CN1036176C - 供给过滤器悬浮液的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
在一个连续工作的过滤器中，在滤床的下部向包括颗粒过滤介质的滤床的下部输送悬浮液，然后悬浮液向上流动通过滤床。为使过滤器发挥最佳效果而将悬浮液引入滤床的中心区域。悬浮液从这个区域分成至少两份有特定比例的部分，这两个特定部分相对滤床延伸的不同高度分别以环状被引导。这些环形状有不同的直径，并且每一个作为在直径方向上过滤介质的延伸。
Description
本发明涉及在一个连续工作的过滤器中通过颗粒状的滤床实现悬浮液的均匀分配流的方法和装置，本发明以此达到过滤器的最佳效率。
通过这里提到的连续工作的颗粒物过滤器和下文提到的各种形式的过滤器，当悬浮液穿过滤床并在那里得到清洁，过滤器中的过滤介质从滤床的底部不断移开，被清洗然后回到滤床的上边。一种这样的过滤器的例子公开在瑞典专利说明书7602999-0中，这种颗粒过滤介质，通常是砂子，封闭在有圆锥形或棱锥形底部的环形或多边形的容器里，悬浮液或乳液通过滤床底部的入口得到处理，通过其口端设在结构上顶或顶部下方的多个管子使悬浮液或乳液流进滤床。提升装置(通常是大的泵或空气提升器)的口端设在圆锥形下部的最低部，这样的泵是用空气作为传送介质。泵管穿过滤床延伸至清洗装置，清洗过的砂子从清洗装置分布到滤床上边。进入的悬浮液与过滤介质逆流，向外并向着更为清洁的过滤介质流动而通过滤床。通过一个出口溢流装置而排出过滤器。一个圆锥体设在滤床的底部并使其尖端朝上，这样以便于过滤介质产生所要求的流动的形状，这个圆锥体在以后的论述中称为导向圆锥体。
现有技术有对于将悬浮液引入滤床有几种方案，目的是使在过滤区上有均匀的分配流，已有技术的装置是采用借助径向延伸臂向外圆周不同方向上分配悬浮液。其它入口则环绕外壁并朝向中心设置。所有方案的共同特点是设想这样或那样的方案在整个过滤器都将提供均匀的分配流。这种设想停留在假想上除非能借助真实的测量结果得到证明。而这种测量的困难已明显表现在得到实际情况真实的图象有很大障碍，实质的东西被简单地忽略掉了。
本发明是建立在由分布在滤床径向和轴向的两个方向的一组测量点得到的流动情况的大量测量基础上。这些测量的结果令人惊讶。要做两个非常重要的观测。首先发现所说的流动有着强烈地向着紧靠入口下流的过滤器的外表面向外弯曲的倾向，这些入口装置设在邻近外表面并且在外表面略向内，这些入口使位于接近外表面的总部面积30％范围内的流量与过滤器的全部剩余部分的流量均等。按照流体力学的观点，这是因为围绕在滤床的外表面或外罩上的过滤材料有较小的颗粒密度。其次发现的是滤床平坦的上表面对外表面以下数分米处的区域内的流动有较大影响。滤床的上表面是波浪形状，呈现波峰，液流偏离上表面下部并且直朝波浪状最靠近的凹处流去。从这些观测中可以得出重要结论，那就是滤床并不是最佳利用，而最佳利用的滤床还可获得很多效益。最佳使用的滤床的一个特点就是滤床的每一个小部件都能为过滤目的而发挥其最大作用，不管这个部件位于滤床的哪个部位。也就是说大量的悬浮液流可以均匀通过滤床，在这种情况下，有可能将通过过滤器的总流量提高到较高水平而不会降低悬浮液被洁净的程度。也可以减少过滤介质的数量，使得过滤器减少总重量，降低结构高度。
从过滤器有各种不同的悬浮液入口的情形和各种不同悬浮液使方案明了化。大量测量给出了最佳利用过滤器的条件并且产生了本发明的构思。悬浮液流量的主要部分应导入滤床，在这里过滤区域暂时最小。在同一时间里，该区域内过滤介质的降落速率最大。这样一个区域在导向圆锥体的底边。这个边通常位于一个下圆锥体的始端区域。可以发现通过允许悬浮液绕导向圆锥体的边流入而达到在外表面的外侧区域均匀分配流。
然而，我们又发现不可能使全部的悬浮液围绕导向圆锥体的底边流入，因为在有限的过滤区域内，表面负载变得很高，导致悬浮的颗粒从砂粒松散开来。这样就既不能在整个过滤区域获得均匀的分配流，也不能完全通过整个过滤器。这就有必要使部分悬浮液较集中进入滤床，这部分悬浮液数量在随后的阶段进入到滤床中并充满那个从导向圆锥体的下边不能圆满充满的过滤器区域。这样通过将悬浮液分配进两个入口区域就可以在整个过滤区域获得均匀分配流并穿过过滤器的主要部分。本发明的特征部分由基于前述的技术背景的权利要求来限定。
根据本发明的一个优选实施例，该实施例是最佳使用整个过滤器，其滤床的上表面完全是平的。
下面将结合附图对本发明作详尽描述，本说明书只有一个附图，该附图是根据本发明的连续工作的过滤器的下部的示意图。
该图表示的是根据本发明是如何实现悬浮液进入滤床的。滤床1的下部用适当的圆形外壳或罩2以及底部圆锥体3封闭住，空气泵的输送管4通过滤床中心延伸，向上延伸到一个过滤介质冲洗装置(未示出)和一个空气输送管5，该管向泵输送空气。悬浮液输送管6绕泵同轴延伸并进入导向圆锥体7的上部，导向圆锥体7有一个开放的底部，部分悬浮物会流出而沿圆锥体的底边8流进滤床和导向圆锥体7和底部圆锥体3之间的有限区域9，绕导向圆锥体上部的环形路线上设置有多个孔10，以便于悬浮液能够相对集中流进滤床1，在图示的情形下，孔10借助于设在孔外侧较近处的圆锥形套环11使孔不与过滤介质直接接触，在图示的情况下，悬浮液绕套环11的底边流进滤床。在根据本发明的另一个实施例中，每个孔借助于向外设置的盖或帽而使孔不与过滤介质直接接触，孔也可以围绕环形路线设置在不同的锥体高度上，阻流物或档板12在导向圆锥体内部设置在孔10的下方，这些档板用来减缓强大动能，该动能通过纵向悬浮液输送管6传给悬浮液，档板还可以按所要求的比例分别将悬浮物分配给导向圆锥体的下部和所述圆锥体上部的孔，流动档板12可以是安装在导向圆锥体上的水平板并且上面有许多孔，这种情况下，孔要适当设置以便于从悬浮液输送管6进入的悬浮物不与孔碰撞，但是被减缓。
在根据本发明的另一个实施例中，没有必要使穿过设在导向圆锥体上的孔产生更多的悬浮物中心横切进给，孔可以直接设置在离导向圆锥体上部最近的悬浮液输送管6上，在这个实施例中也有必要在管中或导向圆锥体的上部设置悬浮液流动档板，在其它情形下不必用盖板或套环来遮盖这些孔。
为了使悬浮物能够绕导向圆锥体的底边和上部套环的边均匀流进滤床有必要将边调至水平并牢固地固定在该位置上，为了容易达到悬浮液均匀流进滤床，在前述底边上适当地刻上某些形状的凹槽，例如三角形凹槽、锯齿形凹槽(未示出)。
尽管是悬浮液成分，但我们发现，适当的情况是允许大于悬浮液的65％，但不能超过80％的悬浮液绕导向圆锥体的底边8进入滤床，剩余的悬浮液相对集中地穿过设在导向圆锥体上部的孔10。另外，导向圆锥体的底边最好与过滤器的垂直限定的表面或过滤器的设想延伸方向隔开一些距离，该距离至少是过滤介质中半径范围的三分之一。套环的下方的内边或类似部件最好与过滤介质的内表面间隔，间隔的距离小于过滤介质中半径范围的三分之一，也就是图示的实施例对着悬浮液输送管的情况。
用来获得平滑上表面的装置可以有许多不同的结构，可以具有昂贵的转动刮削器的形式，这应当与简单装置获得的效果相比较，该简单装置可以得到带有在过滤介质中可以允许的稍微的不平整的基本上平滑的上表面，可以在位于清洗装置之下的和具有带有大量向外周边的经向喷口的星形外表的分配器圆锥体中找到一个折衷方案。
使用一台最佳状态的过滤器在所有情况下都能获得明显的经济效益，这种过滤器可以在设计阶段就有较低的结构高度并且以此适应较低高度的建筑或适应现有建筑，或者在大的工程中使过滤器的数量减少，因为大量悬浮液可以穿过每一个过滤器。
Claims (10)
1.一种在连续工作的过滤器中将悬浮液引入颗粒过滤介质的滤床中的方法，其中滤床的下部包括一个位于中央并向下开口的导向圆锥体，以便于保证过滤介质有所要求的流动外形，其中悬浮液在导向圆锥体的顶部区域向下输送进导向圆锥体的内部，其特征在于，悬浮液从导向圆锥体内部并沿着导向圆锥体的底边在高于所述底边之上的至少一个水平位置上引导入滤床，并在所述不同水平位置上所采用的不同比例容量获得穿过过滤区域悬浮液的均匀分配流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，流入最高水平位置的悬浮液流量至少占全部流量的20％，流入最低水平位置的悬浮液容量至少占全部流量的65％。
3.根据权利要求1所述的方法所使用的在连续工作的过滤器中将悬浮液引入颗粒过滤介质的滤床(1)的装置，其中该装置包括开口在滤床下部的悬浮液输送管(6)，朝下开口的导向圆锥体(7)在滤床(1)中央设置，并且圆锥体尖端向上以便使过滤介质获得所要求的流动形式，悬浮液输送管(6)的口端设在导向圆锥体(7)的顶部区域内，其特征在于，围绕滤床(1)的出口包括设在导向圆锥体(7)上一定高度的穿过导向圆锥体外壳表面的多个孔(10)和/或穿过导向圆锥体上面悬浮液输送管(6)上的多个孔，还包括沿着导向圆锥体(7)的底边(8)的通道。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，导向圆锥体(7)外面的孔(10)用圆周延伸的圆锥形套环(11)遮盖，套环与所述的孔稍稍隔开一些并且牢固密封在孔(10)上方的导向圆锥体(7)的外表面上。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，孔(10)沿绕圆锥体外壳的环形路线设置。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，悬浮液输送管(6)的口端的中心线与导向圆锥体(7)的中心线重合。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，悬浮液流动档板(12)紧靠开口下方设置，并以所希望的比例将悬浮液分配给不同的出口水平位置上。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，孔(10)在圆锥体不同高度上沿几个环形路线设置。
9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，导向圆锥体(7)的底边(8)与滤床的圆形外壳(2)的表面间隔开或与该表面设想的延伸方向间隔开，该间隔距离至少相当于该圆柱体半径的1/3。
10.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，孔(10)与滤床的内圆柱限定表面间隔开，该间隔距离小于滤床的径向延伸的1/3。
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