專利名稱：用于凈化水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的過濾設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖領域的水體凈化技術，特別是涉及一種用于凈化水產(chǎn)養(yǎng)殖水 體的過濾設備。
背景技術：
循環(huán)水處理技術是水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的核心部分，前者的技術先進性決定了后者的先 進性、穩(wěn)定性和運行經(jīng)濟性。所有的水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)水處理的首要任務就是去除水體中的懸 浮固體，這些懸浮固體包括無機的和有機的成分，主要產(chǎn)生于生物排泄、生物凝膠、以及未 被吞食的食物殘余等，其顆粒大小從幾厘米到幾微米不等。有機的部分，所謂揮發(fā)性懸浮 固體(volatile suspended solids, VSS)助長氧消耗和生物燃燒問題的突出。而無機成 分則促使淤泥沉積的形成。從顆粒的直徑大小區(qū)分，可以將養(yǎng)殖水固體分為溶解固體、膠 狀固體、超膠狀固體、以及可沉淀固體，如圖1所示。其中術語“細固體”是指那些直徑小于 100 m不容易沉淀于水中的固體顆粒?？倯腋」腆w(Total suspended solid, TSS)濃度 被定義為在已知體積的水中超過l m直徑以上顆粒的質(zhì)量。相對而言，在循環(huán)養(yǎng)殖水系統(tǒng) 當中，細固體更難以控制并導致更多的問題。在循環(huán)水處理技術中，可以采取一種或多種過濾工藝來去除水中的顆粒，包括沉 積、粗濾、布朗擴散、攔截等，通過篩網(wǎng)、顆粒介質(zhì)、或氣泡介質(zhì)等過濾器來實施。其中，布朗 擴散和攔截工藝的實踐意義有限，因而，物理過濾是控制水體固體懸浮物濃度的主要手段， 其效果的好壞直接影響到生物凈化的效果和魚類的生長。目前用于水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)的物理過 濾設備主要有轉(zhuǎn)鼓式微濾機、弧形篩、蛋白分離器、砂濾器等。其中，如圖2所示的轉(zhuǎn)鼓式微 濾機主要用于去除60 m以上的固體顆粒物質(zhì)(TSS)，設備主體材質(zhì)可以分為金屬(主要是 316不銹鋼和鈦材)和非金屬(主要是PP和PVC)兩類。這兩種材質(zhì)的微濾機在工作原理、 去除效率、運用方式上幾乎沒有差異。在自動清洗方面，一般采用反沖洗裝置，定期對篩網(wǎng) 實施反方向的沖洗，使淤積于篩面的污泥順著水流流向去污槽并順水排出。在處理能力上， 微濾機覆蓋了從10m3/h至約150m3/h的區(qū)間；過濾網(wǎng)目一般為170目至300目，也有個別 采用500目精度的情況；轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速一般為l-5rpm (隨著轉(zhuǎn)鼓直徑增大而減低)；傳統(tǒng)方式以 大速比減速器驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)為主，單位能耗上普遍可達每處理IOOm3耗電0. 3度的水平。圖3所示為采用弧形篩作為過濾器的水體凈化系統(tǒng)示意圖，其中的弧形篩水體過 濾裝置的放大示意圖如圖4所示?；⌒魏Y是一種技術上源于礦砂篩分的分離裝置，在漁業(yè) 養(yǎng)殖水處理上主要是利用篩縫排列垂直于進水水流方向的圓弧形固定篩面實現(xiàn)水體固液 分離，最常用的篩縫間隙為0. 25mm，可有效去除約80%的粒徑大于70 m的固體懸浮物質(zhì)， 具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低的優(yōu)點，與轉(zhuǎn)鼓式微濾機的主要區(qū)別在于無需額外的機械動力，節(jié)能 效果好。其缺點在于尚未有效解決弧形篩面的自動清洗難題，在養(yǎng)殖負荷較高時甚至需要 約每小時人工刷洗篩面一次，以維持過濾裝置的正常工作。因此，在養(yǎng)殖水體的物理過濾方面，確實需要一種新的過濾設備，能夠克服現(xiàn)有技 術的不足之處，有效提高工作效率，便于實現(xiàn)自動清洗，同時又能大量節(jié)約能耗的新技術。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的用于養(yǎng)殖水體的物理過濾處理技術，既能滿足低能 耗的要求，又能解決自動清洗的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種水體過濾設備，包括一底座、一機架、一錐臺 形篩網(wǎng)、一傳動軸、一驅(qū)動裝置、一進水管路、一出水管路、一篩網(wǎng)反沖洗裝置以及一控制裝 置；其中所述底座呈圓盤形，其底部中間形成有蓄水空間，底部一側(cè)的側(cè)壁上設有連通出水 管路的排水管口，并設有外環(huán)檔緣和內(nèi)環(huán)凸緣；于該外環(huán)檔緣和內(nèi)環(huán)凸緣之間還設有排污 槽，在排污槽底部設有數(shù)個排污孔；所述篩網(wǎng)設置于底座和機架之間，以不銹鋼篩網(wǎng)網(wǎng)面固 定于一固定架上組成，所述固定架頂部為直徑較小的固定部，固定連接于傳動軸的上部，該 傳動軸垂直延伸于底座和機架之間；所述固定架底部為直徑較大的固定箍，該固定箍的底 緣延伸至內(nèi)環(huán)凸緣之外，即排污槽的上方；固定部與固定箍之間由多根等角度相間隔的輻 射狀加強筋相連接；所述進水管路，將水引導至篩網(wǎng)頂部，讓水在重力作用下從篩網(wǎng)頂部向 下流動，經(jīng)篩網(wǎng)的過濾流入底座蓄水空間；所述控制裝置，根據(jù)用戶可編程的程序來實施自 動控制，令所述反沖洗裝置以同步于篩網(wǎng)的轉(zhuǎn)動的方式，對篩網(wǎng)表面進行沖洗，且所述篩網(wǎng) 的轉(zhuǎn)動為間歇性的。作為可選擇的技術方案，所述反沖洗裝置既可設置在篩網(wǎng)的外面，使其噴嘴方向 對著篩網(wǎng)的外表面；也可以設置在篩網(wǎng)的里面，使其噴嘴方向?qū)χY網(wǎng)的內(nèi)表面，其沖洗效 果基本相近。上述養(yǎng)殖水體過濾設備的優(yōu)點在于，該錐臺形轉(zhuǎn)動篩網(wǎng)兼具傳統(tǒng)轉(zhuǎn)鼓式過濾裝置 的自動反沖洗功能，和固定弧形篩過濾裝置的節(jié)能特性，其自動清洗的控制可以由用戶在 線或離線編程，實現(xiàn)對篩網(wǎng)的轉(zhuǎn)動_停止工作周期、轉(zhuǎn)動速率、反沖洗的起止時間、水流流 量和流速的全面自動控制，極大地提高了工作效率和可靠性，降低能源消耗，非常符合低碳 經(jīng)濟時代的技術發(fā)展要求。優(yōu)選的是，在篩網(wǎng)網(wǎng)面的對面還可設有一刮污器，所述刮污器由硅橡膠材料制成， 可以固定在機架的支架上，在篩網(wǎng)靜止時可以起到引導水流的作用，在篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動時可以刮 除網(wǎng)面的污物，進一步有利于清洗的效果。


圖1為水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中固體顆粒分類的示意圖2為現(xiàn)有水產(chǎn)養(yǎng)殖水體凈化系統(tǒng)中的一種轉(zhuǎn)鼓式過濾設備的示意圖； 圖3為采用傳統(tǒng)的固定弧形篩過濾設備的水體凈化系統(tǒng)示意圖； 圖4為圖3的水體凈化系統(tǒng)中的弧形篩過濾設備的放大示意圖； 圖5為根據(jù)本發(fā)明原理設計的一種水體過濾設備的外觀立體示意圖，其部分護罩和篩 網(wǎng)被去掉以便顯示內(nèi)部的結(jié)構(gòu)；
圖6為圖5所示的水體過濾設備的剖視示意圖7為圖5所示的水體過濾設備的俯視示意圖，其上半部的護罩在視圖中被省略掉； 圖8為根據(jù)本發(fā)明原理設計的水體過濾設備的底座結(jié)構(gòu)的俯視圖； 圖9為根據(jù)本發(fā)明原理設計的水體過濾設備的底座沿圖8的A-A線的剖視圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明原理設計的水體過濾設備的底座沿圖8的B-B線的視面圖； 圖11為根據(jù)本發(fā)明原理設計的另一種水體過濾設備實施例的剖視圖； 圖12為圖11中的水體過濾設備實施例的俯視示意圖，其上半部的護罩在視圖中被省 略掉；
圖13為本發(fā)明水體過濾設備的篩網(wǎng)固定架第一種實施例的俯視示意圖； 圖14為本發(fā)明水體過濾設備的篩網(wǎng)固定架第一種實施例的部分剖視示意圖；以及 圖15為本發(fā)明水體過濾設備的篩網(wǎng)固定架第二種實施例的剖視示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施例的主要結(jié)構(gòu)及其工作原理。圖5為根據(jù)本發(fā)明第一種實施例的水體過濾設備100的立體示意圖，其前部的護 罩及篩網(wǎng)被切掉一部分以供顯現(xiàn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。參考圖6和圖7，整個設備為豎立式結(jié)構(gòu)，主 要包括底座110、機架120、安裝在底座110和機架120之間的篩網(wǎng)130、進水管路140、出水 管路150、安裝在機架120上的驅(qū)動裝置160 (即馬達和減速器)、沿垂直方向設置在驅(qū)動裝 置160與底座110之間的傳動軸170、篩網(wǎng)反沖洗裝置180、以及控制單元等組成部分。圖 5-7所示的具體實施例為外置式反沖洗設計，其中的反沖洗噴頭185設在篩網(wǎng)130的外部， 噴嘴方向朝著篩網(wǎng)130的外表面。圖5所示的實例中的底座110的結(jié)構(gòu)可參考圖8-10，基本上呈階梯狀圓盤形，底 部的平板完全封閉，頂部向上開口，并且形成一內(nèi)環(huán)凸緣111、一外環(huán)檔緣112，于該內(nèi)環(huán)凸 緣111和外環(huán)檔緣112之間形成一排污槽113，排污槽113底部設有數(shù)個排污孔114，可見 于圖8，于內(nèi)環(huán)凸緣111與底部中間形成用于蓄水的蓄水空間115，而最底部一側(cè)的側(cè)壁還 設有出水管口 116，可見于圖10。另外，于底座110的底部中央設有一固定的立柱117，于該 立柱117上設有一樞軸118，用于與傳動軸相結(jié)合。從圖5-7可以看出，機架120包括位于篩網(wǎng)130上方的頂架、以及跨越于篩網(wǎng)130 兩側(cè)上方給頂架提供支撐的支架，馬達及減速器160即被固定于頂架橫梁中部。在上述圖5所示第一種過濾設備100實例中設有一錐臺形的篩網(wǎng)130，主要以不 銹鋼過濾網(wǎng)面覆蓋于固定架上組合而成。其中，篩網(wǎng)網(wǎng)面可以用優(yōu)質(zhì)不銹鋼薄片，利用激光 切割技術進行加工。根據(jù)本發(fā)明較佳實施例，該篩網(wǎng)篩縫一般為0. 2^0. 3mm，最為常用的是 0.225mm，開孔率約30%。該固定架的結(jié)構(gòu)如撐開的雨傘形狀，參考圖13和圖14所示，其結(jié) 構(gòu)設計如下頂部有一直徑較小的固定安裝于傳動軸170上部的固定部131，底部有一個直 徑較大的用于固定篩網(wǎng)網(wǎng)面131的固定箍132，以及多根斜向輻射狀等角度相間隔地固定 連接于該固定部131與固定箍132之間的加強筋133。參考圖6，通過將篩網(wǎng)130頂部的固 定部131固定安裝在傳動轉(zhuǎn)軸170的上部，該傳動軸170由設在機架130頂部的馬達160 經(jīng)減速后驅(qū)動，使該篩網(wǎng)130被可旋轉(zhuǎn)地安裝在底座110和機架130之間，其驅(qū)動的方式可 以在線或離線編程。安裝后，篩網(wǎng)固定箍132底部的外緣延伸至底座110內(nèi)環(huán)凸緣111外 側(cè)，即排污槽113的上方。另外，篩網(wǎng)130的外面還安裝有護罩134，可見于圖7。在上述第一種實施例中，進水管路140與機架120—側(cè)的支架形成一體，而出水管 路150則與底座110底部側(cè)面的出水管口 116相連通，如圖5、圖6和圖7所示。根據(jù)本發(fā) 明的工作原理，在工作中水流按照圖中箭頭所指示的方向流動，從入口進入進水管路140，
5上升至頂部，再由重力作用從頂部的開口向下流向篩網(wǎng)130，水經(jīng)過篩網(wǎng)130的過濾，流入 底座110底部的蓄水空間115，最后從底部出水管口 116，經(jīng)由出水管路150從出口流出。在 這種實施例中，反沖洗裝置180被設置在一側(cè)支架內(nèi)側(cè)，噴嘴185方向朝向篩網(wǎng)130的外表工作時，篩網(wǎng)130通常是靜止的，按照設定的程序，馬達160定期驅(qū)動篩網(wǎng)130轉(zhuǎn) 動，一般情況下，篩網(wǎng)開始轉(zhuǎn)動的同時由反沖洗裝置180向篩網(wǎng)130噴水對篩網(wǎng)進行同步?jīng)_ 洗。篩網(wǎng)130外表面積累的污物順著水流向下，隨后從排污槽113和排污孔114排出。篩 網(wǎng)130停止轉(zhuǎn)動時，反沖洗裝置180即可停止，或者也可繼續(xù)沖洗一段時間，隨即停止。用 戶可以根據(jù)實際應用的需要通過控制裝置對設備進行設置，確定或調(diào)整篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動-停止的 周期、轉(zhuǎn)動速率、反沖洗的起止時間、水流流量和流速等。參考后面的圖11和圖12，本發(fā)明還設計了另一種內(nèi)置式反沖洗水體過濾設備 200，與第一種設備結(jié)構(gòu)類似的是，它主要也包括底座210、機架220、可旋轉(zhuǎn)的篩網(wǎng)230、進 水管路240、出水管路250、安裝在機架220上的馬達及減速器260、以及設置在馬達260與 底座210之間的傳動軸270。不同之處在于，其篩網(wǎng)反沖洗裝置280為內(nèi)置式反沖洗設計， 其中的反沖洗噴頭285設在篩網(wǎng)230的內(nèi)部，噴嘴方向朝著篩網(wǎng)230的內(nèi)表面。其底座210的結(jié)構(gòu)參基本上和第一種實施例的相似，也是呈階梯狀圓盤形，同樣 設有內(nèi)環(huán)凸緣211、外環(huán)檔緣212、排污槽和排污孔(圖中未顯)，并于內(nèi)環(huán)凸緣211與底部中 間形成用于蓄水空間215，底部一側(cè)側(cè)壁設有連通出水管路的出水管口 216。另外，于底座 210的底部中央設有一中空的固定柱217，于該固定柱217上設有一樞軸218，用于與傳動 軸270相結(jié)合。其有別于第一種實施例的地方在于，該固定柱217為中空，且其中延伸一水 管，將水流通向內(nèi)置于篩網(wǎng)230內(nèi)部的反沖洗裝置280。第二種實施例中的篩網(wǎng)230結(jié)構(gòu)和第一種基本相同，也包括篩網(wǎng)網(wǎng)面和固定架， 其固定架的結(jié)構(gòu)如圖15所示，也包括頂部的固定部231，底部的固定箍232，以及多根斜向 輻射狀等角度相間隔地固定連接于該固定部231與固定箍232之間的加強筋233。參考圖 11，通過將篩網(wǎng)230頂部的固定部231固定安裝在傳動轉(zhuǎn)軸270的上部，該傳動軸270由設 在機架220頂部的馬達260經(jīng)減速后驅(qū)動，使該篩網(wǎng)230被可旋轉(zhuǎn)地安裝在底座210和機 架220之間，安裝后，固定箍232底部的外緣延伸至底座210內(nèi)環(huán)凸緣211外側(cè)，即排污槽 上方。其驅(qū)動的方式也可以在線或離線編程。在上述第二種實施例中，進水管路240與機架220 —側(cè)的支架形成一體，而出水管 路250則與底座210底部側(cè)面的出水管口 216相連通，如圖11和圖12所示。根據(jù)本發(fā)明 的工作原理，在工作中水流按照圖中箭頭所指示的方向流動，從入口進入進水管路240，上 升至頂部，再從頂部的開口向下流向篩網(wǎng)230，水經(jīng)過篩網(wǎng)230的過濾，流入底座210底部的 蓄水空間215，最后從底部出水口 216，經(jīng)由出水管路250從出口流出。同樣地，工作時的篩網(wǎng)230通常是靜止的，按照設定的程序，馬達260定時驅(qū)動篩 網(wǎng)230轉(zhuǎn)動，于此同時由反沖洗裝置280向篩網(wǎng)230噴水。篩網(wǎng)230外表面積累的污物順 著水流向下，隨后通過底座210的排污槽從排污孔排出。優(yōu)選的是，本發(fā)明的水體過濾設備在篩網(wǎng)130、230的對面還可以設置一刮污器， 如圖6、圖8所示，可固定在對應的支架內(nèi)側(cè)。該刮污器可采用硅橡膠材料制成，在進行自動 清洗時，篩網(wǎng)130、230轉(zhuǎn)動并沖水的同時，刮污器的刮片跟篩網(wǎng)表面相接觸，刮除其表面積
6累的污物，進一步優(yōu)化了清洗的效果。在篩網(wǎng)130、230停止轉(zhuǎn)動時，刮污器的刮片亦可以起 到引導水流方向的作用。綜上所述，本發(fā)明的水體過濾裝置和現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點 “ 清洗效果良好，工作效率高，且運行可靠性好；
“ 利用其可編程自動控制的清洗方式，用戶可以根據(jù)實際應用的需求對設備進行設 置，確定篩網(wǎng)轉(zhuǎn)動-靜止的周期、轉(zhuǎn)動速率、反沖洗起止時間、水流流量和流速，進一步實現(xiàn) 智能化自動控制；
“節(jié)約能源，符合低碳經(jīng)濟的發(fā)展要求。盡管上面通過舉例說明，已經(jīng)描述了本發(fā)明較佳的具體實施方式
，本發(fā)明的保護 范圍并不僅限于上述說明，而是由所附的權(quán)利要求給出的所有技術特征及其等同技術特征 來定義。本領域一般技術人員可以理解的是，在不背離本發(fā)明所教導的實質(zhì)和精髓前提下， 任何修改和變化可能仍落在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種水產(chǎn)養(yǎng)殖用水體過濾設備，其特征在于包括一底座、一機架、一設置于底座和機架之間的篩網(wǎng)、一垂直延伸于底座和機架之間的傳動軸、一固定于機架上驅(qū)動傳動軸的驅(qū)動裝置、一進水管路、一出水管路、一篩網(wǎng)反沖洗裝置、以及一控制裝置；其中 所述底座，呈圓盤形，其底部中間形成有蓄水空間，底部一側(cè)的側(cè)壁上設有連通出水管路的排水管口；其外環(huán)檔緣內(nèi)部還設有排污槽，在排污槽底部設有數(shù)個排污孔； 所述篩網(wǎng)，呈錐臺形，以不銹鋼網(wǎng)面固定于一固定架上組成，所述固定架頂部為直徑較小的固定部，固定連接于傳動軸的上部；所述固定架的底部為直徑較大的固定箍，該固定箍的底緣延伸至排污槽上方；固定部與固定箍之間由多根相間隔的輻射狀加強筋相連接； 所述進水管路，將水引導至篩網(wǎng)頂部，讓水在重力作用下從篩網(wǎng)頂部向下流動，經(jīng)篩網(wǎng)的過濾流入底座蓄水空間； 所述控制裝置，根據(jù)用戶可編程的程序來實施自動控制，令所述反沖洗裝置以同步于篩網(wǎng)的轉(zhuǎn)動的方式, 對篩網(wǎng)表面進行沖洗，所述篩網(wǎng)的轉(zhuǎn)動為間歇性的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體過濾設備，其特征在于所述底座還設有一內(nèi)環(huán)凸緣，所 述排污槽形成于外環(huán)檔緣與內(nèi)環(huán)凸緣之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水體過濾設備，其特征在于所述篩網(wǎng)固定架的固定箍底部 外緣延伸于內(nèi)環(huán)凸緣之外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體過濾設備，其特征在于在篩網(wǎng)網(wǎng)面的對面還設有一刮污 器，所述刮污器由硅橡膠材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體過濾設備，其特征在于所述反沖洗裝置可設置在篩網(wǎng) 的外面，使其噴嘴方向?qū)χY網(wǎng)的外表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體過濾設備，其特征在于所述反沖洗裝置可設置在篩網(wǎng) 的里面，其噴嘴方向?qū)χY網(wǎng)的內(nèi)表面。
7.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的水體過濾設備，其特征在于所述控制裝置可以由用 戶進行在線或離線編程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水體過濾設備，其特征在于所述控制裝置可以被編程，用于 確定篩網(wǎng)的轉(zhuǎn)動_停止周期、轉(zhuǎn)動速率、反沖洗的起止時間、水流流量和流速。
全文摘要
一種凈化水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的過濾設備，包括底座、錐臺形篩網(wǎng)、傳動軸、驅(qū)動裝置、進/出水管路、反沖洗以及控制裝置。底座呈圓盤形，底部中間形成蓄水空間，底部一側(cè)壁設有連通出水管路的管口；底座內(nèi)部還設有排污槽，排污槽底部設有數(shù)個排污孔；錐臺形篩網(wǎng)以不銹鋼網(wǎng)面安裝于固定架上組成，固定架頂部為直徑較小固定連接于傳動軸上的固定部；固定架底部為直徑較大的固定箍，其底緣延伸至排污槽上方；固定部與固定箍之間連接有多根加強筋。進水管路將水引導至篩網(wǎng)頂部，讓水在重力作用下從篩網(wǎng)頂部向下流動經(jīng)篩網(wǎng)過濾流入蓄水空間；控制裝置根據(jù)用戶可編程的程序?qū)嵤┳詣涌刂?，令反沖洗裝置同步于篩網(wǎng)的轉(zhuǎn)動對篩網(wǎng)進行沖洗，實現(xiàn)低能耗高效自動清洗。
文檔編號B01D29/66GK101966406SQ20101029361
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者倪琦, 宋奔奔, 張宇雷 申請人:中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所