RU2209652C1

RU2209652C1 - Liquid cleaning filter

Info

Publication number: RU2209652C1
Application number: RU2002105667A
Authority: RU
Inventors: В.В. Голуб; В.Г. Егоров; В.В. Толстиков
Original assignee: Егоров Владислав Геннадьевич
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: filtering processes; cartridge filters; water supply systems; food-processing and pharmaceutical industries. SUBSTANCE: proposed filter has housing with flow changeover unit rigidly connected with bush provided with longitudinal passage for communication with cavity of flow change-over unit. Longitudinal passage is stepped: larger diameter forms inlet hole and lesser diameter forms outlet hole. Mounted in inlet hole is bush with cavity having contraction coaxially relative to outlet hole widening in form of diffuser. Smaller diameter of cavity has longitudinal extension directed towards outlet hole, thus forming ejector together with it. Flow change-over unit is provided with filter element which is cleaned by reverse flow of liquid and air due to ejection effect every time during opening of outlet hole of housing. EFFECT: increased service life of filter; ease in use; simplified construction. 3 dwg

Description

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к патронным фильтрам, предназначенным для очистки жидкости от примесей, и может быть использовано в системах производственного и бытового водоснабжения, в пищевой и фармацевтической промышленности. The invention relates to filtering, and in particular to cartridge filters designed to purify liquids from impurities, and can be used in industrial and domestic water supply systems, in the food and pharmaceutical industries.

Известен фильтр очистки воды модели "Jnstapure" (патент США 4770768, МПК В 01 D 27/08, приоритет от 10.11.1986 г., аналог), содержащий корпус с переключателем потока жидкости, жестко взаимосвязанным со втулкой, имеющей выходной канал, фильтроэлемент, входное и выходное отверстие в корпусе, уплотнения. Конструкция фильтра отличается громоздкостью и в целях снижения материалоемкости и себестоимости изготовления выполнена из пластмассы. Поэтому фильтр предназначен для очистки только холодной воды, т.к. при повышенных температурах фильтра пластмасса начинает выделять вредные для здоровья вещества. Known filter water purification model "Jnstapure" (US patent 4770768, IPC B 01 D 27/08, priority 10.11.1986, analogue), comprising a housing with a fluid flow switch, rigidly interconnected with a sleeve having an output channel, a filter element, inlet and outlet in the housing, seals. The filter design is cumbersome and, in order to reduce material consumption and manufacturing costs, is made of plastic. Therefore, the filter is designed to clean only cold water, as at elevated filter temperatures, plastic begins to release substances that are harmful to health.

Известен фильтр очистки жидкости (патент США 5192436А, МПК B 01 D 27/08, приоритет от 09.03.1993 г., прототип), содержащий корпус с переключателем потока жидкости, жестко взаимосвязанным с втулкой, имеющей продольный и поперечный каналы, фильтроэлемент, входное и выходное отверстие в корпусе, при этом фильтроэлемент установлен в переключателе потока жидкости, полость которого сообщается с продольным и поперечным каналами во втулке. A known liquid purification filter (US patent 5192436A, IPC B 01 D 27/08, priority 09.03.1993, prototype), comprising a housing with a fluid flow switch, rigidly interconnected with a sleeve having longitudinal and transverse channels, a filter element, an input and an outlet in the housing, the filter element being installed in the fluid flow switch, the cavity of which communicates with the longitudinal and transverse channels in the sleeve.

Фильтр устанавливается непосредственно на выходной патрубок смесителя, а фильтроэлемент - в переключателе потока жидкости. Недостатки: корпус фильтра имеет сложную систему каналов, соединяющих втулку с частями фильтроэлемента и входным каналом очищаемой водопроводной воды. Каналы имеют сложную пространственную конфигурацию и требуют надежного уплотнения во избежание смешивания очищаемой и очищенной водопроводной воды. Поэтому части фильтра трудоемки в изготовлении, а конструкция фильтра в целом - нетехнологична. Кроме того, по мере использования фильтра фильтроэлемент загрязняется примесями, ржавчиной и бактериями, содержащимися в водопроводной воде. Загрязнение создает рассадник микробов, а также ведет к засорению фильтровальной среды. Поэтому фильтроэлемент периодически извлекают из переключателя потока жидкости и подвергают регенерации, что создает неудобства в эксплуатации фильтра и снижает его ресурс. The filter is installed directly on the mixer outlet pipe, and the filter element is in the fluid flow switch. Disadvantages: the filter housing has a complex system of channels connecting the sleeve with the parts of the filter element and the input channel of the purified tap water. The canals have a complex spatial configuration and require reliable compaction to prevent mixing of purified and purified tap water. Therefore, parts of the filter are laborious to manufacture, and the design of the filter as a whole is low-tech. In addition, as the filter is used, the filter element becomes contaminated with impurities, rust and bacteria contained in tap water. Pollution creates a hotbed of microbes, and also leads to clogging of the filter medium. Therefore, the filter element is periodically removed from the fluid flow switch and subjected to regeneration, which creates inconvenience in the operation of the filter and reduces its life.

Технический результат: повышение ресурса фильтроэлемента, удобства в эксплуатации и упрощение конструкции фильтра в целом за счет автоматизации процесса очистки фильтроэлемента обратным потоком жидкости и воздуха. Effect: increase the filter element resource, ease of use and simplify the design of the filter as a whole by automating the process of cleaning the filter element with a reverse flow of liquid and air.

Технический результат достигается за счет того, что в известном фильтре очистки жидкости, содержащем корпус с переключателем потока жидкости, жестко взаимосвязанным с втулкой, имеющей продольный канал, фильтроэлемент, продольный канал в корпусе с входным и выходным отверстиями, при этом фильтроэлемент установлен в переключателе потока жидкости, полость которого сообщается с продольным каналам во втулке, особенность заключается в том, что продольный канал в корпусе выполнен ступенчатым, где больший диаметр канала образует входное отверстие, а меньший - выходное, причем во входном отверстии установлена втулка с полостью в виде конфузора соосно выходному отверстию, а выходное отверстие выполнено с расширением в виде диффузора, причем малый диаметр конфузора имеет цилиндрическое продолжение, обращенное в сторону выходного отверстия. The technical result is achieved due to the fact that in the known liquid purification filter comprising a housing with a fluid flow switch rigidly interconnected with a sleeve having a longitudinal channel, a filter element, a longitudinal channel in the housing with inlet and outlet openings, the filter element is installed in the liquid flow switch , the cavity of which communicates with the longitudinal channels in the sleeve, the peculiarity lies in the fact that the longitudinal channel in the housing is made stepwise, where a larger diameter of the channel forms the inlet stie and smaller - outlet, wherein the inlet sleeve installed with a cavity in the form of a converging tube coaxial outlet, and the outlet port is formed with an extension in the form of a diffuser, wherein the small diameter converger has a cylindrical extension facing towards the outlet opening.

В заявленном фильтре происходит автоматическая очистка фильтроэлемента при каждом открытии потребителем выходного отверстия в корпусе, т.е. при использовании неочищенной воды в технических целях (мытье посуды, рук и т.п. ). Самоочищение фильтроэлемента вызывает образующееся при этом разрежение в области цилиндрического продолжения малого диаметра полости в виде конфузора и выходного отверстия в корпусе с расширением в виде диффузора за счет эффекта эжекции. Вода будет напрямую сливаться в неочищенном виде к потребителю, а остатки очищенной воды из переключателя потока жидкости обратным потоком будут проходить через фильтроэлемент и сбрасывать частицы загрязнителя сначала в продольный канал втулки, а затем и через продольный канал в корпусе - в его выходное отверстие. In the claimed filter, the filter element is automatically cleaned each time the consumer opens the outlet in the housing, i.e. when using untreated water for technical purposes (washing dishes, hands, etc.). Self-cleaning of the filter element causes a rarefaction resulting from this in the region of cylindrical extension of the small diameter of the cavity in the form of a confuser and an outlet in the housing with expansion in the form of a diffuser due to the ejection effect. Water will directly be drained to the consumer in an unpurified form, and the remaining purified water from the liquid flow switch in reverse flow will pass through the filter element and discharge pollutant particles first into the longitudinal channel of the sleeve, and then through the longitudinal channel in the housing into its outlet.

Вслед за остатками воды через фильтроэлемент начнет засасываться обратным потоком и воздух, способствуя тем самым дополнительной очистке фильтроэлемента. В заявленном фильтре разряжение в эжекторе, образующемся в области цилиндрического продолжения малого диаметра полости в виде конфузора и выходного отверстия в корпусе, создается автоматически при каждом переходе с режима фильтрации на режим потребления неочищенной воды в технических целях. Тем самым повышается ресурс фильтрующего элемента за счет автоматизации процесса очистки обратным потоком жидкости и воздуха. Ресурс фильтроэлемента и удобство в эксплуатации фильтра в целом будет повышаться. Following the remaining water through the filter element, air will begin to be sucked in by the reverse flow, thereby contributing to the additional cleaning of the filter element. In the claimed filter, a vacuum in the ejector formed in the region of a cylindrical extension of the small diameter of the cavity in the form of a confuser and an outlet in the housing is created automatically at each transition from the filtration mode to the raw water consumption mode for technical purposes. This increases the resource of the filter element by automating the cleaning process with a reverse flow of liquid and air. The resource of the filter element and the ease of use of the filter as a whole will increase.

При повороте переключателя потока жидкости в положение, соответствующее режиму очистки жидкости, вода через входное отверстие в корпусе будет поступать в продольный канал корпуса и через продольный канал во втулке - в переключатель потока жидкости, а оттуда проходя снаружи во внутрь фильтроэлемента и очищаясь от примесей - к потребителю. When the fluid flow switch is turned to the position corresponding to the liquid purification mode, water through the inlet in the housing will flow into the longitudinal channel of the housing and through the longitudinal channel in the sleeve into the fluid flow switch, and from there passing outside to the inside of the filter element and being cleaned of impurities, to to the consumer.

Выходное отверстие корпуса при этом будет надежно перекрыто плоской резиновой пластиной, прижимаемой к кромкам выходного отверстия потоком очищаемой жидкости и закрепленной на конце втулки переключателя потока жидкости по наружному диаметру со стороны выходного отверстия корпуса. The outlet of the housing will be reliably covered by a flat rubber plate pressed to the edges of the outlet by the flow of the liquid being cleaned and fixed to the end of the sleeve of the fluid flow switch along the outer diameter from the side of the outlet of the housing.

При использовании воды в технических целях переключатель с жестко связанной с ним втулкой поворачивают. При этом резиновая пластина, перемещаясь внутри корпуса, открывает выходное отверстие в корпусе. Вода будет поступать напрямую из входного отверстия в корпусе через продольный канал в выходное отверстие в корпусе. Попаданию воды в продольный канал во втулке будет препятствовать обратный перепад давления, который и вызывает обратный поток очищенной воды из переключателя потока жидкости. Таким образом, наличие эжектора делает ненужным перекрытие продольного канала втулки при использовании воды в технических целях, а для уплотнения выходного отверстия в корпусе в режиме фильтрации достаточно резиновой пластины простой конфигурации. When using water for technical purposes, the switch with a rigidly connected sleeve rotate. In this case, the rubber plate, moving inside the case, opens the outlet in the case. Water will flow directly from the inlet in the housing through a longitudinal channel into the outlet in the housing. The return of water to the longitudinal channel in the sleeve will be prevented by a reverse pressure drop, which causes a reverse flow of purified water from the fluid flow switch. Thus, the presence of an ejector makes it unnecessary to block the longitudinal channel of the sleeve when using water for technical purposes, and a rubber plate of a simple configuration is sufficient to seal the outlet in the housing in the filtration mode.

Следовательно, уплотнения основных каналов и конструкция фильтров в целом упрощаются. Therefore, the seals of the main channels and the design of the filters as a whole are simplified.

На фиг.1 изображен фильтр очистки жидкости, продольный разрез (прямоточный режим работы); на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1; на фиг.3 - фильтр очистки воды, продольный разрез (режим фильтрации). Figure 1 shows a filter for cleaning the liquid, a longitudinal section (direct-flow operation mode); figure 2 - section a - a in figure 1; figure 3 - filter water purification, longitudinal section (filtering mode).

Фильтр очистки жидкости содержит корпус 1 с переключателем потока жидкости 2 и уплотнением 3 между ними. Переключатель потока жидкости 2 жестко взаимосвязан с втулкой 4, имеющей продольный канал 5, с помощью которого втулка 4 сообщается с полостью переключателя потока жидкости 2. Продольный канал 6 в корпусе 1 выполнен ступенчатым, где больший диаметр канала 6 образует входное отверстие 7, а меньший - выходное отверстие 8. Во входном отверстии 7 установлена втулка 9 с полостью 10 в виде конфузора соосно выходному отверстию 8, выполненному с расширением 11 в виде диффузора. Малый диаметр полости 10 имеет цилиндрическое продолжение 12, обращенное в сторону выходного отверстия 8 и образующее совместно с последним эжектор. The liquid purification filter comprises a housing 1 with a fluid flow switch 2 and a seal 3 between them. The fluid flow switch 2 is rigidly interconnected with a sleeve 4 having a longitudinal channel 5, through which the sleeve 4 communicates with the cavity of the fluid flow switch 2. The longitudinal channel 6 in the housing 1 is made stepwise, where the larger diameter of the channel 6 forms the inlet 7, and the smaller outlet 8. Inlet 7 has a sleeve 9 with a cavity 10 in the form of a confuser aligned with the outlet 8, made with the extension 11 in the form of a diffuser. The small diameter of the cavity 10 has a cylindrical extension 12, facing the outlet 8 and forming together with the latter an ejector.

В переключателе потока жидкости 2, имеющем выходное отверстие 13, установлен фильтроэлемент 14 с уплотнением 15. Резиновая пластина 16 закреплена на конце втулки 4 переключателя потока жидкости 2 по наружному диаметру со стороны выходного отверстия 8 корпуса 1 и под давлением жидкости перекрывает его при работе фильтра в режиме фильтрования. В продольном канале 5 втулки 4 установлен предфильтр 17. In the fluid flow switch 2 having an outlet 13, a filter element 14 with a seal 15 is installed. A rubber plate 16 is fixed to the end of the sleeve 4 of the fluid flow switch 2 on the outer diameter from the side of the outlet 8 of the housing 1 and blocks it when the filter is in filtering mode. In the longitudinal channel 5 of the sleeve 4, a prefilter 17 is installed.

Пример конкретного применения. В переключатель потока жидкости 2, выполненный из пищевой коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72) с уплотнением 3 (пищевая резина ТУ 38.105.1044-78) и втулкой 4 (сталь 12Х18Н10Т, ГОСТ 5632-72), жестко взаимосвязанной с переключателем потока жидкости 2, навинчивают на кран (не показан). An example of a specific application. To the fluid flow switch 2, made of stainless steel 12X18H10T (GOST 5632-72) with seal 3 (food rubber TU 38.105.1044-78) and sleeve 4 (steel 12X18H10T, GOST 5632-72), rigidly interconnected with the fluid flow switch 2, screw onto a tap (not shown).

Для работы фильтра в прямоточном режиме переключатель потока жидкости 2 устанавливают под углом 90 ^o к вертикальной оси симметрии корпуса 1 фильтра. При этом резиновая пластина 16, закрепленная на конце втулки 4 переключателя потока жидкости 2 по наружному диаметру со стороны выходного отверстия 8 корпуса 1 займет положение согласно фиг.1 и 2, а поступающая через входное отверстие 7 корпуса 1 жидкость будет беспрепятственно сливаться неочищенной через выходное отверстие 8 в корпусе 1 к потребителю. Попаданию неочищенной воды в проходной канал 5 втулки 4 будет препятствовать обратный перепад давления, создаваемый в области между цилиндрическим продолжением 12 малого диаметра полости 10 втулки 9 в виде конфузора и выходным отверстием 8 с расширением 11 в виде диффузора, за счет эффекта эжекции.For the filter to work in direct-flow mode, the fluid flow switch 2 is set at an angle of 90 ^o to the vertical axis of symmetry of the filter housing 1. In this case, the rubber plate 16, mounted on the end of the sleeve 4 of the fluid flow switch 2 along the outer diameter from the side of the outlet 8 of the housing 1, will occupy the position according to FIGS. 1 and 2, and the fluid coming through the inlet 7 of the housing 1 will freely unclean through the outlet 8 in housing 1 to the consumer. The ingress of untreated water into the passage channel 5 of the sleeve 4 will be prevented by the reverse pressure difference created in the region between the cylindrical extension 12 of the small diameter of the cavity 10 of the sleeve 9 in the form of a confuser and the outlet 8 with an extension 11 in the form of a diffuser due to the ejection effect.

Наоборот, остатки очищенной воды из переключателя потока жидкости 2 обратным потоком будет проходить через фильтроэлемент 14 и сбрасывать частицы загрязнения сначала в продольный канал 5 втулки 4, а затем и через продольный канал 6 в корпусе 1 - в его выходное отверстие 8. On the contrary, the remains of purified water from the fluid flow switch 2 in the reverse flow will pass through the filter element 14 and discharge contamination particles first into the longitudinal channel 5 of the sleeve 4, and then through the longitudinal channel 6 in the housing 1 - into its outlet 8.

Вслед за остатками воды через фильтроэлемент 14 начнет засасываться обратным потоком и воздух, способствуя тем самым дополнительной очистки фильтроэлемента 14 и предфильтра 17, выполненного из сетки с размером ячейки 20 мкм из стали 12Х18Н10 Т (ГОСТ 5632-72). Following the remnants of water, air will also be sucked in through the filter element 14, thereby contributing to the additional cleaning of the filter element 14 and prefilter 17 made of a mesh with a mesh size of 20 μm made of steel 12X18H10 T (GOST 5632-72).

Для работы фильтра в режиме фильтрации переключатель потока жидкости 2 устанавливают параллельно вертикальной оси симметрии корпуса 1 фильтра. При этом втулка 4 займет положение согласно фиг.3, а резиновая пластина 16 перекроет выходное отверстие 8 корпуса 1. Вода через входное отверстие 7 и продольный канал 6 в корпусе 1 будет поступать через предфильтр 17 в продольный канал 5 во втулке 4 и далее - в переключатель потока жидкости 2, а оттуда, проходя снаружи во внутрь фильтроэлемента 14 и очищаясь от примесей, через выходное отверстие 13 к потребителю. To operate the filter in filtration mode, the fluid flow switch 2 is set parallel to the vertical axis of symmetry of the filter housing 1. In this case, the sleeve 4 will occupy the position according to figure 3, and the rubber plate 16 will block the outlet 8 of the housing 1. Water through the inlet 7 and the longitudinal channel 6 in the housing 1 will flow through the prefilter 17 into the longitudinal channel 5 in the sleeve 4 and then to fluid flow switch 2, and from there, passing from the outside to the inside of the filter element 14 and being cleaned of impurities, through the outlet 13 to the consumer.

Таким образом, в заявленном фильтре происходит автоматическая очистка фильтроэлемента 14 при каждом открытии потребителем выходного отверстия 8 в корпусе 1. Достигается это за счет образующегося эжектора в области между цилиндрическим продолжением 12 малого диаметра полости 10 втулки 9 в виде конфузора и выходным отверстием 8 с расширением 11 в виде диффузора. Наличие эжектора делает ненужным перекрытие продольного канала 5 втулки 4 при использовании воды в технических целях, а для уплотнения выходного отверстия 8 в корпусе 1 в режиме фильтрации достаточно резиновой пластины 16 простой конфигурации, которая прижимается потоком очищаемой жидкости к кромкам выходного отверстия 8 корпуса 1. Thus, in the claimed filter, the filter element 14 is automatically cleaned each time the consumer opens the outlet 8 in the housing 1. This is achieved due to the formed ejector in the region between the cylindrical extension 12 of the small diameter of the cavity 10 of the sleeve 9 in the form of a confuser and the outlet 8 with the extension 11 in the form of a diffuser. The presence of an ejector makes it unnecessary to block the longitudinal channel 5 of the sleeve 4 when using water for technical purposes, and to seal the outlet 8 in the housing 1 in the filtering mode, a rubber plate 16 of a simple configuration is sufficient, which is pressed by the flow of the liquid to be cleaned to the edges of the outlet 8 of the housing 1.

С помощью описанного устройства производится фильтрация и других жидкостей, например керосина, бензина, спирта, коньяка, водки. Using the described device, other liquids are also filtered, for example, kerosene, gasoline, alcohol, cognac, vodka.

В результате применения заявленного устройства ресурс фильтроэлемента повышается в 1,5-2 раза, упрощается конструкция фильтра, а именно уплотнение основных каналов, что влечет за собой уменьшение трудоемкости изготовления фильтра на 20-30% и снижение его себестоимости, повышается удобство в эксплуатации. As a result of the use of the claimed device, the filter element life is increased by 1.5-2 times, the filter design is simplified, namely the compaction of the main channels, which entails a 20-30% reduction in the manufacturing complexity of the filter and a reduction in its cost, and increased usability.

Claims

A liquid cleaning filter comprising a housing with a fluid flow switch rigidly interconnected with a sleeve having a longitudinal channel, a filter element, a longitudinal channel in the housing with inlet and outlet openings, the filter element being installed in a liquid flow switch, the cavity of which communicates with the longitudinal channel in the sleeve, characterized in that the longitudinal channel in the housing is stepped, where a larger diameter of the channel forms an inlet and a smaller one forms an outlet, and a sleeve with cavity in the form of a confuser coaxially with the outlet, and the outlet is made with the expansion in the form of a diffuser, and the small diameter of the confuser has a cylindrical extension facing the outlet.