CN104623953A - 一种叠片式过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水过滤技术领域，尤其涉及一种叠片式过滤器。该叠片式过滤器包括壳体、进水管道、出水管道、反冲洗管道、滤芯支架及多个套设在滤芯支架外的叠片；所述叠片包括凸环和折弯单元；所述折弯单元的外侧设有第一进口、内侧设有出口；多个凸环同心设置于多个折弯单元下方；在每个叠片下部凸环与其下方叠片上部的折弯单元之间形成第二进口，所述第二进口分别与第一进口、出口连通。该叠片式过滤器等效于两层网式过滤器，第一层为粗过滤、第二层为细过滤，第二层滤网等效为多次折叠的滤网，比普通圆柱形滤网过滤面积大2到8倍，更重要的是在反冲洗时多层碟片相互分离，使反冲洗效果比网式过滤器有很大优势。
Description
技术领域
本发明涉及水过滤技术领域，尤其涉及一种叠片式过滤器。
背景技术
目前，过滤器是用来对含有杂质的液体进行过滤的装置，特别在农业灌溉领域，需要对水中的大颗粒物进行过滤，从而得到较为纯净的灌溉用水。现有的叠片式过滤器在结构上基本上是由壳体、叠片、叠片支架等主要零部件构成。虽然过滤方法有很多，但由于叠片结构设计的不合理，导致整体设备过滤效果差，无法达到对灌溉用水进行精确过滤的目的；而且，现有技术中的过滤器结构复杂，需要较高的制造成本，且反冲洗效果差，不利于推广与使用。
因此，针对以上不足，需要一种能够对农业灌溉用水进行精确过滤，结构简单，制造成本低，反冲洗效果好的叠片式过滤器。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供了一种叠片式过滤器，使得能够对农业灌溉用水进行精确过滤，结构简单，制造成本低，反冲洗的效果好。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种叠片式过滤器，包括壳体、进水管道、出水管道、反冲洗管道、滤芯支架及多个套设在滤芯支架外的叠片；所述壳体分别与进水管道、反冲洗管道、出水管道连接；所述滤芯支架设置于壳体内；
所述叠片包括折弯单元和凸环，多个所述折弯单元连接成圆环状，且在其下方设有多个同心凸环；所述折弯单元的外侧设有第一进口、内侧设有出口；在凸环与折弯单元之间设有第二进口；所述第二进口分别与第一进口、出口连通。
其中，所述折弯单元包括依次相互连接成V字型排列的第一隔离墙、第二隔离墙和第三隔离墙；所述第一进口位于所述第一隔离墙与第二隔离墙之间的开口端；所述第二进口分别位于第一隔离墙、第二隔离墙和第三隔离墙的上方与上层叠片凸环下方之间；所述出口位于所述第二隔离墙与第三隔离墙之间的开口端。
其中，所述折弯单元包括依次成V字型排列且不相连的第一隔离墙、第二隔离墙和第三隔离墙；在第一隔离墙与第二隔离墙之间的扩张端设有第一进口，收缩端设有一开口；在所述第二隔离墙与第三隔离墙之间的扩张端设有出口，收缩端也设有一开口；所述收缩端开口的宽度不大于凸环高度h的1.5倍。
其中，所述第一进口的截面形状为柱面，所述第一进口的截面面积S1满足如下公式：
S1＝W1×(H+h)；其中，W1为第一隔离墙与第二隔离墙开口端沿叠片外径的弧线长度，H为第一隔离墙的高度，h为凸环的高度。
其中，所述第二进口的截面面积S2满足如下公式：
S2＝h×(L－n×b)；其中，L为第一隔离墙或第二隔离墙的长度，n为凸环的个数，b为凸环的宽度。
其中，所述出口的截面形状为柱面，所述出口的截面面积S3满足如下公式：
S3＝W2×(H+h)；其中，W2为第二隔离墙和第三隔离墙开口端沿叠片内径的弧线长度，H为第一隔离墙的高度，h为凸环的高度。
其中，所述第一进口的截面面积S1与所述第二进口的截面面积S2之间的关系满足：2S2/S1的取值范围在0.2与10之间。
其中，所述出口的截面面积S3与所述第二进口的截面面积S2之间的关系满足：S3/2S2的取值范围在0.3与1.5之间。
其中，所述出口的截面面积S3与所述第一进口的截面面积S1之间的关系满足：S3/S1的取值范围在0.1与1之间。
其中，所述进水管道、出水管道、反冲洗管道上分别设有阀门，且所述进水管道与反冲洗管道和出水管道交替连通，使每个叠片的过滤状态与反冲洗状态的交替转换。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明提供一种叠片式过滤器，通过对叠片的第一进口、第二进口及出口的设计实现对农业灌溉用水进行精确过滤，结构简单，制造成本低，反冲洗的效果好。而且，通过对叠片特定比例及尺寸的设计，使整体结构更加合理与科学，利于推广与应用。该叠片式过滤器等效于两层网式过滤器，第一层为粗过滤、第二层为细过滤，第二层滤网等效为多次折叠的滤网，比普通圆柱形滤网过滤面积大2到8倍，更重要的是在反冲洗时多层碟片相互分离，使反冲洗效果比网式过滤器有很大优势。该叠片式过滤器等效于两层网式过滤器，第一层为粗过滤、第二层为细过滤，第二层滤网等效为多次折叠的滤网，比普通圆柱形滤网过滤面积大2到8倍，更重要的是在反冲洗时多层碟片相互分离，使反冲洗效果比网式过滤器有很大优势。
附图说明
图1为本发明实施例叠片的结构示意图；
图2为图1中A的局部放大示意图；
图3为图2中B-B剖视图；
图4为图2中C-C剖视图；
图5为图2中D-D剖视图；
图6为图2中E-E剖视图；
图7为图2中F方向正面示意图；
图8为本发明实施例叠片式过滤器的结构示意图。
其中，1：壳体；2：进水管道；3：出水管道；4：反冲洗管道；5：滤芯支架；6：叠片；7：第一凸环；8：第二凸环；9：第一进口；10：出口；11：第二进口；12：第一隔离墙；13：第二隔离墙；14：第三隔离墙；15：基材；16：隔离墙。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-8所示，本实施例提供的叠片式过滤器，其包括壳体1、进水管道2、出水管道3、反冲洗管道4、滤芯支架5及多个套设在滤芯支架5外的叠片6；壳体1分别与进水管道2、反冲洗管道4及出水管道3连接。其中，在进水管道2、出水管道3、反冲洗管道4上分别设有阀门，且进水管道2与反冲洗管道4并联连通。滤芯支架5设置于壳体1内；
叠片包括折弯单元和凸环，多个折弯单元连接成圆环状，且在其下方设有多个同心设置有凸环；折弯单元的外侧设有第一进口9、内侧设有出口10；在凸环与折弯单元之间设有第二进口11，也就是说，在每个叠片下部的凸环与其下方叠片(相邻叠片)上部的折弯单元之间形成第二进口11；第二进口11分别与第一进口9、出口10连通。其中，凸环之间的高度一致、折弯单元的高度一致。
为了描述方便，本实施例可采用两个凸环，当然，其数量并不局限于两个，在实际应用中一般多于两个。
如图1所示，叠片6包括第一凸环7、第二凸环8和多个相连的折弯单元；多个折弯单元连接成环状，折弯单元的外侧(远离叠片6中心的一侧)设有第一进口9、内侧(靠近叠片6中心的一侧)设有出口10；第一凸环7与第二凸环8同心设置于多个折弯单元下方；在第一凸环7与第二凸环8的周围设有第二进口11，第二进口11不仅仅在第一凸环7和第二凸环8之间，延折弯线长度方向除了与凸环交叉接触的面以外的其它面积均构成第二进口11，第二进口11分别与第一进口9、出口10连通。第二进口11形成的过流面与第一进口9、出口10形成的过流面近似垂直，可改变水流的方向，实现精确过滤。
该叠片式过滤器等效于两层网式过滤器，第一层为粗过滤、第二层为细过滤，第二层滤网等效为多次折叠的滤网，比普通圆柱形滤网过滤面积大2到8倍，更重要的是在反冲洗时多层碟片相互分离，使反冲洗效果比网式过滤器有很大优势。
多个过滤单元联合使用，所述进水管道2、出水管道3、反冲洗管道4上分别设有阀门，且所述进水管道2与反冲洗管道4和出水管道3交替连通，使每个过滤单元的过滤状态与反冲洗状态的交替转换。
正常过滤时，灌溉用水自进水管道2进入壳体，然后经第一进口9进行一次过滤，然后再经过第二进口11进行二次过滤，最后从出口10进入叠片6内侧，最终通过出水管道3排出。
反冲洗时，清水自反冲洗管道4进入叠片6内侧，在冲力的作用下多个叠片6之间进行打开动作(上下移动)，从而将存留在叠片6内的杂质颗粒冲洗干净并从排污管道排出。
本实施例中折弯单元包括依次弯折连接第一隔离墙12、第二隔离墙13和第三隔离墙14，其中相邻隔离墙连成V字型；第一隔离墙12与第二隔离墙13的一端相交，且交点靠近叠片6中心，第三隔离墙14与第二隔离墙13的另一端相交，交点远离叠片6中心；第一进口9位于第一隔离墙12与第二隔离墙13之间的开口端(外侧)；第二进口11分别位于第一隔离墙12、第二隔离墙13和第三隔离墙14的下方；出口10位于第二隔离墙13与第三隔离墙14之间的开口端(内侧)。
如图2-7所示，第一隔离墙12、第二隔离墙13和第三隔离墙14均包括基材15，每张叠片除了基材15之外双面都是凸出的，从总面积来看，凸出部分是比较小的，两面凸出的形状不同，一面是环状的，另一面是折弯墙。其中，第一隔离墙12、第二隔离墙13和第三隔离墙14的高度相等。
此外，折弯单元也可以采用如下结构，即，第一隔离墙12、第二隔离墙13和第三隔离墙14之间不完全连接，其中相邻隔离墙排列成V字型；具体的，折弯单元包括依次弯折排列且不相连的第一隔离墙12、第二隔离墙13和第三隔离墙14；在第一隔离墙12与第二隔离墙13之间的扩张端设有第一进口9，收缩端设有一开口；在所述第二隔离墙13与第三隔离墙14之间的扩张端设有出口10，收缩端也设有一开口；且需满足开口的宽度不大于凸环高度h的1.5倍，达到生产时可灵活调整，以不大于凸环高度h的1.0倍为宜，从而达到精确过滤的目的。
为了达到精确过滤，且使整个结构更加合理科学，需要对第一进口9、第二进口11及出口10之间的设计满足一定比例关系。
其中，第一进口9的截面形状为柱面，展开后是矩形；第一进口9的截面面积S1满足如下公式：
S1＝W1×(H+h)；其中，W1为第一隔离墙12与第二隔离墙13开口端沿叠片外径的弧线长度，H为第一隔离墙12的高度(包括基材15的高度与隔离墙16的深度)，h为凸环的高度。
其中，第二进口11的截面面积S2满足如下公式：
S2＝h×(L－n×b)；其中，L为第二隔离墙13的长度，n为凸环的数量，b为凸环的宽度。
其中，出口10的截面形状为柱面，展开后是矩形；出口10的截面面积S3满足如下公式：
S3＝W2×(H+h)；其中，W2为第二隔离墙13和第三隔离墙14开口端的距离，H为第一隔离墙12的高度(包括基材15的高度与折弯墙的高度)，h为凸环的高度。
综上，第一进口9的截面面积S1与第二进口11的截面面积S2之间的关系满足：2S2/S1的取值范围在0.2与10之间。2S2为2倍的S2，由于在第一进口9的两侧均有第二进口11，而且，第一进口9与第二进口11只有在此取值范围才能达到精确过滤的目的。
此外，出口10的截面面积S3与第二进口11的截面面积S2之间的关系满足：S3/2S2的取值范围在0.3与1.5之间。2S2同样为2倍的S2。出口10与第二进口11之间设计的合理、科学。
再者，出口10的截面面积S3与第一进口9的截面面积S1之间的关系满足：S3/S1的取值范围在0.1与1之间。
同时，叠片6通过多个相连的折弯单元成环状，叠片6内径为D1，外径为D2。当叠片6为塑料材质时，满足D1：50～300毫米；D2：60～400毫米；当叠片6为金属材质时，满足D1：50～500毫米；D2：60～2000毫米；
而凸环的高度h决定了最终过滤精度，一般在0.05毫米至1.5毫米之间(对应于10目至300目之间)，在D1和D2确定的条件下叠片高度H和弯折单元的数量m是调节各面积参数关系的重要手段。
值得说明的是，在上述各个比例关系的基础上，任何具体参数的设计均属于本发明的保护范围，本发明的参数并不局限于某种特定形式，可根据实际需要灵活调整。
综上所述，本发明提供一种叠片式过滤器，通过对叠片的第一进口、第二进口及出口的设计实现对农业灌溉用水进行精确过滤，结构简单，制造成本低，反冲洗的效果好。而且，通过对叠片特定比例及尺寸的设计，使整体结构更加合理与科学，利于推广与应用。该叠片式过滤器等效于两层网式过滤器，第一层为粗过滤、第二层为细过滤，第二层滤网等效为多次折叠的滤网，比普通圆柱形滤网过滤面积大2到8倍，更重要的是在反冲洗时多层碟片相互分离，使反冲洗效果比网式过滤器有很大优势。该叠片式过滤器等效于两层网式过滤器，第一层为粗过滤、第二层为细过滤，第二层滤网等效为多次折叠的滤网，比普通圆柱形滤网过滤面积大2到8倍，更重要的是在反冲洗时多层碟片相互分离，使反冲洗效果比网式过滤器有很大优势。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种叠片式过滤器，其特征在于，包括壳体(1)、进水管道(2)、出水管道(3)、反冲洗管道(4)、滤芯支架(5)及多个套设在滤芯支架(5)外的叠片(6)；所述壳体(1)分别与进水管道(2)、反冲洗管道(4)、出水管道(3)连接；所述滤芯支架(5)设置于壳体(1)内；
所述叠片(6)包括折弯单元和凸环，多个所述折弯单元连接成圆环状，且在其下方设有多个同心凸环；所述折弯单元的外侧设有第一进口(9)、内侧设有出口(10)；在凸环与折弯单元之间设有第二进口(11)；所述第二进口(11)分别与第一进口(9)、出口(10)连通。
2.根据权利要求1所述的叠片式过滤器，其特征在于，所述折弯单元包括依次相互连接成V字型排列的第一隔离墙(12)、第二隔离墙(13)和第三隔离墙(14)；所述第一进口(9)位于所述第一隔离墙(12)与第二隔离墙(13)之间的开口端；所述第二进口(11)分别位于第一隔离墙(12)、第二隔离墙(13)和第三隔离墙(14)的上方与上层叠片凸环下方之间；所述出口(10)位于所述第二隔离墙(13)与第三隔离墙(14)之间的开口端。
3.根据权利要求1所述的叠片式过滤器，其特征在于，所述折弯单元包括依次成V字型排列且不相连的第一隔离墙(12)、第二隔离墙(13)和第三隔离墙(14)；在第一隔离墙(12)与第二隔离墙(13)之间的扩张端设有第一进口(9)，收缩端设有一开口；在所述第二隔离墙(13)与第三隔离墙(14)之间的扩张端设有出口(10)，收缩端也设有一开口；所述收缩端开口的宽度不大于凸环高度h的1.5倍。
4.根据权利要求2或3所述的叠片式过滤器，其特征在于，所述第一进口(9)的截面形状为柱面，所述第一进口(9)的截面面积S1满足如下公式：
S1＝W1×(H+h)；其中，W1为第一隔离墙(12)与第二隔离墙(13)开口端沿叠片外径的弧线长度，H为第一隔离墙(12)的高度，h为凸环的高度。
5.根据权利要求4所述的叠片式过滤器，其特征在于，所述第二进口(11)的截面面积S2满足如下公式：
S2＝h×(L－n×b)；其中，L为第一隔离墙(12)或第二隔离墙(13)的长度，n为凸环的个数，b为凸环的宽度。
6.根据权利要求5所述的叠片式过滤器，其特征在于，所述出口(10)的截面形状为柱面，所述出口(10)的截面面积S3满足如下公式：
S3＝W2×(H+h)；其中，W2为第二隔离墙(13)和第三隔离墙(14)开口端沿叠片内径的弧线长度，H为第一隔离墙(12)的高度，h为凸环的高度。
7.根据权利要求6所述的叠片式过滤器，其特征在于，所述第一进口(9)的截面面积S1与所述第二进口(11)的截面面积S2之间的关系满足：2S2/S1的取值范围在0.2与10之间。
8.根据权利要求6所述的叠片式过滤器，其特征在于，所述出口(10)的截面面积S3与所述第二进口(11)的截面面积S2之间的关系满足：S3/2S2的取值范围在0.3与1.5之间。
9.根据权利要求6所述的叠片式过滤器，其特征在于，所述出口(10)的截面面积S3与所述第一进口(9)的截面面积S1之间的关系满足：S3/S1的取值范围在0.1与1之间。
10.根据权利要求1所述的叠片式过滤器，其特征在于，所述进水管道(2)、出水管道(3)、反冲洗管道(4)上分别设有阀门，且所述进水管道(2)与反冲洗管道(4)和出水管道(3)交替连通，使叠片的过滤状态与反冲洗状态的交替转换。
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