CN100518883C - 间歇式自冲洗过滤器 - Google Patents

Abstract

一种间歇式自冲洗过滤器，由过滤器壳体、旋转滤芯体、自冲洗器和间歇式压差控制阀所制成，其中过滤器壳体是由圆筒形外壳、上盖、下盖及托板用螺栓连接而成，滤芯体是由上、下盖通过螺栓把滤芯支架连成的圆筒形，滤网贴在支架外壁，滤芯体与过滤器壳体呈轴承式连接，滤芯体下盖与叶轮整体制作，月牙形自冲洗器分别镶嵌在过滤器壳体上盖和托板的凹槽中，压差控制阀由上盖、主、副压壳体、排污壳体及下盖用螺栓相连接，压力膜通过螺栓、套筒与控制头通过螺纹连接，副压力管与主压力管分别与壳体上的内、外压力管相连接。利用有压流体自身能量完成过滤和滤芯的自冲洗，不需外加动力，安装简单，使用方便。

Description

间歇式自冲洗过滤器

一、技术领域

本发明涉及一种过滤装置，具体地说是涉及一种将液态流体中混有的小体积固体颗粒分离出去的装置，使用于水中混有的固体小颗粒、轻质油中混有的固体小颗粒等液态有压流体的过滤用的间歇式自冲洗过滤器。

二、背景技术

现在市场上，各种过滤器品种繁多、各有特点，归纳起来有以下二种类型：普通过滤器，这种过滤器在工作一段时间后，需要清洗滤网，已渐渐被淘汰；带有滤网自动冲洗的过滤器，需要外加电源，在电机的拖动之下，旋转冲洗并通过电控阀门或者人工干预，排出污物。这种过滤器由于需用外加电源，其成本及使用范围均受到较大的限制。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种不需要任何外加动力的、自动完成对滤芯冲洗的间歇式自冲洗过滤器。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：

本装置利用流体机械、流体力学等理论制作的一种新型过滤器，由间歇式自冲洗过滤器壳体、旋转滤芯体、自冲洗装置、间歇式压差控制阀四部分组成，被过滤流体必须是有压流体，可以根据实际需要，通过选用不同的滤芯，过滤颗径可根据需要更换旋转滤芯体的滤芯从0.1毫米~2毫米变化，是一种全新的、不需外加任何动力、自动完成对滤芯的冲洗、自动间歇式排污的连续工作的旋转式过滤器。

本间歇式自冲洗过滤器利用有压流体的自身能量，解决了过滤器过滤及滤芯的自动冲洗问题，不需要任何外加动力。

在有压流体的作用下，被过滤流体通过旋转滤芯的滤网完成过滤功能；旋转的滤芯使得滤网的每一部分都能与自冲洗器接触，在差压力控制阀的控制下，完成滤网的自冲洗，并将污物排出间歇式自冲洗过滤器的体外。这样由于不需要外加能源，不仅节能，而且过滤器的适用范围大大扩展，同时还可以满足某些特殊场合的过滤需求。

一种间歇式自冲洗过滤器，包括过滤器壳体(1)和旋转滤芯体(2)，其特征在于该过滤器还包括自冲洗器(3)和间歇式压差控制阀(4)，所述旋转滤芯体(2)的下盖(18)与叶轮片(19)为一个整体，制作成一种特种形式的水轮机转轮，滤芯体(2)与过滤器壳体(1)为轴承式连接，月牙形自冲洗器(3)的上下部分分别镶嵌入过滤器壳体上盖(6)和下盖(7)上面的托板(8)上相匹配的月牙形凹槽(15)中，自冲洗器(3)下部装有排污管(23)并与间歇式压差控制阀(4)相连接，间歇式压差控制阀(4)为圆柱形，自上而下由控制阀上盖(25)、控制阀副压壳体(24)、控制阀主压壳体(33)、控制阀排污壳体(34)、控制阀下盖(32)组成，其中控制阀上盖(25)、控制阀副压壳体(24)和控制阀主压壳体(33)的圆柱周边均开有六个螺孔，分别用六个螺栓连接在控制阀排污壳体(34)上，控制阀下盖(32)的周边有六个螺孔，用另外6个螺栓连接在控制阀排污壳体(34)上，间歇式压差控制阀(4)的中央是由间歇式压差控制阀的压力膜(31)的上膜、中膜、下膜通过控制体螺栓(35)、两个套筒(27)与控制头(30)通过螺纹连接，形成控制体，其中，控制体螺栓(35)的上端装有弹簧(28)，弹簧(28)的上端与穿过控制阀上盖(25)中心、用螺纹连接的压力调节螺栓(29)相连接，下端通过控制体螺栓(35)与控制体相连，圆形压力膜(31)的上膜的外缘嵌入控制阀上盖(25)与控制阀副压壳体(24)之间、压力膜(31)的中膜的外缘嵌入控制阀副压壳体(24)与控制阀主压壳体(33)之间、压力膜(31)的下膜的外缘嵌入控制阀主压壳体(33)与控制阀排污壳体(34)之间，并通过6个螺栓压紧，压力膜(31)的上、中、下膜三个膜的中心开有圆孔，控制体螺栓(35)穿过上、中、下三个膜的中心圆孔，三个膜两两之间通过两个套筒(27)间隔，由控制体螺栓(35)与控制头(30)通过螺纹连接压紧，控制阀副压壳体(24)的一个侧面装有副压力管(37)，并与过滤器壳体上盖(6)上的内压力管(12)连通，控制阀主压壳体(33)的一个侧面装有主压力管(36)，与过滤器壳体上盖(6)上的外压力管(11)连通。

上述的过滤器壳体(1)是由8个长螺栓，贯通过滤器壳体上盖(6)、壳体下盖(7)及位于其上的托板(8)的相应8个圆孔，将过滤器壳体上盖(6)、圆筒外壳(5)、托板(8)、壳体下盖(7)连接在一起，圆筒外壳(5)的圆形上、下边分别嵌入到过滤器的壳体上盖(6)、托板(8)的凹形槽中，壳体上盖(6)中央有一个圆柱形的导轴套(9)，其上部为过滤器出水管(10)，在出水管(10)的一侧下部装有内压力管(12)，壳体上盖(6)的一侧装有外压力管(11)，壳体下盖(7)中央为轴承套(13)，其下部装有过滤器进水管(14)。

上述的旋转滤芯体(2)是由滤芯支架(16)镶嵌在滤芯体上盖(17)及下盖(18)的凹槽中，并通过上、下盖周边的8个螺孔用8个螺栓相连接而构成圆筒形，滤网(20)贴在滤芯支架(16)的外壁，滤芯上盖(17)中央的圆柱形出水管(21)嵌入过滤器上盖(6)中央的圆筒形导轴套(9)中，滤芯体下盖(18)中心的圆柱形轴承(22)插入过滤器壳体下盖(7)中心的轴承套(13)中，构成轴承式连接。

上述的叶轮片(19)是由6个三维扭曲的叶片所组成的。

上述的滤芯支架(16)为四周镂空成“X”字支撑的圆筒形。

上述间歇式压差控制阀(4)中的控制头(30)呈圆柱状，下端为圆弧形，下端为圆弧形。

本发明过滤器的工作原理：有压流体经间歇式自冲洗过滤器的过滤器下盖(7)上的圆形过滤器进水管(14)口进入，流过滤芯体下盖(7)的特殊水轮机叶轮的叶轮片(19)，将流体向四周分散进入旋转滤芯体(2)外，在此过程中，推动旋转滤芯体(2)旋转，为下面的滤芯清洗做好准备；位于间歇式自冲洗过滤器内、旋转滤芯体外的有压流体，在流体自身压力作用下，源源不断地透过旋转滤芯体(2)的滤网(20)和滤芯支架(16)进入旋转滤芯体(2)的内腔，完成流体的过滤；位于旋转滤芯体(2)腔内的被过滤的流体，通过滤芯体的上盖(17)中央的圆柱形出水管(21)进入过滤器出水管(10)，流出过滤器，完成过滤。

随着过滤时间的延长，间歇式自冲洗过滤器的旋转滤芯体(2)的滤网(20)表面附着的污物逐渐增加，滤芯有效通透表面积逐渐减少，旋转滤芯体(3)的滤网(20)两侧压力差逐渐增大，当压差达到一定值时，间歇式压差控制阀(4)动作，使与自冲洗器(3)相连的排污管(23)，与接大气的位于间歇式压差控制阀(4)控制阀下盖(32)的排污口(26)接通，使自冲洗器(3)内的压力降低(低于旋转滤芯体(2)腔内的压力，而高于大气压)，旋转滤芯体(2)内的已过滤的干净流体的极少部分流体，反向通过旋转滤芯体(2)的滤芯，连带附着于滤网(20)上的污物冲入自冲洗器(3)，通过排污管(23)、排污口(26)，排出间歇式自冲洗过滤器。

由于在过滤过程中，与位于过滤器上盖(6)的外压力管(11)相连的间歇式压差控制阀的主压壳体(33)腔内的主压强始终大于与位于过滤器出水管(10)的内压力管(12)相连的控制阀副压壳体(24)腔内的副压强，因而作用于控制阀压力膜(31)(上、下膜的有效面积相等，小于中膜面积)上的合压力方向向上，在过滤开始时，调整位于间歇式压差控制阀(4)的控制阀上盖(25)上的压力调节螺栓(29)，使弹簧(28)产生的向下的弹簧力稍大于上面的合压力，此时间歇式压差控制阀(4)处于关闭状态，间歇式压差控制阀(4)的控制阀排污壳体(34)内的压力膜(31)下膜的有效面积与控制头(30)的有效面积相等，由过滤器的自冲洗器(3)的排污管(23)传来的副压强，作用于压力膜(31)的下膜和控制头的合力为零；随着过滤时间的延长，当主、副压强差增大、合力大于弹簧(28)产生的弹簧力时，控制阀的中央控制体连带控制头(30)上移，使控制阀的排污口(26)有一个小的开口，此时控制阀排污壳体(34)内的来自于自冲洗器(3)的污水，经此开口进入排污口(26)排出控制阀，控制头(30)的有效面积和控制阀排污壳体(34)内的压强都下降，但作用于压力膜(31)下膜和控制头(30)向上的合力大于零，促使控制阀的中央控制体连带控制头(30)上移，同样控制阀的弹簧(28)产生的向下的弹力加大，最终稳定在一个平衡点；随着对滤芯的冲洗，旋转滤芯体(2)的滤网(20)两侧的压差逐渐减小，作用于控制阀控制体的合力减小，连接控制头(30)的控制体在弹簧力的作用下移，当主、副压差小于控制阀开启时刻的压差一定值时，此时，弹簧力大于等于由主、副压差产生的向上的合力与间歇式压差控制阀(4)的控制阀排污壳体(34)内的压强对压力膜(31)的下膜、控制头(30)所产生的总合力，控制阀关闭。由于开启与关闭之间存在一个压力差，因而，控制阀打开之后，会维持一定时间；同样，当控制阀关闭之后，也需要一定时间，才能再打开，因而是“间歇式”的。

本发明的过滤器与现有过滤器相比具有以下优点：本发明所过滤的流体流进、流出皆有压力，利用流体自身的能量，完成流体过滤和滤芯的自冲洗，摆脱了其市场同类功能的过滤器对外加动力(电)的依赖，安装简单、使用方便、安全可靠，过滤精度高，过滤范围宽，是一种新型、环保型的节能产品，具有广泛的应用前景和推广价值。

四、附图说明：

图1-间歇式自冲洗过滤器结构示意图

图2过滤器的壳体示意图

图3-旋转滤芯体示意图

图4自冲洗器示意图(A为正视图，B为俯视图)

图5间歇式压差控制阀示意图

图6过滤器上盖仰视的示意图

图7过滤器托板俯视示意图

附图标记：

1-过滤器壳体

2-旋转滤芯体

3-自冲洗器

4-间歇式压差控制阀

5-圆筒外壳

6-壳体上盖

7-壳体下盖

8-托板

9-圆柱形导轴承

10-过滤器出水管

11-外压力管

12-内压力管

13-轴承套

14-过滤器进水管

15-月牙形凹槽

16-滤芯支架

17-滤芯体上盖

18-滤芯体下盖

19-叶轮叶片

20-滤网

21-圆柱形出水管

22-轴承

23-排污管

24-控制阀副压壳体

25-控制阀上盖

26-排污口

27-套筒

28-弹簧

29-压力调节螺栓

30-控制头

31-压力膜

32-控制阀下盖

33-控制阀主压壳体

34-控制阀排污壳体

35-控制体螺栓

36-主压力管

37-副压力管

五、具体实施方式：

对于水力发电厂中常用的技术供水的过滤，过滤器出口压力为0.25MPa，出口流量为1000m3/h，过滤颗粒直径为1mm。

本过滤器图2中圆筒外壳(5)采用厚度为10mm的标准碳素钢卷成直径1200mm的无缝钢管制成，高度1200mm；图2中壳体上盖(6)、壳体下盖(7)均采用相应厚度的标准碳素钢制造，直径与高度按图纸尺寸比例放大，8个螺栓采用Φ12mm标准螺栓；图3旋转滤芯体的滤芯支架(16)、滤芯体上盖(17)、滤芯体下盖(18)，均采用无毒PVC塑料制成，上、下盖直径和圆筒形滤网(20)外直径为800mm，滤芯支架(16)外圆直径为799mm，不锈钢滤网，采用孔口直径1.5mm的0.5mm厚的不锈钢滤网粘贴在滤芯支架(16)上围成一周，滤网采用无缝对接，事先与滤芯支架(16)做好，其滤芯支架(16)做成四周镂空成“X”字支撑的圆筒形，上、下端分别镶嵌在上盖(17)及下盖(18)的凹槽中，再由8个Φ8mm标准螺杆穿过滤芯体上盖(17)，与采用事先埋入的方法与滤芯体下盖(18)做成一个整体的8个相应位置的螺母连接，将滤芯支架(16)连带不锈钢滤网(20)与旋转滤芯体(2)的滤芯体上盖(17)、滤芯体下盖(18)连接成一个整体，然后旋转滤芯体的圆柱形出水管(21)，安装到过滤器的壳体上盖(6)上的圆柱形导轴承(9)中，滤芯体下盖的轴承(22)安装入壳体下盖(7)的对应轴承套(13)中，并且使旋转滤芯体(2)与过滤器壳体上盖(6)、壳体下盖(7)之间的装配误差不大于1mm。由6片三维扭曲叶片组成的叶轮片(19)也采用PVC塑料制成，通过浇塑的方法，与滤芯体下盖(18)做成一个整体，叶片厚度在5mm~10mm之间。

月牙形的自冲洗器(3)用PVC塑料制成，厚度为5mm，高度与旋转滤芯体为准，上端镶嵌入过滤器壳体上盖(6)内底面的月牙形凹槽中，下端镶嵌入托板(8)上相匹配的月牙形凹槽中，自冲洗器(3)下部装有排污管(23)，其直径为20mm，并与压差控制阀上的排污管连接。

间歇式压差控制阀(4)的控制阀上盖(25)、控制阀副压壳体(24)、控制阀主压壳体(33)、排污壳体(34)上，控制阀下盖(32)均用碳素钢制成的圆筒形圆筒周边等距离分布着6个螺栓孔，用6个Φ8mm的螺栓连接成一体，其外直径均为600mm，内直径为450-500mm。

间歇式压差控制阀(4)的压力膜(31)采用内衬线网的橡胶波纹膜，其上、下膜有效直径取30mm的，中膜有效直径取100mm，压力膜(31)的上膜外缘嵌入控制阀上盖(25)与控制阀副压壳体(24)之间，压力膜(31)的中膜的外缘嵌入控制阀副压壳体(24)与控制阀主压壳体(33)之间，压力膜(31)的下膜外缘嵌入主压壳体(33)与排污壳体(34)之间，通过6个螺栓压紧，压力膜(31)的上、中、下三个膜的中心开有圆孔，控制体螺栓(35)穿过三个膜中心的圆孔，三个膜两两之间通过两个套筒(27)间隔，并由控制体螺栓(35)与控制头(30)通过螺纹连接压紧，控制阀的主压力管(36)、副压力管(37)、排污管(23)分别与过滤器外压力管(11)、内压力管(12)、排污管(23)采用耐压塑料管连接。

对于不同过滤颗径要求的过滤器，可以通过更换滤网(20)的办法来实现，对于特殊要求的过滤，还可以采用陶瓷滤芯，取代滤网(20)和滤芯支架(16)，其陶瓷滤芯不但起到滤网的作用，同时还是旋转滤芯体的支撑体，保证旋转滤芯体的几何尺寸和强度。

Claims (8)

1.一种间歇式自冲洗过滤器，包括过滤器壳体(1)和旋转滤芯体(2)，其特征在于该过滤器还包括自冲洗器(3)和间歇式压差控制阀(4)，所述旋转滤芯体(2)的下盖(18)与叶轮片(19)为一个整体，制作成一种特种形式的水轮机转轮，滤芯体(2)与过滤器壳体(1)为轴承式连接，月牙形自冲洗器(3)的上下部分分别镶嵌入过滤器壳体上盖(6)和下盖(7)上面的托板(8)上相匹配的月牙形凹槽(15)中，自冲洗器(3)下部装有排污管(23)并与间歇式压差控制阀(4)相连接，间歇式压差控制阀(4)是由控制阀上盖(25)、控制阀副压壳体(24)、控制阀主压壳体(33)、控制阀排污壳体(34)、控制阀下盖(32)通过螺栓连接所组成的圆筒形外壳，外壳体的中央是控制阀的控制体，它是由间歇式压差控制阀的压力膜(31)的上膜、中膜、下膜通过控制体螺栓(35)、两个套筒(27)与控制头(30)通过螺栓连接，形成控制体，其中，控制体螺栓(35)的上端与弹簧(28)连接，弹簧(28)的上端与压力调节螺栓(29)相连接而组成的控制体，控制阀副压壳体(24)的一个侧面装有副压力管(37)，并与过滤器壳体上盖(6)上的内压力管(12)连通，控制阀主压壳体(33)的一个侧面装有主压力管(36)，与过滤器壳体上盖(6)上的外压力管(11)连通。

2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述的过滤器壳体(1)是由8个长螺栓，贯通过滤器壳体上盖(6)、壳体下盖(7)及位于其上的托板(8)的相应8个圆孔，将过滤器壳体上盖(6)、圆筒外壳(5)、托板(8)、壳体下盖(7)连接在一起，圆筒外壳(5)的圆形上、下边分别嵌入到过滤器的壳体上盖(6)、托板(8)的凹形槽中，壳体上盖(6)中央有一个圆柱形的导轴套(9)，其上部为过滤器出水管(10)，在出水管(10)的一侧下部装有内压力管(12)，壳体上盖(6)的一侧装有外压力管(11)，壳体下盖(7)中央为轴承套(13)，其下部装有过滤器进水管(14)。

3.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述的旋转滤芯体(2)是由滤芯支架(16)镶嵌在滤芯体上盖(17)及下盖(18)的凹槽中，并通过上、下盖周边的8个螺孔用8个螺栓相连接而构成圆筒形，滤网(20)贴在滤芯支架(16)的外壁，滤芯上盖(17)中央的圆柱形出水管(21)嵌入过滤器上盖(6)中央的圆筒形导轴套(9)中，滤芯体下盖(18)中心的圆柱形轴承(22)插入过滤器壳体下盖(7)中心的轴承套(13)中，构成轴承式连接。

4.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述的叶轮片(19)是由6个三维扭曲的叶片所组成的。

5.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述的控制阀上盖(25)、控制阀副压壳体(24)和控制阀主压壳体(33)的周边均开有六个螺孔，分别用六个螺栓连接在控制阀排污壳体(34)上，控制阀下盖(32)的周边有六个螺孔，用另外6个螺栓连接在控制阀排污壳体(34)上，控制阀下盖(32)的上端呈喇叭口形，下端有排污口(26)。

6.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述的压力膜(31)的上、中、下三层膜是采用内衬线网的橡胶波纹膜，圆形压力膜(31)的上膜的外缘嵌入控制阀上盖(25)与控制阀副压壳体(24)之间、压力膜(31)的中膜的外缘嵌入控制阀副压壳体(24)与控制阀主压壳体(33)之间、压力膜(31)的下膜的外缘嵌入控制阀主压壳体(33)与控制阀排污壳体(34)之间，并通过6个螺栓压紧，压力膜(31)的上、中、下膜三个膜的中心开有圆孔，控制体螺栓(35)穿过上、中、下三个膜的中心圆孔，三个膜两两之间通过两个套筒(27)间隔，由控制体螺栓(35)与控制头(30)通过螺纹连接压紧。

7.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述的间歇式压差控制阀(4)中的控制头(30)呈圆锥形，下端用弹性橡胶制成的圆弧形。

8.根据权利要求3所述的过滤器，其特征在于所述的滤芯支架(16)为四周镂空成“X”字支撑的圆筒形。

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