双向内通道自增压纤维过滤器

摘要

本发明提供一种双向内通道自增压纤维过滤器，包括罐体，罐体上设有进液口、排污口、清液出口及反冲洗接口，罐体内设有一包括通道一、通道二的双通道心轴，通道一、通道二的侧壁上均开设通孔，通道二底端与排污口相连通。双通道心轴外套设有限位板和压紧活塞，压紧活塞包括一连接套，连接套上连接上推板、下推板，上推板、连接套侧壁上均开设通孔，限位板、上推板、下推板将罐体内分隔成四个空腔。压紧活塞沿双通道心轴向上移动时，空腔四可依次与通道二、通道一上的通孔相连通，其中当空腔四、空腔三与通道一同时相连通时，压紧活塞停止向上移动，此时设于通道一最上端的通孔位于上推板下方。该过滤器不需要液压系统及驱动装置，体积小，成本低。

权利要求

1.双向内通道自增压纤维过滤器，包括一罐体，罐体上设有进液口、排污口、清液出口及反冲洗接口，罐体内设有纤维滤料，其特征在于：罐体内设有一双通道心轴，双通道心轴的轴体内部沿轴向上下设有两个密闭空间形成通道一、通道二，通道一的侧壁上沿纵向开设至少两个通孔，通道二的侧壁上开设有至少一个通孔，且通道二底端与排污口相连通；双通道心轴从上至下外套设有一具有筛孔的限位板和一压紧活塞，限位板固定不动，压紧活塞可沿双通道心轴上下移动；所述压紧活塞包括一连接套，连接套外套设于双通道心轴并可沿其上下移动，连接套上固定连接上推板、下推板，其中上推板板面上开设数个通孔，位于上推板和下推板间的连接套侧壁上开设有至少一个通孔；限位板、上推板、下推板将罐体内分隔成空腔一、空腔二、空腔三、空腔四，其中清液出口、反冲洗接口分别与空腔一相连通，纤维滤料置于空腔二内，进液口与空腔四相连通；在压紧活塞沿双通道心轴向上移动时，罐体的空腔四可依次与通道二、通道一上的通孔相连通，其中当罐体的空腔四、空腔三与通道一同时相连通时，压紧活塞停止向上移动。

2.如权利要求1中所述的双向内通道自增压纤维过滤器，其特征在于：在压紧活塞沿双通道心轴向上移动时，当罐体的空腔四与通道一的部分通孔相连通，同时连接套上的通孔与通道一上的部分通孔相连通时，压紧活塞停止向上移动。

3.如权利要求2中所述的双向内通道自增压纤维过滤器，其特征在于：开设于通道一最上端的通孔位于上推板下方。

4.如权利要求1至3中任一所述的双向内通道自增压纤维过滤器，其特征在于：所述轴体为一中空管，中空管内从上至下依次设有密封板一、密封板二、密封板三，三个密封板将中空管内部隔成空间一、空间二、空间三、空间四，其中空间二为通道一，空间四为通道二。

5.如权利要求1中所述的双向内通道自增压纤维过滤器，其特征在于：通道一的侧壁上下两端分别设有一组通孔，各组通孔均至少包含数个通孔，且各组的数个通孔均沿中空管壁圆周一周均匀开设，当下端的通孔与空腔四连通时，上端的通孔与连接套通孔相连通。

6.如权利要求1中所述的双向内通道自增压纤维过滤器，其特征在于：连接套上包含数个通孔，数个通孔沿连接套壁一周均匀开设。

7.如权利要求4中所述的双向通道自增压纤维过滤器，其特征在于：空间一与清液出口及反冲洗接口均不相连通。

8.如权利要求1中所述的双向内通道自增压纤维过滤器，其特征在于：在下推板外周边缘设有密封槽，密封槽内设有密封环。

9.如权利要求1中所述的双向内通道自增压纤维过滤器，其特征在于：连接套底端设有一台阶轴端，台阶轴端内侧具有密封槽，密封槽内设有密封环。

10.如权利要求1中所述的双向内通道自增压纤维过滤器，其特征在于：罐体上还开设有小排污口，该小排污口与空腔四相连通。

说明书

双向内通道自增压纤维过滤器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种纤维过滤器，特别涉及一种双向内通道自增压纤维过滤器。

背景技术

[0002] 现有技术的纤维过滤器都需要采配置额外的液压系统及驱动装置对液体进行过滤及反冲洗，这样不仅导致纤维过滤器的制造成本高，能耗大，由于液压系统及驱动装置不耐腐蚀、过滤性能和应用环境受限、维护性差等问题而降低了过滤器的稳定性和可靠性，维护工作繁琐。同时由于整个过滤器体积较大，还需要较大的安放空间，给生产带来了不便。

发明内容

[0003] 本发明提供一种双向内通道自增压纤维过滤器，目的是解决现有技术问题，提供一种不需要液压系统及驱动装置，只需自身压力即可工作的纤维过滤器，不仅可以降低制造成本、能耗小、提高过滤器的稳定性和可靠性，且维护方便、占地小。

[0004] 本发明解决问题采用的技术方案是：

[0005] 双向内通道自增压纤维过滤器，包括一罐体，罐体上设有进液口、排污口、清液出口及反冲洗接口，罐体内设有纤维滤料，罐体内设有一双通道心轴，双通道心轴的轴体内部沿轴向上下设有两个密闭空间形成通道一、通道二，通道一的侧壁上沿纵向开设至少两个通孔，通道二的侧壁上开设有至少一个通孔，且通道二底端与排污口相连通；双通道心轴从上至下外套设有一具有筛孔的限位板和一压紧活塞，限位板固定不动，压紧活塞可沿双通道心轴上下移动；所述压紧活塞包括一连接套，连接套外套设于双通道心轴并可沿其上下移动，连接套上固定连接上推板、下推板，其中上推板板面上开设数个通孔，位于上推板和下推板间的连接套侧壁上开设有至少一个通孔；限位板、上推板、下推板将罐体内分隔成空腔一、空腔二、空腔三、空腔四，其中清液出口、反冲洗接口分别与空腔一相连通，纤维滤料置于空腔二内，进液口与空腔四相连通；在压紧活塞沿双通道心轴向上移动时，罐体的空腔四可依次与通道二、通道一相连通，其中当罐体的空腔四、空腔三与通道一同时相连通时，压紧活塞停止向上移动。

[0006] 在压紧活塞沿双通道心轴向上移动时，当罐体的空腔四与通道一的部分通孔相连通，同时连接套上的通孔与通道一上的部分通孔相连通时，压紧活塞停止向上移动。

[0007] 开设于通道一最上端的通孔位于上推板下方。

[0008] 所述轴体为一中空管，中空管内从上之下依次设有密封板一、密封板二、密封板三，三个密封板将中空管内部隔成空间一、空间二、空间三、空间四，其中空间二为通道一，空间四为通道二。

[0009] 通道一的侧壁上下两端分别设有一组通孔，各组通孔均至少包含数个通孔，且各组的数个通孔均沿中空管壁圆周一周均匀开设，当下端的通孔与空腔四连通时，上端的通孔与连接套通孔相连通。

[0010] 连接套上包含数个通孔，数个通孔沿连接套壁一周均匀开设。

[0011] 空间一与清液出口及反冲洗接口均不相连通。

[0012] 在下推板外周边缘设有密封槽，密封槽内设有密封环。

[0013] 连接套底端设有一台阶轴端，台阶轴端内侧具有密封槽，密封槽内设有密封环。

[0014] 罐体上还开设有小排污口，该小排污口与空腔四相连通。

[0015] 罐体下方设有支架。

[0016] 本发明的有益效果：本发明创造在压紧阶段，罐体空腔四内是一个密闭系统，与罐体的其他三个空腔不相连通，液体从进液口进入，在液体的推动下，压紧活塞沿双通道心轴向上移动，纤维滤料被压缩。该过程通过待过滤液体内压形成增压机制，利用过滤流体自压力实现对纤维介质滤床的稳定形成。当罐体的空腔四、空腔三、通道一相连通时，压缩活塞停止移动，液体从空腔四依次流过通道一、空腔三，并通过上推板的通孔进入到纤维滤料内进行过滤，过滤后的清液从清液出口排出，完成过滤。

[0017] 反冲洗时，排污口打开，此时罐体的空腔四与外界相通，没有压力，不需要外在驱动装置，只利用清洗液自身的重量将压紧活塞向下压，逆向解体纤维滤层，对纤维滤料进行清洗。

[0018] 本发明创造利用过滤流体自压力实现对纤维介质滤床的稳定形成，有效利用过滤器的过滤特性与反冲洗特性，在过滤器内部建立了相互关联的双向多通道增压、泄压系统，有效实现纤维介质的正常过滤与反冲洗，保证纤维过滤器在实现大处理量的同时，体积大大缩小，减少了制造成本与设备的安放空间。同时，过滤器不需要配置液压系统，取消了外在驱动装置，使得维护工作大大简化，能耗大幅度减少，过滤器的稳定性和可靠性大大提高。

附图说明

[0019] 图1是本发明的结构示意图；

[0020] 图2是本发明的另一种结构示意图；

[0021] 图3是本发明工作状态图一；

[0022] 图4是本发明工作状态图二；

[0023] 图5是本发明工作状态图三。

[0024] 图中：1.罐体、10.空腔一、11.空腔二、12.空腔三、13.空腔四；

[0025] 2.清液出口、3.反冲洗接口、4.进液口、5.排污口、51.小排污口；

[0026] 6.双通道心轴、60.中空管、61.密封板、62.密封板、63.密封板、64、空间一、65.空间二、66.空间三、67.空间四、601（. 上端）通孔、602（. 下端）通孔、603.通孔、604.通孔；

[0027] 7.限位板、70.筛孔；

[0028] 8.压紧活塞、80.连接套、81.上推板、82.下推板、83（. 推板）通孔、84（. 连接套）通孔、85.密封环、86.台阶轴端、87.密封环；

[0029] 9.纤维滤料、14.支架。

具体实施方式

[0030] 以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

[0031] 如图1中所示的双向内通道自增压纤维过滤器，包括一罐体1，罐体1上部设有清液出口2及反冲洗接口3，下部开设有进液口4、排污口5。罐体1内设有一双通道心轴6，所述双通道心轴6包含一作为轴体的中空管60，中空管60内依次设有密封板一61、密封板二62、密封板三63，三个密封板将中空管内部隔成空间一64、空间二65、空间三66、空间四67，其中空间二65作为通道一，空间四67作为通道二。通道一的侧壁的上下两端分别开设一组通孔，上端的通孔组由数个通孔601构成，下端的通孔组由数个通孔602构成，且通孔601、通孔602均沿中空管壁圆周一周均匀开设。通道二的侧壁上开设有数个通孔603，通孔603沿中空管壁一周均匀开设。实际上通孔601、通孔602、通孔603也可以分别只有一个，只是在过滤液体时会降低液体流速，进而降低单位时间内液体的流量。而采用多个通孔则可以提高过滤液体的流量，不仅可以实现对过滤液体大处理量的目的，其过滤及后续反冲洗效果也比较好。除了中空管60可以作为轴体外，轴体也可以采用其他形式的结构，如圆棍状，在圆棍内部开设两个密闭空间形成通道一、通道二，只是为了加工方便，本发明中的轴体采用了中空管。轴体可以是一体成型结构，也可以是由多个部件分别拼合构成。

[0032] 双通道心轴6从上至下外套设有一具有筛孔70的限位板7和一压紧活塞8，其中限位板7固定不动，压紧活塞8可沿中空管上下移动。所述压紧活塞8包括一连接套80，连接套80外套设于双通道心轴6并可沿其上下移动，连接套80上固定连接上推板81、下推板82，其中上推板板面上开设数个通孔83，该通孔83使过滤液体先经过上推板81在进入到纤维滤料内，这样可以将滤液中的一部分杂质先去除，减少对纤维滤料的污染。位于上推板81和下推板82间的连接套壁上开设有通孔84，该通孔84的目的是可以分别与通道一、通道二的内部相连通，实现过滤时滤液从空腔四13通过通道二进入到空腔三12内，或反冲洗时反冲洗液通过通孔84进入到通道二内，从与通道二连接的排污口5排出。限位板7、上推板81、下推板
82将罐体1分隔成空腔一10、空腔二11、空腔三12、空腔四13，其中清液出口2、反冲洗接口3分别与空腔一10相连通，纤维滤料9置于空腔二11内，进液口4与空腔四13相连通。在压紧活塞8沿双通道心轴6向上移动时，罐体的空腔四13可依次与通道二即中空管的空间四67、通道一即空间二65相连通，其中当罐体的空腔四13、空腔三12、通道一同时相连通时，即通道一下端的通孔602与空腔四13相连通，上端的通孔601与连接套上的通孔84相连通时，压紧活塞8停止向上移动，此时设于通道一最上端的通孔601位于上推板81下方。实际上，除了本实施例中在通道一纵向只开设两个通孔，还可以在纵向开设多个通孔，如纵向开设3、4个等多个通孔，同理，通道二上也可以纵向开设多个通孔，这些通孔的位置可以根据实际情况开设，但通孔的开设位置要能实现当通道一的部分通孔与罐体的空腔四13相连通时，部分通孔要与连接套上的通孔84相连通，目的以使过滤液体从空腔四13通过通道一上下的通孔进入到空腔三12内，其通道一最上端的通孔可以置于上推板下方，也可以高于上推板。本实施例中开设于通道一上最上端的通孔即通孔601位于上推板81下方，目的以使滤液从空腔四
13通过通道一上下的通孔进入到空腔三12内。如果通道一的最上端的通孔高于上推板81，则滤液会部分通过该通孔直接进入空腔二11内，即部分滤液直接进入纤维滤料9进行过滤，如图2所示，其通道一最上端的通孔为通孔604，虽然也可以实现过滤的目的，但这样会不利于反冲洗时对纤维滤料去渣。尽管当通道一的部分通孔与空腔四13连通时，其另外的通孔可以不与连接套上的通孔相连通，而是直接与空腔二11连通，但如果滤液直接进入到空腔二11内进行过滤，滤液中的滤渣会容易将纤维滤料堵住，影响过滤效果，严重时容易使过滤器不能正常工作，本实施例中的结构为一较佳结构。前述通孔601、通孔602、通孔603、通孔
84的大小可以相同也可以不同，只要能实现各自的目的即可。

[0033] 由于本实施例中空间一64为中空，为防止过滤后清液及反冲洗液进入空间一64内，该空间一64与清液出口2及反冲洗接口3均不相连通。

[0034] 进一步的，为增强过滤过程中空腔四13的密封性，防止过滤液通过下推板82的边缘进入到空腔三12内从而减小过滤时的压力，在下推板82外周边缘设有密封槽，密封槽内设有密封环85。

[0035] 更进一步的，为防止液体沿连接套80与双通道心轴6侧壁间的间隙进入到纤维滤料内，同时减少液体对连接套80及双通道心轴6的腐蚀，在连接套80底端设有一台阶轴端86，台阶轴端内侧具有密封槽，密封槽内设有密封环87。

[0036] 为加大反冲洗时泄压速度，在罐体1底端还开设有小排污口51，该小排污口51还可以将过滤器罐体1内底部的杂物进行清除排出。

[0037] 为方便安装过滤器，在罐体1下方设有支架14。

[0038] 上述过滤器的工作过程如下所述：

[0039] 过滤时，排污出口5、小排污口51和反冲洗接口3关闭，压紧活塞8位于过滤器罐体1底部，如图3中所示。压紧活塞8的下层推板82与过滤器罐体1之间即空腔四13形成密闭空间，过滤液通过进液口4进入此密闭空间，对压紧活塞8产生推动力，并使其向上移动，纤维滤料9被压缩，如图4中所示。当位于通道一下端的通孔602与空腔四13连通，同时位于通道一上端的通孔601与连接套的通孔84相连通时，即此时空腔四13、空腔三12、空间二65同时相互连通时，如图5中所示，推动压紧活塞8停止，过滤液通过通孔602、通孔601进入空腔三12内，并通过上推板81上开设的通孔83进入纤维滤料9而实现过滤，过滤后的清液并由清液出口2排出。

[0040] 当反冲洗时，进液口4、清液出口2关闭，反冲洗接口3、排污出口5和小排污出口51打开，过滤后的液体由出反冲洗接口3流向过滤器罐体1，冲洗纤维滤料9。同时，在冲洗液的推动下和滤器罐体1下端进液口4原压力失去，压紧活塞8沿双通道心轴6向下移动，当通道二上的通孔603与压紧活塞8径向通孔84连通，反冲洗液由排污出口5排出，从而实现反冲洗液对散开的纤维滤料9清洗，冲洗干净后再重复上述过程过滤过程。

[0041] 小排污口51的作用是在反冲洗时加大泄压速度，同时对过滤过程中沉积到的过滤器罐体1底部的物质进行清除排出。

[0042] 值得注意的是：在过滤过程中，过滤液经通道一的通孔602、通孔601进入到罐体的空腔三12，并经压紧活塞8上推板81的通孔83进入压紧后的纤维滤料9而实现过滤。由于压紧活塞8在此过程中由过滤器罐体1底部上升而实现纤维滤料9的压紧过程，而当上述过滤液由过滤器罐体1下部进入双通道心轴6时会产生失压反应，此时压紧活塞8下层推板82下端面压力的波动而出现上推力的波动变化，在一定情况下压紧活塞8会出现高频振动，这有利于进过过滤液中物相的分离，使得过滤过程中不易积渣，反冲洗周期加长。

[0043] 本发明的双向内通道自增压纤维过滤器通过机理和结构等方面的创新，解决了原纤维类过滤器需外在液压（或气压）辅助压紧存在的制造成本高、不耐腐蚀、过滤性能和应用环境受限、维护性差等问题，克服了现有纤维过滤器占用空间大、运行效率低的弊端，设备结构简单、高效，能广泛应用于石油、冶金、电力、机车等领域，具有良好的推广应用价值和市场前景。

[0044] 双向内通道自增压纤维过滤器从观念上打破了传统的纤维介质压紧工艺繁琐、辅助系统多的瓶颈，在过滤器罐休内部利用过滤流体自压力实现对纤维滤料的稳定压紧过滤与放松清洗。在压紧阶段（施压过程中）通过待过滤液体内压形成增压机制，反冲洗过程则利用过滤后液体逆向解体纤维滤层，取消了外在驱动装置，能耗大幅度减少，拓展了纤维类过滤器的使用范围。本发明过滤器中的双向内通道是一种增压、泄压结构，有效利用纤维过滤器的过滤特性与反冲洗特性，建立了相互关联的双向内通道增压、泄压系统，有效实现纤维介质的正常过滤与反冲洗，兼顾了纤维滤料过滤器大处理量优点的同时，体积大大缩小，减少了制造成本与设备的安放空间。同时，纤维滤床自增压压紧过滤的同时，自动调整与平衡过滤流体流量与压力，使得在滤床表层产生高频振动，促进过待过滤液内多相特料的分离，过滤效率明显提高。采用本发明过滤器不需要配置液压系统，使得维护工作大大简化，过滤器的稳定性和可靠性大大提高。

[0045] 以上叙述力图显示和描述本发明的主要特征、实质、基本原理、技术优点以及具体实施方式，本领域的技术人员将会意识到，这里所述的实施方式是为了帮助读者理解本发明的原理，在不脱离本发明思想和范围的前提下，本发明方法还会有其他各种变化和改进，应被理解为本发明的保护范围内。