CN203400555U - 一种自洁吸式过滤器的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自洁吸式过滤器的控制装置，包括压差检测器、控制阀和活塞组件。由于本实用新型中控制器触发信号来源于一种压差检测器的压差信号，而并非电信号，在对过滤器进行自动化控制的全过程中都是纯水力驱动控制，并没有“电”这一因素的参与。因此，该过滤器控制装置实现了纯水力控制，使得过滤器的应用范围得到了很大的扩展，摆脱了过滤器使用受电力条件的约束，可实现在偏远缺电的条件下依然实现对过滤器的有效控制，有利于滴灌模式的大范围推广应用。

Description

一种自洁吸式过滤器的控制装置

技术领域

本实用新型属于农业节水灌溉设备技术领域，特别是涉及一种自洁吸式过滤器的控制装置。

背景技术

节水灌溉是节水农业的中心，是水利现代化的重要组成部分，也是农业现代化的重要组成部分，实现节水灌溉设备的自动化控制必将是未来发展的大势所趋，因此作为节水灌溉领域不可或缺的重要设备，过滤器其自动化控装置的制研制开发意义重大。

传统的全自动吸式过滤器的控制器一般是PLC控制或通过时间继电器控制，由压差检测器检测过滤器进出水口的压差变化，当压差达到预设值时，发出反冲洗信号，传至电控柜，通过电控柜控制电磁阀的通断来控制活塞往复运动与排污阀的开闭。这种控制方式在很大程度上受到“电”这一因素的制约，在通电困难的场合很难实现全自动控制，因此开发一种“水控”控制器装置是十分有必要的。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的过滤器控制器“电控”，不适合通电困难条件使用的技术问题而提供一种节能、低碳环保、控制过滤排污效果好的自洁吸式过滤器的控制装置。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种自洁吸式过滤器的控制装置，包括压差检测器、控制阀和活塞组件；所述压差检测器包括压差检测缸体、压差检测滑块、高压水进水口、低压水进水口和压差检测弹簧，所述压差检测缸体内设有腔，所述压差检测滑块安装在所述压差检测缸体的腔内，所述压差检测滑块两个端面把压差检测缸体的腔分割成高压水腔与低压水腔，所述高压水进水口与高压水腔连通，所述低压水进水口与低压水腔连通，所述压差检测弹簧设于所述低压水腔内；所述控制阀包括阀体、排污阀控制孔、控制腔进水口、泄压孔以及通过滑块连动杆与所述压差检测滑块连接的阀芯，所述排污阀控制孔、控制腔进水口和泄压孔设在所述阀体上，所述阀芯上具有可与排污阀控制孔和控制腔进水口同时连通的环形腔体，所述阀芯靠近所述压差检测器一侧的端面与所述阀体之间构成与所述泄压孔连通的阀芯腔；所述活塞组件包括活塞缸体，活塞顶杆和活塞，所述活塞缸体与所述阀体连接，所述活塞靠近所述控制阀器一侧的端面与所述活塞缸体之间构成活塞腔，所述阀芯靠近所述活塞缸体一侧的端面与所述活塞缸体之间构成保压腔，所述保压腔与所述活塞腔之间设有单向阀，所述活塞缸体上设有活塞腔净水输入输出口，所述活塞腔通过所述活塞腔净水输入输出口与所述排污阀控制孔连通。

本实用新型还可以采用如下技术方案：

所述活塞腔净水输入输出口内安装有截流模块。

所述活塞缸体上设有手动净水输入孔，所述手动净水输入孔与活塞腔净水输入输出口和排污阀控制孔相连通。

所述阀体与压差检测缸体相连接，且连接端面之间有密封垫，阀体与压差检测缸体之间的配合端面上沿圆周方向有方便安装定位的环形的凸凹面。

所述低压水腔内设有压差检测调节滑块，所述压差检测弹簧的一端支撑在所述压差检测滑块端面上，另一端支撑在所述压差检测调节滑块的端面上。

所述压差检测缸体的底部为缸盖，所述压差检测调节滑块的圆周表面上开有圆形的密封槽，所述密封槽内安装有密封圈，所述缸盖上通过螺纹安装用于顶压所述压差检测调节滑块的压差调节杆，所述压差调节杆与所述压差检测调节滑块的接触面为半球面，所述压差调节杆的外端端面上开有一字型凹槽，所述压差调节杆上设有度尺寸。

所述阀芯与所述阀体之间设有密封圈。

所述阀芯与滑块连动杆通过螺纹连接，所述压差检测滑块与所述滑块连动杆通过螺纹连接，所述滑块连动杆为阶梯轴，所述滑块连动杆的中部为光轴，所述滑块连动杆的光轴穿过所述压差检测缸体，所述压差检测缸体的与滑块连动杆的光轴配合的表面上开有凹槽，凹槽内安装有密封圈。

所述活塞顶杆通过螺纹与活塞连接，活塞上与所述活塞缸体相配合的圆周面上开有环形凹槽，该环形凹槽内分别安装有耐磨带和Y型密封圈。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、由于本实用新型中控制器触发信号来源于一种压差检测器的压差信号，而并非电信号，在对过滤器进行自动化控制的全过程中都是纯水力驱动控制，并没有“电”这一因素的参与。因此，该过滤器控制装置实现了纯水力控制，使得过滤器的应用范围得到了很大的扩展，摆脱了过滤器使用受电力条件的约束，可实现在偏远缺电的条件下依然实现对过滤器的有效控制，有利于滴灌模式的大范围推广应用。

2、由于本实用新型中设有独特的保压腔与单向阀触发结构，且结构简单，可实现对活塞运动行程的准确控制，等活塞完全走完一个行程才触发单向阀，此时保压腔才开始泄压，因此，本实用新型可充分保证活塞运行的有效行程，保证过滤器自洁清污过程可以彻底充分的进行，实现了对过滤器精确稳定完整的控制。

3、由于本实用新型中活塞腔上安装有截流模块，通过截流模块开口的大小可以实现对活塞运行的速度进行调整控制。因此，该过滤器控制装置可以根据过滤器使用时不同工作条件，控制过滤器自洁排污所用的时间，实现对过滤器的精准控制，提升了过滤器的使用性能，保证过滤器拥有更多的有效工作时间，提高了过滤器在不同工况下的使用性能。

4、由于本实用新型设有由差检测弹簧、压差检测调节滑块、压差调节杆组成的压力调节结构，可以实现过滤器控制装置对过滤器不同压力下开始自洁排污时间点的设定，因此，本实用新型可根据过滤器的实际使用情况设定不同的自洁排污压力，拓展了过滤器使用的柔性空间，更有利于过滤器的性能发挥，提高过滤器工作效率。

5、由于本实用新型可以实现对过滤器的全自动化控制，因此，本实用新型的使用可以大大解放劳动力实现对过滤器的有效控制有利于现代农业灌溉自动化的实现。

6、由于本实用新型在设计开发时使用模块化设计，结构简单。因此，本实用新型加工简单易于实现。

7、由于本实用新型控制方式采用“水”控，因此，本实用新型运行过程实现了零排放，零耗能，符合目前社会低碳环保绿色的生活方式理念。

8、本实用新型结构简单、体积小、成本低，且操作管理方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、活塞腔；2、单向阀；3、保压腔；4、阀芯；5、控制腔进水口；6、泄压孔；7、滑块连动杆；8、密封垫；9、密封圈；10、压差检测滑块；11、压差检测弹簧；12、压差检测调节滑块；13、压差调节杆；14、缸盖；15、低压水腔；16、低压水进水口；17、高压水腔；18、高压水进水口；19、阀芯腔；20、排污阀控制腔；21、排污阀控制孔；22、手动净水输入孔；23、截流模块；24、活塞腔净水输入输出口；25、Y型密封圈；26、耐磨带；27、活塞；28、活塞缸体；29、端面法兰；30、活塞顶杆。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种自洁吸式过滤器的控制装置，包括压差检测器、控制阀和活塞27组件。

本实用新型要实现控制器的“水控”，首先要设计一种简便的压差检测器。压差检测器必须结构简单，反应灵敏，能够在较低的压差下动作（设计最小工作压差0.02MPa），同时能将反冲洗信号传递给控制器。基于此，设计出压差检测器的结构为：压差检测器包括压差检测缸体、压差检测滑块10、高压水进水口18、低压水进水口16和压差检测弹簧11，压差检测缸体内设有腔，压差检测滑块10安装在压差检测缸体的腔内，压差检测滑块10两个端面把压差检测缸体的腔分割成高压水腔17与低压水腔15，高压水进水口18与高压水腔17连通，低压水进水口16与低压水腔15连通，差检测弹簧设于所述压水腔内。低压水腔15内设有压差检测调节滑块12，压差检测弹簧11的一端支撑在压差检测滑块10端面上，另一端支撑在压差检测调节滑块12的端面上。压差检测缸体的底部为缸盖14，压差检测调节滑块12的圆周表面上开有圆形的密封槽，密封槽内安装有密封圈9，缸盖14上通过螺纹安装用于顶压压差检测调节滑块12的压差调节杆13，压差调节杆13与压差检测调节滑块12的接触面为半球面，压差调节杆13的外端端面上开有一字型凹槽，压差调节杆13上设有度尺寸，以实现过滤器控制装置对过滤器不同压力下开始自洁排污时间点的设定。

完成上述压差检测器的结构设计之后，其次是解决如何将压差信号传递给控制阀，并由控制阀同时控制水动活塞27和排污阀动作，来实现反冲洗。如果直接通过压差检测器发出信号来控制过滤器的排污与过滤，就会出现当压差检测器测出的压差达到额定值时过滤器会立刻进行排污，而当过滤器进出水口压差一旦小于设定的额定值时，过滤器会停止排污，进行过滤工作，这样造成的后果就是，吸轴不能完整的扫描滤网表面，导致过滤器清洗不充分。过滤器将一直停留在过滤器排污与过滤的零界点来回切换的工作状态，导致控制器失效。

为解决上述问题，控制阀和活塞27组件的设计结构是：

控制阀包括阀体、排污阀控制孔21、控制腔进水口5、泄压孔6以及通过滑块连动杆7与压差检测滑块10连接的阀芯4，排污阀控制孔21、控制腔进水口5和泄压孔6设在阀体上，阀芯4上具有可与排污阀控制孔21和控制腔进水口5同时连通的环形腔体，阀芯4靠近压差检测器一侧的端面与阀体之间构成与泄压孔6连通的阀芯腔19。

活塞27组件包括活塞缸体28，活塞顶杆30和活塞27，活塞缸体28与阀体连接，活塞27靠近控制阀器一侧的端面与活塞缸体28之间构成活塞腔1，阀芯4靠近活塞缸体28一侧的端面与活塞缸体28之间构成保压腔3，保压腔3与活塞腔1之间设有单向阀2，活塞缸体28上设有活塞腔净水输入输出口24，活塞腔1通过活塞腔净水输入输出口24与排污阀控制孔21连通。

设计了一个保压腔3和单向阀2触发结构，通过增加保压腔3，保证过滤器在排污时工作的稳定性，使过滤器在进行自洁排污时不会出现排污与过滤两工作状态来回切换的现象；通过单向阀2触发结构保证过滤器在自洁排污时，活塞27充分走完一个行程才能够触发单向阀2，对保压腔3进行泄压，且通过活塞腔1净水输入输出中节流模块的设计控制活塞27的位移速度，为过滤器自洁排污提供了充足的时间，有效的保证了过滤器进行彻底自清洗。

为解决排污阀与活塞腔1的泄压，在阀芯4中部设计了由阀芯4两端密封圈9相隔而成的环形的排污阀控制腔20，阀芯4柱面上开设有若干圆周均布的泄流槽，以保证排污阀控制腔20与泄压孔6导通后可以快速泄压。

工作原理：

过滤器正常工作，此时细滤网上积聚的污物较少，过滤器的细滤网内外的压力相当为原水的压力，自洁吸式过滤器的压差检测控制装置的压差检测器中高压水进水口18与过滤器细滤网内水相通，压差检测器中低压水进水口16与过滤器细滤网外出水口的水相通，过滤器正常工作时压差检测器的高压水腔17中的水压与低压水腔15中的水的压力大小相差不大，压差检测控制器的控制腔进水口5通过软管与过滤器出水口的净水相通，当净水由压差检测器的控制腔进水口5进入排污阀控制腔20之后，净水分别由排污阀控制孔21流入排污阀腔体，由活塞腔净水输入输出口24流入活塞腔1中。流入排污阀腔的净水，通过水压压紧隔膜片，关闭排污阀；进入活塞腔1中的水对活塞27端面有一个推力，在此推力的作用下推动活塞27运动，直到活塞顶杆30把吸轴螺栓顶死为止，使吸轴组件在过滤器进行正常过滤工作时，吸轴不会产生轴向运动；同时进入活塞腔1中的净水会通过单向阀2流入保压腔3，流入保压腔3中的净水会对阀芯4产生一个推力，使阀芯4有沿轴向运动的趋势，但是由于在安装压差检测弹簧11时，已经给压差检测弹簧11在安装的初始位置预设有一个弹簧弹力，用来平衡此处保压腔3中净水对阀芯4的推力，所以阀芯4并不会带动滑块连动杆7发生轴向的位移。排污阀控制腔20不与外界导通。排污阀关闭，不进行吸污排污工作。

随着过滤的进行，细滤网上的污物不断的积聚，导致细滤网内的水的压力不断升高，细滤网外净水的压力减小，过滤器细滤网内外水产生了压差，压差检测器的高压水腔17通过高压水进水口18与过滤器细滤网内水相通，低压水腔15中通过低压水进水口16与过滤器细滤网外净水相连通，随着过滤器中细滤网内外压差的增大，高压水腔17中的高压水与低压水腔15中的净水对压差检测滑块10的作用力大小不同，随着过滤器细滤网上污物的积聚，高压水腔17中的水压增大，低压水腔15中的净水压力不断减小，压差检测滑块10会在高压水腔17中的压力的作用下向低压水腔15的方向移动，同时，压差检测滑块10压缩压差检测弹簧11，压差检测滑块10带动滑块连动杆7，滑块连动杆7带动阀芯4发生了一段位移，此位移量大小与压差检测滑块10在压差力的作用下压缩压差检测弹簧11的压缩变形量大小相等。当细滤网内外压差一旦达到压差计设定的额定值时，阀芯4的排污阀控制腔20与泄压孔6相导通，此时排污阀排污腔中的净水通过排污阀控制孔21流入排污阀控制腔20，通过阀芯4表面的泄压槽流出泄压孔6，流入外界，此时排污阀泄压，排污阀打开并开始排污；活塞腔1中的净水通过活塞腔1净水输入输出孔与排污阀控制腔20相连，由于此时排污阀控制腔20通过泄压孔6与外界相通开始泄压，所以此时活塞腔1中的净水也开始泄压，活塞腔1中的净水通过活塞27腔净水输入输出孔流入排污阀控制腔20，通过阀芯4表面的凹槽流出泄压孔6，流入外界，过滤器吸轴在端面压力的作用下推动吸轴做轴向移动，吸轴推动活塞顶杆30带动活塞27做轴向移动，此时过滤器进行吸污排污的工作过程。

随着活塞27轴向的移动，由于活塞腔净水输入输出口24内安装有截流模块23，活塞27腔净水输入输出孔是一个截流孔，活塞腔1中的水通过此截流孔流出，通过控制此截流孔的流量可以控制活塞27轴向移动的速度，当活塞27轴向移动，活塞27端面触碰到单向阀2的凸起端，活塞27继续移动，此时单向阀2被开启，保压腔3与活塞腔1连通，保压腔3中的水流入活塞腔1，经活塞腔1的活塞腔1净水输入输出孔流出，进入排污阀控制腔20，通过泄压孔6流出与外界导通，对保压腔3进行泄压。在保压腔3泄压的一瞬间，由于压差检测弹簧11弹力的存在，压差检测弹簧11弹力迅速推动压差检测滑块10复位，压差检测滑块10带动滑块连动杆7与阀芯4快速复位，此时由于阀芯4的复位，排污阀控制腔20与泄压孔6之间的通路重新被阻断，泄压结束。由控制腔进水口5进入的细滤网外净水流入排污阀控制腔20分别由排污阀控制孔21进入排污阀腔挤压排污阀隔膜片，封死排污阀，关闭排污口，由活塞腔净水输入输出口24流入到活塞腔1，净水通过开启的单向阀2流入保压腔3；流入活塞腔1中的净水推动活塞27做复位的轴向运动，活塞顶杆30推动吸轴做轴向的复位，直到活塞顶杆30把吸轴顶死为止，至此完成了一个控制过滤器由吸污排污工作状态向过滤器进行正常的过滤工作状态的动作控制过程。

当过滤器的控制装置一旦失效，压差检测器不能发出信号控制过滤器的正常工作，控制装置在此种最不利的情况发生时，此时可以通过手动控制装置的操作操控过滤器，保证过滤器的正常工作能够进行。具体操作如下：调节安装在控制腔进水口5上的微型两位三通阀关闭净水的同时使排污阀控制腔20与外界相通，活塞腔1与排污阀控制腔20与外界大气相通，实现迅速排水。活塞腔1与排污阀进行泄压，排污阀被开启，活塞27在吸轴的推动下进行轴向移动，过滤器进行自洁排污，直到活塞27走完一个行程；此时调节微型两位三通阀阻断活塞腔1与排污阀控制腔20与大气通路的同时打开净水对其充压，由控制腔进水口5进入的净水将再次进入活塞腔1与排污阀腔，封死排污阀，关闭排污口，推动活塞27轴向移动直到活塞27把吸轴顶死为止，过滤器将进入正常的过滤工作状态。至此完成一个完整的手动控制过程。

上述实施方式仅仅是对本实用新型的功能性描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域内普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进：如将压差检测缸体、活塞缸体和活塞缸体制作为一体式结构等，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自洁吸式过滤器的控制装置，其特征在于：包括压差检测器、控制阀和活塞组件；

所述压差检测器包括压差检测缸体、压差检测滑块（10）、高压水进水口（18）、低压水进水口（16）和压差检测弹簧（11），所述压差检测缸体内设有腔，所述压差检测滑块（10）安装在所述压差检测缸体的腔内，所述压差检测滑块（10）两个端面把压差检测缸体的腔分割成高压水腔（17）与低压水腔（15），所述高压水进水口（18）与高压水腔（17）连通，所述低压水进水口（16）与低压水腔（15）连通，所述压差检测弹簧（11）设于所述低压水腔（15）内；

所述控制阀包括阀体、排污阀控制孔（21）、控制腔进水口（5）、泄压孔（6）以及通过滑块连动杆（7）与所述压差检测滑块（10）连接的阀芯（4），所述排污阀控制孔（21）、控制腔进水口（5）和泄压孔（6）设在所述阀体上，所述阀芯（4）上具有可与排污阀控制孔（21）和控制腔进水口（5）同时连通的环形腔体，所述阀芯（4）靠近所述压差检测器一侧的端面与所述阀体之间构成与所述泄压孔（6）连通的阀芯腔（19）；

所述活塞（27）组件包括活塞缸体（28），活塞顶杆（30）和活塞（27），所述活塞缸体（28）与所述阀体连接，所述活塞（27）靠近所述控制阀器一侧的端面与所述活塞缸体（28）之间构成活塞腔（1），所述阀芯（4）靠近所述活塞缸体（28）一侧的端面与所述活塞缸体（28）之间构成保压腔（3），所述保压腔（3）与所述活塞腔（1）之间设有单向阀（2），所述活塞缸体（28）上设有活塞腔净水输入输出口（24），所述活塞腔（1）通过所述活塞腔净水输入输出口（24）与所述排污阀控制孔（21）连通。

2.根据权利要求1所述的自洁吸式过滤器的控制装置，其特征在于：所述活塞腔净水输入输出口（24）内安装有截流模块（23）。

3.根据权利要求1所述的自洁吸式过滤器的控制装置，其特征在于：所述活塞缸体（28）上设有手动净水输入孔（22），所述手动净水输入孔（22）与活塞腔净水输入输出口（24）和排污阀控制孔（21）相连通。

4.根据权利要求1所述的自洁吸式过滤器的控制装置，其特征在于：所述阀体与压差检测缸体相连接，且连接端面之间有密封垫8，阀体与压差检测缸体之间的配合端面上沿圆周方向有方便安装定位的环形的凸凹面。

5.根据权利要求1所述的自洁吸式过滤器的控制装置，其特征在于：所述低压水腔（15）内设有压差检测调节滑块（12），所述压差检测弹簧（11）的一端支撑在所述压差检测滑块（10）端面上，另一端支撑在所述压差检测调节滑块（12）的端面上。

6.根据权利要求1或5所述的自洁吸式过滤器的控制装置，其特征在于：所述压差检测缸体的底部为缸盖（14），所述压差检测调节滑块（12）的圆周表面上开有圆形的密封槽，所述密封槽内安装有密封圈（9），所述缸盖（14）上通过螺纹安装用于顶压所述压差检测调节滑块（12）的压差调节杆（13），所述压差调节杆（13）与所述压差检测调节滑块（12）的接触面为半球面，所述压差调节杆（13）的外端端面上开有一字型凹槽，所述压差调节杆（13）上设有度尺寸。

7.根据权利要求1所述的自洁吸式过滤器的控制装置，其特征在于：所述阀芯（4）与所述阀体之间设有密封圈（9）。

8.根据权利要求1所述的自洁吸式过滤器的控制装置，其特征在于：所述阀芯（4）与滑块连动杆（7）通过螺纹连接，所述压差检测滑块（10）与所述滑块连动杆（7）通过螺纹连接，所述滑块连动杆（7）为阶梯轴，所述滑块连动杆（7）的中部为光轴，所述滑块连动杆（7）的光轴穿过所述压差检测缸体，所述压差检测缸体的与滑块连动杆（7）的光轴配合的表面上开有凹槽，凹槽内安装有密封圈（9）。

9.根据权利要求1所述的自洁吸式过滤器的控制装置，其特征在于：所述活塞顶杆（30）通过螺纹与活塞（27）连接，活塞（27）上与所述活塞缸体（28）相配合的圆周面上开有环形凹槽，该环形凹槽内分别安装有耐磨带（26）和Y型密封圈（25）。