CN112739442B

CN112739442B - 液体过滤系统

Info

Publication number: CN112739442B
Application number: CN201980061985.XA
Authority: CN
Inventors: 塔米尔·伊泰; 洛恩·贝尔福特
Original assignee: Netafim Ltd
Current assignee: Netafim Ltd
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2019-09-11
Publication date: 2023-05-05
Anticipated expiration: 2039-09-11
Also published as: US20210214240A1; MX2021003140A; CN112739442A; WO2020065431A1; IL281704A; US11827530B2; BR112021005123A2

Abstract

一种介质过滤器，包括入口和扩散器，该扩散器轴向地位于入口的下方，用于将经由入口进入过滤器的液体分布到过滤器中的介质上。扩散器包括大致垂直于过滤器轴线延伸的一个或更多个构件。

Description

液体过滤系统

技术领域

本发明的实施例涉及液体过滤系统，特别是涉及介质过滤系统。

背景

农业应用中使用的水过滤系统可以包括具有入口和出口的金属或塑料罐以及位于其间的介质床(bed of media)(例如沙子、泥炭等)。当液体流过时，液体中的颗粒可以被介质物理地去除。

例如，US4458059描述了一种液体过滤系统，该液体过滤系统包括罐、间隔开的液体入口管和液体出口管。在罐中在液体入口和液体出口之间放置有多孔过滤器，多孔过滤器具有多个模块，每个模块包括粘结在一起的颗粒的自支撑主体，并且过滤器主体的上游部分包含细骨料层，而下游部分包含较粗骨料层。

在某些情况下，撞击在过滤器内的介质床上的液体流可能会促使介质大幅移动，可能会在床内形成堆(piles)，这可能会随着时间的推移降低过滤效率。

图1示意性地示出了过滤器1，其中这样形成的介质堆2在床的中央区域形成，导致在介质用于形成堆而被移除的位置(例如在介质的周边区域)在过滤器的出口的流出部分3的上方产生减小的介质厚度“d”。这种减小的介质厚度“d”可能会损害过滤效果。

减少和/或限制在这种过滤器中所使用的介质床内的这种堆的形成可以提高过滤效率。

概述

结合系统、工具和方法描述和图示了下列实施例及其方面，这些系统、工具和方法意在是示例性和说明性的，而在范围上是非限制性的。

在一个实施例中，提供了一种介质过滤器，其具有轴线，并且包括入口和扩散器，该扩散器轴向地位于入口的下方，用于将经由入口进入过滤器的液体分布到过滤器中的介质上，扩散器包括圆形基部，圆形基部大致垂直于过滤器的轴线，基部包括中央芯部和多个翼片，该多个翼片远离芯部径向地延伸翼片，以在相邻的翼片之间形成间隙，其中每个间隙随着其远离芯部延伸而扩大。

在另一个实施例中，提供了一种介质过滤器，其具有轴线并且包括入口和扩散器，该扩散器轴向地位于入口的下方，用于将经由入口进入过滤器的液体分布到过滤器中的介质上，扩散器包括上部冲击构件和下部冲击构件，并且进入过滤器的液体在分别冲击上部冲击构件和下部冲击构件时形成上流型和下流型(upper and lower flow patterns)，其中上流型和下流型的至少一部分合并以形成大致远离轴线向侧面延伸的组合流型。

除了上述描述的示例性的方面和实施例之外，通过参考附图和研究下面的详细描述，另外的方面和实施例将变得明显。

附图简述

在参考的附图中图示了示例性实施例。旨在本文所公开的实施方案和附图应被认为是说明性的而非限制性的。然而，本发明(就组织和操作方法两者而论)连同其目标、特征和优点可以通过在结合附图阅读时参考下面的详细描述被最好地理解，在附图中：

图1示意性地示出了一种可能的过滤器，其中在执行过滤程序一段时间后，过滤器内的介质床可在床的中央位置堆积起来；

图2示意性地示出了本发明的介质过滤器的实施例，其中过滤器内的介质床的堆积可以显著减少；

图3示意性地示出了本发明的介质过滤器的实施例的透视图；

图4示意性地示出了图3的过滤器的局部剖视图，展现了可能在过滤器内使用的扩散器的实施例；

图5A至图5C示意性地示出了扩散器的实施例的各种视图，该扩散器大致类似于例如图4中的扩散器；

图6A至图6C示意性地示出了本发明的扩散器的另外的实施例的各种视图；

图7示意性地示出了本发明的介质过滤器的另一个实施例的透视图；

图8示意性地示出了图7的过滤器的局部剖视图，展现了可能在过滤器中使用的扩散器的实施例；和

图9A和图9B示意性地示出了扩散器的实施例的各种视图，该扩散器大致类似于例如图8中的扩散器；

应理解，为了简单和清楚地说明，在附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外，在适当的情况下，附图标记可以在附图内重复，用于表示类似的元件。

详细描述

首先注意图2，其示出了根据本发明的实施例的介质过滤器10的可能视图。过滤器10包括入口14、出口16和位于入口和出口之间的介质12(例如沙子、泥炭等)的床。过滤器10还包括出口的流出部分13，用于将过滤后的液体引导出过滤器；此处还示出过滤器10包括扩散器18的实施例，扩散器18适用于对进入过滤器的液体在介质床上进行特定的分布。

在预定的过滤程序之前，过滤器10可被布置成在流出部分13周围具有介质厚度“D”，并且由扩散器18设定的液体分布可被布置成基本上保持介质厚度更接近“D”，而不是图1中关于现有介质过滤器所示的较薄的厚度“d”(其中尺寸“d”在图1中被示出为至少在介质床的周边区域存在)。

经由入口14进入过滤器10的液体(由虚线标记)流动经过扩散器18，进而与介质12相互作用，并经由出口16离开过滤器。进来的液体与扩散器18的相互作用允许至少一些液体以朝向介质的大致向下的方向和大致向侧面地穿过扩散器(参见图4中所示的虚线)。在使用过程中，过滤器通常也在介质12上方填充有液体，并且进来的液体流(相应地由图4中的虚线表示)在其流入过滤器时抛落在过滤器内的现有液体上。

当液体流过介质床时，液体中的颗粒可以被介质床物理地去除。过滤器10可用于各种应用中，例如在位于系统上游部分的灌溉系统中，以从液体中去除原本会堵塞系统内的流体通道的颗粒。

注意图3中过滤器10的透视图，过滤器10大致类似于前面所示和讨论的过滤器。图4示意性地示出了图3的横截面视图，其展示了扩散器18的实施例，扩散器18位于过滤器内、在过滤器的入口14之后，以便将进入过滤器的液体分布在过滤器的位于过滤器内和扩散器下方的介质12的床上。

图5A至图5C示意性地示出了扩散器18的实施例，该扩散器18可适合用作图2至图4中所示的过滤器的扩散器。该示例中的扩散器18包括大致圆形的基部181和从基部向上延伸的支腿182，并且每个支腿在上端附接到过滤器的大致邻近入口14的部分。

扩散器18具有相对于基部大致竖直延伸的轴线X，并且扩散器的支腿可以布置成在轴向方向上延伸，并且关于轴线X对称分布。基部181具有中央芯部183，并且轴线X可以布置成延伸穿过芯部的中心。另外，基部181包括翼片184，翼片184远离芯部径向延伸，可能地，关于轴线X对称分布。

所示的每个翼片184可以在围绕轴线X的周向方向上与其相邻的翼片间隔开间隙185。在图5所示的示例中，每个间隙185随着其远离芯部183径向地延伸而扩大。在这个示例中，这种扩大可以通过将每个间隙185限定为在远离芯部183的方向上彼此分岔开的两个边缘1851之间的边界来实现。

此外，在图5所示的示例中，每个间隙185可以被布置成在其离芯部最远的径向外侧处包括开口端186。这种开口端186可以促使被包含在进来的液体中遇到扩散器的砂砾/颗粒被向侧面冲出扩散器，从而基本上不会堵塞间隙185。

注意图6A，其示出了扩散器的实施例，该扩散器大致类似于图5中的扩散器，但是此处在每个间隙的离芯部最远的径向外侧处包括封闭端186。

注意图6B，其示出了包括孔阵列187形式的间隙的扩散器的实施例。沿着远离芯部的径向方向延伸的孔可以被布置成尺寸增加，因此每个孔阵列可以被定义为随着其远离芯部延伸而扩大。在这个例子中，这种扩大可以通过将每个孔阵列187限定为在远离芯部的方向上彼此分岔开的两个边缘1851之间的边界来实现。

注意图6C，图6C示出了间隙的又一实施例，此处为沿径向向外方向相继堆叠的圆弧段的形式。界定几个圆弧段的边界的半径1851、1852形成这种间隙(该间隙沿径向向外方向扩大)的组。

已经发现，这种每个“间隙”的随着其远离扩散器的芯部183延伸而在扩大程度上的增加减少了在这种过滤器中使用的介质床中形成堆的可能性。

注意图7，其示出了过滤器100的实施例，该过滤器100包括入口和出口以及位于入口和出口之间的介质床。另外注意图8，该实施例中的过滤器100可被视为包括与扩散器18不同结构的扩散器1800。可以看到过滤器100包括外部壳体，该外部壳体具有上部球形部分A和轴向地位于部分A下方的下部大致圆柱形的部分B

优选地，扩散器1800的操作冲击构件被设定成将进来的液体流分向侧面，可以被布置成基本上轴向地位于过滤器的部分B内。这种优选可能是为了减少被扩散器1800向侧面引导的液体流被过滤器的球形部分A的弯曲表面向下转向的可能性。这种向下的液体流型如果形成的话可能会促使在过滤器的介质中堆的堆积，从而导致过滤效率降低。

与关于过滤器10所描述的类似，过滤器100可以在其出口处包括流出部分(如图2中的13)，并且在使用过程中，过滤器100通常可以也在其介质上方填充液体，使得经由过滤器的入口进入的进来的液体流可以在其流入过滤器时抛落在过滤器内的现有液体上。

扩散器1800沿着轴线Y延伸(大致与过滤器的轴线平行或重合)，并且包括下部冲击构件1810和上部冲击构件1820，下部冲击构件1810和上部冲击构件1820在此处通过轴向延伸的支腿1840连接。下部冲击构件1810包括大致垂直于轴线Y的板1811和从板1811的周边向上延伸并围绕轴线Y形成的周边边沿1812。上部冲击构件1820包括沿着大致垂直于轴线Y的平面延伸的周向盘状屏障1821和穿过屏障1821形成的中央孔1822。

扩散器1800在其上侧包括联接器1830，联接器1830被布置成联接到过滤器100的内上侧。联接器1830被布置成在过滤器的入口所处的位置附近联接到过滤器，并且联接器1830包括贯穿通道1831，该贯穿通道1831为经由过滤器的入口进入过滤器的液体提供路径以与扩散器1800相互作用。所示例子中的联接器1830在其周边上包括螺纹，用于联接到过滤器。

注意图9B，其示出了液体路径，该液体路径由于液体经由通道1831朝向扩散器1800流动的相互作用形成。“短横(dashed)”线示出了第一液体流型，该第一液体流型由于液体与上部冲击构件1820的盘状板1821的相互作用而形成。这些“短横”线流型大致远离轴线Y向侧面延伸，并且可能地稍微轴向向下延伸。

“点状线(dotted line)”示出了大致的第二液体流型，该第二液体流型由于液体与下部冲击构件1810的相互作用形成。流向下部冲击构件的液体抛落在板1811上，并且当液体被向侧面推离轴线Y时，撞击周边边沿1812，以呈现大致向侧面和略微轴向向上延伸的液体流型。

这些“点状线”流型在遇到“短横线”流型时形成大致向侧面延伸的组合流型111(这里用点划线标记)。这种大致向侧面的流型111(远离轴线Y延伸)不太可能呈现大致向下延伸的流动路线，尤其是由于其大致轴向地位于过滤器的壳体的圆柱形部分B内，因此避免了与表面的相互作用，否则表面会使这种流型向下偏转。

这种向侧面引导的流型111形成所谓的“扫射型(sweeping)”动作，该动作通常保持材料120(参见图8中所示的材料120)的床的上部面，该上部面优选地位于扩散器1800的正下方，通常是平面的，并且基本上没有在床中形成任何堆。因此，已经发现向侧面引导液体的流型111的这种分布降低了在这种过滤器中使用的介质床中形成堆的可能性。

在本申请的描述和权利要求中，动词“包括(comprise)”、“包含(include)”和“具有(have)”及其变化词中的每一个用于表示动词的一个或多个宾语不一定是对该动词的一个或多个主语的构件、部件、元件或零件的完整的列举。

另外，虽然本申请或技术已经在附图和前面的描述中详细地说明和描述，但是这种说明和描述被认为是说明性或示例性的并且是非限制性的；本技术因此并不限于所公开的实施例。根据对附图、技术和所附权利要求的研究，所公开的实施例的变型可以被所属领域的技术人员理解和实现并且实践所要求保护的技术。

在权利要求中，词语“包括(comprising)”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中叙述的若干项的功能。仅仅在相互不同的从属权利要求中叙述了某些措施的事实并不表示这些措施的组合不可以被有利地使用。

本技术还被理解为包括确切的术语、特征、数值或范围等，如果在这里这些术语、特征、数值或范围等是结合诸如“大约、大概、基本上、大致、至少”等术语来提及的，换言之，“大约3”应也包括“3”，或者“基本上垂直”应也包括“垂直”。权利要求中的任何附图标记不应当被理解为限制范围。

尽管本实施例已经在一定程度的特殊性上进行描述，但应理解，可以做出各种改变和修改而不脱离下文所要求保护的本发明的范围。

Claims

1.一种介质过滤器，其具有轴线，并且包括入口和扩散器，所述扩散器轴向地位于所述入口下方，用于将经由所述入口进入所述过滤器的液体分布到所述过滤器中的介质上，所述扩散器包括圆形基部，所述圆形基部大致垂直于所述过滤器的轴线，所述基部包括中央实心芯部和多个翼片，所述多个翼片在所述基部的平面中远离所述芯部径向延伸，以在相邻的翼片之间形成间隙，其中每个间隙随着其远离所述芯部延伸而扩大。

2.根据权利要求1所述的介质过滤器，其中，每个间隙随着其远离所述芯部延伸而形成穿过所述基部的连续开口。

3.根据权利要求1所述的介质过滤器，其中，每个间隙随着其远离所述芯部延伸而呈穿过所述基部的开口阵列的形式。

4.根据权利要求3所述的介质过滤器，其中，所述阵列中的每个开口呈大致圆形的孔的形式。

5.根据权利要求3所述的介质过滤器，其中，所述阵列中的每个开口呈大致弧形的开口的形式。

6.根据权利要求1或2所述的介质过滤器，其中，每个间隙在其离所述芯部最远的端部处是开放的。

7.根据权利要求1或2所述的介质过滤器，其中，每个间隙在其离所述芯部最远的端部处是封闭的。

8.一种介质过滤器，其具有轴线并包括入口和扩散器，所述扩散器轴向地位于所述入口的下方，用于将经由所述入口进入所述过滤器的液体分布到所述过滤器中的介质上，所述扩散器包括上部冲击构件和下部冲击构件，并且进入所述过滤器的液体在分别冲击所述上部冲击构件和所述下部冲击构件时形成上流型和下流型，其中所述上流型大致远离所述扩散器的轴线向侧面且轴向向下延伸，并且所述下流型大致远离所述轴线向侧面且轴向向上延伸，使得所述上流型和所述下流型的至少一部分合并以形成大致远离所述轴线向侧面延伸的组合流型。

9.根据权利要求8所述的介质过滤器，其中，所述上部冲击构件是具有中央孔的圆盘形状，并且所述下部冲击构件包括圆形板和位于所述板周边的凸起的边沿。

10.根据权利要求8或9所述的介质过滤器，其中，所述上部冲击构件和所述下部冲击构件各自大致垂直于所述过滤器的轴线延伸。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的介质过滤器，包括外部壳体和围绕所述上部冲击构件和所述下部冲击构件形成的壳体的一部分，所述介质过滤器大致是圆柱形的。

12.一种过滤灌溉用水的方法，包括：

提供介质过滤器，所述过滤器具有轴线，并且包括入口和扩散器，所述扩散器轴向地位于所述入口的下方和介质的上方，所述扩散器包括圆形基部，所述圆形基部围绕所述过滤器的轴线形成并大致垂直于所述过滤器的轴线，所述基部包括多个翼片，所述多个翼片在所述基部的平面中远离所述轴线径向地延伸，并且在相邻的翼片之间具有间隙，其中每个间隙随着其远离所述轴线延伸而扩大，

在所述过滤器内提供预存量的液体，所述预存量的液体覆盖所述介质和所述扩散器两者，以及

迫使轴向进来的液体流进入所述过滤器，所述轴向进来的液体抛落在所述过滤器内的现有液体上，同时大体上与所述扩散器相互作用，以经由所述扩散器的所述间隙中的至少一些以及还大致沿横向于所述轴线的方向向侧面地朝向所述介质流动，其中的一些液体不经由所述间隙向所述介质流动。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，每个间隙形成穿过所述基部的连续开口。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，每个间隙呈穿过所述基部的开口阵列的形式。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述阵列中的每个开口呈大致圆形的孔的形式。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述阵列中的每个开口大致是弧形的。

17.根据权利要求12或13所述的方法，其中，每个间隙在其最外侧的径向区域处是开放的。

18.根据权利要求12或13所述的方法，其中，每个间隙在其最外侧的径向区域处是封闭的。