一种滤芯及使用该滤芯的片隙式自清洁过滤器

技术领域

本发明属于过滤器技术领域，具体涉及一种滤芯及使用该滤芯的片隙式自清洁过滤器。

背景技术

在实际生产和生活中，当液体含有一定粒度大小的颗粒物时，需要用有孔、缝的网状材料来将较大的颗粒过滤掉，在过滤过程中必然会造成过滤网的堵塞，目前大部分过滤器采用反冲洗或将过滤器拆开清洗过滤网的方式来改善堵塞情况，这两种方式均费时费力，特别是在高粘液体的过滤中，清洁过程更困难，还会影响在线过滤器的连续运行，为实现过滤器在线连续运行，则需要一备一用，这样势必增加成本。

由于片隙式过滤器是利用圆形过滤片之间形成的间隙来进行过滤，在不需要增加额外的冲洗装置的情况下，能够实现在线清洗，不用停机。现有的片隙式过滤器如图1和图2所示，它主要由起配流作用的过滤器本体5、滤芯部分、清扫部分、壳体1、手轮6和排污阀13组成。滤芯部分和清扫部分是整个过滤器的核心。其中滤芯部分由传动轴7、过滤片3、过滤隔片4组成；而清扫部分由清扫刮片8、清扫垫圈9、支承轴10及支承轴2组成。现有的片隙式过滤器的滤芯部分和清扫部分共用一个底板11，底板11在滤芯底部起到封闭和固定两个作用。

片隙式过滤器的工作原理是：如图1中的箭头所示，液体经进口进入到壳体1和滤芯的外部空腔，液体在压力的作用下，通过由过滤隔片4隔开的过滤片3之间的间隙流进滤芯的内腔，大于此间隙的颗粒和杂质被隔在滤芯之外，清洁的液体流经滤芯内腔然后经出口流出。由于长时间工作，被隔在滤芯外面的颗粒和杂质大部分向壳体1下面沉淀，而少部分污物和杂质会逐渐吸附在滤芯的外侧和过滤间隙之间从而会使滤芯堵塞，流量减少，此时根据进出口压力变化情况，就要进行清洗工作了，转动手轮6，经传动轴7带动过滤片3转动，由清扫刮片8将间隙内的杂质刮出并靠被过滤液体自身进行冲洗来实现滤芯的自清洁，打开排污阀13排出杂质，使滤芯继续正常工作。

由于现有的片隙式过滤器都采用如图1所示的结构，其过滤片3和过滤隔片4的结构图分别如图3和图4所示，清扫刮片8的结构图如图5所示，结合图1、图2、图3、图4和图5，其组装过程如下：一定数量的过滤片3和过滤隔片4安装在传动轴7上，传动轴7支承在过滤器本体5的孔中；一定数量的清扫刮片8和清扫垫圈9安装在支承轴10上，然后将其安装在过滤器本体5的一个螺纹孔中，为了使这一清扫部分更加稳固，再在过滤器本体5上设置两个螺纹孔并安装两个支承轴2。底板11的中心有一个大孔，径向分布有三个小孔，传动轴7穿过中心的大孔，支承轴10和两个支承轴2分别穿过三个小孔，然后由螺母12来紧固。为了使传动轴7能够带动过滤片3和过滤隔片4转动，传动轴7要经铣加工使其断面成为D形，而过滤片3和过滤隔片4的中心也加工有D形孔；为了防止清扫刮片8在支承轴10上转动，支承轴10也要经铣加工使其断面成为D形，清扫刮片8中间也要加工出D形孔。

过滤片3之间的间隙，也就是过滤隔片4的厚度就是过滤精度，每台过滤器的过滤精度根据用户要求，一般在0.1mm～5mm之间，这个值也有更大的情况。而过滤片3和清扫刮片8要实现相对转动，二者之间还需要有一个很小的轴向间隙。采用图3这种形状的过滤片，从图1中可以看出，过滤片3的紧固，清扫刮片8的紧固都是通过底板11下面的一个螺母12来完成的，这就使得现有的这种过滤器存在以下缺陷。

1、图3这种形状的过滤片3难以获得稳定的过滤精度。因为只在过滤片3中间的一个孔处紧固，必然引起过滤片的翘曲，这显然是只有一个过滤隔片4在中心一点支承带来的问题，为了克服这一缺陷，现有的过滤器多采用形状如图4所示的带有四个凸出部分的过滤隔片4，但由于螺母12作用于传动轴7的轴心的紧固力在四个凸出处已经很小，不能根本解决问题。同理，如图5所示的清扫刮片8也只有一个紧固孔，也存在同样的问题。

2、由上述问题1还带来一个更大的缺陷是，图3这种形状的过滤片直径不能太大，现有的片隙式过滤器的滤芯直径均在56mm以下，从而使滤芯过滤面积有限，因此，目前的50口径以上的片隙式过滤器则无法实现。

3、图1所示过滤器的滤芯部分和清扫部分共用一个底板11，用中间一个螺母12来同时完成过滤片3和清扫刮片8的紧固，难以保证二者之间相对转动的应有间隙，这也会影响过滤间隙的稳定性，这一结构不合理。

4、传动轴7和支承轴10的断面需要加工为D形，在细长轴上铣加工一长条平面也费时费力，工艺不合理。

综上所述，滤芯部分和清扫部分是片隙式过滤器的核心部件，设计新型结构的滤芯及过滤器才能从根本上解决上述问题。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种结构合理，不受口径限制，制造工艺简单的滤芯及使用该滤芯的片隙式自清洁过滤器。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明片隙式自清洁过滤器的滤芯，包括顶部固定件、底部封闭件和过滤片组，其特征在于：所述过滤片组的过滤片体圆周上设置有连接孔组，过滤片组通过连接孔组内的连接轴固定于顶部固定件和底部封闭件之间；过滤片组的相邻两过滤片体之间通过过滤隔片设置有过滤片隙。

作为本发明的一种优选方案，所述过滤片体为一环形体，所述连接孔组设置于环形体的内侧；过滤片组的外部相应于两过滤片体之间的过滤片隙设置有外部清扫刮片；相邻的两外部清扫刮片之间设置有外部清扫垫片。

作为本发明的另一种优选方案，所述过滤片体为一环形体，所述连接孔组设置于环形体的外侧；过滤片组的内部相应于两过滤片体之间的过滤片隙设置有内部清扫刮片；相邻的两内部清扫刮片之间设置有内部清扫垫片。

本发明使用上述滤芯的片隙式自清洁过滤器，包括壳体，壳体内设置有传动轴，其特征在于：所述传动轴通过键与滤芯的顶部固定件相连；滤芯的过滤片体为一环形体，所述连接孔组设置于环形体的内侧；过滤片组的外部相应于两过滤片体之间的过滤片隙设置有外部清扫刮片；外部清扫刮片通过至少两根支承轴与壳体相连。

本发明使用上述滤芯的片隙式自清洁过滤器，包括壳体，所述滤芯的顶部固定件与壳体固定连接；所述过滤片体为一环形体，所述连接孔组设置于环形体的外侧；过滤片组的内部相应于两过滤片体之间的过滤片隙设置有内部清扫刮片；所述壳体内设置有传动轴，传动轴通过键与壳体内的传动件相连；所述内部清扫刮片通过至少两根支承轴与所述传动件相连。

本发明的有益效果：1、本发明滤芯由于采用的是在过滤片体圆周上设置由多个通孔构成的连接孔组结构，在连接时，与现有的中心穿轴的滤芯结构相比，过滤片之间的间隙稳定不变。

2、本发明的滤芯结构因其连接轴设置在圆周上，能保持过滤片之间的间隙稳定不变，因此，本发明的过滤片直径不受限制，适合任何进出口口径的过滤器，既能用在小口径过滤器上又能用在大口径过滤器上；另外，本发明的片隙式自清洁过滤器，其滤芯部分的固定元件和清扫部分的固定元件是分离的，是各自紧固的，这与现有过滤器滤芯部分和清扫部分共用一个底板是不同的，过滤片和清扫刮片二者之间相对转动的应有间隙容易保证。

3、本发明的传动轴通过键与顶部固定件或传动件连接，断面不需要加工为D形；清扫刮片通过至少两根支承轴固定，具有很好的防转效果，其支承轴可采用光轴，结构简单，加工方便。

4、由于本发明滤芯的结构能适合任何进出口口径的过滤器，扩大了应用范围。应用领域包括石油、石化、化工、冶金、制药、食品工业、水处理、环保、机械等行业。

5、本发明的片隙式自清洁过滤器适合各种粘度液体的过滤，特别是在石油化工中的重油和聚氨酯等高粘液体的固液分离应用领域，优势更为明显。解决了过滤网清洗困难的问题，实现了在线自动清洗，不用停机，既提高了工作效率又减轻了工作人员的劳动强度。

附图说明

图1是图2的A-A剖视图。

图2是图1的B-B剖视图。

图3是图1中过滤片的结构图。

图4是图1中过滤隔片的结构图。

图5是图1中清扫刮片的结构图。

图6是本发明一种过滤器的结构示意图，为图7的C-C剖视图。

图7是图6的D-D剖视图。

图8是图6中过滤片体的结构图。

图9是图6中外部清扫刮片的结构图。

图10是图6中外部清扫垫片的结构图。

图11是图6中顶部固定件的结构图。

图12是本发明另一种过滤器的结构示意图，为图13的G-G剖视图。

图13是图12的H-H剖视图。

图14是图12中过滤片体的结构图。

图15是图12中内部清扫刮片的结构图。

图16是图12中内部清扫垫片的结构图。

图17是图12中可以采用的另外一种内部清扫刮片的结构图。

图18是本发明第三种过滤器的结构示意图，为图19的N-N剖视图。

图19是图18的K-K剖视图。

附图中6～19中，17为壳体、18为底部封闭件、19为刮片固定圆环、20为过滤片体、21为过滤片隙、22为进口、23为中间隔板、24为顶部固定件、25为传动轴、26为减速电机、27为出口、28为连接轴、29为支承轴、30为外部清扫垫片、31为外部清扫刮片、32为过滤隔片、33为排污机构、34为连接杆、35为连接孔组、36为下腔、37为上腔、38为传动件、39为刮片固定件、40为内部清扫垫片、41为内部清扫刮片。

具体实施方式

本发明片隙式自清洁过滤器的滤芯，包括顶部固定件24、底部封闭件18和过滤片组，其特征在于：所述过滤片组的过滤片体20圆周上设置有连接孔组35，过滤片组通过连接孔组35内的连接轴28固定于顶部固定件24和底部封闭件18之间；过滤片组的相邻两过滤片体20之间通过过滤隔片32设置有过滤片隙21。

所述连接孔组35为均布在过滤片体20圆周上的至少三个连接孔；两过滤片体20之间每个连接轴28上均设置有一过滤隔片32；保证两过滤片体20之间的间隙尺寸稳定。

所述过滤隔片32可为圆形垫圈，结构简单，生产加工方便，成本低廉。

作为本发明的一种优选方案，所述过滤片体20为一环形体，所述连接孔组35设置于环形体的内侧；过滤片组的外部相应于两过滤片体20之间的过滤片隙21设置有外部清扫刮片31；相邻的两外部清扫刮片31之间设置有外部清扫垫片30。

作为本发明的另一种优选方案，所述过滤片体20为一环形体，所述连接孔组35设置于环形体的外侧；过滤片组的内部相应于两过滤片体20之间的过滤片隙21设置有内部清扫刮片41；相邻的两内部清扫刮片41之间设置有内部清扫垫片40。

本发明使用上述滤芯的片隙式自清洁过滤器，包括壳体17，壳体17内设置有传动轴25，其特征在于：所述传动轴25通过键与滤芯的顶部固定件24相连；滤芯的过滤片体20为一环形体，所述连接孔组35设置于环形体的内侧；过滤片组的外部相应于两过滤片体20之间的过滤片隙21设置有外部清扫刮片31；外部清扫刮片31通过至少两根支承轴29与壳体17相连。

实施例：如图6～图11所示，所述壳体17内通过中间隔板23形成上腔37和下腔36，滤芯设置于下腔36内，壳体17上设置有与下腔36连通的进口22和与上腔37连通的出口27；壳体17内的传动轴25下端穿过滤芯，通过螺母与底部封闭件18连接，传动轴25中部通过键与顶部固定件24连接；传动轴25上端穿过上腔37与壳体17外的减速电机26相连；外部清扫刮片31的支承轴29上端与壳体17的中间隔板23固定连接，支承轴29下端与一刮片固定圆环19相连，刮片固定圆环19与壳体17内的中间隔板23固定连接；所述滤芯的顶部固定件24上的开口与壳体17上的出口27连通；壳体17底部设置有与下腔36连通的排污机构33。

刮片固定圆环19与壳体17内的中间隔板23通过连接杆34固定连接。

支承轴29、外部清扫刮片31和外部清扫垫片30构成清扫组件；清扫组件可根据需要在壳体17内设置多组，以提高大型过滤器的清扫效果。

液体流向如图6中的箭头所示，使用时，液体从进口22进入，从滤芯的过滤片隙21进入滤芯内部，颗粒物在滤芯的过滤作用下留在下腔36内，从壳体17底部的排污组件排出；进入滤芯内部的液体从滤芯上方的开口流入上腔37，再由出口27排出，完成液体的过滤。

当滤芯被颗粒物或杂质堵塞使过滤器流量下降时，可通过压力检测、或定期执行等方式，控制传动轴25转动，传动轴25通过键带动顶部固定件24转动，从而带动滤芯整体转动；由于外部清扫刮片31固定不动，且位于过滤片隙21之间，随着滤芯的转动，外部清扫刮片31将过滤片隙21清扫干净。

本发明使用上述滤芯的片隙式自清洁过滤器，包括壳体17，所述滤芯的顶部固定件24与壳体17固定连接；所述过滤片体20为一环形体，所述连接孔组35设置于环形体的外侧；过滤片组的内部相应于两过滤片体20之间的过滤片隙21设置有内部清扫刮片41；所述壳体17内设置有传动轴25，传动轴25通过键与壳体17内的传动件38相连；所述内部清扫刮片41通过至少两根支承轴29与所述传动件38相连。

实施例：如图12～17所示，所述滤芯的顶部固定件24设置于壳体17中部，与壳体17内表面相配合，顶部固定件24上方为上腔37，顶部固定件24下方为下腔36，壳体17上设置有与上腔37连通的进口22，在此实施例中，由于传动件38与内部清扫垫片40的外形相同，它与顶部固定件24之间形成滤芯上方的开口，此开口与所述进口22连通；壳体17内的传动轴25下端穿过滤芯，并通过螺母与一刮片固定件39连接，传动轴25中部通过键与所述传动件38相连；传动轴25上端穿过上腔37与壳体17外的减速电机26相连；所述内部清扫刮片41的支承轴29上端与传动件38相连，内部清扫刮片41的支承轴29下端与所述刮片固定件39连接；所述滤芯的底部封闭件18与壳体17下腔36的内壁相配合，壳体17上相应于顶部固定件24和底部封闭件18之间设置有出口27；由于所述刮片固定件39也与内部清扫垫片40的外形相同，它与底部封闭件18之间形成滤芯下方的开口，壳体17底部设置有与下腔36连通的排污机构33。

内部清扫刮片41可设置为一字型、十字形或米字型等，根据滤芯尺寸和工作情况自由设置。

液体流向如图12中的箭头所示，使用时，液体从进口22进入，再通过滤芯上端开口进入滤芯内部，通过过滤片隙21流向滤芯外部，过滤片隙21将颗粒物阻挡后，颗粒物通过滤芯下方开口进入排污组件排出，经过滤芯过滤后的液体，再经出口27流出。

当滤芯被颗粒物或杂质堵塞使过滤器流量下降时，可通过压力检测、或定期执行等方式，控制传动轴25转动，传动轴25通过键带动传动件38转动，从而带内部清扫刮片41转动，内部清扫刮片41位于过滤片隙21内，而滤芯静止不动，相对运动下，内部清扫刮片41将过滤片隙21内的颗粒物清除。

实施例：如图18、19所示，所述滤芯的顶部固定件24设置于壳体17中部，与壳体17内表面相配合，顶部固定件24上方为上腔37，顶部固定件24下方为下腔36，壳体17上设置有与上腔37连通的出口27和与下腔36连通的进口22，在此实施例中，由于传动件38与内部清扫垫片40的外形相同，它与顶部固定件24之间形成滤芯上方的开口，此开口与所述出口27连通；壳体17内的传动轴25下端穿过滤芯，并通过螺母与一刮片固定件39连接，传动轴25中部通过键与所述传动件38相连；传动轴25上端穿过上腔37与壳体17外的减速电机26相连；所述内部清扫刮片41的支承轴29上端与传动件38相连，内部清扫刮片41的支承轴29下端与所述刮片固定件39连接；壳体17底部设置有与下腔36连通的排污机构33。

内部清扫刮片41可设置为一字型、十字形或米字型等，根据滤芯尺寸和工作情况自由设置。

液体流向如图18中的箭头所示，使用时，液体从进口22进入，再通过过滤片隙21流向滤芯内部，过滤片隙21将颗粒物阻挡后，颗粒物直接进入排污组件排出。经过滤芯过滤后的液体，通过滤芯上方开口进入上腔37，再经出口27流出。

当滤芯被颗粒物或杂质堵塞使过滤器流量下降时，可通过压力检测、或定期执行等方式，控制传动轴25转动，传动轴25通过键带动传动件38转动，从而带内部清扫刮片41转动，内部清扫刮片41位于过滤片隙21内，而滤芯静止不动，相对运动下，内部清扫刮片41将过滤片隙21内的颗粒物清除。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。