CN101730569B - 滤水系统 - Google Patents
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Abstract
一种滤水系统(60，图2)，其中，在滤液的生产期间，加压给水从通道(66)的上游经过通道中的过滤装置(74)向下游流到滤液区域(82)。例如，来自自来水源(110)具有50psi(3巴)的加压水在滤液的生产期间提供加压给水，并且在回洗期间还使滤液加压。滤液加压设备(90)包括可移动部件或活塞(92)，可移动部件或活塞(92)位于室(94)中并且具有自由侧(134)，自由侧(134)在回洗期间通过自来水被加压，可移动部件或活塞(92)还具有滤液侧(132)，滤液侧(132)压在滤液上，自由侧的直径(D2)比滤液侧的直径(D1)大，以便在回洗期间产生增大的压力。
Description
背景技术
有杂质的给水能够通过使给水加压以强迫其向下游经过过滤装置而在家庭中被纯净。得到的滤液流入滤液存放区域。过滤装置可包括一束由过滤材料构成的管，同时，给水经过在管外和管内之间的管壁。管材料具有小孔，在过滤期间，小孔塞满微小的粒子。滤管通过回洗能清除堵塞物，其中，一部分滤液被迫沿着相反方向或上游方向经过过滤材料，同时，回洗的水被倾入排水管。一种类型的过滤系统包括位于滤液存放区域中的、能拉伸的带状物，同时，滤液在一个带状物上，加压空气在另一个带状物面上。当滤液进入滤液存放区域中时，膜弯曲并且压缩空气。在下一次回洗期间，加压空气随后沿向上游方向压滤液。这种装置遇到的一个问题是：回洗压力低于预期，并且当回洗继续的时回洗压力降低。遇到的另一个问题是：横过过滤装置的压力差可能小于预期，并且当过滤继续时压力差减小，并且带状物气压增加。期望过滤系统在过滤期间以及在回洗期间不断地产生高压。还期望：如果能够施加回洗压力，回洗压力甚至高于在滤液的生产期间施加的压力。
发明内容
根据本发明的一个实施例，滤水系统设置为在回洗期间产生高的、基本持续的压力，并且在滤液的生产期间产生高的、基本持续的压力。不是在过滤给水期间在滤液存放区域持续地增加压力，而是在滤液存放区域滤液以低压被保持。在滤液的生产期间横过过滤装置(例如滤管)的高压能够从高压源，例如具有大概50psi(3巴)的自来水源获得。这导致横过过滤装置的持续的高压力差，这增加了滤液的生产率。当发生回洗时，具有大约50psi的自来水源连接于滤液存放区域以便产生高的回洗压力。
通过使用加压设备能够获得甚至更彻底的回洗，该加压设备施加甚至比自来水源更高的回洗压力。加压设备包括可移动部件，例如活塞，可移动部件具有大直径的下游端，下游端由自来水源加压，并且具有较小直径的上游端压靠在滤液存放区域中的滤液。能够设置分开的滤液供给区域，在任何时候从滤液供给区域能取出滤液以便使用。
本发明的新颖性特别通过所附权利要求来说明。当结合附图阅读时本发明根据下面的说明能最好地理解。
附图说明
图1是现有技术的滤水系统的剖视图。
图2是本发明的一个实施例的滤水系统的剖视图，示出了滤液生产过程。
图3是图2的系统的剖视图，但示出了本系统的回洗操作。
图4是图2的系统的滤管中的一个的放大剖视图。
图5是本发明的另一个实施例的剖视图，其中，可移动部件由O形环密封。
具体实施方式
图1示出现有技术的滤水系统10，其中给水11(待过滤的水)在压力下施加于给水入口12。阀14将给水沿路径15引入管道20的通道15。过滤装置22位于管道中，并且包括大量的滤管24和挡板26。挡板26防止给水向下游D运动，除非给水受降从滤管24的外部来到他们的内部。图4示出供给流体沿箭头30从滤管外部32流到滤管内部34。进入管内的水作为滤液从滤管的下游端部36排出，并且进入滤液存放区域38。在存放区域38中的滤液40(图1)处于压力之下，并且使带状物42逐渐地向下游D弯曲。容纳空气的密封室44位于带状物的下游，并且当区域38充满滤液时室中的气压增加。可能想饮用滤液的消费者通过龙头能够使滤液被取出。
在产生足够量的滤液之后，多孔的滤管被粒子堵塞。操作阀14以便使给水从通道16向上游沿路径52进入排水部分来处理它。室44中的空气压力移动带状物以便将滤液向上游推入通道16。在这种回洗期间，来自区域40的滤液进入滤管24的内部，从而滤液流经管壁进入通道16然后到达排出部分。滤液冲洗在滤管的小孔中的粒子。在通道中的流体包括回洗开始时存在的供给流体、滤液和驱逐粒子。回洗能够持续直到区域40中的滤液用尽。在回洗期间施加的滤液40的压力随着带状物42返回其初始的未变形位置而逐渐降低。申请人注意到，“上游U”和“下游D”指的是水流向或离开阀14，可能包括通道的直角部分等。
图2示出本发明的滤水系统60，其包括接收被加压的给水的给水入口62。阀64引导给水进入给水入口以便流入壳体71的管道70的通道66的上游端部65。过滤装置72位于管道中，并且包括大量的滤管74和挡板76。给水流经通道并且到达滤管外部，经过管壁进入滤管内部(沿图4中的路径30)。从滤管的下游端36流出的水就是滤液85，其从滤管的下游端36和管道的下游端部83流入滤液存放区域82。申请人注意到滤管具有被堵住的上游端84，并且给水流经支撑部86。管的下游端向下游延伸超出管道，滤液将从管道下游端部流入存放区域。
滤液加压设备或装置90位于系统的下游端部。其包括可移动部件或活塞92，可移动部件或活塞92沿下游方向D和上游方向U在壳体71的室或容器94内移动。活塞92通过第一密封件100密封于管道70，并且通过第二密封件102密封于容器的内部。两个密封件被示出为采取弹性片的形式。活塞通过滤液进入存放区域82被推向下游D。位于活塞的下游、容器内的水通过阀104排出容器，阀104引导水沿箭头106的路径流经排水管107到达排水部分。由于没有明显的压力(超过几psi)积累在活塞后面(下游D)或滤液存放区域82后面，施加于给水入口62的给水的大部分压力被施加为横跨滤管，用于生产比先前体积更大的滤液。在自来水的压力为50psi(3巴)的一个实例中，横跨系统的50psi的压降包括横跨滤管的壁的40psi的压降。
从自来水源或源头110获得被加压的供给流体。这种自来水源通常提供在50psi的量级上的压力的水。当滤液存放区域82充满水时，水不定期地通过阀112被排出到分配器114，在分配器114处，带状物116给水施加低压(例如，几psi)(通过弹性带状物和/或弹簧117)。
当必须回洗系统时，操作阀装置118，通向分配器的阀112关闭，并且阀104和64打开。这些阀能够通过控制器手动操作或电动操作。如图3所示，打开阀104导致水从自来水源110沿箭头120流入容器94到达活塞92的紧密的背后或下游的位置以便向上游U推动活塞。打开入口阀64导致水向上游U移动经过通道66，从而经过阀64，沿排水管121和路径122到达排水部分。如上所述，自来水源可施加大约50psi的压力到容器94以便向上游推动活塞并且迫使位于滤液存放区域82中的滤液进入滤管74的下游端36。滤液被迫从滤管内部到达其外部并且进入通道66，由此，滤液、在通道中先前留下的给水以及堵塞滤管的粒子流经阀64到达排水部分。在充分回洗之后，图3的过滤方法再次开始。
当回洗开始时，滤液被自来水的大约50psi的压力迫使向上游U。当滤液从每个滤管内部流到滤管外部时大部分压力被“用尽”。横跨滤管的大量压降使得滤管受到有力的并且更有效的清洁。当活塞92向上游U移动时回洗压力没有降低，所以有力的清洁在全部回洗过程中持续。
图3示出可移动的部件或活塞92具有厚壁130，同时，具有直径D1的活塞上游或滤液侧132密封于固定管道70，并且具有更大的直径D2的活塞下游侧134密封于被固定于管道的固定容器94。直径上的差别导致活塞施加于存放区域82中的滤液的压力是自来水压力的大约(D2/D1)2倍。通过在回洗期间施加比在生产滤液期间更大的压力差获得对多孔滤管更好的清洁，并且在使用相同量的滤液时本系统完成清洁。在一个实例中，自来水压力是50psi并且直径D2/D1的比是1.25，施加于滤液的回压是78psi。
图5示出另一个系统150，其类似于图2和图3中的系统，但是，其包括另一种增压装置151，该增压装置提供更高的回洗压力。该增压装置包括活塞152，活塞152通过O形环分别密封于容器160和管道162。容器和管道是相同壳体161的部分。容器内壁表面164具有直径D2，而管道内壁表面166具有小于D2的直径D1。这导致施加于在滤液存放区域172中的滤液170压力大于在初始用于给滤液加压的源174处的给水压力。如果大量的滤液在回洗之前从存放区域172被去除，弹簧180能够施加小的力到加压区域186，加压区域186由容器和可移动部件152的下游面182构成，与上游面184相对，并且滤液通过阀112能够从容器被取出。
因此，本发明提供了具有回洗(功能)的滤水系统，由于在滤液生产期间在滤液存放区域中没有形成大的压力，该系统能使高的压力差施加成横跨过滤部件，例如滤管。在回洗期间，回洗的滤液通过相同的高压给水源被加压，高压给水源用于在生产滤液期间通过该系统为给水施加压力。这确保了持续的高的回洗压力。通过具有上游端的活塞，回洗压力能够增加到在生产滤液期间使用的上述压力，在上游端供给流体被活塞加压。活塞下游端被密封，其具有比活塞的上游端的直径D1大的直径D2，经过活塞下游端，压力施加于被回洗的流体。
虽然已经描述了并在此示出了本发明的特殊实施例，但是应该意识到对本领域的技术人员来说能容易作出修改和改变，结果，希望权利要求被说明用来覆盖这种修改和类似物。
Claims (2)
1.一种用于操作滤水系统的方法，所述滤水系统包括给水入口(62)，所述给水入口接收来自被加压的给水源(110)的被加压的给水，并且所述滤水系统在生产滤液期间使被加压的给水向下游流经保持过滤装置(72)的通道(66)以生产滤液(85)；并且所述滤水系统将一些滤液保留在存放区域(82)，并且所述滤水系统在回洗期间将压力施加于在所述存放区域中的滤液以便使滤液向上游流经过滤装置；其中，所述滤水系统包括：形成有限容积(94)的壁；和在所述有限容积中的能移动的部件(92)，所述能移动的部件具有承受在所述有限容积中的流体的压力的下游面(134)，并且所述能移动的部件的上游面(132)承受在所述存放区域中的滤液的压力，其中
在回洗操作期间，停止使所述给水流到所述给水入口(62)并且将来自所述给水源的被加压的给水施加至所述能移动的部件的所述下游面(134)，以使所述能移动的部件对抗在所述存放区域中的滤液而移动，
在回洗操作期间将来自所述给水源的被加压的给水施加至所述能移动的部件的所述下游面(134)的步骤包括将所述所述给水施加至刚性的能移动的部件的下游面，所述刚性的能移动的部件具有下游端周边和上游端周边，所述下游端周边围绕第一直径(D2)的圆密封于所述有限容积的固定壁，所述上游端周边围绕第二直径(D1)的圆密封于所述固定壁，所述第二直径小于所述第一直径，从而增加了施加于在所述存放区域中的所述滤液的回洗压力。
2.一种滤水系统(60、150)，其包括：给水入口(62)；形成滤液存放区域(82)的壁；形成通道(66)的壁，所述形成通道(66)的壁具有连接至所述给水入口的上游端部(65)和连接至所述滤液存放区域的下游端部(83)；过滤装置(72)，其位于所述通道中并且只允许滤液流经所述通道到达所述滤液存放区域；
所述滤水系统还包括：
能移动的部件或活塞(92)，其位于一容器(94)中，所述活塞具有形成所述存放区域的壁的上游面(132)并且具有形成容器壁的下游面(134)，
给水源(110、174)，其以在50psi的量级上的压力供给给水；
阀装置(118)，其在生产滤液的期间将所述给水源连接至所述给水入口(62)以便使给水流入所述通道的上游端部(65)，并且流经所述过滤装置，以向下游(D)移动活塞并使滤液存放为抵靠所述活塞的上游面(132)，在回洗期间所述阀装置将所述给水源连接至所述活塞的下游面(134)，以向下游推动所述活塞(U)，从而迫使所述滤液沿反向经过所述过滤装置；
所述活塞具有上游面和下游面，并且所述下游面(134)密封至在第二直径(D2)处的所述容器，所述上游面(132)密封至在第一直径(D1)处的所述容器，所述第一直径小于所述第二直径，活塞的下游面(134)在所述第二直径上承受被加压的所述给水，并且活塞的所述上游面(132)在所述第一直径上承受在所述滤液存放区域中的滤液。
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