本发明涉及净化过滤设备技术领域，尤其涉及一种全自动急冷水反冲洗砂过滤器及其使用方法。
背景技术：
目前，化工、纺织、医药、生物、电子等行业均需要净化水，通常采用过滤设备有效除去水中的泥砂、粘土、铁锈、悬浮物、藻类、生物粘泥、腐蚀产物、大分子细菌、有机物及其它微小颗粒等杂质，达到水质净化的目的。
现有技术中主要采用常规的滤芯式过滤器进行过滤，但是在实际应用中对急冷水进行过滤时，由于急冷水介质中含油且粘性较大，过滤器容易出现堵塞和难再生的问题，导致过滤器的过滤功能无法正常运行；而且过滤的急冷水介质颗粒较小，过滤难度较大。目前国家对环保要求不断提高，若急冷水中含的催化剂等小颗粒无法过滤掉，将会影响后续工序的运行以及废水的处理和排放。因此，急需发明一种过滤器，保证对急冷水的过滤效果，以满足环保要求。
技术实现要素：
本发明的其中一个目的是提供一种全自动急冷水反冲洗砂过滤器，通过采用砂式过滤的方式对急冷水进行过滤，保证对急冷水的过滤效果，以满足环保要求。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种全自动急冷水反冲洗砂过滤器，包括至少一个罐体，所述罐体上端连接有上输送管，下端连接有下输送管，所述上输送管上设有急冷水进口和反洗水出口，所述下输送管上设有急冷水出口和反洗水进口；所述急冷水进口、反洗水出口、急冷水出口和反洗水进口处均设有阀门，且所述阀门由plc或dcs控制，所述急冷水进口和急冷水出口之间设有压差指示器；所述罐体内设有水平设置的挡板，所述挡板上表面设有若干滤帽且挡板上设有至少两层砂式滤床。
通过采用上述技术方案，预先在plc或dcs系统中设定一个固定的压差值，当压差指示器的压差值（即急冷水进口和急冷水出口间的压差值）达到设定值后，则plc或dcs系统控制各阀门配合启闭，自动进行过滤或者反冲洗。急冷水进口和急冷水出口构成急冷水过滤通道，需要过滤的急冷水从急冷水进口进入上输送管，然后进入罐体内；在至少两层的滤床的过滤作用下，急冷水中的杂质在穿过滤床的缝隙时，黏附在构成滤床的滤料表面，从而将杂质从水中除去。经过净化的水从滤帽穿过挡板，进入挡板下方的罐体内，再经由下输送管从急冷水出口流出，从而实现对急冷水的过滤。其中，滤帽还可对急冷水进行再次过滤。当压差指示器的压差值达到设定值后，表明滤床已无法继续进行过滤工作，需要对其进行反冲洗，以恢复其过滤能力。反洗水进口和反洗水出口构成反冲洗通道，干净的水从反洗水进口通过下输送管进入罐体内，穿过滤帽对滤床进行冲洗，然后水流从反洗水出口流出。在自下而上的水流的冲洗作用下，滤床膨胀一定高度，构成滤床的滤料处于流化态，黏附在滤料上的悬浮物受到高速反冲洗水的冲刷而脱落；同时，滤料颗粒在水流中旋转时碰撞摩擦，也能够使悬浮物脱落，从而达到对滤床进行清理，使滤床能够继续进行过滤工作，且能够保证过滤效果。
进一步地，所述上输送管上连接有竖直设置的排水放空管，所述排水放空管的排水放空口位于罐体下方，且其设有由plc或dcs控制的放空阀。
通过采用上述技术方案，对急冷水进行过滤时，先打开放空阀和急冷水进口处的阀门，急冷水进入罐体内，将罐体内的空气从排水放空管排出，以保证在过滤时的过滤效果。待排水放空口处出水后再关闭放空阀，并打开急冷水出口处的阀门，进行过滤工作。
进一步地，所述下输送管上设有反吹气入口，所述反吹气入口位于反洗水进口和罐体之间，且其设有由plc或dcs控制的反吹气阀。
通过采用上述技术方案，进行反冲洗时，plc或dcs先打开反吹气阀，采用气洗的方式先用压缩空气自下而上对滤床进行冲洗，达到预先爆破的效果，以便再用水洗时水流能够较容易地冲刷滤床，更好地清除粘附滤料上的悬浮物。
进一步地，所述上输送管和下输送管上分别设有至少一个滤网，且至少一个所述滤网位于上输送管以及下输送管与罐体的连接处。
通过采用上述技术方案，滤网起到过滤作用，在过滤时，位于上输送管上的滤网能够对急冷水进行首次过滤，将急冷水中的大颗粒悬浮物先过滤掉，减轻滤床的负担；位于下输送管上的滤网能够对滤床的滤料进行过滤，避免其被冲出罐体，造成浪费。在反冲洗时，位于上输送管上的滤网能够防止滤床上的细小滤料被水流冲出罐体内，避免造成滤料的浪费。
进一步地，所述罐体侧壁上分别设有第一人孔和第二人孔，所述第一人孔位于罐体上方，且其下方设有爬梯，所述第二人孔位于罐体底部。
通过采用上述技术方案，从第一人孔和第二人孔处能够对罐体内部进行检修，同时，从第一人孔处向罐体内填装滤料，形成滤床，可实现滤床自下而上的铺设。从第二人孔处将滤帽安装到挡板上，方便从底部拧紧滤帽，实现滤帽的安装和更换。
进一步地，所述罐体的侧壁设有卸料孔。
通过采用上述技术方案，当滤床使用时间过长，过滤能力下降，即使采用反冲洗进行清洗后也无法继续工作时，将滤砂从卸料孔处移出罐体，方便换砂，以便向罐体内加入新砂，继续进行过滤工作。
进一步地，所述罐体的内壁设有竖直设置的刻度线，所述罐体侧壁上设有视镜。
通过采用上述技术方案，在向罐体内填装滤砂时，从视镜处观察刻度线，以判断每层滤床的填装高度是否达到要求，避免滤床过高或过低，影响其过滤效果，其结构简单，效果明显。
本发明的另一个目的是提供一种全自动急冷水反冲洗砂过滤器的使用方法，使其能够正常运行，进行过滤工作，并保证过滤效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种全自动急冷水反冲洗砂过滤器的使用方法，包括过滤和反冲洗，所述反冲洗用于若干次过滤后对滤床进行清洗，恢复其工作能力；其中，过滤包括以下步骤：
s1：在需要过滤的急冷水中加入絮凝剂；
s2：将所述滤床依次铺设到挡板上；
s3：在plc或dcs系统中设定压差值；
s4：plc或dcs系统依次控制打开所述急冷水进口以及急冷水出口处的阀门；急冷水从急冷水进口进入，经由上输送管进入罐体内，在罐体内的急冷水经过滤床和滤帽过滤，然后从滤帽流入下输送管内，从急冷水出口流出，完成过滤；
当所述压差指示器的压差值达到plc或dcs系统中设定的压差值时，进行反冲洗；其中，反冲洗包括反洗和正洗，且先进行反洗再进行正洗，反洗包括以下步骤：
s1’：plc或dcs系统控制关闭急冷水进口处以及急冷水出口处的阀门；
s2’：plc或dcs系统依次控制打开所述反洗水出口处以及反洗水进口的阀门，并设定反洗时间；反洗水从反洗水进口进入，经由下输送管进入罐体内，穿过滤帽对滤床进行冲洗，然后经由上输送管从反洗水出口处流出；
s3’：设定时间到后，plc或dcs系统依次控制关闭反洗水进口处以及反洗水出口处的阀门，并静置；
正洗包括以下步骤：
s1”：plc或dcs系统依次控制打开急冷水出口处的阀门以及急冷水进口处的阀门，并设定正洗时间；急冷水从急冷水进口进入，经由上输送管进入罐体内；
s2”：设定时间到后，关闭急冷水出口处的阀门以及急冷水进口处的阀门，静置备用，或直接进行过滤步骤。
通过采用上述技术方案，由于急冷水中的介质颗粒小且粘度大，会影响过滤的效果，因此，在进行过滤之前，先对需要过滤的急冷水进行预处理。根据急冷水的性质加入对应的絮凝剂，将急冷水介质中的小颗粒絮凝为大颗粒悬浮物，并将其油性中和，然后再对其进行过滤。plc或dcs系统根据急冷水进口和急冷水出口处的压差值的变化控制过滤和反冲洗，不仅能够对急冷水进行过滤，而且能够对滤床进行反冲洗，恢复其过滤能力。反冲洗包括反洗和正洗，不仅能够对滤床进行冲洗，而且能够对经过冲洗而松散的滤砂进行压实，以保证滤床的继续使用。上述工作过程中，只需输入控制时间和压差值，整个过滤及反冲洗过程均由plc或dcs系统自动化控制，保证工作连续化及控制智能化，实现对急冷水的过滤，对滤床的反冲洗，使滤床能够多次使用，并保证过滤效果，满足环保要求。
进一步地，在s4中，plc或dcs系统在控制打开急冷水出口处的阀门之前，先控制打开放空阀，待排水放空口出水后，关闭放空阀，再打开急冷水出口处的阀门。
通过采用上述技术方案，对急冷水进行过滤时，先打开放空阀和急冷水进口处的阀门，急冷水进入罐体内，将罐体内的空气从排水放空管排出，以保证在过滤时的过滤效果。待排水放空口处出水后再关闭放空阀，并打开急冷水出口处的阀门，进行过滤工作。
进一步地，在s2’中，在plc或dcs系统控制打开反洗水进口之前，先控制打开反吹气阀，压缩空气从下输送管穿过滤帽，冲击滤床；然后再关闭反吹气阀，打开反洗水进口。
通过采用上述技术方案，在进行反洗时，先进行气洗再水洗。先用压缩空气自下而上对滤床进行冲洗，达到预先爆破的效果，以便再用水洗时水流能够较容易地冲刷滤床，更好地清除粘附滤料上的悬浮物。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过设置正洗通道和反洗通道，并由plc或dcs智能控制，对急冷水进行过滤，且能够对滤床进行反冲洗，不需要将滤床取出就可恢复其工作能力，保证对急冷水的过滤效果，整个工作过程自动化且连续，快速便捷；
2、通过设置反吹气入口，在反冲洗的反洗过程中，先进行气洗再进行水洗，气洗时，压缩空气自下而上对滤床进行冲洗，达到预先爆破的效果，以便再用水洗时水流能够较容易地冲刷滤床，更好地清除粘附滤料上的悬浮物。
附图说明
图1是一种全自动急冷水反冲洗砂过滤器的整体结构示意图；
图2是一种全自动急冷水反冲洗砂过滤器的部分结构示意图；
图3是一种全自动急冷水反冲洗砂过滤器的剖视图。
图中，1、罐体；11、支腿；12、刻度线；13、第一人孔；131、爬梯；14、第二人孔；15、卸料孔；16、视镜；17、保温圈；2、上输送管；21、急冷水进口；211、急冷水进口阀；22、反洗水出口；221、反洗出口阀；3、排水放空管；31、排水放空口；311、放空阀；4、下输送管；41、急冷水出口；411、急冷水出口阀；42、反洗水进口；421、反洗进口阀；5、反吹气入口；51、反吹气阀；6、滤网；7、挡板；71、滤帽；72、滤床；8、第一连接管；81、第二连接管；82、第三连接管；83、第四连接管；84、第五连接管；85、第六连接管；9、压差指示器；91、托架；92、连接线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种全自动急冷水反冲洗砂过滤器，参照图1，包括至少一个通过三根支腿11固定在地面上的罐体1，在本实施例中，包括两个结构相同的罐体1，两个罐体1交替使用，不间断运行，从而提高工作效率。两个罐体1结构相同，现就一个罐体1的结构作具体说明。
参照图1，在罐体1上端连接有上输送管2，下端连接有下输送管4，且上输送管2和下输送管4与罐体1之间均采用法兰连接。参照图2，在上输送管2远离罐体1的一端两侧分别连接有急冷水进口21和反洗水出口22，急冷水进口21和反洗水出口22与上输送管2的连通处开口方向相反。在下输送管4远离罐体1的一端两侧分别连接有急冷水出口41和反洗水进口42，急冷水出口41和反洗水进口42与下输送管4的连通处开口方向相反。在急冷水进口21、反洗水出口22、急冷水出口41和反洗水进口42处均设有阀门，阀门具体包括急冷水进口阀211、反洗出口阀221、急冷水出口阀411和反洗进口阀421，且其均匀由plc或dcs控制，在本实施例中，采用plc系统实现对过滤器的自动化控制。
参照图3，在罐体1内设有水平设置的挡板7，挡板7上表面设有若干滤帽71，且挡板7上设有至少两层砂式滤床72，构成滤床72的滤砂种类由急冷水的酸碱性决定。在本实施例中，设有三层滤床72。
参照图2和图3，急冷水进口21、上输送管2、罐体1、滤床72、下输送管4以及急冷水出口41构成过滤通道，滤床72对急冷水进行过滤。反洗水进口42、下输送管4、罐体1、上输送管2以及反洗水出口22构成反冲洗通道，当滤床72的过滤性能下降，无法继续进行过滤时，对滤床72进行反冲洗。参照图2，在急冷水进口21和急冷水出口41之间设有压差指示器9，压差指示器9显示的压差值为急冷水进口21和急冷水出口41间的压差值。急冷水进口21和急冷水出口41所在管道上各引出一根与压差指示器9连接的连接线92，压差指示器9固定在托架91上。在plc系统中设定固定的压差值，当压差指示器9的压差值达到设定值后，表示滤床72已无法进行过滤工作，此时，plc系统控制过滤器进行反冲洗。
参照图2，在过滤之前，需要先将罐体1内的空气全部排出，因此，在上输送管2上连接有竖直设置的排水放空管3，排水放空管3的排水放空口31位于罐体1下方，且其设有由plc控制的放空阀311。在过滤前，打开放空阀311和急冷水进口阀211，待排水放空管3出水后，关闭放空阀311并打开急冷水出口阀411，进行过滤工作，经过滤床72过滤的急冷水从急冷水出口41流出。
参照图3，另外，在本实施例中，在上输送管2位于其与罐体1以及急冷水进口21的连通处分别设有滤网6，在下输送管4位于其与罐体1以及反洗水进口42的连通处分别设有滤网6。上输送管2上的滤网6能够在急冷水进入罐体1内时，先对急冷水中的大颗粒悬浮物进行首次过滤，降低滤床72的过滤压力；同时，在反冲洗时还能够避免细小的滤砂颗粒从罐体1内流失，避免造成浪费。下输送管4上的滤网6在过滤时能够避免率床上细小的滤砂颗粒随经过过滤的急冷水一起流出，避免造成浪费。
参照图3，为保证在反冲洗时反洗水能够顺利冲洗滤床72，在下输送管4上设有位于反洗水进口42和罐体1之间的反吹气入口5，且反吹气入口5处设有由plc控制的反吹气阀51。在进行反冲洗时，先进行气洗，压缩空气自下而上对滤床72进行预先爆破冲洗，使滤床72松散，以便再用水洗时更容易清除附着在滤料上的悬浮物。
参照图2，两个罐体1上的急冷水进口21之间通过第一连接管8连通，反洗水出口22之间通过第二连接管81连通，急冷水出口41之间通过第三连接管82连接，反洗水进口42之间通过第四连接管83连通，反吹气入口5之间通过第五连接管84连通，排水放空口31之间通过第六连接管85连通。两个罐体1一个进行过滤，一个进行反冲洗并静置待用，交替使用。另外，用于固定压差指示器9的托架91固定在第二连接管81上。
参照图1，在罐体1的上侧壁设有第一人孔13，在第一人孔13下方设有爬梯131，从第一人孔13处将滤砂填装到罐体1内。为方便观察和控制每层滤床72的高度，在罐体1的外侧壁上靠近顶部处还设有两个视镜16，在罐体1内壁与视镜16相对的一侧设有竖直设置的刻度线12，从视镜16处观察滤床72堆积时对应的刻度线12，以便控制其高度。在罐体1靠近底部处设有第二人孔14，方便从第二人孔14处将滤帽71安装到挡板7上。为方便将无法继续过滤的滤砂从罐体1内取出，在罐体1的侧壁设有卸料孔15，且卸料孔15位于第一人孔13和第二人孔14之间。另外，为了避免由于罐体1内外存在温差，导致急冷水降温，其介质粘度变大，影响过滤，在罐体1的上侧壁以及下侧壁上分别围设有保温圈17，对罐体1进行保温。
本发明披露的一种全自动急冷水反冲洗砂过滤器的使用方法，包括过滤和反冲洗，反冲洗用于若干次过滤后对滤床72进行清洗，恢复其工作能力。先对急冷水进行过滤，当压差指示器9的压差值达到设定值后，表示滤床72已无法继续过滤，此时，plc系统即控制其进行反冲洗，以恢复滤床72的工作能力。其中，当一个罐体1进行反冲洗时，另一个罐体1进行过滤工作，以此往复，两个罐体1交替使用。
过滤包括以下步骤：
s1：根据需要过滤的急冷水的性质，加入对应的絮凝剂对其进行预处理，将急冷水介质中的小颗粒絮凝为大颗粒悬浮物，并将其油性中和，然后再对其进行过滤。
s2：从第一人孔13处将三层滤砂依次铺设到挡板7上。
s3：在plc系统中设定固定的压差值，以便在压差指示器9的压差值达到设定值时plc系统控制过滤器进行反冲洗。
s4：启动plc控制系统，依次打开放空阀311、急冷水进口阀211，先将罐体1内的空气全部排出。当排水放空口31出水后，关闭放空阀311，打开急冷水出口阀411。此时，过滤通道开通，急冷水从急冷水进口21进入，经由上输送管2进入罐体1内，在罐体1内的急冷水经过滤床72和滤帽71过滤，然后从滤帽71流入下输送管4内，从急冷水出口41流出，完成过滤。
反冲洗包括反洗和正洗，且先进行反洗再进行正洗。反洗过程包括以下步骤：
s1’：当plc系统检测到压差指示器9的压差值达到设定值时，关闭急冷水进口阀211和急冷水出口阀411，停止过滤工作。
s2’：plc系统依次打开反洗出口阀221以及反吹气阀51，压缩空气自下而上对滤床72进行预先爆破冲洗，使滤床72松散，方便进行下一步反洗。关闭反吹气阀51后打开反洗进口阀421，并设定反洗时间，反洗时间为5-8分钟。在本实施例中，选择反洗时间为6分钟，且反洗水的流速为1m/s。干净的水从反洗水进口42通过下输送管4进入罐体1内，对滤床72进行冲洗，然后水流从反洗水出口22流出。在自下而上的水流的冲洗作用下，滤床72膨胀一定高度，构成滤床72的滤料处于流化态，黏附在滤料上的悬浮物受到高速反冲洗水的冲刷而脱落；同时，滤料颗粒在水流中旋转时碰撞摩擦，也能够使悬浮物脱落，从而达到对滤床72进行清理，使滤床72能够继续进行过滤工作，且能够保证过滤效果。
s4’：设定时间到后，关闭反洗进口阀421以及反洗出口阀221，并静置一段时间，再进行正洗。
反洗完毕后，进行正洗，将被反洗水冲散的滤床压实，使其能够继续进行过滤。正洗包括以下步骤：
s1”：依次打开急冷水出口阀411以及急冷水进口阀211，并设定5-8分钟的正洗时间，在本实施例中，正洗6分钟。急冷水从急冷水进口21进入，经由上输送管2进入罐体1内。
s2”：设定时间到后，关闭急冷水出口阀411以及急冷水进口阀211，静置备用。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。