一种带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器

1.一种带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器，包括装填有粒状滤料层的高速过滤器本体，其特征在于：所述的高速过滤器配置虹吸自动余压排气导流泄压装置；所述的虹吸自动余压排气导流泄压装置，包括排气导流泄压管和置于排气导流泄压管入口处的Y型滤网；所述排气导流泄压管竖直安装在高速过滤器本体旁边，其入口端连接到高速过滤器本体的排气阀入口管路，其出口端连接到高速过滤器本体的逆洗出水阀出口管路，其绝对高度差超过高速过滤器的垂直高度，利用重力作用形成虹吸式自动余压排气导流泄压通道。
2.根据权利要求1所述的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器，其特征在于所述排气导流泄压管的入口端，通过偏心变径接管连接到排气阀入口管路；所述排气导流泄压管的出口端，通过同心变径接管连接到高速过滤器本体的逆洗出水阀出口管路。
3.根据权利要求1或2所述的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器，其特征在于所述排气导流泄压管的Y型滤网包括可快速拆卸的过滤芯，以及用于Y型滤网拆卸清洗操作的安全护栏。

一种带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及在封闭的容器中装有疏松材料的过滤器，尤其涉及带有自动去除过滤器内部气体装置的高速过滤器。\n背景技术\n[0002] 现代化钢铁企业，高速过滤器装置是水处理分厂各个作业区必须配备的设备。水处理工艺中，循环水系统回水管网上安装有多个高速过滤器。它是把滤料装填在密闭压力容器内，通常是密闭的钢制容器，利用外加压力克服滤层阻力进行过滤。高速过滤器主要起澄清过滤提高循环水质的作用.过滤的机理是回水通过具有孔隙的粒状滤料层(如石英砂无烟煤等)截留水中悬浮物和胶体而使水获得澄清的工艺过程,过滤的过程中不仅能够截留水中悬浮物,而且通过过滤层还可把水中的有机物,细菌乃至病毒随着悬浮物的降低而被大量去除。\n[0003] 中国实用新型专利“一种高速过滤器”(实用新型专利号：ZL200720102814.1，授权公告号：CN 201101911Y)公开了一种高速过滤器，包括过滤器筒体、中心管、排污管、过滤进水管、反水排水管、滤料检查管、反洗进气管、反洗进水管、过滤排水管、滤料更换孔、排气装置与上检查孔，中心水管竖直设置在过滤器筒体内的中部，在过滤器筒体的内部固定着滤板网，其特征是：在中心水管的顶端固定着过滤筛总管，过滤筛总管与中心水管联接通，在过滤筛总管的两侧分布着若干个侧孔，在每个侧孔固定着横向的由钢丝构成的钢丝骨架，在钢丝骨架套着钢丝螺旋构成的过滤筛支管，钢丝螺旋过滤筛支管的一端固定在侧孔，另一端挡着筛管堵板。中国实用新型专利“改进的热轧水处理高速过滤器”(实用新型专利号：\nZL201120539071.0，授权公告号：CN 202427214U)公开了一种改进的热轧水处理高速过滤器，包括过滤器罐体和在罐体内设置的滤料层，在罐体内的上部设置着由均布水平直立的不锈钢片构成的滤料缓冲装置，在罐体内上部的滤料托板上均布安装着长柄尼龙滤头，在滤料托板下部的罐体内设置着鱼翅型反冲气管，反冲气管均布着鱼翅型横向喷管，反冲气管的进U接进气管。上述现有的高速过滤器可以避免反洗时发生滤料跑料现象，可以提高水处理的流量和提高出水水质质量，满足生产的要求。\n[0004] 现有的高速过滤器通常采用密闭容器中填装疏松过滤材料的过滤器结构，为了避免高速过滤器逆洗作业时内部形成真空，导致其内部产生塑形变形而造成难以恢复的损伤，以致减少高速过滤器的使用寿命，现有的高速过滤器顶部通常安装有排气阀，其作用是高速过滤器进行逆洗作业时用于排气。但是，由于高速过滤器中的滤料缝隙间积聚空气，导致滤层产生裂缝，还会影响水质。当高速过滤器内部进行过滤清洗时，水分子和三层滤料进行剧烈摩擦清洗，因为加速度运动，积聚在滤料缝隙内部的空气分子会飘逸发散出来，大量空气分子积蓄在高速过滤器上部，最终在内部水压的作用下，在高速过滤器上部形成压缩空气层，导致高速过滤器进出口压差升高，导致水头损失增加很快，高速过滤器的工作周期缩短，影响高速过滤器正常工作时间，降低进水过滤后出水水质效果，耗时耗电，增加生产成本。高速过滤器进出口压差正常压力为0.01Mpa～0.11Mpa；过滤水正常流量在500～550立方米/小时。当高速过滤器进出口压差达到0.12～0.18Mpa的高压时，高速过滤器过滤水流量减少80～130立方米/小时。为排除高速过滤器滤料中缝隙间积聚的空气和上部形成压缩空气层，现有的处理方法必须将顶部的排气阀定期由人工开启，一般情况下，每隔2小时开启一次。排气过程不但会影响高速过滤器流量，加剧各水槽液位波动，高速过滤器顶部的排气阀和排气管还会产生剧烈地振动，发出巨大的排气爆响声，排气爆响声可以达到90～\n100分贝，远远超过75分贝的普通人体耳朵舒适度上限，会让现场工作人员感到听力受损，甚至有惊恐逃逸的现象发生。此外，排气阀和排气管的剧烈地振动还会导致其使用寿命缩短。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的是提供一种带有余压排气导流泄压装置的高速过滤器，以解决现有高速过滤器采用排气阀定时排气，造成过滤水流量不稳定、导致排气阀和高速过滤器使用寿命缩短的技术问题。\n[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：\n[0007] 一种带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器，包括装填有粒状滤料层的高速过滤器本体，其特征在于：所述的高速过滤器配置虹吸自动余压排气导流泄压装置；\n所述的虹吸自动余压排气导流泄压装置，包括排气导流泄压管和置于排气导流泄压管入口处的Y型滤网；所述排气导流泄压管竖直安装在高速过滤器本体旁边，其入口端连接到高速过滤器本体的排气阀入口管路，其出口端连接到高速过滤器本体的逆洗出水阀出口管路，其绝对高度差超过高速过滤器的垂直高度，利用重力作用形成虹吸式自动余压排气导流泄压通道。\n[0008] 本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器的一种较佳的技术方案，其特征在于所述排气导流泄压管的入口端，通过偏心变径接管连接到排气阀入口管路；所述排气导流泄压管的出口端，通过同心变径接管连接到高速过滤器本体的逆洗出水阀出口管路。\n[0009] 本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器的一种更好的技术方案，其特征在于所述排气导流泄压管的Y型滤网包括可快速拆卸的过滤芯，以及用于Y型滤网拆卸清洗操作的安全护栏。\n[0010] 本发明的有益效果是:\n[0011] 1、本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器，利用排气导流泄压管的虹吸原理，依靠内部过滤水压实现自动余压排气导流泄压，不需要另外安装风机提供压缩空气层流动的动能，就能消除高速过滤器内部积聚空气和上部形成压缩空气层的隐患，实现了高速过滤器的零能耗排气导流泄压。\n[0012] 2、本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器，利用排气导流泄压管将气水混合物导入泥浆槽，没有气水混合物泄漏或者排放到下水道，实现了高速过滤器的无污染零排放。\n[0013] 3、本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器，利用排气导流泄压管前部的“Y”型滤网防止虹吸自动余压排气导流泄压管被滤料和粘泥堵塞，清洗方便安全。\n[0014] 4、本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器，可以延长滤料使用寿命，提高滤料过滤效果的性能比，提升循环水系统送水和回水质量，减少各水槽液位剧烈波动。\n[0015] 5、本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器，可以消除排气噪声污染，延长顶部排气阀使用寿命。\n附图说明\n[0016] 图1为本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器的结构示意图；\n[0017] 图2为虹吸自动余压排气导流泄压装置的工作原理局部放大示意图；\n[0018] 图3为虹吸自动余压排气导流泄压装置的Y型滤网结构示意图；\n[0019] 图4为连接虹吸自动余压排气导流泄压装置进口端的偏心变径接管结构示意图；\n[0020] 图5为连接虹吸自动余压排气导流泄压装置出口端的同心变径接管结构示意图。\n[0021] 图中，1-无烟煤，2-石英砂，3-卵石，4-不锈钢滤头，5-压缩空气层，6-高速过滤器本体，7-Y型滤网，71-过滤芯，8-排气阀，9-偏心变径接管，10-同心变径接管，11-排气导流泄压管，12-进水阀，13-出水阀，14-逆洗进水阀，15-逆洗出水阀，16-逆洗进气阀。\n具体实施方式\n[0022] 为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。\n[0023] 本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器如图1所示，包括装填有粒状滤料层的高速过滤器本体6，在本实施例中，所述的粒状滤料层包括分层装填在不锈钢滤头4上的无烟煤1，石英砂2和卵石3。在图1所示的实施例中，所述的高速过滤器配置虹吸自动余压排气导流泄压装置；所述的虹吸自动余压排气导流泄压装置，包括排气导流泄压管11和置于排气导流泄压管11入口处的Y型滤网7；所述排气导流泄压管11竖直安装在高速过滤器本体6旁边，其入口端连接到高速过滤器本体6的排气阀8入口管路，与高速过滤器上部形成的压缩空气层5连通，其出口端连接到高速过滤器本体6的逆洗出水阀15出口管路，其绝对高度差超过高速过滤器的垂直高度，利用重力作用形成虹吸式自动余压排气导流泄压通道。\n[0024] 本发明利用万有引力重力加速度和虹吸原理，完成虹吸自动余压排气导流泄压全过程。在高速过滤器正常运行时工作状态，进入排气导流泄压管11中水和空气的混流，以重力加速度g＝9.8m/s2沿管道垂直下坠，借助过滤水虹吸余压源源不断直接进入逆洗出水管，高速过滤器上部形成的压缩空气层5中的空气，可以随排放水自动进入泥浆槽。在高速过滤器逆洗时工作状态，高速过滤器顶部的排气阀8自动打开，由于上部的压缩空气层5的空气已经在过滤状态时自动泄压，排气阀和排气管不会再发出剧烈地振动和声响。空气逆洗时，自动余压排气导流泄压装置继续保持在工作状态，部分空气进入排气导流泄压管。压力水逆洗时，部分压力水进入排气导流泄压管，最终水和空气的混流进入泥浆槽。\n[0025] 根据图1和图2所示的本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的实施例，所述排气导流泄压管11的入口端，通过偏心变径接管9连接到排气阀8入口管路；所述排气导流泄压管11的出口端，通过同心变径接管10连接到高速过滤器本体6的逆洗出水阀15出口管路。为避免排气导流泄压管11中存气，其入口端采用偏心变径接管9连接，可以防止变径处憋气,避免出现“气囊”,防止气蚀的发生，尽量减少进水管路的水头损失；排气导流泄压管11的出口端用同心变径管10连接,可以加速度水和空气的混流速度，避免产生“液囊”或者“液袋”，尽量减少机械损失和容积损失，从而减少水力损失，尽量减少管路压头损失。\n[0026] 本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的Y型滤网7如图3所示，所述排气导流泄压管11的Y型滤网7包括可快速拆卸的过滤芯71，以及用于Y型滤网7拆卸清洗操作的安全护栏(图中未表示)。\n[0027] 实施例\n[0028] 本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器的一个具体实施例包括某循环水作业区的六台高速过滤器，其虹吸自动余压排气导流泄压装置的主要参数如下：\n[0029] 高速过滤器顶部排气管8的直径为200mm，在顶部排气管8的前部挖洞直径为40mm，用于连接偏心变径接管9的入口端，偏心变径接管的入口端直径D2＝40mm，偏心变径接管的出口端直径D1＝25mm，连接到排气导流泄压管11的入口端，参见图4。排气导流泄压管11的直径为25mm，采用耐腐蚀镀锌钢管制造。排气导流泄压管11的出口端通过同心变径接管10,与逆洗出水管后部挖洞连接。同心变径接管的入口端直径D1＝25mm，同心变径接管的出口端直径D2＝40mm。逆洗出水管直径为400mm，后部挖洞直径为40mm。在本实施例中，排气导流泄压管11的绝对高度差H为7.20米。\n[0030] 在排气导流泄压管11的前部，安装有“Y”型滤网7，Y型滤网7的过滤芯71由过滤器框和不锈钢钢丝通气水网组成，通气水网为20目/cm2，在额定流速下压损为0.05～0.1米水柱。Y型滤网7垂直安装在排气导流泄压管11的上部靠近入口处，过滤芯71安装时开口朝下，利于滤料和粘泥被阻挡在过滤网部位，不可以装反。当需要清洗时，只需5～10分钟，将可拆卸的过滤芯71取出，去除滤出的杂质后，重新装入即可，该Y型滤网体形小、滤眼细、阻力小、效果高、坚固耐用，安装检修方便、成本低。在本实施例中，所述的安全护栏为密闭式圆形安全护栏，其安装高度对应于Y型滤网7的拆卸清洗操作平台，距离地面7.1米，与高速过滤器顶部的安全通道相连接，用于保障现场拆卸清洗操作员工的生命安全。\n[0031] 虹吸自动余压排气导流泄压装置操作步骤：\n[0032] 六台高速过滤器处于正常过滤状态时，六套虹吸自动余压排气导流泄压装置同时进入工作状态。经过流量计技术测量进入泥浆槽的气水混合物总流量为2～2.5立方米/小时。平均经每套虹吸自动余压排气导流泄压装置进入泥浆槽的气水混合物流量为0.33～\n0.42立方米/小时。\n[0033] 因为使用虹吸自动余压排气导流泄压装置，高速过滤器上部不会再形成压缩空气层，高速过滤器高速过滤器进出口压差长时间保持正常压力，0.01～0.11Mpa。过滤水正常流量为500～550立方米/小时。\n[0034] 高速过滤器正常过滤状态时，如果高速过滤器高速过滤器进出口压长时间超过\n0.14Mpa，说明虹吸自动余压排气导流泄压管前部安装的“Y”型滤网出现堵塞。现场员工只需要将高速过滤器的进出口气阀关闭，拆卸清洗“Y”型滤网，保证气水混合物能够畅通流入泥浆槽。\n[0035] 本发明的带有虹吸自动余压排气导流泄压装置的高速过滤器，在实际工作中具体落实后，经过四年使用实践检验，确实达到预期的良好效果。不但更加精准提高循环水水送水的水质合格率，并且延长高速过滤器滤料的使用寿命，延长顶部排气阀使用寿命，降低生产成本，最终提高生产厂产品的质量。每个高速过滤器更换一次滤料和人工费用的累积价格是55000元，滤料使用寿命由实施前的2年延长至3～4年。每个高速过滤器顶部的排气阀价格是22100元，排气阀使用寿命由实施前的2年延长至5～6年。\n[0036] 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。