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过滤系统


技术摘要:
公开了一种过滤系统,其包括位于过滤腔室内的过滤元件以及位于过滤腔室外部的阀装置,该阀装置用于使通过过滤元件的流体流的方向反向以进行反冲洗。因此,该阀装置用作处理过滤和反冲洗的共用阀。共用阀基于位于阀壳体内部的可线性运动的塞子,所述阀壳体可通过阀壳体  全部
背景技术:
在影响反冲洗过滤系统效率的因素之中,包括在执行反冲洗时浪费的液体(例如 水过滤系统中的淡水)量。为了客观地评估系统性能,液体损失可以测量为系统所处理的液 体总量的百分比。 另一个效率影响因素是,在过滤操作模式期间,当液体在系统的入口和出口之间 流动时由液体损失的动能的量(通常在反冲洗模式期间损失更严重)。能量损失越高,就需 要更大功率的泵送以维持系统出口处的期望流速。在所使用的泵型号、其功率消耗以及有 时还有在泵与过滤系统之间的过大压力下使用的管道部件和配件的物理劣化方面,泵送功 率是昂贵的。
技术实现要素:
所公开的主题的又一示例性实施方式是。 所公开的主题的一个示例性实施方式是一种过滤系统,其包括:过滤腔室;过滤元 件,所述过滤元件被容纳在所述过滤腔室内,其中所述过滤元件包括所述过滤元件的主体; 共用阀,所述共用阀包括阀壳体,所述阀壳体通过所述阀壳体中的三个相应开口与所述过 滤腔室、待过滤的流体源、和用于反冲洗流体的排放端口流体连通,其中,所述共用阀、所述 过滤腔室与连接在所述共用阀和所述过滤腔室之间的管段被共同配置成用于:每当所述共 用阀处于过滤操作模式时,提供至少从所述共用阀的入口开口的外部延伸到所述过滤元件 的所述主体的不间断的无弯曲流动通道。 在一些示例性实施方式中,共用阀的入口开口可以是阀壳体本身的主体中的最外 部的开口(即,在去除可能连接在共用阀和原始流体源之间的任何可移除的管段之后)。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述无弯曲流动通道的垂直于其纵轴线的横 截面积为所述共用阀的所述入口开口的面积的约50%或更多。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述共用阀包括能够在所述共用阀的中心空 隙内线性运动的塞子,其中,所述塞子的后壁具有突起,所述突起基本上装配在匹配的固定 凹部内,其中,所述匹配的固定凹部在形成于所述阀壳体的壁中的排放出口和所述中心空 隙之间延伸,并且具有带有预定体积的内部自由空间,其中,所述突起被配置为当所述塞子 在所述塞子的位于所述空隙内的最后面位置和更靠近所述塞子的位于所述空隙内的最前 面位置的位置之间转换时至少部分地占据所述内部自由空间,直到所述突起完全从所述固 6 CN 111601650 A 说 明 书 2/13 页 定凹部内离开,从而根据由后突起占据所述凹部体积的程度,而在所述塞子在过滤操作模 式和反冲洗操作模式之间转换期间减少流体通过所述固定凹部排放。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述共用阀包括能够在第一位置和第二位置 之间线性运动的塞子,其中,所述第一位置与过滤操作模式相关联,其中,所述第二位置与 反冲洗操作模式相关联,其中所述塞子包括后突起,所述后突起被配置成在所述塞子从所 述第一位置到所述第二位置的线性运动期间限制流体从所述阀的中心空隙到所述排放端 口通过,其中,对于所述线性运动的全程的至少最初30%,所述凹部的预定体积的至少一部 分被所述后突起占据,从而根据由所述后突起所占据的所述凹部体积的程度减少流体通过 所述排放端口被浪费。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述后突起是圆柱形的,所述后突起的高度 平行于所述线性运动的方向定向。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述共用阀包括能够在第一位置和第二位置 之间线性运动的塞子,其中,所述第一位置与过滤操作模式相关联,其中,所述第二位置与 反冲洗操作模式相关联,其中所述塞子包括前突起,所述前突起被配置成进入所述入口开 口,从而在所述塞子从所述第一位置到所述第二位置的线性运动期间减少流体进入所述入 口开口的流量,其中对于所述线性运动的全程的至少最后30%,所述前突起的至少一部分 穿过所述入口开口,从而根据所述前突起穿过所述入口开口的程度而减少流体通过所述排 放端口被浪费。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述前突起朝向所述入口开口逐渐变细,例 如为锥状。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述管段的纵轴线与所述过滤腔室的纵轴线 之间的角度为35度至55度。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述管段具有垂直于其纵轴线的椭圆形横截 面,并且所述横截面沿平行于线性运动方向的方向是平坦的,从而使得对于所述管段的给 定横截面积,缩短了所述塞子的线性运动范围。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述过滤腔室的近端、所述共用阀的所述壳 体的至少大部分和所述管段是单件式材料的不可分离的构件。 在本公开的主题的各种实施方式中,通过所述过滤腔室的壳体中的第一开口的流 在过滤操作模式期间进入所述腔室,并且在反冲洗操作模式期间离开所述腔室,其中,通过 所述过滤腔室的壳体中的第二开口的流在过滤操作模式期间离开所述腔室,并且在反冲洗 操作模式期间进入所述腔室。 所公开的主题的另一个示例性实施方式是双过滤系统,其包括各自根据所述第一 示例性实施方式或根据以下变型实施方式中的任一个所述的第一过滤系统和第二过滤系 统。所述第一过滤系统和第二过滤系统以镜像构造连接在一起,其中所述第一过滤系统中 的所述共用阀的所述入口开口面对所述第二过滤系统中的所述共用阀的所述入口开口并 且通过待过滤流体的分流器与所述第二过滤系统中的所述共用阀的所述入口开口对准。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述分流器包括一对从中心共用管分叉的拱 形管。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述第一过滤系统和第二过滤系统以镜像构 7 CN 111601650 A 说 明 书 3/13 页 造连接在一起,其中所述第一过滤系统中的所述过滤腔室的出口开口面对所述第二过滤系 统中的所述过滤腔室的出口开口并且通过已过滤流体的合流器与所述第二过滤系统中的 所述过滤腔室的出口开口对准。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述分流器包括一对从中心共用管分叉的拱 形管。 在本公开的主题的各种实施方式中,每个所述拱形管的最大内弯曲半径为所述中 心共用管的直径的约100%至150%。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述分流器或所述合流器的中心共用管的内 横截面积与从所述中心共用管分叉的管中的任何一个的内横截面积接近相等。 本公开主题的一个总体方面是一种阀装置,其具有可线性运动的塞子,所述可线 性运动的塞子用于在与所述可线性运动的塞子的第一极限位置和第二极限位置对应的第 一流动路径和第二流动路径之间进行选择,并构成共用阀,所述阀装置包括:壳体;所述塞 子,所述塞子能够在所述壳体内在所述第一极限位置和第二极限位置之间线性运动;常开 端口,所述第一常开端口是所述第一流动路径和所述第二流动路径共用的;第一端口,所述 第一端口具有外部开口,当所述塞子位于所述第一极限位置时,所述外部开口与所述常开 端口流体连通;第二端口,当所述塞子位于所述第二极限位置时,所第二端口与所述常开端 口流体连通,其中,当所述塞子位于所述第一极限位置时,所述外部开口和所述常开端口之 间的流体连通包括线性流动路径,所述线性流动路径的横截面积大于所述外部开口的面积 的50%,构成至少从所述外部开口的外部到所述常开端口的外部的不间断的无弯曲流动通 道。 在本公开主题的各种实施方式中,所述线性流动路径的横截面积大于所述外部开 口的面积的75%。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述常开端口在平行于所述塞子的线性运动 方向的平面上具有预定的开口区域,其中,所述开口区域具有在所述平面上的限定双向端 口的宽度的短轴线和在所述平面上的限定所述双向端口的长度的长轴线,其中所述宽度小 于所述长度,其中在所述平面上的短轴线和相应的所述双向端口的所述宽度平行于或接近 平行于所述塞子的所述运动方向。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述塞子的后壁具有基本上装配在匹配的固 定凹部内的突起,其中所述匹配的固定凹部在所述阀装置的所述第二端口和中心空隙之间 延伸,其中,所述突起被配置成当所述塞子在位于所述空隙内的最后面位置和基本接近其 位于所述空隙内的最前面位置的位置之间转换时,阻止或基本上限制流体从所述中心空隙 到所述第二端口的流动,其中所述最后面位置可以与自清洁过滤系统的过滤操作模式相关 联,其中所述最前面位置可以与所述自清洁过滤系统的反冲洗操作模式相关联,从而在所 述塞子一旦被配置成从所述过滤操作模式到所述反冲洗操作模式的改变操作模式期间,允 许减少液体排放。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述第一极限位置可以与自清洁过滤系统的 过滤操作模式相关联,其中,所述第二极限位置可以与所述自清洁过滤系统的反冲洗操作 模式相关联,其中所述塞子包括前突起,所述前突起被配置成进入所述外部开口,从而对于 所述塞子的在所述第一极限位置和所述第二极限位置之间线性运动的全程的至少最后 8 CN 111601650 A 说 明 书 4/13 页 30%,在所述塞子从所述第一极限位置到所述第二极限位置的线性运动期间减少流体进入 所述第一端口的流量,从而根据所述前突起穿透所述外部开口的程度而减少流体通过所述 第二端口被浪费。 在本公开的主题的各种实施方式中,所述塞子的后壁具有基本上装配在匹配的固 定凹部内的突起,其中所述匹配的固定凹部在所述阀装置的所述第二端口和中心空隙之间 延伸,其中,所述突起被配置成当所述塞子在位于所述空隙内的最后面位置和基本靠近其 位于所述空隙内的最前面位置之间转换期间阻挡或基本上限制流体从所述中心空隙流动 到所述第二端口;其中,所述塞子还包括前突起,所述前突起被配置成进入所述外部开口, 从而对于所述塞子在所述第一极限位置和所述第二极限位置之间的线性运动全程的至少 最后30%,在所述塞子从所述第一极限位置到所述第二极限位置的线性运动期间减少流体 到所述第一端口中的流量;并且其中,所述最后面位置可以与自清洁过滤系统的过滤操作 模式相关联,其中,所述最前面位置可以与所述自清洁过滤系统的反冲洗操作模式相关联, 从而在所述塞子一旦被配置成从所述过滤操作模式到所述反冲洗操作模式的改变操作模 式期间,根据由所述后突起占据所述凹部的体积的程度和所述前突起穿过所述外部开口的 程度而允许减少液体排放 在本公开的主题的各种实施方式中,其中至少对于所述塞子在所述第一极限位置 和所述第二极限位置之间的线性运动的全程的50%,所述后突起占据所述凹部的体积或所 述前突起穿透所述外部开口。 在本公开的主题的各种实施方式中,其中,所述前突起的前端与所述后突起的后 端之间的距离大于所述凹部的前端与所述外部开口之间的距离的80%。 在本发明的各种实施方式中,所述前突起的前端与所述后突起的后端之间的距离 等于或大于所述凹部的前端与所述外部开口之间的距离。 本公开主题的另一总体方面是一种过滤系统构件,所述过滤系统构件以不可分离 的单件形式包括:过滤腔室壳体的一部分、的共用阀的壳体位于过滤腔室壳体的所述一部 分外部并且与其远离的一部分、和连接在过滤腔室壳体的所述一部分和共用阀的壳体的所 述一部分之间的管段,其中过滤腔室壳体的所述一部分、共用阀的壳体的所述一部分和所 述管段被共同配置成用于:提供至少从所述共用阀的入口开口的外部延伸到过滤腔室壳体 的所述一部分的内部的不间断的无弯曲流体通道。 附图说明 通过结合附图的以下详细描述,将更充分地理解和领会本公开的主题,在附图中, 对应或相同的数字或字符指示对应或相同的部件。除非另有指示,否则附图提供本公开的 示例性实施方式或方面,并不限制本公开的范围。在附图中: 图1A示出了根据本公开的主题的一对自动反冲洗过滤组件的横截面图,所述一对 自动反冲洗过滤组件示出为在仅过滤操作模式期间以镜像构造操作。 图1B示出了图1A的一对组件的左半部分,其处于从过滤操作模式到反冲洗操作模 式的转换状态。 图1C示出了在反冲洗操作模式期间的图1A的一对组件,其中左侧组件的过滤元件 被从右侧组件供应的已过滤液体的反向流冲洗。 9 CN 111601650 A 说 明 书 5/13 页 图1D示出了从图1A的过滤组件截取的共用阀的塞子的放大图。 图1E示出了根据本公开的主题的过滤组件的壳体的芯单元的带标注的说明图。
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