[发明专利]过滤装置

说明书

技术领域

本发明涉及过滤装置和包括反冲洗机构的过滤装置。根据本发明的装置提供了具有最小的压力和工艺流体损失的有效且可扩展的过滤器。该过滤装置特别地但非排他地适用于高容量应用场合，例如饮用水生产，包括来自生活和工业过程的水、发电厂的冷却进水、来自石油/天然气开采的采出水在压载水和水产养殖管理或涉及除水之外的流体的其它应用中的再循环。

背景技术

对水的管理代表着广泛的应用领域，并且由于其在世界的某些区域的有限可得性以及其作为从一区域向另一区域的疾病传播和有害生物体传播的来源的潜在可能而正受到大量的关注。过滤或更具体的来说是微过滤可被视为旨在改善水质和减小与包含有害元素的水相关联的风险的处理过程中的准备步骤。改进的过滤技术可以有益于目前应用的处理方法，而不论介质和应用场合如何，并且进一步有助于对改进的过程和技术的发展。

船舶压载水的处理和过滤对于船队运营者来说日益重要。已经知道大量海水的转移对海洋生物多样性有害。现代化船舶的规模意味着压载水舱的容积巨大，并且因此装载和卸载压载舱所花费的时间对于船队运营者来说具有商业重要性。另外，舰载空间惊人地稀缺，并且能够过滤大量水和除去大量物质(有机和无机)的高效的过滤系统、或更具体地来说微过滤系统将有助于改善的处理性能和处理系统占地面积的减小。

本发明人证实，对能够在短时间内过滤大量诸如海水的流体的高效过滤或微过滤系统的需求可以使用本文所公开的发明来实现。

一系列过滤系统可用于在这些应用场合中过滤海水。此类系统通常包括常规过滤元件，海水会例如流过该常规过滤元件。

当液体流过过滤元件的壁时，粒度大于过滤器尺寸规格的任何污垢、颗粒或有机物不能穿过过滤元件且被截留在过滤元件的内壁上，并且开始形成被称为“滤饼”的过滤物质的碎屑。随着物质的滤饼开始堆积，在过滤元件上的压力损失增加，因此为了保持效率，需要将滤饼从过滤元件的内壁清理掉。

这种清洁过程可通过拆开过滤器或通过反冲洗机构来实现，该机构可被构造用于连续清洁或者仅当压力损失达到某个监测水平时触发，或按规定间隔或手动地触发。反冲洗机构还可以利用在过滤元件下方的收集室，来自过滤元件的物质的滤饼可被收集在该收集室中，然后通过合适的排放管排出。

已经采用各种反冲洗机构，其允许通过穿过过滤器壁的逆向水流来清洁过滤元件。反冲洗可以在过滤器的使用过程中进行，从而允许过滤器在被清洁的同时连续地过滤水。

本申请描述了一种非常规的过滤装置并附加地描述了一种反冲洗机构，该反冲洗机构有利地提供了能够以最小的压降和工艺液体流进行大容量过滤的高效过滤器。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了包括腔室和包含在所述腔室中的多个细长的中空过滤元件的过滤装置，每个元件包括可半渗透的过滤壁和位于内部的反冲洗机构；其中，每个反冲洗机构包括至少一个碎屑接纳部分，碎屑接纳部分的横截面对应于中空过滤元件的横截面，使得碎屑接纳部分的外周紧邻中空元件的过滤壁的内周定位。

根据本发明的过滤装置提供了从多个过滤元件中每一个的过滤壁高效地且有效地去除碎屑的反冲洗机构。碎屑接纳部分与每个过滤元件的内壁围绕其整个周边的紧密对齐导致对过滤壁的均匀反冲洗操作。过滤元件可以被迅速地反冲洗，同时允许过滤装置的正常操作继续进行，即，反冲洗可以在正常过滤期间发生。

根据本发明，通过过滤器的压力损失相比现有技术有所减小。另外，清洁过滤器的方法也得到改进。由本发明提供的这些改进允许减小过滤器网目尺寸，而不减小给定过滤装置的流量或容量。因此，通过使液体能够被输送到由于更精细的过滤而显著地“更清洁”的(高容量)处理过程而体现出的优点将减轻处理过程的负担，有助于其尺寸缩小(例如，减小“调整”化学物质的浓度)或有助于引入替换的处理过程。

因此，本发明提供了包括有多个过滤元件的高效内嵌式反冲洗过滤器、低压头要求、压力和工艺液体/流体损失最小以及手动的或自动的自清洁过滤网(反冲洗)操作。

根据本发明的过滤装置通过调整过滤元件的数目以及过滤元件的直径和长度有利地可从小于100m³/hr到大于10,000m³/hr而扩展至非常高的容量。而且，该装置可以安装成水平或竖直取向，或在两者间的任何取向，并且对工艺管道系统的破坏最小。

过滤装置可以被反冲洗的速度减小了必须转向至碎屑出口的工艺流体/液体(即穿过过滤装置的液体)的体积。这进一步提高了过滤装置的整体性能。