专利名称：污水处理装置以及使用该装置的污水源热泵中央空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种处理污水的装置，也涉及一种水源热泵中央空调系统。
背景技术：
目前，热泵中央空调系统基本分为水源(江、河、湖泊、地下水)热泵中央空调系统与地源热泵中央空调系统。这种热泵中央空调系统是引用已有水源与机组换热或在地底深部预埋地埋管通过中介水与机组换热。由于其前部加装了换热器，这样就会大大降低换热效率并使能量流失。再者，如果水源里有杂质被引入换热器，会对其造成堵塞，导致换热能力下降，长期清理换热器则会损坏内部换热管。如果冷热源是江、河、湖泊、地下水、地下预埋管，则在使用过程中会造成周围环境的冷热不均。例如，与湖水进行换热以后，湖内的环境温度受影响夏季湖水温度增高，冬季温度降低，生活在内部的生物长可能不适应环境温度的改变从而死亡； 与地下水、地下土质进行换热以后，同样导致地底温度改变，使周围的植物不适应其环境温度从而死亡。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种污水处理装置以及使用该装置的污水源热泵中央空调系统，直接使用污水作为热泵中央空调的热源，提高热效率，避免对环境产生负面影响。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种污水处理装置，其特征在于该污水处理装置具有一个直立呈圆筒状的壳体， 壳体内划分为上部的过滤腔与下部的冲刷腔，过滤腔两侧相对设置有一个污水进水口与一个过滤水出口，冲刷腔两侧相对设置有一个回水口与一个排污口 ；该污水进水口与该过滤水出口之间用一个圆筒形的过滤网隔开，该过滤网固定在该壳体顶壁上；壳体内壁上固定有一个漏斗形的碗套，该碗套内形成一个锥形的沉淀腔，该碗套底部中央穿设有一根活塞杆，通过该碗套与该活塞杆的密接使壳体上部的过滤腔与下部的冲刷腔相互隔离而不连通；该活塞杆上端伸入过滤腔中，且该活塞杆上端端部外侧设有梯形螺纹段，一个丝母螺套在该梯形螺纹段上，该梯形螺纹段以及丝母的螺纹升角大于其摩擦角，在该丝母的外侧还固定有数个呈环状排列的转子板，每个转子板竖直设置，且转子板外侧设有能够与上述过滤网的内侧壁相接触的刷毛，该数个转子板上端则均固定在一根与该壳体枢接的中心轴上；该活塞杆下端与一个固定在该壳体下方的液压缸动力连接，由该液压缸带动作上下往复运动；该活塞杆的杆身上还设有一个环槽，该环槽的上下行程极限位置分别位于在该沉淀腔与该刷腔中。
在一个较佳的技术方案中该梯形螺纹段与该丝母均采用双线螺纹或者多线螺纹。在一个较佳的技术方案中该活塞杆下端往下穿过该液压缸之后，再穿设在一个相对该壳体固定的键套中，该活塞杆下端一侧开设有一个键槽，该键套内侧则沿长度方向开设有一个长槽，一个键卡设在该键槽与该长槽中，使该活塞杆不能相对该键套旋转。在一个较佳的技术方案中在该活塞杆上对应于该沉淀腔的部分套设有用来保护该梯形螺纹段的伸缩保护套。在一个较佳的技术方案中该过滤网固定在该壳体顶壁上，该过滤网对应于该污水进水口的一侧设有贯孔，该过滤网的内部空间通过该贯孔与该污水进水口垂直贯通。在一个较佳的技术方案中在该活塞杆与该碗套之间还嵌套有一个沉淀保护套。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种污水源热泵中央空调系统，其包括一个水源热泵中央空调系统，该水源热泵中央空调系统主要是由水源热泵机组与换热终端循环相接组成，该水源热泵机组具有一个冷媒输出口、一个冷媒回流口、一个换热入口、以及一个换热出口，该冷媒输出口与冷媒回流口之间具有供冷媒介质流通的冷媒通道，该换热入口与换热出口之间则具有供冷热源流体流通的热源通道，该冷媒通道与热源通道之间还具有换热装置，其特征在于该污水源热泵中央空调系统还包括一台如权利要求1所述的污水处理装置，该污水处理装置的该污水进水口供污水进入该污水处理装置，该过滤水出口与该水源热泵机组的换热入口相连，该回水口与该水源热泵机组的换热出口相连，该排污口用来将从污水中过滤得到的垃圾杂质予以排出。在一个较佳的技术方案中在该换热终端连接到该水源热泵机组的回流通路上还设有补水装置和补水箱，使该水源热泵机组、换热终端、补水装置、以及补水箱首尾相接而构成一个循环回路。与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是污水源热泵中央空调系统是利用城市污水干渠里的原生污水经过液压全自动污水处理装置直接进入机组里，与冷媒介质直接换热，其换热效率大大提高。具体来说，本发明污水源热泵中央空调系统的优点还包括1、高效、节能该系统的运行方式能使能量输入与输出比达到1 4以上，即输入 IKff的电量能够得到4KW以上的冷热量。节能30% -75%。2、绿色环保该系统不需要锅炉、冷却塔等设备。没有煤、油及天然气燃烧排放物污染。无室外机。不会产生令人不适的热岛效应。噪音大大低于传统空调。在冬季取暖阶段，若每天利用一万吨水为室内提供热量，则可减少(X)2排放量约为5000吨。3、安全可靠污水源热泵系统加进污水过滤装置以后，可以有效的防止冷热源的杂质进入机组的换热部分，从而使运行稳定效率提高。总之，与其他水源热泵中央空调系统相比，污水源热泵中央空调系统把污水过滤和冷热交换结合为一体，实现了原生污水的直接利用，结构更加紧凑、运行效率大大提高。
图1是本发明提供的一种污水源热泵中央空调系统的整体结构示意图2是本发明的热泵中央空调与污水处理装置连接结构示意图；图3是图2的侧视图；图4是本发明提供的液压全自动污水处理装置的半剖结构示意图；图5是液压全自动污水处理装置的动力原理示意图。
具体实施例方式首先，请参阅图1所示，本发明提供的一种污水源热泵中央空调系统，其包括一个水源热泵中央空调系统，该水源热泵中央空调系统主要是由水源热泵机组A与换热终端B 循环相接组成，为了防止该水源热泵中央空调系统中循环运转的冷媒介质由于不断损耗而导致系统无法正常工作，在该换热终端B连接到该水源热泵机组A的回流通路上还设有补水装置C和补水箱D，如此一来，该水源热泵机组A、换热终端B、补水装置C、以及补水箱D 首尾相接而构成一个循环回路；而本发明的特点是一台污水处理装置E的过滤水出口 3与该水源热泵机组A相连，构成一台污水源热泵F，该污水源热泵F将污水作净化处理后，再使该经过净化的污水中蕴含的冷热源能量与该水源热泵机组A内的冷媒介质作热交换，提供该水源热泵中央空调系统使用。请结合图1、图2、图3、图4所示，该水源热泵机组A具有一个冷媒输出口 Al、一个冷媒回流口 A2、一个换热入口 A3、以及一个换热出口 A4，该冷媒输出口 Al与冷媒回流口 A2 之间具有供冷媒介质流通的冷媒通道，该换热入口 A3与换热出口 A4之间则具有供冷热源流体(即净化后的污水)流通的热源通道，该冷媒通道与热源通道之间还具有换热装置，而且该水源热泵机组A内还设有控制该冷媒通道以及换热通道通断状态以及开启大小的泵组和阀门，这些结构均属于现有技术，均未予图示，在此也不予赘述。值得强调的是，该污水处理装置E，其具有一个污水进水口 1、一个过滤水出口 3、 一个回水口 7以及一个排污口 11，该污水进水口 1可供污水进入，该过滤水出口 3与该水源热泵机组A的换热入口 A3相连，该回水口 7与该水源热泵机组A的换热出口 A4相连，该排污口 11用来将从污水中过滤得到的垃圾杂质予以排出。而该污水处理装置E的具体结构，请参阅图4、图5所示，由图可知该污水处理装置E具有一个直立呈圆筒状的壳体，壳体内划分为上部的过滤腔4 与下部的冲刷腔9，过滤腔4两侧相对设置有所述的污水进水口 1与过滤水出口 3，冲刷腔 9两侧相对设置有所述的回水口 7以及所述的排污口 11。壳体内壁上固定有一个漏斗形的碗套6，该碗套6内形成一个锥形的沉淀腔61，该碗套6底部中央穿设有一根活塞杆12，通过该碗套6与该活塞杆12的密接使壳体上部的过滤腔4与下部的冲刷腔9相互隔离而不连通。为了避免活塞杆12在碗套6中反复伸缩运动而损坏，在该活塞杆12与该碗套6之间还嵌套有一个铜制的沉淀保护套8。该污水进水口 1与该过滤水出口 3之间用一个圆筒形的不锈钢材质的过滤网5隔开，在本实施例中，该过滤网5直接固定在该壳体顶壁上，其对应于该污水进水口 1的一侧设有贯孔(常用结构，未予图示)，该过滤网的内部空间通过该贯孔与该污水进水口垂直贯通，使得污水从该开口直接进入该过滤网5内，然后，污水经过其过滤后流出过滤网5外，最后由该过滤水出口 3处流出。该活塞杆12上端伸入壳体上部的过滤腔4中，且该活塞杆12上端端部外侧设有梯形螺纹段121，一个丝母18螺套在该梯形螺纹段121上，该梯形螺纹段121以及丝母18的螺纹升角必须大于梯形螺纹段121与丝母18之间的摩擦角(该螺纹升角至少大于4度)， 而且最好采用双线螺纹或者多线螺纹，使该丝母18可随活塞杆12的上下往复运动而作正反旋转运动。为了防止该梯形螺纹段121在沉淀腔61中被垃圾杂质所附着，该活塞杆12 上对应于该沉淀腔61的部分设有伸缩保护套10。在该丝母18的外侧还固定有数个呈环状排列的转子板2，每个转子板2竖直设置， 其外侧设有能够与上述过滤网5的内侧壁相接触的刷毛21，转子板2上端则固定在一根中心轴22上，该中心轴22再通过轴承23与该壳体枢接。该活塞杆12下端往下穿过固定在该壳体下方的一个液压缸13，再穿设在一个相对污水处理装置E的壳体固定的键套15中，该活塞杆12下端一侧开设有一个键槽122，该键套15内侧则沿长度方向开设有一个长槽151，一个键16卡设在该键槽122与该长槽151 中，使该活塞杆12不能相对该键16套15旋转。该活塞杆12的杆身上还设有一个环槽123，该环槽123设置在靠近该碗套6的位置，并且该环槽123的上下行程极限位置分别位于在该沉淀腔61与该刷腔中；当活塞杆12 作上下往复运动的时候，该环槽123在该碗套6的沉淀腔61与该污水处理装置E的壳体下部的冲刷腔9之间往复移动，从而将沉淀腔61中收集的垃圾杂质带动至冲刷腔9中。为了实现该液压缸的自动控制，在该长槽151的两端分别设置一个能够感应该键 16的行程开关14，当活塞杆12移动到极限位置时，即反向运转该液压缸，以使用上下往复运动。而本发明的使用过程如下污水过滤装置通过污水泵从污水干渠抽取污水，通过污水进水口 1进入污水过滤装置的壳体内，然后经过该过滤网5，过滤网5可以过滤掉直径2mm以上的垃圾杂质。过滤完的污水通过过滤水出口 3进入到水源热泵机组A内进行换热。当过滤网5需要清理时，液压缸13驱动该活塞杆12作伸缩运动，由于活塞杆12 被键16套15限制无法转动，因此丝母18作正反旋转运动，并带动转子板2旋转，用刷毛21 反复清理该过滤网5，使垃圾杂质通过重力的作用自然向下沉淀，然后在沉淀腔61中被收集起来。垃圾到达沉淀腔61后，由于沉淀腔61是一个锥形，垃圾自然沉淀到底部，然后被活塞杆12的环槽123带动通过沉淀保护套8，到达该污水处理装置E的壳体下部的冲刷腔 9中；此时，由于活塞杆12的梯形螺纹段121在沉淀腔61内被梯形螺纹保护套保护，不受污水腐蚀。冲刷腔9是一个中空的腔室，只有活塞杆12在内做上下往复运动，从水源热泵机组A内换完热的回收水通过回水口 7进入到冲刷腔9内，冲刷活塞杆12的环槽123部分， 通过排污口 11把垃圾冲刷到污水干渠下游。液压缸13是活塞杆12的动力，液压缸13内部有上下两个腔室，分别为有杆腔和无杆腔，当液压泵站对有杆腔冲油时其油缸活塞杆12向下运动到达底部极限位置，此时油缸活塞杆12下部的键16到达底部触发行程开关，行程开关发出信号，油路转换，对无杆腔开始冲油，有杆腔内停止冲油，油缸活塞杆12向上开始运动，如此反复循环。本发明巧妙的将液压全自动污水处理装置E与水源热泵机组A相结合，直接使用污水进行换热，适用于各种水质，包括工业污水、城市污水、污水处理厂排弃的废水和江、 河、湖、海水等。本发明可用于高压系统(O-lOMPa/cm2)，过滤精度达到2mm。由上述结构描述以及工作过程描述可知污水源热泵F中央空调系统是利用城市污水干渠里的原生污水经过液压全自动污水处理装置E直接进入机组里，与冷媒介质直接换热，其换热效率大大提高。具体来说，污水源热泵F中央空调系统优点如下1、高效、节能该系统的运行方式能使能量输入与输出比达到1 4以上，即输入 IKff的电量能够得到4KW以上的冷热量。节能30% -75%。2、绿色环保该系统不需要锅炉、冷却塔等设备。没有煤、油及天然气燃烧排放物污染。无室外机。不会产生令人不适的热岛效应。噪音大大低于传统空调。在冬季取暖阶段，若每天利用一万吨水为室内提供热量，则可减少(X)2排放量约为5000吨。3、安全可靠污水源热泵F系统加进污水过滤装置以后，可以有效的防止冷热源的杂质进入机组的换热部分，从而使运行稳定效率提高。总之，与其他水源热泵中央空调系统相比，污水源热泵F中央空调系统把污水过滤和冷热交换结合为一体，实现了原生污水的直接利用，结构更加紧凑、运行效率大大提高。以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解， 在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种污水处理装置，其特征在于该污水处理装置具有一个直立呈圆筒状的壳体， 壳体内划分为上部的过滤腔与下部的冲刷腔，过滤腔两侧相对设置有一个污水进水口与一个过滤水出口，冲刷腔两侧相对设置有一个回水口与一个排污口 ；该污水进水口与该过滤水出口之间用一个圆筒形的过滤网隔开，该过滤网固定在该壳体顶壁上；壳体内壁上固定有一个漏斗形的碗套，该碗套内形成一个锥形的沉淀腔，该碗套底部中央穿设有一根活塞杆，通过该碗套与该活塞杆的密接使壳体上部的过滤腔与下部的冲刷腔相互隔离而不连通；该活塞杆上端伸入过滤腔中，且该活塞杆上端端部外侧设有梯形螺纹段，一个丝母螺套在该梯形螺纹段上，该梯形螺纹段以及丝母的螺纹升角大于其摩擦角，在该丝母的外侧还固定有数个呈环状排列的转子板，每个转子板竖直设置，且转子板外侧设有能够与上述过滤网的内侧壁相接触的刷毛，该数个转子板上端则均固定在一根与该壳体枢接的中心轴上；该活塞杆下端与一个固定在该壳体下方的液压缸动力连接，由该液压缸带动作上下往复运动；该活塞杆的杆身上还设有一个环槽，该环槽的上下行程极限位置分别位于在该沉淀腔与该刷腔中。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于该梯形螺纹段与该丝母均采用双线螺纹或者多线螺纹。
3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于该活塞杆下端往下穿过该液压缸之后，再穿设在一个相对该壳体固定的键套中，该活塞杆下端一侧开设有一个键槽，该键套内侧则沿长度方向开设有一个长槽，一个键卡设在该键槽与该长槽中，使该活塞杆不能相对该键套旋转。
4.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于在该活塞杆上对应于该沉淀腔的部分套设有用来保护该梯形螺纹段的伸缩保护套。
5.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于在该活塞杆与该碗套之间还嵌套有一个沉淀保护套。
6.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于该过滤网固定在该壳体顶壁上， 该过滤网对应于该污水进水口的一侧设有贯孔，该过滤网的内部空间通过该贯孔与该污水进水口垂直贯通。
7.一种污水源热泵中央空调系统，其包括一个水源热泵中央空调系统，该水源热泵中央空调系统主要是由水源热泵机组与换热终端循环相接组成，该水源热泵机组具有一个冷媒输出口、一个冷媒回流口、一个换热入口、以及一个换热出口，该冷媒输出口与冷媒回流口之间具有供冷媒介质流通的冷媒通道，该换热入口与换热出口之间则具有供冷热源流体流通的热源通道，该冷媒通道与热源通道之间还具有换热装置，其特征在于该污水源热泵中央空调系统还包括一台如权利要求1所述的污水处理装置，该污水处理装置的该污水进水口供污水进入该污水处理装置，该过滤水出口与该水源热泵机组的换热入口相连，该回水口与该水源热泵机组的换热出口相连，该排污口用来将从污水中过滤得到的垃圾杂质予以排出。
8.根据权利要求7所述的污水源热泵中央空调系统，其特征在于在该换热终端连接到该水源热泵机组的回流通路上还设有补水装置和补水箱，使该水源热泵机组、换热终端、 补水装置、以及补水箱首尾相接而构成一个循环回路。
全文摘要
本发明提供一种污水处理装置，一个壳体被上下划分为过滤腔与冲刷腔，过滤腔两侧有污水进水口与过滤水出口，冲刷腔两侧有回水口与排污口，该污水进水口与该过滤水出口之间用过滤网隔开；壳体内壁上固定有一个碗套，碗套底部中央穿设有一根活塞杆，该活塞杆上端伸入过滤腔中，以上下往复运动带动数个转子板的刷毛清洗该过滤网，该活塞杆下端与一个固定在该壳体下方的液压缸动力连接，该活塞杆的杆身上还设有一个环槽，该环槽的上下行程极限位置分别位于在该沉淀腔与该刷腔中。本发明还提供一种污水源热泵中央空调系统，将水源热泵中央空调系统，与该污水处理装置连接。本发明处理污水的同时，利用污水提供制冷、供暖功效，具有环保效益。
文档编号B01D29/64GK102205189SQ20111004460
公开日2011年10月5日 申请日期2011年2月16日 优先权日2011年2月16日
发明者刘远杰, 白明, 谷建华 申请人:谷建华