专利名称：水产养殖用弧形筛过滤设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及水产养殖领域的水体过滤技术，特别是涉及一种具有自动清洗装置的 水产养殖用弧形筛过滤设备。
背景技术：
循环水处理技术是水产养殖系统的核心部分，前者的技术先进性决定了后者的先 进性、稳定性和运行经济性。所有的水产养殖系统水处理的首要任务就是去除水体中的悬 浮固体，这些悬浮固体包括无机的和有机的成分，主要产生于生物排泄、生物凝胶、以及未 被吞食的食物残余等，其颗粒大小从几厘米到几微米不等。有机的部分，所谓挥发性悬浮固 体(volatile suspended solids, VSS)助长氧消耗和生物燃烧问题的突出。而无机成分 则促使淤泥沉积的形成。从颗粒的直径大小区分，可以将养殖水固体分为溶解固体、胶状固 体、超胶状固体、以及可沉淀固体，如图1所示。其中术语“细固体”是指那些直径小于100 微米不容易沉淀于水中的固体颗粒。总悬浮固体(Total suspended solid, TSS)浓度被 定义为在已知体积的水中超过1微米直径以上颗粒的质量。相对而言，在循环养殖水系统 当中，细固体更难以控制并导致更多的问题。
在循环水处理技术中，可以采取一种或多种过滤工艺来去除水中的颗粒，包括沉 积、粗滤、布朗扩散、拦截等，通过筛网、颗粒介质、或气泡介质等过滤器来实施。其中，布朗 扩散和拦截工艺的实践意义有限，因而，物理过滤是控制水体固体悬浮物浓度的主要手段， 其效果的好坏直接影响到生物净化的效果和鱼类的生长。目前用于水产养殖系统的物理过 滤设备主要有转鼓式微滤机、弧形筛、蛋白分离器、砂滤器等。其中，如图2所示的转鼓式微 滤机主要用于去除60微米以上的固体颗粒物质(TSS)，设备主体材质可以分为金属(主要 是316不锈钢和钛材)和非金属(主要是PP和PVC)两类。这两种材质的微滤机在工作原 理、去除效率、运用方式上几乎没有差异。在自动清洗方面，一般采用反冲洗装置，定期对筛 网实施反方向的冲洗，使淤积于筛面的污泥顺着水流流向去污槽并顺水排出。在处理能力 上，微滤机覆盖了从10m3/h至约150m3/h的区间；过滤网目一般为170目至300目，也有个 别采用500目精度的情况；转鼓转速一般为l-5rpm (随着转鼓直径增大而减低)；传统方式 以大速比减速器驱动转鼓旋转为主，单位能耗上普遍可达每处理IOOm3耗电0. 3度的水平。
图3所示为采用弧形筛作为过滤器的水体净化系统示意图，其中的弧形筛水体过 滤装置的放大示意图如图4所示。弧形筛是一种技术上源于矿砂筛分的分离装置，在渔业 养殖水处理上主要是利用筛缝排列垂直于进水水流方向的圆弧形固定筛面实现水体固液 分离，最常用的筛缝间隙为0. 25mm,可有效去除约80%的粒径大于70微米的固体悬浮物质， 具有结构简单、造价低的优点，与转鼓式微滤机的主要区别在于无需额外的机械动力，节能 效果好。其缺点在于尚未有效解决弧形筛面的自动清洗难题，在养殖负荷较高时甚至需要 约每小时人工刷洗筛面一次，以维持过滤装置的正常工作。
因此，在养殖水体的物理过滤方面，确实需要一种新的过滤设备，能够克服现有技 术的不足之处，有效提高工作效率，便于实现自动清洗，同时又能大量节约能耗的新技术。发明内容
本发明的目的是提供一种水产养殖用弧形筛过滤设备，具有定时自动清洗淤积于 筛网表面的污物的自动清洗装置，适于对水产养殖用水进行高效率高质量的水体过滤，同 时符合低碳节能要求的技术发展趋势。
为实现上述目的，本发明一方面提供了一种新型的弧形筛过滤设备，包括水箱、弧 形筛和自动清洗装置，其中水箱底部形成清水槽，于清水槽底部一侧设有出水管，并在靠近 水箱前部上端部设有溢流槽，于溢流槽的外侧壁设有进水管；弧形筛的上端连接于溢流槽 内侧上缘，其下端连接于固定在与溢流槽侧相对的另一侧的水箱底部的集污槽内侧上缘， 且集污槽的底部设有排污口。自动清洗装置由清洗刷和驱动装置组成，其中，清洗刷的刮片 由橡胶材质制成，清洗刷刮片的底面与弧形筛的网面以及集污槽的内表面形状相一致；驱 动装置包括电动机、减速箱和传动机构，该传动机构优选地由螺纹丝杠及活动螺母组成，于 螺纹丝杆的两端还分别设有各自的行程开关。有利的是，驱动装置中还设有可编程的定时 器，电动机按预先设定的时间间隔定时运行，从而驱动清洗刷沿水平方向平行于弧形筛网 面往复移动，从而将淤积于筛网表面和集污槽表面的污物通过排污口排出到水箱外。
通过上述技术方案，本发明有利地提供了一种有效解决自动清洗问题的水产养殖 用弧形筛过滤设备，具有结构简单，运行可靠，节能效果明显的优势。
图1为水产养殖水体中固体颗粒分类的示意图。
图2为现有水产养殖水体净化系统中的一种转鼓式过滤设备的示意图；。
图3为采用传统的固定弧形筛过滤设备的水体净化系统示意图。
图4为图3的水体净化系统中的弧形筛过滤设备的放大示意图。
图5为根据本发明原理设计的一种弧形筛过滤设备的立体示意图，其中水箱的顶 盖和部分箱体侧壁被去掉以便显示其内部的结构。
图6为根据本发明的弧形筛过滤设备的主视图，其中水箱前部的部分箱体侧壁被 去掉以便显示内部的自动清洗装置。
图7为根据本发明的弧形筛过滤设备的侧视图，其中水箱侧面的箱体侧壁被去掉 以便显示内部的自动清洗装置。
图8为根据本发明的弧形筛过滤设备的俯视图，其中水箱的顶盖被去掉以便显示 内部的结构。
图9为根据本发明的弧形筛过滤设备中的驱动装置传动机构的示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的具体实施例的主要结构及其工作原理。
如图5所示，根据本发明的弧形筛过滤设备100主要包括用于容纳需要过滤的循 环水体的水箱110、设置在箱体内的弧形筛120、以及自动清洗装置。
参考图6至8，水箱110基本上为长方体箱型，并设有底脚或底座，水箱110的顶部 向上开口，于该开口处可设一顶盖(图中未示出);水箱110的底部为容纳过滤后的清水的清水槽111，于该清水槽111 一侧贴近底部的位置设有出水管112 ；水箱110的前部上端部设 有溢流槽113，于溢流槽113的外侧壁设有进水管114，而溢流槽113的内侧壁上缘的对面 还设有挡水板115，与溢流槽113保持一定距离的间隔，既可供水流通过溢流槽113的内侧 壁上缘流入水箱110内部，又起到防溅引流的挡水作用。
弧形筛120的筛网可选择各种不同规格的不锈钢板材冲孔或激光开孔而制成，一 般较佳的网眼目数可选择数百目，如二百目。网体的宽度略小于水箱110内部的宽度。网体 上端与溢流槽113的内侧边缘相连接，网体下端与固定于清水槽111底部的集污槽121的 内侧缘连接在一起。该集污槽121设在清水槽111底部与溢流槽113 —侧相对的另一侧。 弧形筛120的网体自其上端至下端整体上呈圆弧形延伸于水箱110内部，设计角度为大约 45°。在集污槽121的底部还设有排污口 122，使收集在集污槽121的污物可以从排污口 122通过排污管123排出水箱110外。
本发明的自动清洗装置是由清洗刷130和驱动装置140组成。驱动装置140带动 类似雨刮器形状的清洗刷130，在弧形筛120的网体表面上沿水平方向做往复移动来完成 弧形筛120网面的清洗。清洗刷130的刮片最好是由橡胶材质制成，其特别之处在于，清洗 刮片的底面被设计成与弧形筛120的网面以及集污槽121的内表面形状相一致，从而令形 状与弧形筛120及集污槽121吻合的清洗刷130的刮片可以更为有效地对网面的积淤实施 清洗。
根据本发明的典型实施例，驱动装置140通常包括电动机141、减速箱142和传 动机构，根据图中所示的本发明较佳的实施例，传动机构包括一对螺纹副，即固定螺纹丝杠 143和活动螺母144，其结构细节可见于图9。螺纹丝杆143沿水平方向延伸，与弧形筛120 的网面相平行，其左右两端分别通过轴承可旋转地固定于水箱110箱体的相对两侧壁，其 中一端则连接减速箱142的输出轴，由电动机141驱动该螺纹丝杆143旋转，从而推动螺母 144沿螺纹丝杆143横向移动。在螺纹丝杆143的两端分别设有各自的行程开关，当螺母 144运行到触碰行程开关的位置，即令电动机141逆转或停止。另外，自动清洗装置中的驱 动装置140中还设有可编程的定时器，电动机141根据预先设置好的时间间隔而启动工作。 根据本发明的具体实施例，螺纹丝杠143材质可选用45号钢，螺母144的材质可以选择青 铜，但发明的目的和所要保护的技术方案与材质的选择无关。
根据本发明的具有自动清洗装置的基本工作原理如下。
需要过滤的养殖用水通过进水管114流入进水溢流槽113，当溢流槽113水体蓄满 时，水流由溢流槽113内侧上缘溢出并流向弧形筛120网面进行过滤，挡水板115可防止水 流飞溅并引导水流。过滤后的水通过筛网进入清水槽111，而后由出水管112流入下一处理 单元；而弧形筛120过滤下来的残留物顺着水流由筛网120上方流入集污槽121，后经过排 污口 122和排污管123向外排出。在弧形筛过滤设备工作一段时间后，弧形筛120网面上 会滞留部分粘性物质，网眼会发生一定程度的堵塞，导致过滤效率下降。自动清洗装置会按 照定时器设定的时间间隔自动令电动机启动运行。举例来说，先令螺纹丝杠143顺时针旋 转推动螺母144向前移动，从而带动固定于螺母144上的清洗刷130对弧形筛120网面进 行清洗，当清洗刷130运动到螺纹丝杠143尾端时，会触碰到尾端的行程开关，然后令电动 机141自动切换电流方向，令螺纹丝杠143开始逆时针旋转推动螺母144往回移动，从而带 动清洗刷130反方向移动同时对弧形筛120网面进行清洗，直到到达起始位置，螺母144触碰到头端的行程开关时令电动机141停止运行，完成一次往返清洗过程。值得注意的是，在 自动清洗装置工作的同时，弧形筛过滤设备可以正常运行水体过滤。
根据本发明的较佳实施例，清洗刷的运动速度可选择0.02 m/s。具体地，当螺距 为10 mm的螺纹丝杠转速为120r/min时，筛面清洗时间可预设为间隔2小时清洗一次，每 次清洗过长可至少包括先顺时针旋转丝杠再逆时针旋转丝杆，从而令螺母完成一次往复循 环。当然，可以理解的是，驱动装置140的定时器可以根据实际的运行需要来设置时间间 隔，清洗刷运行一次的往返次数也不仅限于一次往返。
尽管上面通过举例说明，已经描述了本发明较佳的具体实施方式
，本发明的保护 范围并不仅限于上述说明，而是由所附的权利要求给出的所有技术特征及其等同技术特征 来定义。本领域一般技术人员可以理解的是，在不背离本发明所教导的实质和精髓前提下， 任何修改和变化可能仍落在本发明权利要求的保护范围之内。
权利要求
1.一种弧形筛过滤设备(100)，包括水箱(110)和设置在水箱(110)内的弧形筛(120)，其中所述水箱(110)的顶部向上开口，其底部形成清水槽(111)，于清水槽(111)底部一侧 设有出水管(112)，并在靠近水箱(110)前侧上端设有溢流槽(113)，于溢流槽(113)的外侧 壁设有进水管(114);所述弧形筛(120)，基本上呈矩形，其上端连接于溢流槽(113)内侧上缘，其下端连接 于固定在与溢流槽(113)侧相对的另一侧的水箱(110)底部的集污槽(121)内侧上缘，且集 污槽(121)的底部设有排污口(122)；其特征在于还包括自动清洗装置，由清洗刷(130)和驱动装置(140)组成，所述清洗刷(130)的底面与弧 形筛(120)的网面以及集污槽(121)的内表面形状相一致，所述驱动装置(140)按预定时间 间隔地带动清洗刷(130)沿水平方向平行于弧形筛(120)网面做往复移动，从而将淤积于 弧形筛(120)和集污槽(121)表面的污物通过排污口(122)排出到水箱(110)外。
2.根据权利要求1所述的弧形筛过滤设备，其特征在于所述驱动装置(140)包括电动 机(141 )、减速箱(142)和传动机构。
3.根据权利要求2所述的弧形筛过滤设备，其特征在于所述传动机构包括一螺纹丝杠 (143)和一活动螺母(144)，所述螺纹丝杆(143)沿水平方向延伸且与弧形筛(120)网面平 行，其左右两端分别通过轴承可旋转地固定于水箱(110)相对的两侧壁，其中一端连接减速 箱(142)的输出轴。
4.根据权利要求1所述的弧形筛过滤设备，其特征在于所述清洗刷(130)由橡胶材质 制成。
5.根据权利要求1所述的弧形筛过滤设备，其特征在于在所述螺纹丝杆(143)的两端 分别设有各自的行程开关。
6.根据权利要求1所述的弧形筛过滤设备，其特征在于所述溢流槽(113)的内侧壁上 缘的对面还设有间隔一定距离的挡水板(115)。
7.根据权利要求1所述的弧形筛过滤设备，其特征在于所述驱动装置(140)中还设有 可编程的定时器。
全文摘要
一种水产养殖用弧形筛过滤设备，包括水箱、弧形筛和自动清洗装置，水箱底部形成清水槽，清水槽一侧设有出水管，水箱前侧上端部设有溢流槽，溢流槽外侧壁设有进水管；弧形筛网体上端连接于溢流槽内侧上缘，其下端连接于固定在水箱底部的集污槽内侧上缘，集污槽底部设有排污口；自动清洗装置由清洗刷和驱动装置组成，清洗刷的底面与弧形筛以及集污槽内表面形状相一致，驱动装置包括电动机、减速箱和传动机构，传动机构则由螺纹丝杠和活动螺母组成，在螺纹丝杆两端还分别设有行程开关。有利的是驱动装置中还设有可编程定时器，因而可定时驱动清洗刷沿水平方向平行于弧形筛作往复移动清除弧形筛网面的积污，本发明结构简单，运行可靠，节能效果明显。
文档编号B01D29/64GK102029084SQ20101053960
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月11日 优先权日2010年11月11日
发明者倪琦, 庄保陆, 张成林 申请人:中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所