为了去除水源中的微粒和其它杂质而在水源中设置过滤器和过滤系 统，这是公知的。使用这样的过滤器和过滤系统的一个实例是为鱼塘或 水族馆过滤水源。
通过使水流过小孔网筛而过滤水源，由此去除了直径大于网筛孔尺 寸的微粒和杂质，这也是公知的。但是这样的系统存在的问题是，网筛 迅速被从水源中去除的微粒和杂食所堵塞，使过滤系统失去功能而实际 切断了水源。因此有必要定期清洗这种系统的网筛。该过程通常包括拆 卸过滤系统，很费时而且很复杂。此外，在维修该系统时，必须断开水 源。
英国专利GB2293333公开了一种解决该问题的方案，其中提供由小 孔网筛包围的过滤室。通过泵抽吸而使水流过过滤器和网筛并流出排出 管。由过滤器室的抽吸排出口排出的已过滤水接着经回水导管流入呈可 转动叶轮形式的回冲喷嘴总成。为了去除网筛外表面上的微粒和碎屑， 水靠着网筛内表面由叶轮排出口进行散射。但是，GB2293333的装置存在 很多缺点。首先，过滤器仅与主动抽吸过滤系统一起使用。换句话说， 过滤器不能与重力自流系统一起使用，而在较大型水族馆和鱼塘通常使 用重力自流系统。其次，为了产生使水由叶轮排出的足够排出力，则必 须从排出口转移很大比例的已过滤水而使其流回到可旋转叶轮。通过抽 吸而流过过滤器的水中潜在地有高达90％的部分必须转移回可旋转叶 轮。既然如此，将可以与该过滤器一起使用的网筛的最小孔尺寸限制到 大于约250微米，否则，过滤器中压力会下降得过大而过滤器容积流量 会变得过小。

本发明目的在于提供一种克服已知装置缺点的过滤器。
因此本发明提供一种用于过滤水源中微粒和其它杂质的过滤器，包 括过滤室，过滤室外部的至少一部分设有网筛，使用中，水可通过网筛 流入过滤室，网筛的尺寸设置成可过滤水中的微粒和其它杂质，过滤器 还包括排出口和位于过滤室内的可旋转件，已过滤的水通过排出口流出 过滤器，可旋转件具有与网筛内表面隔开的至少一个排出口，可旋转件 的旋转轴布置成至少一个排出口横穿网筛内表面的至少一部分，过滤器 还包括专用泵，专用泵具有与过滤室相通的进水口和只与旋转件相通的 排出口，由此该泵的操作引起已过滤的水从过滤室中被抽吸而通过可旋 转件，已过滤的水从所述至少一个排出口流出并冲击在网筛的内表面上， 从而导致去除位于网筛外表面上的微粒和其它杂质。
本发明还提供一种过滤器总成，包括上述过滤器和水箱壳体，所述 过滤器位于所述水箱壳体中，所述水箱壳体具有使水流入所述水箱的进 水口和构成所述水箱壳体排出口的所述过滤器排出口。
本发明还提供一种包括上述一个或多个过滤器总成的过滤系统。
本发明还提供一种对水进行过滤以便去除微粒和其它杂质的方法， 包括步骤：使水流过具有网筛的过滤室，所述网筛的尺寸设置成可从水 中过滤微粒和其它杂质；使水通过过滤室的排出口从过滤室中流出，其 中使用专用泵只通过位于过滤室内的可旋转件来从过滤室中抽吸水，以 便使水通过可旋转件的至少一个排出口流出而冲击在网筛的内表面上， 从而除去位于网筛外表面上的微粒和其它杂质。
本发明还提供一种用于过滤水源中微粒和其它杂质的过滤系统，包 括具有进水口和排出口的水箱、过滤器和收集槽，水必须流过所述过滤 器而到达所述排出口，水中的微粒和其它杂质堆积在所述收集槽中，所 述收集槽具有排出口、与排出口相通的排放导管、泵和可编程控制器， 所述泵用于通过所述出口抽吸水和堆积的微粒和其它杂质，并将其排入 到排放导管中，所述可编程控制器用于操作阀和泵。
本发明还提供一种去除水源中微粒和其它杂质的过滤系统，包括：
a)泡沫反应装置；
b)生物学过滤装置；
c)通风装置；
d)紫外线(UV)消毒装置；
e)网筛式过滤装置；以及
f)热交换装置
这些装置彼此堆叠设置在呈塔形结构中，其中所述网筛式过滤装置 包括进水口，用于接收要被过滤的水，所述热交换装置包括用于输送已 过滤水的排出口，回流导管将泡沫反应装置与所述热交换装置相连，以 便使水向上依次流过装置(e)至(a)，然后向下流向装置(f)。
附图说明
下面参照附图仅通过举例方法来说明本发明实施例，其中：
图1是本发明过滤器的侧视图；
图2是图1所示过滤器为简明起见而略去某些部件的另一侧视图；
图3是图1所示过滤器的横截面图，为简明起见也略去了某些部件；
图3a是另一种过滤器的横截面图，为简明起见也略去了某些部件；
图3b是图3a所示过滤器的俯视图；
图4是图1所示过滤器的俯视图，隐藏的部件用点划线表示；
图5是图3所示过滤器的局部放大视图；
图6是图3所示过滤器的另一局部放大横截面图；
图6b是图6所示的可供选择部分的局部放大横截面图；
图7是图3所示过滤器的另一局部放大横截面图；
图8是图1所示过滤器中使用的转子的侧视图；
图9是图8所示转子的俯视图；
图9a是另一种转子的俯视图；
图10是图8所示转子的放大立体图；
图11是图1所示过滤器中使用的进水导管的俯视图；
图12是图11所示进水导管的侧剖视图；
图13是图1所示过滤器装在第一种类型水箱壳体中的示意图；
图13a是本发明另一过滤器总成的示意图；
图13b是本发明另一过滤器总成的示意图；
图14是图1所示过滤器装在第二种类型水箱壳体中的示意图；
图15是图1所示过滤器装在与生物学净化阶段壳体相连的第三种类 型水箱壳体中的示意图；
图15a是本发明另一实施例的侧视图；
图15b是本发明另一实施例；
图15c是图15a所示装置装在自流过滤系统中的视图；
图15d是图15b所示装置装在抽吸过滤系统中的视图；
图16是多个图1所示过滤器呈垂直叠放结构的示意图；
图17是本发明可供选择水箱壳体的示意图；
图17a是本发明可供选择水箱壳体的示意图；
图17b是本发明另一可供选择水箱壳体的示意图；
图18是本发明过滤器的横截面示意图；
图18a是本发明另一过滤器的横截面示意图；
图18b是图18所示过滤器中使用的过滤介质的俯视图；
图18c是图18所示过滤介质的侧视图；
图18d是呈另一种状态的图18所示过滤介质的俯视图；
图18e是呈另一种状态的图18所示过滤介质的俯视图；
图18f是本发明另一种过滤器的横截面图；
图18g是图18f过滤器的局部横截面图；
图19是本发明另一种过滤器的横截面图；以及
图20是本发明过滤系统的示意图。

参照图1至3，本发明的过滤器1包括具有圆形上盖和下盖11、12 的过滤器壳体10。网筛13围绕在上盖11和下盖12之间延伸的过滤器壳 体10的周围延伸。上盖11和下盖12和网筛13一起构成了圆柱形过滤 室9。
除另有说明，最好过滤器材料由等级为316的不锈钢制成。在过滤 室9的中心的下盖12中设有排出口15。位于排出口15端部的橡胶套16 使过滤室9的排出口得以与直径大致在7.5cm至15cm之间变化的管道或 其它导管相连。
参照图3至7，网筛13通过连接支架33安装在上盖11和下盖12 上。每个支架33包括每端具有内弯凸缘的长条金属。网筛13点焊在多 个连接支架33上。网筛和连接件支架总成接着通过螺栓28、26连接上 盖11和下盖12。通过设置在环形槽34、35中的环形密封条20、27形成 了“水密”密封，环形槽34、35分别形成于上盖11和下盖12中。如图 5至7所示，网筛13伸入上下密封条27、20内，以形成改进的连接。因 此水仅能通过网筛13流入过滤器室9。
图6b示出了其中无需环形槽的一种可供选择的密封条。取而代之的 是提供一种放大的垫圈或O形环20’，当拧紧螺栓26时将该O形环20’ 夹在支架33和下盖12之间。因此，O形环20向外凸出而靠着网筛13 形成表面密封。该密封可以使用在上盖11和下盖12上。
网筛13还由等级为316的不锈钢制成。网筛13的孔尺寸可以根据 需要的过滤程度来改变。但是，根据本发明，可以使用200微米大小的 孔或更小的孔。网筛13的一种结构是孔尺寸为100微米的荷兰式 (Hollander)编织网筛。已经发现荷兰式编织结构能够很好地防止加工 硬化和疲劳破坏。可以使用其它网筛类型如楔形金属丝网筛(所谓的三 角形格筛)和平织物。网筛13还可由具有合适厚度的尼龙制成。
呈转子14形式的可旋转件设置在过滤器室9内，过滤器室9具有实 际呈垂直并与圆柱形过滤器室9主轴重合的旋转轴。转子14通过螺栓安 装在上盖11和下盖12上。
参照图8至10，过滤器1的转子14包括沿垂直方向的空心转子轴 21和实际垂直于转子轴延伸的空心转子臂22。最好转子臂22和转子轴 21焊接在一起。在转子臂22的每个远端，设有转子喷嘴23。每个转子 喷嘴23包括排出口29，排出口29与径向36成α角，径向36穿过转子 臂22而与其重合，如图9所示。α角实际可以在0至90度之间改变。 最好α角在35至50度之间。在一个示例中，两个排出口29的α角都设 置成45度。两排出口29的角度可以设置成不同的角度；例如一个排出 口的α角为35度，而另一个为50度。另外，一个排出口的角度可以为0 度，而另一个排出口的角度大于0度。
另外，如图9a所示，喷嘴排出口29的角度可以设置成0度，而在 喷嘴23的侧壁中设置一个或一个以上的开口29a，一部分水流过开口 29a，以便旋转转子14。
最好，转子喷嘴23在垂直方向还呈扇形，如图8所示，使得每个转 子喷嘴23的远端宽于连接转子臂22的近端。转子喷嘴23可以形成穿过 其部分宽度的部分关闭，使得转子14一端的喷嘴排出口扫过网筛13的 上半部而相对喷嘴23扫过网筛13的下半部。该结构具有的优点是，所 需要的水压较低。
泵17与过滤器壳体10的外部连接。泵17的进水口通过下盖12中 的孔32与过滤器室9的内部相连(如图4所示)。泵17的排出口通过下 盖12中的孔31和进水导管19独自与转子14相连。泵17由此用于向转 子14供水。
泵17最好是由外部电源驱动的电泵。该泵的额定值高于2000升/ 小时，最好高于4000升/小时。一种合适的泵的实例是由Oase制造的泵 “Nautilus 6000”，其额定值为6000升/小时。
参照图11和12，过滤器1的进水导管19具有第一孔31a和第二孔 30a。当设置在过滤器1中时，第一孔31a与下盖12中的孔31重合而与 泵17排出口相连。同样地，第二孔30a与空心转子轴21的底部重合。 同样，泵17排出口通过泵出水孔31、孔31a、内导管19、孔30a和转子 轴21与转子14内部相通。
在上盖11中设有放气阀18，以便在安装过程中使过滤器1内存有 的空气得以释放掉。
过滤器1在使用时安装在水箱壳体40内，以便形成过滤器总成。图 13示出了第一种类型的水箱壳体40，包括位于水箱壳体40上部或其附 近的进水口41、排出管42和具有底部排水管44的收集槽43。过滤器1 安装在水箱壳体40内，排出口15通过橡胶套管16和联接螺旋夹与排出 管42连接。接着来自排出口41的水注入水箱壳体40。在该阶段，可以 操作放气阀18以排出过滤器1中存有的任何空气。
在操作中，水流从进水口41流入排出口泵42，使得过滤器1被要 过滤的水包围。有利的是，将进水口41设置在水箱壳体40上部或其附 近，并使水总体向下流动，并穿过水箱壳体40而流向过滤器1，这有助 于由网筛13去除微粒和其它杂质并加速碎屑在收集槽43中的沉淀。此 外，收集槽43的锥形有助于碎屑向下向着底部排水管44移动。
过滤器总成可以是重力自流或主动抽吸式的过滤总成。由于重力或 主动抽吸作用，因此通过流入网筛13并流出排出口15而流入排出管42， 使水流过水箱壳体40和过滤器1。
同时，操作泵17只通过转子抽吸水。在过滤器室9内形成由泵17 抽吸的水流，因此过滤出大于网筛13孔尺寸的任何微粒和杂质。通过下 盖12中的进水孔32将水抽吸到泵17内并从泵出水孔31抽吸出、且仅 流入进水导管19和转子轴21。接着迫使抽吸的水沿转子臂22的两臂流 动并流出转子喷嘴23的转子排出口29。由于转子喷嘴23排出口29具有 角度α，因此流出的水使转子臂22旋转。
由转子排出口29流出的水在流过网筛13前靠着网筛13内表面流 动。水流使微粒和其它杂质留在网筛13的外表面上，从而得以将其去除 而从网筛13落入收集槽43内。定期打开底部排水管44以便除去收集的 废物。
有利的是，由于流过转子14的水流在排出口42没有减少，转子14 的操作不会降低过滤器1的容积流速或效率。
图13a示出了改进类型的水箱壳体540，其中设有盘、插入件或隔 离件511。设置过滤器1，使得其中间点与隔离件511在同一水平面上。 在过滤器1所定位的隔离件511中设有孔512。部分由于因文氏(Venturi) 效应而形成穿过隔离件的压力梯度，隔离件511促使水流在水箱壳体540 中向下流动，向下的流动有助于固体沉淀在水箱壳体540的收集槽内， 而且有助于防止隔离件511下面的水受通过进水口流入水箱壳体的水的 干扰。此外，隔离件511保证了流入水箱的水直接流向过滤器1的网筛 13以便进行过滤。
为了获得最大效率，孔512的半径由下式表示：
$R_0=\sqrt{(({\mathrm{\Pi r}}^2+3\eta )/\Pi )}$
其中R0表示孔半径
r表示过滤器半径，单位为厘米，以及
η表示流过过滤器的流速，单位为升
该公式还用于确定图13所示水箱壳体的半径。
图13b示出了水箱壳体的另一种变形。在该变形中，已经结合了隔 离件511的功能而使其成为壳体本身内部形状的组成部分。壳体的上部 区域515呈节头圆锥体。下部区域516呈圆柱形。上部区域515和下部 区域516之间的连接与过滤器1的中间点在同一水平面上。这具有与上 述产生压力梯度的变形相同的效果，该压力梯度促使水在水箱壳体中向 下流动。
此外，水箱壳体包括收集槽517，其横截面大大缩小。这导致减少 了在清理收集槽517时必须来回从水箱壳体中倒空的水量。此外，由收 集槽517流入排水管518的水会由于直径的限制而加速。形成的较高速 度确保有效地去除所有收集的碎屑，而仅使用小量的水。
图14示出了其中可以安装过滤器1的另一种类型水箱壳体40’。通 常在将已经装配的“涡流”型过滤器转换成本发明过滤器1时形成这种 类型的安装结构。该安装结构表示了过滤器1如何进行颠倒定位而不损 害性能。进水口41’还具有90度弯管50，以便将水箱壳体40’的有效 进水口51移向壳体上部或其附近。已经发现，在以非涡流产生方式注满 水箱壳体40’、以使由流入的水底部向上注满水箱壳体40’而不使大量 的水流沿径向或切向流动时，可提高过滤器1的性能。但是，过滤器11 也可用于涡流水箱壳体中。
图15示出了其中可以安装本发明过滤器1的第三种类型水箱壳体 40”。水箱壳体40”的排出口42”具有与过滤器1的专用泵17分离的第 二泵54。第二泵54工作以驱使水流过水箱壳体40”。图中还显示了如何 以与本发明过滤器总成串联的方式设置生物学过滤或清理阶段55，以便 形成整体的过滤系统。
图15a示出了其中可以在水箱中安装过滤器1的本发明另一实施例， 水箱具有底部和四个侧壁，其顶部敞开并最好具有盖302。水箱由壁307 分成第一、第二部分303、305。在第一部分中去除微粒物质，而第二部 分中装有生物块，用于以生物学方式净化水。生物块部分308本身被分 隔壁306分成两部分308a、308b。第一部分包括室，该室通过进水口309 盛装要过滤的水。该室被具有孔313的分隔壁311沿上下端之间的居中 处分隔。室的下部具有构成其底部收集槽315的锥形结构，用于收集微 粒物质。装有阀的排出口317可以打开，以便于去除微粒物质。由具有 连续外围的四个侧塔板314的底部构成分隔壁。塔板最好是可移动的。 塔板装配在第一部分的上端并支承在壁架316上。塔板的上边使在第一 部分中的水位高于在第二部分中的水位。
上述实施例所述类型的过滤器1与第二部分305内部相通。过滤器 1的排出口与通道323内相通，而通道323与第二部分305内部相通。过 滤器1设置在分隔件中的孔313内。下面将进一步说明其目的。
第二部分308b具有已过滤和净化水的排出口331。它可以具有滑阀， 以便控制生物块隔室308a和308b中的流速和水平面。
图15c示出了与水池330相结合的图15a所示的装置，水池330中 盛有要进行过滤和净化的水。在该图中，水箱通过管道333与水池330 相连，并使其定位，从而通过水池中的水位M来确定中水箱中的水位。 泵335通过将最终过滤的水从水箱排出口抽吸到水池而在系统中形成循 环。在操作中，得以过滤的水流入水箱的第一部分，泵335的操作使水 得以抽吸而流过网筛式过滤器1。分隔件311下面的水较稳定，而上面的 水在流动。此外，过滤器1在孔313的定位使得吸入的水在分隔件311 的一侧和另一侧之间形成压力下降。这些因素使从筛网排出的微粒物质 产生沉淀的效果，并使其及时沉淀在收集槽315中。以此方式进行的去 除微粒物质所具有的优点是，去除了从水池中的微粒物质，但是没有使 其流入生物块，由此能够使所使用的生物块具有较小微粒尺寸，结果能 够使用较小体积的材料来获得相同净化效果。
现在参考给出过滤器另一实施例的图15b。在该实施例中，在集水 水箱450中实现微粒物质的去除，它包括改进的涡流式分离器。生物学 过滤介质装在分离水箱452中。
涡流分离器的侧壁上具有进水口454。分离器沿水平方向呈圆形， 水以一种形成旋涡运动的方式流入。过滤器以公知的方式分离出大的微 粒物质，这里对该方式不作进一步说明。微粒物质收集在室底部的收集 槽456中，可以通过带有阀的排出口458将其去除。
通过排出管460从室中抽出水，该排出管460从水箱中心抽吸水。 排出管的进水口设有上述实施例中所述类型的过滤器1。
在所示实施例中，在压力作用下从网筛式过滤器的已过滤一侧向转 子14供水。泵或流动控制器466抽取一些已过滤的水并使其沿管道468 流向转子。当转子14旋转时，由网筛转移微粒物质而使其沉淀在收集槽 456内。过滤器1的垂直位置不必限于所示位置。它可以更接近上部或下 部。
将水泵送入涡流分离器的进水口454，以便形成必要的流速，并使 已经流过涡流分离器450和生物学过滤器452的水在重力作用下回流到 水池。生物学过滤器能够具有任何便利的结构，图15b中所示的为包括 由分隔件477分隔的两部分475、476，并在溢流挡板479之上与具有排 出口483的出水室481相通。出水室可以装有通风装置。可以装有图15a 中的塔板411或类似分离器或分隔件。
图15d示出了由点划线所示的过滤器部分X表示的图15a或15b所 示装置是如何能够用于抽吸循环系统，在此水池中的水位和过滤器中的 水位无关。
图16示出了本发明的另一实施例，其中多个过滤器总成呈垂直叠放 形式设置。最上面的过滤器1的排出口15与下面接着的水箱壳体40相 连，以此类推，向下连接至最下面的过滤器1，最下面的过滤器1的排出 口15与过滤系统的排出口相连。最好，过滤器1中的网筛13的孔尺寸 沿着堆叠从100微米或更大的网筛眼尺寸向下减小至最下面过滤器的25 微米或更小网筛眼尺寸。以这样的方式提供逐级的过滤系统。
相邻过滤器总成彼此以密封方式有益地相连，具有密封垫或O形环 密封条60。当然除了垂直结构外，还可以设置连续的过滤器总成；例如， 可以沿水平方向设置，其中由过滤系统进行主动抽吸。
图17示出了本发明过滤器总成的另一实施例。过滤器总成110包括 水箱112。水箱具有进水口114和排出口118。过滤器1设置在水箱内。 流入水箱的水必须流过过滤器，以便通过排出口118流出水箱112。水箱 下部构成收集槽120，收集槽向着排出口122和排水管124逐渐变细。
过滤器1可以为上述任何一种实施例。另外，在水箱112中可使用 另一种类型的过滤器。
排水管124与收集槽120的排出口122连接，并设有与大气相通的 出气口140，其水平面高于水箱112的进水口114。这保证了排水管124 中的水头大于水箱112中的水头。因此，流入水箱112的水不是简单地 排走，而是断开了排出口118的水源。
但是，由收集槽120流向排水管124的排出口122还可以由任何合 适类型的阀134封闭，如闸阀或球阀。
设置泵136以在任何需要的时候(当阀134打开时，如果设置的话) 由收集槽120并沿着排水管124向着废物抽吸水和堆积的碎屑。该泵可 为能够操作而不因水中的碎屑而淤塞的任何合适类型。
通过可编程控制器138操作阀134(如果有的话)和泵136，可编程 控制器138包括时钟并能进行预调整而以要求的时间间隔和要求长的时 间启动阀和泵。例如可以使用普通家用中央供暖定时器。
每当需要时或只要在需要时就可以设定控制器来操作阀134和136。 例如，当系统刚刚安装好且要过滤的水中明显充满了微粒和其它杂质时， 有必要每两小时操作泵清理一次集聚的碎屑，每次清理10分钟。一旦开 始了最初的过滤，接下来的过滤可以较低频率进行，如一天两次。
图17a示出了具有收集槽的水箱壳体的一种变形，其中可以自动清 空收集槽。由过滤器1的专用泵132控制收集槽120的清空。与排水管 124相连的阀134经传递装置146在泵132的水压作用下保持关闭。当断 开泵132时，仅打开阀134。在位于阀134中的弹簧147作用下，使阀 134打开。泵132的开关可以由定时器如分段定时自动开关148控制。
图17b示出了泵136与排水口相连的另一种可供选择的结构。泵136 的工作时间由定时器如分段定时自动开关148控制。泵136的排出口与 直立U形弯曲管149相连，以便防止废水的回流。
显然该实施例可以作出多种改进而不背离本发明范围。例如，可以 使用不同类型的过滤器。本发明可以采用包括多个水箱和过滤器的过滤 系统，水连续流过过滤系统，每个水箱包括收集槽和自动泄流系统。
图18示出了本发明另一实施例，其中过滤系统210呈塔形结构。为 了便于制造、安装和维修，系统210最好包括下组件212和上组件214， 它们以可拆卸的方式通过凸缘216、218协作连接在一起，这些凸缘间设 有密封条220。
下组件212被壁222分成两个室。壁222是绝缘的以便防止热量传 递到集水水箱224中。第一室构成集水水箱224，集水水箱224具有进水 口226，来自水源如水族馆或水池的需要进行过滤的水从进水口226流入。 集水水箱224装有网筛式过滤器228，用于去除大于上述实施例中所述类 型的给定尺寸的微粒。最好，网筛式过滤器228为上述任何一种实施例 中所述的类型。如上所述，去除的物质在重力作用下下降而聚集在集水 水箱224的底部，由此通过废物出口236将其去除。
为进一步提高效率，集水水箱224包括具有孔的分隔壁238，水箱 224中设有网筛式过滤器228。这提高了形成穿过网筛230的压力梯度的 文氏效应，该效应促使微粒物质沿压力降低的方向向下移动并由此向着 集水水箱224底部移动。
下组件212的第二室设置在集水水箱224下面，构成了热交换器240。 流过网筛式过滤器228和其它设置在下述上组件214中的过滤器的水流 回到热交换器240并流过蛇形管242。管242可以设有凸缘壁以便提高可 供热交换的表面积。
以任何便利方式加热热交换器240，例如热气体，该热气体通过经 进气口244流入室内以便绕管242循环并且能够通过出气口246流出而 进行再加热和再循环。
管242与排出口248相通，已过滤并加热的水能够由此返回水族馆 或水池。
上组件214包括其它各种类型的过滤装置。最下面是紫外线(UV) 消毒室250。该室盛放已经流过网筛式过滤器228的水，并用由合适UV 源252发射的UV射线对其进行照射、UV射线以公知方式杀死水中的微生 物。
在UV消毒室250上面，设置有通风装置如气石(airstone，或砂滤 多孔石)254，通过穿孔分隔件250a与UV消毒室250分离。气石254 由多孔材料构成，由外部气源256向其输送空气。最好，气石254呈环 形，微微小于上室214的内径并靠近上室214的壁。空气流过多孔材料 并向水中涌出气泡，最好呈圆形。气石254形成分隔件，该分隔件形成 UV消毒室250并具有孔258，以便使水向上流入生物学过滤室260。气泡 充入水中并经常搅动保持悬浮的物质，以确保其接触下述的生物学过滤 器。另外，可以使用气帘(air curtain)来取代气石。
生物学过滤室260包含由细菌聚集的生物学过滤器262，将来自水 中动物的有害氮副产物转化成有害性低的硝酸盐。
生物学过滤室260包括悬浮的并仅在过滤100微米或更小微粒的系 统中工作的生物学介质262a。图18b至18e示出了过滤介质262a的特性。 该介质具有由尼龙或类似材料构成的圆柱形主体290，并且其外表面上包 括多个翅形片291。主体290的内部由壁293分成四个相等的扇形区292。 翅形片291起安全区域作用而使有益细菌294生长和寄居，但是还通过 防止任何微粒粘在介质262a上而起到清理作用。扇形区292还允许细菌 生长，此处的细菌将生长成“生物膜”(bio-film)。一旦生物膜发展成 一定厚度，如图18e所示，整个层将离开介质262a并被去除而输送到废 物处。
来自气石254的气泡在上室214中向上移动，并保持靠近上室214 壁的内表面，如图18箭头所示。气泡接着被迫沿着上室214中心线下移。 这导致在上室中形成循环流动模式，使生物学过滤器262的介质262a随 其一起移动。因此使具有清理作用的过滤器介质262a的分离微粒彼此碰 撞。
图18a示出了装置的另一可供选择设计，其中气石254已经移动到 上室214中部区域内。如箭头所示，在该方案中，上室214中的循环流 动是反向的，其优点是流入的空气和过滤器介质262a之间的接触时间延 长了。
在生物学过滤室260之上，上组件214顶部处通过泡沫反应装置264 提供另一种形式的过滤，该泡沫反应装置264可是所谓的泡沫分馏器或 蛋白质分离器，通过穿孔的分隔件263使其与生物学过滤室260分离。 分隔件250a和263中的孔小到足以防止介质262a通过。泡沫反应装置 产生气泡，该气泡在空气—水界面处俘获有机物。强制气泡进入室266， 在此气泡破裂，有机物质在此沉淀并接着能通过废物出口268将其去除。 如本领域所公知，这样的泡沫反应装置264去除磷酸盐、硝酸盐、亚硝 酸盐氨和其它溶解的固体，从而使藻类和杂草生长变慢。
清洁的水通过回流管270流出气泡反应装置264，回流管使水回流 到上述装置210底部的热交换室240。在由泡沫反应装置264伸出时，U 形弯曲部272设置在回流管270中。该U形弯曲部272可绕实际水平轴 旋转，以使泡沫反应装置264中水的高度和整个装置210得以控制。
在使用中，由水族馆或水池流出的要进行清理的水通过泵(未示出) 而在过滤系统210中循环，首先通过进水口226流向集水水箱224而流 入系统210。水流过网筛式过滤装置228，被迫向上流动，通过消毒室250、 流过气石254、生物学过滤器262，然后流入泡沫反应装置264。通过各 种装置彻底清理后，水流过回水管270而流向热交换室240，以便根据要 求进行加热，从而适于水族馆或水池中要求的生活环境。清洁的温水通 过排出口248流出系统210，以便回流到水族馆或水池。
图18f示出了另一种实施例，该实施例具有与图18所示装置类似的 部件，但是呈不同的排列。过滤系统210也包括设置在集水水箱224中 的过滤器228，水箱具有横截面变化的壁，如上述实施例所述并如图13b 所示。集水水箱224底部设有废水出口236。包含过滤器介质262a的生 物学过滤室260位于集水水箱224周围，这些介质位于由图18f中箭头C 所示的高度范围内。室260与集水水箱224同心，并最好形成为单个室。 面向生物学过滤室260设置气石254或类似装置。设置排水口289以倒 空、清理和再填充生物学过滤器室260。在集水水箱224上部附近设置自 动水平装置400，下面将说明其使用。
设置进水口226，水通过进水口226在集水水箱224附近流入。过 滤器228的排出口216通过抗介质格架280伸入生物学过滤室260，抗介 质格架防止介质262a穿过而进入集水水箱224。如上所述，来自气石254 的气泡和由排出口216流出的水在生物学过滤室260中形成循环流动， 如图18f中的箭头所示。
水在流过第二抗介质格架280a后，通过排出口248流出生物学过滤 室260，接着流回水源或如必要的话流向另一过滤阶段。
详见图18g，自动水位装置400包括设置在导管414两端的进水口 410和分隔的排出口411。导管414具有分隔件415，其中设置有阀孔413。 极易飘浮的浮球412装入导管414中，位于分隔件415侧面排出口411 上面。
在使用中，集水水箱224和生物学过滤室260中的水平面重合。水 从生物学过滤室260的排出口248泵出，过滤器228的专用泵的故障会 导致停止流动的水通过排出口216流入生物学过滤室260。由于从排出口 248泵出水的循环泵(或在重力输送系统中的重力)还进行工作，这可导 致生物学过滤室260中的水位相对于集水水箱224中的水位下降。最终， 水会停止流出排出口248，导致对循环泵的损坏。
自动水位装置400防止了该问题。当生物学过滤室260的水位下降 而低于集水水箱224中的水位时，浮球向下移动而离开孔413，使水流过 导管114，从集水水箱224流入生物学过滤室260。浮球412的移动还设 有指示过滤器228出现问题的视觉指示。
对于本领域的技术人员显而易见，本发明的实施例提供了一种改进 的过滤系统，该系统结构紧凑、空间利用率高并且可直接进行安装和维 修。而且显然，可以作出对所述精确细节的各种改进和改变而不背离由 权利要求限定的本发明范围。
图19示出了本发明的另一实施例，其中水箱壳体540受压，换句话 说，过滤器总成是不向大气敞开的封闭系统的一部分。设置气密性盖545 以密封过滤器总成。另外，水箱壳体540可以制成可增压装置。过滤器1 和总成可以另外是如上述实施例所述的过滤器。特别是，装置1可以位 于分隔件546中形成的孔内，收集槽543与排水管544相通。增压的过 滤器总成的主要优点是，它可以在没有水头损失的过滤系统中使用。图 20中示出了这样的系统。过滤器总成540的输出流入生物学过滤器阶段 560，接着该输出流入水源570。通过循环泵580由水源50向过滤器总成 540输送水。有益的是仅需要一个泵而使水绕整个系统循环。这与水产业 中目前使用的系统不同，目前使用系统中的过滤阶段未加压。因此，在 过滤阶段损失水头，并因此需要另一个泵来使水流过生物学过滤器阶段 并回流到水源570。另外，还有不利之处，过滤系统必须设置成在阶段之 间有很大的垂直位移，以便形成足够的压力水头。本发明的增压系统可 完全以紧凑的方式设置在一个水平面上。
可以对上述实施例作任何改变而不背离本发明的范围。例如，过滤 器1可以具有转子14，转子14仅具有单个排出口29或两个以上的排出 口29。泵17可以设置成远离过滤器1，而不设置于其上。在多个过滤器 1的情况下，可以使用单个泵17来向所有转子14供水。已经说明网筛 13由不锈钢制成。但是可以使用其它材料如重型塑料。
专用泵17的额定值可以根据网筛13的孔尺寸改变。例如，最好使 用泵如“Oase USP60”。
可以对上述实施例的过滤器总成作出的其它改变是提供定时器开 关，以便以与连续操作相反的周期性时间间隔操作转子14和泵17。其所 具有的优点是装置使用较低的功率。此外，由于断开泵17，网筛13开始 由水中的微粒堵塞。出现这样的情况时，网筛13的有效孔尺寸减小，导 致过滤较小的微粒。当启动泵17时，来自转子14的水趋向于去除网筛 13上呈“片”形的固体，与单独微粒相比，其更容易沉淀在水箱的收集 槽内。泵17的定期操作由开关装置如单个定时器来控制。更有益的是， 能够由水箱壳体中的浮动开关来控制操作，在水箱壳体中主动抽吸过滤 器总成。当网筛13渐渐堵塞时，水箱壳体中的水位开始升高，最终启动 浮动开关而接通泵17。在过滤器总成靠重力自流的地方，浮动开关会位 于水箱壳体下游的容器内。在这种情况下，网筛13的阻塞将导致下游容 器中的水位下降，因此启动浮动开关和泵17。
在过滤器增压的地方，可以使用压力开关作为开关装置。
有利的是，开关延迟可以用于过滤器的泵17和过滤系统的循环泵的 协同操作，使得在过滤器的专用泵接通时，断开普通循环泵。有利的是， 从转子14流出并冲击网筛13的水不必阻挡通过网筛13流入的水。
本发明过滤器的另一种变化是使用专门向过滤器1的转子14供水。 在上述实施例中，通过专用泵17向转子供水。另外，可以利用不同的专 用水源如主水源或其它增压水源。例如，转子14可以呈垂直并与具有足 够水头以提供足够水压的集水槽相通。
在另一种变形中，可以使叶轮位于向过滤器总成的集水水箱进水口 供水的供水管线中。叶轮可以接着用于提供动力，以便使过滤器1中的 水流入转子14中。
在另一种变形中，转子可具有专用气源如空气源。气体可以来自压 缩气源或由额定值为100升/分钟的气泵施加空气。
在另一种变形中，除流过转子的液体流量之外，可以通过其它装置 提供旋转转子14的动力。例如，可以使用电动机或由液流驱动机械齿轮。 在这种情况下，转子的喷嘴29不需要形成角度。
在另一种变形中，过滤器1可以具有图3a和3b所示的结构，其中 可简单地通过松开拧在轴21上的指螺母11a而松开上盖11。一旦卸下上 盖11，可以提起呈单件的网筛13，以便清理和/或替换，并可接近转子 14。
尽管已经详细说明了与水族馆一起使用的本发明，但是要明白它同 样适用于需要过滤的其它蓄水池如养渔场、孵卵所、游泳池、浴池或普 通池塘。在孵卵所的特殊情况下，通过由河水抽吸水来供水，过滤器总 成或过滤系统可以位于孵卵所，或可以位于河水水源和孵卵所之间的孵 卵所上游。
而且本发明可以利用其它液体如血液、血浆、酒等。过滤器还可用 于过滤灌溉、渔场、孵卵所、游泳池、浴池和普通池塘的用水。