WO2013081256A1 - 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치 - Google Patents

필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치 Download PDF

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WO2013081256A1
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박병근
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    • B01D35/12—Devices for taking out of action one or more units of multi- unit filters, e.g. for regeneration

Definitions

  • the present invention relates to a filter device capable of automatic cleaning, and more particularly, to a filter device in which the filter is automatically washed by pressurization of the cylinder.
  • the filter not only has low efficiency when the pressure of the circumference is insufficient, but also the filter's mesh becomes clogged with time. If the hole of the filter is blocked in this way, the device must be stopped, the filter must be washed, and then restarted.
  • a filter body (10) comprising a drum (14), a branch (15) connected to a shaft and connected to a specific element drum (14a) selected at the top and bottom and selected for automatic cleaning, and an outlet through which the filtered fluid is discharged; It is provided in the filter body 10, the fluid at the front end of the automatic washing is pressurized in the upper portion of the filter body 10 is introduced into the upper end of the specific element drum (14a) selected for automatic cleaning, for automatic cleaning A cylinder 20 through which the fluid at the lower end of the selected specific element drum 14a is sucked into the rear end thereof; It is provided on the side of the filter body 10, the first axis is connected to the filter body 10, the second axis is connected to the cylinder 20, the third axis is connected to the upper portion of the
  • the washing function is enhanced by auto-cleaning by cylinder pressurization, and the pulsation phenomenon generated during auto-cleaning is blocked. And it is possible to adjust the number of automatic washing as needed, there was an effect that can minimize the amount of fluid used and discharged during automatic washing.
  • Embodiments of the present invention have been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to include a check valve so that the filtered fluid can be used as a fluid for cleaning by internal pressure in addition to the fluid for cleaning the filter. It is to provide a pressurized backwash type filter device.
  • the housing having an inlet and outlet for the fluid flow in and out;
  • a plurality of filter drums arranged up and down spaced apart from each other in the housing to form a top plate and a bottom plate, each having a plurality of through holes formed in a circumferential direction, and having upper and lower cylinders open at both ends thereof connected to the through holes of the top plate and the bottom plate, respectively;
  • Filtering means including filter elements for filtering the fluid introduced into the respective filter drums;
  • Supply pipe is installed through the center of the upper plate and the lower plate, a cylinder for pressurizing the fluid to supply the fluid to the lower portion of the supply pipe, the upper part of the filter drum rotatably installed by a motor and the injection in communication with the supply pipe inside
  • a filter cleaning means including an upper branch having a furnace formed therein, and a lower branch installed at the lower portion of the filter drum together with the upper branch and having a discharge path formed therein; and the upper and lower branches rotated.
  • the fluid supplied from the cylinder is injected through the injection path to clean the filter element and discharged through the discharge path, and the upper branch is discharged by the pressure of the fluid in the housing.
  • Is provided with a check valve for opening the fluid to the injection path A filter device of the pressure backwash system according to a filter drum according to ranging can be provided.
  • the motor may further include a control means for controlling the rotation of the motor so that the upper branch and the lower branch is located exactly where the one of the through holes.
  • control means includes a first disc with an arc-shaped groove formed at regular intervals along the circumference, a sensor positioned on an upper surface of the first disc to determine the presence of the groove, and the upper side of the first disc.
  • a rotary arm rotated by a motor, a protrusion rod protruding downward from both ends of the rotary arm and being inserted into the groove and receiving a signal from the sensor to control the rotation of the motor by pushing the first disc to rotate the first disc; It can be configured as one controller.
  • control means may include a second disc having contact rods protruding upward at regular intervals along the circumference, a contact rod positioned on an upper side of the second disc and contacted with the contact rods and then restored to its original state;
  • the contact rod may be configured as a second controller for controlling the rotation of the motor in accordance with the signal contact.
  • each of the filter element may be further provided with a tapered flow rate help rod that the cross-sectional area is gradually increased toward the lower side.
  • the lower branch may be connected to a drain valve communicating with the discharge passage through which the fluid cleaning the filter element is discharged.
  • the cylinder may be connected to the housing to receive a fluid for cleaning.
  • the present invention can be provided by the check valve on the upper branch can be further supplied to the insufficient washing fluid when washing only the cylinder has an effect that can easily wash the filter element at a time.
  • the flow rate helper is installed to uniformly and reliably clean the upper and lower portions of the filter element.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional automatic cleaning filter system.
  • Figure 2 is an internal cutaway perspective view showing a filter device of the pressure backwash method by a filter drum according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the control means of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a flow rate helper of the present invention.
  • Figure 5 is an operating state showing the filtering process of the fluid in the present invention.
  • Figure 6 is an operating state showing the process of washing the filter in the present invention.
  • FIG. 7 is a structural diagram showing a schematic structure for supplying water to a cylinder.
  • Figure 2 is a perspective view of the inner cut showing the filter device of the pressure backwashing method by a filter drum according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is largely composed of the housing 100, the filtering means 200 and the filter cleaning means 300, the filter cleaning means 300 has a structure that includes a check valve 350 .
  • the housing 100 has a container shape and has a space therein, and an inlet 110 through which contaminated fluid flows into one lower portion thereof, and an outlet 120 through which filtered fluid flows out of one upper portion thereof.
  • the present invention is not limited thereto, and the fluid may flow into the outlet 120 and the fluid flow out of the inlet 110 as necessary.
  • the filtering means 200 is installed inside the housing 100 to filter the contaminated fluid introduced through the inlet 110 and then to be discharged through the outlet 120.
  • the filtering means 200 may be composed of an upper plate 210 and a lower plate 220, a plurality of filter drums 230, and filter elements 240 accommodated in the respective filter drums 230. have.
  • the upper plate 210 and the lower plate 220 are respectively spaced up and down while dividing the inside of the housing 100 in a horizontal direction, and through holes 211 and 221 which are holes penetrated at regular intervals in the circumferential direction, respectively. Is formed.
  • the through holes 211 and 221 of the upper plate 210 and the lower plate 220 are disposed at positions corresponding to each other vertically.
  • the filter drum 230 has a cylindrical shape opened up and down, and both ends thereof are coupled to the through holes 211 and 221 of the upper plate 210 and the lower plate 220. That is, each through hole 211 of the upper plate 210 and each through hole 221 of the lower plate 220 communicate with each other.
  • the filter element 240 is inserted and accommodated in the filter drum 230.
  • the filter element 240 filters foreign substances in the contaminated fluid.
  • the filter element 240 is open at the bottom and the bottom is open with a lid at the top, and then the fluid is introduced and filtered at the bottom.
  • the filter cleaning means 300 is provided on the upper side of the upper plate 210 and the lower side of the lower plate 220 in the housing 100 and has a rotatable structure, among the plurality of filter drums 230. Select one to clean the filter element 240 therein.
  • the filter cleaning means 300 may include a supply pipe 310, a cylinder 320, an upper branch 330, and a lower branch 340, and a control means 360 may be further included.
  • the supply pipe 310 is a pipe passing through the center of the upper plate 210 and the lower plate 220 and supplies a cleaning fluid supplied from the cylinder 320.
  • the cylinder 320 is installed at one side of the housing 100 and communicated with the supply pipe 310 by a connection pipe 370 to pressurize and supply a fluid for cleaning to the supply pipe 310 by a piston movement. do.
  • the upper branch 330 is installed on the upper side of the upper plate 210 and rotatable by the motor (M), the injection path 331 is formed therein.
  • the supply pipe 310 and the injection passage 331 are in communication with each other and the injection passage 331 is in communication with any one of the filter drum 230 is supplied to the supply tube 310 The fluid is operated to be injected into the filter drum 230 through the injection passage 331.
  • the lower branch 340 is installed on the lower side of the lower plate 220 and rotatable by the motor (M) together with the upper branch 330, the discharge passage 341 is formed therein.
  • the fluid is approximately 'b' shaped and the fluid discharged from the filter drum 230 flows into the discharge path 341 and is discharged to the outside through the discharge path 341.
  • a check valve 350 corresponding to the technical core of the present invention may be installed in the upper branch 330.
  • the check valve 350 is a technical means for allowing the flow of fluid in only one direction, but fluid flows from the outside of the upper branch 330 to the injection path 331, but reversely to the injection path 331. In order to block the outflow of the fluid to the outside of the upper branch (330).
  • the upper and lower branches 330 and 340 are rotated by the motor M.
  • the motor M is controlled by the control means 360 so as to spray the upper and lower branches 330 and 340.
  • the 331 and the discharge path 341 are respectively accurately positioned in the through holes 211 and 221 and are fixed to any one filter drum 230 to be cleaned.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of the control means of the present invention.
  • control means 360 may include a first disc 361, a sensor 362, a rotary arm 363, a protruding rod 364, and a first controller 365. Can be.
  • the first disc 361 is formed with grooves 361a at regular intervals along its circumferential direction, and the grooves are arc-shaped and have a shape toward the center thereof.
  • the sensor 362 is positioned above the first disc 361 to detect the presence or absence of the groove 361a.
  • the rotary arm 363 is rotated by the motor M in a flat plate shape and is positioned above the first disc 361.
  • the protrusion bar 364 may protrude downward from both ends of the rotary arm 363 and be inserted into the groove 361a.
  • the first controller 365 receives a signal from the sensor 362 to control the rotation of the motor (M).
  • any one of the protruding rods 364 is rotated to be inserted into the groove 361a of the first disc 361, and the first disc 361 is pushed to rotate the first disc 361.
  • the senor 362 identifies the presence or absence of the groove 361a on the upper surface of the first disc 361 and transmits a signal corresponding thereto, and the first controller 365 sends the sensor 362. Receive the signal of) to control the rotation of the motor (M).
  • control means 360 may be composed of a second disc 366, a contact rod 367, a second controller 368, as shown in FIG.
  • the second disc 366 has a disk shape that is rotated, and has a contact rod 366a protruding upward at regular intervals along its circumferential direction.
  • the contact rod 367 is positioned above the second disc 366 and is rotated while being in contact with the contact rod 366a and then restored to its original state.
  • the second controller 368 controls the rotation of the motor M according to a signal of contact of the contact rod 367.
  • each of the filter element 240 may be further provided with a flow rate help rod 250 to maintain a constant flow rate of the fluid flowing during the cleaning.
  • 4 is a cross-sectional view showing the flow rate helper of the present invention.
  • the flow rate helper 250 is positioned in the inner space of the filter element 240 and has a tapered rod shape in which the cross-sectional area gradually increases toward the lower side.
  • the cleaning fluid injected through the injection passage 331 of the upper branch 330 enters the upper portion of any one of the specified filter elements 240, and the fluid is provided with the flow rate helper 250 and the filter element. 240 flows through the inner wall and passes through the filter element 240 to separate and clean the various debris adhered to the surface, and then flows out.
  • the flow rate of the fluid introduced into the upper portion of the filter element 240 is fast at first, but the flow rate is generally weaker toward the lower side, but the flow rate helper 250 has a tapered shape, so the flow rate toward the lower side Since the gap between the helper 250 and the inner wall of the filter element 240 gradually narrows and serves as a nozzle, the Bernoulli principle does not reduce the flow rate. Thus, the entire filter element 240 may be uniformly washed.
  • FIGS. 5 and 6 Figure 5 is an operating state showing the filtering process of the fluid in the present invention
  • Figure 6 is an operating state diagram showing the process of washing the filter in the present invention.
  • the contaminated fluid flows into the inlet 110 and is upwardly introduced into each filter drum 230 through the through hole 221 of the lower plate 220.
  • the introduced contaminated fluid is filtered while passing through the filter element 240 and moves to the upper portion of the filter drum 230 to be discharged through the outlet 120.
  • the upper and lower branches 330 and 340 are rotated by the driving of the motor M, as shown in FIG.
  • the upper branch 330 is positioned at the upper end of the 230 and the lower branch 340 is positioned at the lower end to seal the filter drum 230.
  • the cleaning fluid stored therein is selected through the connection pipe 370, the supply pipe 310, and the injection passage 331.
  • the injected fluid is injected into the filter element 240 therein and flows out to be washed out.
  • the upper end of the filter drum 230 that is, the inlet side in which the fluid injected from the injection path 331 flows further has a separate curved wing so that the inflow fluid can have a flow of whirlwind (swirl) Can be.
  • whirlwind whirlwind
  • the washed fluid is discharged through the discharge path 341.
  • the drain valve 400 is further provided in communication with the discharge path 341, and the cleaned fluid is drained to a drain tank (not shown). Can be collected.
  • the upper and lower branches 330 and 340 may be rotated again under the control of the control means 360 to repeat washing of the other filter element 240.
  • Figure 7 is a structural diagram showing a schematic structure for supplying water to the cylinder.
  • the cylinder 320 is provided with a piston 321 for pumping a fluid therein, the upper portion of the housing 100 is connected to the front of the piston 321, that is, the lower portion of the piston 321 is the housing ( The filtered clean fluid at the top of 100 is supplied into the cylinder 320 and can be used for cleaning.
  • the lower part of the housing 100 is connected to the rear of the piston 321, that is, the upper part of the piston 321 so that the fluid before filtering in the lower part of the housing 100 is supplied to the piston 321, and The pressing force of the piston 321 may be assisted.
  • the present invention relates to an autocleanable filter device, and more particularly, can be used in the field of a filter device in which a filter is automatically cleaned by the pressure of a cylinder.

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Abstract

필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치는 유체가 유출입 되는 유입구 및 유출구를 구비한 하우징; 상기 하우징 내에 상하로 이격되어 배치되고 각각 원주방향으로 복수개의 관통공이 형성된 상판과 하판, 상하 개방된 원통형을 이루고 양단이 각각 상기 상판과 하판의 관통공에 결합되어 상하로 연통시키는 복수개의 필터 드럼, 상기 각 필터 드럼에 수용되어 유입된 유체를 필터링 하는 필터 엘리멘트를 포함하는 필터링 수단; 상기 상판과 하판의 중심을 관통하여 설치되는 공급관, 유체를 가압하여 상기 공급관의 하부로 유체를 공급하는 실린더, 상기 필터 드럼의 상부에 모터에 의해 회전 가능하게 설치되고 내부에 상기 공급관과 연통된 분사로가 형성된 상부 브랜치, 상기 필터 드럼의 하부에 상기 상부 브랜치와 함께 회전하도록 설치되고 내부에 토출로가 형성되는 하부 브랜치를 포함하는 필터 세척수단;를 포함하여 이루어져, 상기 상부 및 하부 브랜치가 회전하여 어느 하나의 필터 드럼의 상하부를 밀폐하면 상기 실린더에서 공급된 유체가 상기 분사로를 통해 분사되어 상기 필터 엘리멘트를 세척하고 상기 토출로를 통해 배출되되, 상기 상부 브랜치에는 상기 하우징 내 유체의 압력에 의해 개방되어 상기 분사로에 유체가 유입되게 하는 체크밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치
본 발명은 자동세척 가능한 필터장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더의 가압에 의해 필터가 자동으로 세척되는 필터장치에 관한 것이다.
일반적으로 대부분의 생산공정이나 각종 산업시설에서는 기체나 액체 등과 같은 유체의 전달을 필요로 한다.
이때 사용되는 유체에 이물질의 포함 여부가 해당 생산공정의 수율 및 성능에 미치는 영향이 매우 크다.
따라서, 이러한 유체는 충분히 필터링된 고순도의 유체로 공급되어야 한다.
그러나 필터는 원주의 압력이 충분하지 않은 경우에 필터의 효율이 낮을 뿐 아니라, 시간이 지남에 따라 필터의 구멍(Mesh)이 막히게 된다. 이렇게 필터의 구멍이 막히면 해당장치를 정지시키고 그 필터를 세척한 후 다시 가동을 해야 하므로 처리효율이 급격히 떨어지게 된다.
또한 필터를 교환하는 경우에도 마찬가지로 해당장치를 정지시키고 필터를 교체하는 작업이 필요하며, 필터를 교환한다는 것은 그만큼 비용을 증가시키는 것이 되어 유지비용의 증가를 가져온다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래 등록특허공보 제10-1054236호(2011.7.29)에 "자동세척되는 필터 시스템"(이하 '선행기술')이 제시된 바 있다. 도 1은 종래 자동 세척되는 필터시스템을 나타내는 사시도이다.
선행기술에 대해 간략히 설명하자면, 유체가 유입되는 유입구, 유입된 유체가 통과되는 복수 개의 필터 엘리멘트(13), 상기 필터 엘리멘트(13)를 둘러싸며 선택되는 경우 세척용으로 하나가 사용되는 복수 개의 엘리멘트 드럼(14), 샤프트로 연결되어 상부 및 하부에 구비되고 자동세척을 위해 선택된 특정 엘리멘트 드럼(14a)에 연결되는 브랜치(15), 필터링된 유체가 유출되는 유출구를 포함하는 필터 바디(10); 상기 필터 바디(10)에 구비되고, 자동세척시 그 전단부의 유체가 상기 필터 바디(10) 상부에 가압 유입되어 자동세척을 위해 선택된 특정 엘리멘트 드럼(14a)의 상단부로 유입되고, 자동세척을 위해 선택된 특정 엘리멘트 드럼(14a)의 하단부의 유체가 그 후단부로 흡입되는 실린더(20); 상기 필터 바디(10) 측면에 구비되고, 제1축은 상기 필터 바디(10)와 연결되고, 제2축은 상기 실린더(20)와 연결되며, 제3축은 상기 필터 바디(10)의 상부와 연결되고, 자동세척시 상기 제2 및 제3축이 연결되는 제1 3웨이 밸브(30); 및 상기 필터 바디(10) 측면에 구비되고, 제1축은 상기 필터 바디(10)와 연결되고, 제2축은 상기 실린더(20)와 연결되며, 제3축은 드레인 탱크와 연결되고, 자동세척시 상기 제1 및 제2축이 연결되는 제2 3웨이 밸브(40);를 포함하는 구조를 가진다.
이러한 선행기술에 의하면, 실린더 가압에 의해 자동세척되므로 세척기능이 강화되고, 자동세척시 발생되는 맥동현상이 차단된다. 그리고 필요에 따라 자동세척의 회수를 조절할 수 있으며, 자동세척시 사용되는 유체와 배출되는 유체의 양을 최소화할 수 있는 효과가 있었다.
그러나 실린더에서 한번에 자동세척을 위해 배출하는 유체의 양은 일정하기 때문에 한번에 세척이 원활하게 수행되지 못해서 실린더가 반복적으로 가압, 복귀하도록 작동해야 한다. 이것은 세척을 지연시키는 원인이 되었다.
본 발명의 실시 예들은 상술한 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로 본 발명의 목적은 체크밸브를 구비함으로써 필터세척을 위한 유체에 더하여 필터링된 유체가 내부 압력에 의해 세척을 위한 유체로 사용될 수 있도록 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 유체가 유출입 되는 유입구 및 유출구를 구비한 하우징; 상기 하우징 내에 상하로 이격되어 배치되고 각각 원주방향으로 복수개의 관통공이 형성된 상판과 하판, 상하 개방된 원통형을 이루고 양단이 각각 상기 상판과 하판의 관통공에 결합되어 상하로 연통시키는 복수개의 필터 드럼, 상기 각 필터 드럼에 수용되어 유입된 유체를 필터링 하는 필터 엘리멘트를 포함하는 필터링 수단; 상기 상판과 하판의 중심을 관통하여 설치되는 공급관, 유체를 가압하여 상기 공급관의 하부로 유체를 공급하는 실린더, 상기 필터 드럼의 상부에 모터에 의해 회전 가능하게 설치되고 내부에 상기 공급관과 연통된 분사로가 형성된 상부 브랜치, 상기 필터 드럼의 하부에 상기 상부 브랜치와 함께 회전하도록 설치되고 내부에 토출로가 형성되는 하부 브랜치를 포함하는 필터 세척수단;를 포함하여 이루어져, 상기 상부 및 하부 브랜치가 회전하여 어느 하나의 필터 드럼의 상하부를 밀폐하면 상기 실린더에서 공급된 유체가 상기 분사로를 통해 분사되어 상기 필터 엘리멘트를 세척하고 상기 토출로를 통해 배출되되, 상기 상부 브랜치에는 상기 하우징 내 유체의 압력에 의해 개방되어 상기 분사로에 유체가 유입되게 하는 체크밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 모터에는 모터 회전을 제어하여 상기 상부 브랜치와 하부 브랜치가 상기 어느 하나의 관통공과 정확하게 대응되는 곳에 위치하도록 하는 제어수단이 더 포함될 수 있다.
이때, 상기 제어수단은 원주를 따라 일정 간격으로 원호 형상의 홈이 형성된 제1원판과, 상기 제1원판의 상면에 위치하여 상기 홈의 유무를 판단하는 센서와, 상기 제1원판의 상측에서 상기 모터에 의해 회전하는 회전암과, 상기 회전암의 양단에서 하측으로 돌출되어 상기 홈에 삽입되면서 상기 제1원판을 밀어 회전시키는 돌출봉 및 상기 센서의 신호를 수신하여 상기 모터의 회전을 제어하는 제1컨트롤러로 구성될 수 있다.
다르게는 상기 제어수단은 원주를 따라 일정 간격으로 상측으로 돌출된 접촉봉을 가지는 제2원판과, 상기 제2원판의 상측에 위치하며 상기 접촉봉과 접점되면서 회동되었다가 원상태로 회복되는 접점봉과, 상기 접점봉이 접점되는 신호에 따라 상기 모터의 회전을 제어하는 제2컨트롤러로 구성될 수 있다.
한편, 상기 각 필터 엘리멘트의 내부에는 하측으로 갈수록 단면적이 점진적으로 커지는 테이퍼진 유속 도움봉이 더 구비될 수 있다.
그리고 상기 하부 브랜치에는 상기 토출로와 연통되어 상기 필터 엘리멘트를 세척한 유체가 배출되는 드레인 밸브가 연결될 수 있다.
또 상기 실린더는 상기 하우징과 연결되어 세척을 위한 유체를 공급받을 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 의한 효과는 다음과 같다.
첫째, 간단한 구조를 가지므로 제조단가가 저렴하고, 유체를 필터링하면서 복수개의 필터 중에 어느 하나를 세척함으로써 필터 세척이나 교환을 위해 장치를 정지할 필요가 없어 효율적인 사용이 가능하며, 자동으로 필터를 세척함으로써 교환 또는 보수에 따른 비용이 크게 절감된다.
둘째, 본 발명은 상부 브랜치에 체크밸브를 설치함으로써 실린더만으로 세척할 때 부족한 세척용 유체를 더 공급할 수 있어서 한 번에 필터 엘리멘트를 용이하게 세척할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 유속 도움봉이 설치되어 필터 엘리멘트의 상부뿐만 아니라 하부까지도 균일하고 확실하게 세척할 수 있다.
도 1은 종래 자동 세척되는 필터시스템을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치를 나타내는 내부 절개 사시도.
도 3은 본 발명의 제어수단의 구성을 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 유속 도움봉을 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에서 유체의 필터링 과정을 나타내는 작동상태도.
도 6은 본 발명에서 필터를 세척하는 과정을 나타내는 작동상태도.
도 7은 실린더에 물을 공급하는 개략적인 구조를 나타내는 구조도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 따른 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치를 나타내는 내부 절개 사시도이다.
도시된 바를 참조할 때, 본 발명은 크게 하우징(100)과 필터링 수단(200) 및 필터 세척수단(300)으로 구성되며, 상기 필터 세척수단(300)에 체크밸브(350)가 포함된 구조이다.
먼저, 상기 하우징(100)은 용기 형상을 가져 내부에 공간을 가지며 일측 하부에 오염된 유체가 유입되는 유입구(110), 일측 상부에 필터링된 유체가 유출되는 유출구(120)가 형성된다. 그러나 이러한 형태에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 상기 유출구(120)로 유체가 유입되고 유입구(110)로 유체가 유출될 수 있다.
다음으로 상기 필터링 수단(200)은 상기 하우징(100) 내부에 설치되어 상기 유입구(110)를 통해 유입된 오염 유체를 필터링한 후 상기 유출구(120)를 통해 내보낸다.
이를 위해 상기 필터링 수단(200)은 도시된 바와 같이 상판(210) 및 하판(220), 복수개의 필터 드럼(230), 상기 각 필터 드럼(230)에 수용되는 필터 엘리멘트(240)로 구성될 수 있다.
상기 상판(210)과 하판(220)은 각각 상기 하우징(100) 내부를 수평방향으로 분할하면서 상하로 이격되어 설치되고, 각각 원주방향으로 일정한 간격으로 관통된 구멍인 관통공(211, 221)이 형성된다. 이때 상기 상판(210)과 하판(220)의 관통공(211, 221)은 각각 수직으로 서로 대응되는 위치에 배치된다.
그리고 상기 필터 드럼(230)은 상하 개방된 원통 형상을 가지면서 양단이 상기 상판(210)과 하판(220)의 관통공(211, 221)에 결합된다. 즉, 상기 상판(210)의 각 관통공(211)과 상기 하판(220)의 각 관통공(221)을 상호 연통시킨다.
또 상기 필터 드럼(230) 내부에는 상기 필터 엘리멘트(240)가 삽입, 수용된다. 상기 필터 엘리멘트(240)는 오염 유체의 이물질을 걸러주는 것이다. 바람직한 것은 상기 필터 엘리멘트(240)는 하부가 개방되고 상부에는 덮개가 있는 하부 오픈형 이어서 하측에 유체가 유입되어 필터링 된다.
다음으로 상기 필터 세척수단(300)은 상기 하우징(100) 내에서 상기 상판(210)의 상측과 상기 하판(220)의 하측에 구비되어 회전 가능한 구조를 가지며, 상기 복수개의 필터 드럼(230) 중 어느 하나를 선택하여 그 내부의 필터 엘리멘트(240)를 세척한다.
이를 달성하기 위해서 상기 필터 세척수단(300)은 공급관(310), 실린더(320), 상부 브랜치(330) 및 하부 브랜치(340)로 구성될 수 있으며, 제어수단(360)이 더 포함될 수 있다.
상기 공급관(310)은 상기 상판(210)과 하판(220)의 중심을 관통하는 파이프로서 상기 실린더(320)에서 공급되는 세척용 유체를 공급한다.
그리고 상기 실린더(320)는 상기 하우징(100)의 일측에 설치되고 연결관(370)에 의해 상기 공급관(310)과 연통되어 상기 공급관(310)으로 세척을 위한 유체를 피스톤 운동에 의해 가압, 공급한다.
또 상기 상부 브랜치(330)는 상기 상판(210)의 상측에 설치되고 모터(M)에 의해 회전 가능하며, 내부에 분사로(331)가 형성된다. 대략 'ㄱ'자형으로 이루어지고 상기 공급관(310)과 분사로(331)가 서로 연통되며 상기 분사로(331)는 상기 필터 드럼(230) 중 어느 하나와 연통됨으로써 상기 공급관(310)으로 공급된 유체가 분사로(331)를 통해 상기 필터 드럼(230) 내부로 분사되도록 작동한다.
또한 상기 하부 브랜치(340)는 상기 하판(220)의 하측에 설치되고 상기 상부 브랜치(330)와 함께 모터(M)에 의해 회전 가능하며, 내부에 토출로(341)가 형성된다. 대략 'ㄴ'자형으로 이루어지고 상기 필터 드럼(230)에서 배출되는 유체가 상기 토출로(341)로 유입되고 상기 토출로(341)를 통해 외부로 배출된다.
이때 본 발명의 기술적 핵심에 해당하는 체크밸브(350)가 상기 상부 브랜치(330)에 설치될 수 있다.
상기 체크밸브(350)는 일 방향으로만 유체의 흐름을 허용하는 기술적 수단으로 상기 상부 브랜치(330)의 외부에서 내부 즉, 상기 분사로(331)로 유체가 유입되지만 역으로 상기 분사로(331)에서 상기 상부 브랜치(330)의 외부로 유체가 유출되는 것을 차단하도록 한다.
이것은 종래 상기 실린더(320)에서 한 번에 세척을 위해 공급하는 유체의 양이 부족할 경우 반복적인 실린더(320)의 작동이 필요했던 것을 개선한 것으로서, 상기 하우징(100) 내에 있던 필터링 완료된 유체의 일부가 압력에 의해 상기 체크밸브(350)를 통해 상기 분사로(331)로 유입될 수 있기 때문에 상기 실린더(320)에서 공급된 세척용 유체의 부족량을 보충해 주면서 상기 필터 엘리멘트(240)의 세척을 도와줄 수 있다.
그런데 상기 상부 및 하부 브랜치(330, 340)는 상기 모터(M)에 의해 회전되는데 상기 모터(M)는 제어수단(360)에 의해 제어되어 상기 상부 및 하부 브랜치(330, 340)의 분사로(331) 및 토출로(341)가 각각 상기 관통공(211, 221)에 정확하게 위치하여 세척하고자 하는 어느 하나의 필터 드럼(230)에 고정된다.
도 3을 참조하여 상기 제어수단에 대해 좀 더 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 제어수단의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이 상기 제어수단(360)은 제1원판(361), 센서(362), 회전암(363), 돌출봉(364), 제1컨트롤러(365)로 구성될 수 있다.
상기 제1원판(361)은 그 원주방향을 따라 일정한 간격으로 홈(361a)이 형성되는데, 상기 홈은 원호 형상으로 그 중심을 향해 파인 형상이다.
그리고 상기 센서(362)는 상기 제1원판(361)의 상측에 위치되어 상기 홈(361a)의 유무를 감지하는 것이다.
상기 회전암(363)은 평판 형상으로 상기 모터(M)에 의해 회전되는 것으로 상기 제1원판(361)의 상측에 위치한다. 또 상기 돌출봉(364)은 상기 회전암(363)의 양단에서 하측으로 돌출되며 상기 홈(361a)에 삽입될 수 있다.
또한 상기 제1컨트롤러(365)는 상기 센서(362)의 신호를 수신하여 상기 모터(M)의 회전을 제어한다.
따라서, 상기 어느 하나의 돌출봉(364)이 회전되어 상기 제1원판(361)의 홈(361a)에 삽입되면서 그 제1원판(361)을 밀게 되어 상기 제1원판(361)이 회전한다.
그리고 상기 센서(362)는 도시된 바와 같이 상기 제1원판(361)의 상면에서 상기 홈(361a)의 유무를 식별하여 이에 대응하는 신호를 보내고, 상기 제1컨트롤러(365)는 상기 센서(362)의 신호를 수신하여 상기 모터(M)의 회전을 제어하는 것이다.
한편, 상기 제어수단(360)은 도 3(b)와 같이 제2원판(366), 접점봉(367), 제2컨트롤러(368)로 구성될 수 있다.
상기 제2원판(366)은 회전되는 원판 형상을 가지며, 그 원주방향을 따라서 일정 간격으로 상측으로 돌출된 접촉봉(366a)을 가진다.
그리고 상기 접점봉(367)은 상기 제2원판(366)의 상측에 위치되며, 상기 접촉봉(366a)과 접점되면서 회동 되었다가 다시 원상태로 회복되는 것이다.
또 상기 제2컨트롤러(368)는 상기 접점봉(367)이 접점되는 신호에 따라 상기 모터(M)의 회전을 제어하는 것이다.
이렇게 상기 접촉봉(366a)과 접점봉(367)이 상호 접점되는 순간의 신호에 따라 상기 모터(M)의 회전을 제어하여도 상술한 바와 같이 제어되기 때문에 동일한 효과를 볼 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 각 필터 엘리멘트(240)의 내부에는 세척시 유입되는 유체의 유속이 일정하게 유지되도록 하는 유속 도움봉(250)이 더 구비될 수 있다. 도 4는 본 발명의 유속 도움봉을 나타내는 단면도이다.
도시된 바와 같이 상기 유속 도움봉(250)은 상기 필터 엘리멘트(240)의 내부 공간에 위치되며, 하측으로 갈수록 단면적이 점진적으로 커지는 테이퍼진 봉 형상을 가진다.
상기 상부 브랜치(330)의 분사로(331)를 통해 분사된 세척용 유체는 상기 특정된 어느 하나의 필터 엘리멘트(240)의 상부로 진입되는데, 이 유체는 상기 유속 도움봉(250)과 필터 엘리멘트(240) 내벽 사이를 유동하여 상기 필터 엘리멘트(240)를 통과하면서 표면에 고착된 각종 찌꺼기를 분리시켜 세척한 후 외부로 유출된다.
이것은 상기 필터 엘리멘트(240)의 상부로 유입된 유체의 유속이 처음에는 빠르지만 하측으로 갈수록 유속이 약해지는 것이 일반적이나, 상기 유속 도움봉(250)이 테이퍼진 형상을 가지므로 하측으로 갈수록 상기 유속 도움봉(250)과 필터 엘리멘트(240) 내벽 사이의 간격이 점차 좁아져 노즐 역할을 하기 때문에 베르누이 원리에 의해 유속이 감소하지 않는다. 따라서, 상기 필터 엘리멘트(240)의 전체가 균일하게 세척될 수 있다.
이하에서 도 5와 도 6을 참조하여 본 발명의 작동상태를 설명한다. 도 5는 본 발명에서 유체의 필터링 과정을 나타내는 작동상태도, 도 6은 본 발명에서 필터를 세척하는 과정을 나타내는 작동상태도이다.
도 5를 참조하면, 필터링 상태의 경우, 상기 유입구(110)로 오염된 유체가 유입되어 상기 하판(220)의 관통공(221)을 통해 각 필터 드럼(230) 내부로 상향 유입된다.
그리고 유입된 오염 유체는 상기 필터 엘리멘트(240)를 통과하면서 필터링되어 상기 필터 드럼(230)의 상부로 이동하여 상기 유출구(120)를 통해 유출된다.
이렇게 흡입되는 유체를 필터링 하다가 상기 필터 엘리멘트(240) 중 어느 하나를 세척할 때는 도 6에서와 같이 상기 모터(M)의 구동에 의해 상기 상부 및 하부 브랜치(330, 340)가 회전하여 선택된 필터 드럼(230)의 상단에 상기 상부 브랜치(330)가 위치하고 하단에 상기 하부 브랜치(340)가 위치하여 상기 필터 드럼(230)을 밀폐한다.
이어서, 상기 실린더(320) 내부의 피스톤(321)이 하강하면서 내부에 저장된 세척용 유체가 상기 연결관(370), 공급관(310) 및 분사로(331)를 통해 선택된 상기 필터 드럼(230) 내부로 분사되고 분사된 유체는 그 속에 있는 필터 엘리멘트(240)의 안으로 진입하여 바깥으로 유출되면서 세척하게 된다.
이때, 상기 필터 드럼(230)의 상단, 즉 상기 분사로(331)에서 분사된 유체가 유입되는 입구 측에는 유입되는 유체가 회오리(소용돌이)의 흐름을 가질 수 있도록 별도의 곡형의 날개가 더 구비될 수 있다. 이러한 구조는 유체가 직선으로 유입되는 것보다 훨씬 효과적으로 세척이 이루어질 수 있다.
이렇게 세척이 끝난 유체는 상기 토출로(341)를 통해 배출되는데, 바람직하게는 상기 토출로(341)와 연통되는 드레인 밸브(400)가 더 구비되어 세척이 완료된 유체를 드레인 탱크(미도시)로 수거할 수 있다.
여기서, 도 6 및 상술한 것과 같이 세척이 이루어질 때, 상기 체크밸브(350)를 통해 상기 하우징(100) 내에 있던 필터링이 완료된 유체의 일부가 유입되어 세척에 사용된다.
물론, 이와 같이 세척이 완료되면 상기 제어수단(360)의 제어에 의해 상기 상부 및 하부 브랜치(330, 340)는 다시 회전하여 다른 필터 엘리멘트(240)를 세척하는 것을 반복할 수 있다.
참고로 도 7은 실린더에 물을 공급하는 개략적인 구조를 나타내는 구조도이다.
상기 실린더(320)는 내부에 유체를 펌핑하는 피스톤(321)이 구비되는데, 상기 하우징(100)의 상부는 상기 피스톤(321)의 전방, 즉 상기 피스톤(321)의 하부와 연결되어 상기 하우징(100)의 상부에 있는 필터링된 깨끗한 유체가 상기 실린더(320) 내부로 공급되어 세척을 위해 사용될 수 있는 구조이다.
그리고 상기 하우징(100)의 하부는 상기 피스톤(321)의 후방, 즉 상기 피스톤(321)의 상부와 연결되어 상기 하우징(100)의 하부에 있는 필터링 전의 유체가 상기 피스톤(321)으로 공급되어 상기 피스톤(321)의 가압력을 보조할 수 있다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기의 특허청구범위에서 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 자동세척 가능한 필터장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더의 가압에 의해 필터가 자동으로 세척되는 필터장치 분야에 이용가능하다.

Claims (7)

  1. 유체가 유출입 되는 유입구(110) 및 유출구(120)를 구비한 하우징(100);
    상기 하우징(100) 내에 상하로 이격되어 배치되고 각각 원주방향으로 복수개의 관통공(211, 221)이 형성된 상판(210)과 하판(220), 상하 개방된 원통형을 이루고 양단이 각각 상기 상판(210)과 하판(220)의 관통공(211, 221)에 결합되어 상하로 연통시키는 복수개의 필터 드럼(230), 상기 각 필터 드럼(230)에 수용되어 유입된 유체를 필터링 하는 필터 엘리멘트(240)를 포함하는 필터링 수단(200);
    상기 상판(210)과 하판(220)의 중심을 관통하여 설치되는 공급관(310), 유체를 가압하여 상기 공급관(310)의 하부로 유체를 공급하는 실린더(320), 상기 필터 드럼(230)의 상부에 모터(350)에 의해 회전 가능하게 설치되고 내부에 상기 공급관(310)과 연통된 분사로(331)가 형성된 상부 브랜치(330), 상기 필터 드럼(230)의 하부에 상기 상부 브랜치(330)와 함께 회전하도록 설치되고 내부에 토출로(341)가 형성되는 하부 브랜치(340)를 포함하는 필터 세척수단(300);를 포함하여 이루어져,
    상기 상부 및 하부 브랜치(330, 340)가 회전하여 어느 하나의 필터 드럼(230)의 상하부를 밀폐하면 상기 실린더(320)에서 공급된 유체가 상기 분사로(331)를 통해 분사되어 상기 필터 엘리멘트(240)를 세척하고 상기 토출로(341)를 통해 배출되되, 상기 상부 브랜치(330)에는 상기 하우징(100) 내 유체의 압력에 의해 개방되어 상기 분사로(331)에 유체가 유입되게 하는 체크밸브(350)가 구비되는 것을 특징으로 하는 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터(350)에는 모터(350) 회전을 제어하여 상기 상부 브랜치(330)와 하부 브랜치(340)가 상기 어느 하나의 관통공(211, 221)과 정확하게 대응되는 곳에 위치하도록 하는 제어수단(360)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어수단(360)은 원주를 따라 일정 간격으로 원호 형상의 홈(361a)이 형성된 제1원판(361)과, 상기 제1원판(361)의 상면에 위치하여 상기 홈(361a)의 유무를 판단하는 센서(362)와, 상기 제1원판(361)의 상측에서 상기 모터(350)에 의해 회전하는 회전암(363)과, 상기 회전암(363)의 양단에서 하측으로 돌출되어 상기 홈(361a)에 삽입되면서 상기 제1원판(361)을 밀어 회전시키는 돌출봉(364) 및 상기 센서(362)의 신호를 수신하여 상기 모터(350)의 회전을 제어하는 제1컨트롤러(365)로 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어수단(360)은 원주를 따라 일정 간격으로 상측으로 돌출된 접촉봉(366a)을 가지는 제2원판(366)과, 상기 제2원판(366)의 상측에 위치하며 상기 접촉봉(366a)과 접점되면서 회동되었다가 원상태로 회복되는 접점봉(367)과, 상기 접점봉(367)이 접점되는 신호에 따라 상기 모터(350)의 회전을 제어하는 제2컨트롤러(368)로 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 필터 엘리멘트(240)의 내부에는 하측으로 갈수록 단면적이 점진적으로 커지는 테이퍼진 유속 도움봉(250)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 체크밸브를 포함하는 자동세척이 가능한 필터장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 브랜치(340)에는 상기 토출로(341)와 연통되어 상기 필터 엘리멘트(240)를 세척한 유체가 배출되는 드레인 밸브(400)가 연결되는 것을 특징으로 하는 체크밸브를 포함하는 자동세척이 가능한 필터장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더(320)는,
    피스톤(321)의 전방과 상기 하우징(100)의 상부가 연결되어 세척을 위한 유체를 공급받고, 상기 피스톤(321)의 후방과 상기 하우징(100)의 하부가 연결되어 상기 피스톤(321)의 가압력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 필터 드럼에 의한 가압 역세척 방식의 필터장치.
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