一种具有折褶型滤网的卧式压载水过滤装置的制作方法

本实用新型涉及的是一种水处理装置，具体地说是船舶压载水处理装置。

背景技术：

《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》以下简称《压载水公约》正文第一条指出，“压载水”是指船舶为控制吃水、纵倾、横倾、稳性或应力而装上船的水及其中的悬浮物。而“沉积物”则是指从压载水中沉淀在船舶内的物质。当船舶装上压载水，它也装上了在压载水中的物质。在混水或浅水中包含着固体物质，当这些物质进入压载舱，将沉淀在底部成为“沉积物”，并可能成为多种水生生命居住和生活的温床。从以上两个定义来看，我们不难发现，从压载水随意排放带来的外来生物入侵这个问题上，我们所说的压载水其实就是在包括沉积物在内的物质。

船舶在正常航行和作业的过程中，有时候必须要对船舶的浮态进行调整，保证船舶的正常航行和作业，弦就必须要通过船舶压载来实现。船舶压载的作用主要有以下几个方面：

1在船舶空载时保持一定深度的吃水不至于倾覆；

2在船舶载货的状态下也可以用压载水在各压载舱之间的压载和调节，确定一定的吃水差或者平吃水(前后吃水差为0)，保证船舶在特定的水域中顺利、安全航行；

3破冰船通过使用大功率的水泵快速调节船首尾两端的压载水，进而使得船首尾两端进行高低运动，切断海面上的冰层，进行破冰作业，这也是破冰船的工作原理。

据统计，全球80％的货物是通过船舶运输的。船舶压载水是现代远洋船舶航海安全和高效营运的保证，船舶在航行、装卸、进出港、停泊等不同工况时会通过压入或排出压载水保持船舶的平衡与稳定，对船舶的安全航行起着重要作用。

然而，压载水在船舶运输中发挥着巨大作用的同时，也同样会带来很大的危害，最明显的危害就是对海洋环境的破坏，在压载水的一般给排水过程中，船舶在码头卸载货物后，为了保持适当的吃水，在码头输入压载水，保持压载状态航行至另一个码头装货，为了能够装载足够多的货物，船舶必须将压载舱内的压载水排出，这样，船舶在运输货物和乘客的同时，也将船舶卸货码头海域输入的压载水和沉积物排放到装货码头海域。

船舶压载水中含有大量生物，包括浮游生物、微生物、及细菌、病原体甚至是小型鱼类以及各种物种的卵、幼体或孢子，沉积物含有生物碎片、颗粒状有机物、生物孢囊、不溶性硅酸盐等物质等生物，也随其排入新的生存海域，掠夺本地生物生存资源，破坏当地的海洋生态平衡，危害渔业资源，对公众健康安全造成不利影响。

2004年2月，国际海事组织(IMO)召开的压载水管理国际会议通过《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》。该公约包括22条条款和一个规则附则《控制管理船舶压载水和沉积物以防止、减少和消除有害水生物和病原体转移规则》，旨在防止船舶压载水排放引起的外来物种入侵，病原体传播导致的环境、人类健康、财产及资源方面损害。“公约”规定，从2009年起新造船舶必须安装压载水处理设备，并对现有船舶实施追溯，到2017年所有远洋船舶均须安装压载水处理设备。否则，公约生效后就不能驶入IMO成员国港口，违反公约将面临制裁和处罚。今年9月8日，芬兰批准该公约，使得签约国达52个，商船总吨位达世界商船总吨位的35.14％，满足35％的公约最低生效条件。至此，《压载水公约》于2017年9月8日正式生效。而今随着巴拿马成为第53个批准压载水管理公约的国家，批准国统计商船吨位已达到全球商船吨位的半数以上。

由于公约的生效，要求2009年以后建造的船舶部分需达到D2标准，2016 年以后建造的船舶全部需达到D2标准才能进入他国港口。目前已有总计 53.28％商船总吨位的53个国家加入国际压载水公约，该公约已达生效条件，并于2017年9月8日正式生效实施。

2018年当地时间10月22日，中国驻英国大使馆代表中国政府正式向国际海事组织秘书长林基泽递交中国加入《2004年国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》，《公约》将于2019年1月22日起对我国正式生效，因此，研发压载水处理设备将对我国的海上事业做出巨大贡献。

据相关机构统计表明，IMO公约实施后的7年～8年，全球将有约7万艘商船需进行压载水处理系统改造或安装，然而压载水系统目前正处于研发阶段，实际应用经验并不成熟。

目前，通过认证的船舶压载水处理系统大多是采用两种或两种上的物理和化学方法来处理船舶压载水，不同的处理系统都存在各自的优点和不足，而且由于全球各海区的水质状况和海洋生物状况差别极大，截至目前还没有哪一种压载水处理技术和装置适用于绝大多数的海区和船舶，如何为船舶选择安全性能最高、处理效率最好的系统是船舶企业的难题。

目前市场上的过滤器，中国专利文献公开的一种压载水过滤器申请号 201520424042.8，该设备采用不同单层滤芯，通过改变过滤器滤芯的结构形式，使过滤器占地面积减小同时能够增加过滤流量，但是其反冲洗系统以及污阻问题并未得到有效解决，因此在长时间运行后，过滤网容易堵塞，并且反冲洗效果不佳，过滤效果变差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供增强过滤效果和能够提高反冲洗排污效率降低过滤污阻的一种具有折褶型滤网的卧式压载水过滤装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种具有折褶型滤网的卧式压载水过滤装置，其特征是：包括筒体、前盖板、后盖板、滤芯、空心排污轴、排污室，前盖板固定在筒体的前端部，后盖板固定在筒体的后端部，筒体内部的前端和后端各自设置滤芯卡口，滤芯安装在前端和后端的滤芯卡口之间，滤芯与筒体内壁具有滤出水间隙，前盖板上设置进水口，筒体上设置出水口，前端的滤芯卡口与前盖板之间构成进水缓冲区，滤芯所在空间构成过滤区，空心排污轴的一部分从后盖板伸入至筒体里，并位于过滤区空间内，空心排污轴的其余部分位于后盖板外部并通过后盖板上的转轴安装口固定，空心排污轴的端部设置排污室，排污室下方安装排污管，过滤区空间内的空心排污轴伸出吸污管，吸污管的端部安装吸污头。

本实用新型还可以包括：

1、排污室通过联轴器连接旋转机构，旋转机构连接驱动电机。

2、筒体外部安装检测进水和出水压力差的压力传感器，压力传感器检测压力差达到设定值后，驱动电机工作进行反清洗。

3、所述滤芯由外而内包括四层，最外层为第一保护层，第二层为有效过滤层，第三层为第二保护层，第四层为支撑层。

4、第一保护层和第二保护层以及支撑层均为圆筒式平面型过滤网，有效过滤层为圆筒折褶型过滤网。

5、折褶型过滤网的折褶方式为沿着筒体轴线方向纵向折叠，折叠后的波峰和波谷与筒体轴线垂直，由此形成的波谷圆周与旋转机构的旋转方向平行一致，折叠方式为V型折叠，折叠夹角为3°-4°。

6、第一保护层和第二保护层过滤精度为100-150μm，有效过滤层精度为 30-50μm，支撑层过滤精度为300-500μm。

7、出水口安装止回阀。

本实用新型的优势在于：本实用新型通过设置进水端的缓冲区，可以有效防止进水瞬间流量过大所造成的冲击力，减小冲击；通过设置末端止回阀，可以消除停泵水锤的影响，增加系统的运行稳定性，延长设备的使用寿命。通过设置壳体两端都可拆卸，滤芯固定方式简单易操作，因此可以根据不同的使用场景或者过滤要求更换不同滤芯，使本实用新型可用范围更广泛；滤芯采用折叠型滤网，与外径和高度相同的平面型圆筒滤芯相比，相同的体积具有更大的过滤面积，增强了单位时间内的过滤通量，提高了过滤效率，同时滤芯的折叠方式采用V型折叠方式，具有一定的强度支撑，增强的滤芯的使用寿命，滤芯的折叠折线与滤芯的母线相互垂直，由此形成的波谷圆周与反冲洗系统的运行旋转方向平行一致，因此减小了由于反冲洗时，反冲洗系统的吸污管旋转带动水流的沿筒体圆周旋转遇到横向折叠棱而造成的紊流运动，减小了反冲洗时的水流冲击力，同时水流能够沿着折叠波谷进行圆周运动，能够更有效利用水的黏性性质将波谷内过滤介质杂质随着水流的同方向运动进而夹杂携带出去，提高了反冲洗效果，使系统运行更稳定，也使得过滤和反冲洗同时进行而不影响运行操作，为船舶的装卸压载水缩短了运行时间。本实用新型装置处理后的效果满足《控制管理船舶压载水和沉积物以防止、减少和消除有害水生物和病原体转移规则》第D-2条规定。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为过滤器滤芯层数结构示意图；

图3为过滤器滤芯第一保护层和第二保护层结构示意图；

图4为过滤器滤芯有效过滤层结构示意图；

图5为过滤器滤芯支承层结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1-5，本实用新型是一种具有折褶型过滤网的卧式船舶压载水过滤器，包括横置的圆筒形过滤器筒体1，筒体1外壳两端的圆形前盖板2和后盖板3，滤芯4，反冲洗系统，驱动电机5，旋转机构6，联轴器7，压力传感器8。前盖板2设有进水口9，后盖板3外侧设置转轴安装口10，内侧设置滤芯卡口 11，前盖板2和后盖板3安装轴线位置与筒体1轴线位置重合设置，前盖板2 和后盖板3均采用螺栓24与筒体1固定连接。筒体1外壳下端设置有出水口 12，筒体1内部分为进水缓冲区13和过滤区14，进水缓冲区13与过滤区14 相通，进水缓冲区13与过滤区14通过筒体1内部沿圆周向内凸起的卡口15进行分隔，过滤区14内部安装有圆筒滤芯4，滤芯4轴线与筒体1轴线重合设置，滤芯4一端由过滤区14卡口15通过螺栓16固定，另一端通过后盖板3内侧卡口11固定，滤芯4与筒体1内壁具有一定的滤出水间隙17。过滤区14内部安装有空心排污轴18，排污轴18的一端封闭，另一端通过后盖板3转轴安装口 10固定，空心排污轴18轴线与筒体轴线重合安装，与筒体1外部旋转机构6 通过联轴器7相连，驱动电机5与旋转机构6连接，带动空心排污轴18旋转进行反冲洗运行，旋转方向为逆时针旋转，旋转速度可根据过滤流量通过电控箱进行调节。空心排污轴18上安装吸污管19，吸污管19前端装有长方形吸污头 20，吸污头20平行于筒体1轴线设置，吸污头20上设有刷毛21，吸污管19 为圆柱形，安装角度为两两相邻吸污管19之间夹角为180°，安装距离为吸污头20长度，安装方式为螺纹连接。在筒体1外部安装有压力传感器8，进出水压力差值达到设定值时，自动启动反冲洗电机，反冲洗系统开始工作，清除过滤阻塞在滤网中的杂质。筒体1外部的空心排污轴18上设置有排污室22，排污室22下方安装有排污管23。

本实用新型的滤芯4的形式为圆筒形，滤芯4过滤网层数为4层，其中，最外层为第一保护层25，第二层为有效过滤层26，第三层为第二保护层27，第四层为支承层28。4层过滤网均采用316L不锈钢材质，具有一定的耐腐蚀和抗冲击能力，第一保护层25和第二保护层27以及支撑层28均为圆筒式平面型过滤网，有效过滤层26为圆筒式折褶型过滤网，折叠型滤网与外径和高度相同的平面型滤芯相比，相同的体积具有更大的过滤面积，增强了单位时间内的过滤通量，提高了过滤效率，第一保护层25和第二保护层27过滤精度相同，同时其过滤精度大于有效过滤层26精度，支承层28过滤精度远大于第一保护层 25和第二保护层27过滤精度，具体的，第一保护层25和第二保护层27过滤精度为100-150μm，有效过滤层26精度为30-50μm，支承层28过滤精度为 300-500μm，不同的过滤精度组成的多层过滤网不仅能够去除预处理中未除去的大颗粒物质，同时能够减轻有效过滤层的负载，使滤芯的使用寿命更长，运行更稳定。折褶型有效过滤网26，折褶方式为沿着筒体轴线方向纵向折叠，折叠后的波峰和波谷与筒体轴线垂直，由此形成的波谷圆周与反冲洗系统的运行旋转方向平行一致，因此减小了由于反冲洗时，反冲洗系统的吸污管旋转带动水流的沿筒体圆周旋转遇到横向折叠棱而造成的紊流运动，减小了反冲洗时的水流冲击力，同时水流能够沿着折叠波谷进行圆周运动，能够更有效利用水的黏性性质将波谷内过滤介质杂质随着水流的同方向运动进而夹杂携带出去，提高了反冲洗效果。折叠方式为V型折叠，折叠夹角为3°-4°。采用V型折叠方式，具有一定的强度支撑，增强的滤芯的使用寿命。

本实用新型的工作过程：

原水由进水口进入到缓冲区缓冲，以防止瞬间流量过大造成对滤网的瞬间冲击，使滤网遭到破坏，原水经过缓冲区后进入到过滤区滤芯的内部，由滤芯内部向滤芯外部进行过滤，杂质被截留在滤芯过滤层的内侧，滤后水由滤芯和筒内壁之间的间隙汇集到出水口排出。

随着过滤介质中各种污染物在滤网内侧的累积，过滤通道被堵塞，进出水口压差逐渐增加，当压差达到预设定值时同时亦可通过时间进行预设定，通过压力传感器传递到电控单元启动反冲洗电机，带动空心排污轴360°逆时针旋转进行反冲洗运行，旋转速度可根据过滤流量通过电控箱进行调节。

由于滤芯的折叠方式使得波谷方向与反冲洗旋转造成的水流方向一致，可以使吸污头上的刷毛能够清扫缝隙处的截留杂质，同时水流能够充分到达折叠波谷的缝隙深处，能够有效的清除在夹缝中的截留杂质，使杂质随水流带出，由于负压的作用杂质被吸污头吸入到吸污管，经由空心排污管汇集到筒体外部的排污室，由排污管排出。一个反洗行程后，压差降低，各部件复位，系统重新进入正常运行状态。

本实用新型出水口安装止回阀，防止突然停压差值设定为0.05MPa为宜。滤芯的结构形式与反冲洗系统相互配合，具有占地面积小，结构简单，维护方便，运行稳定，处理效果好，能够缩短运行周期。