CN103090052B - 反冲过滤系统用四通阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反冲过滤系统用四通阀，包括阀体、阀芯以及连接在阀芯中心轴上的阀杆，其特征在于阀芯由回转体加工而成，在其中心轴的一端有一个进出口，另一端连接有阀杆，在其径向有三个进出口，这三个进出口的中心点所成三角形与阀芯中心轴线垂直，垂足是该三角形的外心，四个进出口两两互通形成两条不相连通的流道；包裹在阀芯外面的阀体也有四个贴近阀芯的进出口，其中贴近阀芯径向的三个的中心点形成一正三角形，该正三角形与阀芯中心轴线垂直相交于其外心，而第四个进出口贴近阀芯中心轴上的进出口并相互连通；该四通阀接上两个过滤单元就组成了反冲过滤系统，转动阀杆就可以实现对流体的过滤以及对过虑体的反冲洗。

Description

反冲过滤系统用四通阀

技术领域

本发明涉及一种反冲过滤系统用四通阀，其主要用于反冲过滤系统中，而反冲过滤系统则用于从液体中去除固体杂质，或者从气体中去除固体颗粒或者液滴。

背景技术

普通过滤系统一旦过虑体被杂质堵住，通常就需要拆下来清洗或者更换过虑体，不仅麻烦，更多的更换下来的过虑体也造成了浪费和对环境的影响，不符合资源节约，环境友好的科学发展观；而反冲过滤系统通过反冲洗就可以恢复过虑体的过滤功能，因此近年来各种各样的反冲洗技术被陆续开发出来，有些的反冲效果还不错，然而反冲技术并没有得到大面积的推广，比如在家庭用的前置过滤系统中，就很少采用反冲过滤的，其中一个重要原因就是反冲装置过于复杂，管路太多，不但安装麻烦，操作繁琐，而且成本高，也不美观。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种简单实用的反冲过滤系统用四通阀，其特征具体在于，采用该四通阀的反冲过滤系统，整个反冲过滤系统结构变得简单，实用，并且易于操作，克服了上述缺陷和不足。

根据本发明，该技术问题由独立权利要求的主题解决。优选的实施方式从属权利要求的主题。方案如下：一种反冲过滤系统用四通阀，所述反冲过滤系统主要用于从液体或气体中去除杂质，所述四通阀包括阀体(3)、阀芯(2)以及连接在阀芯中心轴上的阀杆，其特征在于阀芯(2)由回转体加工而成，在其中心轴的一端有一个阀芯进出口IV(16)，另一端连接有阀杆，在阀芯(2)径向有三个进出口，分别是阀芯进出口I(13)、阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)，这三个进出口的中心点所成三角形与阀芯中心轴线垂直，垂足是该三角形的外心，四个进出口两两互通形成两条不相连通的流道；包裹在阀芯(2)外面的阀体(3)也有四个进出口，其中阀体进出口I(9)、阀体进出口II(10)和阀体进出口III(11)的中心点所形成的正三角形与阀芯(2)的中心轴线垂直相交于其外心，而第四个阀体进出口IV(12)贴近阀芯(2)的中心轴上的阀芯进出口IV(16)并相互连通；无论阀芯(2)处于什么位置，径向的阀芯进出口与阀体进出口同时正对的数量都少于三个。

本发明基于以下基本构思，以流体的一种水为例，要实现反冲，必须采用干净的水，如果采用压力储水罐会导致结构复杂，成本增加，因此决定采用两个过滤单元，用其中一个过滤后的过滤后的干净流体来冲洗另一个的滤芯，还要排出杂质，就要设计一个杂质排放口，而进水口是必须的。通过阀芯上的一条流道，把进水从阀体的一个口切换到另一个口容易实现，一般的三通阀那种结构就可以，比如正″T″型，或者135°″Y″型三通阀也可以，可是那样的话杂质排放口就没法同时切换，所以阀体就优选采用了120°″Y″型中心对称结构，这样切换进水的同时也切换了杂质排放。

光有一个杂质排放口是不够的，两个口连起来才能形成流道，才能把杂质导流出来，所以还要设计一个杂质排放口，与之前的杂质排放口连通形成一条流道，同样特别优选的是，另一个杂质排放口设在了轴向的一端，这样不论冲洗那一个滤芯，杂质都能排出，如此一来就有了两条流道，一条用于切换进水，一条用于切换杂质排放。

显然，阀芯的三个径向进出口如果也采用跟阀体一致的120°″Y″型中心对称结构，那么当进水流道导通时，杂质排放流道也是导通的，当进水流道关闭时，杂质排放流道也是关闭的，如此一来，就必须在杂质排放口设置一个阀门，只有在冲洗状态才打开，过滤状态就关闭，而这就增加了成本，整个反冲过滤系统的结构也变得复杂一些，为此阀芯的三个径向进出口采用了非120°″Y″型中心对称设计，这样的话，进水流道全开时，杂质排放流道是关闭的，这时反冲过滤系统就处于过滤状态，当进水流道半通时，杂质排放口就可以是导通的，这时反冲过滤系统就处于反冲洗状态。

上述的两条流道，本来一条是用于切换进水的，一条是用于切换杂质排放的，可是由于实际安装场地的限制，有时可能需要把两者互换，也就是原来杂质排放的，用来进水比较方便，又或者原来进水的，用来杂质排放比较方便；事实上，这样互换是可行的，只不过操作会略有不同。

为了进一步简化整个反冲过滤系统，四通阀、两个过滤单元以及相关管件被整合在一起，整个反冲过滤系统就实现了进一步的简化，显得更简洁，更紧凑，更美观。

本发明的其他重要特征和优点可以在从属权利要求、附图和使用附图的相关说明中发现。

显而易见的是，上述和下文即将描述的特征在每种情况下不仅仅在特定的组合中使用，还可以在不脱离本发明框架的情况下，在其他组合或者单独使用。

本发明优选的示例性实施方式在附图中和发明详述中表示，相同的附图标记表示相同或者类似或者功能相同的组件。

附图说明

在附图中

图1示意性的表示了一个过滤体处于过滤状态反冲过滤系统的截面；

图2示意性的表示了一个过滤体处于反冲状态反冲过滤系统的截面；

图3示意性的表示了另一个过滤体处于反冲状态反冲过滤系统的截面；

图4示意性的表示了另一个过滤体处于过滤状态反冲过滤系统的截面；

图5示意性表示了阀体进出口IV12作为原水入口时一个过滤体处于过滤状态反冲过滤系统的截面；

图6示意性的表示了阀体进出口IV12作为原水入口时另一个过滤体处于过滤状态反冲过滤系统的截面；

图7示意性的表示了整合了四通阀、两个过滤单元以及相关管件的反冲过滤系统的局部剖面。

具体实施方式

根据图1，反冲过滤系统1包括阀体3，过滤单元I4、过滤单元II7以及连接件6，过滤单元I4、过滤单元II7内安装有过滤体I5、过滤体II8，四通阀包括阀体3及阀体内的阀芯2，阀芯2由回转体加工而成，在其中心轴的一端有一个阀芯进出口IV16，另一端连接有阀杆(未示出)，在其径向有三个阀芯进出口I13、阀芯进出口II14和阀芯进出口III15，这三个进出口的中心点所成三角形与阀芯中心轴线垂直，垂足是该三角形的外心，四个进出口两两互通形成两条不相连通的流道；包裹在阀芯2外面的阀体3也有四个进出口，其中三个阀体进出口I9、阀体进出口II10和阀体进出口III11的中心点所形成的正三角形与阀芯2的中心轴线垂直相交于其外心，而第四个阀体进出口IV12贴近阀芯2的中心轴上的阀芯进出口IV16并相互连通。

阀芯2的三个径向阀芯进出口I13、阀芯进出口II14和阀芯进出口III15的中心点所成三角形中，其中一个外接圆圆心角是120°。

除阀体3外，还有两个过滤单元I4、7和置于其内的过滤体I5、8，以及连通两过滤单元净水的连接件6，过滤单元I4和过滤单元II7分别连接在阀体3的阀体进出口I9和阀体进出口III11上，过滤体I5和过滤体II8是可以反冲的，连接件6除连接过滤单元的过滤单元进出口I17和过滤单元进出口II18外，还有一个过滤流体出口19，过滤流体出口19连接有阀门(未示出)。

阀芯2可以随着其上的阀杆(未示出)转动而在阀体3的内腔里绕其中心轴线转动，阀芯进出口I13的圆心角为α，阀体进出口III11和阀芯进出口I13中心点与各自三角形外心的连线的轴向夹角为β；当β＞α时，阀体阀体进出口III11与阀芯阀芯进出口I13不连通，原水从阀体3的阀体进出口II10流入，流经阀芯进出口III15、阀芯进出口II14和阀体进出口I9，进入过滤单元I4，继而从过滤体I5的外壁流入其内，流体中的杂质被拦在了外壁，这样过滤后的干净流体就从过滤单元I4的过滤单元进出口I17流入连接件6，从过滤流体出口19流出，过滤系统的过滤单元I4处于过滤工作状态。

根据图2，当需要冲洗过滤体II8时，关掉过滤流体出口19处的阀门(未示出)，转动阀芯上的阀杆，使得β＜α，特别的当β≈α/2时，原水从阀体3的阀体进出口II10流入，流经阀芯进出口III15、阀芯进出口II14和阀体进出口I9，进入过滤单元I4，继而从过滤体I5的外壁流入其内，水中的杂质被拦在了外壁，这样过滤后的干净流体就从过滤单元I4的过滤单元进出口I17流入连接件6，经过过滤单元II7的过滤单元进出口II18进入过滤体II8内，继而从过滤体II8的内壁流向外壁，同时冲掉外壁上的杂质，这样夹带杂质的水再通过阀体进出口III11、阀芯进出口I13、阀芯进出口IV16和阀体进出口IV排出。

根据图3，当需要冲洗过滤体I5时，把上述状态下的阀芯顺时针转120°，此时原水从阀体进出口II10进入，经过阀芯进出口II14、阀芯进出口III15和阀体进出口III11流入过滤单元II7，继而从过滤体II8的外壁流经内壁进入过滤体II8内，而杂质被拦在了过滤体II8的外壁，过滤后的干净流体接着通过过滤单元II7的过滤单元进出口II18流入连接件6内，进而通过过滤单元I4的过滤单元进出口I17进入过滤体I5内，再从内壁流到外壁，并带走外壁上的杂质，这样夹带杂质的水再通过阀体进出口I9、阀芯进出口I13、阀芯进出口IV16和阀体进出口IV12排出。

根据图4，当要让过滤单元II7处于工作状态时，把上述状态下的阀芯顺时针再转略大于α/2，使得阀芯阀芯进出口I13和阀体阀体进出口I9不再相连通，原水从阀体3的阀体进出口II10流入，流经阀芯进出口II14、5和11，进入过滤单元II7，继而从过滤体II8的外壁流入其内，水中的杂质被拦在了外壁，这样过滤后的干净流体就从过滤单元II7的过滤单元进出口II18流入连接件6，从出口19流出，此时过滤系统的过滤单元II7处于过滤工作状态。

作为原水入口的阀体进出口II10与作为杂质排放口的阀体进出口IV12的功能可以互换，也就是阀体进出口IV12可以作为原水入口，阀体进出口II10可以作为杂质排放口.

根据图5，把上述状态下的阀芯逆时针再转大于α，使得阀芯阀芯进出口II14和阀体阀体进出口II10不再相连通，阀芯阀芯进出口III15和阀体阀体进出口III11不再相连通，原水从阀体3的阀体进出口IV12流入，流经阀芯进出口IV16、13和9，进入过滤单元I4，继而从过滤体I5的外壁流入其内，水中的杂质被拦在了外壁，这样过滤后的干净流体就从过滤单元的过滤单元进出口I17流入连接件6，从过滤流体出口19流出，此时过滤系统的过滤单元I4处于过滤工作状态，而之前作为杂质排放口的阀芯进出口IV16变成了原水入口。

根据图3，把上述状态下的阀芯逆时针转α/2，此时原水从阀体进出口IV12进入，经过阀芯进出口IV16、13和11流入过滤单元II7，继而从过滤体II8的外壁流经内壁进入过滤体II8内，而杂质被拦在了过滤体II8的外壁，过滤后的干净流体接着通过过滤单元的过滤单元进出口II18流入连接件6内，进而通过过滤单元I4的过滤单元进出口I17进入过滤体I5内，再从内壁流到外壁，并带走外壁上的杂质，这样夹带杂质的水再通过阀体进出口I9、14、15和10排出，这样原来作为原水入口的10变成了杂质排放口，而做为杂质排放口的12变成了原水入口。

根据图6，把图1所示状态下的阀芯逆时针再转大于α，使得阀芯阀芯进出口II14和阀体进出口I9不再相连通，阀芯阀芯进出口III15和阀体阀体进出口II10不再相连通，原水从阀体3的阀体进出口IV12流入，流经阀芯进出口IV16、13和11，进入过滤单元II7，继而从过滤体II8的外壁流入其内，原水中的杂质被拦在了外壁，这样过滤后的干净流体就从过滤单元II7的过滤单元进出口II18流入连接件6，从过滤流体出口19流出，此时过滤系统的过滤单元II7处于过滤工作状态，而之前作为杂质排放口的16变成了原水入口。

根据图3，把上述状态下的阀芯顺时针转α/2，此时原水从阀体进出口IV12进入，经过阀芯进出口IV16、阀芯进出口I13和阀体进出口I9流入过滤单元I4，继而从过滤体I5的外壁流经内壁进入过滤体I5内，而杂质被拦在了过滤体I5的外壁，过滤后的干净流体接着通过过滤单元II7的过滤单元进出口I17流入连接件6内，进而通过过滤单元II7的过滤单元进出口II18进入过滤体II8内，再从内壁流到外壁，并带走外壁上的杂质，这样夹带杂质的水再通过阀体进出口III11、阀芯进出口III15、阀芯进出口II14和阀体进出口II10排出，这样原来作为原水入口的阀体进出口II10变成了杂质排放口，而做为杂质排放口的阀体进出口IV12变成了原水入口。

根据图7，阀体3、阀芯2、过滤单元I4和过滤单元II7以及连接件6可以整合在一起，这样整个反冲过滤系统就变得更为简洁、紧凑和美观，其工作原理跟分体式的是一样的，任何一个过滤单元都可以过滤或者被冲洗的状态。

该四通阀的阀杆上可以安装手动的手柄，也可以安装电动执行器或者其他执行器以实现自动反冲，可以定时自动反冲，也可以通过检测原水与过滤后的干净流体之间的压差传感器的数值来进行反冲。

Claims (10)

1.一种反冲过滤系统用四通阀，所述反冲过滤系统主要用于从液体或气体中去除杂质，所述四通阀包括阀体(3)、阀芯(2)以及连接在阀芯中心轴上的阀杆，其特征在于阀芯(2)由回转体加工而成，在其中心轴的一端有一个阀芯进出口IV(16)，另一端连接有阀杆，在阀芯(2)径向有三个进出口，分别是阀芯进出口I(13)、阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)，这三个进出口的中心点所成三角形与阀芯中心轴线垂直，垂足是该三角形的外心，四个进出口两两互通形成两条不相连通的流道；包裹在阀芯(2)外面的阀体(3)也有四个进出口，其中阀体进出口I(9)、阀体进出口II(10)和阀体进出口III(11)的中心点所形成的正三角形与阀芯(2)的中心轴线垂直相交于其外心，而第四个阀体进出口IV(12)贴近阀芯(2)的中心轴上的阀芯进出口IV(16)并相互连通；无论阀芯(2)处于什么位置，径向的阀芯进出口与阀体进出口同时正对的数量都少于三个。

2.如权利要求1所述的反冲过滤系统用四通阀，其特征在于，阀芯(2)具有三个径向进出口，分别是阀芯进出口I(13)、阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)，这三个进出口的中心点所成三角形中，该三角形其中一个边所对应的外接圆圆心角是120°。

3.如权利要求2所述的反冲过滤系统用四通阀，其特征在于，除阀体(3)外，还有两个过滤单元，分别是过滤单元I(4)、过滤单元II(7)，过滤体I(5)置于过滤单元I(4)内、过滤体II(8)置于过滤单元II(7)内，以及连通两过滤单元滤过流体的连接件(6)，过滤单元I(4)连接在阀体进出口I(9)上，过滤单元II(7)连接在阀体进出口III(11)上，过滤体I(5)和过滤体II(8)是可以反冲的，连接件(6)除连接过滤单元I(4)的过滤单元进出口I(17)和过滤单元II(7)的过滤单元进出口II(18)外，还有一个过滤流体出口(19)，过滤流体出口(19)连接有阀门。

4.如权利要求3所述的反冲过滤系统用四通阀，其特征是阀芯(2)可以随着其上的阀杆转动而在阀体(3)的内腔里绕阀芯(2)中心轴线转动，阀芯进出口I(13)的圆心角为α，阀体进出口III(11)和阀芯进出口I(13)中心点与各自三角形外心的连线的轴向夹角为β；当β＞α时，待过滤流体从阀体(3)的阀体进出口II(10)流入，流经阀芯进出口III(15)、阀芯进出口II(14)和阀体进出口I(9)，进入过滤单元I(4)，继而从过滤体I(5)的外壁流入其内，流体中的杂质被拦在了外壁，这样过滤后的干净流体就从过滤单元I(4)的过滤单元进出口I(17)流入连接件(6)，从过滤流体出口(19)流出，过滤系统的过滤单元I(4)处于过滤工作状态。

5.如权利要求4所述的反冲过滤系统用四通阀，其特征是当需要冲洗过滤体II(8)时，关掉过滤流体出口(19)处的阀门，转动阀芯上的阀杆，使得β小于α，待过滤流体从阀体(3)的阀体进出口II(10)流入，流经阀芯进出口III(15)、阀芯进出口II(14)和阀体进出口I(9)，进入过滤单元I(4)，继而从过滤体I(5)的外壁流入其内，流体中的杂质被拦在了外壁，这样过滤后的干净流体就从过滤单元I(4)的过滤单元进出口I(17)流入连接件(6)，经过过滤单元II(7)的过滤单元进出口II(18)进入过滤体II(8)内，继而从过滤体II(8)的内壁流向外壁，同时冲掉外壁上的杂质，这样夹带杂质的流体再通过阀体进出口III(11)、阀芯进出口I(13)、阀芯进出口IV(16)和阀体进出口IV(12)排出。

6.如权利要求5所述的反冲过滤系统用四通阀，其特征是当需要冲洗过滤体I(5)时，将阀芯顺时针转120°，此时待过滤流体从阀体进出口II(10)进入，经过阀芯进出口II(14)、阀芯进出口III(15)和阀体进出口III(11)流入过滤单元II(7)，继而从过滤体II(8)的外壁流经内壁进入过滤体II(8)内，而杂质被拦在了过滤体II(8)的外壁，过滤后的干净流体接着通过过滤单元II(7)的过滤单元进出口II(18)流入连接件(6)内，进而通过过滤单元I(4)的过滤单元进出口I(17)进入过滤体I(5)内，再从内壁流到外壁，并带走外壁上的杂质，这样夹带杂质的流体再通过阀体进出口I(9)、阀芯进出口I(13)、阀芯进出口IV(16)和阀体进出口IV(12)排出。

7.如权利要求6所述的反冲过滤系统用四通阀，其特征是当要让过滤单元II(7)处于工作状态时，将阀芯顺时针再转略大于α/2，使得阀芯进出口I(13)和阀体进出口I(9)不再相连通，待过滤流体从阀体(3)的阀体进出口II(10)流入，流经阀芯进出口II(14)、阀芯进出口III(15)和阀体进出口III(11)，进入过滤单元II(7)，继而从过滤体II(8)的外壁流入其内，流体中的杂质被拦在了外壁，这样过滤后的干净流体就从过滤单元II(7)的过滤单元进出口II(18)流入连接件(6)，从过滤流体出口(19)流出，此时过滤系统的过滤单元II(7)处于过滤工作状态。

8.如权利要求1至7中任一项所述的反冲过滤系统用四通阀，其特征是作为待过滤流体入口的阀体进出口II(10)与作为杂质排放口的阀体进出口IV(12)的功能可以互换，也就是阀体进出口IV(12)也可以作为待过滤流体入口，而阀体进出口II(10)也可以作为杂质排放口。

9.如权利要求1至7中任一项所述的反冲过滤系统用四通阀，其特征是阀体(3)、阀芯(2)、过滤单元I(4)和过滤单元II(7)以及连接件(6)可以整合在一起。

10.权利要求1至7中任一项所述的反冲过滤系统用四通阀，其特征是其阀杆上连接手柄、电动执行器或者其他执行器。