超滤膜设备清洗装置的制作方法

本发明属于供水技术领域，涉及能够对供水设备的超滤膜设备进行清洗的清洗装置。

背景技术：

现有的水厂的供水设备或者家用集中供水设备，一般采用膜丝组件或者陶瓷膜组件对原水进行分离处理，分离出干净水和污水。干净水通过管道输送至用户家中供使用。

当模组件使用一段时间之后，容易发生膜组件上的微孔被污物堵住的问题，导致过滤效率降低，出水通量降低。现有技术中的供水设备增设有电机、水泵、阀、电元件控制器等，并通过这些装置进行增压与抽水来对膜组件进行顺向冲洗或反向冲洗。但是，这样存在如下技术问题：

1.这样需要消耗电能，产生额外的用电费用；2.若是其中某个电器部件损坏(例如经常性对阀门进行开关动作，使阀的寿命变得很短，阀经常性损坏)，不能及时处理膜组件堵塞问题，将会产生停机、停止供水现象；3.这样的供水设备需要有人看护，还需要人工定期清理与维护设备，产生额外的人工看护和维护费用。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够自动、及时处理膜组件堵塞问题、降低处理成本的超滤膜设备清洗装置。

本发明的超滤膜设备清洗装置，包括竖直的外部管道，外部管道(141)的顶面和底面具有密封装置；所述外部管道的底部管壁上设置有用于与供水设备中的超滤膜设备的膜组件污水管相连接的连接口；所述外部管道的内腔中设置有顶端和底端敞开的内部管道，所述内部管道的底端穿过外部管道的底端伸出至外部；所述外部管道的内腔中还设置有一根真空破坏管，所述真空破坏管的顶端高于内部管道的顶端，所述真空破坏管的底端弯折并穿过外部管道的管壁露在外部。

在其中一个实施例中，所述内部管道内腔中设置有竖直的气水吸力发生管，所述气水吸力发生管的顶端弯折并且顶端开口位于内部管道顶部的管壁上，所述气水吸力发生管的底端开口伸出至外部管道的外部。

在其中一个实施例中，所述内部管道内腔中还设置有竖直的、顶端和底端敞开的抽气管；所述抽气管的顶端高于内部管道的顶端；所述真空破坏管的顶端高于抽气管的顶端，所述抽气管底端伸出至外部管道的外部。

在其中一个实施例中，所述气水吸力发生管和抽气管在中部位置合并为一根气水管，所述气水管的底端弯折并且底端开口位于内部管道底部的管壁上，该底端开口位于外部管道的外部。

在其中一个实施例中，所述气水吸力发生管的顶端到所述气水吸力发生管和抽气管合并处的距离为0.8—1.5米。

在其中一个实施例中，气水吸力发生管的顶端到内部管道的顶端距离为6-10厘米

在其中一个实施例中，所述内部管道的顶端到外部管道顶端的距离10—13厘米。

在其中一个实施例中，所述抽气管的顶端比内部管道的顶端高4—7厘米。

在其中一个实施例中，所述真空破坏管的顶端到外部管道顶端的距离为2—3厘米。

在其中一个实施例中，所述气水吸力发生管和抽气管的直径相同，所述气水管的直径是抽气管的1.25倍。

在其中一个实施例中，一根低压加热管从外部管道的顶端插入到外部管道的内腔中，位于外部管道与内部管道之间。

在其中一个实施例中，所述外部管道的顶端安装有能够打开和关闭的顶盖以及能够设置在顶盖与外部管道顶面之间的密封件。

在其中一个实施例中，所述外部管道的管壁中设置有隔热棉。

在其中一个实施例中，所述超滤膜设备清洗装置还包括用于将外部管道的底端安装到地面上的底座法兰固定板以及对外部管道的底面进行密封的水封板和气封板。

在其中一个实施例中，所述超滤膜设备清洗装置还包括一个用于放置在供水设备的中间水箱中的辅助水桶和用于安装在外部管道下方的辅助水箱。

本发明的优点在于：

1.将该超滤膜设备清洗装置安装到供水设备上，该超滤膜设备清洗装置工作时会利用虹吸原理产生一个强大的抽吸力，带动水流对超滤膜设备的膜组件进行顺向冲洗，同时，通过控制器控制水箱水管上的通断阀关闭，在顺向水流的作用下，中间水箱中水会反向快速流入膜组件，进行反向清洗。相对于传统的只具有顺向清洗或反向清洗功能，或者具有顺向清洗和反向清洗功能但顺向清洗和反向清洗在清洗时间上错开，本申请能够实现对超滤膜设备同时进行顺向清洗和反向清洗，清洗效果好。

2.本发明的超滤膜设备清洗装置通过管道的组合以及水位变化在管道中形成的抽吸力对超滤膜设备的膜组件进行冲洗，清洗过程不消耗电能，节约能源和用电成本，并且不需要人员看守，清洗成本低。

3.本发明的超滤膜设备清洗装置由管道组合而成，相对于传统的电机、水泵、阀、电元件控制器，本申请的超滤膜设备清洗装置的故障率很低，安装到供水设备上之后，能够节约维修成本。

附图说明

图1为本发明超滤膜设备清洗装置安装到供水设备之后的使用状态图；

图2是本发明超滤膜设备清洗装置的结构示意图；

图3是图2在I处的局部放大图；

图4是图2在II处的局部放大图；

图5是图2在III处的局部放大图。

图中的相关元件对应编号如下：

110、水塔 112、原水进水管 114、衡流阀

116、流量计 120、超滤膜设备 121、膜组件净水管

122、膜组件污水管 123、中间净水管道 124、中间污水管道

125、污水排水管 130、中间水箱 132、水箱水管

140、清洗装置 141、外部管道 142、内部管道

143、辅助水箱 144、辅助水桶 145、真空破坏管

146、抽气管 147、气水吸力发生管 148、气水管

149、连接口 150、储水池 152、送水管道

154、溢水管道 160、低压加热管 170、顶盖

180、隔热棉 A、顶部腔室 191、水封板

192、气封板 193、底座法兰固定板 194、加强筋

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图，说明本发明的较佳实施方式。

实施例1：

本发明超滤膜设备清洗装置包括竖直的外部管道141，外部管道141的顶端安装有能够打开和关闭的顶盖170以及能够设置在顶盖170与外部管道141顶面之间的密封件。该顶盖170可以为半球状结构。设置顶盖170的好处在于：安装管道或者更换管道比较方便。超滤膜设备清洗装置还包括用于将外部管道141的底端安装到地面上的底座法兰固定板193以及对外部管道141的底面进行密封的水封板191和气封板192。

外部管道141的底部管壁上设置有用于与供水设备中的超滤膜设备的膜组件污水管相连接的连接口149；外部管道141的内腔中设置有顶端和底端敞开的内部管道142，内部管道142的底端穿过外部管道141的底端伸出至外部；外部管道141的内腔中还设置有一根真空破坏管145，真空破坏管145的顶端高于内部管道142的顶端，真空破坏管145的底端弯折并穿过外部管道141的管壁露在外部。

内部管道142内腔中设置有竖直的气水吸力发生管147，气水吸力发生管147的顶端弯折并且顶端开口位于内部管道142顶部的管壁上，内部管道142内腔中还设置有竖直的、顶端和底端敞开的抽气管146；气水吸力发生管147和抽气管146在中部位置合并为一根气水管148，所述气水管148的底端弯折并且底端开口位于内部管道142底部的管壁上，该底端开口位于外部管道141的外部。气水吸力发生管147和抽气管146的直径相同，气水管148的直径是抽气管146的1.25倍，这样设置的好处在于：能够减少阻力，增大不落下的自由度及水落下时的重力加速度。抽气管146的顶端高于内部管道142的顶端；真空破坏管145的顶端高于抽气管146的顶端。

抽气管146的顶端比内部管道142的顶端高4厘米，这部分尺寸决定顶部腔室A形成负压真空度。

真空破坏管145的顶端到外部管道141顶端的距离为2厘米，这个尺寸的作用是避免减少抽气时产生的哨声及抽水时有足够的空间。

气水吸力发生管147的顶端到气水吸力发生管147和抽气管146合并处或者到气水管148顶端的距离为0.8米，这段距离决定水气抽吸量及力的大小。

气水吸力发生管147的顶端到内部管道142的顶端距离为6厘米，内部管道142的顶端到外部管道141顶端的距离10厘米，这两部分的尺寸决定虹吸形成的时间长短，其中气水吸力发生管147的顶端到内部管道142的顶端距离更为关键。

一根低压加热管160从外部管道141的顶端插入到外部管道141的内腔中，位于外部管道141与内部管道142之间。外部管道141的管壁中设置有隔热棉180。当环境温度低于3度时，低压加热管160开始加热，让外部管道141中的水温衡定在5-20度之间。设置低温加热管160与隔热棉180，使得清洗装置能够适用于50度到零下40度的环境。

超滤膜设备清洗装置还包括一个用于放置在供水设备的中间水箱130中的辅助水桶144和用于安装在外部管道141下方的辅助水箱143。

清洗装置140的高度为5.5米。

实施例2

与实施例1内容相同，不同之处在于：

气水吸力发生管147的顶端到气水吸力发生管147和抽气管146合并处的距离为1.15米。

气水吸力发生管147的顶端到内部管道142的顶端距离为8厘米，内部管道142的顶端到外部管道141顶端的距离11.5厘米。

抽气管146的顶端比内部管道142的顶端高5.5厘米。‘

真空破坏管145的顶端到外部管道141顶端的距离为2.5厘米。

清洗装置140的高度为8.75米。

实施例3

与实施例1内容相同，不同之处在于：

气水吸力发生管147的顶端到气水吸力发生管147和抽气管146合并处的距离为1.5米。

气水吸力发生管147的顶端到内部管道142的顶端距离为10厘米，内部管道142的顶端到外部管道141顶端的距离13厘米。

抽气管146的顶端比内部管道142的顶端高7厘米。‘

真空破坏管145的顶端到外部管道141顶端的距离为3厘米。

清洗装置140的高度为12米。

将超滤膜设备清洗装置安装到供水设备上的过程如下：

如图1所示：通过底座法兰固定板193和加强筋194将外部管道141安装在供水设备旁地面上，并且将水封板191设置在底座法兰固定板193与外部管道141的底面之间，将气封板192设置在底座法兰固定板193与地面之间，使外部管道141的内腔与外部隔绝、处于密封状态。将辅助水箱143安装在外部管道141的正下方的地表下，辅助水箱143的顶部开口敞开，使得辅助水箱143的内腔与外部空气相通

通过一根中间污水管道124将超滤膜设备120的膜组件污水管122连接到连接口149上。将辅助水桶144放置在供水设备的中间水箱130中，并使该辅助水桶144开口向上沉入至中间水箱130的底面上，将真空破坏管145的露在外部的那端放入到辅助水桶144中。

供水设备的结构如下：水塔110通过原水进水管112连接到超滤膜设备120，原水进水管112上安装有衡流阀114和流量计116。超滤膜设备120上具有膜组件净水管121和膜组件污水管122，膜组件净水管121经过中间净水管道123连接到位于超滤膜设备120上方的中间水箱130；中间水箱130通过水箱水管132连接到储水池150，水箱水管132上设置有通断阀。储水池150下部位置上连接有送水管道152。储水池150上部位置上连接有溢水管道154。水塔110的高度可以设定为15-30米，中间水箱130底部距离地面的高度为3-5米

将超滤膜设备清洗装置安装到供水设备上后的工作过程如下：

供水设备正常工作过程如下:

水塔110中盛装有原水，原水通过原水进水管112并且经过一个衡流阀114和流量计116进入超滤膜设备120。经过超滤膜设备120分离过滤后，产生的净水经过膜组件净水管121和中间净水管道123进入中间水箱130中，中间水箱130中的水通过水箱水管132流入储水池150中，储水池150中的水通过送水管道152送入用户家中供用户使用。

经过超滤膜设备120分离过滤后，产生的污水经过膜组件污水管122和中间污水管道124进入清洗装置140，清洗装置140的底部上连接有污水排水管125。由于衡流阀114稳流作用以及水位动态压力守衡作用，外部管道141中的污水水位将位于守衡水位a处进行浮动。

当超滤膜设备120的膜组件被污物堵塞，清洗装置工作过程如下：

超滤膜设备120使用长时间后，膜组件中的污染物过多，膜丝孔被堵塞，污水浓度升高，此时流量计116的读数明显下降，产水量减少。膜组件污水管122和中间污水管道124中的压力增大，清洗装置140中的水位逐渐上升，从守衡水位a上升至水位线b处时，水位线b与气水吸力发生管147的顶端开口对齐；清洗装置140顶部腔室A中的压力增大，形成一个0.5公斤以上的气压区。由于水位上升到气水吸力发生管147的顶端开口处，水会进入气水吸力发生管147，并且向下流动，这一动作打破了密封空间气与水的平衡，流动的水夹杂着空气，形成气水混合物。气水吸力发生管147中的气水混合物最终流入辅助水箱143中，在辅助水箱143中进行水气分离。

由于顶部腔室A中的平衡被破坏，空气阻力减少，水位迅速的上升，当水位达到水位线c处时，水位线c与内部管道142的顶端对齐，水位达到内部管道142的顶端，顶部腔室A中的空气在水的带动下，形成气水混合物，从内部管道142中快速流入辅助水箱143中，在辅助水箱143中进行水气分离。

顶部腔室A中的气压逐渐降低，水位继续快速上升，直至顶部腔室A中的气压变为负压，此时，中间水箱130上的通断阀被控制器控制关闭，停止向储水池150供水，辅助水桶144中的水被吸入真空破坏管145中，真空破坏管145管道中的气体被挤入顶部腔室A中，进入顶部腔室A中的空气继续随着水流排入辅助水箱143中。当真空破坏管145的空气排完后，虹吸作用形成，在重力以及全封闭的作用下，在约3-5秒的时间中会加速水流的重力加速度，在强大的抽吸力的作用下，超滤膜设备120的膜组件中的污物会顺着水流方向被快速的冲出，这是顺洗过程。与顺洗过程同步的反洗过程如下：顺洗过程进行的同时，中间水箱130中的水经过中间净水管道123和膜组件净水管121，反向流向膜组件，对膜组件进行反向冲洗。

冲洗过程的结束：中间水箱130中的水因反洗过程逐渐减少，水位逐渐下降到与辅助水桶144的顶面平行，中间水箱130中的水与辅助水桶144中的水分开，虹吸分为两个部分，一部分是：中间水箱130中的水反向流向膜组件；另一部分是：辅助水桶144中的水沿着真空破坏管145进入清洗装置，当辅助水桶144中的水被吸完后，随之真空破坏管145开始吸入空气，空气进入顶部腔室A中，造成密闭空间虹吸流中断。内部管道142中的水快速落向辅助水箱143，水位恢复到守衡水位a处。

至此，膜组件中的污物被清除，水通量恢复到原始的大通量状态。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。