一种旋流过滤式压载水过滤装置及方法与流程

本发明涉及压载水过滤，尤其涉及一种旋流过滤式压载水过滤装置及方法。

背景技术：

1、压载水通常用于平衡和稳定船舶，但它可能携带有害的水生生物、病原体和其他污染物，这些物质在转移至新的水域时，可能对当地生态造成威胁，因此需要使用压载水过滤装置对压载水进行处理，以减少其对环境的影响。

2、目前常用的压载水过滤装置为旋流式溢流过滤装置，其通过旋流离心力来分离压载水中的颗粒物质，然后通过溢流的方式实现颗粒物质与水的分离，结构简单，具有较高的过滤效率，但是由于水流对导流板的冲击，这种方式会产生大的能量损耗，从而降低整体的过滤效率，并且只能在泵机最大泵力范围内对有一定范围内的颗粒杂质进行过滤，过滤性能有限，对此问题，公告号为cn110002620b公开了一种旋流过滤器，其包括压力罐，其设置有入口、净水出口和杂质出口；在所述压力罐内设置有滤网管和围绕所述滤网管螺旋形设置的旋流通道，其中所述滤网管与所述净水出口连通，所述旋流通道与所述入口连通并引导流入入口的待净化的流体形成旋流，待净化的流体经过旋流通道分离出杂质，分离出杂质的流体流入滤网管，经滤网管过滤之后的流体从净水出口流出，并且分离出的杂质从杂质出口流出。

3、该旋流过滤器在过滤效果上不受尺寸限制，并且能耗低，其还可以对压力罐内部进行自动清理，提高了设备的自动化运行水平，使得旋流过滤器在使用上更加方便，该装置在内部设置过滤网，用于进一步扩大过滤的范围，但是该旋流过滤器的出水方式采用溢流出水法，溢流出水靠进水的压力挤出，且溢流底部的水形成涡流，而涡流中的颗粒杂质会通过溢流进入溢流管被排出，导致过滤效果不理想，虽然设置过滤网用于进一步拦截，但是水通过过滤网需要一定的压力，这样会导致涡流中的水压损耗，影响过滤效率。

4、因此可采用一种新型的旋流过滤式压载水过滤装置及方法来解决现有技术的不足之处。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在出水效率低导致过滤效率降低以及过滤不彻底的问题，而提出的一种旋流过滤式压载水过滤装置及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种旋流过滤式压载水过滤装置，包括支撑架，还包括固定安装在支撑架上的旋流筒以及固定连通在旋流筒侧边的进水管；

4、旋流部，用于带动进水管内的水在旋流筒内转动，使旋流筒内的水形成旋流，所述旋流部包括固定安装在旋流筒内部的旋流叶以及固定安装在旋流筒内部的垂直溢流管，所述垂直溢流管外部与旋流叶之间固定连接，所述垂直溢流管贯穿并伸出旋流筒顶部，所述垂直溢流管上安装有多个一级过滤组件，且垂直溢流管内部安装运水组件，所述垂直溢流管顶部固定连通有出水管；

5、过滤部，用于分离旋流后的水中的颗粒杂质，并对颗粒杂质进行沉淀收集，所述过滤部包括固定安装在旋流筒底部的锥形筒，所述锥形筒顶部固定连通有沉降筒，所述沉降筒底部固定安装有电控阀一，所述电控阀一底部安装有分离组件。

6、优选的，所述一级过滤组件包括开设在垂直溢流管下方侧边的多个进水孔二，每个所述进水孔二内均固定安装有一个过滤网，所述垂直溢流管侧边固定安装有多个与对应进水孔二相配合的挡流板。

7、优选的，每个所述挡流板的断面形状均为月牙状，且每个挡流板与对应的进水孔二之间均呈七十五度倾角，且挡流板的倾斜方向与旋流叶的旋转方向相反。

8、优选的，所述运水组件包括固定安装在垂直溢流管内部的固定环，所述固定环上开设有多个与对应进水孔二相配合的进水孔一，所述固定环上转动安装有旋转筒，所述旋转筒内部固定安装有螺旋叶，所述旋流筒与螺旋叶之间安装有驱动机构，所述固定环上安装有多个与对应进水孔一相配合的振动沉降机构，所述旋转筒与垂直溢流管之间安装有二级过滤机构。

9、优选的，所述驱动机构包括固定安装在螺旋叶上的转动杆，所述转动杆贯穿并伸出出水管，所述旋流筒上通过支架固定安装有电机，所述电机驱动端与转动杆之间固定连接。

10、优选的，所述振动沉降机构包括固定安装在固定环内壁上的多个与对应进水孔一相配合的挡流罩，每个所述挡流罩上均通过滑动板滑动安装有推板，每个所述推板上均固定安装有多个弹性伸缩杆一，多个相配合的所述弹性伸缩杆一伸缩端共同固定安装有一个与挡流罩相配合的活塞板，所述螺旋叶上安装有与多个推板相配合的反冲洗结构。

11、优选的，所述反冲洗结构包括固定安装在螺旋叶底部的圆盘，所述圆盘远离其圆心的位置固定安装有偏心杆，所述偏心杆上转动安装有多个摇臂，每个所述摇臂均与对应的推板之间转动连接。

12、优选的，所述二级过滤机构包括开设在旋转筒侧壁上的多个竖向并列排布的分离孔一，所述垂直溢流管侧壁上开设有多个与对应分离孔一相配合的分离孔二，所述垂直溢流管上固定安装有多个弹性伸缩杆二，相配合的多个所述弹性伸缩杆二的伸缩端上共同固定安装有一个与对应分离孔二相配合的挡板。

13、优选的，所述分离组件包括固定安装在电控阀一底部的沉淀桶，所述沉淀桶底部固定安装有电控阀二，所述沉淀桶侧边固定连通有水平溢流管，所述水平溢流管位于沉淀桶的中心以上部位。

14、本发明还提供了一种旋流过滤式压载水过滤方法，包括上述旋流过滤式压载水过滤装置，还包括以下步骤：

15、s1、在进行旋流过滤之前，需要将压载水经过初步过滤设备过滤，将压载水中的水草以及大型杂质垃圾过滤，然后在将过滤后的压载水通过进水管注入旋流筒内，经过旋流筒内的旋流叶使压载水在旋流筒内旋转；

16、s2、旋转后的压载水会顺着旋流筒侧壁流到锥形筒内，由于压载水在进入锥形筒之前处于旋转状态，因此在进入锥形筒后，在惯性的作用下，继续保持旋转的状态，并且锥形筒底部宽度小于顶部宽度，因此压载水会旋转得越来越快，其离心力越来越大，逐步分离越来越轻越来越小的颗粒杂质，颗粒杂质会分散在压载水的外围，掉落到沉降筒内，然后通过电控阀一来对沉降筒内沉淀的颗粒杂质进行排屑，进入分离组件内继续沉淀，最后再对沉淀完成后的颗粒杂质进行排出；

17、s3、随着沉降筒内压载水越积越多，压载水的液面会越来越高，直至高于垂直溢流管的底部，此时在一级过滤组件的作用下对离心分离后的压载水再次过滤，进一步降低压载水内的杂质；

18、s4、最后通过运水组件将垂直溢流管内的压载水竖直向上带动，从出水管内排出，在排出的过程中，运水组件会带动压载水转动，使垂直溢流管内的压载水再次高速旋转，并对旋转的压载水进行再次离心分离，再次降低压载水内的杂质含量，并且运水组件还可对一级过滤组件进行反冲洗操作，实现一级过滤组件自清洁的目的。

19、与现有的技术相比，本发明优点在于：

20、1、本旋流过滤式压载水过滤装置在进行压载水过滤时，通过设置过滤网，可对已离心分离的压载水进行过滤，同时设置可旋转的旋转筒以及螺旋叶，可对进入垂直溢流管内压载水进行携带抬升，使压载水具有一定的上升速度，这样可在垂直溢流管内产生一定强度的负压吸水的效果，将垂直溢流管外部的水吸入垂直溢流管内，相对于溢流排水法而言，具有更大的排出速度，排出效率更高，同时也减少旋流筒内压载水的能量损耗。

21、2、本旋流过滤式压载水过滤装置在进行压载水过滤时，通过设置挡流罩、推板、弹性伸缩杆一、滑动板以及活塞板，可在压载水的冲击力作用下使活塞板通过弹性伸缩杆一在推板上往复小幅度高频率振动，这样有利于进入垂直溢流管内的压载水内杂质的分层，对压载水内杂质分离具有一定的促进效果，从而提高过滤效率。

22、3、本旋流过滤式压载水过滤装置在进行压载水过滤时，通过设置圆盘、偏心杆以及摇臂，可带动活塞板在挡流罩内往复移动，这样可使的挡流罩内产生由内向外的推力，从而就将过滤网上黏附的杂质进行反冲洗吹落，实现自动清洁的目的，有效的降低过滤网堵塞的概率，从而提高过滤网的过滤效率。

23、4、本旋流过滤式压载水过滤装置在进行压载水过滤时，通过设置螺旋叶，不仅可带动压载水抬升出水，还可使压载水在旋转筒内产生转动离心分离力，通过离心力再次对压载水进行离心分离，分离后的杂质会被收集在分离孔一内，随着旋转筒的转动，分离孔一会间歇性与垂直溢流管上的分离孔二重合，实现间歇性排水拍杂质的目的，以此来进行再次分离排杂的目的，进一步提高压载水的过滤效率。

24、综上所述，本发明采用旋转带水的方式将原有的溢流排水法改为旋转排水法，不仅可提高排水效率，降低能量损耗，还可在排水过程中对过滤网进行反冲洗以及提供一定程度的振动，从而提高过滤效率，并且在旋转带水的过程中，还可再次进行更高速度的离心分离，进一步提高压载水的过滤效率，使压载水过滤得更加彻底。