УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК B01D27/08 B01D35/30 

Изобретение касается устройства для очистки жидкости, состоящего из сменного фильтрующего модуля, установочной головки, к которой крепится модуль с помощью средства крепления, и средства, обеспечивающего фиксацию сменного фильтрующего модуля.

В устройствах для очистки жидкости фильтрующий модуль может быть подсоединен к установочной головке с помощью ключа или вручную без использования каких-либо инструментов.

В уровне техники известны конструкции устройств для очистки жидкости с одноразовыми заменяемыми модулями. Устройство состоит из головки, чаще всего закрепленной на кронштейне, и сменного фильтрующего модуля. На установочной головке имеются входное и выходное отверстия для поступления неотфильтрованной и выхода отфильтрованной жидкости. Сменный модуль состоит из корпуса, в котором размещен фильтрующий элемент, и крышки с горловиной, которая присоединяется к центральной камере, сформированной в установочной головке. Для обеспечения быстрого и легкого соединения и разъединения фильтрующего модуля с установочной головкой предусмотрено средство крепления, состоящее из двух элементов захвата на установочной голове и соответственно двух элементов в форме «ушей» на крышке модуля (патент США №4,735,716, опубл. 05.04.1988, B01D 27/02; патент США №4,877,521, опубл. 31.10.1989, B01D 27/08; патент США №4,904,382, опубл. 27.02.1990, B01D 27/08; патент США №4,948,505, опубл. 14.08.1990, B01D 27/08). Недостатком вышеописанных устройств является недостаточная надежность, связанная с возможностью раскручивания сменного фильтрующего модуля, которая может привести к протечкам.

С целью предотвращения нежелательных последствий от самопроизвольного отсоединения сменного фильтрующего модуля от головки в устройствах для очистки жидкости предусмотрены различные средства (патент США №5,336,406, опубл. 09.08.1994, B01D 27/08; патент США №5,456,830; опубл. 10.10.1995, B01D 27/08; патент США №5,486,288; опубл. 23.01.1996, B01D 27/08).

По патенту США№5,336,406 в устройстве для очистки жидкости предусмотрено средство, перекрывающее поток жидкости при самопроизвольном раскручивании сменного фильтрующего модуля в виде гидравлического клапана. Устройство для очистки жидкости содержит одноразовый фильтрующий модуль, закрепленный на установочной головке и автоматический клапан безопасности для блокировки потока жидкости при замене модуля. Под действием имеющейся в нем пружины клапан перекрывает поток жидкости, предотвращая утечки, что обеспечивает безопасность работы устройства, но не обеспечивает удобство эксплуатации. В установочной головке сформирована центральная камера, сообщающаяся с входным и выходным отверстиями, расположенными коаксиально. Одноразовый фильтрующий модуль состоит из крышки и корпуса с расположенным в нем фильтрующим элементом. На верхней части крышки имеется горловина с цилиндрической внешней поверхностью, подсоединяющаяся к центральной камере установочной головки, снабженная уплотнительными кольцами. Подсоединение модуля к установочной головке происходит за счет средства крепления, состоящего из элементов захвата на установочной головке и пары радиально расположенных элементов в форме «ушей» на крышке модуля, которые взаимодействуют с элементами захвата при повороте корпуса примерно на 90°. На внутренней части установочной головки имеется средство ограничения поворота модуля, препятствующее его осевому вращению относительно головки, в виде пары симметрично расположенных элементов с наклонными поверхностями. Наклонные поверхности средства ограничения облегчают вхождение уплотнительных колец в уплотняемые поверхности.

Недостатком данного устройства является достаточно сложное конструктивное исполнение и недостаточная надежность работы, которая заключается в отсутствии средств фиксации модуля.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является устройство для очистки жидкости по патенту США №4,915,831 (опубл. 10.04.1990, B01D 27/08). Фильтрующее устройство содержит установочную головку с входным и выходным отверстиями для поступления неотфильтрованной и выхода отфильтрованной жидкости, одноразовый модуль, состоящий из корпуса с расположенным внутри него фильтрующим элементом и крышки, на которой имеется горловина с двумя герметизирующими средствами в виде уплотнительных колец, средство крепления модуля к установочной головке и средство фиксации модуля на установочной головке. Средство крепления выполнено в виде пары диаметрально расположенных на установочной головке элементов захвата с одним более узким концом для предотвращения проворачивания модуля более чем на 90° и пары элементов на крышке модуля в форме «ушей». Средство фиксации модуля на установочной головке содержит замок, находящийся в отверстии установочной головки между парой элементов захвата, и два диаметрально расположенных на крышке модуля предохранителя, каждый из которых находится между парой элементов средства крепления, выполненных в форме «ушей». Замок состоит из поршневого элемента, клавиши, удлинителя, который расположен в вертикальной щели установочной головки, соединяет поршневой элемент с клавишей и дает возможность с помощью клавиши поднять замок (позиция «открыто»), и пружины, которая дает возможность находиться замку в закрытом положении (позиция «закрыто»). Поршневой элемент замка и два диаметрально расположенных на крышке модуля предохранителя используются в качестве профилактических средств при неосторожном разъединении одноразового модуля и установочной головки. Установка фильтрующего модуля осуществляется вращением модуля примерно на 90°, при этом поршневой элемент перемещается в один из предохранителей, выполненных в виде углубления в крышке модуля. При неосторожном повороте фильтрующего модуля поршневой элемент предотвращает раскручивание модуля. Только когда пользователь одной рукой поднимает замок, а другой рукой поворачивает модуль примерно на 90°, модуль отделяется от установочной головки. Поршневой элемент, клавиша и удлинитель могут быть выполнены как отдельные элементы, так и как одно целое из пластичного материала.

Замок закрывается после поворота фильтрующего модуля примерно на 90° относительно установочной головки, что подтверждается щелчком, так как щелчок указывает, что поворот закончен и фильтрующий модуль соединен с установочной головкой.

Недостатком наиболее близкого аналога заявляемому изобретению являются усложненная конструкция средства фиксации модуля на установочной головке устройства для очистки жидкости. Кроме того, при установке сменного модуля пользователь должен приложить дополнительное усилие для сжатия пружины, что естественно снижает эксплуатационные характеристики и надежность работы описанной конструкции.

Задачей заявляемого изобретения и требуемым техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является упрощение конструкции и соответственно повышение эксплуатационных характеристик. Конструкция средства фиксации позволяет повысить надежность и долговечность работы устройства для очистки жидкости.

Поставленная задача и требуемый технический результат при использовании изобретения достигаются тем, что в устройстве для очистки жидкости, содержащем установочную головку с входным и выходным отверстиями для жидкости, сменный фильтрующий модуль со средствами прохождения жидкости, состоящий из корпуса, крышки с горловиной и фильтрующего элемента, средство крепления модуля к установочной головке и средство фиксации модуля на установочной головке, состоящее из запорного элемента и не менее одного предохранительного элемента, расположенного на крышке модуля, согласно изобретению запорный элемент выполнен с возможностью перемещения в блокирующее положение на крышке сменного фильтрующего модуля, а предохранительный элемент сформирован с возможностью изгибания и перемещения запорного элемента в блокирующее положение. Более подробно: предохранительный элемент имеет по крайней мере одну упорную поверхность, сформированную и приспособленную для перемещения запорного элемента в блокирующее положение, которая находится во взаимодействии с нижней частью запорного элемента для приложения отгибающего момента к запорному элементу. Запорный элемент выполнен в виде упругоподатливой пластины с нижней частью в виде упора. Запорный элемент может быть выполнен преимущественно заодно с установочной головкой или с корпусом установочной головки.

Корпус и крышка сменного фильтрующего модуля могут быть выполнены неразъемными или с резьбовым соединением. Когда корпус и крышка сменного фильтрующего модуля выполнены с резьбовым соединением, дополнительно для фиксации крышки на корпусе модуля предусмотрено средство фиксации, состоящее из элемента фиксации, расположенного на крышке сменного фильтрующего модуля, и предохранительного элемента, расположенного на верхней части корпуса, при этом элемент фиксации выполнен в виде гибкой пластины и ограничителя подъема этой пластины, а предохранительный элемент выполнен с возможностью размещения в нем пластины.

Фильтрующий элемент модуля, выполненный из самого элемента и фланцев, дополнительно имеет средство фиксации фланцев по меньшей мере с одним проходом и лапками, при этом наружный диаметр по меньшей мере одного из фланцев равен диаметру самого элемента.

Устройство для очистки жидкости может быть дополнительно снабжено кронштейном, к которому крепится установочная головка с корпусом, или кронштейн может быть выполнен заодно с корпусом установочной головки

По меньшей мере две конструкции вышеописанных устройств, связанные между собой средством соединения, внутри которого дополнительно может быть размещена трубка с уплотнением, образуют систему для очистки жидкости.

Отличительной особенностью изобретения является конструктивное исполнение средства фиксации модуля на установочной головке, состоящего из запорного элемента, выполненного с возможностью перемещения в блокирующее положение на крышке сменного фильтрующего модуля, и не менее одного предохранительного элемента, сформированного с возможностью изгибания и перемещения запорного элемента в блокирующее положение.

В отличие от наиболее близкого аналога, в котором средство фиксации выполнено из предохранительного элемента и замка (запорного элемента), состоящего из клавиши, удлинителя, поршневого элемента и пружины, за счет существенных признаков заявляемого изобретения достигается упрощение конструкции. Конструкторское решение обеспечивает легкость установки и отделения сменного фильтрующего модуля от установочной головки, гарантирует от самопроизвольного раскручивания модуля, например, при вибрации устройства, происходящей при изменении давления фильтруемой жидкости, при случайном воздействии в процессе эксплуатации устройства, обеспечивает блокировку протечек и удобство при эксплуатации устройства потребителем.

Раскрытие сущности изобретения поясняется чертежами:

Фиг.1 - изображен общий вид устройства для очистки жидкости;

Фиг.2 - изображен вид сменного фильтрующего модуля в разрезе;

Фиг.3 - изображен вид средства фиксации фланца;

Фиг.4 - изображено средство крепления модуля к установочной головке;

Фиг.5 - изображен предохранительный элемент средства фиксации сменного фильтрующего модуля на установочной головке (сечение А-А на фиг.1);

Фиг.6 - изображен запорный элемент средства фиксации модуля на установочной головке (сечение Б-Б на фиг.1);

Фиг.7 - изображен общий вид устройства для очистки жидкости с запорным элементом, расположенным на корпусе установочной головки;

Фиг.8 - - изображено сечение В-В на фиг.4;

Фиг.9 - изображен вид сменного фильтрующего модуля с резьбовым соединением в разрезе;

Фиг.10 - изображен вид сверху средства фиксации крышки на корпусе сменного фильтрующего модуля с резьбовым соединением;

Фиг.11 - изображен общий вид системы для очистки жидкости.

Устройство для очистки жидкости (фиг.1) состоит из сменного фильтрующего модуля 1 со средствами прохождения жидкости, установочной головки 2 с входным и выходным отверстиями для коммутации фильтруемой жидкости и средства фиксации 3. Для жесткого крепления установочной головки 2 используют кронштейн 4. Сменный фильтрующий модуль состоит из неразъемного корпуса 5 с крышкой 6. Внутри корпуса 5 находится средство фильтрации, в качестве которого может быть использован фильтрующий элемент 7, состоящий непосредственно из самого элемента 8, выполненного, например, в виде карбонблока, фланцев 9 и средства фиксации 10 фланцев 9 (фиг.2). Наружный диаметр по меньшей мере одного из фланцев 9 равен диаметру самого элемента 8. Такое условие позволяет уменьшить толщину стенок корпуса 5 модуля 1, создаст большую поверхность фильтрации и соответственно приведет к снижению стоимости изделия в целом. Средство фиксации 10 фланцев 9 выполнено с проходом для беспрепятственного течения жидкости 29 и с лапками 30 (фиг.3). Средство фиксации 10 фланцев фиксирует уплотнительный элемент, выполненный, например, в виде резинового кольца, вставленного в крышку 6 модуля 1. Для установки и закрепления сменного фильтрующего модуля 1 к головке 2 на крышке 6 модуля 1 предусмотрены, например, два элемента, выполненные в виде выступов 11 и соответствующих им по количеству выступов 12 на установочной головке 2 (фиг.4). Для фиксации сменного фильтрующего модуля 1 на установочной головке 2 разработано средство фиксации, которое состоит из предохранительного элемента 13, имеющего упорную поверхность 14 (фиг.5), расположенного на крышке 6, и запорного элемента 15, расположенного на установочной головке 2 (фиг.6) или на корпусе 26 головки 2 (фиг.7). Упорная поверхность 14 предохранительного элемента 13 сформирована для перемещения запорного элемента 15 в блокирующее положение. Запорный элемент 15 выполнен в виде упругоподатливой пластины 16 с нижней частью в виде упора 17 (фиг.6). В случае раздельного исполнения корпуса и крышки сменного фильтрующего модуля с резьбовым соединением 22 (фиг.9) для фиксации крышки на корпусе модуля предусмотрено средство фиксации, состоящее из элемента фиксации, выполненного в виде гибкой пластины 23, и ограничителя подъема этой пластины 24, расположенного на крышке сменного фильтрующего модуля. Ограничитель подъема, расположенный рядом с пластиной, препятствует сильному изгибанию, деформированию и разрушению ее при подъеме. Предохранительный элемент выполнен, например, в виде паза 25 в верхней части корпуса модуля, в котором размещается гибкая пластина 23 (фиг.10).

Подсоединение и разъединение сменного фильтрующего модуля 1 с установочной головкой 2 производится следующим образом.

Повернутый относительно своей оси приблизительно на 90° (60°, 45°) сменный фильтрующий модуль 1 вводится в установочную головку 2 таким образом, что выступы 11 на крышке 6, проходя мимо выступов 12, расположенных на установочной головке 2 размещаются выше этих выступов 12. При этом с помощью уплотнительных элементов 18 и 19 (фиг.3) обеспечивается герметичность каналов для подвода и отвода фильтруемой жидкости. После описанного поворота производят поворот модуля 1 в направлении, противоположном первоначальному, приблизительно на 90° (60°, 45°), при этом выступы 11 на крышке 6 окажутся над соответствующими выступами 12 на головке 2. В конце поворота модуля 1 выступ 11, расположенный на крышке 6, доходит до упора 20 (фиг.8), выполненного на выступе 12 установочной головки 2, при этом запорный элемент 15 отгибается по направлению к центру установочной головки 2 и заходит за счет своей упругости за верхнюю точку 21 предохранительного элемента 13. То есть упорная поверхность 14 предохранительного элемента 13 находится во взаимодействии с нижней частью 17 запорного элемента 15 для приложения отгибающего момента к запорному элементу (фиг.6).

Таким образом, сменный фильтрующий модуль 1 оказывается зафиксированным на установочной головке 2 в осевом и угловом положениях. Отсоединение модуля 1 от установочной головки 2 происходит путем нажатия на упругоподатливую пластину 16 запорного элемента 15 по направлению к центру установочной головки 2, поворачивая при этом модуль 1 в направлении, противоположном первоначальному и сдвигая модуль 1 в осевом направлении.

Устройство для очистки жидкости, например воды, функционирует следующим образом (фиг.1). Непосредственно установочная головка 2 (фиг.1, 2) или корпус 26 установочной головки 2 (фиг.7) устройства для очистки жидкости, преимущественно воды, крепится с помощью кронштейна 4 к стене. После установки сменного фильтрующего модуля 1 на головке 2 в устройство подается вода, которая поступает через входное отверстие 31 в установочной головке 2, затем через средства прохождения жидкости 32, расположенные в сменном фильтрующем модуле 1, попадает в корпус 5, в котором, проходя через фильтрующий элемент 7, очищается и уже очищенная вода поступает из горловины 33 модуля 1 на выход. После окончания срока службы фильтрующего элемента одноразовый модуль подлежит замене, если модуль выполнен разъемным (фиг.9), то корпус модуля отсоединяется (отвинчивается) от крышки, фильтрующий элемент удаляется и на смену ему вставляется новый.

По меньшей мере два устройства для очистки жидкости, связанные между собой средством соединения, образуют систему для очистки жидкости. В качестве средства соединения может быть использован, например, штуцер или переходник 27. Для улучшения герметизации внутри средства соединения дополнительно может быть размещена трубка с уплотнением 28 (фиг.11).

Устройство может быть изготовлено в условиях серийного производства на действующем оборудовании. Конкретные размеры, отдельные конструктивные параметры исполнения всех элементов устройства и материалы могут быть выбраны специалистами в зависимости от назначения и/или производительности устройства для очистки жидкости. Устройство для очистки жидкости, в том числе и средство фиксации, может быть выполнено из полимерного материала, например полиоксиметилена, стеклонаполненного пластика.

Изобретение предназначено для очистки жидкости. Устройство содержит установочную головку с входным и выходным отверстиями для жидкости, сменный фильтрующий модуль со средствами прохождения жидкости, состоящий из корпуса, крышки с горловиной и фильтрующего элемента, средство крепления модуля к установочной головке и средство фиксации модуля на установочной головке, состоящее из запорного элемента и не менее одного предохранительного элемента, расположенного на крышке модуля. Запорный элемент выполнен с возможностью перемещения в блокирующее положение на крышке сменного фильтрующего модуля, а предохранительный элемент сформирован с возможностью изгибания и перемещения запорного элемента в блокирующее положение. Технический результат: упрощение конструкции, повышение эксплуатационных характеристик. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство для очистки жидкости, содержащее установочную головку с входным и выходным отверстиями для жидкости, сменный фильтрующий модуль со средствами прохождения жидкости, состоящий из корпуса, крышки с горловиной и фильтрующего элемента, средство крепления модуля к установочной головке и средство фиксации модуля на установочной головке, состоящее из запорного элемента и не менее одного предохранительного элемента, расположенного на крышке модуля, отличающееся тем, что запорный элемент выполнен с возможностью перемещения в блокирующее положение на крышке сменного фильтрующего модуля, а предохранительный элемент сформирован с возможностью изгибания и перемещения запорного элемента в блокирующее положение.2. Устройство для очистки жидкости по п.1, отличающееся тем, что упорная поверхность предохранительного элемента выполнена с возможностью приложения отгибающего момента к нижней части запорного элемента.3. Устройство для очистки жидкости по п.1, отличающееся тем, что запорный элемент выполнен в виде упругоподатливой пластины.4. Устройство для очистки жидкости по п.1, отличающееся тем, что нижняя часть запорного элемента выполнена в виде упора.5. Устройство для очистки жидкости по п.1, отличающееся тем, что дополнительно снабжено корпусом установочной головки.6. Устройство для очистки жидкости по п.5, отличающееся тем, что запорный элемент выполнен заодно с корпусом установочной головки.7. Устройство для очистки жидкости по п.1, отличающееся тем, что дополнительно имеет средство фиксации крышки на корпусе сменного фильтрующего модуля.8. Устройство для очистки жидкости по п.7, отличающееся тем, что средство фиксации состоит из элемента фиксации, расположенного на крышке сменного фильтрующего модуля, и предохранительного элемента, расположенного на верхней части корпуса.9. Устройство для очистки жидкости по п.8, отличающееся тем, что элемент фиксации выполнен в виде гибкой пластины и ограничителя подъема этой пластины, а предохранительный элемент выполнен с возможностью размещения в нем пластины.10. Устройство для очистки жидкости по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий элемент снабжен фланцами.11. Устройство для очистки жидкости по п.10, отличающееся тем, что фильтрующий элемент снабжен средствами фиксации фланцев.12. Устройство для очистки жидкости по п.11, отличающееся тем, что средство фиксации фланцев выполнено, по меньшей мере, с одним проходом и лапками.13. Устройство для очистки жидкости по п.10, отличающееся тем, что наружный диаметр, по меньшей мере, одного из фланцев равен диаметру самого элемента.14. Устройство для очистки жидкости по п.1, отличающееся тем, что дополнительно имеет кронштейн.15. Устройство для очистки жидкости по п.14, отличающееся тем, что корпус установочной головки выполнен заодно с кронштейном.16. Система для очистки жидкости, состоящая не менее чем из двух устройств, связанных между собой средством соединения, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство выполнено по пп.1-15.17. Система для очистки жидкости по п.16, отличающаяся тем, что внутри средства соединения дополнительно размещена трубка с уплотнением.18. Устройство для очистки жидкости, содержащее установочную головку с входным и выходным отверстиями для жидкости, сменный фильтрующий модуль со средствами прохождения жидкости, состоящий из корпуса, крышки с горловиной и фильтрующего элемента, средство крепления модуля к установочной головке и средство фиксации модуля на установочной головке, состоящее из запорного элемента и не менее одного предохранительного элемента, расположенного на крышке модуля, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено корпусом установочной головки, причем запорный элемент выполнен заодно с корпусом установочной головки с возможностью перемещения в блокирующее положение на крышке сменного фильтрующего модуля, а предохранительный элемент сформирован с возможностью изгибания и перемещения запорного элемента в блокирующее положение.19. Устройство для очистки жидкости по п.18, отличающееся тем, что упорная поверхность предохранительного элемента выполнена с возможностью приложения отгибающего момента к нижней части запорного элемента.20. Устройство для очистки жидкости по п.18, отличающееся тем, что запорный элемент выполнен в виде упругоподатливой пластины.21. Устройство для очистки жидкости по п.18, отличающееся тем, что нижняя часть запорного элемента выполнена в виде упора.22. Устройство для очистки жидкости по п.18, отличающееся тем, что дополнительно имеет средство фиксации крышки на корпусе сменного фильтрующего модуля.23. Устройство для очистки жидкости по п.22, отличающееся тем, что средство фиксации состоит из элемента фиксации, расположенного на крышке сменного фильтрующего модуля, и предохранительного элемента, расположенного на верхней части корпуса.24. Устройство для очистки жидкости по п.23, отличающееся тем, что элемент фиксации выполнен в виде гибкой пластины и ограничителя подъема этой пластины, а предохранительный элемент выполнен с возможностью размещения в нем пластины.25. Устройство для очистки жидкости по п.18, отличающееся тем, что фильтрующий элемент снабжен фланцами.26. Устройство для очистки жидкости по п.25, отличающееся тем, что фильтрующий элемент снабжен средствами фиксации фланцев.27. Устройство для очистки жидкости по п.26, отличающееся тем, что средство фиксации фланцев выполнено, по меньшей мере, с одним проходом и лапками.28. Устройство для очистки жидкости по п.25, отличающееся тем, что наружный диаметр, по меньшей мере, одного из фланцев равен диаметру самого элемента.29. Устройство для очистки жидкости по п.18, отличающееся тем, что дополнительно имеет кронштейн.30. Устройство для очистки жидкости по п.29, отличающееся тем, что корпус установочной головки выполнен заодно с кронштейном.31. Система для очистки жидкости, состоящая не менее чем из двух устройств, связанных между собой средством соединения, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно устройство выполнено по пп.18-30.32. Система для очистки жидкости по п.31, отличающаяся тем, что внутри средства соединения дополнительно размещена трубка с уплотнением.