一种高效免反冲洗高精度过滤器的制作方法

本发明涉及高精度过滤器技术领域，具体涉及一种免反冲洗自调节高精度过滤器。

背景技术：

目前高精度过滤器以填料型和微孔材料型两种为主，填料型过滤器通过滤料堆积或滤料挤压产生小孔径过滤流道，通过孔径截留水中颗粒物实现对流体的过滤；微孔过滤器采用微孔材料做为过滤介质，在材料生产时形成所需过滤微孔，通过孔径截留颗粒物实现对流体的过滤。

然而高精度过滤器不同于普通的过滤器可随意进行拆装清洗，高精度过滤器的结构的精密度要求极高，因此也导致了其难以进行内部清洗，且清洗耗费成本较高，而为了保持高效精密的过滤效果又需要时常进行清洗。

其中一种是填料型过滤器，采用深层过滤模式，需要高压头的水或压缩空气对滤料进行反冲洗，清洗一次就会产生大量废水，能耗极高；而且使用过程中滤料很难彻底清洗，容易出现滤料板结和偏流现象，需要定期更换滤料，维护工作量大，成本高。另一种是微孔过滤器，过滤材料通过编制或烧结等复杂工艺制造出所需的微孔材料，材料造价高，投资巨大，而微孔过滤器的孔径小，使用过程中孔径堵塞时，必须使用高压水或压缩空气进行反冲洗，能耗高，而且这种材料容易纳污，需要频繁进行反冲洗，而有时微孔过滤器被细微颗粒和化学沉淀物污染堵塞时，难以清洗恢复，需要用化学药剂浸泡，维护难度大，费用高。

因此，目前高精度过滤行业亟需一种具有高精度过滤能力，且清洗方便，不需要进行反冲洗的过滤器。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高效免反冲洗高精度过滤器，具有高精度过滤能力，且清洗方便，不需要进行反冲洗。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种高效免反冲洗高精度过滤器，包括壳体和安装在壳体内的过滤机构，所述过滤机构包括三层以上层叠的穿孔板，所述穿孔板上均匀开设有孔径大于所要过滤的最大颗粒物直径的过滤孔，所述相邻过滤孔中心之间的距离d大于或等于过滤孔直径d的两倍，所述穿孔板上设有预压紧机构，相邻所述穿孔板通过预压紧机构可滑动紧密连接，通过相邻所述穿孔板间相对错位移动，使两相邻过滤孔间相互交错形成二个以上不同孔径的滤液孔，所述滤液孔的孔径自上而下逐渐减小，且所述滤液孔相通形成滤液通道。

进一步所采取的措施是：所述预压紧机构包括压紧气缸，所述压紧气缸安装在穿孔板上。

进一步所采取的措施是：所述预压紧机构还包括压紧框，所述压紧框包括第一压紧框架和第二压紧框，所述第一压紧框架和第二压紧框分别安装在最顶层穿孔板的顶部和最底层穿孔板的底部，所述第一压紧框架和第二压紧框的四边角安装压紧气缸，位于最底层所述穿孔板上方的穿孔板的四边角均开设有与压紧气缸位置相对应的腰形孔，所述预压紧机构通过压紧气缸穿过腰形孔压紧穿孔板。

进一步所采取的措施是：所述高效免反冲洗高精度过滤器还包括控制模块和驱动模块，控制模块用于控制驱动模块，使驱动模块驱使相邻穿孔板间相对错位移动，以调节滤液孔孔径大小；其中，驱动模块为气缸、油缸、直线电机中的一种。

进一步所采取的措施是：所述壳体内安装有清洗转刷，所述清洗转刷通过传动导杆与控制模块电力连接并通过控制模块的驱动进行清洗作业；所述穿孔板通过运动导杆与控制模块电力连接。

进一步所采取的措施是：所述清洗转刷为毛刷或者刮板。

进一步所采取的措施是：所述壳体顶部设有进料口，所述壳体底部设有出料口和排污口，所述壳体内安装有检测进料口和过滤机构之间产生的压力差的压差变送器，所述压差变送器与口径控制模块电连接，并在压差变送器检测到的压力差达到设定值时，所述口径控制模块控制进料口和出料口关闭的同时打开排污口，并驱动穿孔板移动回到原位和清洗转刷移动进行清洗作业。

进一步所采取的措施是：所述壳体顶部设有进料口，所述壳体底部设有出料口和排污口，所述出料口连接的管道内安装有浊度检测仪，所述浊度检测仪与口径控制模块驱动电连接，并在浊度检测仪检测到的浊度达到设定值时，所述口径控制模块驱动穿孔板进行相对移动，调节滤液孔的孔径。

进一步所采取的措施是：所述穿孔板卷制成圆筒状，并在最内层的穿孔板上设有进料口，所述穿孔板可进行轴向移动使得过滤孔相互交错形成不同孔径的滤液孔。

进一步所采取的措施是：所述壳体包括进料罩壳、出料罩壳，所述最顶层的穿孔板的顶部与进料罩壳的底部密封固定连接，最底层所述穿孔板的底部与出料罩壳的顶部密封固定连接；所述穿孔板为不锈钢板。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明通过设置重叠可移动的穿孔板、清洗转刷和驱动控制机构等并控制过滤孔间距，实现了可调节、高精度的进行过滤的同时，清洗方便、快捷，过滤精度达到5μm。

（2）本发明通过在穿孔板上开设孔径大于所要过滤的最大颗粒物直径的过滤孔，使得穿孔板相互重叠时颗粒物可以从重叠的过滤孔中导出，从而不需要反冲洗进行清洗过滤结构，大大降低清洗难度和维护成本，同时有效保护了过滤结构，延长过滤结构的使用寿命，并提高了清洗效率，且更加环保；并通过设置预压紧机构进进一步保障和提高了穿孔板之间的紧密性。

（3）本发明通过调节多层穿孔板2，形成滤液孔4的孔径自上而下逐渐减小的滤液通道，形成上部疏松，下部紧密的过滤层，既保证了过滤精度，又增加了纳污能力。

（4）本发明结构精简，不需要使用昂贵的过滤材料和仪器，也不需要经常性的更换过滤材料，利用最精简的材料突破了高精度过滤行业中难以摆脱的经常要对过滤结构进行反冲洗的技术难题，以最低的成本实现了最大的效益。

附图说明

图1为本发明一种实施例的过滤状态的主视结构图；

图2为本发明一种实施例的清洗状态的主视结构图；

图3为本发明一种实施例的穿孔板的俯视结构图；

图4为本发明一种实施例的预压紧机构的俯视结构图；

图5为本发明一种实施例的预压紧机构和穿孔板处于安装状态的俯视结构图；

图6为图1中的a处结构的放大图。

图中：1、壳体；101、进料罩壳；102、出料罩壳；2、穿孔板；201、过滤孔；202、腰形孔；3、预压紧机构；301、压紧气缸；302、压紧框；4、滤液孔；5、控制模块；6、运动导杆；7、传动导杆；8、清洗转刷；9、进料口；10、出料口；11、排污口；12、压差变送器；13、浊度检测仪。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。本说明书中所引用的如“上”、“内”、“中”、“左”、“右”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1、6所示，一种高效免反冲洗高精度过滤器，包括壳体1和安装在壳体1内的过滤机构，过滤机构包括三层以上层叠的的穿孔板2，穿孔板2上均匀开设有孔径大于所要过滤的最大颗粒物直径的过滤孔201，相邻过滤孔201中心之间的距离d大于或等于过滤孔201直径d的两倍，穿孔板2上设有预压紧机构3，相邻穿孔板2间通过预压紧机构3可滑动紧密连接，通过相邻穿孔板2间相对错位移动，使两相邻过滤孔201间相互交错形成二个以上不同孔径的滤液孔4，且各滤液孔4相通形成滤液通道。

通过设置三层以上重叠的穿孔板2并相应设置过滤孔201的孔径和间距，使得穿孔板2进行相对移动后，过滤孔201相互交错形成不同孔径的滤液孔4，使得相邻穿孔板2之间的过滤孔201相互交错只有部分重合，而下层过滤孔201有一部分被上层穿孔板2非过滤孔201区域所阻挡，下层过滤孔201的另一部则与上层穿孔板2的过滤孔201相通形成可通过滤液的滤液孔4，并且根据上层穿孔板2相对下层穿孔板2移动的距离可实现调节上层穿孔板2的过滤孔201与下层穿孔板2的过滤孔201重叠相通部分的直径，即调节滤液孔4的孔径大小，次下层穿孔板2和下层穿孔板2也以同样的原理进行调节滤液孔4的孔径，最终由上至下通过相通的滤液孔4形成滤液通道。而相邻过滤孔201中心之间的距离d大于等于过滤孔201直径d的两倍，使得滤液孔4能够实现完全贯穿到完全覆盖，即实现滤液孔4孔径最大时等于过滤孔201，最小时为零，而且上下层过滤孔201调节过程中，不会影响到旁边的过滤孔201，保障上层的一个过滤孔201只能与下层的一个过滤孔201有重合；而不会出现上层的一个过滤孔201与下层的两个以上过滤孔201均有重合相通的的滤液孔，导致滤液孔的调节不精确，也影响颗粒物的分层过滤的情况。

在进行过滤时，滤液先经过最顶层穿孔板2的过滤孔201与下一层穿孔板2的过滤孔201重合部分形成的滤液孔4，从而把较大的颗粒物先滤掉，滤渣留在最顶层穿孔板2上和最顶层穿孔板2的过滤孔201中，滤液则进入下一层穿孔板2的过滤孔201中，再经过下一层穿孔板2和次下层穿孔板2形成的滤液孔4进一步过滤掉滤液中较小的颗粒物，如此类推，最终滤液通过最底层穿孔板2的过滤孔201流出，从而针对进料的颗粒分布图，把物料中的颗粒物分粒径逐层过滤，达到可调节、高精度的进行过滤，一套装置轻松获得所需的多种过滤精度；也避免了单层过滤孔201导致滤渣堆积在过滤孔201旁边很快堵住过滤孔201，效率极其低下，特别是对于高精度过滤，单层过滤孔201会导致各等级颗粒物迅速积累在微小的过滤孔201旁并迅速堵住过滤孔201，难以开展过滤作业，更难以达到高精度的过滤作用；而本实施例合理设计过滤孔201孔径和间距，再通过调节多层穿孔板2位移形成多层滤液孔4，实现了高精度过滤且方便清洗，过滤精度达到5μm。在穿孔板2的层数比较多，而所需要滤液孔4层数不需要这么多时，可以只使用其中几层穿孔板2进行交错，形成所需要的滤液孔4层数，余下的层穿孔板2的过滤孔201完全重叠或者有大部分重叠形成完全贯穿的过滤孔201或者较大孔径的滤液孔4，从而方便滤液导出，减少不必要的过滤层级，提升过滤效率。

如图6所示，而滤液孔4的孔径自上而下逐渐减小，通过调节多层穿孔板2，形成滤液孔4的孔径自上而下逐渐减小的滤液通道，形成上部疏松，下部紧密的过滤层，既保证了过滤精度，又增加了纳污能力。

本实施例在过滤结构积累到一定的滤渣时，可直接接通水源进行冲洗，移动穿孔板2回到原位，多层穿孔板2的过滤孔201完全重叠形成完全贯穿的过滤孔201滤液通道，而且过滤孔201的孔径大于所要过滤的最大颗粒物直径，因此在移动复位过程中滞留在穿孔板2交错的过滤孔201中的滤渣随着穿孔板2的移动被推开后能顺着贯穿的过滤孔201流走，而最顶层的穿孔板2的顶部则可通过水流冲刷顺着重叠的过滤孔201流走，达到清洗方便、快捷的效果，而小孔径过滤，大孔径清洗，使清洗流程更加简单、便捷，也更彻底，而中间层穿孔板2的垃圾被推出顺着贯穿的过滤孔201导出，基本只需要冲洗最顶层穿孔板2的顶部即可，使用的水量大大减少，清洗耗时也大大缩短，从而提高生产效率；整个过程不需要使用反冲洗，无需反冲洗水泵、反冲洗风机，也不需要大量的反冲洗水，节约大量的水资源还能保护过滤结构，避免过滤结构被反冲洗的水流过渡冲洗而损伤甚至容易松动或者破损，从而延长过滤结构的使用寿命。

调节滤液孔4的孔径过程中，穿孔板2的移动可采用手动、电动等方式均可。另外，预压紧机构3还能进一步保障过滤结构之间的紧密性，过滤结构使用一段时间后可通过预压紧机构3进一步对穿孔板2进行压紧，进一步保障穿孔板2之间的紧密性和稳固性。此外，本实施例不需要使用昂贵的过滤材料和仪器，也不需要经常性的更换过滤材料，利用最精简的材料突破了高精度过滤行业中难以摆脱的反冲洗的技术难题，以最低的成本实现了最大的效益。

本实施例中的控制模块5中用到的cpu的型号为simatics7-1200，浊度检测仪13的型号为ts-linesc，压差感受器的型号为tpt1298b。

如图1-5所示，预压紧机构3包括压紧气缸301，压紧气缸301安装在穿孔板2上。通过压紧气缸301的压紧动力对穿孔板2进行压紧，从而更好的保障穿孔板2的紧密性。预压紧机构3还包括压紧框302，压紧框302包括第一压紧框302架和第二压紧框302，第一压紧框302架和第二压紧框302分别安装在最顶层穿孔板2的顶部和最底层穿孔板2的底部，第一压紧框302架和第二压紧框302的四边角安装压紧气缸301，位于最底层穿孔板2上方的穿孔板2的四边角均开设有与压紧气缸301位置相对应的腰形孔202，预压紧机构3通过压紧气缸301穿过腰形孔202压紧穿孔板2。通过设置与压紧气缸301位置相对应的腰形孔202，保证穿孔板2的移动不受阻碍，从而方便穿孔板2在移动时对穿孔板进行压紧，而通过压紧气缸301穿过腰形孔202压紧穿孔板2，从而可以更加紧密、均匀的对穿孔板进行压紧，保证压紧后的穿孔板紧密无泄漏，而且最底层穿孔板不设腰型孔，避免物料从腰型孔漏走。通过网格状第一压紧框302架和第二压紧框302，使得压紧时受力更加均匀，并在四角安装压紧气缸301和设置腰形孔202，使得顶部和底部配合，更加均匀、有效的起到压紧作用。

如图1所示，高效免反冲洗高精度过滤器还包括控制模块5和驱动模块，控制模块5用于控制驱动模块，使驱动模块驱使相邻穿孔板2间相对错位移动，以调节滤液孔4孔径大小；其中，驱动模块为气缸、油缸、直线电机中的一种。从而实现智能调节滤液孔4的孔径，解放生产力，进一步提高调节精度。

如图1所示，壳体1内安装有清洗转刷8，清洗转刷8通过传动导杆与7与控制模块5电力连接并通过控制模块5的驱动进行清洗作业，穿孔板2通过运动导杆6与控制模块5电力连接；清洗转刷为毛刷或者刮板。利用清洗转刷8和控制模块驱动清洗转刷8进行清洗作业，从而更便捷有效对穿孔板2进行清洁，特别是顽固颗粒物，通过清洗转刷8先刷一遍再用清水冲洗，清洁更彻底还能进一步节约清洁所用的水资源。

如图1所示，壳体1顶部设有进料口9，壳体1底部设有出料口10和排污口11，壳体1内安装有检测进料口9和过滤机构之间产生的压力差的压差变送器12，压差变送器12与口径控制模块电连接，并在压差变送器12检测到的压力差达到设定值时，口径控制模块控制进料口9和出料口10关闭的同时打开排污口11，并驱动穿孔板2移动回到原位和清洗转刷8移动进行清洗作业。从而实现智能进行清洗，避免滤渣积累过度，损伤过滤结构，同时也保障了过滤效率和过滤效果，还节省了人为检查和操作，最大程度解放了劳动力。

如图1所示，壳体1顶部设有进料口9，壳体1底部设有出料口10和排污口11，出料口10连接的管道内安装有浊度检测仪13，浊度检测仪13与口径控制模块驱动电连接，并在浊度检测仪13检测到的浊度达到设定值时，口径控制模块驱动穿孔板2进行相对移动，调节滤液孔4的孔径。从而实现自调节滤液孔4的孔径，保障过滤的精度和效果，也减少了人为的额外进行单独的检测滤液的颗粒物，使得过滤作业更加高效、方便、有保障。

如图1所示，穿孔板2卷制成圆筒状，并在最内层的穿孔板2上设有进料口9，穿孔板2可进行轴向移动使得过滤孔201相互交错形成不同孔径的滤液孔4。使得过滤机构形式更多样化，除了采用平板式过滤，还能采用滤筒式过滤，可外置干式安装，也可浸没式安装，从而可以根据不同的环境，对穿孔板2的形状进行相应的改变，以提高过滤作用和效果，便于推广应用。

如图1所示，壳体1内安装有清洗转刷8，清洗转刷8为毛刷或者刮板；穿孔板2外接有控制模块5，穿孔板2通过运动导杆6与控制模块5电连接，清洗转刷8通过传动导杆7与控制模块5电连接；壳体1包括进料罩壳101、出料罩壳102，最顶层的穿孔板2的顶部与进料罩壳101的底部密封固定连接，最底层穿孔板2的底部与出料罩壳102的顶部密封固定连接，这种分体式罩壳结构设计，使得穿孔板2的调节更加方便，还能节省壳体1的生产的用料；穿孔板2为不锈钢板，这种过滤基材加工方便，寿命长，成本低。

作业时，在进料前，控制模块5通过运动导杆6带动穿孔板2滑动，形成所需的两层以上不同孔径的滤液孔4，逐级进行过滤不同层级的颗粒物，工艺需要时，可以多层穿孔板2重叠，可形成更多规格的过滤孔201。而通过压紧气缸301施加压紧力，压紧框302分散压紧力从而均匀对穿孔板2用力进行压紧，进一步保障穿孔板2之间的紧密性。

在调节好所需要的不同孔径的滤液孔4后，物料从进料口9进入进料罩壳101内，通过穿孔板2形成的不同孔径的滤液孔4逐级进行过滤物料，滤液先经过最顶层穿孔板2的过滤孔201与下一层穿孔板2的过滤孔201重合部分形成的滤液孔4，从而把较大的颗粒物先滤掉，滤渣留在最顶层穿孔板2上和最顶层穿孔板2的过滤孔201中，滤液则进入下一层穿孔板2的过滤孔201中，再经过下一层穿孔板2和次下层穿孔板2形成的滤液孔4进一步过滤掉滤液中较小的颗粒物，如此类推，最终滤液通过最底层穿孔板2的过滤孔201流出，形成上部疏松，下部紧密的过滤层，既保证了过滤精度，又增加了纳污能力。浊度检测仪13实时监测出水浊度，控制模块5根据设定的出水浊度范围自动调整滤液孔4的孔径，在浊度过高时进一步缩小滤液孔4的孔径，在浊度过底时可增大滤液孔4的孔径，既要保证过滤精度，又可避免因精度过高而造成不必要的能耗和浪费。

压差变送器12实时监测运行的进料口9和过滤机构之间的压力差，随着滤渣加厚，过滤结构的压差相应升高，当压差达到设定值时，驱动控制机构控制进料口9和出料口10关闭同时打开排污口11，控制模块5通过运动导杆6带动穿孔板2回到原位，穿孔板2中的过滤孔201完全重合如图2，形成贯穿孔，通过控制模块5驱动传动导杆7带动清洗转刷8往复进行刷洗穿孔板2表面的堆积物，刷洗完毕，颗粒物随着水流穿过多层贯穿的过滤孔201，通过排污口11排出，清洗完毕后，驱动控制机构控制关闭排污口11然后打开进料口9和出料口10，控制模块5带动穿孔板2移动一定距离，形成不同层级的滤液孔4，滤液孔4相通形成滤液通道，恢复到过滤状态，从而继续进行过滤作业。

本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合，均落在本发明权利保护范围之内。