因此，轴容纳孔110和芯部挤压销94在形状上大体上互补。
当芯部挤压销94的尖端94a和轴容纳孔110接合时，上部94b由油密封件120密封，以防止微细的活性碳颗粒进入。此外，凹部116用作用于尖端94a的远端的逃逸部。当块70和芯部挤压销94接合时，芯部挤压销94由于从上面施加的负荷稍微向下移动。因此，芯部挤压销94的凸缘94d向下移动并且与孔86内的台阶88分离，同时由弹簧104向上推动。凸缘94d和台阶88之间的分离距离是摩擦磨损可以被补偿的尺寸。
以这样的方式构造的过滤装置1的过滤操作将参照图1描述。在正常过滤期间，原水从原水供给管56供给到过滤罐2的内部。原水渗透通过过滤罐2内的活性碳14，并且也进入清洗罐38并渗透通过其中的活性碳14。即，在清洗罐38内也能进行过滤。
已经通过活性碳14以让氯和有机材料从其吸附的滤过水通过网50并渗透通过砂砾层54。然后，滤过水经由过滤器12通过滤床4，通过过滤罐2下部的滤过水排放管46排放，并被提供用于利用。
接下来，将描述当由于长时间使用其中发生了堵塞时清洁活性碳14的方法。首先滤过水通过滤过水排放管46逆流。由此，使滤过水经由砂砾层54喷射到活性碳14内，由此使活性碳14浮起。由于活性碳14被浮起，当电动机26开始启动时的电动机26上的负荷减小。
接下来，电动机26被驱动以启动螺旋输送器32的旋转。活性碳14由螺旋输送器32的叶片43抽吸通过开口40、62并被向上推动到清洗罐38内。此时例如根据过滤罐2的体积、叶片43的直径等，螺旋输送器32的旋转速度从100-400RPM的范围内选择。但是，旋转速度可以在该范围之外。清洁操作每两天或者三天执行一次，每次约一分钟。但是，勿庸置言，根据过滤罐2的尺寸、堵塞的程度(吸附能力的减小)等，清洁操作之间的间隔和时间量根据需要变化。
滤过水的逆流在螺旋输送器32的旋转启动阶段继续。这是因为在清洗罐38的径向外部和内部的活性碳14的混合通过在逆流清洁状态下旋转螺旋输送器32由于螺旋输送器32的离心力而变得便利。同时，整个活性碳14通过这个运动被彻底清洁。此后，通过将流量减小到不导致污物落到过滤器12内的程度，滤过水的逆流以极低的速度继续。螺旋输送器32的旋转继续，以便清洁活性碳14。
活性碳14的颗粒通过螺旋输送器32的旋转被向上输送，同时彼此摩擦和洗擦，并从上开口42排放到清洗罐38的外部。通过活性碳14与过滤罐2内的水的表面的碰撞，污物与活性碳14分离的增强。落回到过滤罐2内的活性碳14被反复地向上输送到清洗罐38内，并在其中被洗擦。这样，通过在清洗罐38内的反复清洁，污物与活性碳14分离。
当完成清洗时，滤过水从滤过水排放管46再次逆流同时螺旋输送器32旋转，以执行漂洗操作。逆流漂洗操作在螺旋输送器32停止转动之后继续。从滤过水排放管46逆流的液体通过滤床4内的过滤器12的槽喷洒到砂砾层54。液体进一步通过金属丝网50并升到过滤介质14层内。此时，金属丝网50附近的活性碳14和砂砾54内的污物很容易通过液体的逆流而被移除。通过液体的逆流，捕获在过滤器12内的污物也很容易通过槽移除。已经与活性碳14分离的污物浮起并与包含污物的水一起通过原水供给管56排出。
在漂洗操作的期间，清洗水从清洁水喷洒管58在过滤罐2的两个滤床50、4之间被强有力地喷洒。喷洒的清洗水在所述砂砾层54内形成涡流。附着到砂砾54上的污物通过暴露给所述水的流涡流而与其分离。分离的污物通过金属丝网50并向上流动。污物被防止落到滤床4下面，因为来自滤过水排放管46的滤过水正在通过过滤器12被喷洒。从槽19喷洒的清洗水在将与砂砾54分离的污物此时向上有效地排出中也是有用的。通过连续地逆流漂洗必要的时间量，所有的污物被从过滤罐2移除。
过滤和清洗如上所述执行。在螺旋输送器32的旋转期间，由于其中下端44被轴向地支撑的轴向支撑结构，不会发生轴34的轴向波动。此外，重要的是芯部挤压销94和块70自动补偿由于在它们之间接触期间的旋转而发生的磨损。补偿功能将在下面描述。
如图7中最清楚所示，螺旋输送器32的水平方向上的重量和负荷由芯部挤压销94的尖端94a支撑。螺旋输送器32的重量的主要部分在其上端处支撑，因此，由此施加的向下的负荷不是很大。但是，轴向支撑部60的尖端94a和块70的锥形部分114恒定接触，并由于螺旋输送器32的旋转而变得磨损。特别地，由于轴向支撑部60被活性碳14围绕，已经通过油密封件120的活性碳14的微细颗粒出现在尖端94a和锥形部分114之间。由于微细碳颗粒的存在，没有金属材料可以避免摩擦磨损。
结果，由比不锈钢具有更低硬度的炮铜形成的芯部挤压销的尖端94a通过不锈钢块70的锥形部114变得磨损，由此缩短了芯部挤压销94的长度。但是，芯部挤压销94由弹簧104向上恒定地推动，因此，由磨损所减小的长度通过向上移动的芯部挤压销94得到补偿。因此，在芯部挤压销94和螺旋输送器32之间不发生松弛，并且在它们之间保持有利的接触状态用于轴向支撑部60以便支撑轴34。
芯部挤压销94的几个毫米的摩擦损耗可以得到补偿。但是，勿庸置言，通过变化芯部挤压销94的长度或者轴容纳孔110的尺寸，可以增加或者减小可以补偿的摩擦磨损的程度。注意，芯部挤压销94、推动芯部挤压销94的压缩螺旋弹簧104，和弹簧保持部件98一起称为摩擦损坏补偿机构。
本发明保持了具有很大垂直长度的过滤装置1的性能，同时最小化了维护操作。因此，本发明特别适于利用活性碳的过滤罐。活性碳的单位成本与砂砾的单位成本相比极高，在特定的时间周期之后，它的吸附能力减小。因此，活性碳需要比砂砾更为频繁地更换。结果，当与利用砂作为过滤介质的过滤装置相比时，运行成本极高。
需要频繁更换的的原因如下。当活性碳被用作过滤介质时，由于以平面形式聚集的活性碳的缘故，从所述表面到过滤介质层的上部形成水路。结果，只在水路的附近执行过滤，过滤介质层的中间部和下部的活性炭仍然具有吸附功能。但是，由于吸附性能整体减小，执行过滤介质的更换，且没有有效地利用整个活性碳层。
但是，通过使用本发明的过滤装置1，活性碳的寿命被延长，并且可以减小更换频率，由此减小运行成本。特别地，即使在芯部挤压销94需要更换的情况下，包括清洗罐38和螺旋输送器32的清洗机构6可以从过滤罐2移除。因此，便于芯部挤压销94的更换。此外，芯部挤压销94由硬度比块70低的金属材料模制。因此，摩擦磨损的程度在芯部挤压销94中比在块70内于。因此，需要更换的部分只是芯部挤压销94，所述芯部挤压销94容易更换。因此，进一步便于所述部件的更换。
上面已经描述了本发明的优选实施例。但是，本发明不限于上述实施例，可以考虑不同的修改和变化。例如，多个超声波发生器可以以等距的间隔安装到过滤罐2的外壁上。由两个或者三个超声波发生器产生的超声波导致的振动将污物和吸附到活性碳14上的分子分离。因此，活性碳14可以更为有效地被清洗，其寿命可以进一步地延长。
在如上所述的实施例中，轴容纳孔110形成为螺旋输送器的轴34内的凹部，并且芯部挤压销94设置为轴向支撑部60上的凸起。可选地，凹部和凸起可以反过来。即，凸起可以固定到轴44的下端44，且由具有相对较低硬度的材料形成并由弹簧向上推动的凹部件可以设置在轴向支撑部60内。在这种情况下，由于凸起和凹部之间的接触导致的摩擦磨损通过向上移动的凹部件而得到补偿。
具有如图9中所示的轴容纳孔170的块130可以用作轴容纳孔的可选实施例。图9是磨损补偿机构的可选实施例的放大垂直剖视图。轴容纳孔170不需要具有另外的凹部116。但是，切口196形成在芯部挤压销194内。因此，芯部挤压销194能够向上移动以补偿摩擦磨损。
在上述的实施例中，清洗罐38在过滤罐2内从上面悬吊，清洗罐38的下端位于过滤罐2的中空空间内。可选地，清洗罐38的下端可以直接设置在过滤罐2内。轴向支撑部也可以固定到过滤罐2。
上述的实施例描述了其中活性碳14用作过滤介质的情况。勿庸置言，也可以利用诸如砂砾的其它过滤介质。
权利要求
1.一种过滤装置，包括过滤罐，所述过滤罐具有用于支撑一层颗粒状过滤介质的滤床；垂直取向的中空清洗罐，所述清洗罐在其下端具有开口且设置在过滤罐内；螺旋输送器，所述螺旋输送器用于在清洗罐内向上输送过滤介质，同时清洁所述过滤介质；和污物排出装置，所述污物排出装置用于将在清洁期间与过滤介质分离的污物排出到过滤罐的外部；其中所述螺旋输送器具有在过滤罐内从上面悬吊的轴；所述轴的上部被驱动，且所述轴的下部由轴向支撑部支撑，所述轴向支撑部固定到清洗罐的下部；及在轴向支撑部的一部分处设置有摩擦磨损补偿机构，其中所述轴和轴向支撑部在所述轴向支撑部的一部分处彼此接触。
2.根据权利要求1所述的过滤装置，其中在所述螺旋输送器的轴的下端设置有凹部；在轴向支撑部上设置有用于与所述凹部接合的凸起；和所述摩擦磨损补偿机构被构造为所述凸起由弹簧恒定地朝向所述螺旋输送器推动。
3.根据权利要求2所述的过滤装置，其中所述凸起的上部尖端是锥形形状的；所述凹部形成为大体上与所述凸起的锥形形状互补；及在凸起的尖端设置有切口，或者另一个凹部设置在所述凹部的中心。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的过滤装置，其中所述清洗罐在过滤罐内从上面悬吊；和所述轴向支撑部安装到清洗罐的下端。
5.根据权利要求4所述的过滤装置，其中所述轴向支撑部包括环，所述环安装在所述清洗罐下端的周边周围；用于推动所述凸起的弹簧；用于保持所述弹簧和所述凸起的中心部；和用于连接中心部和环的多个连杆。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的过滤装置，其中所述过滤介质是活性碳。
全文摘要
一种过滤装置，即使支撑螺旋输送器的轴向支撑部磨损，也能够通过自动地补偿防止发生松弛且不需要修理和更换磨损部件，从而长时间保证稳定的性能。所述过滤装置(1)设有具有一层颗粒状活性炭(14)的过滤罐(2)；垂直地放置在过滤罐(2)内并在其下端具有开口(40)的清洗罐(38)；和设置在清洗罐(38)内且清洁过滤介质的螺旋输送器(32)。螺旋输送器(32)具有在过滤罐(2)内从上面悬吊的轴(34)。轴(34)的上部被驱动且下部由轴向支撑部(60)支撑，所述轴向支撑部(60)固定到清洗罐(38)的下部。在轴向支撑部(60)的、轴(34)和轴向支撑部(60)彼此接触的部分处设有摩擦磨损补偿机构。
文档编号B01D29/66GK1874831SQ20048003164
公开日2006年12月6日 申请日期2004年10月26日 优先权日2003年10月28日
发明者斋藤安弘 申请人:日本原料株式会社