ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
FILTERING APPARATUS

Настоящее изобретение относится к фильтрующему устройству, в частности, сконструированному для установки в гидростанции.
Фильтрующее устройство по настоящему изобретению, в частности, сконструированное для установки в бытовую или промышленную отопительную установку, для фильтрования жидкости, циркулирующей внутри нее.
В конкретной технической области известно осуществление установки, по меньшей мере, одного фильтрующего устройства в отопительные установки.
Фильтр известный к настоящему времени содержит, например, внутреннее пространство, которое сообщается с входным отверстием и с выходным отверстием.
С гидравлической точки зрения, предусматривается сетчатый фильтр между входным отверстием и выходным отверстием.
Структурно говоря, сетка имеет трубчатую цилиндрическую форму.
Продолговатый магнитный элемент располагается коаксиально с сетчатым фильтром.
Входное отверстие совмещается с магнитным элементом, так что, когда поток жидкости поступает в фильтрующее устройство, он соударяется с магнитным элементом.
С функциональной точки зрения, магнитный элемент конструируется для удерживания магнитно взаимодействующих примесей, которые переносятся потоком жидкости, проходящим через него.
Фильтрующее устройство конфигурируется так, что после соударения потока жидкости с магнитным элементом он проходит радиально относительно оси магнитного элемента так, чтобы проходить через сетчатый фильтр, а затем высвобождаться через выходное отверстие.
Обычный фильтр, такой как описано выше, является относительно эффективным, но по-прежнему имеется настоятельная необходимость в улучшении его способности к фильтрованию.
Проблема, образующая основу настоящего изобретения, заключается в увеличении способности к фильтрованию у известных фильтров для удаления осадков.
Следовательно, целью настоящего изобретения является решение этой проблемы.
В контексте этой задачи, целью настоящего изобретения является получение большей способности к фильтрованию при одинаковых остальных рабочих характеристиках, без увеличения сложности или стоимости фильтрующего устройства по сравнению с обычными фильтрами.
Другой целью настоящего изобретения является создание фильтрующего устройства, которое является, по меньшей мере, таким же надежным и износостойким как обычные фильтры.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание фильтрующего устройства, которое может улучшить, в частности, удаление тяжелых примесей из фильтруемого потока жидкости.
Эта цель, вместе с другими, которые ниже будут обсуждаться яснее, достигается с помощью фильтрующего устройства, предлагаемого согласно независимому пункту прилагаемой формулы изобретения.
Преимущественные детали фильтрующего устройства по настоящему изобретению указаны в зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения.
Другие характерные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более ясными из подробного описания, которое следует далее, по меньшей мере, одного его варианта осуществления, приведенного только в качестве неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые наборы чертежей, в которых:
- Фигура 1 показывает фильтрующее устройство по настоящему изобретению в сечении вдоль плоскости I-I Фигуры 3;
- Фигура 2 показывает фильтрующее устройство на Фигуре 1 в сечении вдоль плоскости II-II Фигуры 1;
- Фигура 3 показывает фильтрующее устройство на Фигуре 1 в сечении вдоль плоскости III-III Фигуры 1;
- Фигура 4 показывает фильтрующее устройство на Фигуре 1 в сечении вдоль плоскости IV-IV Фигуры 1;
- Фигуры 5, 6 показывают общий вид детали фильтрующего устройства согласно предыдущим фигурам, относящийся к элементу картриджа, в собранном виде и в деталировочном виде, соответственно;
- Фигура 7 показывает деталь Фигур 5 и 6 на виде сбоку с вырывом;
- Фигура 8 показывает второй вариант осуществления фильтрующего устройства по настоящему изобретению в сечении вдоль плоскости I-I Фигуры 9;
- Фигура 9 показывает фильтрующее устройство на Фигуре 9 в сечении вдоль плоскости III-III Фигуры 8;
- Фигура 10 показывает фильтрующее устройство на Фигуре 9 в сечении вдоль плоскости IV-IV Фигуры 9;
- Фигуры 11, 12 показывают общий вид детали фильтрующего устройства согласно предыдущим фигурам, относящийся элементу картриджа, в собранном виде и в деталировочном виде, соответственно;
- Фигура 13 показывает деталь Фигур 11 и 12 на виде сбоку с вырывом.
Обращаясь к рассмотренным фигурам, здесь, 10 обозначает фильтрующее устройство, в целом, которое образом обычным сам по себе, содержит:
- корпус 11 фильтра, имеющий входное отверстие 12, выходное отверстие 13 и проточное пространство 14, которое простирается между верхним краем 15 и нижним краем 16 и которое находится в сообщении с входным отверстием 12 и с выходным отверстием 13;
- сетчатый фильтр 17, сконструированный для разделения проточного пространства 14 на входную камеру 18 и выходную камеру 19, которые расположены соответственно, до и после сетчатого фильтра 17, относительно потока жидкости, которая пересекает проточное пространство 14 от входного отверстия 12 до выходного отверстия 13;
- предпочтительно также магнитный элемент 20, который простирается от верхнего края 15, в проточном пространстве 14 с тем, чтобы взаимодействовать с потоком жидкости, который при использовании пересекает проточное пространство 14.
Предпочтительно, магнитный элемент 20 содержит, по меньшей мере, один постоянный магнит, а преимущественно, множество постоянных магнитов, которые предпочтительно имеют цилиндрическую форму и могут пакетироваться один поверх другого с тем, чтобы формировать продолговатое магнитное тело.
Сетчатый фильтр 17 может содержать сетчатый цилиндр или формироваться из него или представлять собой, например, цилиндрическую металлическую пластину, которая имеет большое количество отверстий.
Фильтрующее устройство 10 по настоящему изобретению имеет особый специальный признак, такой, что корпус 11 фильтра имеет внутреннюю поверхность 21, конфигурируемую для придания потоку жидкости, поступающему через входное отверстие 12 в проточное пространство 14, спирального движения, направленного от верхнего края 15 к нижнему краю 16, с тем чтобы поток жидкости подвергался воздействию центробежного напряжения.
Таким образом фильтрующее устройство 10 можно достигать тройного фильтрующего действия, то есть первого механического фильтрования, осуществляемого посредством центробежного действия, индуцируемого в текучей среде конкретной формой внутренней поверхности, магнитного фильтрования, осуществляемого с помощью магнитного элемента, и второго механического фильтрования 21, осуществляемого с помощью сетчатого фильтра 17.
Таким образом загрязнение или забивание сетчатого фильтра сильно уменьшается по сравнению с обычными фильтрами, поскольку, благодаря центробежному или циклонному воздействию, можно получить предварительное механическое удаление загрязняющих частиц относительно сетчатого фильтра.
Кроме того, как результат рассмотренного выше, фильтрующее устройство требует меньше обслуживания и очистки и его можно легче перевозить.
Второе механическое фильтрование осуществляют посредством нисходящего спирального движения текучей среды внутри входной камеры, которая прижимает любые загрязняющие частицы к стенкам корпуса 11 фильтра и в сторону нижнего края 16, или нижней части корпуса.
Следовательно, эти частицы имеют тенденцию к аккумуляции на нижнем краю 16 корпуса 11 фильтра, из которой они могут удаляться через выпускное отверстие 22, преимущественно предусмотренное на нижнем краю 16, которое преимущественно сужается книзу, и предпочтительно имеет конический внутренний профиль, показанный с помощью ссылочного номера 21a.
Преимущественно, проточное пространство 14 простирается вдоль направления протяженности A и имеет внутреннюю поверхность 21, которая изгибается вокруг направления протяженности A.
Входное отверстие 12 предпочтительно определяет направление входа B, вдоль которого, при использовании, поток жидкости вводится в проточное пространство 14.
Направление входа B предпочтительно направлено под некоторым углом к направлению протяженности A.
Внутренняя поверхность 21 предпочтительно имеет наружную часть 23, которая имеет, по меньшей мере, в основном цилиндрическую и/или коническую протяженность вокруг направления протяженности A.
Направление входа B преимущественно является по существу перпендикулярным и не совпадающим с направлением протяженности A.
Согласно преимущественному аспекту настоящего изобретения, внутренняя поверхность 21 содержит отражающую поверхность 24, конфигурируемую для отклонения потока жидкости, поступающего в проточное пространство 14 через входное отверстие 12.
Отражающая поверхность 24 преимущественно имеет спиральную протяженность вокруг направления протяженности A с тем, чтобы придавать спиральное движение вниз в направлении нижнего края 16 потоку жидкости, который поступает через входное отверстие 12, во входную камеру 18.
Корпус 11 фильтра содержит:
- наружный контейнер 25 с внутренним объемом 26 и
- элемент 27 картриджа, который может вставляться во внутреннее пространство 26 извлекаемым образом.
Обращаясь конкретно к Фигурам 5-7, здесь, элемент 27 картриджа преимущественно содержит наружную стенку 28, которая содержит:
- первую часть 28a, сконструированную для размещения напротив внутренней стороны внутреннего объема 26;
- вторую часть 28b, отделенную расстоянием от внутренней стороны с тем, чтобы определить проточную полость C для потока жидкости;
- третью часть, которая соединяет первую часть 28a с указанной второй частью 28b и определяет отражающую поверхность 24.
В основном, полость C простирается вокруг наружной стенки 28, на внутренней стороне наружной части 23 внутренней поверхности 21 корпуса 11 фильтра.
Согласно варианту осуществления, показанному на Фигурах 8-13, наружная стенка содержит дополнительную стенку 28c, которая формирует протяженность второй стенки 28b и характеристики которой ниже будут объясняться более подробно. Предпочтительно, высота полости C уменьшается вдоль направления протяженности A, начиная от входного отверстия 12 вдоль спирального направления, которое обвивается вокруг наружной стенки 28 элемента 27 картриджа.
Таким образом, поток жидкости, поступающий через входное отверстие 12, направляется для спирального движения вокруг элемента 27 картриджа.
Со структурной точки зрения, сетчатый фильтр 17 предпочтительно содержит цилиндрическую стенку, которая содержит большое количество отверстий или которая содержит сетчатую структуру.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, как можно увидеть, например, на Фигурах 11-13, в дополнительной стенке 28c наружной стенки 28 имеются отверстия 35, которые соединяют полость C с частью 18а, определенной внутри входной камеры 18. Эта часть 18a располагается перед сетчатым фильтром 17 вдоль направления потока текучей среды между входом и выходом.
Таким образом, поток текучей среды в ходе своего спирального движения частично прерывается, что способствует выделению твердых частиц текучей среды.
В некоторых вариантах осуществления, отверстия 35 формируются с помощью продолговатых разрезов, которые предпочтительно простираются параллельно направлению продольной протяженности сетчатого фильтра 17.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, предусматривается выпускное отверстие 36, соединяющее часть 18a с нижним краем 16 и выпускным отверстием 22.
Прилагаемые фигуры показывают пример варианта осуществления настоящего изобретения, в котором сетчатый фильтр 17 состоит из цилиндрической стенки, снабженной большим количеством отверстий, и по этой причине, только для большей ясности, ссылочный номер 17 используется также для обозначения рассмотренной выше цилиндрической стенки.
Цилиндрическая стенка 17 преимущественно фиксируется на элементе 27 картриджа с тем, чтобы определить границы выходной камеры 19, на наружной стороне цилиндрической стенки 17.
Входная камера 18 будет иметь первую часть 18a, которая преимущественно окружена цилиндрической стенкой 17, которая тем самым определяет ее изнутри, и будет также иметь вторую часть входной камеры 18, которая определяется внутренним объемом 26 и полостью C.
Преимущественно, магнитный элемент 20 простирается внутри цилиндрической стенки 17 так, что он проходит через первую часть 18a входной камеры 18 и предпочтительно выходит во вторую часть выходной камеры 19 и/или в первую часть 18a.
Преимущественно, магнитный элемент 20 простирается вдоль направления протяженности A коаксиально с цилиндрической стенкой 17 и с внутренней стороной наружного контейнера 25. Необходимо отметить, что при этой конфигурации отверстия 35 могут предусматриваться, по существу, параллельно магнитному элементу, так что он прямо соударяется с потоком текучей среды из отверстий 35.
Сетчатый фильтр 17 имеет первый аксиальный край 17a, сообщающийся с внутренним объемом 26 так, чтобы принимать из последнего поток жидкости с нижнего края 16 корпуса 11 фильтра, и/или, в случае варианта осуществления, показанного на Фигурах 8-13, из отверстий 35, и, в малой степени, из отверстия 36, расположенного вблизи нижнего края 16 корпуса 11 фильтра.
В случае варианта осуществления, показанного на Фигурах 8-13, в экспериментальных исследованиях наблюдется, что в некоторых вариантах осуществления количество равное примерно 90% жидкости проходит через отверстия 35, а остальная часть проходит через отверстие 36.
Преимущественно, фильтрующее устройство 10 содержит входной проход 29 и выходной проход 30, которые сообщаются с проточным пространством 14 через входное отверстие 12 и выходное отверстие 13, соответственно.
Преимущественно, входной проход 24 является по существу кольцевым и окружает выходной проход 30.
Кольцевой сегмент входного прохода 29 преимущественно находится в прямом сообщении с полостью C через входное отверстие 12 так, чтобы направлять поток жидкости в последнее.
Таким путем, поперечное сечение потока жидкой текучей среды резко уменьшается при прохождении из входного прохода 209 в полость C через входное отверстие 12, придавая жидкости высокую скорость и, как следствие, высокую центробежную силу, которая придавливает любые загрязняющие частицы, переносимые жидкостью, в направлении наружной части 23 и в направлении нижнего края 16 корпуса фильтра, где эти частицы имеют тенденцию к сбору, а затем извлекаются через выпускное отверстие 22.
Преимущественно, элемент 27 картриджа содержит буртик или закраину 31, которая выступает из первого аксиального края 17a сетчатого фильтра 17 в направлении верхнего края 15 через первую часть 18a входной камеры 18, предпочтительно, так, чтобы формировать цилиндрический элемент внутри цилиндрической стенки 17. Другими словами, первый аксиальный край 17a сетчатого фильтра 17 располагается напротив буртика или закраины 31.
Выходное отверстие 13 преимущественно выступает напротив цилиндрической стенки 17, вблизи первого аксиального края 17a.
С учетом изложенного выше, буртик или закраина 31 имеет функцию предотвращения того, чтобы поток жидкости из внутреннего объема 26 направлялся прямо в направлении выходного отверстия 13 через сетчатый фильтр 17, но, чтобы вместо этого он проходил через последний настолько же далеко, как и второй аксиальный край 17b противоположный первому аксиальному краю 17a сетчатого фильтра 17, перед вытеканием через выходное отверстие 13.
Преимущественно, буртик 31 и сетчатый фильтр 17 отделены расстоянием друг от друга с тем, чтобы определять зону 32 сбора, в которой загрязняющие частицы, отфильтрованные сетчатым фильтром 17, будут иметь тенденцию к сбору.
Преимущественно, элемент 27 картриджа будет также содержать, по меньшей мере, одно выпускное отверстие 33, которое соединяет зону 32 сбора с внутренним объемом 26 с тем, чтобы позволить прохождение загрязняющих частиц из зоны 32 сбора во внутренний объем 26, в котором они могут захватываться и переноситься потоком жидкости, направленным в сторону нижнего края 16, где они могут осаждаться.
Предпочтительно, фильтрующее устройство содержит колпачок 33, предпочтительно, для наружного контейнера 25 с тем, чтобы позволить доступ к внутреннему объему 26.
Предпочтительно, элемент 27 картриджа конфигурируется для вставки во внутренний объем 26 через верхний край 15, который преимущественно может открываться с помощью колпачка 33.
Это упрощает, в частности, как изготовление, так и обслуживание фильтрующего устройства 10.
Кроме того, преимущественно, колпачок 33 имеет зацепляющееся гнездо 34 пригодное для удерживания внутри магнитного элемента 20, с тем чтобы удерживать последний в его положении в проточном пространстве 14.
С функциональной точки зрения, поток жидкости, поступающий в проточное пространство 14 через входное отверстие 12, направляется от отражающей поверхности 24 вдоль полости C так, чтобы он достигал, с помощью спирального движения, нижнего края 16.
Центробежное воздействие, производимое посредством спирального движения, имеет тенденцию вызывать аккумуляцию любых загрязняющих частиц, присутствующих в текучей среде, в направлении стенок и в направлении нижней части внутреннего объема 26.
Предпочтительно, часть текучей среды, которая проходит через полость, будет отклоняться внутрь части 18a способом, иллюстрируемым выше.
Когда жидкость достигает нижнего края 16, она предпочтительно проходит через отверстия 35 согласно варианту осуществления показанном на Фигурах 8-13 и имеет тенденцию к протеканию вверх по центру во внутренний объем 26 в направлении первой части 18a входной камеры 18, где она протекает поверх магнитного элемента 20, который имеет тенденцию к удалению из потока загрязняющих частиц, которые являются магнитно активными.
Преимущественно, магнитный элемент 20 может извлекаться обратимо из гнезда 34 так, что загрязняющие частицы, прилипающие снаружи гнезда 34? могут падать в направлении нижнего края 16, где они будут собираться.
После прохождения поверх магнитного элемента 20, поток жидкости будет пересекать сетчатый фильтр, который будет удалять из него любые дополнительные частицы, которые будут иметь тенденцию собираться под действием силы тяжести в зоне 32 сбора.
Через сетчатый фильтр 17, жидкость будет вытекать через выходную камеру 19 в направлении выходного отверстия 13. Таким образом настоящее изобретение достигает предложенных целей, обеспечивая рассмотренные выше преимущества по сравнению с известными решениями.
Другими словами, фильтрующее устройство 10 по настоящему изобретению предпочтительно содержит корпус 11 фильтра, который имеет входное отверстие 12, выходное отверстие 13 и проточное пространство 14, которое простирается между верхним краем 15 и нижним краем 16 и которое находится в сообщении с входным отверстием 12 и выходным отверстием 13.
Кроме того, фильтрующее устройство 10 содержит сетчатый фильтр 17, сконструированный для разделения проточного пространства 14 на входную камеру 18 и выходную камеру 19, которые располагаются, соответственно, до и после сетчатого фильтра относительно потока жидкости, который проходит через проточное пространство 14 от входного отверстия 12 до выходного отверстия отверстие 13.
Кроме того, фильтрующее устройство 10 содержит магнитный элемент 20, который простирается от верхнего края 15 в проточном пространстве 14, с тем чтобы взаимодействовать с потоком жидкости, который при использовании пересекает проточное пространство 14.
Фильтрующее устройство 10 по настоящему изобретению также отличается тем, что корпус 11 фильтра имеет внутреннюю поверхность 21, конфигурируемую для придания потоку жидкости, поступающему через входное отверстие 12 в проточное пространство 14, спирального движения, направленного от верхнего края 15 к нижнему краю 16 так, что на поток жидкости действует центробежное напряжение.
Кроме того, предпочтительно, при использовании поток жидкости, поступающий в проточное пространство 14 через отверстие 12, направляется в сторону нижнего края 16, а затем протекает обратно вверх в направлении указанной входной камеры 18, проходя вдоль магнитного элемента 20, и пересекает сетчатый фильтр 17 перед вытеканием через указанную выходную камеру 19 в направлении выходного отверстия 13.
Главное преимущество заключается в том факте, что фильтрование является более эффективным при удалении загрязняющих частиц по сравнению с обычными устройствами, благодаря тройному фильтрующему действию, описанному выше.
Таким образом настоящее изобретение, как ожидается, может осуществляться во многочисленных модификациях и вариантах, все они попадают в рамки защиты прилагаемой формулы изобретения.
Кроме того, все детали могут заменяться другими технически эквивалентными элементами.
На практике, используемые материалы, а также ассоциируемые формы и размеры могут изменяться в зависимости от конкретных требований и современного уровня техники.
Когда за конструкционными характеристиками и технологиями, рассмотренными в следующей далее формуле изобретения, следуют символы или ссылочные номера, эти ссылочные номера или символы присваиваются с единственной целью облегчения понимания указанных пунктов формулы изобретения, и, следовательно, они не ограничивают каким-либо образом интерпретацию каждого элемента, который идентифицируется только в качестве примера, с помощью указанных ссылочных номеров или символов.