自清洗过滤器结构特点与应用前景

６８石油和化工设备

２００７．０８

维　修　改　造

自清洗过滤器结构特点与应用前景

王爱伟１ 朱海军２ 钱才富１ 范德顺１

（１ 北京化工大学ＣＡＥ中心 北京　１０００２９

２ 唐山陆凯科技有限公司 河北　唐山　０６３０２０　）

【摘 要】 自清洗过滤器是一种新型的过滤设备，本文介绍了吸污式自清洗过滤器、刷式自清洗过滤器、转臂式自清洗过滤器和刮盘式自清洗过滤器的工作原理、结构特点。本文还介绍了国外厂家情况及自清洗过滤器在我国的应用前景。【关键词】 自清洗过滤器 工作原理 结构特点 应用前景

引言

自清洗过滤器与传统的过滤设备相比是一种新型的过滤设备。自清洗过滤器是将液体中的颗粒在一定条件下自动地过滤清除的分离过滤装置。自清洗过滤器与传统的过滤器相比有如下特点：自动化程度高；压力损失

小；不必进行人工清除滤渣。多数自清洗过滤器在清洗时可以不间断供水。自清洗过滤器适用于工业、农业、市政、海水淡化过程等的分离过滤。

１、国外厂家情况

以色列有多家自清洗过滤器生产厂，规模最大的公司有两家：以色列阿米亚德（Ａｍｉａｄ）公司和以色列阿科（Ａｒｋａｌ）公司。以色列福特马特（ＦＩＬＴＯＭＡＴ）过滤有限公司也是一个有名的公司，但现在已成为以色列阿米亚德（Ａｍｉａｄ）公司的一个子公司。以色列的自清洗过滤器目前已在世界８０多个国家和地区广泛应用。以色列政府对水工业的重视促进了以色列自清洗过滤器的发展。美国依靠先进的科学技术也发展了多种自清洗过滤器，有影响的公司有：美国欧锐（Ｏｒｉｖａｌ）公司、美国全自动过滤器公司（ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ　ＦＩＬＴＥＲＳ，ＩＮＣ．）、美国施罗德（ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ）工业公司和美国ＲＰＡ工艺流程技术公司（ＲＰＡ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）。

２、几种不同清污方式的自清

图１

吸污式自清洗过滤器结构示意图

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石油和化工设备Ｗ　Ｅ　Ｉ Ｘ　Ｉ　Ｕ Ｇ　Ａ　Ｉ Ｚ　Ａ　Ｏ

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洗过滤器

自清洗过滤器根据清污方式

分为如下几种：吸污式自清洗过滤器、刷式自清洗过滤器、转臂式自清洗过滤器和刮盘式自清洗过滤器。下面分别介绍：

（１）吸污式自清洗过滤器工作原理［１］

过滤过程：污水从过滤器进口进入，然后从里向外通过滤网，比网孔大的杂质被拦截下来并积累在滤网的内表面形成滤饼，这些滤饼同时能够捕捉水中的一些更细小的杂质。自清洗过程：压差开关持续地检测滤网内外的压差，当达到预设值时将传递信号到控制箱启动清洗循环。过滤器的清洗机构是作螺旋式上下运动的吸污器，它是空心结构，在它的轴线上按一定距离垂直均匀分布着若干个吸污管。吸污器与一个排污阀相通。在排污阀打开时，过滤器内部水压与外部大气之间形成的压差使吸污管产生强劲吸力，水流从滤网外向内反向高速流动将杂质冲下来进入吸污器通过排污阀排出。吸污器由一个连有丝杆装置的双向电机驱动，按照固定的转速作螺旋式的运动，这样多个吸嘴就能吸遍整个滤网内表面，这个过程大约需要半分钟。在整个反清洗过程中，系统不断流。过滤器的整个运行由程序控制器（ＰＬＣ）来控制完成。图１为北京化工大学与唐山陆凯科技有限公司共同研制的吸污式自清洗过滤器结构示意图。（２）刷式自清洗过滤器［２］刷式自清洗过滤器为一种适用于恶劣环境的自清洗过滤器，对于不同的使用要求可配备３５００微米－２００微米的滤网。过滤器的清洗过程由一个时刻监测过滤网两侧压差的压差开关来启动，通常情况下压差开关的预设值是０．０５Ｍｐａ。当过滤器滤网两侧压差达到预设值时，过滤器将开始自清洗过程，整个自清洗过程包含两个步骤：打开位于过滤器端盖上的排污阀；电机带动滤网内的不锈钢刷转动，被滤网所捕捉的杂质被钢刷刷下并从排污阀排出。整个清洗过程耗时约２０秒，清洗时系统不断流，过滤器的整个运行过程由随机配备的一个控制箱来控制。图２为北京化工大学与唐山陆凯科技有限公司共同研制的刷

式自清洗过滤器结构示意图。

（３）转臂式自清洗过滤器［３］转臂式自清洗过滤器是一种集约化的过滤器，多个滤筒安装于一个过滤器筒体内，结构紧凑。转臂式自清洗过滤器用于去除低粘度介质中的固体颗粒。需过滤的介质从内向外流过过滤器的楔形网滤筒，固体颗粒截留在滤筒内侧。随着污染物的增多，过滤器污染侧和清洁侧之间的压差增大。若压差达到设置的触发压差便开始自动反冲洗。反冲洗时．齿轮电动机转动欲清洗滤筒下面的冲洗臂，进入反冲洗状态的滤筒的原料液流被中断。反冲洗阀开启，滤液侧和反冲洗管路之间的压降把一小部分滤液逆向冲入欲清洗的滤筒。聚积在滤筒内侧的污染颗粒物被松开并通过冲洗臂冲进反冲洗管路。每个滤筒的反冲洗时间一过，反冲洗阀立即关闭。这样所有滤筒被依次清洗。所有滤筒都被清洗

王爱伟 北京化工大学研究生，

从事过滤分离机械研究。

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维　修　改　造

［１］ ＯＬＳＯＮ．　ＤＯＮＡＬＤ　Ｏ．　ＦＩＬＴＥＲ　ＡＮＤ　ＦＩＬＴＥＲ　ＣＬＥＡＮＩＮＧ　ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＡＮＤ　ＲＥＬＡＴＥＤ　ＭＥＴＨＯＤＳ［Ｐ］． 世界专利　ＷＯ０３０３９７，２００３．５［２］ Ａｍｉａｄ．　ＡＢＦ　ｈｅａｖｙ　ｄｕｔｙ　ｆｉｌｔｅｒ　［ＤＢ／ＯＬ］．　［２００７－０６－１６］．　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｍｉａｄ．

ｃｏｍ／ｆｉｌｔｅｒｓ／ａｂｆ＿ｓｅｒｉｅｓ＿１．ａｓｐ

［３］ ＳＣＨＲＯＥＤＥＲ　ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ　ＬＬＣ．　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｓｅｌｆ－Ｃｌｅａｎｉｎｇ　Ｆｉｌｔｅｒｓ　［ＤＢ／

ＯＬ］．　［２００７－０７－１６］．　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｃｈｒｏｅｄｅｒｐｕｒｅ．ｃｏｍ／

［４］ ＤＡＶＩＳ　ＳＣＯＴＴ　Ｊ．　ＦＩＬＴＥＲ　ＷＩＴＨ　ＲＥＣＩＰＲＯＣＡＴＩＮＧ　ＣＬＥＡＮＥＲ　ＵＮＩＴ［Ｐ］．　美

国专利：ＵＳ５１９８１１１，１９９３，３参考文献

后，反冲洗循环结束。转臂式自清洗过滤器可以用来除去工业用水和海水中的固体杂质。转臂式自清洗过

滤器常用于保护重要设备，如冷却

系统、化学和水处理装置等。图３为

转臂式自清洗过滤器结构示意图。

（４）盘式自清洗过滤器［４］

刮盘式自清洗过滤器不仅可

应用于低粘度的含固液体分离，

还可以用于高粘度的含固液体分

离。工作过程如下： 过滤：需过滤

流体被压入过滤器内腔，流体自

内而外穿过滤芯，大于过滤元件

缝隙的杂质被滞留在滤网的内表面，澄清流体穿过缝隙由出液口

排出。自清洗：一个带有弹簧的清洗圆盘，在滤芯内部上下运动来清除聚集在滤网内表面的滤渣。在清洗圆盘下行过程中，任何残

留的滤渣都被驱至集渣室，从而

很容易被彻底清除。在清洗圆盘

上行过程中，滤渣从滤网表面被

去除。系统工艺流体（带压）驱滤

渣穿过清洗圆盘至集渣室。图４为

刮盘式自清洗过滤结构示意图。３、自清洗过滤器的应用前景展望自清洗过滤器在工业方面可应用于：水源水过滤、冷却水过滤、工艺水过滤，及废水处理等。自清洗过滤器的应用可提高换热装置的效率，可延长轧钢设备的寿命，可保护膜分离设备的分离膜。

在农业方面可应用于：农业灌溉、草地灌溉、园艺灌溉，对各种灌溉设备（喷头，滴灌管、雾化喷头等）提供完善保护。

　自清洗过滤器的发源地是以

色列，源于以色列属于极度缺水的国家。以色列被迫开发了多样化的水资源管理技术和节水新技术。他们首先发明自清洗过滤器并用于农业喷灌、滴灌并逐渐发展到工业及各行各业。

我国同样面临水资源短缺的问题。以海河流域为例：海河流域人口密集，大中城市众多，流域内有北京、天津，以及石家庄、唐山，海河流域３０多万平方公里，　是１１个以色列面积，人均水资源与以色列相当。

石油、化工、钢铁业的高速发展，对实行清洁生产也提出了更高

的要求。自清洗过滤器在石油、化工、钢铁、电力有很多应用，是清洁生产的重要装备。随着我国水资

源的紧缺、工业的高速发展、环境

的恶化，自清洗过滤器必将获得越

来越多的重视。前联合国秘书长德

奎利亚尔曾讲到：

“过去人类最可怕的是战争，未来人类最可怕的是

淡水资源的紧缺”。我国的工业水重复利用和再生利用程度较低，用

水工艺比较落后，用水效率较低。

这些都预示着自清洗过滤器会在我

国有较快的发展。图３转臂式自清洗过滤器结构示意图

图４刮盘式自清洗过滤器结构示意图