CN108662199A - 一种反冲过滤系统用四通阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种反冲过滤系统用四通阀，而反冲过滤系统用于从液体中去除固体杂质或者从气体中去除固体杂质或者液滴，通过反冲把过虑体上的杂质冲洗干净，从而回复过滤体的过滤功能；本发明主要针对中国发明专利ZL2011 1035 3118.9的不足提出改进，以解决该技术方案中四通阀反冲洗时进水流量不足，影响反冲洗效果，阀体三个进出口相互位置分布单一以及密封不易等问题，通过增加相关进出口的大小以及采用端面密封设计，有效克服了不足。

Description

一种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，或从气体中去除固体颗粒或液滴，考虑到用词习惯，文中用“水”字代表流体。
背景技术
中国发明专利ZL201110353118.9介绍了反冲过滤系统用四通阀，解决了反冲过滤系统以往过于复杂的问题，但其存在一些缺点，例如反冲洗时进水及出水的流道面积变小，影响反冲洗效果；又如阀体的三个径向进出口中心点所成三角形为正三角形，影响阀门设计的灵活性，尤其是设计整体式反冲洗系统时。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种反冲过滤系统用四通阀，解决以往同类阀门反冲洗时流道面积变小以及阀体三个径向进出口相互位置单一的问题。
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独立权利要求的主题；方案如下：一种反冲过滤系统用四通阀，所述反冲过滤系统(1)主要用于从水体或气体中去除杂质，所述四通阀包括阀体(3)和中心轴一端设有阀杆的回转体阀芯(2)，阀芯(2)中心轴的另一端设有阀芯进出口IV(16)，在其径向设有三个进出口，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)，阀芯进出口IV(16)与阀芯进出口I(13)连通形成一条流道，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)连通形成一条流道，一条进水，一条排污，两条流道互不连通；包裹住阀芯(2)的阀体(3)也有四个进出口，其中三个径向进出口，分别是阀体进出口I(9)、阀体进出口II(10)和阀体进出口III(11)，最后是轴向的阀体进出口IV(12)，阀体进出口I(9)和阀体进出口III(11)分别用于连接两个过滤单元I(4)和II(7)，阀体进出口II(10)和阀体进出口IV(12)用于连接排污或进水，阀芯进出口IV(16)和阀体进出口IV(12)相连通，当阀体进出口IV(12)用于连接进水口时，阀芯进出口IV(16)与阀芯进出口I(13)所成流道为进水道，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)所成流道为排污道，阀体进出口I(9)和阀体进出口III(11)以及阀芯进出口I(13)中至少有一个大于阀芯进出口IV(16)和A两者之中的小者，A为阀芯进出口IV(16)以前流道的最小横断面积；当阀体进出口II(10)用于连接进水时，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)连通所成流道为进水道，阀芯进出口IV(16)与阀芯进出口I(13)连通所成流道为排污道，阀体进出口I(9)、阀体进出口II(10)、阀体进出口III(11)、阀芯进出口II(14)以及阀芯进出口III(15)中至少有两个大于阀体进出口II(10)和A两者之中的小者，A为阀体进出口II(10)以前流道的最小横断面积。
转动阀芯(2)，可以使进水进入其中一个过滤单元而排污道不通，该过滤单元处于过滤工作状态；关闭净水阀，当阀芯(2)转到合适位置时，进水进入其中一个过滤单元，而排污道连接通另一个过滤单元和排污口，系统处于反冲洗状态。
在实际生产中，柱面、锥面或者球面等的硬密封都有一定的加工难度，生产成本高，而软密封的效果又难以令人满意，平面硬密封效果好，成本也不算太高，因此有时有必要采用端面密封：在阀体(3)内增加一个阀座(20)，两者固定在一起，阀座(20)在轴向有流道连通阀体进出口IV(12)与阀芯进出口IV(16)，阀座有三个端面进出口，分别为阀座端面进出口I(21)、阀座端面进出口II(23)和阀座端面进出口III(25)，在径向有三个径向进出口，分别是阀座径向进出口I(22)、阀座径向进出口II(24)和阀座径向进出口III(26)，阀座径向进出口I(22)与阀座端面进出口I(21)连通，阀座径向进出口II(24)与阀座端面进出口II(23)连通，阀座径向进出口III(26)与阀座端面进出口III(25)连通；阀座径向进出口I(22)、阀座径向进出口II(24)和阀座径向进出口III(26)分别依次与阀体进出口I(9)、阀体进出口II(10)和阀体进出口III(11)连通；阀芯(2)的三个进出口阀芯进出口I(13)、阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)都被设置于端面，其中阀芯进出口I(13)与阀芯进出口IV(16)连通形成一条流道，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)连通形成一条流道，一条进水，一条排污，两条流道互不连通；当阀体进出口IV(12)用于连接进水时，阀芯进出口I(13)与阀芯进出口IV(16)形成流道为进水道，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)所成流道排污道，阀座端面进出口I(21)和阀座端面进出口III(25)以及阀芯进出口I(13)中至少有一个大于阀芯进出口IV(16)和A两者之中的小者，A为阀芯进出口IV(16)以前流道的最小横断面积；当阀体进出口II(10)用于连接进水时，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)所成流道为进水道，阀芯进出口IV(16)与阀芯进出口I(13)所成流道为排污道，阀座端面进出口I(21)、阀座端面进出口II(23)、阀座端面进出口III(25)、阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)中至少有两个大于阀座端面进出口II(23)和A两者之中的小者，A为阀座端面进出口II(23)以前流道的最小横断面积。
整合四通阀、两个过滤单元以及相关管件，会使整个反冲过滤系统会更为简洁美观。
使进入过滤单元的进出口流道面积增加一倍多，阀体则可以采用“Y”型结构，而阀芯采用正三角形分布会令设计相对简单。
在设计整体式反冲过滤系统时，有时需要大幅增加进入过滤单元的进出口流道面积，这样在安排阀门在系统中的位置以及进出口的方向角度时变得游刃有余。
以上结构，允许两个过滤单元分别处于过滤或者反冲洗状态，实际上，对于用户而言，只要两个过滤体都能被反冲洗干净，只允许一个过滤体可以处于过滤状态也没什么不可，比如只允许过滤体I(5)处于过滤工作状态，另一个过滤体II(8)只可以提供净水以实现对过滤体I(5)反冲洗，或者被过滤体I(5)提供的净水进行反冲洗，如此一来，阀门的结构就会简化。
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。
本发明的优选示例性实施方式在附图中和发明详述中表示，相同的符号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示意性表示阀体进出口IV(12)为进水口，过滤体II(8)被反冲洗的反冲过滤系统截面。
图2示意性表示阀体进出口IV(12)为进水口，过滤体I(5)被反冲洗的反冲过滤系统截面。
图3示意性表示阀体进出口IV(12)为进水口，过滤体II(8)于过滤状态的反冲过滤系统截面。
图4示意性表示阀体进出口IV(12)为进水口，过滤体I(5)于过滤状态的反冲过滤系统截面。
图5示意性表示阀体进出口II(10)为进水口，过滤体II(8)于过滤状态的阀门截面。
图6示意性表示阀体进出口II(10)为进水口，过滤体II(8)被反冲洗的阀门截面。
图7示意性表示阀体进出口II(10)为进水口，过滤体I(5)被反冲洗的阀门截面。
图8示意性表示阀体进出口II(10)为进水口，过滤体I(5)于过滤状态的阀门截面。
图9示意性表示阀体进出口IV(12)为进水口，过滤体II(8)于过滤状态的端面密封阀门截面。
图10示意性表示阀体进出口IV(12)为进水口，过滤体II(8)被反冲洗的端面密封阀门截面。
图11示意性表示阀体进出口IV(12)为进水口，过滤体I(5)于过滤状态的端面密封阀门截面。
图12示意性表示阀体进出口IV(12)为进水口，过滤体I(5)被反冲洗的端面密封阀门截面。
图13示意性表示整合端面密封四通阀、两个过滤单元以及相关管件的反冲过滤系统局部剖面。
具体实施方式
根据图1，反冲过滤系统1包括四通阀3，过滤单元I 4、过滤单元II 7以及连接件6，过滤单元I 4和过滤单元II 7内分别装有适合反冲洗的过滤体I 5和过滤体II 8，四通阀3包括阀体3和中心轴一端设有阀杆的回转体阀芯2，阀芯2中心轴的另一端设有阀芯进出口IV 16，在其径向设有三个进出口，分别是阀芯进出口I 13、阀芯进出口II 14和阀芯进出口III15，阀芯进出口IV 16与阀芯进出口I 13连通形成一条流道，阀芯进出口II 14与阀芯进出口III15连通形成一条流道，两条流道互不连通；包裹住阀芯2的阀体3也有四个进出口，其中三个径向进出口，分别是阀体进出口I 9、阀体进出口II 10和阀体进出口III11，最后是轴向的阀体进出口IV 12，阀体进出口I 9和阀体进出口III11分别连接两个过滤单元I 4和II 7，阀体进出口II 10用于连接排污，阀体进出口IV 12用于连接进水，阀芯进出口IV16和阀体进出口IV 12相连通；阀体进出口I 9和阀体进出口III11以及阀芯进出口I 13中至少有一个大于阀芯进出口IV 16和A两者之中的小者，A为阀芯进出口IV 16以前流道的最小横断面积。
阀体进出口I 9和阀体进出口III11比阀体进出口II 10和阀体进出口IV 12大一倍多。
阀芯进出口I 13、阀芯进出口II 14和阀芯进出口III15的中心点所成三角形为正三角形。
阀体进出口I 9、阀体进出口II 10和阀体进出口III11的中心点所成三角形为等腰三角形。
过滤单元I 4、过滤单元II 7分别与阀体进出口I 9和阀体进出口III11连接，连接件6连接过滤单元I 17、过滤单元II 18以及经过滤水出口19，在经过滤水出口19处连接有阀门(未示出)
当阀芯2转到所示位置时，关闭经过滤水出口19处连接阀门(未示出)，水沿着进出口12、16、13、9、5、17、18、8、11、15、14、10流动，杂质被从阀体进出口II 10排出，过滤体II 8被反冲洗。
根据图2，当阀芯2转到所示位置时，关闭经过滤水出口19处连接阀门(未示出)，水沿着进出口12、16、13、11、8、18、17、5、9、14、15、10流动，杂质被从阀体进出口II 10排出，过滤体I 5被反冲洗。
根据图3，当阀芯转到所示位置时，排污道被堵住，水只能沿着进出口12、16、13、11、8、18、19流动，过滤体II 8处于过滤状态。
根据图4，当阀芯转到所示位置时，排污道被堵住，水只能沿着进出口12、16、13、9、5、17、19流动，过滤体I 5处于过滤状态。
根据图5，当阀体进出口II 10作为进水口时，阀体进出口IV 12就是排污口，阀芯进出口II 14与阀芯进出口III15所成流道为进水道，阀芯进出口IV 16与阀芯进出口I 13所成流道为排污道，与过滤单元等的连接同图4，这里只示出阀门截面。
阀芯进出口II 14和阀芯进出口III15既是进水道的进水口，又是进水道的出水口，要保证在切换时仍有足够的流量，同时增大两个进出口是可行的办法，如图所示，阀芯进出口II 14和阀芯进出口III15都远比阀体进出口II 10大。
阀体进出口I 9与阀体进出口III11所成角度为113.2°，阀体进出口I 9、阀体进出口II 10、阀体进出口III11、阀芯进出口II 14以及阀芯进出口III15中至少有两个大于阀体进出口II 10和A两者之中的小者，A为阀体进出口II 10以前流道的最小横断面积，才有可能保证两个过滤体既能处于过滤状态，又能处于被反冲状态，并有足够的流量。
阀芯2转到所示位置时，排污道被堵住，水只能沿着进出口10、14、15、11、8、18、19流动，过滤体II 8处于过滤状态。
根据图6，阀芯2转到所示位置时，水沿着进出口10、15、14、9、5、17、18、8、11、13、16、12流动，过滤体II8处于被反冲洗状态。
根据图7，阀芯2转到所示位置时，水沿着进出口10、14、15、11、8、18、17、5、9、13、16、12流动，过滤体I 5处于被反冲洗状态。
根据图8，阀芯2转到所示位置时，排污流道被堵住，水只能沿着进出口10、14、15、9、5、17、19流动，过滤体I 5处于过滤状态。
根据图9，为四通阀采用端面密封结构时阀芯2在略高于密封面的剖面，在阀体3内(未示出)增加与阀芯2配合工作的阀座20，阀体3(未示出)与阀座20紧密的固定在一起，阀座20在轴向有流道连通阀体进出口IV 12与阀芯进出口IV 16，阀座有三个端面进出口，分别为阀座端面进出口I 21、阀座端面进出口II 23和阀座端面进出口III25，在径向有三个径向进出口，分别是阀座径向进出口I 22、阀座径向进出口II 24和阀座径向进出口III26，阀座径向进出口I 22与阀座端面进出口I 21连通，阀座径向进出口II 24与阀座端面进出口II 23连通，阀座径向进出口III26与阀座端面进出口III25连通；阀座径向进出口I 22、阀座径向进出口II 24和阀座径向进出口III26分别依次与阀体进出口I 9(未示出)、阀体进出口II 10(未示出)和阀体进出口III11(未示出)连通。
阀芯2的三个进出口阀芯进出口I 13、阀芯进出口II 14和阀芯进出口III15都被设置于端面，其中阀芯进出口I 13与阀芯进出口IV 16连通形成进水道，阀芯进出口II 14和阀芯进出口III15连通形成排污道，两道互不连通，与进水道相连的阀体进出口IV 12为进水口，与排污道相连的阀体进出口II 10(未示出)为排污口；阀座端面进出口I 21和阀座端面进出口III25以及阀芯进出口I 13中至少有一个大于阀芯进出口IV 16和A两者之中的小者，A为阀芯进出口IV 16以前流道的最小横断面积。
阀座端面进出口I 21和阀座端面进出口III25比阀座端面进出口II 23大，在整体式反冲过滤系统中，这样的设计使得对阀芯位置以及各个进出口方向的安排更灵活，更好的满足实际需要，比如图中阀座20径向进出口I 22、阀座端面进出口I 21、阀座径向进出口III26以及阀座端面进出口III25的下缘都是平的，这种设计会使反冲洗时排污流道平顺，又能使得阀芯位置尽可能的上移，更靠近两个过滤单元，从而使得整个系统更紧凑。
有利必有弊，阀座端面进出口的增大意味着水对密封面的冲刷增加，从而降低密封面的使用寿命，因此设计时要进行综合考虑。
所示阀芯进出口I 13与阀座端面进出口III25连通，而排污流道被堵住，系统处于过滤状态。
根据图10，阀芯进出口I 13与阀座端面进出口I 21连通，而排污流道畅通，系统处于反冲洗状态。
根据图11，阀芯进出口I 13与阀座端面进出口I 21连通，而排污流道被堵住，系统处于过滤状态。
根据图12，阀芯进出口I 13与阀座端面进出口III25连通，而排污流道畅通，系统处于反冲洗状态。
由上文进行简单推理可知，采用端面密封的四通阀同样可以把阀体进出口II 10作为进水口，阀体进出口IV 12为排污口，阀座端面进出口I 21、阀座端面进出口II 23、阀座端面进出口III25、阀芯进出口II 14和阀芯进出口III15中至少有两个大于阀座端面进出口II 23和A两者之中的小者，A为阀座端面进出口II 23以前流道的最小横断面积。
根据图13，端面密封四通阀、两个过滤单元以及相关管件被整合在一起，构成整体式的反冲过滤系统，系统结构变得更为紧凑，其工作原理跟分体式一样，任何一个过滤单元都可以是处于过滤或者被反冲洗的状态。
以上结构，允许两个过滤体分别处于过滤或者反冲洗状态，实际上，对于用户而言，只要两个过滤体都能被反冲洗干净，只允许一个过滤体可以处于过滤状态也可，比如只有过滤体I 5被允许处于过滤工作状态，另一个过滤体II 8只可以提供净水以实现对过滤体I 5反冲洗，或者被过滤体I 5提供的净水进行反冲洗，如此一来，阀门的结构就可简化。
可以在阀杆上安装手动的手柄，也可以安装电动执行器或其他执行器以实现自动反冲洗；可以定时自动反冲洗，也可以在原水与过滤后净水之间安装压差传感器，当压差传感器的数值达到设定值时，给执行器发送信号，执行器执行反冲洗，冲洗完后回复正常过滤工作状态。

Claims (6)

1.一种反冲过滤系统用四通阀，所述反冲过滤系统(1)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)和中心轴一端设有阀杆的回转体阀芯(2)，阀芯(2)中心轴的另一端设有阀芯进出口IV(16)，在其径向设有三个进出口，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)，阀芯进出口IV(16)与阀芯进出口I(13)连通形成一条流道，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)连通形成一条流道，两条流道互不连通；包裹住阀芯(2)的阀体(3)也有四个进出口，其中三个径向进出口，分别是阀体进出口I(9)、阀体进出口II(10)和阀体进出口III(11)，还有一个轴向阀体进出口IV(12)，阀体(3)的两个阀体进出口I(9)和阀体进出口III(11)用于分别连接两个过滤单元I(4)和II(7)，余下的两个阀体进出口II(10)和阀体进出口IV(12)分别连接排污或进水，阀芯进出口IV(16)和阀体进出口IV(12)相连通；当阀体进出口IV(12)用于连接进水时，阀芯进出口IV(16)与阀芯进出口I(13)连通所成流道为进水道，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)连通所成流道排污道，此时阀体进出口I(9)和阀体进出口III(11)以及阀芯进出口I(13)中至少有一个大于阀芯进出口IV(16)和A两者之中的小者，A为阀芯进出口IV(16)以前流道的最小横断面积；当阀体进出口II(10)用于连接进水时，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)连通所成流道进水道，阀芯进出口IV(16)与阀芯进出口I(13)连通所成流道为排污道，此时阀体进出口I(9)、阀体进出口II(10)、阀体进出口III(11)、阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)中至少有两个大于阀体进出口II(10)和A两者之中的小者，A为阀体进出口II(10)以前流道的最小横断面积。
2.如权利要求1所述的一种反冲过滤系统用四通阀，其特征在于在阀体(3)内增加一个阀座(20)，两者固定在一起，阀座(20)在轴向有流道连通阀体进出口IV(12)与阀芯进出口IV(16)，阀座(20)有三个端面进出口，分别为阀座端面进出口I(21)、阀座端面进出口II(23)和阀座端面进出口III(25)，在径向有三个径向进出口，分别是阀座径向进出口I(22)、阀座径向进出口II(24)和阀座径向进出口III(26)，阀座径向进出口I(22)与阀座端面进出口I(21)连通，阀座径向进出口II(24)与阀座端面进出口II(23)连通，阀座径向进出口III(26)与阀座端面进出口III(25)连通；阀座径向进出口I(22)、阀座径向进出口II(24)和阀座径向进出口III(26)分别依次与阀体进出口I(9)、阀体进出口II(10)和阀体进出口III(11)无渗漏连通，阀体(3)的两个阀体进出口I(9)和阀体进出口III(11)分别连接两个过滤单元I(4)和II(7)，余下的两个阀体进出口II(10)和阀体进出口IV(12)分别连接排污或进水；阀芯(2)的三个进出口阀芯进出口I(13)、阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)都被设置于端面，其中阀芯进出口I(13)与阀芯进出口IV(16)连通形成一条流道，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)连通形成另一条流道，两条流道互不连通；当阀体进出口IV(12)用于连接进水时，阀芯进出口IV(16)与阀芯进出口I(13)连通所成流道为进水道，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)连通所成流道为排污道，此时阀座端面进出口I(21)和阀座端面进出口III(25)以及阀芯进出口I(13)中至少有一个大于阀芯进出口IV(16)和A两者之中的小者，A为阀芯进出口IV(16)以前流道的最小横断面积；当阀体进出口II(10)用于连接进水时，阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)连通所成流道为进水道，阀芯进出口IV(16)与阀芯进出口I(13)连通所成流道为排污道，此时阀座端面进出口I(21)、阀座端面进出口II(23)、阀座端面进出口III(25)、阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)中至少有两个大于阀座端面进出口II(23)和A两者之中的小者，A为阀座端面进出口II(23)以前流道的最小横断面积。
3.如权利要求1所述的一种反冲过滤系统用四通阀，其特征在于阀体(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。
4.如权利要求2所述的一种反冲过滤系统用四通阀，其特征在于阀体(3)、阀芯(2)、阀座(20)、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。
5.如权利要求1或3所述的一种反冲过滤系统用四通阀，其特征在于阀体进出口I(9)和阀体进出口III(11)比阀体进出口II(10)和阀体进出口IV(12)大一倍多，三个径向阀芯进出口I(13)、阀芯进出口II(14)和阀芯进出口III(15)的中心点所成三角形为正三角形，三个阀体进出口I(9)、阀体进出口II(10)和阀体进出口III(11)的中心点所成三角形为等腰三角形。
6.如权利要求1至4中任一项所述的一种反冲过滤系统用四通阀，其特征在于过滤体I(5)和过滤体II(8)中只有一个比如过滤体I(5)被允许处于过滤工作状态，另一个过滤体II(8)只可以提供净水以实现对过滤体I(5)反冲洗，或者被过滤体I(5)提供的净水进行反冲洗。
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