ES2207016T3 - Filtros de liquidos para limpieza por rotacion con flujo inverso. - Google Patents
Filtros de liquidos para limpieza por rotacion con flujo inverso.Info
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Abstract
Dispositivo de filtrado de líquidos, particularmente para instalaciones de agua para irrigación que comprende: - una carcasa cilíndrica (10, 12) con un orificio de entrada (16) y un orificio de salida (20); - una pieza de filtro cilíndrica (70) instalada dentro de la carcasa de forma que durante la función de filtrado normal, el agua que fluye desde el orificio de entrada (16) hasta el orificio de salida (20) entra en la pieza de filtro (70) en dirección radial, y descarga por el orificio de salida (20), y viceversa durante los ciclos de flujo inverso de limpiado; - una estructura montada en el centro dentro del espacio cilíndrico definido por la pieza de filtro (70) y que forma un apoyo para la pieza de filtro (70) para posibilitar la rotación libre de ésta durante los ciclos de flujo inverso de limpiado; - una pieza fija (36) colindante con la pieza de filtro (70) en un lado axial del mismo; - un ensamblaje de cilindro y pistón (28) montado en dicha estructura, que comprende una pieza desplazable (60a) normalmente colindante con la pieza de filtro (70) en el otro lado axial de la misma; - medios de válvulas unidireccionales (90) efectivos en una primera posición de funcionamiento de éstos para permitir el flujo de agua desde el espacio cilíndrico definido por la pieza de filtro (70) hacia el orificio de salida (20), y en una segunda posición de funcionamiento de los mismos, para permitir el flujo de agua desde el orificio de salida (20) a dicho espacio; y - medios para permitir la entrada de un fluido a presión dentro del ensamblaje (28) donde la pieza desplazable (60a) se separa de la pieza fija (36) para permitir la mencionada rotación libre; pieza de filtro para limpiarla durante los mencionados ciclos de flujo inverso de limpiado.
Description
Filtros de líquidos para limpieza por rotación
con flujo inverso.
La presente invención se refiere a filtros de
líquidos, en particular para sistemas de irrigación por agua, útiles
también para otras aplicaciones industriales o domésticas.
Más concretamente, la invención concierne a
dispositivos de filtrado del tipo de los revelados en nuestra
Patente US Nº 4,655,910 publicada el 7 de Abril de 1987, cuyo
contenido se incorpora aquí como referencia (llamada de aquí en
adelante "la Patente"). El preámbulo de la reivindicación
independiente 1 se basa en dicha patente, que se considera lo más
parecido a la técnica anterior.
La Patente introdujo por primera vez el concepto
del uso de dispositivos de filtrado, en particular del tipo que
utiliza una batería de discos de filtro, con ciclos de flujo inverso
de agua para limpiado donde el impacto de los chorros de agua que
inciden en ellos los hacen girar (en adelante serán mencionados como
"filtros de limpiado por rotación").
Los diversos ejemplos de construcción revelados
por la Patente tienen en común un conducto que se extiende por el
centro que tiene la doble función de conducir el agua para limpiado
a una serie de boquillas dispuestas en él y de apoyar el movimiento
de giro de los discos.
Esta característica de construcción presentaba,
sin embargo, ciertas desventajas: el funcionamiento del sistema de
pistón hidráulico, responsable de liberar el apriete del paquete de
discos de la posición compacta de filtrado, dependía
fundamentalmente del nivel de presión de retroceso ejercida por el
flujo inverso de agua, dictado entre otros por un pistón de diámetro
relativamente grande; es decir que tenían que usarse medios de
válvula bastante pesados para dirigir el flujo inverso de agua al
conducto con boquillas; y en general, debía usarse un excesivo
número de piezas y componentes, provocando el aumento de los costes
de producción, montaje y mantenimiento del
producto.
producto.
Es pues objeto de la invención superar las
deficiencias mencionadas de los filtros convencionales de limpieza
por rotación.
Es también objeto de la invención simplificar el
diseño de los filtros de limpieza por rotación, proporcionando una
pieza central del dispositivo de filtrado de diseño unitario e
integral, fácil de fabricar mediante un proceso de moldeo de
plásticos por inyección que servirá para las funciones combinadas
de:
- -
- generar los chorros de agua,
- -
- servir de apoyo al movimiento de giro de los discos de filtro (o a las piezas integrales de filtro de diferentes tipos tales como los filtros de malla);
- -
- proporcionar un acceso idóneo al ensamblaje de pistón hidráulico para los medios externos de control de presión;
- -
- formar un asiento para una pieza de válvula elástica simple tipo manguito que responda a los flujos de agua de direcciones opuestas durante los modos de funcionamiento de filtrado y de limpiado; y
- -
- proporcionar un tubo que se extienda en la zona central a través del cual se transmitan las órdenes de presión para el funcionamiento del pistón hidráulico, controlando la separación de los discos de filtrado.
Es también objeto de la invención proporcionar un
dispositivo de filtrado con uno o más conductos generadores de
chorros que se extiendan excéntricamente con relación al eje de la
pieza de filtro, a lo largo y adyacente a una línea generatriz de la
misma.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar una estructura en cruz para ayudar al movimiento de
rotación del elemento o de los elementos de filtro con independencia
del o de los conductos generadores de chorro.
De acuerdo con la invención se propone por tanto
proporcionar un dispositivo de filtrado de líquidos, en particular
para instalaciones de irrigación por agua que comprende una carcasa
cilíndrica con un orificio de entrada y un orificio de salida y una
pieza de filtro cilíndrica instalada dentro de la carcasa de manera
que el agua que fluye desde la entrada hasta la salida entra en una
pieza de filtro en dirección radial y es descargada a través del
orificio de salida y viceversa durante los ciclos de flujo inverso
de limpiado, comprendiendo el dispositivo una pieza central montada
en su zona central con un espacio cilíndrico definido por la pieza
de filtro, comprendiendo la pieza central al menos un conducto
tubular que se extiende, por el interior, adyacente y a lo largo de
una línea generatriz de la pieza de filtro, estando el conducto
cerrado en un extremo y con libre comunicación con el orificio de
salida por el otro; una serie de boquillas asociadas al conducto de
forma que el agua que hay dentro del conducto bajo presión se
descarga en forma de chorros y una estructura de apoyo del filtro
configurada para permitir a su alrededor el giro libre de la pieza
de filtro; medios de válvula unidireccional adaptados para permitir
el flujo de agua filtrada desde la pieza de filtro hasta el orificio
de salida pero para impedir el flujo de agua de limpiado en
dirección inversa por la salida a través del filtro; una pieza fija
en un lado y una pieza desplazable en el otro lado del filtro;
medios para empujar la pieza desplazable contra la pieza de filtro
para sujetarla entre la pieza desplazable y la fija; medios de
activación hidráulica asociados a la pieza desplazable y medios
externos de presión controlable conectados funcionalmente a la pieza
desplazable, estando dispuestos de manera que cuando se produce una
orden de presión por parte de los medios de presión, la pieza
desplazable se separa de la pieza de filtro para liberarla de su
estado de apriete, y cuando se aplica el flujo de limpiado del
filtro, los chorros de agua rocían para limpiar la pieza de
filtro.
De acuerdo con una realización preferida de la
invención, la pieza central de filtrado está fabricada integralmente
mediante un proceso de moldeo de plásticos por inyección.
Estas y otras características constructivas y
ventajas adicionales de la presente invención se comprenderán más
claramente gracias la descripción de una realización preferida que
sigue a continuación, dada únicamente como ejemplo y en referencia a
los dibujos que la acompañan, donde:
La figura 1 es una vista en sección transversal
longitudinal de un dispositivo de filtrado de acuerdo con una
realización preferida de la invención que muestra el modo de
funcionamiento de filtrado normal.
La Fig. 2 es una vista en sección transversal
explosionada del conjunto de filtrado de la Fig. 1.
La Fig. 3 es una sección tomada a lo largo de la
línea 3-3 de la Fig. 1.
La Fig. 4 es una sección tomada a lo largo de la
línea 4-4 de la Fig. 1.
La Fig. 5 es una sección tomada a lo largo de la
línea 5-5 de la Fig. 1.
La Fig. 6 es una sección tomada a lo largo de la
línea 6-6 de la Fig. 1.
La Fig. 7 es una sección tomada a lo largo de la
línea 7-7 de la Fig. 1.
La Fig. 8 es una sección tomada a lo largo de la
línea 8-8 de la Fig. 1.
La Fig. 9 es una vista en perspectiva de la
válvula unidireccional de goma utilizada en el filtro de la Fig.
1.
La Fig. 10 muestra el dispositivo de filtrado de
la Fig. 1 en el modo de lavado por rotación con flujo inverso de
lavado.
Con referencia a la figura 1, el dispositivo de
filtrado designado generalmente 10 comprende una carcasa de dos
piezas, una primera pieza en forma de cúpula 12 y una segunda pieza
14 con los orificios de entrada y de salida.
Las piezas de la carcasa están montadas entre sí
de cualquier forma convencional tal como bandas de apriete o
similares (no mostradas). La segunda pieza de la carcasa 14
comprende un orificio de entrada 16, preferentemente con un primer
manguito para manómetro 18 para medir las condiciones de la presión
de entrada; y un orificio de salida 20 con un segundo manguito para
manómetro 22.
La pieza núcleo de filtro integral generalmente
designada 24 (ver figura 2) comprende los siguientes componentes de
subestructura: un tubo de comunicación de órdenes de presión 26 que
se extiende a lo largo del centro y que conduce hasta un conjunto de
sistema de ensamblaje de pistón hidráulico, generalmente designado
28, como será descrito a continuación; una formación de tres
conductos con boquillas 30a, 30b y 30c (ver figura 3) situados
excéntricamente, cada uno dotado de una pluralidad de boquillas
conformadoras de chorros denotados N; una estructura compuesta de
tres paletas soporte de filtro 32a, 32b, 32c; unas paredes cónicas
de cavidad asiento de válvula 34 (ver figura 2) con una pluralidad
de aberturas de descarga de agua S desplegadas alrededor de una
porción de pared intermedia; una brida de apoyo 36 como elemento de
fijación, combinada con un anillo montado sobre un tornillo de rosca
38; una primera cavidad cilíndrica 39; una segunda cavidad
concéntrica 40, formando esta última el cilindro de pistón 40 para
un pistón hidráulico o neumático 58, como será explicado más
abajo.
También deben mencionarse las tres aberturas 42
(sólo una es visible en las figuras 1 y 2) y los tres o más taladros
para tornillos 44, siendo el punto principal que la pieza central
24, así como todas las demás piezas y componentes detallados
anteriormente, pueden ser fabricadas sin dificultad, como una pieza
única, pieza sólida, con un moderno proceso de moldeo de plásticos
por inyección.
Ahora haremos referencia al sistema del conjunto
de cilindro hidráulico (o neumático) 28 que se ve en la figura 1, y
más claramente en las figuras 2, 7 y 8. En el presente ejemplo, éste
comprende el muelle helicoidal 52, comprimido entre el borde 54a de
la base perforada 54b del vástago en forma de cruz 54 (de forma que
el agua puede circular sin interrupción a su alrededor), y el disco
56 fijado por tornillos autorroscantes 56a en los taladros
preformados para tornillos 44.
El pistón 58 con la junta de estanqueidad 58a
(ver la figura 1) es deslizante dentro de la segunda cavidad
concéntrica que forma el cilindro de pistón designado 40. Una tapa
60 está colocada sobre el cilindro pistón 40, apretada al pistón 58
por una tuerca mariposa 62 fijada a la porción roscada 54c del
vástago en forma de cruz 54.
La tapa 60 tiene una brida de tapa 60a, que forma
la pieza complementaria de la brida de apoyo de la pieza fija 36 y
comprende el conjunto de pistón desplazable 28, consiguiendo la
liberación del apriete de la batería de discos de filtro designada
generalmente 70.
Refiriéndonos de nuevo al extremo superior de la
pieza central 24 del filtro (figuras 1, 2 y 6), se puede ver que el
anillo roscado de montaje 38 está acoplado a un manguito de montaje
intermedio 80 a través del anillo 82 (con las juntas tóricas 80a y
80b), y por tanto está montado en, y forma una extensión del
orificio de salida 20.
Entre ellas se encuentra un tubo en forma de
embudo, que sirve de válvula unidireccional 90, que se ajusta en las
paredes de asiento de válvula cónico 34 de la cavidad (ver figura 2)
que tiene tres patas de montaje 90a, 90 b y 90c (ver figura 9). Se
hacen tres recortes 90d, 90 e y 90f (no mostrado) de forma que en la
posición de montaje las aberturas de los tubos 30a, 30b, y 30c
quedarán abiertas mientras que las aberturas de descarga S de
las paredes asiento de válvula cónico 34 están selladas
elásticamente.
El montaje de la válvula en forma de embudo 90 se
consigue convenientemente mediante la inserción de las patas
90a-90c a través de las aberturas 42 producidas para
este fin durante el moldeo de la pieza central del filtro 24.
La válvula en forma de embudo de goma 90 está
hecha preferentemente de goma Látex o de material sintético elástico
equivalente.
Finalmente, el tubo conductor de órdenes de
control de presión 26 se extiende como una pieza tubular en forma de
L 80c, preferentemente moldeada junto con el manguito de montaje
intermedio 80 (ver la figura 6). La comunicación con la fuente (no
mostrada) de fluido a presión (hidráulico o neumático) se consigue
mediante el tubo de extensión 100 con el manguito 100a que se
proyecta desde la pared de la carcasa de los orificios de entrada y
de salida 14.
El funcionamiento del dispositivo de filtrado 10
se explicará ahora en referencia a las figuras de la 1 a la 10. El
agua a filtrar se introduce por el orificio de entrada 16, rodea la
pieza central del filtro integral 24 con la batería de discos de
filtro 70, penetra a través de la batería de discos 70, avanza su
paso a través de las aberturas de descarga S deformando hacia
adentro el manguito válvula con forma de embudo 90 y se descarga por
la salida 20.
Debe tenerse en cuenta que en esta etapa de
funcionamiento de filtrado normal, la presión que prevalece dentro
del filtro es la presión de la salida, es decir próxima a la
atmosférica, y que no se aplica presión de mando al sistema de
pistón 28. Por lo tanto la fuerza aplicada por la tapa 60 sobre la
batería de discos de filtro 70 es igual a la presión de entrada
(normalmente unas 3-5 atmósferas) multiplicada por
el área (proyectada) del pistón 58 más la fuerza del muelle
de compresión 52.
El ciclo de limpiado tiene lugar como sigue (ver
la figura 10). En primer lugar se interrumpe el flujo de entrada con
lo que el pistón 58 queda libre de la presión de entrada (mientras
que continúa aplicada la fuerza del muelle 52). Es la presión de
mando proporcionada por el sistema de control (no mostrado) a través
del manguito 100a, el tubo 80c, el tubo 26 y alrededor del vástago
en forma de cruz 54, la que origina el desplazamiento del pistón 58
(y de la tapa 60) hacia afuera (hacia la izquierda en el dibujo, ver
figura 10) y por tanto la liberación del apriete de la batería de
discos de filtro 70 del estado compacto anterior, como etapa
preparatoria a su limpieza por rotación.
El agua para limpiado se introduce por el
orificio de salida 20, entrando libremente por los conductos con
boquillas 30a-30c (ver la figura 2) y se descarga
por chorros inclinados contra los discos de filtro 70, con el fin de
realizar la operación de rotación y limpieza. Los discos pueden
girar libremente sobre los bordes de las tres paletas
32a-32c (ver la figura 3) (aunque la opción de
apoyar los discos directamente sobre los conductos con boquillas
30a-30c también está disponible).
El agua no alcanza el espacio interior de la
pieza central esqueleto porque la pared de la válvula elástica en
forma de embudo 90 queda presionada contra las paredes de asiento de
válvula en forma de embudo 34 de la cavidad, sellando las aberturas
de descarga S.
La operación de limpiado se completa por tanto
independientemente del nivel de presión del flujo inverso de
limpiado, en lo que concierne al desplazamiento de la pieza tapa 60,
a diferencia de los dispositivos según el estado de la técnica
anterior, incluyendo los de nuestra patente.
Por lo tanto, los expertos en la materia
apreciarán que la construcción propuesta según la invención es
ventajosa en el aspecto relevante de la tecnología de fabricación,
en el número de piezas y en el coste de montaje, y en la necesidad
de mantenimiento, principalmente debido a la estructura única de la
posición periférica de los tubos con boquillas 30 generadores de los
chorros.
Mientras que la descripción anterior contiene
muchos detalles, estos no deben ser tomados como limitaciones del
objeto de la invención, sino como ejemplos de las realizaciones
preferidas. Los expertos en la materia verán otras posibilidades que
están dentro de este objeto. En consecuencia, el objeto de la
invención debe ser determinado no sólo por la realización ilustrada
sino por las reivindicaciones que se adjuntan y sus equivalentes
legales.
Así por ejemplo incluso un solo conducto con
boquillas generador de chorros 30 puede ser suficiente, sin embargo
tres desde luego, son una construcción más simétrica y equilibrada.
Además, la función de soporte del giro puede ser realizada por los
conductos con boquillas 30 sin necesidad de disponer de las paletas
32.
Claims (3)
1. Dispositivo de filtrado de líquidos,
particularmente para instalaciones de agua para irrigación que
comprende:
- -
- una carcasa cilíndrica (10, 12) con un orificio de entrada (16) y un orificio de salida (20);
- -
- una pieza de filtro cilíndrica (70) instalada dentro de la carcasa de forma que durante la función de filtrado normal, el agua que fluye desde el orificio de entrada (16) hasta el orificio de salida (20) entra en la pieza de filtro (70) en dirección radial, y descarga por el orificio de salida (20), y viceversa durante los ciclos de flujo inverso de limpiado;
- -
- una estructura montada en el centro dentro del espacio cilíndrico definido por la pieza de filtro (70) y que forma un apoyo para la pieza de filtro (70) para posibilitar la rotación libre de ésta durante los ciclos de flujo inverso de limpiado;
- -
- una pieza fija (36) colindante con la pieza de filtro (70) en un lado axial del mismo;
- -
- un ensamblaje de cilindro y pistón (28) montado en dicha estructura, que comprende una pieza desplazable (60a) normalmente colindante con la pieza de filtro (70) en el otro lado axial de la misma;
- -
- medios de válvulas unidireccionales (90) efectivos en una primera posición de funcionamiento de éstos para permitir el flujo de agua desde el espacio cilíndrico definido por la pieza de filtro (70) hacia el orificio de salida (20), y en una segunda posición de funcionamiento de los mismos, para permitir el flujo de agua desde el orificio de salida (20) a dicho espacio; y
- -
- medios para permitir la entrada de un fluido a presión dentro del ensamblaje (28) donde la pieza desplazable (60a) se separa de la pieza fija (36) para permitir la mencionada rotación libre;
- -
- medios de generación de chorros dirigidos a la pieza de filtro para limpiarla durante los mencionados ciclos de flujo inverso de limpiado;
caracterizado porque se proporciona una
pieza central (24) formada integralmente que comprende:
- (a)
- la mencionada pieza fija (36);
- (b)
- al menos un conducto tubular (30a, 30b, 30c) que se extiende excéntricamente, a lo largo de una línea generatriz de la pieza de filtro (70) provista de una serie de boquillas para expeler los mencionados chorros en la dirección de la pieza de filtro (70) durante los mencionados ciclos de flujo inverso de limpiado del filtro;
- (c)
- una cavidad (40) en forma de cilindro para el pistón (58) del conjunto (28), estando acoplada la pieza desplazable (60a) al pistón (58); y
- (d)
- un tubo alargado (26) que se comunica por un extremo del mismo con la cavidad (40) y por el otro con los medios que permiten la llegada de fluidos a presión; y porque la pieza central (24) está formada con una cavidad en forma de cono (34) provista de aberturas (S), formando la cavidad (34) un asiento para la válvula unidireccional (90), hecha de un material elástico, en forma de embudo para que encaje en la cavidad (34) y por que tiene una porción de pared configurada para cerrarse de forma elástica sobre las aberturas (S), y porciones recortadas (90d, 90e, 90f) que dejan al descubierto las aberturas de los conductos (30a, 30b, 30c) para comunicarse con el orificio de salida (20).
2. Dispositivo tal como se reivindica en la
reivindicación 1 caracterizado porque la válvula (90) está
provista de al menos una pata que se extiende axialmente (90a, 90b,
90c), teniendo la pieza central (24) al menos un hueco (42)
configurado para acoger dicha pata para fijar la válvula (90) a la
pieza central (24).
3. Dispositivo tal como se reivindica en la
reivindicación 2 caracterizado también porque la pieza
central (24) comprende una estructura (32a, 32b, 32c) configurada
para apoyar libremente la pieza de filtro (70) una vez que la pieza
desplazable (60a) la libera.
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