汙水處理裝置以及使用該裝置的汙水源熱泵中央空調系統的製作方法

2023-10-18 03:49:19

專利名稱：汙水處理裝置以及使用該裝置的汙水源熱泵中央空調系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種處理汙水的裝置，也涉及一種水源熱泵中央空調系統。
背景技術：
目前，熱泵中央空調系統基本分為水源(江、河、湖泊、地下水)熱泵中央空調系統與地源熱泵中央空調系統。這種熱泵中央空調系統是引用已有水源與機組換熱或在地底深部預埋地埋管通過中介水與機組換熱。由於其前部加裝了換熱器，這樣就會大大降低換熱效率並使能量流失。再者，如果水源裡有雜質被引入換熱器，會對其造成堵塞，導致換熱能力下降，長期清理換熱器則會損壞內部換熱管。如果冷熱源是江、河、湖泊、地下水、地下預埋管，則在使用過程中會造成周圍環境的冷熱不均。例如，與湖水進行換熱以後，湖內的環境溫度受影響夏季湖水溫度增高，冬季溫度降低，生活在內部的生物長可能不適應環境溫度的改變從而死亡； 與地下水、地下土質進行換熱以後，同樣導致地底溫度改變，使周圍的植物不適應其環境溫度從而死亡。

發明內容
為了解決上述問題，本發明提供一種汙水處理裝置以及使用該裝置的汙水源熱泵中央空調系統，直接使用汙水作為熱泵中央空調的熱源，提高熱效率，避免對環境產生負面影響。為實現上述目的，本發明採用的技術方案是一種汙水處理裝置，其特徵在於該汙水處理裝置具有一個直立呈圓筒狀的殼體， 殼體內劃分為上部的過濾腔與下部的衝刷腔，過濾腔兩側相對設置有一個汙水進水口與一個過濾水出口，衝刷腔兩側相對設置有一個回水口與一個排汙口 ；該汙水進水口與該過濾水出口之間用一個圓筒形的過濾網隔開，該過濾網固定在該殼體頂壁上；殼體內壁上固定有一個漏鬥形的碗套，該碗套內形成一個錐形的沉澱腔，該碗套底部中央穿設有一根活塞杆，通過該碗套與該活塞杆的密接使殼體上部的過濾腔與下部的衝刷腔相互隔離而不連通；該活塞杆上端伸入過濾腔中，且該活塞杆上端端部外側設有梯形螺紋段，一個絲母螺套在該梯形螺紋段上，該梯形螺紋段以及絲母的螺紋升角大於其摩擦角，在該絲母的外側還固定有數個呈環狀排列的轉子板，每個轉子板豎直設置，且轉子板外側設有能夠與上述過濾網的內側壁相接觸的刷毛，該數個轉子板上端則均固定在一根與該殼體樞接的中心軸上；該活塞杆下端與一個固定在該殼體下方的液壓缸動力連接，由該液壓缸帶動作上下往復運動；該活塞杆的桿身上還設有一個環槽，該環槽的上下行程極限位置分別位於在該沉澱腔與該刷腔中。
在一個較佳的技術方案中該梯形螺紋段與該絲母均採用雙線螺紋或者多線螺紋。在一個較佳的技術方案中該活塞杆下端往下穿過該液壓缸之後，再穿設在一個相對該殼體固定的鍵套中，該活塞杆下端一側開設有一個鍵槽，該鍵套內側則沿長度方向開設有一個長槽，一個鍵卡設在該鍵槽與該長槽中，使該活塞杆不能相對該鍵套旋轉。在一個較佳的技術方案中在該活塞杆上對應於該沉澱腔的部分套設有用來保護該梯形螺紋段的伸縮保護套。在一個較佳的技術方案中該過濾網固定在該殼體頂壁上，該過濾網對應於該汙水進水口的一側設有貫孔，該過濾網的內部空間通過該貫孔與該汙水進水口垂直貫通。在一個較佳的技術方案中在該活塞杆與該碗套之間還嵌套有一個沉澱保護套。為實現上述目的，本發明採用的技術方案是一種汙水源熱泵中央空調系統，其包括一個水源熱泵中央空調系統，該水源熱泵中央空調系統主要是由水源熱泵機組與換熱終端循環相接組成，該水源熱泵機組具有一個冷媒輸出口、一個冷媒回流口、一個換熱入口、以及一個換熱出口，該冷媒輸出口與冷媒回流口之間具有供冷媒介質流通的冷媒通道，該換熱入口與換熱出口之間則具有供冷熱源流體流通的熱源通道，該冷媒通道與熱源通道之間還具有換熱裝置，其特徵在於該汙水源熱泵中央空調系統還包括一臺如權利要求1所述的汙水處理裝置，該汙水處理裝置的該汙水進水口供汙水進入該汙水處理裝置，該過濾水出口與該水源熱泵機組的換熱入口相連，該回水口與該水源熱泵機組的換熱出口相連，該排汙口用來將從汙水中過濾得到的垃圾雜質予以排出。在一個較佳的技術方案中在該換熱終端連接到該水源熱泵機組的回流通路上還設有補水裝置和補水箱，使該水源熱泵機組、換熱終端、補水裝置、以及補水箱首尾相接而構成一個循環迴路。與現有技術相比較，本發明具有的有益效果是汙水源熱泵中央空調系統是利用城市汙水乾渠裡的原生汙水經過液壓全自動汙水處理裝置直接進入機組裡，與冷媒介質直接換熱，其換熱效率大大提高。具體來說，本發明汙水源熱泵中央空調系統的優點還包括1、高效、節能該系統的運行方式能使能量輸入與輸出比達到1 4以上，即輸入 IKff的電量能夠得到4KW以上的冷熱量。節能30% -75%。2、綠色環保該系統不需要鍋爐、冷卻塔等設備。沒有煤、油及天然氣燃燒排放物汙染。無室外機。不會產生令人不適的熱島效應。噪音大大低於傳統空調。在冬季取暖階段，若每天利用一萬噸水為室內提供熱量，則可減少(X)2排放量約為5000噸。3、安全可靠汙水源熱泵系統加進汙水過濾裝置以後，可以有效的防止冷熱源的雜質進入機組的換熱部分，從而使運行穩定效率提高。總之，與其他水源熱泵中央空調系統相比，汙水源熱泵中央空調系統把汙水過濾和冷熱交換結合為一體，實現了原生汙水的直接利用，結構更加緊湊、運行效率大大提高。


圖1是本發明提供的一種汙水源熱泵中央空調系統的整體結構示意圖2是本發明的熱泵中央空調與汙水處理裝置連接結構示意圖；圖3是圖2的側視圖；圖4是本發明提供的液壓全自動汙水處理裝置的半剖結構示意圖；圖5是液壓全自動汙水處理裝置的動力原理示意圖。
具體實施例方式首先，請參閱圖1所示，本發明提供的一種汙水源熱泵中央空調系統，其包括一個水源熱泵中央空調系統，該水源熱泵中央空調系統主要是由水源熱泵機組A與換熱終端B 循環相接組成，為了防止該水源熱泵中央空調系統中循環運轉的冷媒介質由於不斷損耗而導致系統無法正常工作，在該換熱終端B連接到該水源熱泵機組A的回流通路上還設有補水裝置C和補水箱D，如此一來，該水源熱泵機組A、換熱終端B、補水裝置C、以及補水箱D 首尾相接而構成一個循環迴路；而本發明的特點是一臺汙水處理裝置E的過濾水出口 3與該水源熱泵機組A相連，構成一臺汙水源熱泵F，該汙水源熱泵F將汙水作淨化處理後，再使該經過淨化的汙水中蘊含的冷熱源能量與該水源熱泵機組A內的冷媒介質作熱交換，提供該水源熱泵中央空調系統使用。請結合圖1、圖2、圖3、圖4所示，該水源熱泵機組A具有一個冷媒輸出口 Al、一個冷媒回流口 A2、一個換熱入口 A3、以及一個換熱出口 A4，該冷媒輸出口 Al與冷媒回流口 A2 之間具有供冷媒介質流通的冷媒通道，該換熱入口 A3與換熱出口 A4之間則具有供冷熱源流體(即淨化後的汙水)流通的熱源通道，該冷媒通道與熱源通道之間還具有換熱裝置，而且該水源熱泵機組A內還設有控制該冷媒通道以及換熱通道通斷狀態以及開啟大小的泵組和閥門，這些結構均屬於現有技術，均未予圖示，在此也不予贅述。值得強調的是，該汙水處理裝置E，其具有一個汙水進水口 1、一個過濾水出口 3、 一個回水口 7以及一個排汙口 11，該汙水進水口 1可供汙水進入，該過濾水出口 3與該水源熱泵機組A的換熱入口 A3相連，該回水口 7與該水源熱泵機組A的換熱出口 A4相連，該排汙口 11用來將從汙水中過濾得到的垃圾雜質予以排出。而該汙水處理裝置E的具體結構，請參閱圖4、圖5所示，由圖可知該汙水處理裝置E具有一個直立呈圓筒狀的殼體，殼體內劃分為上部的過濾腔4 與下部的衝刷腔9，過濾腔4兩側相對設置有所述的汙水進水口 1與過濾水出口 3，衝刷腔 9兩側相對設置有所述的回水口 7以及所述的排汙口 11。殼體內壁上固定有一個漏鬥形的碗套6，該碗套6內形成一個錐形的沉澱腔61，該碗套6底部中央穿設有一根活塞杆12，通過該碗套6與該活塞杆12的密接使殼體上部的過濾腔4與下部的衝刷腔9相互隔離而不連通。為了避免活塞杆12在碗套6中反覆伸縮運動而損壞，在該活塞杆12與該碗套6之間還嵌套有一個銅製的沉澱保護套8。該汙水進水口 1與該過濾水出口 3之間用一個圓筒形的不鏽鋼材質的過濾網5隔開，在本實施例中，該過濾網5直接固定在該殼體頂壁上，其對應於該汙水進水口 1的一側設有貫孔(常用結構，未予圖示)，該過濾網的內部空間通過該貫孔與該汙水進水口垂直貫通，使得汙水從該開口直接進入該過濾網5內，然後，汙水經過其過濾後流出過濾網5外，最後由該過濾水出口 3處流出。該活塞杆12上端伸入殼體上部的過濾腔4中，且該活塞杆12上端端部外側設有梯形螺紋段121，一個絲母18螺套在該梯形螺紋段121上，該梯形螺紋段121以及絲母18的螺紋升角必須大於梯形螺紋段121與絲母18之間的摩擦角(該螺紋升角至少大於4度)， 而且最好採用雙線螺紋或者多線螺紋，使該絲母18可隨活塞杆12的上下往復運動而作正反旋轉運動。為了防止該梯形螺紋段121在沉澱腔61中被垃圾雜質所附著，該活塞杆12 上對應於該沉澱腔61的部分設有伸縮保護套10。在該絲母18的外側還固定有數個呈環狀排列的轉子板2，每個轉子板2豎直設置， 其外側設有能夠與上述過濾網5的內側壁相接觸的刷毛21，轉子板2上端則固定在一根中心軸22上，該中心軸22再通過軸承23與該殼體樞接。該活塞杆12下端往下穿過固定在該殼體下方的一個液壓缸13，再穿設在一個相對汙水處理裝置E的殼體固定的鍵套15中，該活塞杆12下端一側開設有一個鍵槽122，該鍵套15內側則沿長度方向開設有一個長槽151，一個鍵16卡設在該鍵槽122與該長槽151 中，使該活塞杆12不能相對該鍵16套15旋轉。該活塞杆12的桿身上還設有一個環槽123，該環槽123設置在靠近該碗套6的位置，並且該環槽123的上下行程極限位置分別位於在該沉澱腔61與該刷腔中；當活塞杆12 作上下往復運動的時候，該環槽123在該碗套6的沉澱腔61與該汙水處理裝置E的殼體下部的衝刷腔9之間往復移動，從而將沉澱腔61中收集的垃圾雜質帶動至衝刷腔9中。為了實現該液壓缸的自動控制，在該長槽151的兩端分別設置一個能夠感應該鍵 16的行程開關14，當活塞杆12移動到極限位置時，即反向運轉該液壓缸，以使用上下往復運動。而本發明的使用過程如下汙水過濾裝置通過汙水泵從汙水乾渠抽取汙水，通過汙水進水口 1進入汙水過濾裝置的殼體內，然後經過該過濾網5，過濾網5可以過濾掉直徑2mm以上的垃圾雜質。過濾完的汙水通過過濾水出口 3進入到水源熱泵機組A內進行換熱。當過濾網5需要清理時，液壓缸13驅動該活塞杆12作伸縮運動，由於活塞杆12 被鍵16套15限制無法轉動，因此絲母18作正反旋轉運動，並帶動轉子板2旋轉，用刷毛21 反覆清理該過濾網5，使垃圾雜質通過重力的作用自然向下沉澱，然後在沉澱腔61中被收集起來。垃圾到達沉澱腔61後，由於沉澱腔61是一個錐形，垃圾自然沉澱到底部，然後被活塞杆12的環槽123帶動通過沉澱保護套8，到達該汙水處理裝置E的殼體下部的衝刷腔 9中；此時，由於活塞杆12的梯形螺紋段121在沉澱腔61內被梯形螺紋保護套保護，不受汙水腐蝕。衝刷腔9是一個中空的腔室，只有活塞杆12在內做上下往復運動，從水源熱泵機組A內換完熱的回收水通過回水口 7進入到衝刷腔9內，衝刷活塞杆12的環槽123部分， 通過排汙口 11把垃圾衝刷到汙水乾渠下遊。液壓缸13是活塞杆12的動力，液壓缸13內部有上下兩個腔室，分別為有杆腔和無杆腔，當液壓泵站對有杆腔衝油時其油缸活塞杆12向下運動到達底部極限位置，此時油缸活塞杆12下部的鍵16到達底部觸發行程開關，行程開關發出信號，油路轉換，對無杆腔開始衝油，有杆腔內停止衝油，油缸活塞杆12向上開始運動，如此反覆循環。本發明巧妙的將液壓全自動汙水處理裝置E與水源熱泵機組A相結合，直接使用汙水進行換熱，適用於各種水質，包括工業汙水、城市汙水、汙水處理廠排棄的廢水和江、 河、湖、海水等。本發明可用於高壓系統(O-lOMPa/cm2)，過濾精度達到2mm。由上述結構描述以及工作過程描述可知汙水源熱泵F中央空調系統是利用城市汙水乾渠裡的原生汙水經過液壓全自動汙水處理裝置E直接進入機組裡，與冷媒介質直接換熱，其換熱效率大大提高。具體來說，汙水源熱泵F中央空調系統優點如下1、高效、節能該系統的運行方式能使能量輸入與輸出比達到1 4以上，即輸入 IKff的電量能夠得到4KW以上的冷熱量。節能30% -75%。2、綠色環保該系統不需要鍋爐、冷卻塔等設備。沒有煤、油及天然氣燃燒排放物汙染。無室外機。不會產生令人不適的熱島效應。噪音大大低於傳統空調。在冬季取暖階段，若每天利用一萬噸水為室內提供熱量，則可減少(X)2排放量約為5000噸。3、安全可靠汙水源熱泵F系統加進汙水過濾裝置以後，可以有效的防止冷熱源的雜質進入機組的換熱部分，從而使運行穩定效率提高。總之，與其他水源熱泵中央空調系統相比，汙水源熱泵F中央空調系統把汙水過濾和冷熱交換結合為一體，實現了原生汙水的直接利用，結構更加緊湊、運行效率大大提高。以上說明對本發明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解， 在不脫離權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種汙水處理裝置，其特徵在於該汙水處理裝置具有一個直立呈圓筒狀的殼體， 殼體內劃分為上部的過濾腔與下部的衝刷腔，過濾腔兩側相對設置有一個汙水進水口與一個過濾水出口，衝刷腔兩側相對設置有一個回水口與一個排汙口 ；該汙水進水口與該過濾水出口之間用一個圓筒形的過濾網隔開，該過濾網固定在該殼體頂壁上；殼體內壁上固定有一個漏鬥形的碗套，該碗套內形成一個錐形的沉澱腔，該碗套底部中央穿設有一根活塞杆，通過該碗套與該活塞杆的密接使殼體上部的過濾腔與下部的衝刷腔相互隔離而不連通；該活塞杆上端伸入過濾腔中，且該活塞杆上端端部外側設有梯形螺紋段，一個絲母螺套在該梯形螺紋段上，該梯形螺紋段以及絲母的螺紋升角大於其摩擦角，在該絲母的外側還固定有數個呈環狀排列的轉子板，每個轉子板豎直設置，且轉子板外側設有能夠與上述過濾網的內側壁相接觸的刷毛，該數個轉子板上端則均固定在一根與該殼體樞接的中心軸上；該活塞杆下端與一個固定在該殼體下方的液壓缸動力連接，由該液壓缸帶動作上下往復運動；該活塞杆的桿身上還設有一個環槽，該環槽的上下行程極限位置分別位於在該沉澱腔與該刷腔中。
2.根據權利要求1所述的汙水處理裝置，其特徵在於該梯形螺紋段與該絲母均採用雙線螺紋或者多線螺紋。
3.根據權利要求1所述的汙水處理裝置，其特徵在於該活塞杆下端往下穿過該液壓缸之後，再穿設在一個相對該殼體固定的鍵套中，該活塞杆下端一側開設有一個鍵槽，該鍵套內側則沿長度方向開設有一個長槽，一個鍵卡設在該鍵槽與該長槽中，使該活塞杆不能相對該鍵套旋轉。
4.根據權利要求1所述的汙水處理裝置，其特徵在於在該活塞杆上對應於該沉澱腔的部分套設有用來保護該梯形螺紋段的伸縮保護套。
5.根據權利要求1所述的汙水處理裝置，其特徵在於在該活塞杆與該碗套之間還嵌套有一個沉澱保護套。
6.根據權利要求1所述的汙水處理裝置，其特徵在於該過濾網固定在該殼體頂壁上， 該過濾網對應於該汙水進水口的一側設有貫孔，該過濾網的內部空間通過該貫孔與該汙水進水口垂直貫通。
7.一種汙水源熱泵中央空調系統，其包括一個水源熱泵中央空調系統，該水源熱泵中央空調系統主要是由水源熱泵機組與換熱終端循環相接組成，該水源熱泵機組具有一個冷媒輸出口、一個冷媒回流口、一個換熱入口、以及一個換熱出口，該冷媒輸出口與冷媒回流口之間具有供冷媒介質流通的冷媒通道，該換熱入口與換熱出口之間則具有供冷熱源流體流通的熱源通道，該冷媒通道與熱源通道之間還具有換熱裝置，其特徵在於該汙水源熱泵中央空調系統還包括一臺如權利要求1所述的汙水處理裝置，該汙水處理裝置的該汙水進水口供汙水進入該汙水處理裝置，該過濾水出口與該水源熱泵機組的換熱入口相連，該回水口與該水源熱泵機組的換熱出口相連，該排汙口用來將從汙水中過濾得到的垃圾雜質予以排出。
8.根據權利要求7所述的汙水源熱泵中央空調系統，其特徵在於在該換熱終端連接到該水源熱泵機組的回流通路上還設有補水裝置和補水箱，使該水源熱泵機組、換熱終端、 補水裝置、以及補水箱首尾相接而構成一個循環迴路。
全文摘要
本發明提供一種汙水處理裝置，一個殼體被上下劃分為過濾腔與衝刷腔，過濾腔兩側有汙水進水口與過濾水出口，衝刷腔兩側有回水口與排汙口，該汙水進水口與該過濾水出口之間用過濾網隔開；殼體內壁上固定有一個碗套，碗套底部中央穿設有一根活塞杆，該活塞杆上端伸入過濾腔中，以上下往復運動帶動數個轉子板的刷毛清洗該過濾網，該活塞杆下端與一個固定在該殼體下方的液壓缸動力連接，該活塞杆的桿身上還設有一個環槽，該環槽的上下行程極限位置分別位於在該沉澱腔與該刷腔中。本發明還提供一種汙水源熱泵中央空調系統，將水源熱泵中央空調系統，與該汙水處理裝置連接。本發明處理汙水的同時，利用汙水提供製冷、供暖功效，具有環保效益。
文檔編號B01D29/64GK102205189SQ20111004460
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月16日 優先權日2011年2月16日
發明者劉遠傑, 白明, 谷建華 申請人:谷建華