CN210713047U - 适于雨水量的自清洁过滤装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种适于雨水量的自清洁过滤装置。适于雨水量的自清洁过滤装置包括主体，该主体包括：雨水入口；碎屑出口；至少一个过滤雨水出口；过滤元件，过滤元件设置在主体内部并包括柔性元件，柔性元件具有过滤器件，过滤器件与柔性元件相关并且紧固至柔性元件，过滤元件的上端连接至所述雨水入口，并且过滤元件的下端连接至所述碎屑出口，所述过滤元件设置有上部、中部和下部；以及调节装置，调节装置设置在主体内部并且连接至过滤元件。

Description

适于雨水量的自清洁过滤装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于雨水的自清洁过滤装置，其适于降雨状况并且能够连续地过滤雨水而无需为了更换过滤元件而停止其操作。

本实用新型目的的适于雨水量的自清洁过滤装置设计为用于在各种建筑物位置或住宅、商业或工业设施中收集的雨水的连续流过滤。

背景技术

通常，在降雨开始后，一开始收集的雨水中含有高浓度的碎屑，如灰尘、昆虫和小动物等，这些碎屑随着时间的推移在各种集水区积聚并由雨水流带入雨水收集和过滤系统中。

该碎屑倾向于积聚在本领域已知的雨水过滤装置的过滤元件中，因此由于碎屑的所述积聚而降低了这些雨水过滤装置的过滤能力。

特别地，在过滤元件的壁上积聚了塑料袋、纸和较小的碎屑，这极大地损害了过滤装置的过滤能力，甚至可能使它们实际上不起作用。在这些情况下，必须中断过滤后的雨水的流动以清洁或更换过滤元件。由于过滤装置的过滤元件的过滤能力的这种损失，必须采取预防和/或纠正措施来解决该问题。

一种这样的措施是，如果需要的话，定期清洁过滤装置的过滤元件，或者更换它们，尤其是在不下雨的时候。该措施仅部分地解决了该问题，因为在初始降雨期间沉积在过滤元件中的碎屑将保留在那里，从而损害过滤装置的过滤能力。

在这些情况下，如果沉积在过滤元件上的碎屑的积聚非常大，则雨水过滤装置的过滤能力将严重受损。

该问题的解决方案是将雨水流转移到下水道系统，以便清洁或更换过滤元件。该解决方案的缺点在于，不可能利用转移到下水道的不能过滤的水流。

避免这种损失的一种可能性是提供用于临时储存雨水流的储存器，同时清洁或更换过滤装置的过滤元件。

然而，除了增加系统安装的资金成本之外，提供这样的储存器也可能引起问题。在这些储存器中储存雨水有利于碎屑沉降在底部，随着时间的推移，这往往会降低储存能力。还应该提到有机污染物的可能性，例如死亡动物和昆虫的碎屑，它们也积聚在底部，这是不希望的。结果，于是有必要定期清洁这些储存器，因而增加了系统维护的成本。

解决该问题的另一种解决方案是使用多个过滤装置，这些过滤装置设计成使得其中一个过滤装置瞬时停止以便清洁或更换过滤元件将不会不利地影响雨水过滤系统的过滤能力。

这种解决方案的缺点是安装多个过滤装置的成本增加，更不用说需要定期清洁或更换过滤元件，这也会增加过滤系统的维护成本。

在本申请的申请人的共同所有的专利US9260321中提出了对该问题的解决方案。

US9260321描述了一种自清洁过滤器分离器和雨水量适配器，其具有过滤装置，该过滤装置包括第一、第二和第三过滤元件(10、11、13)，第一和第三过滤元件是可伸展且柔性的，第二元件和中央元件不可伸展且非柔性。所有这三个过滤元件都设有由筛网制成的壁，该筛网保留碎屑、沙子等，但允许雨水通过其网眼空隙。

非柔性的第二过滤元件11的端部连接到柔性的第一和第三过滤元件(10、 13)。校准器5附接到中央过滤元件11并且还附接到杆9的下端，校准器5可以围绕杆9执行振荡运动。校准器5附接到中央过滤元件11的位置可以根据需要改变，以便调节中央过滤元件11的倾斜度。杆9的上端以也可以执行振荡运动的方式可枢转地附接到过滤装置的上盖。

US9260321的自清洁过滤器分离器和雨水量适配器能够适应雨水量的变化，其中，中央第二过滤元件11可能由于雨水的流动而倾斜，从而使得柔性的第一和第三过滤元件(10、12)根据所述雨水的流动而伸展或收缩，从而促进从过滤装置内部移除在过滤过程中积聚在那里的碎屑。

因此，第一、第二和第三过滤元件10、11、13可以由于雨水流经其内部的流量而在它们之间进行振荡运动，因而根据雨水的强度而调节其位置。在雨水流量低的情况下，中央的半刚性过滤元件11处于其初始位置，基本上倾斜，因此过滤元件10、11、13处于非常倾斜的位置，与自清洁过滤装置的上壁形成钝角。

通过这种方式，即使在雨水流量低的情况下，也促进了碎屑的排出。当雨水流稍微更强烈时，由于雨水流对其冲击的作用，中央刚性过滤元件11呈现接近水平的位置。当雨水流量高时，过滤元件沿与其初始位置相反的方向弯曲。铰接式过滤元件10、13与中央半刚性过滤元件11的运动一致地伸展或收缩。

过滤元件10、11、13的这些运动用于促进水的过滤以及排出积聚在过滤元件内部的碎屑，从而提供过滤装置的保持基本恒定的过滤能力，因为过滤元件10、11、13内部几乎没有碎屑积聚。

实用新型内容

在第一方面，本实用新型涉及一种适于雨水量的自清洁过滤装置，其包括主体，该主体包括：雨水入口；碎屑出口；至少一个过滤雨水出口；设置在主体内部的连续过滤元件，其包括能够挠曲、伸展或收缩的连续柔性元件；以及过滤器件，其与所述连续柔性元件相关并且固定到其上；所述连续过滤元件包括上部、中部和下部。连续柔性元件可以包括螺旋元件。

连续柔性过滤元件的上端连接到所述雨水入口，并且连续柔性过滤元件的下端连接到所述碎屑出口；调节装置设置在主体内并连接到过滤元件。

调节装置可以包括：固定结构，该固定结构附接到主体的上内部；旋转支撑构件，其由固定结构可旋转地支撑；柔性固定元件，其由旋转支撑构件可旋转地支撑，所述柔性固定元件包括第一段和第二段，第一段的端部和第二段的端部分别连接到连续过滤元件的所述上部和所述下部。所述柔性固定元件的所述第一段和所述第二段可以分别设置有可调节的第一限制装置和第二限制装置。

所述过滤器件可以包括复丝织物，复丝织物的孔隙度低于要保留在其中的较小尺寸的颗粒材料的尺寸。

在第二方面，一种使用适于雨水量的自清洁过滤装置的方法，该方法包括以下步骤：

-允许收集的雨水通过所述雨水入口并进入所述连续过滤装置；

-允许雨水流被连续过滤元件过滤并收集在所述主体的底部；

-允许过滤后的雨水通过所述至少一个过滤雨水出口排出；

-允许过滤出的碎屑通过碎屑出口排出；

-允许所述连续过滤元件的所述上部、所述中部和所述下部伸展和收缩，从而响应于雨水的流量和调节装置的柔性固定元件的所述第一段和所述第二段的作用而产生振荡运动；

-允许所述振荡运动帮助将碎屑从过滤装置的内部排出到碎屑出口。

附图说明

现在将结合附图更详细地描述本实用新型，附图仅出于说明性目的，描绘了本实用新型的一些实施例。

图1描绘了本实用新型目的的用于雨水的自清洁过滤装置的正视截面图，其中雨水流和由雨水携带到连续过滤元件的内部的碎屑量较小。

图2描绘了本实用新型目的的自清洁过滤装置的正视截面图，其中雨水流和由雨水携带到连续过滤元件的碎屑量开始增加。

图3描绘了本实用新型目的的自清洁过滤装置的正视截面图，其中雨水流和由雨水流携带到连续过滤元件的内部的碎屑量较大。

图4描绘了自清洁过滤装置的过滤元件的正视图，以示出内部螺旋元件，其中过滤元件的下部没有设置过滤器件。

具体实施方式

在图1、图2和图3中可以观察到本实用新型目的的适于雨水量的自清洁过滤装置100，其包括主体108，主体108设置有雨水入口104的、碎屑出口 115和至少一个过滤雨水出口113。图中示出了两个过滤雨水出口113和113'，但是对可以使用的出口的数量没有限制。

雨水收集系统102收集雨水101并连接到供水管道103，供水管道103连接到适于雨水量的自清洁过滤装置100的雨水入口104。

适于雨水量的自清洁过滤装置100设有过滤元件119，过滤元件119包括上部110、中部111和下部112。连续过滤元件119的上部110连接到雨水入口 104，并且连续过滤元件119的下部112连接到适于雨水量的自清洁过滤装置100的碎屑出口115。

过滤元件119在图4中示出。在优选实施例中，它包括能够收缩或伸展的连续柔性元件117。过滤器件116覆盖并固定到柔性元件117。

在该实施例中，柔性元件117包括连续螺旋元件，并且过滤器件116是复丝织物，其允许颗粒材料在网状物的空隙中的极少渗透，并且其孔隙度低于要保留在其中的较小尺寸的颗粒材料的尺寸。这样，过滤元件119采用完全柔性的连续波纹管118的形式，为过滤元件119提供了柔性和压缩或伸展的能力。

在适于雨水量的自清洁过滤装置100内还设置有调节装置107，调节装置 107包括支撑构件105，支撑构件105通过固定结构109附接到适于雨水量的自清洁过滤装置100的主体108的上内部。

柔性固定元件106，在这种情况下是绳索，搁置在支撑构件105上并且具有柔性固定元件的第一段106a和第二段106b，其中第一段106a附接到过滤元件119的过滤元件上部110，第二段106b连接到过滤元件119的下部112。

第一和第二可调节限制装置124a和124b也可以设置在柔性固定元件106 上，分别安装在第一段106a和第二段106b上，用于限制柔性固定元件106在旋转支撑构件105上的行程。可以调节第一和第二可调节限制装置124a和124b 的定位，以使过滤元件119能够根据雨水的强度更好地操作。

支撑构件105必须能够允许柔性固定元件106容易地沿着它行进。在优选实施例中，支撑构件105是滑轮，其有助于柔性固定元件106沿其行进。

适于雨水量的自清洁过滤装置100的操作过程非常简单。当开始下雨时，雨水通过雨水收集系统102收集，并通过供水管道103将雨水101引导至适于雨水量的自清洁过滤装置100的雨水入口104。

在该初始降雨期间携带到过滤元件119中的碎屑的量通常更强，并且期望尽可能快地移除该碎屑，以便不损害过滤元件119的有用性。

在没有下雨期间，或者当通过过滤元件119的内部的雨水量还不强时，过滤元件119呈图1所示的形状，其中过滤元件119的上部110的上部区域基本上是直立的，用于连接到雨水入口104，但是过滤元件119的上部110的剩余部分以及中部111和下部112处于基本倾斜的位置，其中位于过滤元件119的上部110的中间区域的假想的切线“t”相对于假想的水平线“p”形成钝角“a”，如图1所示。

在这种初始操作情况下，过滤元件119基本上倾斜并且柔性元件117基本上收缩，这有利于废物的移除，因为水流即使仍处于低流量也能够导致碎屑朝向碎屑出口115，这是由于过滤元件119的基本倾斜导致的。

在从过滤元件119的内部移除碎屑的同时将发生雨水流的过滤过程。如图 1中可见，过滤后的雨水114离开过滤元件119并将沉积在适于雨水量的自清洁过滤装置100的主体108的主体下部区域121中，通过至少一个过滤雨水出口113排出。

在降雨强度开始增加并且变得适度的情况下，由雨水流和碎屑对过滤元件 119的冲击、尤其是对其上部110的冲击所施加的力将增加。该冲击力将导致柔性元件117伸展。在本实施例中，由于柔性元件117是螺旋元件，所以其螺旋圈在某些区域、特别是在过滤元件119的中部111与上部110和下部112之间的边界区域中开始彼此远离。

由于柔性固定元件106的调节装置107的第一段106a和第二段106b分别连接到过滤元件119的上部110和下部112，因此它们限制了柔性元件117的这种伸展运动。在本实施例中，由于柔性元件117是螺旋元件，因此其螺旋圈彼此远离的运动受到限制。尽管存在这种限制，但调节装置107的柔性固定元件106可以在旋转支撑构件105的表面上移动这一事实允许在过滤元件119的定位方面进行一些调整，但是仅以有限的方式进行。

由于这种运动限制，过滤元件119的上部110和中部111最初将趋向于更多地伸展。在这种情况下，含有碎屑的雨水流对过滤元件119的上部110和中部111的冲击将导致柔性元件117在过滤元件的上部110和中部111这两个部分的区域中伸展。由于调节装置107限制过滤元件119的运动，下部112也将彼此远离。在本实施例中，由于柔性元件117是螺旋元件，所以螺旋圈将远离彼此移动。

因此，过滤元件119的上部110、中部111和下部112将开始改变它们的基本倾斜的形状。在这种情况下，过滤元件119的中部111倾向于呈现基本上水平的位置，这有利于雨水流在过滤元件119的中部111的区域中、特别是在过滤元件119的中部111的区域中的过滤，从而减少水的浪费。

如果在较大的降雨情况下雨水流量显著增加，并且随后该雨水流对过滤元件119的冲击增加，并且由雨水流携带的碎屑也增加，则柔性元件117将有较强的伸展趋势，特别是在下部112中。在本实施例中，由于柔性元件117是螺旋元件，所以其螺旋圈将具有彼此远离移动的趋势。因此，过滤元件119的上部110和中部111的螺旋圈将倾向于伸展更多，这同样发生在下部112中的柔性元件117的螺旋圈中，这些螺旋圈也将远离彼此移动。

因此，由于由调节装置107引起的运动限制，过滤元件119呈与字母“S”非常相似的构造，如图3所示。

在过滤元件119的形状变化的该过程中，由于雨水流量的变化，柔性元件 117将倾向于经历交替的伸展和收缩运动，从而在整个过滤元件119中引起巨大的振荡运动，并且过滤元件119的形状变化和这种振荡运动的组合，特别是在过滤元件119的中部111的区域中，将增加从过滤元件119的内部朝碎屑出口115的碎屑排出。

因此，由于雨水流的流量和由该雨水流携带的碎屑的量，过滤元件119采取的形式将始终被调整。

应该提到的是，第一和第二限制装置124a和124b用于限制柔性固定元件 106在旋转支撑构件105的表面上的行程，以便保证过滤元件119将在确保过滤过程始终有效发生的限度内经历上面所示的形状变化。

同样重要的需要提及，图1、图2和图3中描绘的过滤元件119根据雨水的流量而呈现的形状仅是示例性的，并且不能认为是对本实用新型的限制。在使用中，过滤元件119将能够基于雨水的流量和碎屑而呈现多种形状。

使用设置有柔性元件117的过滤元件119将使得由雨水流携带的碎屑通过碎屑出口115快速丢弃，这有利于过滤过程并减少水的浪费。在图1、图2和图3中，可以观察到过滤后的雨水流122离开过滤雨水出口113。

由申请人进行的测试——其中雨水流包含相当大量的碎屑——表明离开碎屑出口115的不能过滤的未经过滤雨水流123的量非常小。

适于雨水量的自清洁过滤装置100设有检查窗口(图中未示出)，便于过滤装置的清洁、过滤元件119的清洁或更换、调节装置107的调节、定期检查等。

例如，在过滤器件116的空隙浸渍有小颗粒材料，从而降低了其过滤雨水的能力的情况下，这些检查窗口可用于允许维护工人进入以使用高压水射流促进从过滤器件116的空隙内移除这些小颗粒。

如果需要改变调节装置107的柔性固定元件106的第一段106a和第二段 106b的位置以满足特定需要，则可以在过滤元件119中提供多个连接点以连接柔性固定元件106的第一段106a和第二段106b的端部，从而允许根据即时方便调节调节装置107。

作为参考，下表给出了专家用来定义降雨强度的一些值：

小雨	降雨量的强度小于5.0mm/h
		中雨	降雨量的强度在5.0mm/h至25mm/h之间
暴雨	降雨量的强度在25.1mm/h至50mm/h之间
		特大暴雨	降雨量的强度大于50.0mm/h
雷暴	短时内发生强降雨并具有局地性

提供具有能够收缩或伸展的完全柔性且连续的过滤元件119的适于雨水量的自清洁过滤装置100，使得所述连续过滤元件119能够对雨水流量的变化迅速作出反应，从而使本实用新型目的的适于雨水量的自清洁过滤装置100非常高效地过滤雨水流，使雨水的损失最小化。

如上所述，可以在不脱离上面描述的本实用新型基本概念的情况下对适于雨水量的自清洁过滤装置100进行修改和调整。

例如，可以将柔性过滤元件的单独部分彼此连接，以便提供具有与本文所述的连续过滤元件119基本相同的特征的过滤元件。

但是，优选使用如上公开的连续过滤元件119，以防止所连接的部分之间的意外断开，这种断开可能由于雨水流入过滤元件中而导致过滤元件的剧烈伸展和收缩运动而发生。

部件列表

100 适于雨水量的自清洁过滤装置；

102 雨水收集系统；

103 供水管道；

104 雨水入口；

105 旋转支撑构件；

106 柔性固定元件；

106a (柔性固定元件的)第一段；

106b (柔性固定元件的)第二段；

107 调节装置；

108 主体；

109 固定结构；

110 (过滤元件的)上部；

111 (过滤元件的)中部；

112 (过滤元件的)下部；

113 过滤雨水出口；

114 过滤后的雨水；

115 碎屑出口；

116 过滤器件；

117 柔性元件；

118 波纹管；

119 过滤元件；

120 废弃的碎屑；

121 主体下部区域；

122 过滤后的雨水流；

123 未经过滤的雨水流；

124a (柔性固定元件106的第一段106a的)第一限制装置；

124b 柔性固定元件106的第二段106b的第二限制装置。

Claims (7)

1.一种适于雨水量的自清洁过滤装置，包括主体，所述主体包括：

-雨水入口；

-碎屑出口；

-至少一个过滤雨水出口；

-柔性的过滤元件，所述过滤元件设置在所述主体内部并且包括可伸展且可收缩的完全柔性元件，所述完全柔性元件具有过滤器件，所述过滤器件与所述完全柔性元件相关并且紧固至所述完全柔性元件，所述过滤元件的上端连接至所述雨水入口并且所述过滤元件的下端连接至所述碎屑出口，所述过滤元件设有上部、中部和下部；

-调节装置，所述调节装置设置在所述主体内部并且连接至所述过滤元件。

2.根据权利要求1所述的适于雨水量的自清洁过滤装置，其中，所述柔性元件包括螺旋元件。

3.根据权利要求2所述的适于雨水量的自清洁过滤装置，其中，所述过滤元件包括彼此连接的单独的柔性部分。

4.根据权利要求3所述的适于雨水量的自清洁过滤装置，其中，所述调节装置包括：

-固定结构，所述固定结构附接至所述主体的上内部；

-由所述固定结构支撑的支撑构件；

-由所述支撑构件支撑的柔性固定元件，所述柔性固定元件包括第一段和第二段，所述第一段的端部和所述第二段的端部分别连接至所述过滤元件的所述上部和所述下部。

5.根据权利要求4所述的适于雨水量的自清洁过滤装置，其中，所述柔性固定元件的所述第一段和所述第二段分别设置有可调节的第一限制装置和第二限制装置。

6.根据权利要求5所述的适于雨水量的自清洁过滤装置，其中，所述支撑构件是滑轮。

7.根据权利要求6所述的适于雨水量的自清洁过滤装置，其中，所述过滤器件包括复丝织物，所述复丝织物的孔隙度低于要保留在其中的较小尺寸的颗粒材料的尺寸。

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