盘式过滤器的耐受废物的过滤器支撑件 相关申请的交叉引用和优先权要求
本发明根据 35U.S.C 第 119(e) 款要求共同待审的 2007 年 7 月 18 日提交的名 称 为 “TRASH TOLERANT FILTER SUPPORT FOR A DISCFILTER” 的 美 国 临 时 专 利 申 请 No.60/950,476 和 2007 年 7 月 18 日 提 交 的 名 称 为 “ANTI-FOULING SUPPORT STRUCTURE FOR DISC FILTER”的美国临时专利申请 No.60/950,484 的权益，所述申请 的整体内容通过引用的方式并入本文。
技术领域 本发明涉及用于废水处理厂的盘式过滤器，且更具体地涉及具有过滤器支撑构 造的盘式过滤器，该过滤器支撑构造使得空气和水能够在盘式过滤器的成对过滤板之间 不受阻碍地流动。
背景技术 大型的滤水系统通常包括一个或多个过滤级，所述一个或多个过滤级将流入物 ( 通常是水 ) 清洁至足以允许流入物排出到自然水体 ( 例如湖或河 ) 的水平。 在缺水的地 区，期望进一步过滤水以允许水的 “再用”。
很多废水处理厂利用盘式过滤系统来过滤水。 这种系统通常包括多个盘，每个 盘包括多个过滤节段。 每个过滤节段包括一对过滤板，所述一对过滤板被间隔开并且布 置在鼓体的外表面上。 帽盖附接到每对过滤板的顶部，从而形成用于接收水的袋状过滤 节段。 每个过滤板包括过滤介质，例如用于过滤水的精细纺织布。
每个过滤板通过过滤器支撑件装置附接到鼓体。 每个过滤器支撑件包括多个支 撑件开口，所述多个支撑件开口提供相邻过滤节段之间的流体连通。 这使得水和空气能 够在鼓体旋转时在相邻过滤节段之间周向流动，从而导致盘式过滤系统的容量增加。
在操作中，鼓体旋转并且待过滤的水被引入鼓体中。 水然后通过鼓体中的管道 离开并且流入过滤器支撑件内部的过滤节段中。 过滤器支撑件中的水然后通过过滤板的 介质而被过滤以提供滤过水。 滤过水然后被收集在腔室中并且通过流出管离开盘式过滤 器。 通过过滤板被滤出的颗粒留在过滤板的过滤介质的内表面上的过滤节段内。 喷射装 置用来用水喷射所述板以驱除颗粒并且清洁过滤介质。 颗粒然后被收集到槽上并且从盘 式过滤系统移除。
在常规系统中使用的鼓体管道具有足够的尺寸以允许大的碎屑、杂草、藻类、 纤维集聚物以及其它废物无阻碍地经过。 举例来说，管道可以具有大约 4-8 平方英寸的 面积。 相比而言，过滤节段之间的支撑件开口的总面积实质上更小并且可以在大约 1 平 方英寸的范围内。 在操作期间，废物能够经过鼓体管道但是不能容易地经过较小的支撑 件开口。 因此，废物积聚在过滤节段之间的支撑件开口处，于是导致支撑件开口被部分 地或全部地阻塞，从而阻碍或者阻止水在相邻过滤节段之间的流动。 这导致过滤节段内 部的湍流，减小了进入捕获槽的颗粒流量，从而增加了操作成本。 此外，不能有效地到
达支撑件开口，从而不能由当前喷射装置来清理支撑件开口，需要频繁地停止盘式过滤 系统以允许手动清理系统，以便保持操作有效性。 因此，期望提供一种使支撑件开口处 收集的废物量被显著减小的盘式过滤系统。 发明内容 本发明涉及用于过滤包含废物的液体的过滤装置。 所述装置包括用于接收液体 和废物的鼓体，其中所述鼓体包括至少一个鼓孔。 所述装置还包括第一对过滤板，所述 第一对过滤板被间隔开以形成用于接收液体和废物的空腔，其中所述过滤板适于过滤液 体。
所述装置还包括用于支撑过滤板的框架，其中所述框架联接到鼓体并且包括框 架孔，其中，所述框架孔和空腔形成的容积具有尺寸基本上等于或大于鼓孔的截面面 积，并且所述容积延伸到第二对过滤板以使得经过鼓孔的液体和废物也能够经过框架孔 到达第二对过滤板。
附图说明
图 1 是实施本发明的包括多个过滤板的盘式过滤器的部分剖切侧视图 ；
图 2 是图 1 的盘式过滤器的剖切侧视图 ；
图 3 是图 1 的盘式过滤器的鼓体的侧视图 ；
图 4 是图 1 的盘式过滤器的盘的一部分的剖视图 ；
图 5 是图 1 的盘式过滤器的一部分的示意正视图 ；
图 6 是图 1 的盘式过滤器的一部分的示意侧视图 ；
图 7 是图 1 的盘式过滤器的盘的示意正视图 ；
图 8 是图 1 的盘式过滤器的盘的透视图 ；
图 9 是附接到图 1 的盘式过滤器的鼓体的支撑框架中的过滤板的正视图 ；
图 10 是图 9 的过滤板的透视图 ；
图 11 是图 9 的过滤板的正视图 ；
图 12 是用于支撑打褶过滤介质的羽状框架和羽状桁条的示意图 ；
图 13 是设置在图 1 的盘式过滤器的两个相邻盘之间的反洗喷嘴布置的示意图 ；
图 14 是图 13 的反洗喷杆布置的示意侧视图 ；
图 15 是构造成形成过滤板的模具的透视图 ；
图 16 是图 3 的鼓体的端视图 ；
图 17 是图 3 的鼓体的另一端视图 ；
图 18 是图 3 的鼓体的透视图 ；
图 19 是沿图 11 的线 19-19 截取的图 11 的过滤板的一部分的剖视图 ；
图 20 是沿图 11 的线 20-20 截取的图 11 的过滤板的一部分的剖视图 ；
图 21 是沿图 11 的线 21-21 截取的图 11 的过滤板的一部分的剖视图 ；
图 22 是沿图 11 的线 22-22 截取的图 11 的过滤板的一部分的剖视图 ；
图 23 是图示出经过本文所述过滤器的流体的降低的浊度的图表 ；
图 24 是形成过滤器支撑构架的部件的透视图 ；图 25 是在安装垫圈式过滤元件期间的过滤器支撑构架的侧视图 ； 图 26 是接收垫圈式过滤元件的过滤器支撑件的一部分的放大侧视图 ； 图 27 是卡锁零件的透视图 ； 图 28 是过滤器支撑件的透视图 ； 图 29A 是附接到鼓体的图 28 所示过滤器支撑件的透视图 ； 图 29B 是附接到鼓体的图 28 的过滤器支撑件的端视图 ； 图 30 是包括多个过滤板和过滤器支撑件的盘的侧视图 ； 图 31 是附接到鼓体的另一过滤器支撑件的端视图 ； 图 32 是彼此附接的多个过滤器支撑件的端视图 ； 图 33 是包括多个过滤板的盘的透视图 ； 图 34 是替代布置的示意透视图，其中盘的过滤板相对于彼此偏置 ；以及 图 35 是图 34 的替代布置的示意正视图。具体实施方式
在详细说明本发明的任何实施例之前，应当理解的是，本发明不限于其应用于 在下文描述中提出的或附图所示的部件的构造和布置的细节。 本发明能够有其它实施 例或者能够以各种方式实践或实施。 例如，本发明的教导不仅仅适用于盘式过滤器， 而且可以适合于用来过滤大量的、高固体含量流体的鼓式和其它类型过滤器。 所述教 导不仅仅适用于使用液压头差作为过滤驱动力的 “从内到外 (inside-out)” 式过滤器， 而且适用于真空式过滤器，包括 “从外到内 (outside-in)” 式过滤器，以及在压力下 在封闭容器中操作的过滤器。 这类过滤器在 1989 年 8 月 Envirex 出版的名称为 “REX MICROSCREENS”的手册中、Envirex 出版的名称为 “REX Rotary Drum Vacuum Filters” 的手册中、以及 1989 年 Envirex 出版的名称为 “REX MICROSCREENS Solids Removal For LagoonUpgrading， Effluent Polishing， Combined Sewer Overflows， WaterTreatment， Industrial Wastewater Treatment and Product Recovery” 的手册中例示并进行了详细描述， 所述出版物的整体内容在此通过引用的方式并入本文。 而且，应当理解，本文使用的 措辞和术语是为了说明的目的而不应当认为是限制性的。 本文对 “包含”、 “包括” 或 “具有” 及其变形词的使用意味着包括该词之后列举的项目及其等价物以及另外的项 目。除非具体说明或以其它方式限制，术语 “安装”、“连接”、“支撑”、“联接”及 其变形词被广义地使用，并且包括直接和间接的安装、连接、支撑和联接。 此外， “连 接” 和 “联接” 不局限于物理的或机械的连接或联接。
虽然本文所述的本发明被描述为在废水处理设备中使用，且特别是三级处理系 统，但是其它用途和布置是可能的。 其它废水处理应用包括作为市政废水处理厂中的初 级或二级净化器的使用以及使污泥除去废物的用途。
除废水处理的用途以外，本发明可以用于纸浆和造纸应用。 例如，本发明可用 于白水过滤、改善捕集式过滤器 (save-all filter) 之后的水质、纤维回收、在生产机械净化 工艺用水中的原水筛选、在生产化学净化水中与砂滤器结合的预过滤、针对泵密封水的 处理、使水在木材室中的再循环、使纸浆和纸料增稠、和 / 或更换真空过滤器，例如在 纸浆和造纸工业中常用的真空过滤器 ( 从外向内流动式过滤器 )。还有其它应用包括但不限于 ：使煤脱水、铁燧岩加工、公用水处理、冷却水处 理、处理来自电镀工艺的废水、使烟草颗粒与废水分离、和 / 或食品工业废水过滤。
图 1 示出了采用打褶过滤介质 15 的可能的盘式过滤系统构造 10。 介质 15 可以 是纺织的或非纺织的。 另外，绒头纱布、针毡、微滤、纳米过滤、反渗透、或者其它膜 可以用作介质构造。 用于制造过滤介质的优选材料包括但不限于聚酯、金属涂层聚酯、 抗菌涂层聚酯、聚丙烯、尼龙、不锈钢丝、玻璃纤维、氧化铝纤维、填充玻璃的聚丙烯 ( 优选 17％ )、填充玻璃的乙缩醛、和 / 或填充玻璃的尼龙。
应当注意，术语 “过滤介质” 应当被广义地解释以涵盖过滤流体的任何部件。 包含在过滤介质的定义内的其它术语包括膜、元件、过滤装置等。 这样，术语 “过滤介 质” 不应当被狭义地解释为排除过滤流体的任何部件。
参考图 1 和 2，盘式过滤器 10 包括壳体 20，例如金属罐，所述壳体大致封闭鼓 体 25、多个盘 30、驱动系统 35 和流动系统 40。 应当认识到，通常也可以使用该设计的 变型，包括采用意在便于将单元安装在混凝土罐中的框架的变型。 驱动系统 35 包括支撑 鼓体 25 以便旋转的至少两个轴承。 从动链轮 50 联接到鼓体 25 并且驱动链轮 45 联接到 马达 55 或其它原动机。 在图示的构造中，皮带接合驱动链轮 45 和从动链轮 50，使得马 达 55 的旋转产生鼓体 25 的相应旋转。 在优选构造中，链轮 45、50 的尺寸适于产生显著 的减速。 然而，一些构造可以采用在期望时没有减速的低速传动。 虽然图示的构造采用 了带传动，但是其它构造可以采用齿轮、轴、链、直接传动、或者将马达 55 的旋转传递 到鼓体 25 的其它手段。 在图 2 中较佳示出的流动系统 40 包括流入管 60 和流出管 70，流入管 60 引导流 入物进入到鼓体 25 的内部 65( 参见图 9) 中，流出管 70 将已过滤的流体从限定在壳体 20 内的腔室 75 引导出过滤器 10。 喷水管 80 为喷射系统 85( 示于图 5 和 13) 提供高压水， 该喷射系统被周期性地用来清洁过滤介质 15。 反洗管 90 输送使用后的喷水并且将其引导 出盘式过滤器 10。
图 1 和 2 的盘式过滤器 10 采用多个盘 30 来增加总体过滤面积。 盘 30 的数量和 尺寸可以取决于系统的流动要求而变。 例如，附加的盘 30 可以附接到鼓体 25 以增加过 滤系统 10 的容量而不用使附加流体经过已经存在的盘 30 中的任一个。
图 3 和 16-18 示出了适合与本发明一起使用的可能的鼓体构造 25。 图示的鼓体 25 包括外表面 95 和配合限定内部空间 65 的两个端面 100。 一个端部是开口的以允许流 动，另一个端部是密封的以防止流动。 多个鼓孔 105 以一系列轴向排的形式布置，每一 排包括围绕外表面 95 的一部分周向延伸的多个鼓孔 105。 鼓孔 105 是矩形的，但是应当 理解其它形状可以是合适的。 附接孔 110 设置在每个鼓孔 105 的任一侧上。 每个鼓孔 105 与一组附接孔 110 关联。
如图 3 和 16-18 所示，鼓体 25 的外表面 95 包括彼此接触以限定多边形截面的多 个平坦表面 115。 如果期望，可以在本发明中采用圆形截面或圆筒形或其它形状。
参考图 5，示出了图 1 和 2 的盘 30 之一的侧视图。 每个盘 30 包括多个过滤板 组 300。 每个过滤板组 300 包括两个关联的过滤板 125。 在图 5 中，示出了每个板组 300 的过滤板 125 中的一个。 图 5 中的盘 30 绘出了十二个过滤板 125，因此盘 30 包括总共 二十四个过滤板 125。 然而，其它构造根据需要可以采用更多或更少的过滤板 125。 例
如，图 7 和 8 示出了另一种布置，其中使用了二十八个过滤板 125( 即，14 个过滤板组 )。
参考图 4，绘出了过滤板组 300 中的一个。 图 4 是去除了支撑结构 150( 参见图 9) 的右侧部分的图 9 的侧视图。 过滤板 125 安装在支撑结构 150 中，使得过滤板彼此隔 开。 具有孔 145 的附接板 155 接合鼓孔 105 周围的附接孔 110 以将支撑结构 150 附接到 鼓体 25。 帽盖 175 位于过滤板 125 的顶部部分上。 过滤板 125、过滤板所安装在其中的 支撑结构 150、帽盖 175、以及附接板 155 限定了部分封闭空间 180。 部分封闭空间 180 围绕鼓体 25 周向延伸通过盘 30 上的每个过滤板组 300。 流体能够从鼓体 25 内经过鼓孔 105 和附接板 155 中的孔 145 并且进入封闭空间 180 中，以使得流体能够在盘 30 中的每个 过滤板组内周向地流动，这将在下文讨论。 周边密封件 165 位于每个过滤板 125 的周边 170( 参见图 10 和 11) 上，并且用来阻止水从过滤板 125 的周围泄漏。
结合图 5 和 6 参考图 2，喷水管 80 延伸盘式过滤器 10 的整个长度并且限定分配 歧管 185。 喷杆 190 设置在相邻的盘 30 之间 ( 参见图 14) 和盘式过滤器 10 的每个端部 处。 分配管 195 在歧管 185 和喷杆 190 之间延伸以为喷杆 190 提供高压水的流体连通。 喷杆 190 包括将水喷射到过滤板 125 上以周期性地清洁过滤板 125 的喷嘴 200，这将参考 图 13 和 14 更详细地描述。 槽 205 在相邻的盘 30 之间设置在喷杆 190 下方以捕获喷水或反流，包括从过滤 板 125 去除的任何颗粒物质。 反流和微粒然后经由反洗管 90 从系统 10 去除。
图 9 和 10 示出了过滤板 125 的可能布置。 图 9 示出安装在支撑结构 150 中的 板 125( 也参见图 4)。 图 10 示出打褶板。 过滤板 125 包括打褶过滤介质 15、周边框架 210、以及多个支撑结点板或桁条 215。 在大多数构造中，桁条 215 与其它也适于使用的 附接装置模制为框架 210 的整体部分。 在优选的构造中，打褶过滤介质 15 由单块材料形 成，其尺寸和形状适于装配在周边框架 210 中。 在图示的构造中，褶状物在基本径向方 向上延伸，其它取向也是可能的。 在一种构造中，不锈钢筛被用作过滤介质 15。 其它构 造可以采用纺织聚酯、布、或其它材料。 基于流出物中可能的污染物、流出物的流率以 及其它因素来选择所用的材料和开口的尺寸。 在优选的构造中，开口在大约 10 和 20 微 米之间，更小和更大的开口也是可能的。
帽盖 175 优选地由挤压铝材形成，其它材料 ( 例如，塑料、不锈钢等 ) 和其它构 造方法 ( 例如注射成型、锻造、铸造等 ) 也是可能的。 在图示的构造中，直的挤压部分 被焊接在一起以限定帽盖 175。
图 11 和 19-22 示出了过滤板 125 的另一种布置，过滤板 125 包括设置在框架 210 内的一体式打褶过滤介质。 图 11 和 19-22 的构造类似于图 9 和 10 的构造，但是还包括 加固交叉拉条 220 和峰部加强构件或脊杆 225。 通常，脊杆 225 和桁条 215 配合以将过滤 介质细分成多个较小的单元。 所述单元优选的尺寸将如下文所述。
在继续说明之前，应当注意，桁条 215、交叉拉条 220 和脊杆 225 是辅助保持打 褶过滤介质的打褶形状的加固构件。 应当理解，也可以使用适合于保持过滤介质的打褶 形状的本文所述的其它加固构件或加固构件的布置。
如图 19 所示，框架 210 的一种构造形成为具有角形构件的截面，该角形构件包 括平行于流动的腿部 230 和横向于流动的腿部 235( 也参见图 10)。 横向于流动的腿部 235 接纳如图 4 所示的相应内直径密封件 165，并且为平行于流动的腿部 230 提供附加刚度。
平行于流动的腿部 230 的尺寸适于基本上匹配打褶过滤介质 15 的峰部间的高度。 返回参 考图 10，框架 210 还包括两个基本平行的侧面 236 和两个不平行的侧面 237，所述侧面被 布置成使得它们相对于鼓体 25 是基本径向的。
为了进一步加强过滤介质 15，一系列桁条 215 延伸越过框架中的开口。 桁条 215 包括图 21 中示出的锯齿切口 238，锯齿切口装配在褶状物内以辅助将打褶过滤介质 15 保 持在期望的形状。 图 9、10 和 11 的构造包括四个桁条 215，但是应当理解，可以使用三 个桁条 215 或其它构造。 在大多数构造中，桁条 215 被模制为框架 210 的整体部分，但 是也可以使用其它合适的附接方法。
如图 21 所示，桁条 215 通常位于打褶过滤介质 15 的两侧，使得介质 15 被夹在 两个相对桁条 215 之间。 该布置在正常过滤操作期间以及反洗期间辅助将打褶过滤介质 15 保持在适当位置。
如前所述，图 11 的构造包括联接到褶状物的峰部和 / 或谷部的附加的峰部加强 构件或脊杆 225。 如图 20 所示，塑料可以模制到峰部和谷部以限定脊杆 225 并且进一步 加强介质 15。 替代地，可以设置金属丝或金属棒、玻璃纤维加固塑料、或者其它足够刚 度的材料来保持峰部和谷部的形状。
仍然在其它构造中，如图 22 所示的加固交叉拉条 220 可被用来进一步加强打褶 过滤介质 15。 而且，模制的塑料壳用作交叉拉条 220。 另外，金属丝或杆可以被焊接、 钎焊、或者以其它方式附接到打褶过滤介质 15 作为交叉拉条 220。
仍然在其它构造中，两个打褶过滤介质 15 的块体以背靠背的关系设置，使得它 们为彼此提供支撑。
参考图 15，示出了另一种构造。 在该构造中，使用塑性材料结合过滤介质 15 或其它过滤构件来模制过滤板 125。 在该构造中，过滤介质 15 的基本平的板片被放置在 模具 335 中。 模具 335 包括封盖过滤介质 15 并且形成介质中的褶状物的第一半部 340 和 第二半部 310。 塑性材料然后被注射到模具 335 中以形成周边框架 210、桁条 215 和脊杆 225。 因此，周边框架 210、桁条 215 和脊杆 225 被整体地形成为过滤介质 15 周围的一体 件或部件。 过滤介质 15 的边缘被嵌在周边框架 210 中，脊杆 225 邻近于褶状物的峰部和 谷部或者模制在所述峰部和谷部周围，桁条 215 形成有接合褶状物的锯齿。 过滤介质 15 的褶状物被夹在桁条 215 的锯齿之间。
参考图 12，也可以在一些或所有交界面处采用羽状物 240 以减少打褶过滤介质 15 的疲劳并且提高打褶过滤介质 15 的总体寿命。 图 12 示出了羽状框架 210a 和与框架 210a 相邻的羽状桁条 215a。 羽状物 240 提供羽状部件 ( 例如，框架、桁条等 ) 和打褶过 滤介质 15 之间附加的表面区域接触。 羽状物 240 减少了可能发生的总体疲劳损伤，从而 可以延长打褶过滤介质 15 的使用寿命。
图 13 示出了喷杆 190 上的喷嘴 200 的可能布置。 如前所述，喷杆 190 设置在相 邻的盘 30 之间和盘式过滤器 10 的端部，以使得能够以逆流方向喷射高压水通过打褶过滤 介质 15 以提供对过滤介质 15 的反洗。 因为过滤介质 15 是打褶的且因此相对于盘 30 的 平面成角度，所以类似成角度的喷嘴 200 的使用提供了更有效的反洗循环。 因此，喷嘴 200 离开盘 30 的平面的法线方向成近似 45 度。 另外，两个喷嘴 200 设置在每个喷射点 244( 参见图 14) 处，所述喷嘴 200 相对于彼此成大约 90 度，使得褶状物的两侧在反洗期间均被直接喷射。 令人意想不到的是，可以利用直列式 (straighton) 直接喷射。 另外， 以一定角度对过滤介质的弹跳式喷射对于给定的反洗流量和喷射速度来说改善了清洁效 果和效率。
如图 14 所示，每个喷杆 190 可以包括多个喷射点 244，在每个喷射点 244 处支 撑有四个喷嘴 200。 在图 14 所示的构造中，采用了六个喷射点 244，更多或更少的点是 可能的。 当盘 30 旋转时，喷嘴 200 将高压水引导到打褶过滤介质 15 上并且清洁过滤介 质 15。 应当注意，最末端的喷杆 190 仅需要每喷射点 244 有两个喷嘴 200，因为所述喷 杆并不设置在两个相邻的盘 30 之间。
参考图 28，示出了根据本发明的过滤器支撑件 245。 过滤器支撑件用于支撑一 对过滤板 125( 参见图 11) 的侧面 255 的一部分和底部部分 250。 过滤器支撑件 245 包括 附接部分 260 和横向定向的支柱部分 270。 附接部分 260 包括从支柱部分 270 的端部 267 延伸的第一部段 265。 附接部分 260 也包括第二部段 269，第二部段 269 从端部 267 沿与 第一部段 265 相反的方向延伸以从而形成倒置 T 形过滤器支撑件 245。 附接部分 260 还 包括单个孔 275，该孔沿着附接部分 260 的第一部段 265 和第二部段 269 延伸并且沿着支 柱部分 270 延伸以从而形成对应于过滤器支撑件 245 的形状的基本倒置 T 形的孔。 参考图 29A，过滤器支撑件 245 被显示为设置在鼓体 25 上。 附接部分 260 被设 计成保持与鼓孔 105 对准，使得孔 275 与鼓体 25 中关联的鼓孔 105 流体连通。 孔 275 与 鼓孔 105 具有基本相同的尺寸或者大于鼓孔 105。 在另一实施例中，过滤器支撑件 245 设 置在鼓体 25 上使得附接部分 260 骑跨位于相邻鼓孔 105 之间的鼓体 25 的支撑部段。 在 该实施例中，两个相邻鼓孔 105 的部分与孔 275 流体连通。
参考图 29B，一对过滤板 125 被显示为安装在过滤器支撑件 245 中。 过滤板 125 彼此隔开。 结合图 33 参考图 30，示出了多个过滤器支撑件 245 和过滤板 125 的侧视图。 帽盖 295 用于固定每对过滤板 125。 每个帽盖 295 可拆卸地固定到相邻的径向支柱 270 以使得能够拆卸每个过滤板 125 以在需要时便于清理或更换。 每个过滤板对、过滤器支 撑件 245 和关联的帽盖 295 形成用于接收污水的过滤板组 300。 此外，过滤板 125、帽盖 295 和孔 275 形成容积 182，容积 182 的截面面积等于或大于鼓孔 105 的面积。 容积 182 围绕鼓体 25 周向地延伸通过盘 30 上的每个过滤板组 300 并且是连续的。 结合图 33 参考 图 30、29A、29B 和 30，孔 275 使得鼓孔 105 和相邻的过滤板组 300 之间能够流体连通。 这使得水和空气在鼓体 25 旋转时能够在相邻的过滤板组 300 之间周向地流动，从而导致 盘式过滤器 10 的容量增加。
待过滤的水通过鼓孔 105 和孔 275 进入过滤板组 300。 过滤板组 300 中的水然后 被过滤通过过滤板 125 以提供滤过水。 孔 275 相对于鼓孔 105 具有足够的尺寸以使得流 经鼓孔 105 的废物或其它碎屑不被径向支柱 270 捕获。 在一个实施例中，孔 275 与鼓孔 105 具有基本相等的尺寸。 在另一实施例中，孔 275 的尺寸大于鼓孔 105。 因此，被径 向支柱 270 收集的废物量显著减少或消除，导致在鼓体 25 旋转时水和空气在过滤板组 300 之间相对无阻碍的流动。 该设计特征使来自水惯性的水湍流最小化并且防止滞留空气和 随后释放，使得对已经从水过滤的固体的不期望的洗刷被显著减少。 径向支柱 270 还包 括提供结构支撑的肋 305。
参考图 31，示出了过滤器支撑件 317，其中径向支柱 270 包括提供附加结构支撑
的结点板 312。 过滤器支撑件 317 包括第一流体通道 315 和第二流体通道 320，所述流体 通道的总面积的大小基本等于鼓孔 105 的大小。 这导致如上文所述消除或者减少由径向 支柱 270 收集的废物量。 过滤器支撑件 317 导致相比于常规过滤器支撑件的流体通道面 积更大的流体通道面积。 这减少了制造过滤器支撑件 317 所需的材料量，从而导致减小 的制造成本。 已经通过计算确定的是，在针对多达 24 英寸或甚至更高的水的水头损失进 行设计时，本文所示实施例的结构完整性是可接受的。
如前所述，盘式过滤器 10 可以使用打褶的过滤板 125，但是应当理解可以使用 其它类型的板。 使用打褶过滤介质 15 的优点在于介质褶状物本身、以及板周边侧壁 ( 例 如沿着打褶板 125 的径向侧面的侧壁 ) 提供了废物能够更容易附着的临时水平面。 因此， 形成了旋转架，在被浸没时，所述旋转架以相对于重力的有利角度定向，直到废物处于 槽上方以最终沉积在槽上。
参考图 32，示出了组装好的多个过滤器支撑件 245。 径向支柱 270 从鼓体 25 向 外延伸并且彼此隔开以形成空间 325，每个空间 325 适于接收过滤板 125。 参考图 33， 示出了盘 30 的视图，其绘出了根据本发明的过滤器支撑件 245、过滤板 125 和帽盖 295。 在该构造中，所述盘包括十四个过滤板组 300( 总共二十八个过滤板 125)。 在现有设计中，板的安置是两步过程。 首先，具有边缘密封件的过滤板向下滑 动到过滤器支撑件的边缘通道中。 然后，帽盖抵靠顶部边缘垫圈滑动就位。 在这两个步 骤期间，在通道壁和垫圈之间形成滑动摩擦。 在第一步期间，所需的最大板安置力可能 升高到非常大的值，除非做出设计折衷。沿着梯形板的成角度侧面 255，摩擦力方向与垫 圈插入路径相反，但是相对于垫圈的纵向处于相当大的斜角。 因而，垫圈相对于其原始 位置和形状的横向拉伸或者潜在扭曲运动的风险是很高的。 这种扭曲可能导致泄漏。 具 体而言，垫圈在处于较高压缩力下时可以密封较高压力，但是由于垫圈在插入常规设计 的成角度侧面通道期间的扭曲或拉伸，高的压缩力提高了泄漏的风险。
与垫圈在具有侧壁通道的过滤器支撑结构设计中滑动相关联的摩擦要求在垫圈 的合理插入力和适当压缩之间的折衷。 较小的垫圈压缩导致较低的滑动摩擦，但是减小 了泄漏的压力阈值。 常规系统试图通过对橡胶垫圈的外部滑动表面 “植绒” 来解决该问 题。 虽然这是有帮助的，但是这不能消除固有问题。
在优选实施例中，使用了底部通道。 由于底部通道是相对短的，插入力仍然很 低，甚至对于相当高的垫圈压缩也是如此。 垫圈由于倾斜摩擦力所产生的横向拉伸或者 潜在扭曲运动的可能性对于底部通道来说被显著减小。
为了组装过滤板 125，如图 25 和 26 所示，尺寸稍小的模制垫圈 500 围绕过滤板 125 的外部伸展以形成垫圈板 505。 垫圈 500 上的张力用于将垫圈 500 保持在适当位置。 然而，一些构造可以采用密封 / 保持辅助物，例如硅橡胶或硅脂。 垫圈板 505 的底部然 后插入到过滤板接收空间中，例如过滤器支撑件 245 的槽缝或底部通道 510( 在图 24 中示 出 ) 并且被向下推动。 垫圈板 505 的顶部然后被向前推动 ( 倾斜 ) 以将板 125 锁定在适 当位置。
在一个实施例中，过滤器支撑件 245 包括卡锁零件 520( 在图 27 中示出 )，所述 卡锁零件位于距过滤器支撑件 245 的顶部的距离大约四分之一处。 更具体地，卡锁零件 520 在过滤器支撑件 245 的径向支柱 270 上。 每个卡锁零件 520 保持两个相邻的过滤板
505。 卡锁零件 520 是柔性的，并且在板 505 倾斜到适当位置时被推向一旁以防阻碍。 然 后该卡锁零件卡扣回到其原始位置，将板 505 锁定到竖立位置。 在该位置 ( 操作位置 )， 在过滤板 505 和包括过滤器支撑件 245 及帽盖 295 的板支撑结构之间围绕过滤板 505 的周 边完全形成密封。
为了完成垫圈板 505 的安装，帽盖 295 被设置在过滤器支撑结构的顶部，并且安 装帽盖硬件。 在优选构造中，帽盖硬件包括将帽盖 295 连接到相邻帽盖 295 的螺母和螺 栓。 帽盖 295 的每个端部连接到相邻帽盖 295 以限定围绕盘 30 外周边的完整的帽盖 295 环。
在操作中，水经由流入管 60 进入盘式过滤器 10。 使用壁 76 将污染的流入水与 清洁的滤过水相分离，其中通过所述壁利用旋转密封件来安装鼓体。 壁 76 形成流入水腔 室 77 和过滤水腔室 75。 如前所述，流入物进入鼓体内部 65、经由鼓体 25 中的鼓孔 105 离开并且流入容积 182 中。 容积 182 中的水然后在过滤板 125 的至少一个过滤板中被过 滤通过打褶过滤介质 15 并且流出 ( “从内到外流动”) 以提供滤过水。 在流入物经过打 褶过滤介质 15 时，大于过滤介质 15 中的开口的颗粒被保持在容积 182 内且保留在过滤介 质 15 的内表面上。 流出物在盘 30 的外部聚集在过滤水腔室 75 内并且经由流出管 70 离 开盘式过滤器 10。 堰系统限定了过滤水腔室 75 的流出物端部并且保持过滤器 10 内的腔 室 75 中期望的最低液位。 在操作期间，鼓体 25 连续地或者断续地旋转，使得过滤板 125 仅在旋转的一部 分期间使液体进入并且过滤流入物。 如前关于图 28、29A、29B 和 30 所述，孔 275 使得 鼓孔 105 和相邻过滤板组 300 之间能够流体连通。 这使得水和空气在鼓体 25 旋转时能够 在相邻的过滤板组 300 之间周向地流动。 因此，被径向支柱 270 收集的废物量显著减少 或消除，导致在鼓体 25 旋转时水和空气在过滤板组 300 之间相对无阻碍的流动。 该设计 特征使来自水惯性的水湍流最小化并且防止滞留空气和随后释放，使得对已经从水过滤 的固体的不期望的洗刷被显著减少。
由于盘 30 始终不会被完全浸没，因此过滤板 125 仅在旋转圆弧的底部部分期间 使液体进入并且可用于过滤流入物。 在过滤之后，并且在鼓体 25 的旋转期间，过滤板 125 使液体离开并且经过喷杆 190。 在反洗循环期间，喷射装置 85 用于以高压水或化学 物喷射过滤板 125，从而在鼓体 25 旋转时驱除颗粒并且清洁过滤介质 15。 水滴冲击振动 和过滤介质 15 被一部分水的渗透去除了被捕获在打褶过滤介质 15 的上游表面上的碎屑。 碎屑和水被收集在槽 205 中并且通过管 90 输送出过滤系统 10。 在反洗期间，过滤可以持 续，因为有些过滤板 125 设置在液体中，而有些过滤板在液体上方并且可以被反洗。
本文描述的过滤板 125 比现有技术系统提供了更大的流动面积并且能够以经过 类似板面积的实质上更大的流量来运转。 具体地，如图 9 所示，周边框架 210 限定了板 法向流动面积 350，其基本上是周边框架 210 内的平面面积。 如普通技术人员所认识到 的，真实流动面积小于该平面面积，因为支撑构件可能延伸越过该面积并且阻挡某些流 动面积。 然而，该面积是微小的并且总体上可以忽略。 通过在过滤介质中形成褶状物， 流动面积被极大地增加，因为流体 ( 例如，空气、水 ) 大体上在垂直于褶状物的方向 355 上流经褶状物，如图 10 所示。 因此，褶状物限定了显著大于板法向流动面积 350 的介质 法向流动面积 360。 本质上，介质法向流动面积 360 是在垂直于流动方向 365 的平面中测
量的各个褶状物的面积之和。 在一种构造中，每个过滤板 125 的介质法向流动面积 360 大于一平方英尺 (0.09 平方米 )，大于二平方英尺 (0.19 平方米 ) 的尺寸是优选的。 试验 数据显示该流动面积提供了超过大约 7 加仑每分钟 (26.5 升每分钟 ) 的经过每个过滤板的 流率。 更具体地，每个过滤板 125 被构造成使液体从中流动通过。 液体流量超过 3 加仑 每分钟每平方英尺 (11.4 升每分钟每 0.09 平方英尺 ) 并且处于超过 12 英寸水柱 (3kPa) 的 过滤介质的压差。
虽然前文描述应当理解为包括褶状物的很多变型，但是下表示出了褶状物的多 个参数的期望下限、期望上限、以及期望公称尺寸。 当然，这些参数的变化是可能的。
参数 单元尺寸，英寸 ( 毫米 ) 褶状物高度，英寸 ( 毫米 ) 褶状物夹角，度 经过清洁喷嘴的速度，英尺 / 分钟 ( 米 / 分钟 ) 水头损失，英寸水柱 ( 米水柱 ) 正常介质通量，加仑每分钟 / 平方英尺 ( 升每分钟 / 平方米 ) 固体负载，磅 / 日 / 平方英尺 ( 千克 / 日 / 平方米 )
下限公称上限 2×36 (51×914) 6.0 (152) 80 50 (15.25) 36-48 (0.91-1.22)0.5×0.5 0.75×4 (12.7×12.7) (19×102) 0.1 (2.5) 20 1 (0.3) 0 (0) 0 (0) 0 (0) 1.0 (25.4) 60 3 至 30 (0.9 至 9.1) 12-24 (0.3-0.61)3-6 15 (122.2-244.5) (611.2) 2 (9.58) 20 (95.8)应当注意，下限褶状物高度基于具有很多微小褶状物的薄板的微褶状物设计而 定，而上限设计基于厚板设计而定。 另外，由于预想不到地发现固体能够容易地从谷部 去除，并且不能清洁谷部的风险是很低的，因此下限夹角是可能的。 经过清洁喷嘴的速 度至少部分地根据盘的尺寸而定，较小的盘允许较高的角速度。
虽然有本文描述的设计的很多变型，但是进行了一个过滤器的现场试验，产生 了如图 23 的图表所示的以浊度测定法浊度单位 (NTU) 测得的浊度的减小。 当然，其它 的布置取决于具体布置可提供更好或更差的性能。
应当注意，本文描述的发明也很好地适用于现有的应用。 例如，现有过滤器可 以被改进以并入本发明。 这种改进将会增加流率并且减小通过过滤器的压降而不增加过滤器的占地面积。 在该应用中，现有的非打褶过滤介质从鼓体移除。 过滤器支撑件联接 到鼓体，打褶过滤板被插入到过滤器支撑件中以完成改进。 在优选构造中，过滤器支撑 件由塑料模制，其它材料 ( 例如金属 ) 也适于使用。
虽然大多数附图示出了包括基本对准的过滤板 125 的盘 30，但是图 34 和 35 示出 了另一种布置，其中盘 30 的第一侧 1285 上的过滤板 125 相对于盘 30 的第二侧 1290( 以 虚线示出 ) 上的过滤板 125 旋转。 在图 34 的布置中，盘 30 的第一侧 1285 的每个板 125 的中心轴线 1287 相对于盘 30 的第二侧 1290 的每个过滤板 125 的中心轴线 1292 偏置，从 而形成偏置过滤板对。 作为示例，过滤板对可以偏置第一距离 1297，该距离等于过滤器 对 1300 的大约一半。
因此，除了其它之外，本发明尤其提供了一种在盘式过滤器 10 中使用的新的有 用的过滤板 125。 过滤板 125 包括增加用于过滤的每单位面积的总表面面积的打褶过滤介 质 15，并且保持介质的打褶形状不受在高液体流率时产生的湍流力和粘性力的影响。