专利名称：自喷清洗过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设置在流体入口以及输送流体的管道内、用以除去该流体中所含的尘埃以及应分离的异物的过滤装置，具体是涉及到具有合理地去除过滤网的网孔堵塞功能的过滤装置。另外，在本说明书中，“流体”一词代表液体以及气体的总称。而“异物”一词代表各种尘埃以及应分离异物的总称，例如当流体为液体时，“异物”一词代表砂砾、藻类、泥浆、颗粒、物片等，当流体为气体时，代表各种灰尘、颗粒、物片等。
背景技术：
以往作为一般的过滤装置，例如有张设由金属网、多孔板、开缝板等构成的过滤网的方法，旋风除尘器方法，离心分离方法等，另外，为了消除这些过滤网的网孔堵塞的方法有振落方法、刮除方法、反洗方法等，众所周知这些方法已被广泛地加以应用。
以往技术的过滤装置的最大课题是在过滤网部分上堆积的异物的排除方法，即对网孔堵塞的处理方法，虽然已采用了前述的振落方法、刮除方法、反洗方法等各种方案，但其中任一个排除手段或是造成比原来过滤网大的装置，或是制作成本高，而且，其中任一个方法在完善地处理筛孔堵塞的措施上还有相当欠缺。
本发明的目的是提供一种过滤装置，利用简单合理的构造，彻底解决这些尚未解决的技术问题，设计·制作容易，利用手动操作或控制器的自动操作均能够容易地剥离·排除在网孔堵塞的异物，即使大型化也不会发生问题，可得到高性能而且经济的过滤装置。
发明的公开为达到前述目的，本发明的自喷清洗过滤装置的特征是在具备入口流路和出口流路的容器中，沿其内面设置在流动方向滑动的过滤网，在该容器的该过滤网与入口流路之间设置异物排出口，该过滤网通过驱动轴与过滤网驱动装置连结，该过滤网驱动装置将该过滤网从入口流路朝向出口流路向下流方向驱动时快速地进行，相反在朝向上流方向驱动时缓慢地进行，而且，在该容器的出口流路设置出口开关阀。
在本发明的装置中，为了排除在过滤网堆积的异物，首先关闭出口开关阀，切断过滤网下流侧流路，从而产生了夹在过滤网与出口开关阀之间的流体的封闭室状区域。然后使过滤网驱动装置动作，过滤网向上流方向缓慢移动、而向下流方向快速移动，随此移动，当过滤网向上流方向缓慢移动时，流体从过滤网上流侧慢慢透过过滤网而充满该封闭室状区域，其后，当过滤网突然向下流侧方向快速移动时，充满该封闭室状区域的流体一下子从下流侧向上流侧喷出，用其自喷的力量将堆积在过滤网上流侧面的异物从过滤网上冲走。可适时打开异物排出口，排出从该过滤网剥离的异物。
前述过滤网驱动装置可以由将前述驱动轴向上流方向推压驱动的棘轮式凸轮机构和对前述驱动轴向下流方向施加力的施力部件所构成。
而且，前述过滤网驱动装置也可以由将前述驱动轴向上流方向推压驱动的棘轮式凸轮机构和安装在前述驱动轴上的活塞及密封收容该活塞的缸体所组成，把前述驱动轴向下流方向推压侧的该缸体内室与入口流路连通，而把前述驱动轴向上流方向推压侧的该缸体内室与大气连通。
而且，前述过滤网驱动装置可以由对前述驱动轴向上流方向作用力的施力部件和安装在前述驱动轴上的活塞及与该活塞保持若干间隙收容该活塞的缸体所组成，把前述驱动轴向下流方向推压侧的该缸体内室与设在入口流路的入口开关阀的下流侧连通，而把前述驱动轴向上流方向推压侧的该缸体内室与前述出口开关阀的下流侧连通。
而且，也可以构造为具有在前述过滤网的上流侧面或下流侧面或在这两个面滑动的刮除部件。
而且，前述过滤网驱动装置、出口开关阀、入口开关阀、异物排出口中的任一个或全部可以具备控制器而构成自动操作。
另外，前述的自动操作也可以根据前述过滤网的位置或前述过滤网的上流侧与下流侧的压差的检测信号而进行启动，按所定的程序来进行自动操作。
附图的简单说明
图1是本发明一实施例的纵剖面图，表示过滤网向下流方向移动完了的状态。
图2是本发明另一实施例的纵剖面图，表示过滤网向下流方向移动完了的状态。
图3是本发明另一实施例的纵剖面图，表示过滤网向下流方向移动完了的状态。
图4是本发明另一实施例的纵剖面图，表示过滤网向下流方向移动完了的状态。
图5是本发明另一实施例的纵剖面图(局部正面图)，表示过滤网向下流方向移动完了的状态。
实施发明的最佳形式以下参照所示实施例的附图更为详细地说明本发明。
图1是本发明一实施例的形式，容器主体1a上设有具备入口开关阀13的入口流路a、具备出口开关阀14的出口流路d、异物排出口15，在该容器主体1a上盖上容器盖1b而形成容器1。在该容器1内嵌入相对入口流路a与出口流路d开口的立式圆筒形状的隔板2，沿其内面设置在流动方向(图中为上下方向)滑动的过滤网11。过滤网11通过其中心部位安装在驱动轴4上，驱动轴4由轴承9、10支撑、并通过密封件9s密封地贯通容器盖1b而与过滤网驱动装置3连结。
过滤网驱动装置3用于从入口流路a朝向出口流路d的下流方向快速地驱动过滤网11，而相反地向上流方向缓慢地驱动过滤网11，其构造是由安装在驱动轴4上并总是对驱动轴4向下流方向施加力的施力部件6(例如螺旋弹簧)、与驱动轴4连结的棘轮式凸轮机构所组成。在图示例中，凸轮机构配置为，使得从手动摇把经由减速机构的转动力通过凸轮5将驱动轴4向上流方向推压，同时在驱动轴4的轴线方向驱动该驱动轴4，该凸轮5的形状，作为一代表例采用了蜗牛形状的部件。
根据这样的构造，该过滤网驱动装置3在出口开关阀14关闭后的作用如下施力部件6的力总是对驱动轴4向下流方向施加力，随着手把的转动而转动的凸轮5(图中为顺时针方向转动)用大于施力部件6作用力的力将驱动轴4缓慢向上流方向推进，在从该凸轮5的最大径到最小径的突变瞬间，允许驱动轴4急速地向下流方向运动。
上述构造的自喷清洗过滤装置的动作状态如下。
随着从本装置的入口流路a经由流路b、c流至出口流路d的流体的过滤，当必需把堆积在过滤网11的上流侧面的异物排除时，首先，关闭出口开关阀14，切断过滤网11下流侧的流路。由此而在过滤网的密封性差的壁与出口开关阀的密封性好的壁之间产生了被夹住流体的封闭室状区域。(此时，入口开关阀13可以是开、关的任意状态)然后使过滤网驱动装置3动作，过滤网11向上流方向缓慢移动、向下流方向快速移动。观察随之而引起的流体的运动，当过滤网11向上流方向缓慢移动时，为了弥补过滤网11的上流侧与下流侧的区域的容积差，流体从过滤网上流侧向下流侧慢慢透过过滤网而充满该封闭室状区域，其后，当过滤网11突然向下流方向急速移动时，充满该封闭室状区域的流体一下子从过滤网11的下流侧向上流侧喷出，以其自喷的力量将堆积在过滤网11上流侧面的异物从过滤网11冲走。
可以适时地反复该过滤网11的驱动。而且，在过滤网11的上流侧以及下流侧的面上附设有滑动的刷子等刮除部件的场合(省略图示)，则能进一步促进异物的剥离。这种场合刮除部件所起的作用是在过滤网的上流侧面滑动的刮除部件的作用是刮除异物，而在过滤网的下流侧面滑动的刮除部件的作用是隔着过滤网网孔将异物向上流侧推出。
经过这样的过程，可以适当定时打开异物排出口15排出从过滤网11的上流侧面剥离而堆积在容器1底部的异物。当从该异物排出口15排出异物时，若关闭入口开关阀13，则异物和入口开关阀13与出口开关阀14之间容积部分的流体同时被排出，另外，若打开入口开关阀13，则异物被在入口流路a的压力下流入的流体有力地推压流动而排出。当然可以通过调节入口开关阀13的开度来调节其排出力。
异物的排出结束之后，再关闭异物排出口15，打开入口开关阀13和出口开关阀14，由此本装置复位到过滤行程。
这样，本发明能够顺利而且经济地解决前述未解决的课题。
图2是本发明的另一实施例。该实施例是去掉在图1实施例的过滤网驱动装置3中为了对驱动轴4向下流方向施加力而设置的施力部件6，而代之以活塞·缸体机构7、8。即，过滤网驱动装置3的构造是由与驱动轴4连结的凸轮机构(凸轮机构部分与图1的实施例相同，故省略说明)、安装在驱动轴4上的活塞7以及通过密封件7s密封地收容该活塞7的缸体8所组成。在夹住缸体8内滑动的活塞7而相对的两个缸体内室中，将驱动轴4向下流方向推压侧的缸体内室8m通过通路16与入口流路a连通，将驱动轴4向上流方向推压侧的缸体内室8n与大气连通。由于这样的构造，缸体内室8m的压力(即入口流路a的压力)比缸体内室8n的压力(即大气压)大，总是对驱动轴4向下流方向作用力，起到了与图1中的施力部件6相同的作用。因为其他动作状况与图1的实施例相同，故省略详细说明。
另外，缸体内室8n在图示例中是与大气连通，但为了提高作用力效果，也可以不与大气连通而代之与负压连通(图示省略)。
图3是本发明的另一实施例。该实施例是去掉在图1实施例的过滤网驱动装置3中为了将驱动轴4向上流方向推压而设置的凸轮机构，置换为施力部件6，另外，该机构通过入口开关阀13的操作而在缸体8内产生将驱动轴4向下流方向推压的更强的作用力。即配置有安装在驱动轴4上的活塞7、与该活塞7保持若干间隙而收容该活塞7的缸体8，将驱动轴4向下流方向推压侧的缸体内室8m通过通路16与入口开关阀13的下流侧连通，将驱动轴4向上流方向推压侧的缸体内室8n通过通路17与出口开关阀14的下流侧连通。
因此，为了从过滤网11剥离异物，关闭出口开关阀14，缸体内室8n的压力成为出口开关阀14下流侧的出口流路d的压力，在此状态下，通过开闭操作入口开关阀13来驱动过滤网11。即在关闭入口开关阀13时，缸体内室8m与入口流路a之间的压力被切断而失去压力源，伴随施力部件6向上流方向缓慢推压的活塞7和缸体8之间的若干间隙流过流体，缸体内室8m的压力慢慢降低，与缸体内室8n的压力达到均衡，过滤网11的位置也成为被推到向上流方向的状态。然后，打开入口开关阀13，缸体内室8m瞬间成为入口流路a的压力，超过了缸体内室8n的压力与施力部件6的合力，将驱动轴4向下流方向快速推压。这样就起到了与图1实施例相同的作为过滤网驱动装置的作用。其他动作状态与图1的实施例相同，故省略详细说明。
在该图3的实施例中，因为入口流路a侧的流体还是会有随少量流体经由通路16、17而漏至出口流路d侧，所以最好是在通路16上设置小型过滤器19。
另外，图3中也图示了异物刮除部件18a、18b的一实施例。即用大螺距将驱动轴4螺合在轴承9上，由于过滤网驱动装置3的作用力驱动轴4一边旋转一边上下移动，随着该运动，与该驱动轴4之间不能相对转动的过滤网11同驱动轴4一起转动。而且，在过滤网11的上流侧面以及下流侧面滑动的刮除部件18a、18b分别被枢轴支撑在驱动轴4上并且采取了使其与固定容器1之间不可相对回转的措施，使刮除部件18a、18b一边同过滤网11一起上下移动、一边在过滤网11上滑动。该刮除部件18a、18b可根据欲刮除的异物性质、或根据过滤网11的形状(根据网孔、多孔板、开缝板等)来选择板片状、爪状、毛刷状等各种形式，但无论选取哪种形状，面对过滤网11的上流侧面即面对异物堆积面的刮除部件18a的作用是刮除异物，而面对过滤网11的下流侧面即面对异物堆积面的相对一侧的刮除部件18b的作用是隔着过滤网11的网眼将异物向过滤网上流侧推压。该刮除部件18a、18b的构造除了上述的以外，也可以是下述的构造即使其枢轴支承于驱动轴4上，且利用为了使流体的流动变换为回转力所设叶片之作用依靠喷流等，使刮除部件一边旋转一边在过滤网11上滑动，而且，如果仅需刮除过滤网11的圆筒状周壁面，也可以利用适当固着配设在固定容器1上的构造(省略图示)。
图4所示装置是将图1所示的装置没有使用在流体管道中，而是用在流体入口场合的实施例，因为不需要入口开关阀13而采用了去掉入口开关阀的形式。而且，过滤网前流路b还兼着异物排出口的作用。
在本发明装置的可动部分(过滤网驱动装置3、出口开关阀14、入口开关阀13、异物排出口15)适当地附设控制器则可以实现自动化，而且，以自动程序控制这些控制器的动作顺序，还能够实现网孔堵塞异物的剥离→异物的排出→过滤行程的复位的一系列动作的无人操作运转。
另外，图5是实现无人操作运转的一实施例装置。即设置检测过滤网11前后的压差达到额定值的压差检测装置20，所述压差是由于随着过滤网11上的异物的堆积流动阻力增加而造成的，或设置(省略图示)检测由于该压差而过滤网11位置变化的位置检测装置(任一检测装置完全可使用众所周知的装置，故省略其详细说明)，而且，增加了程序控制功能，使过滤网驱动装置3、出口开关阀14、异物排出口15的各自控制器5d、14d、15d依次动作，从而构成自动程序控制。
列举其自动程序的一例，根据在过滤网11上由于堆积异物而产生的过滤网11前后压差的检测信号，首先，关闭出口开关阀14，切断过滤网下流侧流路，然后，过滤网驱动装置3将过滤网11向上流方向缓慢移动、向下流方向快速移动，利用过滤网下流侧的流体的自喷力把堆积在过滤网11的上流侧面的异物冲走，然后打开异物排出口15，排出从过滤网11剥离的异物(排出异物时，关闭入口开关阀13的方法与打开入口开关阀13的方法如前所述)，其后，再关闭异物排出口15，打开出口开关阀14，本过滤装置复位到过滤过程。
在图5的实施例中，图示例是通过手柄13d的手动操作来进行入口开关阀13的调节，当然该入口开关阀13的操作也可以自动化。
另外，图5中也例示了收容施力部件6的收容盒6c。该收容盒6c是可自由伸缩而且伸长至一定范围的双层筒体结构，在其中收容了充分压缩的施力部件6，这样就能够简单地进行施力部件6的安装、检查更换等。另外，图5中例示了将积存在本过滤装置容器1的上部的空气等气体在下流测排放的通路p。这是因为在液体过滤使用本过滤装置的场合，如果容器1的上部积存气体，则可能造成由过滤网驱动装置3驱动的自喷作用不充分，因此所示装置是设法尽量去掉该气体的一个例子，其构造是利用通过隔壁部件2而使流路稍许缩小而产生的压差，将容器1上部的气体引至下流侧。
通过以上说明，本发明的自喷清洗过滤装置产生了划时代的作用效果，另外，在本发明的要点上附加内容、增加各种构造的变化，或是引用以往的技术，均能满足实施上的要求。
例如，对于入口开关阀13以及出口开关阀14，为方便起见图1～图5图示了蝶阀形式的阀，但不论是何种形式的阀，只要是具有开关阀的功能的均可采用，例如当然可以适当地选择闸门阀、球形阀、球阀、升降阀等。对于异物排出口15同样也可采用各种形式的阀。
对于施力部件6，除了使用图1、图3、图4、图5所示的弹簧等弹性部件的方法之外，当然还可以使用例如连接一定重量的重锤、或附加倍力机构，可以容易地采用气压、液压装置等。
对于过滤网，可以如图3所示设置一层，当然也可以设置多层，在图1、图2、图4、图5中，图示了在细网眼的过滤网11的上流侧还设置有粗网眼的过滤网12的例子。由于前述的自喷作用而从细网眼的过滤网11剥离的异物和由于重力等原样地而通过粗网眼的过滤网12并通过前述自喷作用的影响而从粗网眼的过滤网12剥离的粗粒的异物一起集中在容器1的底部。该粗网眼过滤网12的安装可以如图1、图2、图4、图5所示固定安装在容器1的内部，也可以和细网眼过滤网11一样安装在驱动轴4上，并使其可以移动。
过滤网11、12的材质，可以采用金属、合成树脂、合成纤维及其他各种材料。而且，如果是具有若干弹性的材料，因为在自喷动作中网孔会有若干扩大，夹在其间的异物容易剥离，所以最为理想，但也可以采用弹性不佳的材料，最好是兼顾考虑过滤网的所需强度来进行选择。
对于容器1，为了减少因为前述的自喷作用而堆积在容器1底部的异物由于其后的流体通过被再次卷起而吸附在过滤网11、12的可能性，在各实施例中如图所示，理想情况是所形成的容器1的底部(即向过滤网11、12的输入流路)的形状应使主流路防止异物堆积。而且，作为流路整体的形状，最好是把向着过滤网11、12的输入流路尽量形成与重力方向相反(如从下向上)。另外，对于隔壁部件2，也可以使用容器主体1a的材料同容器主体1a整体成形。
对于由自喷而被分离的异物的排出方法，如果在必须要向上方推压排出的场合，除了有使用以往众所周知的机械送给(汲取器以及输送器的方法)以及泵送给等方法之外，其它还有利用本过滤装置的入口流路a的水量和压力进行送给的方法。这种情况下，异物能被推压到多高要由入口流路a的水量以及压力等管道条件来决定，根据该管道条件其设置方法也可以是，例如在地下井内设置本过滤装置主体，将该异物排出口15与异物排出流路e、f一起放置在地面上。相反，在水量以及压力过大的场合，也可以调节入口开关阀13的开度来适当地抑制异物排出的力量。
此外，各部件的位置关系等均可在本发明的范围内进行各种设计变更，本发明并不仅限定于上述的实施例。
产业上的利用可能性如上所述，本发明主要是通过使流体封闭区域的容积进行变化而产生的流体的自喷力来使堆积在过滤网上的异物从过滤网剥离，根据这一新的技术思想，而以简单且明了的构造从根本上解决了以往的过滤装置中的网孔堵塞处理的技术问题，通过简单的手动操作或由控制器的自动操作均可容易地剥离·排出堵塞网孔的异物，即使大型化也不会发生问题，可得到高性能而且经济的过滤装置，在设计·制造·维修管理等广泛方面均可得到优异的成果，实施效果与以往技术相比极为显著。
权利要求
1.一种自喷清洗过滤装置，其特征在于在具备入口流路和出口流路的容器中，沿其内面设置在流动方向滑动的过滤网，在该容器的该过滤网与入口流路之间设置异物排出口，该过滤网通过驱动轴与过滤网驱动装置连结，该过滤网驱动装置将该过滤网沿从入口流路朝向出口流路的下流方向驱动时快速地进行，相反在朝向上流方向驱动时缓慢地进行，而且，在该容器的出口流路设置出口开关阀。
2.如权利要求1所述的自喷清洗过滤装置，其特征在于前述过滤网驱动装置可以由将前述驱动轴向上流方向推压驱动的棘轮式凸轮机构和将前述驱动轴向下流方向施加力的施力部件所构成。
3.如权利要求1所述的自喷清洗过滤装置，其特征在于前述过滤网驱动装置是由将前述驱动轴向上流方向推压驱动的棘轮式凸轮机构和安装在前述驱动轴上的活塞及密封收容该活塞的缸体所组成，把前述驱动轴向下流方向推压侧的该缸体内室与入口流路连通，而把前述驱动轴向上流方向推压侧的该缸体内室与大气连通。
4.如权利要求1所述的自喷清洗过滤装置，其特征在于前述过滤网驱动装置是由对前述驱动轴向上流方向作用力的施力部件和安装在前述驱动轴上的活塞及与该活塞保持若干间隙收容该活塞的缸体所组成，把前述驱动轴向下流方向推压侧的该缸体内室与设在入口流路的入口开关阀的下流侧连通，而把前述驱动轴向上流方向推压侧的该缸体内室与前述出口开关阀的下流侧连通。
5.如权利要求1至4任一项所述的自喷清洗过滤装置，其特征在于具备在前述过滤网的上流侧面或下流侧面或在这两个面滑动的刮除部件。
6.如权利要求1至5任一项所述的自喷清洗过滤装置，其特征在于前述过滤网驱动装置、出口开关阀、入口开关阀、异物排出口的任一个或全部可以具备控制器而构成自动操作。
7.如权利要求6所述的自喷清洗过滤装置，其特征在于前述的自动操作可以是根据前述过滤网的位置或前述过滤网的上流侧与下流侧的压差的检测信号而进行启动，按所定的程序来进行自动操作。
全文摘要
本发明的目的是得到高性能而且经济的过滤装置,通过简单合理的构造,用简单的手动操作或控制器的自动操作即可容易地剥离排出堵塞过滤网的网眼的异物。其构成为:在具备入口流路a和出口流路b的容器1中,沿其内面设置有在流动方向滑动的过滤网11,在容器1的过滤网11和入口流路a之间设置异物排出口15,过滤网11通过驱动轴4而与过滤网驱动装置3连结,过滤网驱动装置3将过滤网11沿从入口流路a向出口流路d的下流方向快速地驱动,相反而将过滤网11向上流方向缓慢地驱动,而且在容器1的出口流路d设置出口开关阀14。在关闭出口开关阀14之后使该过滤网驱动装置3动作,当使过滤网11向下流方向快速移动时,流体一下子从过滤网11的下流侧向上流侧喷出,用其自喷的力量将堆积在过滤网11上流侧面的异物剥离。
文档编号B01D36/02GK1196687SQ96197108
公开日1998年10月21日 申请日期1996年6月20日 优先权日1995年8月4日
发明者横田博 申请人:株式会社横田制作所, 横田博