CN117298718A - 一种自清洁式旋转滤芯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水过滤技术领域，具体涉及一种自清洁式旋转滤芯，包括芯体，还包括旋转球、红外发射装置、红外接收装置、控制单元以及驱动机构，所述芯体固定在旋转球内，所述旋转球上侧设置有滤水管和清洁管，所述芯体包括入水口和出水口，所述控制单元能够发送控制命令给驱动装置，驱动装置转动旋转球将入水口处于滤水管的滤芯调整为出水口处于清洁管，能够实现自主了解到滤芯内杂质堆积程度并且自主对滤芯进行清洗的装置。

Description

一种自清洁式旋转滤芯

技术领域

本发明涉及水过滤技术领域，具体涉及一种自清洁式旋转滤芯。

背景技术

旋转滤芯作为一种新型的水处理设备，其工作原理是通过旋转滤芯的过滤网格，让水分子在其中旋转，从而去除水中的杂质和污染物。但是滤芯在长时间使用后，所要过滤的杂质会堆积在滤芯的过滤层的部分，导致水流量减缓，大量的杂质堆积在滤芯中也会影响到滤芯的过滤效果，因此，为保证滤芯的作用不会受到影响，会采取定期取下滤芯对滤芯进行清洗消毒。但是当人比较忙时，无法了解到滤芯内杂质的堆积程度，长时间使用的话，过滤效果并不佳。

基于上述问题，亟需一种能够自主了解到滤芯内杂质堆积程度并且自主对滤芯进行清洗的装置。

发明内容

针对目前的滤芯，无法自主了解到滤芯内杂质堆积程度并且自动清洗，本发明提供一种自清洁式旋转滤芯以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本申请实施例公开一种自清洁式旋转滤芯，包括芯体，其特征在于，还包括旋转球、红外发射装置、红外接收装置、控制单元以及驱动机构，所述芯体固定在旋转球内，所述旋转球上侧设置有滤水管和清洁管，所述芯体包括入水口和出水口，所述控制单元能够发送控制命令给驱动装置，驱动装置转动旋转球将入水口处于滤水管的滤芯调整为出水口处于清洁管，所述红外发射装置设置在旋转球内并且发射端朝向芯体的侧壁，所述红外接收装置的接收端朝向红外发射装置的发射端，所述控制单元与红外接收装置以及驱动装置电连接，所述红外发射装置和红外接收装置配套使用用于检测滤芯中杂质含量并且将杂质含量信息传输给控制单元。

可选的，还包括流量差检测装置，所述流量差检测装置包括设置在入水口处用于测量入水口水流速的第一流速传感器、设置在出水口处用于测量出水口流速的第二流速传感器，所述控制单元用于接收第一流速传感器和第二流速传感器检测的数据并且控制旋转球的转动和清洁管的自动清洗。

可选的，所述入水口和出水口处套有固定套筒，所述固定套筒内设置凹槽，所述旋转球下侧设置有出水管，所述滤水管、清洁管以及出水管上套设有密封性软环，所述密封性软环用于卡入凹槽内使固定套筒与滤水管、清洁管以及出水管密封性连接；所述固定套筒底部转动连接有至少一支撑杆，所述支撑杆的末端贯穿旋转球的侧壁，用与支撑套筒与滤水管、清洁管以及出水管密封性连接。

可选的，所述旋转球的侧壁还设置有外部清洗口，所述外部清洗口密封性连接有喷淋器，所述喷淋器上开有多组通孔并且沿芯体竖向设置。

可选的，所述控制单元还电连接有显示单元，所述显示单元用于根据所述第一流速传感器和第二流速传感器的差值显示芯体中杂质的积压程度。

可选的，清洁管和喷淋器都电连接有水泵。

可选的，所述清洁管的底面开有多组紧密排列的通孔。

可选的，所述芯体设置为多层结构，每层所述芯体之间设置有旋转毛刷，所述旋转毛刷包括中心转轴以及设置在中心转轴侧壁的多个倾斜扇叶，扇叶的底部固定有刷毛。

可选的，多个所述旋转毛刷的中心转轴相互固定连接，所述中心转轴的末端固定有水流涡轮叶片；所述水流涡轮叶片固定在整个所述芯体的最底端。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的装置，当滤芯中堆积一定量的杂质时，设计在滤芯套筒附近的红外发射装置会发射红外射线对滤芯进行照射，根据红外接收装置接收到红外射线的强度判断滤芯内杂质的堆积量，并且本设计将滤芯设计在旋转球内，红外接收装置将信号发送给控制单元，控制单元控制旋转球转动，使滤芯转移到清洗口处，由清洗口进行自动清洗，最终实现自主了解到滤芯内杂质堆积程度并且自主对滤芯进行清洗的装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请旋转滤芯整体结构示意图；

图2为本申请旋转滤芯带有喷淋器结构示意图；

图3为本申请芯体整体结构示意图；

图4为本申请电路连接框图；

图中：1、芯体；2、旋转球；3、滤水管；4、清洁管；5、入水口；6、出水口；7、外部清洗口；8、喷淋器；9、第一流速传感器；10、第二流速传感器；11、控制单元；12、显示单元；13、水泵；14、红外接收装置；15、红外发射装置；16、旋转毛刷；17、中心转轴；18、倾斜扇叶；19、水流涡轮叶片；20、驱动机构；21、固定套筒；22、密封性软环；23、支撑杆。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

请参阅图1-4，本申请实施例公开一种自清洁式旋转滤芯，像是原有的滤芯经过一段时间使用后，我们无法得知滤芯内杂质的情况，像是当人比较忙时，可能没有时间进行清洗，大量杂质堆积在滤芯内，最终的过滤效果也会欠佳，基于此，我们在原有滤芯的芯体1的基础上，还增加设了红外发射装置15、红外接收装置14、控制单元11以及驱动机构20，该红外发射装置15设置在旋转球2内并且发射端朝向芯体1的侧壁，所述红外接收装置14的接收端朝向红外发射装置15的发射端，所述控制单元11与红外接收装置14以及驱动装置电连接，所述红外发射装置15和红外接收装置14配套使用用于检测滤芯中杂质含量并且将杂质含量信息传输给控制单元11。上述红外发射装置15朝向滤芯发送红外射线，处在对侧的红外接受装置接收来自红外发射装置15透过滤芯之后的光，滤芯内的杂质堆积越多，最终透过来的光的强度将会降低，根据红外光线的强弱来反映滤芯内杂质的堆积量，除此之外还在控制单元11内设定了一感光量的阈值，当红外接收单元将感光的强度以电压信号传递给控制单元11时，若是该代表光透射程度的电压低于该阈值，则可以发送命令给旋转球2进行转动，该旋转球2的效果如下，芯体1固定在旋转球2内与旋转球2连接，该旋转球2能够在相关的支撑架构中实现自转，并且旋转球2上开有滤水管3、清洁管4，在需要进行对水进行过滤时芯体1会与滤水管3密封性连接，需要过滤的水留下经过滤芯的一系列过滤最终得到需要的水，经过长时间使用之后，当需要对芯体1进行清理时，可断开芯体1与滤水管3的连接，再转动旋转球2，其中芯体1包括入水口5和出水口6，原本处于上方的入水口5经过旋转之后朝向了下方，而原本的出水口6与清洁管4密封性连接，值得一提的是，在旋转滤芯旋转过滤的过程中，水中相应的杂质会堆积在滤芯内过滤层的上表面，如果依旧采用从上到下冲洗的方式，很难将过滤层上方的杂质清洗掉，而采用旋转球2这一结构，在调整滤芯与滤水管3和清洁管4的连接的同时，能够实现滤芯的转向，原本堆积在滤芯内过滤层上的杂质也朝向了下方，在清洁管4高速水流的冲洗下，能够将过滤层上的杂质立即冲洗掉，控制单元11控制旋转0°之后，可以控制滤芯的直接清洗。

上面实施例中我们采用了一个旋转球2实现了滤水管3和清洁管4的转换，并通过红外发射装置15感应滤芯中的杂质的堆积程度，但是采用红外发射装置15也存在一个问题，红外发射装置15测量的仅仅是滤芯的一个横截面积杂质的堆积程度，无法知道整个滤芯中杂质的堆积程度，可能会导致测得的结果不准确，当杂质堆积在滤芯中时，也会影响到流过滤芯中水的流速，杂质堆积的越多，水的流速越慢，可以根据水流速这个参数，来检测杂质的堆积程度，基于此，我们在原有实施例的基础上还设计了一个流速差检测装置，该流速差检测装置包括设置在入水口5处用于测量入水口5水流速第一流速传感器9、设置在出水口6处用于测量出水口6流速的第二流速传感器10以及控制单元11，当芯体1中存在大量杂质时，会减缓最终出水口6处的流速，我们可以根据最终出会口处的流速和原本入水口5处的流速判断滤芯中杂质的堆积程度，该控制单元11包括单片机，单片机内部储存了关于入水口5处一定入水流速V1的水经过滤芯速度减缓之后的期望流速V2的转换的算法公式和第二流速传感器10测量的实际流速V3、最终的流速差值V4,流速差值V4=V3-V2，并且单片机内部程序中还设定了流速阈值λ，阈值λ为设定的堵塞情况最大情况下的入水口5和出水口6的流速差值，通过判断流速差值V4是否低于阈值λ进而判断滤芯的堵塞程度是否达到了设定的堵塞最大情况，如果低于设定的阈值λ，则证明滤芯的堵塞情况已经超过了设定的堵塞最大情况，需要及时对滤芯进行清理，单片机根据判断结果进一步发送控制命令，控制单元11除了包括单片机外还包滤水管3、清洁管4的接入以及旋转球2转动的制动单元，该制动单元能够接收来自单片机的控制命令，进行相关的操作。

上面实施例通过两个传感器测得滤芯中杂质的堆积，从而控制旋转球2旋转，从滤芯的尾部开始进行清洗，但是旋转球2的旋转使滤芯从滤水管3调整到清洁管4也存在一个问题，如何完成滤芯从滤水管3的断开以及与清洁管4的接入，基于该问题，我们在入水口5和出水口6处套有固定套筒21，固定套筒21内设置凹槽，所述旋转球2下侧设置有出水管，所述滤水管3、清洁管4以及出水管上套设有密封性软环22，该密封性软环22用于卡入凹槽内使固定套筒21与滤水管3、清洁管4以及出水管密封性连接；所述固定套筒21底部转动连接有至少一支撑杆23，所述支撑杆23的末端贯穿旋转球2的侧壁，用与支撑套筒与滤水管3、清洁管4以及出水管密封性连接，如图中所展示的，当我们向远离套筒的方式拉扯固定套筒21两侧的支撑杆23时，固定套筒21将从出水管或者清洁管4上取下，当我们以靠近套筒的方式推动固定套筒21两侧的支撑杆23时，固定套筒21将和出水管或清洁管4连接。

上面实施例中提供的装置，能够对芯体1内的杂质进行清理，但是在滤芯对水进行过滤过程中，其外侧壁也很容易沾染杂质等，如果长期不清理，又在水中浸泡，很容易出现腐烂的情况，影响水质，基于此，我们在旋转球2的侧壁还设置有外部清洗口7，并且该外部清洗口7密封性连接有喷淋器8，喷淋器8上开有多组通孔并且沿芯体1竖向设置，值得一提的是，由于滤芯在对水进行过滤过程中能够进行旋转，因此，只需要将喷淋器8沿着整个芯体1竖向设置，能够实现对芯体1整个侧边进行喷淋清洗，而滤芯在自转过程中就能够完成对整个滤芯的外围进行清理。

上面实施例中虽然通过设定的阈值λ实现了自动控制对滤芯进行清洗，但是单片机内所设定的阈值不一定是用户所想要的阈值，当滤芯中堆积了一定量的杂质时，也会影响到最终的过滤效果，单片机中设定的阈值λ不一定满足用户对水质的要求，而客户又无法直观的了解到杂质的堆积情况，也就无法判断最终过滤后的水质的情况，基于此，我们将该控制单元11还电连接有显示单元12，所述显示单元12用于根据所述第一流速传感器9和第二流速传感器100的差值显示芯体1中杂质的积压程度，在上面实施例中已经说明第一流速传感器9和第二流速传感器100测得的流速的差值也间接的表示了滤芯中杂质的堆积程度，而显示单元12则能够根据流速差值的大小间接向用户反映芯体1内堆积杂质的情况，对于水质要求较高的用户，可以根据显示单元12显示的杂质积压情况，自主手动的操作相关的手动操作端来控制滤水管3、清洁管4的接入以及旋转球2转动的制动单元，实现对滤芯的清理。

通过水的流动能够带走堵塞在滤层上的杂质，但是对于一些粘着程度较强以及细小的杂质，较小速度的水，无法实现对该类型杂质的清理，基于此，我们在清洁管4和喷淋器8都电连接有水泵13，水泵13能够实现给水提供足够强大的压强，在强大的压强作用下，能够实现对水流的提速，值得一提的是，在水快速流动的过程中，也会对一些粘着程度比较强以及较小的杂质一个更大的冲击力，实现对该类杂质的清理。

上面实施例通过水泵13的方式提升水流速度，能够实现对难以清理的杂质进行清理，但是一次迅速排出大量的水，会产生强大的水压，可能会造成滤芯内部结构被破坏掉，也会造成水量的浪费。基于此，我们在所述清洁管4的底面开有多组紧密排列的通孔，水流通过紧密排列的通孔中进入，能够实现将水流分散开来，从而减小对整个过滤面的冲击力，通孔中迸射出的水柱冲刷过滤孔时，与过滤孔摩擦过程中，也能够带动过滤孔周围的杂质受水的冲击力清理掉。

上面实施例中虽然通过清洁管4快速的水流完成了对滤芯的各个芯层的清洁，但是处于滤芯的各个滤孔连接处的底面难以与水流接触，该处的杂质也可能出现难以清理的情况，基于此，我们将所示芯体1设置为多层结构，每层所述芯体1之间设置有旋转毛刷16，所述旋转毛刷16包括中心转轴17以及设置在中心转轴17侧壁的多个倾斜扇叶18，扇叶的底部固定有刷毛，在水流冲击的情况下，会提供给倾斜扇叶18一个朝向倾斜面的力，该倾斜方向的力可以分解成一个横向的力和一个竖向的力，该横向的力则可以带动整个扇叶围绕中心转轴17转动，在扇叶围绕中心转轴17转动过程中，扇叶可带动刷毛对刷毛所接触的滤孔连接处的积累的杂质进行清理，再由快速流动的水流清洗掉，值得一提的是，本设计中将刷毛设计在底部，当将滤芯旋转到清洁管4时，刷毛由原来的底部调整为顶部，而顶部的刷毛正好能够对没有水流难以接触的滤孔连接端的底面进行清理。

上面实施例中我们提供了旋转毛刷16，但芯体1中水流难以接触的地方进行清理，但是滤芯每一层都会抵消掉大量水的冲击力，越是到底部，旋转毛刷16所受到的水流的冲击力就越小，处于最底部的旋转毛刷16，受到水流从冲击力后，可能最终的转速会非常的缓慢，无法起到清理的作用，基于此，我们将多个所述旋转毛刷16的中心转轴17相互固定连接，所述中心转轴17的末端固定有水流涡轮叶片19；该水流涡轮叶片19固定在整个所述芯体1的最底端，值得一提的是，当将该滤芯旋转到清洁管4时，原本处于底部的涡轮叶片也上升到了顶部，而处于最顶部的水流流速最大，没有受到阻挡抵消，与涡轮叶片固定连接的旋转毛刷16也会在涡轮叶片的带动下进行转动，全部的旋转毛刷16与涡轮叶片设置为一体结构，所有毛刷承受的单向旋转的力将提供给整体结构，保持每个毛刷的转速一致，不会出现处于底部的毛刷受力比较小无法转动的情况。上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件，所涉及的连接方式、控制方式如无特别说明，均为常规连接方式、控制方式。

上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (9)

1.一种自清洁式旋转滤芯，包括芯体，其特征在于，还包括旋转球、红外发射装置、红外接收装置、控制单元以及驱动机构，所述芯体固定在旋转球内，所述旋转球上侧设置有滤水管和清洁管，所述芯体包括入水口和出水口，所述控制单元能够发送控制命令给驱动装置，驱动装置转动旋转球将入水口处于滤水管的滤芯调整为出水口处于清洁管，所述红外发射装置设置在旋转球内并且发射端朝向芯体的侧壁，所述红外接收装置的接收端朝向红外发射装置的发射端，所述控制单元与红外接收装置以及驱动装置电连接，所述红外发射装置和红外接收装置配套使用用于检测滤芯中杂质含量并且将杂质含量信息传输给控制单元，控制单元控制驱动机构进行自动清洗。

2.根据权利要求1所述的自清洁式旋转滤芯，其特征在于，还包括流量差检测装置，所述流量差检测装置包括设置在入水口处用于测量入水口水流速的第一流速传感器、设置在出水口处用于测量出水口流速的第二流速传感器，所述控制单元用于接收第一流速传感器和第二流速传感器检测的数据并且发送控制命令给驱动机构控制旋转球的转动和清洁管的自动清洗。

3.根据权利要求1所述的自清洁式旋转滤芯，其特征在于，所述入水口和出水口处套有固定套筒，所述固定套筒内设置凹槽，所述旋转球下侧设置有出水管，所述滤水管、清洁管以及出水管上套设有密封性软环，所述密封性软环用于卡入凹槽内使固定套筒与滤水管、清洁管以及出水管密封性连接；所述固定套筒底部转动连接有至少一支撑杆，所述支撑杆的末端贯穿旋转球的侧壁，用与支撑套筒与滤水管、清洁管以及出水管密封性连接。

4.根据权利要求3所述的自清洁式旋转滤芯，其特征在于，所述旋转球的侧壁还设置有外部清洗口，所述外部清洗口密封性连接有喷淋器，所述喷淋器上开有多组通孔并且沿芯体竖向设置。

5.根据权利要求2所述的自清洁式旋转滤芯，其特征在于，所述控制单元还电连接有显示单元，所述显示单元用于根据所述第一流速传感器和第二流速传感器的差值显示芯体中杂质的积压程度。

6.根据权利要求4所述的自清洁式旋转滤芯，其特征在于，清洁管和喷淋器都电连接有水泵。

7.根据权利要求1所述的自清洁式旋转滤芯，其特征在于，所述清洁管的底面开有多组紧密排列的通孔。

8.根据权利要求1所述的自清洁式旋转滤芯，其特征在于，所述芯体设置为多层结构，每层所述芯体之间设置有旋转毛刷，所述旋转毛刷包括中心转轴以及设置在中心转轴侧壁的多个倾斜扇叶，扇叶的底部固定有刷毛。

9.根据权利要求8所述的自清洁式旋转滤芯，其特征在于，多个所述旋转毛刷的中心转轴相互固定连接，所述中心转轴的末端固定有水流涡轮叶片；所述水流涡轮叶片固定在整个所述芯体的最底端。