ФИЛЬТРУЮЩИЙ БЛОК С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПРОМЫВКОЙ ОБРАТНЫМ ПОТОКОМ
FILTER UNIT WITH AUTOMATIC FLUSHING BY BACKFLOW

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к фильтрующему блоку. Более конкретно, изобретение относится к конструкции средства для автоматической промывки обратным потоком фильтрующей сетки фильтрующего блока.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В международной заявке WO 2012/028824 описан фильтрующий блок, содержащий по меньшей мере два фильтрующих элемента, причем каждый фильтрующий элемент имеет внутреннюю поверхность, наружную поверхность, фильтрующую сетку, две концентрические круговые кромки, соответственно внутреннюю кромку и наружную кромку, между которыми проходит упомянутая фильтрующая сетка, и радиальные перемычки, предусмотренные по меньшей мере на внутренней поверхности, причем упомянутые радиальные перемычки, проходящие между упомянутыми концентрическими кромками и распределенные по окружности для того, чтобы образовывать отдельные сектора на упомянутой внутренней поверхности. Упомянутые фильтрующие элементы выполнены с возможностью установки напротив друг друга так, чтобы их соответствующие внутренние поверхности были обращены друг к другу для того, чтобы между ними образовывалось пространство, в котором упомянутые радиальные перемычки, ограничивающие сектора, образовывали отсеки в упомянутом пространстве. По меньшей мере одна из упомянутых внутренней и наружной кромок имеет проходы, соответственно сообщающиеся с одним из соответствующих секторов. Фильтрующие элементы уложены в стопу вдоль осевого направления между первой крышкой и второй крышкой.
Посредством укладывания в стопу заданного количества пар фильтрующих элементов, обеспечивается требуемая площадь фильтрации для предполагаемого применения. В типичном случае текучая среда, предназначенная для фильтрации, проникает в стопу через проходы внутренней кромки, проходит через фильтрующую сетку и, после очищения, выходит через проходы, образованные в наружной кромке. Естественно, поток текучей среды через фильтрующую сетку может быть повернут в противоположном направлении или может быть направлен по какому-то другому пути.
Фильтр, описанный в упомянутой публикации, дополнительно содержит разделитель, расположенный коаксиально с фильтрующими элементами, причем разделитель, имеющий отдельные распределительные колонки, и поворотный распределитель промывки обратным потоком, предусмотренный в первой крышке. Поворотный распределитель промывки обратным потоком имеет обтюратор, в котором предусмотрено выпускное отверстие, и который установлен с возможностью вращения так, чтобы упомянутое выпускное отверстие периодически и селективно приводилось в сообщение с каждой распределительной колонкой, посредством чего каждая распределительная колонка периодически и селективно устанавливает сообщение между выпускным отверстием и соответствующим одним из проходов.
Таким образом, периодически, поток текучей среды меняет свое направление на противоположное в секторах, соответствующих проходам текучей среды, находящихся в сообщении по текучей среде с выпускным отверстием, что обеспечивает выполнение промывки обратным потоком в этих секторах из-за перепада давления через фильтрующую сетку, то есть перепад давления между стороной наружной поверхности и стороной внутренней поверхности. Текучую среду, используемую для промывки обратным потоком, затем выпускают через выпускное отверстие.
Этот фильтрующий блок предшествующего уровня техники содержит распределительную вставку, образующую часть первой крышки. Эта распределительная вставка имеет проходы, проходящие вдоль упомянутых распределительных колонок, и обтюратор, находящийся в герметичном и скользящем контакте с кольцевой поверхностью распределительной вставки, в которую открыты упомянутые проходы. Более того, на первой крышке установлена опорная структура распределителя, включающая в себя опору, имеющую ручки.
В настоящее время возникла потребность в улучшенной распределительной конструкции. Одна такая потребность заключается в необходимости иметь фильтры небольшого размера. Следовательно, существует потребность в новом типе фильтрующих блоков.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Эта проблема решается посредством фильтрующего блока в соответствии с независимым пунктом формулы изобретения. В его аспекте настоящее изобретение относится к фильтрующему блоку, содержащему: фильтрующий компонент, имеющий внутреннюю стенку, наружную стенку, расположенную вокруг внутренней стенки так, что между внутренней стенкой и наружной стенкой образуется внутреннее пространство, и фильтрующую сетку, разделяющую внутреннее пространство на предфильтровальную камеру и постфильтровальную камеру, по меньшей мере предфильтровальная камера разделена по окружности на отсеки в секторах, по меньшей мере одна из упомянутых внутренней и наружной стенок имеет проходы, соответственно сообщающиеся с одним из соответствующих секторов, разделитель, расположенный коаксиально с фильтрующим компонентом, причем разделитель, имеющий отдельные распределительные колонки, и поворотный распределитель промывки обратным потоком, имеющий обтюратор, в котором предусмотрено выпускное отверстие, причем поворотный распределитель промывки обратным потоком установлен с возможностью вращения таким образом, чтобы упомянутое впускное отверстие периодически и селективно приводилось в сообщение с каждой распределительной колонкой, посредством чего каждая распределительная колонка периодически и селективно устанавливает сообщение между выпускным отверстием и соответствующим одним из проходов. Кроме того, поворотный распределитель промывки обратным потоком находится в непосредственном контакте с разделителем.
Предфильтровальная камера является частью внутреннего пространства, в котором протекает текучая среда, предназначенная для фильтрации. Затем текучая среда пересекает фильтрующую сетку, посредством чего фильтруется, и поступает в постфильтровальную камеру. Предфильтровальная камера и постфильтровальная камера расположены по обеим сторонам фильтрующей сетки.
Поворотный распределитель промывки обратным потоком выполнен с возможностью вращения относительно разделителя. Таким образом, если распределительные колонки разделителя расположены вдоль окружности или аналогичным образом, выпускное отверстие может быть легко приведено в сообщение с распределительными колонками последовательным и периодическим образом.
Поскольку в вышеописанном фильтрующем блоке поворотный распределитель промывки обратным потоком находится в непосредственном контакте с разделителем, больше не существует потребности в распределительной проставке, в которой предусмотрены проходы, проходящие вдоль распределительных колонок и, поэтому, фильтрующий блок может быть изготовлен легко и недорого.
В некоторых вариантах осуществления вышеупомянутый фильтрующий компонент включает в себя по меньшей мере два фильтрующих элемента, уложенных в стопу вдоль осевого направления, причем каждый фильтрующий элемент имеет внутреннюю поверхность, наружную поверхность, фильтрующую сетку, две концентрические кромки, соответственно внутреннюю кромку и наружную кромку, между которыми проходит упомянутая фильтрующая сетка, и радиальные перемычки, предусмотренные по меньшей мере на внутренней поверхности, причем упомянутые радиальные перемычки проходят между упомянутыми концентрическими кромками и распределены по окружности для образования секторов на упомянутой внутренней поверхности, причем упомянутые фильтрующие элементы выполнены с возможностью установки напротив друг друга так, что их соответствующие внутренние поверхности обращены друг к другу таким образом, чтобы между ними образовывалось пространство, причем упомянутые радиальные перемычки, ограничивающие сектора, образуют круговые отсеки в упомянутом пространстве, по меньшей мере одна из упомянутых внутренних кромок и наружных кромок имеют проходы, соответственно сообщающиеся с соответствующим одним из секторов. Радиальные перемычки фильтрующих элементов могут быть равномерно или неравномерно распределены по окружности.
В этих вариантах осуществления фильтрующий компонент содержит стопу фильтрующих элементов. Уложенные в стопу внутренние кромки образуют внутреннюю стенку, и уложенные в стопу наружные кромки образуют наружную стенку. Как будет объяснено далее, предфильтровальная камера может быть образована из множества частей предфильтровальной камеры, сообщающихся по текучей среде друг с другом без пересечения фильтрующей сетки. Постфильтровальная камера может быть образована из множества частей постфильтровальной камеры, сообщающихся друг с другом по текучей среде без пересечения фильтрующей сетки.
В некоторых вариантах осуществления фильтрующий блок содержит приводной стержень, проходящий в осевом направлении через разделитель, причем приводной стержень, имеющий первую концевую часть, прикрепленную с возможностью вращения к распределителю, и вторую концевую часть, выполненную с возможностью быть приведенной во вращение. Таким образом, приводной стержень выполнен с возможностью передачи крутящего момента к распределителю. Приводной стержень позволяет размещать источник питания привода для вращения распределителя в местоположении, удаленном от местоположения поворотного распределителя промывки обратным потоком.
Альтернативно, распределитель и источник питания привода может быть предусмотрен на той же стороне, что и фильтрующий компонент. Тогда, конечно, можно не использовать приводной стержень, проходящий через разделитель.
В некоторых вариантах осуществления фильтрующий блок дополнительно содержит поджимающее средство, взаимодействующее с приводным стержнем так, чтобы прижимать распределитель и разделитель друг к другу, например, прижимать или заставлять распределитель перемещаться к разделителю. Таким образом, обеспечивается плотный контакт между распределителем и разделителем.
Благодаря этому опорная структура распределителя больше не требуется. Это обеспечивает более дешевое и простое изготовление фильтрующего блока. Кроме того, уменьшается общая длина фильтрующего блока, что является преимущественным не только для применений в ограниченном пространстве, таких как морская среда, но также уменьшает перепад давления через фильтрующий блок. Это приводит к улучшенной мощности потока и к уменьшенному потреблению энергии.
В некоторых вариантах осуществления приводной стержень прикреплен в осевом направлении относительно разделителя, и поджимающее средство установлено между приводным стержнем и распределителем. Приводной стержень может быть прикреплен к разделителю с возможностью вращения. Приводной стержень может быть прикреплен в осевом направлении с возможностью вращения к третьей детали, которая в свою очередь прикреплена к разделителю. Поджимающее средство может быть установлено на первой концевой части приводного стержня так, чтобы распределитель располагался между поджимающим средством и разделителем, заставляя распределитель прижиматься к разделителю.
В некоторых вариантах осуществления поджимающее средство установлено между приводным стержнем и разделителем. Поджимающее средство может быть установлено на второй концевой части приводного стержня, заставляя вторую концевую часть отжиматься от разделителя, а первую концевую часть прижиматься к разделителю. Поджимающее средство может быть установлено между приводным стержнем и третьей частью, которая прикреплена к разделителю. Приводной стержень может быть прикреплен в осевом направлении к поворотному распределителю промывки обратным потоком, заставляя тем самым распределитель прижиматься к разделителю.
В некоторых вариантах осуществления обтюратор поворотного распределителя промывки обратным потоком находится в непосредственном контакте с разделителем. Для того чтобы избежать утечки обтюратор может находиться в плотном и скользящем контакте с разделителем. Плотный контакт может представлять собой уплотнение типа метал-метал, то есть металлическая часть обтюратора находится в плотном контакте с металлической частью разделителя. Следует также отметить, что контактирующие части могут быть не металлическими элементами разделителя, распределителя или обоих.
В некоторых вариантах осуществления фильтрующий блок содержит первую крышку и вторую крышку, расположенные по обеим сторонам фильтрующего компонента в осевом направлении, причем первая крышка имеет кольцевой заплечик, имеющий внутреннюю поверхность, образующую осевое отверстие, и обтюратор находится в контакте с разделителем через осевое отверстие.
Кольцевой заплечик первой крышки может быть внутренним кольцевым заплечиком, в результате чего осевое отверстие может быть центральным отверстием. В этих вариантах осуществления первая крышка может быть кольцевой.
Часть приводного стержня может быть соединена с возможностью вращения со второй крышкой, например, через подшипник.
В некоторых вариантах осуществления внутренний диаметр заплечика первой крышки равен или больше, чем наружный диаметр разделителя. Соответственно, разделитель тогда может быть по меньшей мере частично расположен в осевом отверстии первой крышки. Таким образом, распределительные колонки проходят за уложенные в стопу фильтрующие элементы. Таким образом, легко обеспечивается уплотнение распределительных колонок, например, у интерфейса между разделителем и первой крышкой.
В некоторых вариантах осуществления разделитель и вторая крышка прочно прикреплены друг к другу. Поскольку распределительная пластина из решения предшествующего уровня техники может быть не использована, относительные осевые положения первой крышки и разделителя могут изменяться, чтобы соответствовать длине фильтрующего компонента (стопы фильтрующих элементов). Благодаря такой регулировке относительные осевые положения второй крышки и разделителя могут быть зафиксированы. Следовательно, разделитель и вторая крышка могут быть прочно прикреплены друг к другу, возможно даже в качестве одного элемента, выполненного из одного куска, увеличивая тем самым их уплотняющие свойства и упрощая сборку фильтрующего блока.
В некоторых вариантах осуществления поворотный распределитель промывки обратным потоком содержит часть для зацепления, предназначенную для зацепления с частью для зацепления разделителя. Соответствующие части для зацепления поворотного распределителя промывки обратным потоком и разделителя находятся в зацеплении друг с другом для того, чтобы располагать в радиальном направлении поворотный распределитель промывки обратным потоком относительно разделителя. Части для зацепления могут быть трубчатыми. Например, одна из этих трубчатых частей может быть втулкой, устанавливаемой на другую трубчатую часть.
Функция части для зацепления поворотного распределителя промывки обратным потоком отличается от функции части для зацепления обтюратора. В то время как часть для зацепления выполнена для зацепления с частью для зацепления разделителя, обтюратор выполнен с возможностью периодически и селективно отсекать распределительные колонки от входящей текучей среды, предназначенной для фильтрации. Соответствующие части для зацепления поворотного распределителя промывки обратным потоком и разделителя определяют ось, вокруг которой упомянутый обтюратор поворотного распределителя промывки обратным потоком установлен с возможностью вращения относительно разделителя.
В некоторых вариантах осуществления разделитель выполнен из одного куска. В этих вариантах осуществления разделитель представляет собой одну цельную деталь, свободную от внутренних интерфейсов. Это улучшает уплотнение между смежными распределительными колонками.
Разделитель может быть изготовлен посредством экструзии, в результате чего может быть легко обеспечена любая требуемая длина, в особенности для разделителя в виде цельной детали. Однако следует отметить, что разделитель может быть изготовлен с использованием любого количества производственных процессов, включающих в себя, но не ограничивающихся формованием, машинной обработкой, трехмерной печатью, прессованием металлического листа и так далее.
Настоящее изобретение также относится к фильтру, содержащему фильтрующий блок, как было описано ранее.
Настоящее изобретение также относится к фильтру, содержащему основной фильтрующий блок, как было описано ранее, и вспомогательный фильтрующий блок, как было описано ранее, в котором вспомогательный фильтрующий блок выполнен с возможностью принятия текучей среды, используемой для промывки обратным потоком основного фильтрующего блока. Таким образом, текучая среда, используемая для промывки обратным потоком, может быть отфильтрована перед вытеканием из фильтра, что может исключить потребность в обработке текучей среды ниже по потоку после фильтра или по меньшей мере может способствовать обработке текучей среды ниже по потоку после фильтра.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение и его преимущества будут лучше понятны из последующего подробного описания вариантов осуществления изобретения, приводимых в качестве не ограничивающих примеров. Это описание относится к прилагаемым чертежам, на которых:
фиг.1 - вид в перспективе фильтрующего элемента в соответствии с вариантом осуществления;
фиг.2 - частичный вид в перспективе двух фильтрующих элементов, уложенных один на другой;
фиг.3 - показан вид в перспективе c пространственным разделением отдельных деталей фильтрующего блока в соответствии с вариантом осуществления;
фиг.4 - вид сечения фильтрующего блока в соответствии с вариантом осуществления на фиг.3, взятого в полуплоскостях IV-V на фиг.8;
фиг.5 - вид в перспективе с пространственным разделением отдельных деталей фильтрующего блока в соответствии с другим вариантом осуществления;
фиг.6 - вид сечения фильтрующего блока в соответствии с вариантом осуществления на фиг.5, взятого в полуплоскостях IV-V на фиг.8;
фиг.7 - вид в перспективе сечения второй крышки в соответствии с вариантом осуществления на фиг.3, взятого в плоскости IV на фиг.8;
фиг.8 - вид в перспективе второй крышки и разделителя;
фиг.9A, 9B и 9C - виды в перспективе поворотного распределителя промывки обратными потоками в соответствии с различными вариантами осуществления;
фиг.10 - вид в перспективе с пространственным разделением распределителя и приводного стержня в соответствии с вариантом осуществления на фиг.3;
фиг.11 - вид в перспективе с пространственным разделением распределителя и приводного стержня в соответствии с другим вариантом осуществления;
фиг.12 - вид в перспективе разреза фильтра, содержащего фильтрующий блок;
фиг.13 - вид в перспективе разреза фильтра, содержащего основной фильтрующий блок и вспомогательный фильтрующий блок в соответствии с другим вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
На фиг.1 показан описываемый ниже фильтрующий элемент 10 в соответствии с вариантом изобретения. Такой фильтрующий элемент более подробно описан в европейской заявке на изобретение №16 305 082.6. Однако фильтрующий блок в соответствии с изобретением может быть выполнен с другими фильтрующими элементами.
Фильтрующий элемент 10 имеет внутреннюю поверхность 20, наружную поверхность 21, фильтрующую сетку 22, две концентрические круговые кромки, соответственно внутреннюю кромку 24 и наружную кромку 26, между которыми проходит упомянутая фильтрующая сетка 22. Концентрические круговые кромки 24, 26 проходят по кругу вокруг центральной оси X, которая далее упоминается как ось, определяющая осевое направление. Внутренняя кромка 24 в основном проходит в плоскости, которая перпендикулярна осевому направлению X, то есть в радиальной плоскости. Наружная кромка 26 в основном проходит в плоскости, которая перпендикулярна осевому направлению X, то есть в радиальной плоскости.
Фильтрующий элемент 10 содержит радиальные перемычки 28, предусмотренные по меньшей мере на внутренней поверхности 20. Как показано на фиг.2, в этом варианте изобретения радиальные перемычки 28 предусмотрены также на наружной поверхности 21. Таким образом, если три одинаковых фильтрующих элемента 10 уложены в стопу, обе поверхности фильтрующего элемента в середине стопы обращены соответственно к внутренней и к наружной поверхностям двух других фильтрующих элементов, и радиальные перемычки, предусмотренные на этих соответствующих поверхностях, взаимодействуют друг с другом для образования отсеков.
Радиальные перемычки 28 проходят в радиальном направлении между внутренней кромкой 24 и наружной кромкой 26. Радиальные перемычки 28 распределены по окружности с возможностью образования секторов на упомянутой внутренней поверхности 20, как показано на фиг.1, и на упомянутой наружной поверхности 21. В этом варианте изобретения радиальные перемычки 28 равномерно распределены по окружности. Радиальные перемычки 28 на внутренней поверхности 20 и на наружной поверхности 21 обращены друг к другу на противоположных сторонах фильтрующей сетки 22. Другими словами, радиальные перемычки 28 на внутренней поверхности 20 и на наружной поверхности 21 находятся в осевом соответствии друг с другом.
Внутренняя кромка 24 имеет проходы 30, соответственно сообщающиеся с соответствующими секторами. Проходы 30 предусмотрены в виде выемок или вырезов во внутренней кромке 24. Проходы 30 предусмотрены между последовательно расположенными радиальными перемычками 28. Проходы 30 предусмотрены на внутренней поверхности 20.
Как показано на фиг.2, наружная кромка 26 имеет проходы 32, соответственно взаимодействующие с соответствующими секторами. Проходы 32 предусмотрены в виде выемок или вырезов в наружной кромке 26. Проходы 32 предусмотрены между последовательно расположенными радиальными перемычками 28. Проходы 32 предусмотрены на наружной поверхности 20.
Вблизи наружной кромки 26 каждого фильтрующего элемента расположены отверстия 34 для прохода монтажных стержней, обычно резьбовых стержней, и они выполнены посредством формования из того же материала, из которого образованы кольцевые кромки 24, 26 и радиальные перемычки 28. Вокруг этих отверстий 34 расположены охватываемые и охватывающие втулки 36, например, в радиальной перемычке 28, для фиксации положения двух фильтрующих элементов 10 относительно друг друга.
В показанном примере, не имеющем ограничивающего характера, каждый фильтрующий элемент 10 разделен на шестнадцать секторов и имеет четыре отверстия 34 с втулками, равномерно распределенные по окружности. В зависимости, в частности, от размера своего диаметра, фильтрующий элемент может иметь меньшее или большее количество секторов. Например, фильтрующий элемент, имеющий меньший диаметр, может иметь меньшее количество секторов, и фильтрующий элемент, имеющий больший диаметр, может иметь большее количество секторов.
Например, жидкость, предназначенная для фильтрации, например, масло или вода, может поступать в стопу фильтрующих элементов 10, показанную на фиг.2, через проход 30 внутренней кромки 24 фильтрующего элемента 10, протекать через фильтрующую сетку 22 для прохождения от внутренней поверхности 20 к наружной поверхности 21, в результате чего жидкость фильтруется, и вытекать из фильтрующего элемента 10 через проход 32 наружной кромки 26. Так же существует возможность прохождения потока жидкости в противоположном направлении.
Как показано на фиг.2, фильтрующие элементы 10 выполнены с возможностью установки напротив друг друга таким образом, чтобы их соответствующие внутренние поверхности 20 были обращены друг к другу для образования между ними пространства. Упомянутое пространство разделено на отсеки в окружном направлении приведенными в контакт радиальными перемычками 28 упомянутых внутренних поверхностей. С другой стороны, радиальные перемычки 28, предусмотренные на наружной поверхности 21, не входят в контакт друг с другом. Разделение на сектора в виде отсеков на стороне фильтрующей сетки 22, на которую подается не отфильтрованная жидкость, обеспечивает очистку от засорения фильтрующей сетки 22 посредством промывки обратным потоком, как будет объяснено далее.
Как можно видеть на фиг.3 и 4, которые показывают отдельные детали фильтрующего блока 40 в соответствии с вариантом осуществления изобретения, пары фильтрующих элементов 10 уложены в стопу вдоль осевого направления. В этом варианте изобретения фильтрующие элементы 10 уложены в стопу между первой крышкой 50 и второй крышкой 60.
Стопа из фильтрующих элементов 10 образует фильтрующий компонент. Пространства между соответствующими внутренними поверхностями 20, которые разделены на отсеки по окружности посредством радиальных перемычек 28 так, чтобы образовывались сектора, соответственно образуют части предфильтровальной камеры. Части предфильтровальной камеры сообщаются друг с другом по текучей среде через проходы 30, образуя, таким образом, предфильтровальную камеру. На другой стороне фильтрующей сетки 22 пространства между соответствующими наружными поверхностями 21 образуют части постфильтровальной камеры. Части постфильтровальной камеры сообщаются друг с другом по текучей среде через проходы 32, образуя, таким образом, постфильтровальную камеру.
Разделитель 70 расположен коаксиально с фильтрующим компонентом, а именно, с фильтрующими элементами 10. В этом варианте осуществления разделитель 70 расположен внутри цилиндрического пространства, ограниченного набором внутренних кромок 24 всех фильтрующих элементов 10. Разделитель 70 имеет отдельные распределительные колонки 72. В этом варианте осуществления разделитель 70 взаимодействует со стопой фильтрующих элементов 10 для образования набора из шестнадцати распределительных колонок 72, то есть такого же количества колонок, что и количество секторов, образованных в фильтрующих элементах 10. Возможны также другие варианты осуществления, в которых количество колонок и секторов не совпадает. В частности, количество колонок может быть меньше, чем количество секторов, так что одна колонка может одновременно сообщаться с множеством секторов.
В соответствии с примером, который показан на фиг.3, разделитель 70 имеет плоские ребра 74, которые равномерно распределены по окружности и которые проходят в плоскостях, имеющих общее осевое направление X всех фильтрующих элементов 10. Более конкретно, ребра 74 прикреплены к осевому цилиндрическому сердечнику 76, и кромки 78 ребер 74 приведены в контакт с соответствующими внутренними кромками 24 уложенных в стопу фильтрующих элементов 10.
Таким образом, каждая распределительная колонка 72 сформирована между двумя смежными ребрами 74 и частью внутренней цилиндрической поверхности стопы. Каждая распределительная колонка 72 сообщается с проходами 30 внутренних кромок 24 внутренней поверхности 20 фильтрующих элементов 10, проходя вдоль общего направления, параллельного осевому направлению X. Эти проходы 30 представляют собой все входные отверстия отдельных фильтрующих элементов 10 в стопе, которые соответствуют заданному угловому сектору фильтрующего блока, и которые могут быть изолированы для выполнения операции по промывке обратным потоком посредством изменения направления потока отфильтрованной жидкости.
Разделитель 70, описанный в этом варианте изобретения, имеет постоянное осевое поперечное сечение и, таким образом, преимущественно может быть выполнен посредством экструзии. В этом варианте изобретения разделитель 70 выполнен из одного куска.
Разделитель может быть выполнен из нескольких различных материалов, включающих в себя металл, пластик или керамические материалы, или их комбинации.
Дополнительные конструкционные особенности разделителя 70 могут быть найдены в опубликованной заявке на патент WO 2012/028824. Настоящее изобретение также может быть выполнено с каким-либо другим разделителем подходящего типа, включающим в себя, но не ограниченным типом, представленным на фиг.11, в опубликованной заявке на патент WO 2012/028824.
Как показано на фиг.7, вторая крышка 60 имеет отверстия 62 для прохождения винтов, которые при сборке располагают так, чтобы они совпадали с соответствующими глухими резьбовыми отверстиями, расположенными на концах некоторых ребер 74. Таким образом, разделитель 70 прикрепляют посредством винтов к внутренней поверхности второй крышки 60, приводя, таким образом, пространства между ребрами и, тем самым, распределительных колонок 72, в соответствие с соответствующими проходами 30. Как показано на фиг.8, разделитель 70 и вторая крышка 60 могут быть прочно скреплены. Отверстия 64 для размещения монтажных стержней 34a могут быть предусмотрены таким образом, чтобы приводить распределительные колонки 72 в соответствие с соответствующими проходами 30. Вторая крышка 60 имеет осевое отверстие 66, совпадающее с цилиндрическим сердечником 76 разделителя 70. Это осевое отверстие открыто в переходную камеру 68, причем переходная камера 68 находится в сообщении со стороной второй крышки 60, расположенной напротив разделителя 70, через боковые каналы 69. Боковые каналы 69 обеспечивают изолированный проход для жидкости, используемой для промывки обратным потоком.
Как видно на фиг.3 и 4, первая крышка 50 является по существу кольцевой деталью. В этом варианте изобретения первая крышка 50 содержит основное тело 52 и удерживающую пластину 54. Основное тело 52 и удерживающая пластина 54 соединены вместе коаксиально. Первая крышка 50 содержит поджимающие средства 56, например, пружины, установленные для того, чтобы прижимать удерживающую пластину 54 к стопе фильтрующих элементов 10 и обеспечивать плотное прижатие смежных фильтрующих элементов 10 друг к другу между удерживающей пластиной 54 первой крышки 50 и второй крышкой 60. Основное тело 52 первой крышки 50 установлено на фиксированном расстоянии от второй крышки 60, в данном варианте осуществления посредством прикрепления к монтажным стержням 34a.
Как объяснялось выше, первая крышка 50 имеет заплечик 57, имеющий внутреннюю поверхность 55, образующую осевое отверстие 58. А именно, удерживающая пластина 54 имеет внутренний заплечик 57, выступающий к основному телу 52. В этом варианте осуществления внутренний диаметр первой крышки 50, в данном случае внутренний диаметр внутреннего заплечика 57, равен или больше, чем наружный диаметр разделителя 70. Диаметры измеряют в радиальных плоскостях. Более конкретно, радиально наружные кромки 78 ребер 74 приведены в контакт с внутренним заплечиком 57 удерживающей пластины 54, так чтобы каждая распределительная колонка 72 дополнительно образовывалась между двумя смежными ребрами 74 и частью удерживающей пластины 54 между разделителем 70 и частью первой крышки 50.
На фиг.5 и 6 показан фильтрующий блок 40 в соответствии с другим вариантом осуществления. Свойства, идентичные или подобные свойствам варианта осуществления, показанного на фиг.3 и 4, имеют одинаковые ссылочные позиции, и их описание пропущено.
Как показано на фиг.5 и 6, вместо наличия основного тела 52 и удерживающей пластины 54, первая крышка 50 в соответствии с этим вариантом осуществления выполнена из одного куска или цельного тела. Поджимающие средства 56, например, пружины, установлены так, чтобы прижимать первую крышку 50 к стопе фильтрующих элементов 10 и обеспечивать плотное прижатие смежных фильтрующих элементов 10 друг к другу между первой крышкой 50 и второй крышкой 60. Таким образом, первая крышка 50 устанавливается на изменяемом расстоянии от второй крышки 60, в зависимости от осевой длины стопы фильтрующих элементов 10. Пружины 56 опираются на фиксированные заплечики, здесь заплечики втулок 56a, прикрепляемых к монтажным стержням 34a.
Также возможны другие варианты осуществления первой крышки 50.
Кроме того, со ссылкой на фиг.8 и 10, поворотный распределитель 80 промывки обратным потоком (или «распределитель») установлен с возможностью вращения относительно разделителя 70. Распределитель 80 имеет обтюратор 82, в котором предусмотрено выпускное отверстие 84, и установлен так, что упомянутое выпускное отверстие 84 периодически и селективно приводится в сообщение с каждой распределительной колонкой 72, посредством чего каждая распределительная колонка 72 периодически и селективно устанавливает сообщение между выпускным отверстием 84 и одним из соответствующих проходов 30 внутренних кромок 24.
Как упоминалось выше и как показано на фиг.8, поворотный распределитель 80 промывки обратным потоком выполнен с возможностью вращения относительно разделителя 70 и находится в непосредственном контакте с разделителем 70. Более точно, распределитель 80 имеет часть 85 для зацепления, предназначенную для зацепления с соответствующей частью 75 для зацепления разделителя 70. Часть 85 для зацепления служит для центрирования распределителя 80 относительно разделителя 70.
В показанном варианте осуществления обтюратор 82 является плоской частью распределителя 80, имеющей четко выраженное угловое расширение, зависящее от размеров секторов, и имеет плоскую поверхность, которая находится в скользящем контакте с соответствующей плоской поверхностью 77, образованной концевой частью разделителя 70. Возможны другие формы обтюратора 82, такие как коническая форма, если они соответствуют форме концевой поверхности разделителя, чтобы обеспечивать между ними скользящий контакт.
Например, на фиг.9A, 9B и 9C показаны альтернативные варианты осуществления поворотного распределителя промывки обратным потоком. На фиг.9A показан распределитель 180, имеющий множество обтюраторов, в данном случае два обтюратора 182. В каждом обтюраторе 182 может быть предусмотрено выпускное отверстие. Распределитель 180 имеет центральное отверстие 185, служащее в качестве части для зацепления. В этом варианте осуществления разделитель может иметь втулку или выступ, имеющий соответствующую часть для зацепления, предназначенную для вставления в центральное отверстие 185.
На фиг.9B показан распределитель 280, имеющий обтюратор и элемент 281 в виде массы. Элемент 281 в виде массы балансирует массу обтюратора, в особенности, для сохранения плотного контакта между обтюратором и разделителем 70.
На фиг.9C показан распределитель 380, имеющий три обтюратора 382. Часть 385 для зацепления распределителя 380 сформирована радиальными внутренними стенками обтюратора 382. Внутренние стенки обтюраторов 382 выполнены с возможностью соответствия форме соответствующей части для зацепления разделителя, например, втулки или выступа.
Как можно видеть на фиг.4, первая крышка 50 расположена таким образом, что концевая часть разделителя 70 проходит, по меньшей мере слегка, в осевое отверстие 58 первой крышки, и распределитель 80 расположен внутри упомянутого осевого отверстия 58. Таким образом, обтюратор 82 находится в контакте с разделителем 70 через осевое отверстие 58 первой крышки 50.
При использовании вариантов осуществления, показанных на фиг.9A, 9B и 9C, существует возможность осевого центрирования распределителя 180, 280, 380 через контакт между первой крышкой 50 и наружным диаметром распределителя 180, 280, 380. В связи с этим распределители 180, 280, 380 могут соответственно содержать поверхности 189, 289, 389 наружного диаметра, выполненные с возможностью скользящего контакта с первой крышкой 50, например, с внутренним заплечиком 57. Соответствующие поверхности 189, 289, 389 наружного диаметра могут быть сформированы в качестве радиально наружных поверхностей соответствующих обтюраторов 182, 282, 382 и/или в качестве радиально наружных поверхностей других элементов, таких как элемент 281 в виде массы (смотри фиг.9B).
Если центрирование распределителя 180, 280, 380 относительно первой крышки 50 выполняется через поверхности 189, 289, 389 наружного диаметра, то возможно не требуются части 185, 285, 385 для зацепления.
Как показано на фиг.10, обтюратор 82 содержит обтюрирующие зоны 83, расположенные по обеим сторонам выпускного отверстия 84 распределителя 80, которое сообщается с распределительными колонками 72. Обтюрирующие зоны 83 обтюратора 82 опираются на концевую поверхность 77 разделителя 70. В этом примере выпускное отверстие 84 имеет контур радиальной щели, но также возможны другие формы отверстия (смотри фиг.9A-9C), такие как форма сектора диска, по существу треугольная форма (смотри выпускное отверстие 284 на фиг.9B) или эллиптическая форма.
Когда выпускное отверстие 84 проходит от одного сектора к другому, два сектора изолируются посредством упомянутых обтюрирующих зон 83, так что обтюратор 82 предотвращает прохождение текучей среды, предназначенной для фильтрации, в распределительную колонку 72, которая находится в сообщении с выпускным отверстием 84.
Поворотный распределитель 80 имеет выпускную камеру 86, соединенную с выпускным отверстием 84. Выпускная камера 86 распределителя 80 находится в постоянном сообщении с осевым каналом 76a, образованным внутри цилиндрического сердечника 76 разделителя, так что жидкость для промывки обратным потоком может быть удалена из фильтрующего блока через осевой канал 76a и через боковые каналы 69 второй крышки 60. Таким образом, конфигурация распределителя 80, разделителя 70 и второй крышки 60 предотвращает какое-либо смешивание между текучей средой для промывки обратным потоком и текучей средой, предназначенной для фильтрации.
В осевом канале 76a также расположен приводной стержень 90, причем упомянутый приводной стержень 90, проходящий, таким образом, в осевом направлении через разделитель 70 и через вторую крышку 60. Приводной стержень 90 имеет первую концевую часть 91, прикрепленную с возможностью вращения к распределителю 80, и вторую концевую часть 92, выполненную с возможностью быть приведенной во вращение. Вторая концевая часть 92 может быть приведена во вращение гидравлическим двигателем 104, как показано на фиг.12. Вместо гидравлического двигателя 104 может быть использован другой источник привода, такой, как электрический двигатель или пневматический двигатель.
Для обеспечения плотного контакта между разделителем 70 и распределителем 80 фильтрующий блок содержит поджимающее средство 94, взаимодействующее с приводным стержнем 90 таким образом, чтобы прижимать распределитель 80 к разделителю 70.
В соответствии с первым вариантом осуществления, показанным на фиг.10, приводной стержень 90 прикреплен в осевом направлении ко второй крышке 60, и поджимающее средство 94 установлено между приводным стержнем 90 и распределителем 80.
В этом варианте изобретения в приводном стержне 90 предусмотрена часть 95 в виде наконечника. Здесь часть 95 в виде наконечника является отдельной деталью, с которой приводной стержень 90 входит в зацепление. Тем не менее, часть 95 в виде наконечника и приводной стержень 90 могут быть выполнены из одного куска. Часть 95 в виде наконечника расположена на первой концевой части 91 приводного стержня 90. Приводной стержень 90 и часть 95 в виде наконечника закреплены вместе штифтом 96, введенным через отверстие 95a части 95 в виде наконечника и через отверстие 90a приводного стержня 90. Могут быть использованы другие крепежные средства. Штифт 96 проходит в радиальном направлении за пределы части 95 в виде наконечника для того, чтобы входить в зацепление с соответствующим отверстием 87 распределителя 80. Таким образом, распределитель 80 вращается совместно с приводным стержнем 90. Могут быть использованы другие средства для скрепления с возможностью вращения распределителя 80 и приводного стержня 90. Кроме того, упомянутое отверстие 87 выполнено в форме прорези, открытой на одном из ее осевых концов. Поджимающее средство 94, например пружина, профилированная втулка или другое подходящее поджимающее средство, установлено между частью 95 в виде наконечника и распределителем 80 так, чтобы отжимать распределитель 80 от части 95 в виде наконечника, то есть к разделителю 70. Стопорное кольцо 88, закрепленное вокруг распределителя 80, предотвращает выход штифта 96 из соответствующего отверстия 90a, 95a, 87 приводного стержня 90, части 95 в виде наконечника и распределителя 80.
Вторая концевая часть 92 приводного стержня установлена с возможностью вращения на вторую крышку 60, например, через подшипник. В этом варианте изобретения осевое положение второй концевой части 92 относительно второй крышки 60 является фиксированным.
В соответствии со вторым вариантом осуществления, показанным на фиг.11, поджимающее средство 94 установлено между приводным стержнем 90 и второй крышкой 60. Приводной стержень 90 и распределитель 80 по существу имеют такую же конфигурацию, что и конфигурация, описанная выше, за исключением следующего. Для того чтобы прижимать распределитель 80 к разделителю 70, поджимающее средство 94, например пружина в форме профилированной втулки, установлена между подшипником второй концевой части 92 приводного стержня 90 и второй крышкой 60, а именно, заплечиком 65 второй крышки 60 (смотри фиг.7). Таким образом, осевое положение второй концевой части 92 относительно второй крышки 60 может изменяться для того, чтобы соответствовать осевой длине разделителя 70. Поскольку никакое прижимающее средство не предусмотрено на первой концевой части 91, концевая часть, такая как вышеописанная часть 95 в виде наконечник, не требуется.
Кроме того, как показано на фиг.4, фильтрующий блок в соответствии с настоящим вариантом осуществления дополнительно содержит сито 98 для удерживания наиболее крупных осадков.
На фиг.12 показан вид в перспективе фильтра 100. Фильтр 100 содержит корпус 110, и вышеописанный фильтрующий блок 40 расположен внутри корпуса 110.
Фильтр 100 содержит по меньшей мере одну впускную часть 112 и по меньшей мере одну выпускную часть 114. В этом варианте осуществления показаны две впускные части, которые сообщаются по текучей среде с проходами 30 внутренних кромок 24 фильтрующих элементов 10, и две выпускные части 114, которые сообщаются по текучей среде с проходами 32 наружных кромок 26.
Фильтр 100 дополнительно содержит головку 100 фильтра, в которой образовано выходное отверстие 116 для жидкости, используемой для промывки обратным потоком. В головке 100 фильтра также в осевом направлении расположен двигатель 104, причем двигатель 104 соединен с одним из концов приводного стержня 90 (вторая концевая часть 92). Пространство 108 внутри головки 100 фильтра находится в сообщении с боковыми каналами 69 и переходной камерой 68 второй крышки 60 и, таким образом, с внутренним каналом 76a, образованным в сердечнике 76 разделителя 70. Боковые каналы 69 выполнены с возможностью подачи жидкости, используемой для промывки обратным потоком, из внутреннего канала 76a в пространство 108, где жидкость, используемая для промывки обратным потоком, может затем выходить через выходное отверстие 116. Соединение между гидравлическим двигателем 104 и приводным стержнем 90 проходит через вторую крышку 60 герметичным образом. Соединение между подшипником второй концевой части 92 приводного стержня 90 и второй крышкой 60 также обеспечивается герметичным образом.
Жидкость для очистки, подаваемая через впускную часть корпуса 110, проходит через сито 98 и проникает в распределительные колонки 72 (между ребрами 74), которые не изолированы распределителем 80 для промывки обратным потоком. Очищенная жидкость проходит наружу фильтрующего компонента и удаляется посредством выпускной части 114 корпуса 110. В тоже время распределитель 80 для промывки обратным потоком приводится в медленное вращение посредством двигателя 104. Жидкость, используемая для промывки обратным потоком, выпускается из выпускного отверстия 84 и направляется к выходному отверстию 116 для жидкости, используемой для промывки обратным потоком, посредством вышеописанной структуры.
На фиг.13 показан фильтр 200 в соответствии с другим вариантом осуществления. Элементы, подобные или идентичные элементам фильтра 100, обозначены одинаковыми ссылочными позициями, независимо от разряда сотен, и их описание будут пропущено.
Фильтр 200 содержит корпус 210, имеющий впускную часть 212, выпускную часть 214 и выходное отверстие 216 для жидкости, используемой для промывки обратным потоком. Фильтр 200 содержит основной фильтрующий блок 40, как описано выше, и вспомогательный фильтрующий блок 140. Вспомогательный фильтрующий блок 140 по существу имеет меньшую производительность и выполнен с возможностью принятия текучей среды, которая была использована для промывки обратным потоком секторов основного фильтрующего блока 40. Этот вспомогательный фильтрующий блок 140 принимает, таким образом, текучую среду, используемую для промывки обратным потоком, получаемую от промывки обратным потоком основного фильтрующего блока 40. Текучая среда, используемая для промывки обратным потоком, может поступать в фильтрующие элементы с наружной стороны вспомогательного фильтрующего блока 140, то есть пространство 208 находится в сообщении с наружной стороной вспомогательного фильтрующего блока 140. После фильтрации этой текучей среды, она проходит внутрь вспомогательного фильтрующего блока 140, собирается посредством разделителя 170 (то есть она проходит вверх в направлении, показанном на фиг.13) и подается к выходному отверстию 216 для текучей среды, используемой для промывки обратным потоком.
Во вспомогательном фильтрующем блоке 140 также может быть предусмотрена система автоматической промывки обратным потоком, подобная той, что была описана выше. В частности, как показано, распределитель 180a может находиться в непосредственном контакте с разделителем 170. Фильтр 200, как показано, содержит соответствующие поворотные распределители 80, 180a на каждом конце сборки, содержащей основной фильтрующий блок 40 и вспомогательный фильтрующий блок 140. Оба распределителя 80, 180a приводятся в движение посредством одного и того же осевого стержня или совместно вращающихся осевых стержней, соединенных с валом гидравлического двигателя 204. Что касается варианта осуществления на фиг.12, гидравлический двигатель 204 может приводиться в действие посредством отфильтрованной текучей среды, подаваемой через трубопровод 204a, что также не показано на фиг.12.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретные иллюстративные варианты осуществления, для этих примеров могут быть предусмотрены модификации без отхода от общего объема изобретения, определяемого формулой изобретения. В частности, отдельные характеристики различных иллюстрируемых/упоминаемых вариантов осуществления могут быть объединены в дополнительные варианты осуществления. Следовательно, описание и чертежи должны рассматриваться как иллюстративные, а не ограничивающие.