一种竖流式微滤机及其工作方法

1.本发明涉及一种竖流式微滤机及其工作方法，属于过滤设备设计技术领域。


背景技术：

2.目前通用的过滤模式是通过滤网把垃圾和水分离开来，或者通过垃圾重量和浮力的差，使得垃圾沉降，从而分离水和垃圾，滤网优点在于过滤效率高，缺点在于一种滤网无法应对各种滤径的垃圾，转鼓式微滤机采用大颗粒垃圾反反复复在圆形滤网内翻滚，直到体积变小并沉降，或者分解到颗粒重量小于浮力和滤网粘附力的和方能被带到被反冲的位置。
3.现有过滤设备存在着过滤粒径范围较小，过滤效率较低的问题。现有水产养殖颗粒垃圾分离设备通常为转鼓式微滤机，弧形筛，竖流式分离器，这些设备各有优势也各有缺点。
4.现有技术1：转鼓式微滤机滤网表面因为网眼大小不一样，在水压力作用下垃圾堵住网眼产生负压作用，垃圾堵住滤网并贴附在滤网上，滤网开始转动，原在水里过滤部分转动离开水面，并在顶部被水反冲，垃圾进入导流槽排出微滤机，完成一次过滤反冲。这种微滤机要满足一个条件，那就是附着在滤网上面的垃圾的附着力要大于垃圾离开水面时重力，否则，垃圾会重新落入水里，直到附着力大于重力为止，如图1所示，但是大的颗粒一般重力都大于粘附力，所以这种微滤机在水产养殖中致命短板要等残饵粪便分解后才能过滤出养殖水体。但是养殖水体越早拿出粪便水体污染越小，所以这个并不能实现这一技术需求。
5.现有技术2：弧形筛，弧形筛是一种弧形或者斜置滤网，没有水压，水从滤网的上侧通过，由于重力作用，水流往下走，垃圾被过滤在滤网上层，从而实现过滤分离。这种过滤优点是简单快速，可以过滤大颗粒垃圾，但是如果网眼太小用来过滤细小垃圾因为没有水压存在就会出现滤网堵网过快以及尾水不经过滤直接排掉，通常采用这种模式的滤网为较少目数滤网，如图2所示。
6.现有技术3：竖流式垃圾分流器，是一种利用垃圾重力和水浮力的差实现分离的一种装备，因为连续进水和出水情况下，大部分重力和浮力接近，甚至部分重力大于浮力的垃圾因为水流冲击力的作用又循环回到养殖水体，如图3所示。
7.因此，有必要设计一种主集转鼓式和弧形筛滤网物理过滤的优势和竖流式分离大比重颗粒垃圾的优势的一种新型高效过滤装备。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于，克服现有技术存在的技术缺陷，解决现有过滤设备存在着过滤粒径范围较小，过滤效率较低的技术问题，提出一种竖流式微滤机，本发明通过融合竖流式分离原理通过滤网以及毛刷实现滤网目数以内的垃圾过滤并排出整个系统，由于对过滤粒径没限定，使得过滤效果高于传统过滤模式。本发明的竖流式微滤机是一种结合竖流式
沉降分离，平网过滤和毛刷刷洗的一种自反冲过滤模式；本发明的竖流式微滤机结合了竖流式分离器和滤网过滤的优点，并摒弃原有缺点，先去除大颗粒大比重垃圾，再去除200目滤网可以拦截的垃圾，垃圾利用自身水位形成的压力反冲并排出微滤机体。
9.本发明具体采用如下技术方案：一种竖流式微滤机，包括微滤机体，所述微滤机体的下部设置有竖流分离仓，所述微滤机体的下部位于所述竖流分离仓的下方设置有排污口，所述排污口外接排污管，所述微滤机体内位于所述竖流分离仓的上方设置有毛刷往复运动机构，所述微滤机体内位于所述毛刷往复运动机构的上方设置有过滤网，所述微滤机体的上方侧部设置有出水管，所述微滤机体的上方侧部设置有上下分布的水位感应器、排污水位感应器，所述微滤机体的下方侧部靠近所述竖流分离仓的位置设置有进水管。
10.作为一种较佳的实施例，所述进水管与所述竖流分离仓相连通，所述竖流分离仓的上方通过所述毛刷往复运动机构、所述过滤网与所述出水管相连通，所述竖流分离仓的下方通过所述排污口与所述排污管相连通。
11.作为一种较佳的实施例，所述排污口与所述排污管之间设置有排污阀，所述水位反应器、所述排污水位感应器与所述排污阀通讯连接。
12.作为一种较佳的实施例，所述水位反应器控制所述排污阀打开接通，所述排污水位感应器控制所述排污阀断开关闭。
13.作为一种较佳的实施例，所述排污口为漏斗状结构。
14.作为一种较佳的实施例，所述水位感应器到所述排污水位感应器之间的水体积与所述竖流分离仓的水体积相适配。
15.作为一种较佳的实施例，所述竖流式微滤机的排污过程包括：污水通过所述进水管进入所述竖流分离仓，所述污水中的大比重颗粒沉降汇集在排污口，所述污水中的小比重垃圾会被所述过滤网挡住，并不断在所述过滤网累积，所述毛刷往复运动机构会在小比重垃圾累积面不断时往复刷洗，直到所述竖流分离仓垃圾过多影响水位，此时所述水位感应器形成反冲信号控制底部的所述排污阀打开，所述进水管同时关闭，此时经过所述过滤网的水流方向发生逆转，由原来的向上改为向下，大小颗粒垃圾同时通过所述排污管排出所述微滤机体，当水位下降至所述排污水位感应器的位置，所述排污水位感应器发出正冲洗信号控制底部的所述排污阀断开，所述排污管关闭，所述进水管打开，循环过滤重新开始。
16.本发明还提出一种竖流式微滤机的工作方法，包括如下步骤：
17.正冲洗步骤，具体包括：污水通过进水管进入竖流分离仓，再经过出水管流出，污水中的大比重颗粒沉降汇集在排污口，污水中的小比重垃圾会被过滤网挡住，直到竖流分离仓垃圾过多影响水位，转入反冲洗步骤；
18.反冲洗步骤，具体包括：排污阀打开，进水管同时关闭，经过过滤网的水流方向发生逆转，大小颗粒垃圾同时通过排污管排出微滤机体，当水位下降至排污水位感应器的位置，排污管关闭，进水管打开，循环过滤重新开始。
19.作为一种较佳的实施例，所述正冲洗步骤具体包括：进水管打开，污水通过进水管进入竖流分离仓，污水中的大比重颗粒沉降汇集在排污口，污水中的小比重垃圾会被过滤网挡住，并不断在过滤网累积，毛刷往复运动机构会在小比重垃圾累积面不断时往复刷洗，直到竖流分离仓垃圾过多影响水位，转入反冲洗步骤；
20.作为一种较佳的实施例，所述反冲洗步骤具体包括：水位感应器形成反冲信号控制底部的排污阀打开，进水管同时关闭，此时经过过滤网的水流方向发生逆转，由原来的向上改为向下，大小颗粒垃圾同时通过排污管排出微滤机体，当水位下降至排污水位感应器的位置，排污水位感应器发出正冲洗信号控制底部的排污阀断开，排污管关闭，进水管打开，循环过滤重新开始。
21.本发明所达到的有益效果：第一，本发明的竖流式微滤机采用竖流过滤方式可以把滤网植入垃圾颗粒的上方，有助于把大比重垃圾提前沉降，减少堵塞滤网并可以在较短时间被排出微滤机体，而不像转鼓式为微滤机那样，要等大颗粒分解后才能排出；第二，本发明通过竖流设计，可以让大颗粒垃圾无需接触滤网，减少堵网概率；第三，在以往所有过滤模式中均没有毛刷设计，主要因为水是从上向下过滤，毛刷并无不能使得垃圾脱离毛刷，而在本发明设计的水是从下向上流，毛刷可以借助重力和反冲力使得垃圾脱离滤网，从而使得过滤效果更佳；第四，本发明无需反冲水泵，而是利用自身水位压力完成反冲，也更加节能，反冲水量每次只是按照竖流分离仓的蓄水量，不仅排污效果好也更加省水。
附图说明
22.图1是现有技术1的转鼓式微滤机的原理示意图；
23.图2是现有技术2的弧形筛的原理示意图；
24.图3是现有技术3的竖流式垃圾分流器的原理示意图；
25.图4是本发明的一种竖流式微滤机的优选实施例的结构原理示意图。
26.图5是本发明的毛刷往复运动机构的一个实施例的原理图。
27.图中标记的含义：1-微滤机体；2-出水管；3-水位感应器；4-排污水位感应器；5-竖流分离仓；6-排污管；7-毛刷往复运动机构；8-过滤网；9-进水管；10-排污口，11-排污阀。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
29.本发明的整体设计原理在于：本发明采用200目过滤网为核心过滤单位，采用竖流式重力分离初步去除大比重颗粒垃圾，毛刷机械运动刷洗滤网保证过滤正常进行，依据堵网影响水位，自动感应压力变化形成反冲洗信号，利用自身水位压力进行反冲实现垃圾排出竖流式微滤机。
30.实施例1：本发明提出一种竖流式微滤机，包括微滤机体1，微滤机体1的下部设置有竖流分离仓5，微滤机体1的下部位于竖流分离仓5的下方设置有排污口10，排污口10外接排污管6，微滤机体1内位于竖流分离仓5的上方设置有毛刷往复运动机构7，微滤机体1内位于毛刷往复运动机构7的上方设置有过滤网8，微滤机体1的上方侧部设置有出水管2，微滤机体1的上方侧部设置有上下分布的水位感应器3、排污水位感应器3，微滤机体1的下方侧部靠近竖流分离仓5的位置设置有进水管9。
31.作为一种较佳的实施例，进水管9与竖流分离仓5相连通，竖流分离仓5的上方通过毛刷往复运动机构7、过滤网8与出水管2相连通，竖流分离仓5的下方通过排污口10与排污管6相连通。
32.作为一种较佳的实施例，排污口10与排污管6之间设置有排污阀11，水位反应器3、排污水位感应器4与排污阀11通讯连接。
33.作为一种较佳的实施例，水位反应器3控制排污阀11打开接通，排污水位感应器4控制排污阀11断开关闭。
34.作为一种较佳的实施例，排污口10为漏斗状结构。
35.作为一种较佳的实施例，水位感应器3到排污水位感应器4之间的水体积与竖流分离仓5的水体积相适配。
36.作为一种较佳的实施例，竖流式微滤机的排污过程包括：污水通过进水管9进入竖流分离仓5，污水中的大比重颗粒沉降汇集在排污口10，污水中的小比重垃圾会被过滤网8挡住，并不断在过滤网8累积，毛刷往复运动机构7会在小比重垃圾累积面不断时往复刷洗，直到竖流分离仓5垃圾过多影响水位，此时水位感应器3形成反冲信号控制底部的排污阀11打开，进水管9同时关闭，此时经过过滤网8的水流方向发生逆转，由原来的向上改为向下，大小颗粒垃圾同时通过排污管6排出微滤机体1，当水位下降至排污水位感应器4的位置，排污水位感应器4发出正冲洗信号控制底部的排污阀11断开，排污管6关闭，进水管9打开，循环过滤重新开始。
37.实施例2：本发明还提出一种竖流式微滤机的工作方法，包括如下步骤：
38.正冲洗步骤，具体包括：污水通过进水管9进入竖流分离仓5，再经过出水管2流出，污水中的大比重颗粒沉降汇集在排污口10，污水中的小比重垃圾会被过滤网8挡住，直到竖流分离仓5垃圾过多影响水位，转入反冲洗步骤；
39.反冲洗步骤，具体包括：排污阀11打开，进水管9同时关闭，经过过滤网8的水流方向发生逆转，大小颗粒垃圾同时通过排污管6排出微滤机体1，当水位下降至排污水位感应器4的位置，排污管6关闭，进水管9打开，循环过滤重新开始。
40.作为一种较佳的实施例，正冲洗步骤具体包括：进水管9打开，污水通过进水管9进入竖流分离仓5，污水中的大比重颗粒沉降汇集在排污口10，污水中的小比重垃圾会被过滤网8挡住，并不断在过滤网8累积，毛刷往复运动机构7会在小比重垃圾累积面不断时往复刷洗，直到竖流分离仓5垃圾过多影响水位，转入反冲洗步骤；
41.作为一种较佳的实施例，反冲洗步骤具体包括：水位感应器3形成反冲信号控制底部的排污阀11打开，进水管9同时关闭，此时经过过滤网8的水流方向发生逆转，由原来的向上改为向下，大小颗粒垃圾同时通过排污管6排出微滤机体1，当水位下降至排污水位感应器4的位置，排污水位感应器4发出正冲洗信号控制底部的排污阀11断开，排污管6关闭，进水管9打开，循环过滤重新开始。
42.本发明的毛刷往复运动机构7：通过垂直滤网方向的电机转动，在平行于滤网相交轴上加装凹凸轮，这样便使得两块毛刷被固定在轨道内产生定位往复移动了。如图5所示，在凸轮机构从虚线位置转动到实线位置，ab两块毛刷在轨道限制下被拉开到距离最大，当凸轮继续转动恢复到虚线位置时，毛刷ab在弹簧的作用下恢复原来位置，从而完成一个完整的往复刷洗动作。
43.相比于现有技术，本发明的优点在于：第一，本发明的竖流式微滤机采用竖流过滤方式可以把滤网植入垃圾颗粒的上方，有助于把大比重垃圾提前沉降，减少堵塞滤网并可以在较短时间被排出微滤机体，而不像转鼓式为微滤机那样，要等大颗粒分解后才能排出；
第二，本发明通过竖流设计，可以让大颗粒垃圾无需接触滤网，减少堵网概率；第三，在以往所有过滤模式中均没有毛刷设计，主要因为水是从上向下过滤，毛刷并无不能使得垃圾脱离毛刷，而在本发明设计的水是从下向上流，毛刷可以借助重力和反冲力使得垃圾脱离滤网，从而使得过滤效果更佳；第四，本发明无需反冲水泵，而是利用自身水位压力完成反冲，也更加节能，反冲水量每次只是按照竖流分离仓的蓄水量，不仅排污效果好也更加省水。
44.需要说明的是：本发明采用的过滤机构是滤网加往复运动的清理毛刷，也可以采用风箱式，去掉毛刷只上下往复运动移动滤网的模式，通过滤网的上下运动，时刻保持滤网的反冲洗状态，从而保证水路的畅通。这种结构虽然能耗稍和过滤机构损耗微高于本设计，但是过滤效果和本设计相一致。
45.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
46.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
47.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。