ФИЛЬТР С ОБРАТНОЙ ПРОМЫВКОЙ
BACKWASH FILTER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к фильтру с обратной промывкой, в котором имеется впуск, выпуск и слив, фильтр, корпус, который разделен фильтром на впускную камеру, соединенную со впуском, и выпускную камеру, соединенную с выпуском, и устройство обратной промывки, в котором имеется отсасывающий элемент, установленный в корпусе с возможностью вращения вдоль впускной стороны фильтра и имеющий, по меньшей мере, одно всасывающее отверстие, ориентированное в направлении всасывания в сторону фильтра для очистки фильтра, канал обратной промывки, соединенный со всасывающим отверстием и сливом, и вращающее устройство, которое при снижении давления в канале обратной промывки приводит отсасывающий элемент во вращение относительно фильтра.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для облегчения очистки фильтровального патрона фильтра с обратной промывкой путем обратной промывки фильтра с обратной промывкой, как известно в данной области техники (DE4343180А1), при обратной промывке снижение давления в канале обратной промывки используют для вращения отсасывающего элемента со всасывающим отверстием вокруг фильтровального патрона и, тем самым, отсасывания частиц загрязнения с поверхности фильтра. Конструктивно это реализуется посредством вращающего устройства, которое - подобно механизму привода шпинделя - приводит во вращательное движение отсасывающий элемент с расположенным в канале обратной промывки поршнем и механически соединенным с поршнем приводным шпинделем. Недостаток, при этом, заключается в том, что вращательное движение ограничено максимальным ходом поршня отсасывающего элемента, что ограничивает эффективность очистки отсасывающего элемента, в частности, в отношении сравнительно прочно сцепленных с фильтровальным патроном частиц загрязнения. Из-за этого, несмотря на наличие функции обратной промывки, нельзя гарантировать стабильную очистку фильтровального патрона, поэтому невыгодно увеличиваются затраты на техническое обслуживание фильтра с обратной промывкой в части фильтровального патрона.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, задачей настоящего изобретения является конструктивное изменения фильтра с обратной промывкой описанного выше типа таким образом, чтобы посредством обратной промывки всегда можно было обеспечить достаточную очистку фильтра от загрязняющих частиц.
Эта задача в соответствии с настоящим изобретением решена посредством того, что вращающее устройство при снижении давления в канале обратной промывки благодаря наклоненному относительно радиальной линии отсасывающего элемента направлению всасывания всасывающего отверстия вызывает вращательное движение отсасывающего элемента.
То, что при снижении давления в канале обратной промывки вращающее устройство, благодаря наклоненному относительно радиальной линии отсасывающего элемента направлению всасывания всасывающего отверстия, вызывает вращательное движение отсасывающего элемента, позволяет, в отличие от известного уровня техники, производить отсасывание отсасывающим элементом в течение всего периода снижения давления или обратной промывки. А именно, разрежение в канале обратной промывки, благодаря соответствующему изобретению направлению всасывания, создает на отсасывающем элементе реактивную силу, которая оказывает влияние на установление вращения отсасывающего элемента, таким образом, обеспечивается вращение отсасывающего элемента вокруг фильтра. Благодаря этому, в отличие от известного уровня техники, возможна улучшенная очистка фильтра от загрязняющих частиц. Такая очистка фильтра также может быть сравнительно просто отрегулирована в ходе обратной промывки в соответствии со степенью загрязнения, поэтому фильтр с обратной промывкой может иметь сравнительно простую в обращении конструкцию. Особенно, однако, изобретение отличается от известного уровня техники тем, что благодаря непрерывному отсасыванию отсасывающим элементом на протяжении всей обратной промывки, с фильтра могут быть удалены даже сильно прилипшие частицы загрязнения, вследствие чего обеспечивается бесперебойное функционирование фильтра с обратной промывкой. Таким образом не только сокращаются затраты на техническое обслуживание фильтра с обратной промывкой, но и повышается, в частности, износостойкость соответствующего изобретению фильтра с обратной промывкой.
Если всасывающее отверстие имеет щелевидную форму, отсасывание может охватывать больший продольный сегмент корпуса фильтра и все же обеспечивать на поверхности фильтра скорость потока, достаточную для достижения качественного и устойчивого результата отсасывания.
Если продольная ось щелевидного всасывающего отверстия проходит наклонно относительно продольной оси отсасывающего элемента, результат отсасывания может быть еще более улучшен. А именно, благодаря наклонному расположению всасывающего отверстия, те частицы загрязнения, которые хотя и отделены некоторым первым участком всасывающего отверстия, но не захвачены в него, всасываются следующим за этим первым участком всасывающего отверстия вторым участком всасывающего отверстия. Поэтому повторное сцепление частиц загрязнения с корпусом фильтра до того момента времени, когда в этой области корпуса фильтра будет производиться следующее отсасывание, может быть предотвращено. В соответствии с изобретением, поскольку фильтр может быть очищен даже от сильно прилипших частиц загрязнения, изобретением обеспечивается особенно надежный фильтр с обратной промывкой.
В качестве альтернативы щелевидному всасывающему отверстию, также может предусматриваться, что отсасывающий элемент снабжен, по меньшей мере, одним продольным рядом расположенных одно за другим и отстоящих друг от друга всасывающих отверстий, обеспечивающих всасывание частиц загрязнения с фильтра с увеличенной скоростью потока.
Отсасывание может быть дополнительно улучшено, если отсасывающий элемент снабжен двумя диаметрально противоположными рядами, в которых всасывающие отверстия расположены с зазором друг относительно друга.
Если отсасывающий элемент и фильтр расположены соосно, благодаря сравнительно более короткой длине канала обратной промывки, возможно достижение сравнительно большей всасывающей способности отсасывающего элемента и, таким образом, дополнительное улучшение результата отсасывания.
Конструкция отсасывающего элемента может быть упрощена, если канал обратной промывки представляет собой расположенный посередине отсасывающего элемента центральный канал и, по меньшей мере, один боковой канал, соединенный с расположенным посередине центральным каналом, который наклонен относительно радиальной линии отсасывающего элемента и заканчивается всасывающим отверстием. Кроме того, посредством расположенного посередине отсасывающего элемента центрального канала можно устранить противодействие продольного потока через отсасывающий элемент реактивной силе, вращающей отсасывающий элемент, что даже при сравнительно небольшой разности давления при обратной промывке надежным образом обеспечивает вращение отсасывающего элемента.
Турбулентный всасываемый поток в боковом канале отсасывающего элемента может быть ослаблен или уменьшен, если в боковом канале имеются противолежащие изогнутые направляющие поверхности, заканчивающиеся у всасывающего отверстия. Вследствие этого, помимо прочего, может быть увеличена реакционная сила всасывающего потока, действующая на отсасывающий элемент, что дополнительно повышает движущий эффект вращающего устройства.
То, что вдоль центрального канала площадь его поперечного сечения увеличивается, открывает возможность распределения энергии всасывания по всей длине всасывающего отверстия и тем самым достижения надежного результата отсасывания на фильтре. В частности, помимо прочего, таким образом может быть установлено равномерное всасывание по всей длине всасывающего отверстия.
Если отсасывающий элемент снабжен, по меньшей мере, одной лопастью, он может иметь конструкцию рабочего колеса турбины с лопастями и, таким образом, оказывать поддерживающее действие на вращение отсасывающего элемента. При этом возможно - путем увеличения движущей силы - дополнительно улучшить вращающее устройство и даже при небольшой разности давления в канале обратной промывки обеспечить надежную очистку фильтра.
Усиленный комбинированный эффект приведения отсасывающего элемента в движение может возникать под действием направленного всасывающего потока отсасывающего элемента и благодаря конструкции типа рабочего колеса всасывающего элемента, когда на кромке лопасти имеется всасывающее отверстие. А именно, направленный всасывающий поток может уменьшать вихреобразование, тормозящее вращательное движение, на кромке лопасти, которое может возникать на отсасывающем элементе при неизменном давлении воды между впуском и выпуском из-за превращения кинетической энергии. Благодаря уменьшенному таким образом сопротивлению вращению отсасывающего элемента отсасывание становится намного более надежным, следовательно, обеспечивается особенно стабильная очистка соответствующего изобретению фильтра.
Указанное поддерживающее вращение действие на основании наружной геометрии отсасывающего элемента может быть дополнительно усилено в случае, когда лопасть изогнута вперед.
Путем изменения контура лопасти в продольном направлении можно дополнительно улучшить свойства отсасывающего элемента, имеющего конструкцию рабочего колеса.
Конструкция фильтра с обратной промывкой может быть дополнительно упрощена, если отсасывающий элемент в фильтре с обратной промывкой установлен с возможностью свободного вращения.
Согласно изобретению, загрязнения могут не только достигать канала обратной промывки через каждое направленное на фильтр всасывающее отверстие или всасывающие отверстия, но и на дне впускной камеры может быть организовано сравнительно сильное отсасывающее действие. То есть отсасывающий элемент в фильтре с обратной промывкой выполнен с возможностью аксиального перемещения из рабочего положения в положение обратной промывки, при этом в фильтре с обратной промывкой имеется соединенное с каналом обратной промывки выпускное отверстие, которое, с одной стороны, в рабочем положении отсасывающего элемента открыто и, с другой стороны, в аксиально смещенном относительно рабочего положения положении обратной промывки отсасывающего элемента закрыто. Таким образом, может быть выполнена быстрая и надежная очистка фильтра. К тому же такое аксиальное смещение может быть использовано для того, чтобы открывать и закрывать выпускное отверстие. Таким образом может быть повышена простота и надежность конструкции фильтра с обратной промывкой.
Открытие и закрытие первого выпускного отверстия посредством аксиального смещения отсасывающего элемента возможно, когда дополнительно всасывающего отверстия, первый отсасывающий элемент снабжен первым выпускным отверстием, соединенным с каналом обратной промывки, которое относительно дна впускной камеры расположено таким образом, что, с одной стороны, в рабочем положении первое выпускное отверстие, по меньшей мере частично, находится над дном впускной камеры, поэтому относительно впускной камеры открыто и, с другой стороны, в аксиально смещенном относительно рабочего положения положении обратной промывки первое выпускное отверстие находится ниже дна впускной камеры, поэтому относительно впускной камеры является закрытым.
В качестве альтернативы первому выпускному отверстию в отсасывающем элементе, открытие и закрытие выпускного отверстия посредством аксиального смещения отсасывающего элемента возможно, когда второе выпускное отверстие образовано между вторым отсасывающим элементом и дном впускной камеры, при этом, в аксиально смещенном относительно рабочего положения положении обратной промывки второй отсасывающий элемент прилегает к дну и, таким образом, закрывает выпускное отверстие.
Если отсасывающий элемент в фильтре с обратной промывкой размещен с возможностью аксиального смещения возвратной пружиной, обеспечивается устойчивый возврат отсасывающего элемента из положения обратной промывки в рабочее положение.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Предмет изобретения более подробно представлен на чертежах на примере дополнительных вариантов осуществления изобретения. На чертежах показано:
Фиг. 1 - вид сбоку в разрезе первого фильтра с обратной промывкой в рабочем положении,
Фиг. 2 - вид сбоку в разрезе показанного на фиг. 1 фильтра с обратной промывкой в положении обратной промывки,
Фиг. 3 - вид по сечению III-III фиг. 1 и фиг. 4,
Фиг. 4 - вид сбоку первого отсасывающего элемента первого фильтра с обратной промывкой,
Фиг. 5 - вид сбоку в разрезе второго фильтра с обратной промывкой в рабочем положении,
Фиг. 6 - вид сбоку в разрезе показанного на фиг. 5 фильтра с обратной промывкой в положении обратной промывки и
Фиг. 7 - вид сбоку второго отсасывающего элемента второго фильтра с обратной промывкой.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как показано на фиг. 1, 2, 5 и 6, фильтры 1 и 101 с обратной промывкой снабжены впуском 2 для подлежащей фильтрации жидкости 3, в частности, питьевой воды, и выпуском 4 для отфильтрованной жидкости 5. Для фильтрации жидкости 3 в фильтре 1 или 101 с обратной промывкой имеется фильтр 6, 106 в форме патрона, который разделяет корпус 7 фильтра 1, 101 с обратной промывкой на впускную камеру 8, соединенную со впуском 2, и выпускную камеру 9, соединенную с выпуском 4. Корпус 7 фильтра 1, 101 с обратной промывкой образован верхней частью 7.1 и отделяемым от верхней части 7.1 колпаком 7.2.
Как показано на фиг. 2, для обратной промывки фильтр 1, 101 с обратной промывкой снабжен сливом 10, через который может быть отведена показанная на фиг. 2 или 6 отводимая жидкость 11 вместе с возможными частицами загрязнения (которые детально не показаны). Отводимую жидкость 11 отбирают из устройства 12 обратной промывки в области впускной камеры 8, для чего устройство 12 обратной промывки снабжено, помимо прочего, отсасывающим элементом 13 или 113, расположенным во впускной камере. Отсасывающее устройство 13 или 113 может, предпочтительно, свободно вращаться относительно фильтра 6, 106 и снабжено дополнительными всасывающими отверстиями 14, направленными в направлении всасывания 15 на фильтр 6, 106 для очистки фильтра, как показано на фиг. 3 для первого отсасывающего элемента 13 первого фильтра 1 с обратной промывкой в сечении по III-III, перпендикулярном продольной оси. Фиг. 3 распространяется также на второй отсасывающий элемент 113 второго фильтра 101 с обратной промывкой со ступенчатым сечением по III-III на фиг. 5.
Всасывающие отверстия 14 соединены жидкостной связью со сливом 10 посредством канала 16 обратной промывки устройства 12 обратной промывки. К устройству 12 обратной промывки принадлежит также вращающее устройство 17, при помощи которого отсасывающий элемент 13, 113 может быть приведен во вращение, хотя для этого используется снижение давления в канале 16 обратной промывки, каковое снижение давления возникает при обратной промывке в канале 16 обратной промывки, когда при помощи приводного рычага 31 открывают вентиль 18 обратной промывки.
Согласно изобретению, вращательное движение отсасывающего элемента 13, 113 порождается вращающим устройством 17 благодаря тому, что направление 15 всасывания всасывающих отверстий 14 наклонено относительно радиальной линии 19 отсасывающего элемента 13, 113, что на фиг. 3 показано как угол 20 наклона между направлением 15 всасывания и радиальной линией 19 в горизонтальной плоскости. Благодаря такому направлению 15 всасывания возникает действующий на отсасывающий элемент 13, 113 крутящий момент, который приводит в движение расположенный в фильтре 1, 101 с обратной промывкой с возможностью свободного вращения отсасывающий элемент 13, 113. Направление действия силы или направление 15 всасывания отводимой через отсасывающие отверстия 14 жидкости 11 не пересекает ось 37, вокруг которой вращается отсасывающий элемент 13, 113, а смещено относительно радиальной линии 19, например, на 50 градусов, благодаря чему на отсасывающий элемент 13, 113 действует крутящий момент. В отличие от известного уровня техники, в данном случае для вращения отсасывающего элемента 13, 113 не требуется механического привода, который, с одной стороны, конструктивно дорогостоящий и к тому же из-за того, что расположен в канале 16 обратной промывки, подвергается повышенной опасности загрязнения. В отличие от известного уровня техники, удобство обслуживания и надежность функционирования существенно повышены.
Как можно видеть, в частности, на фиг. 4, всасывающие отверстия 14 первого отсасывающего элемента показаны щелевидными или имеющими форму щели 22 и проходящими спиралеобразно по боковой поверхности 21 первого отсасывающего элемента 13. Таким образом, имеет место наклонное направление продольной оси 22.1 щелевидного всасывающего отверстия 14 относительно продольной оси 23 первого отсасывающего элемента 13, благодаря чему может быть улучшено отсасывание на фильтре 6, в частности, с фильтра 6 удаляются сильно прилипшие частицы загрязнений. Кроме того, как показано на фиг. 4, наклонное направление продольной оси 22.1 имеет место на всей длине 24 всасывающего отверстия 14. Кроме того, щелевидные всасывающие отверстия 14 или же щель 22 на первом отсасывающем элементе 13 расположены диаметрально противоположно.
Подробно показанный на представленных на фиг. 7 видах спереди и сзади второй отсасывающий элемент 113, в отличие от показанного на фиг. 4 отсасывающего элемента 13, снабжен несколькими рядами 122.1 и 122.2 всасывающих отверстий 14, расположенных друг за другом на некотором расстоянии. Кроме того, как показано на фиг. 7, ряды 122.1 и 122.2 по всей длине 124 проходят наклонно относительно продольной оси 23 второго отсасывающего элемента 13.
Отсасывающие отверстия 14 обоих диаметрально противоположных рядов 122.1 и 122.2 расположены с зазором 141 друг относительно друга, благодаря чему возможен особенно качественный отрыв частиц загрязнения от фильтра 106.
Для конструктивной простоты отсасывающий элемент 13, 113 расположен соосно фильтру 6, 106, как можно видеть, например, на фиг. 2 или 4. Такое соосное расположение, кроме того, обеспечивает равномерную очистку фильтра 6, 106.
Канал 16 обратной промывки отсасывающего элемента 13, 113 представляет собой расположенный посередине центральный канал 25 и несколько соединенных с расположенным посередине центральным каналом 25 боковых каналов 26, что подробно показано на фиг. 3. Боковые каналы 26 проходят наклонно относительно радиальной линии 19 отсасывающего элемента 13, 113 и заканчиваются в соответствующем всасывающем отверстии 14. Поскольку боковые каналы 26 противоположны друг другу и имеют изогнутые направляющие поверхности 27, 28, которые заканчиваются всасывающим отверстием 14, в направлении всасывания 15 может быть создана узкая направленная всасывающая струя, что дополнительно увеличивает момент вращения отсасывающего элемента 13, 113.
Площадь поперечного сечения 29 центрального канала 25 увеличивается в продольном направлении, а именно, в направлении слива 10. Таким образом, обеспечивается равномерное отсасывание по всему отсасывающему отверстию 14.
Кроме того, отсасывающий элемент 13, 113 снабжен двумя изогнутыми вперед лопастями 30, образованными на отсасывающем элементе 13 в виде рабочего колеса турбины, как можно видеть на фиг. 3. Таким образом, отсасывающий элемент 13, 113, подобно турбине равного давления, получает кинетическую энергию в траектории потока между впуском 2 и выпуском 4 и использует ее для вращения. Таким образом, даже в случае небольшого отбора отфильтрованной жидкости 5 (что показано штриховкой на фиг. 2) через выпуск 4 или в случае сравнительно небольшой разности давления, поддерживается вращение отсасывающего элемента 13, 113 и, следовательно, надлежащее отсасывание фильтра 6, 106.
Как видно на фиг. 4, обе лопасти 30 снабжены соответствующими всасывающими отверстиями 14, расположенными на кромке 32 лопасти, благодаря чему на этих участках уменьшается вихреобразование, тормозящее вращательное движение, и, следовательно, облегчается вращение отсасывающего элемента 13, 113. Кроме того, профиль лопасти 30 изменяется в продольном направлении отсасывающего элемента 13, 113.
Кроме этого, сравнивая фиг. 1 и фиг. 2 или фиг. 5 и фиг. 6, можно видеть, что отсасывающий элемент 13, 113 фильтра 1 с обратной промывкой расположен с возможностью аксиального смещения из рабочего положения 33 в положение 34 обратной промывки, а именно, аксиально вдоль продольной оси 37, вокруг которой отсасывающий элемент 13 также может вращаться. Поскольку в фильтре 1 с обратной промывкой отсасывающий элемент 13, 113 установлен с возможностью аксиального смещения возвратной пружиной 38,138, после обратной промывки фильтра с обратной промывкой 1 отсасывающий элемент 13 конструктивно несложным и надежным образом может быть возвращен из положения 34 обратной промывки в рабочее положение 33.
Согласно фиг. 1 и 2, местоположение возвратной пружины 38 образовано между открытой крышкой 39 фильтра 6 и установленной в первом отсасывающем элементе 13 кольцевой шайбой 40.
Согласно фиг. 5 и 6, местоположение возвратной пружины 138 образовано между дном 36 впускной камеры 8 и направляющей штангой 140, установленной в дне 36 с возможностью линейного смещения. Открытая крышка 139 фильтра образует в данном случае гнездо 142, являющееся контропорой стержнеобразного конца отсасывающего элемента 113.
Кроме того, благодаря такой возможности аксиального смешения, выпускное отверстие 35, 135 может быть открыто или закрыто, что необходимо для быстрой и надежной очистки фильтра 6, 106.
А именно, согласно первому примеру осуществления, первые выпускные отверстия 35 соединены с каналом 12 обратной промывки и расположены относительно дна 36 впускной камеры 8 так, что, с одной стороны, в рабочем положении 33 первые выпускные отверстия 35 находятся выше дна 36 впускной камеры 8, следовательно, относительно впускной камеры 8 являются открытыми и, с другой стороны, в смешенном аксиально относительно рабочего положения 33 положении 12 обратной промывки выпускные отверстия 35 находятся ниже дна 36 впускной камеры 8 и, следовательно, относительно впускной камеры 8 являются закрытыми. Таким образом, к началу обратной промывки загрязнения из напорной камеры, лежащей ниже впускной камеры 8, могут быть уже отведены, следовательно, обеспечивается защита всасывающих отверстий 14 от закупорки крупными частицами загрязнений.
Согласно второму примеру осуществления, вторые выпускные отверстия 135 образованы между вторым отсасывающим элементом 113 и дном 36 впускной камеры 8, при этом, второй отсасывающий элемент 113 в рабочем положении 33 находится на некотором расстоянии от дна 36. В аксиально смещенном относительно рабочего положения 33 положении 34 обратной промывки второй отсасывающий элемент 113 прилегает к дну 36, благодаря чему второе выпускное отверстие 135 закрывается.