一种立式自动反冲洗过滤器的制作方法

本发明涉及一种水处理领域的反冲洗装置，尤其是涉及一种立式自动反冲洗过滤器。

背景技术：

我国的水资源相对匮乏，并且水的污染问题也较为严重，因此，推广合适的过滤器对污水进行处理是节约水资源、提高水资源利用率的有效途径。同时，随着《压载水公约》的即将生效，航行船舶将被强制要求安装压载水处理系统。目前船舶压载水系统使用自动反冲洗过滤器中存在的一些问题，比如受船舱高度空间限制造成过滤器难以选配安装、反冲洗效果不好等。传统自动吮吸式过滤器普遍采用简单加工的金属管或PVC管作为吸污管，吸污管端面与滤网间存在一定的间隙，在反冲洗过程中，该间隙侧面的水进入吸污管，造成吸力减小而影响吸污；另一方面，由于滤筒加工过程中存在圆度误差，吸污管在实际运行过程中存在破坏滤筒的可能性，造成过滤器维修维护频繁，成本高。

针对以上不足，急需开发出一种结构紧凑、占地面积小、反冲洗效果好、工作可靠性高的新型立式自动反冲洗过滤器。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决现有的过滤器选配装船问题较多、反冲洗效果差、维护维修频繁的问题，提供一种立式自动反冲洗过滤器。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种立式自动反冲洗过滤器，包括传动部件、壳体部件、滤芯部件、吸污部件和排污部件，滤芯部件安装在壳体部件内部，吸污部件上的吸污头与滤芯部件内壁贴合以清洗滤芯，吸污部件一端伸入排污部件内且该端上挖有孔以实现排污，吸污部件通过连接轴与传动部件连接，在反冲洗阶段，通过传动部件带动吸污部件做螺旋往复运动扫描吸污从而实现自动反冲洗，所述的壳体部件包括两端开口的壳体，壳体底部安装平封头，壳体顶部安装有上端法兰盖，上端法兰盖上开设有通孔，通孔内安装有出水挡板，通过上端法兰盖、出水挡板、平封头和壳体侧壁配合构成过滤腔，过滤腔被安装在其内的滤芯部件分割成滤芯内部空间和滤芯外部空间，平封头底部焊接有锥筒体，锥筒体的大径端与平封头连接，锥筒体的小径端上焊接有直筒体，直筒体和锥筒体相互配合构成进水口接管，平封头上安装有进水孔板，进水口接管通过进水孔板与滤芯内部空间连通，以便于待过滤的水直接进入滤芯内部空间，水通过滤芯部件进入滤芯外部空间中，并将水中大于滤芯部件中滤网孔径的杂质颗粒被截留在滤网内侧实现过滤，壳体的侧壁上开设有出水口，出水口与滤芯外空间连通，以实现进水口接管通入的水通过滤芯部件的过滤后自出水口排出。

所述的滤芯部件包括上端滤芯和下端滤芯，上端滤芯和下端滤芯相互串联并密封连接，上端滤芯顶设在出水挡板上并做密封处理，下端滤芯支撑在平封头上的滤芯支撑环内并做密封处理，上端法兰盖和平封头相互配合将上端滤芯和下端滤芯支撑在壳体内以实现滤芯部件的轴向固定，滤芯部件通过若干个卡设装置实现其径向固定。

所述的卡设装置包括支撑机构和卡设机构，支撑机构包括底部支撑销、导向杆、导向杆用过渡销、顶部定位套和塑料开口套，底部支撑销固定在平封头上，顶部定位套固定在壳体顶部，顶部定位套和底部支撑销的中轴线位于一条直线上，导向杆套设在底部支撑销上，导向杆用过渡销的一端插设在导向杆内，导向杆用过渡销的另一端插设在顶部定位套内实现导向杆的固定安装，塑料开口套套设在导向杆用过渡销上，通过导向杆过渡销上开设的台阶并夹设在导向杆和导向杆用过渡销之间，卡设机构包括左侧卡箍和右侧卡箍，左侧卡箍和右侧卡箍夹设在导向杆上并固定在一起，右侧卡箍上固定有螺母，螺母内穿设有头部为光轴防松螺栓，防松螺栓依次贯穿右侧卡箍、导向杆和左侧卡箍，防松螺栓的光轴端上安装有固定块，通过固定块顶设在滤芯部件的外侧壁上实现对滤芯部件径向固定。

所述的排污部件包括围绕成排污腔的排污箱和安装在排污箱上的排污阀，排污箱上固定有排污箱法兰，排污箱法兰与上端法兰盖配合将排污箱支撑在壳体上，排污腔通过出水挡板与过滤腔隔开，吸污部件包括吸污主管和吸污支管，吸污支管沿吸污主管轴向间隔安装在吸污主管上，吸污支管远离吸污主管的一端上安装有吸污头，吸污主管穿设在滤芯部件内并贯穿出水挡板伸入排污腔中，吸污主管上开设有与排污腔连通的排污孔，吸污头通过顶设在滤芯部件的内壁上实现清洗滤芯，吸污头将污水自吸污支管送入吸污主管，并通过吸污主管上的排污孔排入排污腔中，吸污主管通过连接轴和丝杠机构与传动机构连接，以实现吸污部件做螺旋往复运动。

所述的吸污头的一端滑动插设在固定在吸污支管上的吸污头支撑内，吸污头的另一端紧贴滤芯部件的内壁，吸污头和吸污头支撑的外侧壁套设有橡胶波纹管，通过橡胶波纹管的弹性力作用将吸污头顶压在滤芯部件的内壁上，吸污头内开台阶孔，靠近滤网的一段为大孔段，通过大孔段设证了吸污装置在反冲洗周期内运行时的吸污面积，靠近吸污头支撑的一端为小孔段，小孔段使脏水通过时加速流动，吸污头上开设有与橡胶波纹管内密封腔连通的L形孔，以便于通过L形孔平衡橡胶波纹管内外侧的压差。

所述的传动部件包括电机和减速机，减速机的输入端与电机连接，减速机的输出端通过丝杠机构与吸污主管连接以驱动吸污部件做螺旋往复运动。

所述的排污腔上端设置有限制吸污主管上下移动距离的行程开关。

所述的壳体上设置有低压取压口，进水口接管上设置有高压取压口，通过压力检测装置检测低压取压口和高压取压口的压力值并传递给控制系统，通过测得的压差与设定值对比，压差大于设定值时控制系统控制传动部件驱动吸污部件自动工作。

所述的进水口接管上设置有放水口，以便于当过滤器停机排空过滤器壳体内的水。

所述出水口上连接有出水口接管，出水口接管上固定有便于与其他部件连接的出水口法兰。

本发明的有益效果是：1采用锥体进水口，可以降低过滤器的整体高度，使过滤器结构更加紧凑，使过滤器能够安装于空间狭小的区域；

2采用两个滤芯串联的方式，同时将吸污轴分段采用法兰连接，通过分段拆卸的方法，进一步缩小过滤器的维护空间要求；

3设计了专用的滤芯固定结构，安装方便快捷，固定可靠，同时结构易调整，便于实现通用化；

4吸污部件采用橡胶弹性吸污装置，性能可靠，反冲洗耗水量少，同时耐海水腐蚀；

5滤芯连接处无台阶，同时在吸污主管上设置支撑块，有效保护了吸污头和橡胶波纹管。

附图说明

图1为本发明专利的结构示意图。

图2为吸污头结构放大示意图。

图3为滤芯固定结构示意图。

图示标记： 1、电机，2、减速机，3、排污箱，301、排污箱法兰；302、排污腔，4、吸污部件，5、滤网部件，6、壳体，601、上端法兰盖；602、出水挡板；7、低压取压口，8、平封头，9、高压取压口，10、锥筒体，11、放水口，12、进水口接管，13、底部支撑销，14、导向杆，15、导向杆过渡销，16、塑料开口套，17、顶部定位套，18、排污阀， 19、吸污头，20、橡胶波纹管，21、吸污头支撑，22、固定块，23、左侧卡箍，24、右侧卡箍，25、螺母，26、防松螺栓。

具体实施方式

图中所示，具体实施方式如下：

一种立式自动反冲洗过滤器，包括传动部件、壳体部件、滤芯部件、吸污部件4和排污部件3，滤芯部件安装在壳体部件内部，吸污部件4上的吸污头与滤芯部件内壁贴合以清洗滤芯，吸污部件4一端伸入排污部件内且该端上挖有孔以实现排污，吸污部件4通过连接轴与传动部件连接，在反冲洗阶段，通过传动部件带动吸污部件4做螺旋往复运动扫描吸污从而实现自动反冲洗，所述的壳体部件包括两端开口的壳体6，壳体6底部安装平封头8，壳体6顶部安装有上端法兰盖601，上端法兰盖601上开设有通孔，通孔内安装有出水挡板602，通过上端法兰盖601、出水挡板602、平封头8和壳体6侧壁配合构成过滤腔，过滤腔被安装在其内的滤芯部件分割成滤芯内部空间和滤芯外部空间，平封头8底部焊接有锥筒体10，锥筒体10的大径端与平封头8连接，锥筒体10的小径端上焊接有直筒体，直筒体和锥筒体8相互配合构成进水口接管12，平封头8上安装有进水孔板，进水口接管12通过进水孔板与滤芯内部空间连通，以便于待过滤的水直接进入滤芯内部空间，水通过滤芯部件进入滤芯外部空间中，并将水中大于滤芯部件中滤网孔径的杂质颗粒被截留在滤网内侧实现过滤，壳体6的侧壁上开设有出水口，出水口与滤芯外空间连通，以实现进水口接管通入的水通过滤芯部件的过滤后自出水口排出。

所述的滤芯部件包括上端滤芯和下端滤芯，上端滤芯和下端滤芯相互串联并密封连接，上端滤芯顶设在出水挡板602上并做密封处理，下端滤芯支撑在平封头8上的滤芯支撑环内并做密封处理，上端法兰盖和平封头8相互配合将上端滤芯和下端滤芯支撑在壳体6内以实现滤芯部件的轴向固定，滤芯部件通过若干个卡设装置实现其径向固定。

所述的卡设装置包括支撑机构和卡设机构，支撑机构包括底部支撑销13、导向杆14、导向杆用过渡销15、顶部定位套17和塑料开口套16，底部支撑销13固定在平封头8上，顶部定位套17固定在壳体6顶部，顶部定位套17和底部支撑销13的中轴线位于一条直线上，导向杆14套设在底部支撑销13上，导向杆用过渡销15的一端插设在导向杆14内，导向杆用过渡销15的另一端插设在顶部定位套17内实现导向杆的固定安装，塑料开口套16套设在导向杆用过渡销15上，通过导向杆过渡销15上开设的台阶并夹设在导向杆14和导向杆用过渡销15之间，卡设机构包括左侧卡箍23和右侧卡箍24，左侧卡箍23和右侧卡箍24夹设在导向杆14上并固定在一起，右侧卡箍24上固定有螺母25，螺母25内穿设有头部为光轴防松螺栓26，防松螺栓26依次贯穿右侧卡箍24、导向杆14和左侧卡箍23，防松螺栓26的光轴端上安装有固定块22，通过固定块22顶设在滤芯部件的外侧壁上实现对滤芯部件径向固定。

所述的排污部件包括围绕成排污腔302的排污箱3和安装在排污箱3上的排污阀18，排污箱3上固定有排污箱法兰301，排污箱法兰301与上端法兰盖601配合将排污箱支撑在壳体6上，排污腔3通过出水挡板602与过滤腔隔开，吸污部件4包括吸污主管和吸污支管，吸污支管沿吸污主管轴向间隔安装在吸污主管上，吸污支管远离吸污主管的一端上安装有吸污头19，吸污主管穿设在滤芯部件内并贯穿出水挡板伸入排污腔中，吸污主管上开设有与排污腔连通的排污孔，吸污头19通过顶设在滤芯部件的内壁上实现清洗滤芯，吸污头19将污水自吸污支管送入吸污主管，并通过吸污主管上的排污孔排入排污腔中，吸污主管通过连接轴和丝杠机构与传动机构连接，以实现吸污部件做螺旋往复运动。

所述的吸污头19的一端滑动插设在固定在吸污支管上的吸污头支撑21内，吸污头19的另一端紧贴滤芯部件的内壁，吸污头19和吸污头支撑21的外侧壁套设有橡胶波纹管20，通过橡胶波纹管20的弹性力作用将吸污头19顶压在滤芯部件的内壁上，吸污头19内开台阶孔，靠近滤网的一段为大孔段，通过大孔段设证了吸污装置在反冲洗周期内运行时的吸污面积，靠近吸污头支撑21的一端为小孔段，小孔段使脏水通过时加速流动，吸污头19上开设有与橡胶波纹管20内密封腔连通的L形孔，以便于通过L形孔平衡橡胶波纹管20内外侧的压差。

所述的传动部件包括电机1和减速机2，减速机2的输入端与电机1连接，减速机2的输出端通过丝杠机构与吸污主管连接以驱动吸污部件做螺旋往复运动。

所述的排污腔3上端设置有限制吸污主管上下移动距离的行程开关。

所述的壳体6上设置有低压取压口7，进水口接管12上设置有高压取压口9，通过压力检测装置检测低压取压口7和高压取压口9的压力值并传递给控制系统，通过测得的压差与设定值对比，压差大于设定值时控制系统控制传动部件驱动吸污部件自动工作。

所述的进水口接管12上设置有放水口11，以便于当过滤器停机排空过滤器壳体内的水。

所述出水口上连接有出水口接管，出水口接管上固定有便于与其他部件连接的出水口法兰。

如图所示一种具体实施方式如下：一种立式自动反冲洗过滤器，包括传动部件、壳体部件、滤芯部件、吸污部件4和排污部件，滤芯部件安装在壳体部件内部，吸污部件4上的吸污头与滤芯部件内壁贴合，用以清洗滤芯，吸污主管开孔端伸入排污腔实现排污，同时通过连接轴与传动部件2实现可靠连接，在反冲洗阶段进行螺旋往复运动扫描吸污。所述的壳体6底部焊接平封头8，顶部焊接上端法兰盖，平封头底部焊接锥筒体10，锥筒体的大径端与平封头8焊接，锥筒体的小径端上焊接有直筒体，直筒体上焊接进水口法兰，平封头上安装有进水孔板使待过滤的水直接进入滤网内侧，过滤时，水通过滤芯部件进入壳体内侧与滤芯部件外侧的区域，水中大于滤网孔径的杂质颗粒被截留在滤网内侧，壳体的侧壁上开设有出水口接管和出水口法兰，过滤后的水通过出水口法兰排出过滤器。

所述的滤芯部件包括上部滤芯和下部滤芯，上、下部滤芯的上端盖侧面均开有O形圈密封沟槽，上部滤芯上端盖的O形圈密封沟槽上安装O形圈，与壳体顶部法兰盖内圆实现密封，下部滤芯的下端端盖侧面同样开有O形圈沟槽，安装O形圈并与壳体底部平封头8上焊接的滤芯支撑环内圆实现密封，上、下端滤芯之间采用插接式结构，之间用O形圈密封，依靠反冲洗腔法兰盖装配到位后实现轴向固定压紧，上部滤芯上端盖上安装出水挡板，用于隔离排污腔3和滤网内腔。壳体6下端的平封头8上均匀分布焊接4处底部支撑销13，壳体上端的法兰盖内侧均匀分布焊接4处顶部定位套17，底部支撑销13和顶部定位套17之间有一定的同轴度要求，二者之间通过导向杆过渡销15和塑料开口套16安装4根导向杆14，在下部滤芯的上端O形圈密封沟槽同一高度处，在各导向杆14上安装图3的滤芯固定结构，实现滤芯的径向可靠固定。

所述的滤芯固定结构包括支撑部分和固定部分，支撑部分包括底部支撑销13、导向杆14、导向杆用过渡销15、顶部定位套17和塑料开口套16，底部支撑销13焊接在平封头8上，顶部定位套17焊接在壳体上端法兰盖内侧，顶部定位套17和底部支撑销13轴线的同轴度应有适当要求，导向杆14一端装在底部支撑销13上，另一端安装导向杆用过渡销15，导向杆过渡销15中间开有台阶，并且可沿导向杆14上下滑动，导向杆过渡销15另一端插入顶部定位套17的内孔中，导向杆14与导向杆过渡销15台阶间安装塑料开口套16，共同组成支撑部分。固定部分包括左侧卡箍23和右侧卡箍24，左侧卡箍23与导向杆14左侧均开有方孔，内部安装固定块22，方孔能够有效限制固定块22的旋转自由度，右侧卡箍上焊接有螺母25，左侧卡箍23和右侧卡箍24安装在导向杆14上并用螺栓固定，螺母25内拧有头部为光轴的防松螺栓26，防松螺栓26依次贯穿右侧卡箍24、导向杆14和左侧卡箍23，安装时，通过防松螺栓26的轴向移动，光轴端推动固定块22卡紧下部滤芯上端盖的O形圈沟槽，实现对滤芯部件的径向固定。

所述的排污部件3包括排污腔3和安装在腔体上的排污阀18，排污腔上的法兰盖与壳体6上端法兰盖通过螺栓固定，吸污部件4包括吸污主管和吸污支管，吸污支管沿吸污主管轴向一定间隔焊接在吸污主管上，吸污支管端部安装吸污头19和橡胶波纹管20，吸污主管安装在滤芯部件5内并贯穿上端法兰盖伸入排污腔3中，吸污主管上开设有与排污腔3连通的排污孔，吸污头通过贴紧滤芯部件5内壁实现清污，吸污头19将污水从吸污支管送入吸污主管，并从吸污主管上的排污孔排入排污腔中，通过排污阀18排出过滤器。吸污主管通过连接轴与丝杠机构实现可靠连接，传动机构2在反冲洗阶段驱动吸污轴做螺旋往复运动从而达到清洗滤芯的目的。

所述的吸污头19一端插入固定在吸污支管上的吸污头支撑21内，吸污头19的另一端紧贴滤芯部件5的内壁，吸污支管外圆上设有橡胶波纹管20，通过橡胶波纹管20的弹力将吸污头19顶压在滤芯部件5的内壁上，吸污头19内开台阶孔，靠近滤网的一段为大孔段，大孔保证了吸污装置在反冲洗周期内运行时的吸污面积，靠近吸污头支撑21的一端为小孔段，小孔段使脏水通过时加速流动，吸污头19上开设有与橡胶波纹管20内密封腔连通的L形孔，以便于通过L形孔平衡橡胶波纹管20内外侧的压差，延长橡胶波纹管20的使用寿命。

所述的传动部件包括电机1和减速机2，减速机2的输入端与电机1连接，减速机2的输出端通过丝杠机构与吸污主管连接以驱动吸污部件做螺旋往复运动。

所述的排污腔3上端设置有限制吸污主管上下移动距离的行程开关。丝杠机构两端设置有自动脱扣机构，即使行程开关出现故障不能正常换向，通过脱扣机构有效保护吸污部件不受损坏。所述的壳体6上设置有低压取压口7，进水口接管12上设置有高压取压口9，通过压力检测装置检测低压取压口7和高压取压口9的压力值并传递给控制系统，通过测得的压差与设定值对比，压差大于设定值时，排污阀打开，控制系统控制传动部件驱动吸污部件自动反冲洗。

所述的进水口接管12上设置有放水口11, 当过滤器停机时，方便排空过滤器壳体内的水。

滤芯采用五层烧结网结构，由内到外依次为保护层、主滤层、保护层、加强层和骨架层五层结构，保护层、主滤层、保护层、加强层均采用金属丝平纹编织方孔网，骨架层采用316L不锈钢冲孔板卷圆制作，滤芯上下两端端盖均采用316L不锈钢制作，且均加工出O形圈密封沟槽。底部支撑销13和顶部支撑套17具有一定的同轴度要求，底部支撑销13上端安装导向管14，导向管14为标准不锈钢无缝钢管，导向管14上端插入导向管用过渡销15，导向管用过渡销15上端插入顶部支撑套17内孔，导向管用过渡销15与导向管14之间安装塑料开口套16，方便安装拆卸。如图3所示在下部滤芯的O形圈沟槽位置处，导向管14与左侧卡箍23均开方孔，导向管14与右侧卡箍24均开圆孔，左侧卡箍23安装固定块22，方孔限制固定块的旋转自由度，右侧卡箍24按图示焊接螺母25，左侧卡箍23与右侧卡箍24之间通过螺栓紧固。螺母25内安装防松螺栓26，防松螺栓头部为光轴，与固定块22右端内孔间隙配合，装配时，通过调整防松螺栓26，推动固定块22卡入下端滤芯的上端盖的O形圈沟槽内，由于固定块22左侧圆弧半径与下端滤芯O形圈沟槽底径相等，从而实现紧固下端滤芯的作用。下端滤筒O形圈沟槽周向共安装4个滤芯固定结构，即可实现下端滤芯的可靠固定。滤芯部件内部安装吸污部件，图2为吸污部件局部放大图，它包括吸污头19、橡胶波纹管20、吸污头支撑21。图中吸污管与橡胶波纹管20、橡胶波纹管20与吸污头21之间通过不锈钢卡箍用内六角螺钉固定。橡胶波纹管20采用3波结构，具有合适的刚度系数。在吸污管支管和吸污头19上合适位置设置定位台阶，使吸污管4、橡胶波纹管20、吸污头19、吸污头支撑21与滤筒5安装后，吸污头21能够贴紧滤网，同时橡胶波纹管20具有适当的压缩量，保证吸污头21在一定的磨损量及滤筒的圆度误差范围内，过滤器能够正常自动反冲洗，避免因吸污头21磨损影响与滤网的接触状态而无法正常吸污。吸污头21内开台阶孔，大孔保证了吸污装置在反冲洗周期内运行时的吸污面积，使反冲洗周期不致过长；小孔使脏水通过时加速流动，保证了吸污速度。吸污头21上开L形细长孔，该孔呈垂直分布接通，用于平衡橡胶波纹管20内外侧的压差，使橡胶波纹管仅承受轴向的压缩力，提高橡胶波纹管的使用寿命。上下滤芯间采用嵌套结构连接，中间用O形圈密封，无台阶结构，运行过程中，即使行程开关因故障失控后，吸污头结构可以越过滤芯连接区域，并且不会损坏。吸污轴下端设置支撑环，保证在拆卸过程中吸污轴不会因重力作用落入壳体底部，便于安装，同时保护橡胶波纹管不承重、吸污头不损坏。进水口接管下端增加放水口法兰11，当过滤器停止工作时，能够方便放空过滤器壳体的介质，保护过滤器停用时内部不被介质腐蚀。法兰7、9作为取压口，分别安装压力、压差测量仪表。过滤器壳体均涂装耐海水腐蚀的环氧漆。

正常过滤时，原水从下部进水口进入过滤器，通过滤筒，过滤后的水从上端出水口流出，此时反冲洗不动作，待进出口压差达到系统设定值后，自动反冲洗启动，在过滤器壳体内压和大气压的压差作用下，水透过滤网并带走杂质颗粒，通过吸污头中间的孔进入吸污管，通过吸污管上端的孔排入排污腔3，污水通过排污阀18排出过滤器。反冲洗过程中，传动机构带动吸污部件，使弹性吸污装置做螺旋往复运动，在一个反冲洗周期内完成整个圆柱形滤筒内表面的扫描与吸污。

本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。