升降式孔隙调节型纤维过滤器 技术领域 本发明大体涉及一种升降式孔隙调节型纤维过滤器， 其中， 力均匀地分布到整个 纤维过滤材料上， 从而提高过滤性能。
背景技术 通常， 过滤器是过滤污染原水以产生排放清水的设备， 其逐渐制造得更大以用于 过滤宽阔河流的水、 工业废水排水道等等。
在这些过滤器中， 具有代表性的过滤器是一种孔隙调节型纤维 (PCF) 过滤器。该 孔隙调节型纤维过滤器采用纤维纱线例如细丝纱线作为过滤材料， 该纤维纱线被捆扎在一 起并布置在水流路径上。 这种过滤材料被称作纤维过滤材料。 当使用这种纤维过滤材料时， 由细丝纱线形成的孔可在物理控制下被容易地调节， 从而使孔隙调节型纤维过滤器具有良 好的过滤性能， 且容易被清洗以保证长久的有效寿命。
特别地， 与其它的过滤器相比， 孔隙调节型纤维过滤器被证明根据颗粒的尺寸在 悬浮固体的去除效率等方面具有出色的表现。
孔隙调节型纤维过滤器将纤维过滤材料扭转缠绕在多孔管上， 从而形成细孔。
这里， 在该纤维过滤材料短的情况下， 扭曲张力被均匀地传递到纤维上， 使得纤维 的上部、 中部和下部的过滤层都致密地形成以获得好的过滤水质量。 相反， 在该纤维过滤材 料长的情况下， 扭曲张力不会被均匀地传递到该纤维的所有上部、 中部和下部， 使得中部的 张力变弱， 由此形成松散的过滤层而造成过滤性能的降低。
发明内容
因此， 本发明努力解决相关技术中出现的问题， 本发明的实施方式提供了一种升 降式孔隙调节型纤维过滤器， 其中， 将力均匀分布到纤维过滤材料的各个部分。
为了实现上述目的， 根据本发明的一个方面， 提供一种升降式孔隙调节型纤维过 滤器， 其包括 ： 过滤罐， 其在上侧与原水流入管和反洗水排水管连通， 其在下侧与空气流入 管连通 ； 滤网， 其在该过滤罐内同轴地形成多孔桶体， 并在该滤网的底部延伸到该过滤罐的 外部与已处理水排水管连通， 该滤网的在其上部轴向上具有凹设有活塞导向件 ； 提升驱动 器， 其包括位于过滤罐上方的缸体和被该缸体驱动的活塞， 该活塞在该过滤罐内从该缸体 延伸到该过滤罐中的活塞导向件以进行往复运动 ； 上部过滤材料固定板， 其具有布置在半 径小于该滤网半径的范围内的固定装置， 并且在滤网上方固定到活塞上， 并与活塞的往复 运动协同工作 ； 下部过滤材料固定板， 其具有布置在半径小于滤网半径的范围内的固定装 置， 并且被固定在滤网下方 ； 和纤维过滤材料， 分别在其上端和下端被固定到上部过滤材料 固定板和下部过滤材料固定板的固定装置上， 并在该滤网的外周上形成过滤孔层。
根据本发明的一个实施方式， 该上部过滤材料固定板和下部过滤材料固定板中的 至少一个为径向延伸的螺旋支 (spiral branches)， 能固定该纤维过滤材料的上端或下端 的固定装置形成在该螺旋支上。根据本发明的另一个实施方式， 该上部过滤材料固定板和下部过滤材料固定板中 的至少一个是圆板， 能固定该纤维过滤材料的上端或下端的固定装置形成在该圆板上， 其 中该固定装置为径向螺旋布置的通孔。
根据本发明的另一个实施方式， 该过滤罐包括位于下部过滤材料固定板下方的空 气分配板， 用于将通过空气流入管流入的空气分配到该纤维过滤材料。
根据本发明的另一个实施方式， 该缸体是能使该活塞进行往复运动和扭转运动的 旋转缸体。
根据本发明的另一个实施方式， 该活塞可以包括长度调节装置。
根据本发明的另一个实施方式， 该长度调节装置将活塞分成串联的两个的杆， 在 两个杆的相应端部形成具有不同方向的螺纹， 将螺母与两个杆的端部连接， 从而通过旋转 该螺母来调节该活塞的长度。
根据本发明的另一个实施方式， 该长度调节装置将活塞分成串联的两个杆， 在两 个杆的相应端部形成外螺纹和内螺纹， 连接两个杆的端部， 从而调节该活塞的长度。
根据本发明的另一个实施方式， 该过滤罐可以还包括固定该缸体的支撑件， 每个 支撑件在一端或两端可以具有螺纹， 以通过调节螺母固定的高度来调节支撑件的高度。 根据本发明的实施方式， 该升降式孔隙调节型纤维过滤器朝着该滤网的方向提升 并挤压纤维过滤材料。 结果， 尽管该纤维过滤材料是长的， 但是力也被均匀分布到该整个纤 维过滤材料上， 从而提高过滤性能。
附图说明 图 1 是表示根据本发明的具体实施方式的升降式孔隙调节型纤维 (PCF) 过滤器的 剖视图 ；
图 2 是表示根据本发明的具体实施方式的升降式孔隙调节型纤维过滤器中的提 升驱动器的剖视图 ；
图 3 是表示根据本发明的具体实施方式的升降式孔隙调节型纤维过滤器中的下 部过滤材料固定板的俯视图 ； 和
图 4 是表示根据本发明的具体实施方式的升降式孔隙调节型纤维过滤器中的下 部过滤材料固定板的组装剖视图。
附图中的主要部件的附图标记说明 ：
10 ： 过滤罐 20 ： 纤维过滤材料
30 ： 滤网
40 ： 下部过滤材料固定板
50 ： 提升驱动器 51 ： 缸体
52 ： 活塞 53 ： 支撑件
54 ： 长度调节装置
60 ： 上部过滤材料固定板
100 ： 反洗水总排水管
110 ： 反洗水排水管
120 ： 反洗水排水阀
200 ： 原水总管 220 ： 原水阀 300 ： 已处理水总排水管 310 ： 排水管 410 ： 空气流入管210 ： 原水流入管400 ： 反洗空气总管 420 ： 空气供应阀具体实施方式
现在， 将参照附图详细描述本发明示例性的具体实施方式。在本发明的下面的描 述中， 当可能造成本发明的主题不清楚时， 将省略本文引入的对已知的功能和结构的详细 描述。
此外， 将在下文中提及的技术术语是考虑到它们在本发明中的功能进行定义的术 语， 其可以根据使用者的意图而有所变化， 因此应该根据说明书中的内容来解释技术术语。
图 1 是表示根据本发明的具体实施方式的升降式孔隙调节型纤维 (PCF) 过滤器的 剖视图。图 2 是表示根据本发明的具体实施方式的升降式孔隙调节型纤维过滤器中的提升 驱动器的剖视图。图 3 是表示根据本发明的具体实施方式的升降式孔隙调节型纤维过滤器 中的下部过滤材料固定板的俯视图。图 4 是表示根据本发明的具体实施方式的升降式孔隙 调节型纤维过滤器中的下部过滤材料固定板的组装剖视图。
如图 1 所示， 根据本发明的升降式孔隙调节型纤维过滤器包括过滤罐 10、 滤网 30、 具有缸体 51 和活塞 52 的提升驱动器 50、 上部过滤材料固定板 60、 下部过滤材料固定板 40 和纤维过滤材料 20。
如图 1 所示， 过滤罐 10 在其上侧与原水流入管 210 和反洗水排水管 110 连接， 其 中， 该原水流入管 210 配备有控制原水流入的原水阀 220， 反洗水排水管 110 配备有控制反 洗水排放的反洗水排水阀 120。该过滤罐可具有不同的形状， 优选为圆柱形形状。
原水流入管 210 和反洗水排水管 110 独立平行连接到过滤罐 10 的上侧， 或者使用 如图 1 所示的 T 形管装配接头连接以具有一个通道。然而， 在后一种情况下， 原水流入管 210 和反洗水排水管 110 必须具有各自的外部通道， 这些外部通道通过原水阀 220 和反洗水 排水阀 120 分别控制。
详细地， 原水流入管 210 和反洗水排水管 110 被一起布置在过滤罐 10 的上侧， 但 通过原水阀 220 和反洗水排水阀 120 的致动而分别地选择它们的通道。
过滤罐 10 在其下侧与空气流入管 410 连接。该空气流入管 410 也通过空气供应 阀 420 的致动来控制。
过滤罐 10 和滤网 30 限定出共轴圆柱的双空间。滤网 30 是桶体， 在其外壁上密集 地形成许多的孔。
也就是说， 滤网 30 是与过滤罐同轴且布置在过滤罐内的多孔桶体。滤网 30 与从 该过滤罐底部向外延伸的已处理水排水管 310 连接， 并且滤网 30 在其上部轴向凹设有活塞 导向件 31。
在流入圆柱形过滤罐 10 之后， 待过滤的原水通过滤网 30 的圆柱形外周上形成的 孔进入滤网 30， 并通过连接到滤网 30 底部的已处理水排水管 310 被排出。
如图 1 所示， 活塞导向件 31 起活塞 52 的导向路径的作用， 这将在下文进行描述，并用作通过活塞 52 来支撑滤网 30 的顶部的装置。
因此， 活塞导向件 31 优选形成如下深度 ： 使得活塞 52 可在相对长冲程上被引导。
提升驱动器 50 是驱动所述活塞 52 沿活塞导向件 31 往复的装置。
如图 2 所示， 提升驱动器 50 由缸体 51 和活塞 52 组成。缸体 51 通过支撑件 53 固 定到过滤罐 10 的上侧。
缸体 51 可选自用于简单直线往复运动的缸体和用于活塞 52 的直线往复运动和旋 转运动相结合的旋转缸体。
同时， 所述活塞 52 配备有长度调节装置 54。如图 2 所示， 该长度调节装置 54 可以 通过不同的方式来实现， 例如， 通过将活塞 52 分成串联的两个杆， 在该两个杆的相应端部 形成外螺纹和内螺纹， 连接该两个杆的端部， 以调节活塞的长度 ； 或者通过将活塞 52 分成 串联的两个杆， 在该两个杆的各自端部形成具有不同方向的螺纹 ( 例如在上方的杆上形成 左旋螺纹， 在下方的杆上形成右旋螺纹 )， 将螺母 54 两个杆的端部连接， 由此通过旋转该螺 母 54 来调节活塞的长度。
长度调节装置的另一个实施例可被构造成使得支撑件 53 可被拧动以便调节支撑 件 53 的高度。 如此， 在长度调节装置 54 设置在该过滤罐 10 的外面的情况下， 当需要调节活塞的 长度时， 活塞的长度可被容易地调节而无需拆卸过滤罐 10。
所述上部过滤材料固定板 60 安装在该过滤罐 10 中， 并在滤网 30 的上侧固定到活 塞 52 上， 且与活塞 52 的往复运动协同工作。下部过滤材料固定板 40 固定在过滤罐 10 内 的滤网 30 的下侧。
如图 4 所示， 上部过滤材料固定板 60 和下部过滤材料固定板 40 分别与该纤维过 滤材料 20 的上端和下端固定连接。因此， 当致动所述提升驱动器以牵引该上部过滤材料固 定板 60 时， 该纤维过滤材料形成绕滤网 30 外周的滤孔。
同时， 为了固定该纤维过滤材料 20， 下部过滤材料固定板 40 和上部过滤材料固定 板 60 分别设置有螺旋的径向固定装置 41 和 61， 如图 1 所示。在该具体实施方式中， 固定装 置 41 和 61 的位置具有重要的技术意义。
如图 3 所示 ( 其示出了下部过滤材料固定板 40， 然而， 相同的原理适用于该上部过 滤材料固定板， 因此将参照图 3 作出下面的描述 )， 固定装置 41 和 61 绕该上部和下部过滤 材料固定板的中心在小于所述滤网 30 的半径的半径范围内形成。这用于固定朝着滤网 30 的中心轴方向挤压的纤维过滤材料 20。
详细地， 该固定装置 41 和 61 在小于所述滤网 30 的直径的直径范围内形成， 使得 该固定的纤维过滤材料具有朝着滤网 30 挤压的方向。当活塞 52 被致动以牵引该纤维过滤 材料 20 时， 所述固定装置 41 和 61 使全部的纤维过滤材料 20 朝着该滤网挤压以形成过滤 层。
如图 4 所示， 所述纤维过滤材料 20 优选固定成使得其重叠形成多层。
这样， 上部过滤材料固定板 60 或下部过滤材料固定板 40 需要如下装置 ： 其用于将 该纤维过滤材料 20 的上端或下端固定以使得该纤维过滤材料 20 可均匀地覆盖该滤网 30 的外周。为此目的， 该上部过滤材料固定板 60 或该下部过滤材料固定板 40 可形成有径向 螺旋支， 能固定每个纤维过滤材料 20 的上端或下端的固定装置形成在该螺旋支上 ； 或者上
部过滤材料固定板 60 或该下部过滤材料固定板 40 可以是圆板， 在其上绕其中心布置的通 孔形成能固定每个纤维过滤材料 20 的上端或下端的固定装置， 如图 3 所示。
在图 3 中， 下部过滤材料固定板采用宽圆板， 其中， 用于空气和水通过的通气孔 42 绕该固定装置 41 而形成。该结构仅仅是本发明的一个具体实施方式。例如， 该下部过滤材 料固定板可采用圆板， 其直径小于该滤网的直径并且仅形成有固定装置 41。
同时， 如图 1 所示， 空气分配板 12 布置在该下部过滤材料固定板 40 的下方。该空 气分配板 12 将通过空气流入管 410 引入的空气分配到纤维过滤材料 20。
空气分配板 12 用于将喷出的空气均匀地分配到纤维过滤材料 20。 为此目的， 该空 气分配板 12 可形成不同的形状， 例如， 具有多个通孔的圆板的形状或者多个的板的形状。
现在， 将描述该升降式孔隙调节型纤维过滤器的操作。
首先， 过滤过程如下 ：
将原水阀 220 打开， 同时反洗水排水阀 120 和空气供应阀 420 关闭。从而， 形成从 原水总管 200 经由原水流入管 210、 原水阀 220、 升降式孔隙调节型纤维过滤器、 和已处理水 排水管 310 直到已处理水总排水管 300 的过滤路径。
当原水阀 220 打开时， 原水流入到升降式孔隙调节型纤维过滤器的过滤罐 10。流 入到过滤罐 10 的原水流过纤维过滤材料 20， 然后通过滤网 30 的孔流入该滤网 30。此时， 原水被过滤形成已处理水。该已处理水通过在滤网 30 底部的已处理水排水管 310 排放到 已处理水总排水管 300。 此时， 纤维过滤材料 20 的过滤效率取决于纤维过滤材料 20 形成的孔的尺寸， 而孔 的尺寸取决于纤维过滤材料 20 的张力。
在该具体实施方式中， 纤维过滤材料 20 的张力由所述提升驱动器 50 的活塞 52 的 运动产生。
详细地， 当活塞 52 向上移动时， 固定到活塞 52 的上部过滤材料固定板 60 牵引该 纤维过滤材料 20 以施加张力到该纤维过滤材料 20， 该纤维过滤材料 20 的张力使该纤维过 滤材料 20 的内孔收缩， 从而形成滤孔。
此时， 在提升驱动器 50 的缸体 51 实施为引起活塞 52 同时进行直线往复运动和旋 转运动的旋转缸体的情况下， 当活塞 52 上升时， 纤维过滤材料 20 被牵引， 同时缠绕该滤网 的外周， 从而更有效地形成均匀的孔。
接着， 该升降式孔隙调节型纤维过滤器的反洗过程如下所述 ：
原水阀 220 关闭， 同时反洗水排水阀 120 打开。从而形成从已处理水排水管 310 经由升降式孔隙调节型纤维过滤器和反洗水排水管 110 直到反洗水总排水管 100 的反洗路 径。
在该升降式孔隙调节型纤维过滤器的内部， 通过已处理水排水管 310 引入到滤网 30 的水通过滤网 30 的孔被喷射到纤维过滤材料 20， 从而清洗该纤维过滤材料 20。清洗该 纤维过滤材料 20 的水通过反洗水排水管 110 排放到外面。
当实施反洗时， 提升驱动器 50 的活塞 52 下降以消除纤维过滤材料 20 的张力。从 而， 该纤维过滤材料 20 可被从滤网 30 喷射的水流容易地摇动或颤动、 摩擦和清洗。
为了大大提高反洗效率， 当实施反洗时， 空气在纤维过滤材料 20 的下方通过空气 流入管 410 向上喷射。此时， 为了将空气均匀地分配到纤维过滤材料 20， 空气分配板 12 安
装在该过滤罐 10 的下部。
同时， 该纤维过滤材料 20 的抗拉强度由于其被使用而降低， 因此该纤维过滤材料 的细丝纱线变得松弛。所以， 尽管该纤维过滤材料 20 通过活塞被牵引， 但是也不能获得预 期的孔的尺寸。
在该具体实施方式中， 在这种情况下活塞的长度通过长度调节装置 54 被精密地 调节。从而， 纤维过滤材料可以始终用最佳的张力形成孔。
由此， 根据该具体实施方式， 该纤维过滤材料承受均匀的张力， 并且通过该缸体的 直线牵引运动和 / 或转动朝着该滤网的方向被挤压。当该纤维过滤材料由于长期使用和产 生的疲劳积累而疏松并丧失抗张强度时， 纤维过滤材料的长度再一次通过该长度调节装置 进行调节， 使得该升降式孔隙调节型纤维过滤器的寿命延长。
当然， 每个阀、 活塞的冲程等可通过自动控制设备的电控信号进行控制。
如上所述， 该上部过滤材料固定板和下部过滤材料固定板的固定装置布置在由滤 网外周限定的区域内， 从而， 当该纤维过滤材料被向上牵引时， 该纤维过滤材料朝着该滤网 的向心轴的方向被张紧， 由此形成强的压缩力。不同于纤维过滤材料在传统的盘绕型孔隙 调节型纤维过滤器内扭曲， 本发明不会由于摩擦而发生力的损失。 由此， 施加相同的力可产 生更大的压缩力， 使得该滤层的孔均匀地形成以提高过滤性能。 而且， 当需要进一步增加压缩力时， 可通过依次或同时牵引和扭曲该纤维过滤材 料来实现。
在附图和说明书中， 本发明典型的示范性的具体实施方式已被公开， 尽管采用了 专用名词， 它们也仅是一般性的和说明性的， 并不用于限制的目的， 本发明的保护范围在权 利要求书中阐明。