CN1282268A - 逆流旋转清洁液体过滤器 - Google Patents

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Abstract

一种液体过滤器装置包括带有逆向过滤器清洗流动循环结构的一组圆柱形过滤器部件圆盘(70)。设置一个整体形成的过滤器芯部件(24),过滤器芯部件(24)包括带有喷嘴的管状导管(30a、30b、30c),以便导管中的压力作用下的水以喷射流的形式被排出而使滤盘能自由转动。呈漏斗形橡胶套管形状的单向阀(90)使滤过的水流到出口(20),但阻止来自出口的清洗水沿着入口(16)方向流过过滤器部件(70)。

Description

逆流旋转清洁液体过滤器
本发明涉及液体过滤器，尤其是用于水灌溉系统的液体过滤器，但是，液体过滤器也可用于其它工业或家用场合。
更具体地，本发明涉及1987年4月7日授权的No．4，655，910美国专利所公开的那类过滤器装置，该专利的内容在此作为参考文献引入(以下称作“该专利”)。
该专利第一次引入了使用过滤器装置的概念-尤其是采用滤盘组的过滤器装置-它具有逆向清洗水流动循环，其中，滤盘在射在其上的水射流的冲击作用下被导致旋转(以下称作“旋转清洁过滤器”)。
公开在该专利中的不同结构的示例共同具有一个居中延伸的导管，该导管起双重作用，既将清洗水引导至设置在其上的一列喷嘴，又支承滤盘的旋转运动。
但是，已提出的结构特征存在缺点：负责将滤盘组从紧凑的过滤状态松开的液压缸系统的运行主要取决于逆向水流产生的反向压力的大小，尤其是在一个相对大直径的活塞的情况下；而且必须使用麻烦的阀装置来引导逆向水流进入带有喷嘴的导管；并且通常需要使用过多数目的部件和元件，导致产品的制造、组装和维修费用的相应增加。
因此，本发明的总的目的是要克服现有旋转清洁过滤器的上述缺点。
本发明的另一目的是要简化旋转清洁过滤器的结构，该目的是通过提供易于通过塑料注射模制工艺制造的整体组合结构的过滤器装置的芯部件来实现的，该芯部件将有效地执行如下组合功能：
-产生水射流；
-支承滤盘(或诸如滤网过滤器的不同类型的组合过滤器部件)的转动；
-通过外部压力控制装置提供便利的使用液压活塞组件；
-为一个简单的弹性套筒形阀部件提供一个阀座，该阀部件分别在过滤和清洗运行模式中用于反向地引导水流；以及
-提供一个居中延伸的管，压力控制指令通过该管进入以便运行液压活塞，控制滤盘的脱开。
本发明的另一目的是提供一种具有一个或多个产生喷射流的导管的过滤器装置，产生喷射流的导管相对于过滤器部件的轴线偏离中心地沿着并靠近其母线延伸。
本发明的再一个目的是提供一种带肋的结构，用于独立于产生喷射流的导管支承过滤器元件的旋转运动。
因此，本发明提供一种液体过滤器装置，尤其是用于水灌溉设备中的那类过滤器装置，它包括一个带有入口和出口的圆柱形壳体和一个安装在壳体中的圆柱形过滤器部件，以便从入口流到出口的水沿着径向方向进入过滤器部件并从出口排出，而在一个逆向的过滤器清洗流动循环过程中反过来也是这样的，该装置还包括：一个居中地安装在由过滤器部件限定的圆柱形空间中的过滤器芯部件，过滤器芯部件包括在过滤器部件中靠近并沿着过滤器部件母线延伸的至少一个管状导管，导管在其一端是封闭的，并通过其另一端与出口自由连通；导管上的一列喷嘴，以便导管中的压力作用下的水以喷射流的形式被排出；以及一个过滤器支承结构，该过滤器支承结构作成可以使过滤器部件绕着它自由转动；单向阀装置，用于使被过滤的水从过滤器部件流向出口，但阻止来自出口的清洗水沿着相反方向流过过滤器；一个在过滤器部件一侧的固定部件和一个在过滤器部件另一侧的可移动部件；用于推压可移动部件抵靠过滤器部件以便在可移动部件和固定部件之间夹紧过滤器部件的装置；与可移动部件相关的加压流体触发装置；以及外部可控压力装置，它可运转地与可移动部件连接；这种结构使得一旦通过压力装置进行压力控制，可移动部件移离过滤器部件以松开过滤器部件的夹紧配合，并在一旦施加过滤器清洗水流时，水喷射流被喷射以清洗过滤器部件。
根据本发明的一个优选实施例，过滤器芯部件是通过塑料注射模制工艺成一体地形成。
根据参照附图仅以示例给出的优选实施例的随后描述，本发明的这些和另外的结构特征和优点将变得更易于理解，其中：
图1是根据本发明优选实施例的过滤器装置的纵向横截面图，显示过滤器装置处于正常的过滤运行模式；
图2是图1过滤器组件的分解横截面图；
图3是沿着图1中线3-3的截面图；
图4是沿着图1中线4-4的截面图；
图5是沿着图1中线5-5的截面图；
图6是沿着图1中线6-6的截面图；
图7是沿着图1中线7-7的截面图；
图8是沿着图1中线8-8的截面图；
图9是用于图1的过滤器中的橡胶套筒单向阀的立体图；以及
图10显示图1的过滤器装置处于逆向清洗流动旋转清洁运行模式。
参照图1，总体以10表示的过滤器装置包括一个两部件壳体，即，第一圆顶状的盖部件12和第二入口／出口部件14。
壳体部件以诸如密封带或类似物(未示出)的任何现有方式相互安装在一起。第二壳体部件14包括入口16和出口20，入口16优选地具有一个第一压力计量口18，用于测量入口压力状态，出口20具有一个第二压力计量口22。
总体以24表示的组合主过滤器芯部件(参看图2)包括如下基础元件：一个居中延伸的压力控制连通管26，该管通向以下将描述的总体以28表示的液压活塞系统组件；三个偏离中心设置的清洗喷嘴导管30a、30b和30c(参看图3)，每个清洗喷嘴导管设置有多个以N表示的喷嘴；一个由三个过滤器支撑叶片32a、32b和32c组成的构架；一个锥形阀座腔壁34(参看图2)，它具有多个绕着其中间部分部署的过滤水排出狭缝S；一个固定元件支承凸缘36，它带有安装螺纹环38；一个第一圆柱形腔39；以及一个第二同心腔40，腔40形成以下将描述的液压或气动活塞58的活塞缸。
应进一步注意的是三个阀柱槽42(只能在图1和图2中看到)和三个或多个螺钉安放孔44-要点在于，包括所有上述部件和元件的芯部件24可以通过现有技术的塑料注射模制工艺很容易地制作成一个整体的坚固产品。
现在将对图1中、更清楚地是图2、7和8中的液压(或气动)缸和活塞系统组件28进行描述。在本发明示例中，液压(或气动)缸和活塞系统组件28包括一个在十字杆(cross-shaped rod)54的多孔基部54b的边缘54a和圆盘56之间被压缩的盘簧52，圆盘56通过钉入预先形成的螺钉安放孔44中的自攻螺钉56a被固定。
带有密封垫圈58a的活塞58(参看图1)可滑动地位于第二同心腔中，第二同心腔形成标号为40的活塞缸。一个盖部件60装在活塞缸40上，并通过固定到十字杆54的螺纹部分54c的蝶形螺母62紧固到活塞58上。
盖部件60具有一个形成固定元件支承凸缘36的对应部分的盖凸缘60a，并包括可移动的液压活塞系统组件28，用于实现总体以70表示的滤盘组的压紧的释放。
再参看组合主过滤器芯部件24的前端(图1、2和6)，可以看到，安装螺纹环38通过环82结合到中间安装接头80(带有密封圈80a和80b)上，安装螺纹环38如此安装到出口20的延伸部分上并形成出口20的延伸部分。
在中间，设置有一个安装在锥形阀座腔壁34中、用作单向阀90的漏斗形套筒(参看图2)，它具有三个安装支脚90a、90b和90c(参看图9)。形成有三个切口部分90d、90e和90f(未示出)，以便在组装状态管30a、30b和30c的开口保持打开，而锥形阀座腔壁34的出口狭缝S被弹性地密封住。
在模制组合主过滤器芯部件24的过程中，可以通过将支脚90a-90c穿过阀柱槽42而方便地实现漏斗形阀90的安装。
橡胶漏斗形阀90优选地是由胶乳橡胶或等同合成弹性材料制成。
最后，压力控制引导管26延伸成一个L形的管状部件80c，管状部件80c优选地与中间安装接头80成一体地模制(参看图6)。通过带有接口100a的延伸管100实现与加压流体(液压或气动)源(未示出)的连通，接口100a从壳体入口-出口部件的壁突出出来。
现在参照图1和图10详细描述过滤器装置10的运行。将要过滤的水通过入口16进入、包围带有滤盘组70的组合主过滤器芯部件24、透过所述滤盘组70、通过使单向漏斗形套筒阀90向内变形穿过狭缝S挤出一条路、并通过出口20排出。
应注意的是，在正常过滤运行阶段，在过滤器中的主要压力是出口压力，即接近于大气压；并且没有压力控制作用到活塞系统28上。因此，盖部件60施加在滤盘组70上的力等于入口压力(通常是大约3-5个大气压)乘以活塞58的(投影)面积加上压缩弹簧52的力。
清洗循环如下地进行(参看图10)。首先中断进入液流，使活塞58不受入口压力的作用(而压缩弹簧52的力仍施加在其上)。来自控制系统(未示出)的压力控制穿过接口100a、管80c、管26和十字杆54周围引起活塞58(和盖部件60)移动(移向图10中的左侧)，从而实现滤盘组70从先前的压紧状态中松开，作为它们旋转清洁前的预备阶段。
清洗水通过出口20流入、自由地进入喷嘴导管30a-30c(参看图2)并以倾斜喷射流的形式排到滤盘组70上以进行旋转和清洗作业。滤盘可以绕着三个叶片32a-32c的边缘自由旋转(参看图3)(尽管选择成由喷嘴导管30a-30c直接地支承滤盘也是可行的)。
由于弹性漏斗形套筒阀90的壁被压靠在锥形阀座腔壁34上，从而密封住水排出狭缝S，因此，水不会到达构架形芯部件的内部空间。
就盖部件60的移动而言-与包括我们的专利的过滤器装置在内的现有装置的状态的区别是，清洗阶段的运行是与冲洗逆流压力大小无关地进行的。
本领域的熟练技术人员应理解的是，主要由于产生喷射流的喷嘴导管30偏离中心位置的独特结构，使得本发明提出的结构在制造工艺、部件和组件数目、以及维修要求等相关方面具有优点。
尽管以上描述包括许多特性，但这些特性不能作为本发明范围的限制，而是作为对优选实施例的范例。本领域的熟练技术人员可以在本发明的范围内进行多种修改。因此，本发明的范围不是由所说明的实施例决定的，而是由权利要求和其法律等同物决定的。
因此，例如即使一个单一的产生喷射流的喷嘴导管30是足够的，但是，三个产生喷射流的喷嘴导管当然提供了更对称和均衡的结构。而且，旋转支承功能也可由喷嘴导管30来完成，而不需要还设置叶片32。

Claims (16)

1、一种液体过滤器装置，尤其是用于水灌溉设备中的那类过滤器装置，它包括一个带有入口和出口的圆柱形壳体和一个安装在壳体中的圆柱形过滤器部件，以便从入口流到出口的水沿着径向方向进入过滤器部件并从出口排出，而在一个逆向的过滤器清洗流动循环过程中反过来也是这样的，该装置还包括：
(a)一个居中地安装在由过滤器部件限定的圆柱形空间中的过滤器芯部件，过滤器芯部件包括：
(ⅰ)在过滤器部件中靠近并沿着过滤器部件母线延伸的至少一个管状导管，导管与出口自由连通；
(ⅱ)导管上的一列喷嘴，以便导管中的压力作用下的水以喷射流的形式被排出；以及
(ⅲ)一个过滤器支承结构，该过滤器支承结构作成可以使过滤器部件绕着它自由转动；
(b)单向阀装置，用于使被过滤的水从过滤器部件流向出口，但阻止来自出口的清洗水沿着相反方向流过过滤器；
(c)一个在过滤器部件一侧的固定部件以及一个在过滤器部件另一侧的可移动部件；
(d)用于推压可移动部件抵靠过滤器部件以便在可移动部件和固定部件之间夹紧过滤器部件的装置；
(e)与可移动部件相关的加压流体触发装置；以及
(f)外部可控压力装置，它可运转地与可移动部件连接；
这种结构使得一旦通过压力装置进行压力控制，可移动部件移离过滤器部件以松开过滤器部件的夹紧配合，并在一旦施加过滤器清洗水流时，水喷射流被喷射以清洗过滤器部件。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，过滤器芯部件是通过塑料注射模制工艺成一体地形成。
3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，过滤器芯部件还包括一个居中延伸的管，它在一侧具有一个入口，而在相对侧具有一个与圆柱形腔连通的出口，可移动部件包括一个可滑动地容纳在该腔中的液压活塞。
4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，过滤器芯部件还包括一个在其所述一侧的大体为圆锥形的壁所形成的腔，该壁具有开口，以便与具有喷嘴的管状导管自由连通，并且该壁具有在其余部分中延伸的狭缝，所述单向阀装置呈弹性漏斗形套管形状，并位于所述壁中且靠着所述壁。
5、如权利要求4所述的装置，其特征在于，阀套管包括从其窄端突出的支脚，支脚插入在形成在所述壁中的互补凹槽中。
6、如权利要求1所述的装置，其特征在于，过滤器支承结构包括至少三个叶片状的肋条，肋条通过它们的外边缘限定一个直径略小于圆柱形过滤器部件内径的圆。
7、如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述固定部件由一个与过滤器芯部件一起形成的凸缘组成。
8、如权利要求3所述的装置，其特征在于，液压活塞结合到一个环绕活塞腔的盖部件上，并设置有一个构成可移动部件的凸缘。
9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，盖部件通过一个螺纹连接器结合到活塞上。
10、如权利要求8所述的装置，其特征在于，它还包括一个压缩弹簧，用于施加一个沿着过滤器部件方向拉动活塞的力。
11、如权利要求1所述的装置，其特征在于，喷嘴相对于径向方向成一角度地定向，以便过滤器部件在所述清洗过程中在水喷射流的作用下绕着过滤器支承结构被旋转。
12、如权利要求11所述的装置，其特征在于，过滤器部件由多个具有粗糙侧表面的圆盘组成，多个圆盘并排毗邻地压紧。
13、如权利要求2所述的装置，其特征在于，过滤器芯部件包括三个所述带有喷嘴的管状导管。
14、如权利要求3所述的装置，其特征在于，中心管的入口连接到一个流体压力源，以产生所述活塞的移动。
15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，中心延伸的管通过一个L形接头连接到压力源。
16、一种参照附图所要求保护和描述的液体过滤器装置。
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