CN106550595B - 采用过滤盘堆叠的过滤器 - Google Patents

Abstract

一种用于过滤一液体流的过滤器一过滤组件，具有数个数个沿一中心流道同轴排列与一压力容器内的滤盘。每一滤盘具有数个段。所述段优选地被实现为具有朝外地滤网支撑构型的垫片，支撑第一和第二滤网。所述滤网支撑构型具有一多孔形态，所述多孔形态开设于一表面的大部分面积。部署一支撑肋布置用于保持所述第一滤网支撑构型与第二滤网支撑构型之间的间距。过滤段的至少80％内体积是优选开放的以允许液体从所述滤网流至所述中心流道。还揭示了所述滤盘的模块化结构和在每个滤盘的表面上执行螺旋扫描运动的反冲洗布置。

Description

采用过滤盘堆叠的过滤器

发明领域及背景技术

本发明涉及过滤器，并且特别地，本发明关注一种采用一完全沉入压力容器中的过滤盘堆叠的过滤器结构。

众所周知的，提供液体(诸如水)的串联过滤以去除粒子降低至一理想的尺寸。这种过滤器的一种常见结构是采用一沉入压力容器内液体中的圆柱形滤网，在该结构中，液体被迫穿过所述滤网向外流动。这种结构的一范例在GB 1485989专利公开本中被揭露。这种圆柱形滤网结构易于实施，但是仅能为一给定体积的压力容器提供相对较低的滤网面积。

美国专利第5855799号提出了各种更为紧凑的结构，在这些结构中，可以在一更小的压力容器体积中存在一更大的滤网面积。例如，799号专利的图3展现了一种布局，在该布局中，在压力容器内的一常用轴向出水管上安装一过滤盘堆叠。

发明内容

本发明是一种用于过滤一液体流的过滤器。

根据本发明一实施例的教诲，提供一种用于过滤一液体流的过滤器，所述过滤器包括：

(a)一压力容器，所述压力容器具有一进口和一出口；以及，(b)一过滤组件，所述过滤组件部署在所述压力容器内，所述过滤组件包括数个沿一中心流道同轴排列的滤盘，所述中心流道与所述出口流体连接，每一所述滤盘包括一垫片(spacer)，所述垫片具有第一朝外的滤网支撑构型及第二朝外的滤网支撑构型，并具有一用于使过滤后的液体向内流至所述中心流道的出口，所述垫片的所述第一滤网支撑构型及第二滤网支撑构型支撑与每一滤盘的第一表面及第二表面相匹配形成的第一滤网及第二滤网，其中，所述滤网支撑构型具有一多孔形态(cellular form)，所述多孔形态开设于一表面的大部分面积，所述垫片进一步包括一支撑肋布置，所述支撑肋用于保持所述第一滤网支撑构型与第二滤网支撑构型之间的间距。

根据本发明一实施例的一进一步特征，每一所述垫片的至少20％内部体积是敞开(open)的，以允许液体从所述滤网流至所述中心流道。

根据本发明一实施例的一进一步特征，每一所述垫片的所述第一朝外的滤网支撑构型是由至少一厚度半值(half-thickness)的第一垫片段形成的，并且其中，每一所述垫片的所述第二朝外的滤网支撑构型是由至少一厚度半值的第二垫片段形成的，所述第一垫片段和所述第二垫片段具有互补的支撑肋集合，所述互补的支撑肋集合在装配时相配合以保持所述第一滤网支撑构型与第二滤网支撑构型间的间距。

根据本发明一实施例的一进一步特征，每一所述垫片由一单一环状第一垫片段和一单一环状第二垫片段形成。

根据本发明一实施例的一进一步特征，每一所述垫片由数个第一垫片段和数个第二垫片形成。

根据本发明一实施例的一进一步特征，所述滤网支撑构型形成有一四边形或六边形的多孔形态。

根据本发明一实施例的一进一步特征，所述第一滤网和所述第二滤网仅沿着所述滤网的外围附着至所述滤网。

根据本发明一实施例的一进一步特征，可旋转地安装所述过滤组件，使得绕着一中心轴旋转，所述过滤器进一步包括一反冲洗构件，所述反冲洗构件包括：(a)一反冲洗臂，所述反冲洗臂在相邻的所述数个滤盘的之间延伸，所述反冲洗臂以吸头喷嘴为结尾，所述喷嘴与所示第一滤网和所述第二滤网中的一个形成面对面关系；(b)一枢轴布置，用于适应所述反冲洗臂的移动，以使所述吸头喷嘴与所述第一滤网及第二滤网中的一个紧密接触；以及(c)一驱动布置，用于绕着所述中心轴同步旋转所述过滤组件，并移动所述反冲洗臂，使得所述吸头喷嘴穿过所述滤盘上的径向位置范围，因而引起所述吸头喷嘴沿着一螺旋移动轨迹横跨所述滤盘一表面。

根据本发明一实施例的一进一步特征，所述吸头喷嘴为所述吸头的一部分，所述吸头位于所述反冲洗臂的一远端，所述吸头进一步包括至少一可旋转的滚轴，部署所述滚轴以与所述第一滤网及第二滤网中的一个滚动接触。

根据本发明一实施例的一进一步特征，所述反冲洗臂是插在一对相邻滤盘之间的一对反冲洗臂中的一个，并且其中，所述枢轴布置用于适应所述一对反冲洗臂的一第一臂的移动以接触一第一滤盘的一第二滤网，并且适应所述一对反冲洗臂的一第二臂的移动以接触一第二滤盘的一第一滤网。

根据本发明一实施例的一进一步特征，所述驱动布置用于由一单一电机的单向旋转产生所述过滤组件的旋转并往复移动所述吸头喷嘴。

根据本发明一实施例的教诲，提供一种用于过滤一液体流的过滤器，所述过滤器包括：(a)一压力容器，所述压力容器具有一进口和一出口；(b)一过滤组件，所述过滤组件部署在所述压力容器内，所述过滤组件包括数个沿一中心流道同轴排列的滤盘，所述中心流道与所述出口流体连接，所述过滤组件可选地安装，从而绕着一中心轴旋转，每一所述滤盘包括：(i)一支撑元件，以及(ii)一垫片，所述垫片由所述支撑元件支撑，所述垫片具有第一滤网支撑构型和第二滤网支撑构型，并具有一一用于使过滤后的液体向内流至所述中心流道的出口，所述垫片的所述第一滤网支撑构型及第二滤网支撑构型支撑与每一滤盘的第一表面及第二表面相匹配形成的第一滤网及第二滤网；以及，(c)一反冲洗组件，包括：(i)一反冲洗臂，所述反冲洗臂在相邻的所述数个滤盘的之间延伸，所述反冲洗臂以吸头喷嘴为结尾，所述喷嘴与所示第一滤网和所述第二滤网中的一个形成面对面关系；(ii)一枢轴布置，用于所述反冲洗臂的适应性移动，以使所述吸头喷嘴与所述第一滤网及第二滤网中的一个紧密接触；以及(iii)一驱动布置，用于绕着所述中心轴同步旋转所述过滤组件，并移动所述反冲洗臂，使得所述吸头喷嘴穿过所述滤盘上的径向位置范围，因而引起所述吸头喷嘴沿着一螺旋移动轨迹横跨所述滤盘一表面。

根据本发明一实施例的一进一步特征，所述吸头喷嘴为所述吸头的一部分，所述吸头位于所述反冲洗臂的一远端，所述吸头进一步包括至少一可旋转的滚轴，部署所述滚轴以与所述第一滤网及第二滤网中的一个滚动接触。

根据本发明一实施例的一进一步特征，所述反冲洗臂是插在一对相邻滤盘之间的一对反冲洗臂中的一个，并且其中，所述枢轴布置用于适应所述一对反冲洗臂的一第一臂的移动以接触一第一滤盘的一第二滤网，并且适应所述一对反冲洗臂的一第二臂的移动以接触一第二滤盘的一第一滤网。

根据本发明一实施例的一进一步特征，所述驱动布置用于由一单一电机的单向旋转产生所述过滤组件的旋转并往复移动所述吸头喷嘴。

根据本发明一实施例的一进一步特征，所述枢轴布置包括一偏置布置，所述偏置布置被部署为用于偏置所述反冲洗臂，从而将所述吸头喷嘴压向所述第一滤网和第二滤网中的一个。

附图说明

以下，仅以举例的方式，结合附图描述本发明，其中：

图1是根据本发明一实施例构造并运行的一过滤器的等距视图；

图2A是图1的过滤器的等距视图，示出了移除的外壳的一部分；

图2B是图2的过滤器的剖视等距视图；

图3A是来自图2A的过滤器的滤盘的等距视图；

图3B是图3A的滤盘的等距视图，具有与下层结构分离的滤网；

图4是图3B标为IV区域的放大图；

图5A是来自图3A的滤盘的一滤网支撑段的放大等轴视图；

图5B和5C分别是图5A的滤网支撑段的一半的向外和向内表面的等距视图；

图5D和5E分别是图5B支撑段一部分的放大局部平面图和放大局部等距视图；

图5F是图5E滤网支撑段其上部署滤网的等距局部视图；

图6A是来自图1的过滤器的反冲洗组件部分的等距视图；图6B是图6A区域的放大图；

图7是用于图1的反冲洗组件的驱动布置的实施方式的等距视图；

图8是根据本发明的变型实施例构造和操作的过滤器的示意性截面图；

图9A和9B是来自图8的过滤器滤盘段的两个等距视图；

图9C是图9A的滤盘段的分解等距视图；

图10是用于图8过滤器的两部分间隔件节段结构的替代实施方式的分解立体图；

图11A和11B分别是用于在图8过滤器的滤盘替代实施中使用的环形半厚度间隔件的前后等距视图；

图12是来自图8过滤器的滤盘和反冲洗组件的轴向视图；以及

图13A和13B分别是来自图12的反冲洗组件的反冲洗臂之一的等轴视图和侧视图或一部分的侧视图。

优选实施例的描述

本发明是一过滤器，和该过滤器相应的子系统及相关方法。

参考附图并配合说明，可以更好地理解根据本发明所述的过滤器的原理及运行。

现参见附图，图1～7显示了根据本发明一第一优选但非限制的实施例而构建并运行的一过滤器的不同特征，所述过滤器被统一标为10，并且所述过滤器用于过滤诸如水的液体流。图8～13B显示了根据本发明一第二优选但非限制的实施例而构建并运行的一过滤器的不同特征，所述过滤器被统一标为100，并且所述过滤器用于过滤诸如水的液体流。所述过滤器100大体上与所述过滤器10相似，因此除了另有特别指出的地方，否则以下描述应当被视为对两个实施例都通用，用于过滤器100的构件的标号对应于描述过滤器10中所使用的每一个标号加100。需要注意的是，在本文中，可以使用术语“水”与“液体”相互替换以作为一典型的示例，但是，本发明不限于与水一起使用，本发明可以同样地与海水、其他水溶液及诸如石油工业中的非水基液一起使用。

总的来说，过滤器10包括一压力容器12，所述压力容器12具有一进口14和一出口16。如图2中所示的，在所述压力容器12内，一过滤组件18包括数个沿一中心流道22同轴排列的滤盘20，所述中心流道22与所述出口16流体连接。每一滤盘20形成一垫片19，可选地由数个滤网支撑段24形成，为覆盖在所述滤盘20相对表面上的第一滤网21和第二滤网21提供平坦的环形支撑表面。每一垫片同样以一个或多个出口28为特征，所述出口28用于使过滤后的液体向内流至所述中心流道22，上述最佳地如图3A～4所示。装配时，这些第一滤网21及第二滤网21形成每一滤盘20的相对应的第一表面及第二表面。

所述过滤器10的若干不同方面其本身被认为是具有专利意义的，并在配合使用时是具有特殊价值的。以下介绍这些特征的部分。

滤网支撑构型

通过介绍本发明的本方面，应当注意的是，本发明的优选实施例是通常是增压系统，所述增压系统在1～20个大气压范围内的压力下(其中，非增加系统是指在0压力下)运行，并且在许多情况下是大于6个大气压，需要相应的使用一压力容器12，如上所述。相比开放系统，使用一封闭的增压系统可以允许更高的吞吐量，在开放系统中，任何驱动液体流经所述过滤器的压差(例如抽吸)固有地被限制在约0.4个大气压。

与大面积滤盘一起使用高液压可在所述过滤器垫片上形成非常大的压缩负荷。例如，对于所述过滤器上的压差的每一大气压，所述过滤器的每一表面的每平方厘米承受大约1kg的压力。对于一具有1平方米表面面积的过滤器，对应于每一表面5000平方厘米，所述滤盘承受的压缩力等于10吨(10000kg力)负荷每压差大气压。如果所述滤网在6个大气压的工作压力下为被过量的悬浮物短暂阻塞，所述垫片上的总压缩力将接近60吨。与此同时，为了最小化能量损耗并最大化吞吐量，应当尽可能最小化流经所述过滤段至所述中心流道22的流动阻抗，则需要一具有大流道的结构。

为了解决这些冲突问题，根据本发明的某些优选实施例，每一过滤段24被实现为一垫片，优选但非必须由高分子材料形成，具有分别支撑所述第一滤网21及第二滤网21的第一滤网支撑构型26及第二滤网支撑构型26。最优选地，所述滤网支撑构型26形成有一多孔形态，所述多孔形态开设于一表面的大部分面积，最佳地如图5A、5B及5D所示。在图5A～5F的特别优选但非限定地实施例中，所述滤网支撑构型26形成有一六边形的多孔形态，也即，每一格近似一两端开口的由六个平壁形成的六边形试管，所述六边形试管，每一平壁均为与六个最近相邻格中的一格共用。其他示例包括，但不限于，如图9C、11A及11B所示的由交叉径向肋及弧形肋所形成的约为四边形的多孔形态，以及，如图10所示的圆形多孔形态。优选地，多孔格的壁垂直于表面。这些结构在提供刚性结构支撑及流体穿过所述滤网的最小流动阻力是极为有效的。

根据一特别优选的选项，如图5D～5F所示，支撑构型26的多孔结构的朝外边缘27被形成为朝向表面的圆润边缘或减缩边缘，因而缩小了与所述滤网21接触的表面面积，用以增大可参与过滤过程的所述滤网的无阻碍表面面积。根据一可选的优选选项，如图9C所示，在支撑构型126与滤网121之间可以插入一层或多层网格129及131，因而为所述滤网提供额外的支撑，并使所述滤网与所述支撑构型26微微隔开。

优选地，所述垫片形成有一支撑肋30布置，用于在所述第一滤网支撑构型26及第二滤网支撑构型26之间保持一期望的间距。在一特别优选但非限定的实施例中，如此处所示的，每一过滤段24由两半24a、24b形成，具有互补的支撑肋30集合，所述互补的支撑肋30集合在装配时相配合以保持所述第一滤网支撑构型26与第二滤网支撑构型26间的间距。需要注意的是，所述过滤段24的单件(one-piece)实施例也在本发明的范围内。

最佳地如图5B及5C所示的，支撑肋30形成有一开口32样式(pattern)，提供至少在一径向向内朝向所述过滤段出口28的方向上的主要流道，因而允许过滤后的液体低流动阻抗引流(drainage)至所述中心流道22。总而言之，为了最小化流动阻抗，过滤段24的结构优选是这样的：每一过滤段的一内体积的至少20％，并更优选超过70％，是开放的以允许液体从所述滤网流至所述中心流道。换句话说，优选地，制成每一过滤段的高分子材料的总体积所占比例低于总体积的80％，并且在更优选的案例中，低于30％。

在本发明的某些优选实施例中，所述滤网是一金属滤网。在这种情况下，可以通过“焊接”更有利地实现将所述滤网21附着至滤盘20，“焊接”在此处被用作为一以任意过程实现的任何连接的统称，该任意过程通过在所述材料之一或两者均被融化或软化时将两种材料集合在一起以形成附着。例如通过应用加热并将所述滤网稍稍压在一热塑性聚合物上，或者通过超声波焊接，可以容易地实现该“焊接”。此外，或者可选择地，可以使用不同的粘合剂和/或通过额外的诸如夹子的机械夹紧构型将所述滤网固定在合适的位置上，来实现所述附着。图9A～9C图示了使用机械夹紧的一示例，其中，通过螺钉将沿着所述滤网121周长的夹紧条123固定至所述过滤段124，因而将所述滤网夹在合适的位置上。尽管使用一金属滤网被认为是特别有利的，本发明不同方面也可以被实施为由其他材料制成的滤网，诸如聚合物滤网材料及不同其他类型的布或网格。

可以在横跨所述滤网的多个位置上将所述滤网附着至所述滤盘20，或者仅在所述滤网的最内区域及最外围区域上发生附着，以及所述滤网截面的任意其他边缘上发生附着。需要注意的是，正交的(normal)过滤流趋于将所述滤网向所述滤网支撑构型26挤压，因此，所述滤网的附着不需要连续地横跨所述滤网支撑构型。然而，一反冲洗装置通常会产生一趋于使所述滤网脱离所述支撑构型的作用力。为此，需要注意的是，此处描述的所述过滤段的结构与以下描述的一反冲洗装置的优选实施例之间具有特殊的配合。

在本发明的某些优选实施例中，采用连续环状滤网层以单件形式覆盖所述滤盘的每一面。然而，在其他实施例中，考虑到为了适合本申请的尺寸而剪裁一较为昂贵的圆形滤盘的中心部分的损耗，优选地，使用两片或多片滤网覆盖每一滤网支撑总成。在这种情况下，可以沿着接合处，利用夹紧条123夹紧所述滤网，所述夹紧条123类似于以上描述的外周夹紧条。可选择地，可使滤网材料稍稍重叠，只要重叠部分是在所述反冲洗组件移动的尾随方向上，也即，面朝所述滤盘120，所述反冲洗装置在旋转方向上遇到的任何步骤都是一“向下(downward)”步骤。

模块化组装

现在转到本发明某些特别优选的实施例的一进一步特征，最佳地如图3A、3B及4所示的，每一滤盘20优选地包括一滤盘框34，所述滤盘框34用于接收数个过滤段24，以维持过滤段24被排列成一盘状。如此处所示的，滤盘框34优选地包括一衬套36，所述衬套36定义所述中心流道22的一段。最佳地如图3A及3B所示的，所述衬套36优选地用于与其他类似的衬套紧密配合在一起，使得所述过滤盘堆叠20的衬套一起定义穿过所述过滤盘堆叠20的所述中心流道22。

为实现所述衬套36间的密封连接，每一衬套36优选地形成有一基本上呈圆柱形的外挡板(skirt)38(图4)，所述外挡板38与位于所述衬套36另一侧的一互补的内挡板40形成密封的重叠关系。优选地，附加的轴向突出的联锁特征(features)42为相邻的滤盘20间提供一种防止滤盘间相对转动的联锁。

在此处所述的实施例中，所述滤盘框34的其余结构主要是由连接至一外固定箍46的径向撑杆44形成，其中，所述衬套36的部分和相邻撑杆44间的固定箍46定义一用于一过滤段24的容器。所述衬套36还以一每一过滤段24的流道开口48为特征，用于从过滤段出口28接收过滤后的液体流。

需要注意的是，根据本发明，使用定义了一中心流道22相应段的滤盘结构可以提供过滤组件设计的灵活性。特别地，整个组件可以按比例放大或缩小，用于在采用一套普通的用于组装及服务系统的模块化构件时，对满足于一给定安装环境的流量需求。因此，一较小的安装环境可以在一压力容器12内采用一单一滤盘或一对滤盘，而一较大的安装环境可以在一合适尺寸的压力容器12内采用五个或更多滤盘的堆叠，并在一些情况下采用十个或更多滤盘的堆叠。用于本发明中的一反冲洗组件的优选实施例也同样被实现为一模块化结构，如以下描述的。

变化的实施例

尽管此处描述的组装在一滤网框内的滤网支撑段的模块结构被认为是极为有益的，应当注意的是，一系列可选的滤盘结构也同样落入本发明的范围内。尤其地，图8～10涉及的本发明实施例中，过滤段124用于直接相互连接以形成滤盘120而不需要任何单独的滤盘框。可选地，如图10的变形中所示的，每一所述过滤段124的两半形成有联锁互补的突出125a和凹部125b，以及螺栓插座127，所述突出125a和凹部125b有助于确保相邻过滤段的正确排列，而所述螺栓插座127允许所述过滤段的两半在过滤段的边缘以螺栓连接在一起，并允许每一过滤段螺栓连接只一相邻过滤段。优选地，每一过滤段124还以一向内突出的孔眼133为特征，所述孔眼133接收一对准杆135(图8)，所述对准杆135保持整个过滤组件中的滤盘间的排列。

图11A和11B显示了一进一步的选择，其中由一单一成型的滤盘结构提供一连续的环形滤网支撑表面，典型地被实现为两个相似的半厚(half-thickness)环形垫片结构，该两个环形垫片结构结合在一起以形成所述滤盘垫片的全厚度。在每一实施例中，所述结构优选地包括多孔滤网支撑结构的所有上述特征及内支撑肋，以及如上所述的支撑所述滤网的其他结构。

在图8～11B的无滤网框实施例中，如图8所示，一体化的所述衬套优选地被连接导管136的简单分段所替代，该连接导管136在相邻的滤盘120间形成密封连接，进而定义穿过所述滤盘的所述中心流道122。优选地，通过拧紧对准杆135施加张力、滤盘120和连接管分段136收紧在一起来将组件夹紧在一起。

止逆阀

如图8所示的，本发明某些实施例的一附加特征是将一止逆阀190集成在所述过滤器的主体内，最优选的是作为所述出口116的一部分。如之前提及的，所述滤盘结构可以承受巨大的内部运行压力，但是任何施加于滤网一较大面积上的明显逆向压力将会存在使所述滤网脱离所述垫片的风险。为了预防在一宽泛运行条件下发生这种逆向压力，将一止逆阀190与所述过滤装置集成在一起是有益的。通过将所述止逆阀190设置在所述出口流道内可以尤其可靠地防止逆流。可以使用类型宽泛的止逆阀，一非限定性的优选实施例是一单一或两个铰接板止逆阀(hinged-flap check valve)。

反冲洗组件

为了允许本发明所述过滤系统的连续运转，进行配置以去除运行过程中积聚在所述滤网上的颗粒。不同于可通过使用喷嘴等实现清洗一过滤元件的开放式(大气压式)系统，在一封闭加压系统中，由水反向穿过所述滤网的反冲洗来执行滤网清洗。为了能进行整个过滤表面的高效反冲洗并防止能量损耗，一反冲洗喷嘴需要紧靠在所述滤网表面。尤其是在本发明的平行滤盘堆叠构型中，这种要求不容易被实现。

前述US5855799描述了一种实现滤盘堆放布局的反冲洗清洗方法。在该方法中，一固定的反冲洗构型被部署在滤盘的每一侧，跨越滤盘的整个径向尺寸。这导致了在任意时间均阻碍了滤网的一较大表面积。

相反地，本发明的某些优选实施例提供了位于可移动臂末端的反冲洗喷嘴，所述可移动臂与所述滤盘一起旋转，实现了在所述滤盘滤网表面上的一螺旋反冲洗扫描线路。以下将详细描述这种结构。

首先请参见图2A，根据本发明本方面的一优选实施的一反冲洗组件被统一标为50。此处，反冲洗组件50由一反冲洗排气管道52形成，一组反冲洗臂54a、54b从所述反冲洗排气管道52突出。反冲洗臂54a和54b在相邻滤盘20间延伸。图6A详细显示了一反冲洗臂54的优选实施例和相应的所述排气管道52段。

如图6B的放大图中更清晰显示的，每一反冲洗臂54a、54b以一吸头56a、56b为结尾，所述吸头56a、56b包含一喷嘴58，所述喷嘴58与所述第一滤网和第二滤网中的一个形成面对面关系。特别地，在图6A和6B所示的任意方向上，所述吸头56a的喷嘴面朝用于第一滤盘之一第二滤网表面的反冲洗清洗的页面内，同时，所述吸头56b的喷嘴58面朝用于第一滤盘之一第二滤网表面的反冲洗清洗的页面外，在所述过滤盘堆叠的每一端上，提供一单一反冲洗臂以清洗面向外的表面，同时，用于反冲洗臂的另一个连接点被阻塞。

为了允许每一吸头56a、56b与其对应的滤网紧密接触，每一反冲洗臂54a、54b优选地包括一提供所述反冲洗臂的大范围移动的枢轴布置60，以允许所述吸头跟随波动并与相应的所述第一滤网及第二滤网中的一个紧密接触。此处所述枢轴布置60被图示为一枢转互联，一柔性软管穿过所述枢转互联以为所述吸头提供连接。最优选地，所述柔性软管的固有弹性和/或一独立的弹性元件充当一偏置布置，将所述吸头喷嘴压向所对应的滤网。在此处图示的实施例中，所述反冲洗臂54a的一偏置布置趋于将所述反冲洗臂偏置至如图所示的页面内，同时，所述反冲洗臂54b的一偏置布置趋于将所述反冲洗臂偏置至如图所示的页面外。

应当注意的是，两个反冲洗臂在靠近其与反冲洗排气管道52的连接处枢转的这一特定实施例只是大量可提供根据本发明教诲的相似功能的实施例中的一个。例如，可选择的实施例采用一单一反冲洗臂，一对或反向偏置的支路从所述反冲洗臂突出，所述支路载有吸头56a和56b。所有这些变形均落入本发明的范围内。

不管滤网表面有任何起伏或变形，这种加载在所述反冲洗吸头上的偏置有助于保持所述吸头56a、56b与相对应的滤网表面间的紧密接触。然而，所述喷嘴直接摩擦所述滤网可能会引起所述滤嘴和/或滤网的过度快速磨损。为了最小化所述磨损，根据本发明某些特别优选的实施例，每一吸头包括至少一可旋转的滚轴62，部署所述滚轴62以提供所述吸头与相对应的第一滤网或第二滤网的滚动接触。部署所述滚轴62以维持所述滤网与所述喷头之间的一接近零的间隔，同时，还防止向所述喷头应用一明显的摩擦接触。

在如图6B中所示的一特别优选的实施例中，在横跨所述滤网的移动方向上部署于所述喷嘴58前面的一滚轴62被部署为一具有一中心间隔的分离滚轮或一不对成部署的单一滚轴，避免将在喷嘴清洗线路中的颗粒压向所述滤网。后方的滚轴可以是一完整圆柱形的滚轴。

图12、13A和13B所示的是一反冲洗组件150的变化实施例，所述反冲洗组件150在结构及功能上大致与上述的反冲洗组件50相似，再次地，用标号加上100来标注相同元件。在本实施例中，滚轴162被实现为一相对较大的滚轴，典型地，所述滚轴具有所述喷嘴158内径的至少两倍的直径，并优选地至少三倍的直径。所述滚轴162优选地由一耐磨非腐蚀性地材料制成，诸如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。尤其在使用一金属滤网中，选择一相对较大的滚轴并加之一适当的耐磨材料，有助于在越过滤网的高粗糙表面时降低滚轴的磨损。

此外，为了在所述反冲洗臂使用期内实现所述喷嘴158与所述滤网的零间隙，所述喷嘴158的一终端优选地形成有一横截面基本恒定的圆柱形端部，使得所述喷嘴的性质在所述喷嘴尖端逐渐磨损中不发生变化。特别地，通常最先发生所述喷嘴尖端的磨损，直至所述喷嘴与所述滚轴齐平并且所述滚轴对所述滤网产生接触负载。此外，如果所述滚轴162逐渐地磨损更多，所述喷嘴158会相应地被轻微磨损但不改变其几何结构，用以保持所述喷嘴与所述滤网间的接近零的间隙。

由一驱动布置操作所述反冲洗组件，所述驱动布置通常被标为图7中的64，所述驱动布置用于绕着所述过滤组件18的中心轴同步旋转所述过滤组件18，并往复移动所述反冲洗臂54b、54b，这样，所述吸头喷嘴穿过所述滤盘上的径向位置范围。这两种移动相结合的结果是：每一吸头喷嘴58沿着一螺旋移动轨迹横跨所述滤盘之一的相应表面，以实现完整覆盖每一滤盘滤网表面。

如图1和8所示的，所述过滤器10优选地提供一外部可及的连杆66和一外部可及的连杆68，所述连杆66用于转动所述滤盘堆叠的主轴，所述连杆68用于转动所述反冲洗臂的支撑结构。在这种情况下，所述反冲洗臂的支撑结构是所述反冲洗排气管道52本身。可选地，每一连杆66、68均可以形成有其自己的驱动构件，该驱动构件由一同步所述连杆移动的常规控制系统控制。更优选地，为了最小化对于附加位置传感器和控制构件的需求，所述驱动布置64用于由一单一电机的单向旋转产生所述过滤组件的旋转并往复移动所述吸头喷嘴。图7中显示了这种实施例的优选示例。

特别地，此处所示的所述驱动布置64包括一连接至一步降传输单元72的电机70，所述步降传输单元72具有一与所述连杆66驱动啮合的第一旋转输出74和一第二旋转输出76。所述第二旋转输出76驱动一凸轮轴78，所述凸轮轴78具有一环状螺旋槽(endlesshelical groove)，所述环状螺旋槽之后是一往复块80内的月牙状凸轮从动件(不可视)。这种机构被使用在各种环境并在诸如美国专利号No.4535642(从1985年起)的文件中揭露，该结构将来源于所述传输单元72的连续旋转输出转换为所述往复块80的匀速往复线性移动。所述往复块80通过一致动臂82连接至所述连杆68，使得所述往复块80的线性往复移动产生所述反冲洗组件的旋转往复运动。与所述滤盘及反冲洗组件的其他几何特性一起选择所述输出74与76的输出比率和所述凸轮轴78的螺旋槽的角度，以确保所述喷嘴58沿着一较小角度的螺旋路径横跨所述滤网的表面，使得所述喷嘴扫描的宽度完全覆盖所述滤网表面。

基于所述过滤器10的运行条件，所述反冲洗组件50可以连续运行或间歇运行。当间歇运行足够时，在反冲洗布置不运行的同时，一阀门布置(未显示)切断穿过所述反冲洗排气管道52的水流。可以根据一预定义的时间表激励所述反冲洗布置，和/或在例如根据压力传感器检测得的穿过所述滤网的压差(例如，进口压力和出口压力之间)输出高于某一阈值而需要时，触发所述反冲洗布置。

在常规条件下，足够频繁地执行所述过滤器的反冲洗以避免所述滤网的严重阻塞，并因而避免在所述滤盘上积聚主要压力。在典型的运行条件下，穿过所述滤网的压差应当小于约0.4bar。可选地，作为一对于结构完整性的附加保障措施，可以包括一压力释放阀88(图2)。所述压力释放阀88通常是闭合的，但是对超过某个阈值的压差是有应答，以开启一绕行所述滤网的旁通流道，优选地所述阈值被设为在0.5bar至1bar范围内的一给定值。在图2所示的实施例中，压力释放阀88位于所述中心流道22远离所述出口16的一端上。可选择地，所述压力释放阀可以在所述中心流道22的另一个位置上，诸如与所述出口16相邻，或者在一完全独立的、或甚至是一外置的，所述过滤器的所述进口与出口管道之间的旁通流道上。

最后，返回至图6A，可以注意的是，此处所示的所述反冲洗组件的优选实施例采用一模块化布局，在该布局中所述反冲洗排气管道52的一段与所述反冲洗臂54a、54b的每一对相结合。此处同样地，这便于从一些标准部分模块化组装并服务一用于具有不同滤盘数量的不同过滤器装置的一反冲洗组件。

可以理解的是，上述描述仅旨在起到示例的作用，并且，许多其他实施例可能落入本发明以附加的权利要求所定义的范围内。

Claims (11)

1.一种用于过滤一液体的过滤器，所述过滤器包括：

一压力容器，所述压力容器具有一进口、一出口及一反冲洗排气管道；

一过滤组件，所述过滤组件部署在所述压力容器内，所述过滤组件包括数个沿一中心流道同轴排列的滤盘，所述中心流道与所述出口形成流体连接，所述过滤组件可旋转地安装，从而绕着一中心轴旋转；每一所述滤盘包括一垫片，所述垫片具有朝外的第一滤网支撑构型及朝外的第二滤网支撑构型，并具有一用于使过滤后的液体向内流至所述中心流道的出口，所述垫片的所述第一滤网支撑构型及第二滤网支撑构型支撑与每一滤盘的第一表面及第二表面相匹配形成的第一滤网及第二滤网，所述进口位于所述过滤组件的外部，用以将所述液体引入所述压力容器中，使得所述液体通过所述第一滤网及第二滤网至所述滤盘的内部并通过所述中心流道到达所述出口而被过滤；以及

一反冲洗组件，所述反冲洗组件包括：

一反冲洗臂，所述反冲洗臂在相邻的所述数个滤盘的之间延伸，所述反冲洗臂以一吸头为一尾端，其中所述吸头包含：一吸头喷嘴，与所述第一滤网和所述第二滤网中的一个形成面对面关系；及至少一可旋转的滚轴，配置用以与所述第一滤网及第二滤网中的一个进行滚动接触；

一枢轴布置，用于所述反冲洗臂的适应性移动，以使所述吸头喷嘴与所述第一滤网及第二滤网中的一个紧密接触；以及

一驱动布置，用于绕着所述中心轴同步旋转所述过滤组件，并移动所述反冲洗臂，使得所述吸头喷嘴穿过所述滤盘上的径向位置范围，因而引起所述吸头喷嘴沿着一螺旋移动轨迹横跨所述滤盘一表面，所述反冲洗组件与所述反冲洗排气管道形成流体连接，以便产生从所述滤盘的内部通过所述吸头喷嘴到所述反冲洗排气管道的一反冲洗流。

2.如权利要求1所述的过滤器，其中，所述第一滤网支撑构型及第二滤网支撑构型具有一多孔形态，所述多孔形态开设于一表面的大部分面积，所述垫片进一步包括一支撑肋布置，所述支撑肋用于保持所述第一滤网支撑构型与第二滤网支撑构型之间的间距。

3.如权利要求2所述的过滤器，其中，每一所述垫片的至少20％内部体积是敞开的，以允许液体从所述第一滤网及第二滤网流至所述中心流道。

4.如权利要求2所述的过滤器，其中，每一所述垫片的朝外的所述第一滤网支撑构型是由至少一厚度半值的第一垫片段形成的，并且其中，每一所述垫片的朝外的所述第二滤网支撑构型是由至少一厚度半值的第二垫片段形成的，所述第一垫片段和所述第二垫片段具有互补的支撑肋集合，所述互补的支撑肋集合在装配时相配合以保持所述第一滤网支撑构型与第二滤网支撑构型间的间距。

5.如权利要求4所述的过滤器，其中，每一所述垫片由一单一环状第一垫片段和一单一环状第二垫片段形成。

6.如权利要求4所述的过滤器，其中，每一所述垫片由数个第一垫片段和数个第二垫片形成。

7.如权利要求2所述的过滤器，其中，所述第一滤网支撑构型及第二滤网支撑构型形成有一四边形或六边形的多孔形态。

8.如权利要求2所述的过滤器，其中，所述第一滤网和所述第二滤网仅沿着所述第一滤网及第二滤网的外围附着至所述滤盘。

9.如权利要求1所述的过滤器，其中，所述反冲洗臂是插在一对相邻滤盘之间的一对反冲洗臂中的一个，并且其中，所述枢轴布置用于适应所述一对反冲洗臂的一第一臂的移动以接触一第一滤盘的一第二滤网，并且适应所述一对反冲洗臂的一第二臂的移动以接触一第二滤盘的一第一滤网。

10.如权利要求1所述的过滤器，其中，所述驱动布置用于由一单一电机的单向旋转产生所述过滤组件的旋转并往复移动所述吸头喷嘴。

11.如权利要求1所述的过滤器，其中，所述枢轴布置包括一偏置布置，所述偏置布置被部署为用于偏置所述反冲洗臂，从而将所述吸头喷嘴压向所述第一滤网和第二滤网中的一个。

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