專利名稱：水產養殖用弧形篩過濾設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及水產養殖領域的水體過濾技術，特別是涉及一種具有自動清洗裝置的 水產養殖用弧形篩過濾設備。
背景技術：
循環水處理技術是水產養殖系統的核心部分，前者的技術先進性決定了后者的先 進性、穩定性和運行經濟性。所有的水產養殖系統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分，可以將養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 微米不容易沉淀于水中的固體顆粒。總懸浮固體(Total suspended solid, TSS)濃度被 定義為在已知體積的水中超過1微米直徑以上顆粒的質量。相對而言，在循環養殖水系統 當中，細固體更難以控制并導致更多的問題。
在循環水處理技術中，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、顆粒介質、或氣泡介質等過濾器來實施。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。目前用于水產養殖系統的物理過 濾設備主要有轉鼓式微濾機、弧形篩、蛋白分離器、砂濾器等。其中，如圖2所示的轉鼓式微 濾機主要用于去除60微米以上的固體顆粒物質(TSS)，設備主體材質可以分為金屬(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的區間；過濾網目一般為170目至300目，也有個 別采用500目精度的情況；轉鼓轉速一般為l-5rpm (隨著轉鼓直徑增大而減低)；傳統方式 以大速比減速器驅動轉鼓旋轉為主，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。弧形篩是一種技術上源于礦砂篩分的分離裝置，在漁業 養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微米的固體懸浮物質， 具有結構簡單、造價低的優點，與轉鼓式微濾機的主要區別在于無需額外的機械動力，節能 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，能夠克服現有技 術的不足之處，有效提高工作效率，便于實現自動清洗，同時又能大量節約能耗的新技術。發明內容
本發明的目的是提供一種水產養殖用弧形篩過濾設備，具有定時自動清洗淤積于 篩網表面的污物的自動清洗裝置，適于對水產養殖用水進行高效率高質量的水體過濾，同 時符合低碳節能要求的技術發展趨勢。
為實現上述目的，本發明一方面提供了一種新型的弧形篩過濾設備，包括水箱、弧 形篩和自動清洗裝置，其中水箱底部形成清水槽，于清水槽底部一側設有出水管，并在靠近 水箱前部上端部設有溢流槽，于溢流槽的外側壁設有進水管；弧形篩的上端連接于溢流槽 內側上緣，其下端連接于固定在與溢流槽側相對的另一側的水箱底部的集污槽內側上緣， 且集污槽的底部設有排污口。自動清洗裝置由清洗刷和驅動裝置組成，其中，清洗刷的刮片 由橡膠材質制成，清洗刷刮片的底面與弧形篩的網面以及集污槽的內表面形狀相一致；驅 動裝置包括電動機、減速箱和傳動機構，該傳動機構優選地由螺紋絲杠及活動螺母組成，于 螺紋絲桿的兩端還分別設有各自的行程開關。有利的是，驅動裝置中還設有可編程的定時 器，電動機按預先設定的時間間隔定時運行，從而驅動清洗刷沿水平方向平行于弧形篩網 面往復移動，從而將淤積于篩網表面和集污槽表面的污物通過排污口排出到水箱外。
通過上述技術方案，本發明有利地提供了一種有效解決自動清洗問題的水產養殖 用弧形篩過濾設備，具有結構簡單，運行可靠，節能效果明顯的優勢。
圖1為水產養殖水體中固體顆粒分類的示意圖。
圖2為現有水產養殖水體凈化系統中的一種轉鼓式過濾設備的示意圖；。
圖3為采用傳統的固定弧形篩過濾設備的水體凈化系統示意圖。
圖4為圖3的水體凈化系統中的弧形篩過濾設備的放大示意圖。
圖5為根據本發明原理設計的一種弧形篩過濾設備的立體示意圖，其中水箱的頂 蓋和部分箱體側壁被去掉以便顯示其內部的結構。
圖6為根據本發明的弧形篩過濾設備的主視圖，其中水箱前部的部分箱體側壁被 去掉以便顯示內部的自動清洗裝置。
圖7為根據本發明的弧形篩過濾設備的側視圖，其中水箱側面的箱體側壁被去掉 以便顯示內部的自動清洗裝置。
圖8為根據本發明的弧形篩過濾設備的俯視圖，其中水箱的頂蓋被去掉以便顯示 內部的結構。
圖9為根據本發明的弧形篩過濾設備中的驅動裝置傳動機構的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細描述本發明的具體實施例的主要結構及其工作原理。
如圖5所示，根據本發明的弧形篩過濾設備100主要包括用于容納需要過濾的循 環水體的水箱110、設置在箱體內的弧形篩120、以及自動清洗裝置。
參考圖6至8，水箱110基本上為長方體箱型，并設有底腳或底座，水箱110的頂部 向上開口，于該開口處可設一頂蓋(圖中未示出);水箱110的底部為容納過濾后的清水的清水槽111，于該清水槽111 一側貼近底部的位置設有出水管112 ；水箱110的前部上端部設 有溢流槽113，于溢流槽113的外側壁設有進水管114，而溢流槽113的內側壁上緣的對面 還設有擋水板115，與溢流槽113保持一定距離的間隔，既可供水流通過溢流槽113的內側 壁上緣流入水箱110內部，又起到防濺引流的擋水作用。
弧形篩120的篩網可選擇各種不同規格的不銹鋼板材沖孔或激光開孔而制成，一 般較佳的網眼目數可選擇數百目，如二百目。網體的寬度略小于水箱110內部的寬度。網體 上端與溢流槽113的內側邊緣相連接，網體下端與固定于清水槽111底部的集污槽121的 內側緣連接在一起。該集污槽121設在清水槽111底部與溢流槽113 —側相對的另一側。 弧形篩120的網體自其上端至下端整體上呈圓弧形延伸于水箱110內部，設計角度為大約 45°。在集污槽121的底部還設有排污口 122，使收集在集污槽121的污物可以從排污口 122通過排污管123排出水箱110外。
本發明的自動清洗裝置是由清洗刷130和驅動裝置140組成。驅動裝置140帶動 類似雨刮器形狀的清洗刷130，在弧形篩120的網體表面上沿水平方向做往復移動來完成 弧形篩120網面的清洗。清洗刷130的刮片最好是由橡膠材質制成，其特別之處在于，清洗 刮片的底面被設計成與弧形篩120的網面以及集污槽121的內表面形狀相一致，從而令形 狀與弧形篩120及集污槽121吻合的清洗刷130的刮片可以更為有效地對網面的積淤實施 清洗。
根據本發明的典型實施例，驅動裝置140通常包括電動機141、減速箱142和傳 動機構，根據圖中所示的本發明較佳的實施例，傳動機構包括一對螺紋副，即固定螺紋絲杠 143和活動螺母144，其結構細節可見于圖9。螺紋絲桿143沿水平方向延伸，與弧形篩120 的網面相平行，其左右兩端分別通過軸承可旋轉地固定于水箱110箱體的相對兩側壁，其 中一端則連接減速箱142的輸出軸，由電動機141驅動該螺紋絲桿143旋轉，從而推動螺母 144沿螺紋絲桿143橫向移動。在螺紋絲桿143的兩端分別設有各自的行程開關，當螺母 144運行到觸碰行程開關的位置，即令電動機141逆轉或停止。另外，自動清洗裝置中的驅 動裝置140中還設有可編程的定時器，電動機141根據預先設置好的時間間隔而啟動工作。 根據本發明的具體實施例，螺紋絲杠143材質可選用45號鋼，螺母144的材質可以選擇青 銅，但發明的目的和所要保護的技術方案與材質的選擇無關。
根據本發明的具有自動清洗裝置的基本工作原理如下。
需要過濾的養殖用水通過進水管114流入進水溢流槽113，當溢流槽113水體蓄滿 時，水流由溢流槽113內側上緣溢出并流向弧形篩120網面進行過濾，擋水板115可防止水 流飛濺并引導水流。過濾后的水通過篩網進入清水槽111，而后由出水管112流入下一處理 單元；而弧形篩120過濾下來的殘留物順著水流由篩網120上方流入集污槽121，后經過排 污口 122和排污管123向外排出。在弧形篩過濾設備工作一段時間后，弧形篩120網面上 會滯留部分粘性物質，網眼會發生一定程度的堵塞，導致過濾效率下降。自動清洗裝置會按 照定時器設定的時間間隔自動令電動機啟動運行。舉例來說，先令螺紋絲杠143順時針旋 轉推動螺母144向前移動，從而帶動固定于螺母144上的清洗刷130對弧形篩120網面進 行清洗，當清洗刷130運動到螺紋絲杠143尾端時，會觸碰到尾端的行程開關，然后令電動 機141自動切換電流方向，令螺紋絲杠143開始逆時針旋轉推動螺母144往回移動，從而帶 動清洗刷130反方向移動同時對弧形篩120網面進行清洗，直到到達起始位置，螺母144觸碰到頭端的行程開關時令電動機141停止運行，完成一次往返清洗過程。值得注意的是，在 自動清洗裝置工作的同時，弧形篩過濾設備可以正常運行水體過濾。
根據本發明的較佳實施例，清洗刷的運動速度可選擇0.02 m/s。具體地，當螺距 為10 mm的螺紋絲杠轉速為120r/min時，篩面清洗時間可預設為間隔2小時清洗一次，每 次清洗過長可至少包括先順時針旋轉絲杠再逆時針旋轉絲桿，從而令螺母完成一次往復循 環。當然，可以理解的是，驅動裝置140的定時器可以根據實際的運行需要來設置時間間 隔，清洗刷運行一次的往返次數也不僅限于一次往返。
盡管上面通過舉例說明，已經描述了本發明較佳的具體實施方式
，本發明的保護 范圍并不僅限于上述說明，而是由所附的權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，在不背離本發明所教導的實質和精髓前提下， 任何修改和變化可能仍落在本發明權利要求的保護范圍之內。
權利要求
1.一種弧形篩過濾設備(100)，包括水箱(110)和設置在水箱(110)內的弧形篩(120)，其中所述水箱(110)的頂部向上開口，其底部形成清水槽(111)，于清水槽(111)底部一側 設有出水管(112)，并在靠近水箱(110)前側上端設有溢流槽(113)，于溢流槽(113)的外側 壁設有進水管(114);所述弧形篩(120)，基本上呈矩形，其上端連接于溢流槽(113)內側上緣，其下端連接 于固定在與溢流槽(113)側相對的另一側的水箱(110)底部的集污槽(121)內側上緣，且集 污槽(121)的底部設有排污口(122)；其特征在于還包括自動清洗裝置，由清洗刷(130)和驅動裝置(140)組成，所述清洗刷(130)的底面與弧 形篩(120)的網面以及集污槽(121)的內表面形狀相一致，所述驅動裝置(140)按預定時間 間隔地帶動清洗刷(130)沿水平方向平行于弧形篩(120)網面做往復移動，從而將淤積于 弧形篩(120)和集污槽(121)表面的污物通過排污口(122)排出到水箱(110)外。
2.根據權利要求1所述的弧形篩過濾設備，其特征在于所述驅動裝置(140)包括電動 機(141 )、減速箱(142)和傳動機構。
3.根據權利要求2所述的弧形篩過濾設備，其特征在于所述傳動機構包括一螺紋絲杠 (143)和一活動螺母(144)，所述螺紋絲桿(143)沿水平方向延伸且與弧形篩(120)網面平 行，其左右兩端分別通過軸承可旋轉地固定于水箱(110)相對的兩側壁，其中一端連接減速 箱(142)的輸出軸。
4.根據權利要求1所述的弧形篩過濾設備，其特征在于所述清洗刷(130)由橡膠材質 制成。
5.根據權利要求1所述的弧形篩過濾設備，其特征在于在所述螺紋絲桿(143)的兩端 分別設有各自的行程開關。
6.根據權利要求1所述的弧形篩過濾設備，其特征在于所述溢流槽(113)的內側壁上 緣的對面還設有間隔一定距離的擋水板(115)。
7.根據權利要求1所述的弧形篩過濾設備，其特征在于所述驅動裝置(140)中還設有 可編程的定時器。
全文摘要
一種水產養殖用弧形篩過濾設備，包括水箱、弧形篩和自動清洗裝置，水箱底部形成清水槽，清水槽一側設有出水管，水箱前側上端部設有溢流槽，溢流槽外側壁設有進水管；弧形篩網體上端連接于溢流槽內側上緣，其下端連接于固定在水箱底部的集污槽內側上緣，集污槽底部設有排污口；自動清洗裝置由清洗刷和驅動裝置組成，清洗刷的底面與弧形篩以及集污槽內表面形狀相一致，驅動裝置包括電動機、減速箱和傳動機構，傳動機構則由螺紋絲杠和活動螺母組成，在螺紋絲桿兩端還分別設有行程開關。有利的是驅動裝置中還設有可編程定時器，因而可定時驅動清洗刷沿水平方向平行于弧形篩作往復移動清除弧形篩網面的積污，本發明結構簡單，運行可靠，節能效果明顯。
文檔編號B01D29/64GK102029084SQ20101053960
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月11日 優先權日2010年11月11日
發明者倪琦, 莊保陸, 張成林 申請人:中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所