相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年4月15日提交的名称为“自清洁过滤系统的控制机构”的以色列专利申请号258,698的权益,其通过引用整体并入本文而不引起否认。
本公开涉及过滤系统的自动自清洁领域,更具体地,涉及用于过滤系统的自动自清洁的控制系统。
背景技术:
影响过滤系统自清洁效率的一个因素是浪费在执行自清洁上的流体量(占流过系统的流体总量的百分比),例如水过滤系统中的淡水量。
因自清洁过程的不必要延长而超出有效清洁筛分构件所需要的时间,可能会导致自清洁水的过度浪费。
完全清洁筛分构件的持续时间取决于不稳定因素,例如自清洁期间供水系统中水的压力、筛分构件上氟化物和残留物的量及其性质。水压可能是不可预测的,因为它可能取决于可实时变化的因素,例如自清洁期间系统的耗水率,以及同时进行反冲洗的过滤器数量。类似地,取决于所过滤的原始流体及其中的颗粒,该氟化物的量和性质也可能是不可预测的。
在一些情况下,自清洁过滤系统的控制器可以配置为在预定的持续时间内激活清洁过程。设置持续时间可能具有挑战性,因为持续时间太短可能不足以进行全面清洁,另一方面,持续时间过长会导致不必要的流体浪费。
因此,以下公开的目的之一是提供过滤系统中自动自清洁过程的持续时间的优化。
技术实现要素:
本公开主题的一个目的是提供过滤系统中的自清洁过程的及时终止,在该过滤系统中,筛分元件(过滤器)由扫描仪(其通过筛分元件与相应的扫描仪之间的相对运动来扫描筛网)清洁,以最大程度地减少自清洁流体的浪费,并避免在扫描仪完成对筛分元件的扫描之前终止自清洁过程。
根据本公开主题的第一解决方案是确定筛分元件和扫描仪之间的相应位置的变化(由于扫描仪和筛分元件之间的相对运动导致的)是否已经结束,其中该确定至少基于自清洁流体的参数(例如压力、流速、透明度)没有实时变化的信号。
本公开主题的第一主要方面是包括位置跟踪器的过滤系统。位置跟踪器是一种配置为在自清洁过程期间生成指示扫描仪相对于筛分元件位置的信号的设备。
在根据本公开主题的各种实施方式中,过滤系统包括:过滤室;筛分元件,位于过滤室内;抽吸扫描仪,用于通过在自清洁过程激活时抽吸流体流过筛分元件而自清洁筛分元件;切换机构,配置为在满足条件时自动终止自清洁过程;位置跟踪器,配置为在自清洁过程中将指示抽吸扫描仪相对于筛查元件的位置的信号传递到切换机构,其中切换机构配置为基于所述信号确定是否满足条件。
在本公开主题的各种实施方式中,位置跟踪器包括移动体,该移动体联接至抽吸扫描仪的移动部,以在与过滤室的流体含量隔离的环境中移动到过滤室的外部,所述移动对应于抽吸扫描仪的移动部在过滤室内的线性运动。
在本公开主题的各个实施方式中,移动体包括在气缸内可线性移动的活塞。
在本公开主题的各种实施方式中,气缸联接至流体源,用于在自清洁过程激活之前用预定量的流体填充气缸。
在本公开主题的各种实施方式中,切换机构包括至少一个压力检测器,用于检测在自清洁过程中由活塞的运动状态引起的气缸内压力的变化。
根据本公开主题的第二解决方案是提供具有电子控制器的过滤系统,并将由位置跟踪器生成的信号传递到电子控制器,其中电子控制器配置为确定清洁过程是否基于至少位置跟踪器生成的信号来终止。
因此,在本公开主题的各种实施方式中,切换机构包括电子控制器,其中电子控制器包括与所述压力检测器的输出连通的输入端子。
在本公开主题的各个实施方式中,电子控制器还包括至少一个输入端子,用于监测第一压力和第二压力之间的实时差。
在本公开主题的各种实施方式中,至少一个输入端子包括第二和第三输入端子,其中第二输入端子与压力传感器的输出连通,该压力传感器配置为监测进入过滤室的未过滤流体的压力,其中第三输入端子与压力传感器的输出连通,该压力传感器配置为监测离开过滤室的经过滤流体的压力。
在本公开主题的各种实施方式中,电子控制器配置为监测由第二压力传感器监测的压力与由第三压力传感器监测的压力之间的压差,以在压差已超过预定阈值之后启动自清洁过程,并在压力检测器检测到气缸内压力的预期变化时终止自清洁过程。
在本公开主题的各种实施方式中,切换机构包括信号装置,该信号装置配置为在自清洁过程中当移动体相对于信号装置到达预定位置时,改变信号装置的输出中的信号。
在本公开主题的各种实施方式中,移动体配置为在移动体到达预定位置时触摸信号装置的致动器。
在本公开主题的各种实施方式中,信号装置包括用于确定移动体是否已经到达预定位置的光电传感器、电场传感器或磁场传感器中的至少一种。
在本公开主题的各种实施方式中,切换机构包括电子控制器,其中电子控制器包括与信号装置的输出连通的输入端子,其中信号装置配置为在自清洁过程中当移动体相对于信号装置到达预定位置时,改变信号装置的输出中的信号。
本公开主题的第二主要方面是一种用于在过滤系统中启动和终止自清洁过程的电子控制器。根据本发明的各个实施方式,提供了用于启动和终止自清洁过程的电子控制器作为过滤系统的一部分,该过滤系统包括在其间具有可修改的相应位置的抽吸扫描仪和筛分元件,并且所述电子控制器包括:第一输入端子,用于接收指示抽吸扫描仪相对于筛分元件的位置的信号;至少一个额外的输入端子,用于接收指示第一流体压力和第二流体压力之间的压差的信号;其中电子控制器配置为监测第一和第二流体压力之间的压差,并且在压差已超过预定阈值之后输出激活信号;其中电子控制器配置为基于指示抽吸扫描仪相对于筛分元件的位置的信号输出终止信号。
在本公开主题的各种实施方式中,所述至少一个额外的输入端子包括用于接收指示第二流体压力的信号的第二端子,其中所述至少一个额外的输入端子还包括用于接收指示第三流体压力的信号的第三端子。
在本公开主题的各种实施方式中,电子控制器还包括计时器,并且配置为根据时间计数和压差两者来输出激活信号。
在本公开主题的各种实施方式中,电子控制器还包括用于对输出的激活信号数量进行计数的计数器,并且配置为根据压差和输出的激活信号数量的计数两者来输出激活信号。
在本公开主题的各种实施方式中,电子控制器还包括计时器,并且配置为根据指示抽吸扫描仪相对于筛分元件的位置的信号和从预定事件开始经过的时间两者来输出终止信号。
在本公开主题的各种实施方式中,电子控制器配置为将指示抽吸扫描仪相对于筛分元件的位置达到预定值的信号作为事件而输出终止信号。
在本公开主题的各种实施方式中,电子控制器配置为将激活信号的最近输出作为事件而输出终止信号。
在本公开主题的各种实施方式中,指示抽吸扫描仪相对于筛分元件的位置的信号是指示第三流体压力的信号。
在本公开主题的各种实施方式中,第三流体压力受到由活塞施加的压力的影响,该压力导致在抽吸扫描仪和筛分元件之间的相对线性移动。
在本公开主题的各个实施方式中,在过滤系统中的过滤室的入口处监测第一流体压力,其中在过滤室的出口处监测第二流体压力,由此第一流体压力和第二流体压力受到流过筛分元件的流体的影响,从而表明筛分元件的过滤效果,其中在与过滤室的入口和出口分开且没有流体连通的位置处测量第三流体压力。
本公开主题的第三主要方面是一种用于在具有过滤室的过滤系统中控制自清洁过程的方法。在本公开主题的各种实施方式中,该方法包括:在执行自清洁过程时,获得第三流体压力,其中在与过滤室的入口和出口分开且没有流体连通的位置处测量第三流体压力;响应于第三流体压力低于预定阈值,使自清洁过程停止。
在本公开主题的各种实施方式中,该方法还包括:获得压差,其中压差是第一流体压力和第二流体压力之间的差,其中第一流体压力是在过滤系统的入口处所测量的压力,其中第二流体压力是在流体流过过滤元件之后在过滤室的出口处测量的压力;响应于确定压差高于第一阈值,使自清洁过程开始。
在本公开方法的各种实施方式中,所述使自清洁过程开始的步骤包括:打开排放阀并切换锁止阀,其中所述使自清洁过程停止的步骤包括:关闭排放阀并切换锁止阀。
在本公开方法的各种实施方式中,所述获得压差包括获得第一流体压力和第二流体压力;以及计算压差。
在本公开方法的各种实施方式中,第一流体压力由与过滤系统的入口流体连通的第一压力传感器确定;其中第二流体压力由与过滤室的出口流体连通的第二压力传感器确定;并且其中第三流体压力由与过滤室的入口和出口分开且没有流体连通的位置流体连通的第三压力传感器确定。
在本公开主题的各个实施方式中,其中自清洁过程由扫描过滤元件的抽吸扫描仪执行,该方法包括:在执行自清洁过程的同时,获得第三流体压力,其中第三流体压力是在与过滤室的入口和出口分开且没有流体连通的位置处测量的;基于第三流体压力,计算抽吸扫描仪相对于过滤元件的位置;根据抽吸扫描仪的位置,确定扫描完成;并且响应于扫描完成,使自清理过程停止。
在本公开主题的各种实施方式中,该方法还包括:获得压差,其中压差是第一流体压力和第二流体压力之间的差,其中第一流体压力对应于在过滤系统的入口处的压力,其中第二流体压力对应于流过过滤元件的流体在过滤室的出口处的压力;响应于确定压差高于第一阈值,使自清洁过程开始。
在本文公开方法的各种实施方式中,所述使自清洁过程开始的步骤包括:打开排放阀并切换锁止阀,其中所述使自清洁过程停止的步骤包括:关闭排放阀并切换锁止阀。
附图说明
通过结合附图进行的以下详细描述,将更充分地理解和明白本公开的主题,在附图中,对应或相似的数字或字符指示对应或相似的组件。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,并且不限制本公开的范围。在附图中:
图1a示出了根据本公开主题的一些实施方式的自清洁过滤系统的示例性实施方式的示意图,该系统示出为在其过滤操作模式期间;
图1b示出了在自清洁操作模式开始时的图1a的系统;
图1c示出了在自清洁过程结束时,即将重置并处于图1a所示的过滤模式位置之前的图1a的系统;
图2a示出了根据所公开主题的一些实施方式的用于执行自清洁方法的流程图;并且
图2b示出了根据所公开主题的一些实施方式的用于执行自清洁方法的流程图。
具体实施方式
图1a-1c示出了根据本公开主题的一些实施方式的过滤系统100的示例性实施方式的三个示意图,分别处于在系统的操作周期中通常可能发生的三种情况下。图1a示出了在其过滤操作模式期间的系统。图1b示出了在自清洁操作模式(也称为“自清洁过程”)开始时的系统。图1c示出了在自清洁过程结束时,即将重置并处于图1a所示的过滤模式位置之前的系统。
过滤系统100包括过滤室101、预过滤器(粗筛)102、位于过滤室101内的筛分元件(细筛)103、抽吸扫描仪104,所述扫描仪104包括主管104m和至少一个喷嘴104n,用于在自清洁过程激活时通过抽吸流体流过筛分元件而自清洁筛分元件、以及切换机构,所述切换机构配置为在满足条件时终止自清洁过程。
在本公开主题的各种实施方式中,抽吸扫描仪104和筛分元件103中的一个配置为在自清洁过程中相对于另一个线性移动。扫描仪和筛网之间的相对线性运动(根据设计,可以与抽吸扫描仪104和筛分元件103之间的旋转运动相结合)允许通过抽吸筛分元件的整个范围而进行扫描和清洁。当将它们在自清洁过程激活之前的相对位置与它们在成功的自清洁终止时的相对位置进行比较时,两个元件之间的位置在预定的线性偏移中进行相对运动。
在自清洁过早终止的情况下,即在完全清洁之前,它们的相对位置之间的部分线性偏移在自清洁过程的激活时刻和自清洁过程的终止时刻可能会发生范围扫描。过早终止可能是希望的,例如在自清洁过程超过了预定义的最大时间限制的情况下。
在本公开主题的各种实施方式中,抽吸扫描仪的线性移动部是抽吸扫描仪的主管104m,所抽吸的污物通过该主管104m传送到排出口116。在所公开的主题中,抽吸扫描仪104相对于过滤室是静止的。在这样的实施方式中,筛分元件103配置为相对于过滤室和抽吸扫描仪线性地移动,从而构成抽吸扫描仪的移动部,位置跟踪器的移动体可以联接到该移动部以用于监测抽吸扫描仪和筛分元件之间位置的线性偏移的目的。
在本公开主题的各种实施方式中,为了满足条件,需要记录指示筛分元件103和抽吸扫描仪104之间的相应线性偏移的信号的预定变化,同时有、没有或替代满足其他标准。
在本公开主题的其他各种实施方式中,为了满足条件,基于指示筛分元件103和抽吸扫描仪104之间的相应线性运动的信号计算的值需要超过表示筛分元件103与抽吸扫描仪104之间的相应线性偏移的量的预定阈值,同时有、没有或替代满足其他标准。
用于确定条件是否满足的信号可以由位置跟踪器106生成,该位置跟踪器106的移动体106p联接到抽吸扫描仪104的移动部104m,以在与过滤室的流体含量隔离的环境106c中移动到过滤室101的外部,其中所述移动对应于抽吸扫描仪的移动部在过滤室内的运动。
在本公开主题的各种实施方式中,清洁过程的终止可以基于额外标准。自动终止自清洁过程要满足的额外标准可以包括以下一项或多项:(i)从记录信号中预定变化的时间起经过预定时间;(ii)从最近一次自清洁过程激活起经过预定时间;(iii)分别从筛分元件103的相对侧(上游和下游)测量的第一压力p1和第二压力p2之间的压差已经达到预定值;(iv)已经记录分别从筛分元件103的相对侧测量的第一压力p1和第二压力p2之间的压差的预定变化。
在所示的实施方式中,用于揭示筛分元件103与抽吸扫描仪104之间的偏移的信号是在位置跟踪器106的出口106t中可测量的流体压力p3。
在所示的实施方式中,切换机构包括联接到机电式锁止阀115的电子控制器105。锁止阀115具有第一状态,其中流体出口115e与第一流体入口115f流体连通,和第二状态,其中流体出口115e与第二流体入口115c流体连通。另外或可替代地,可以利用其他形式的阀,诸如ac阀、dc阀、dc锁止阀或电磁阀等。
锁止阀115的出口115e通过管线107与位置跟踪器106t的入口流体连通。
位置跟踪器106包括可在气缸106c内移动的活塞106p。活塞联接至抽吸扫描仪104的线性移动部104m并与其共线性移动。
在本发明的各个实施方式中,排放室111在过滤室101和气缸106c之间分隔。排放室111的近端连接至过滤室101的靠近筛分元件103的端部103e的一端,以被抽吸扫描仪104扫描,以接近自清洁过程的终止。气缸106c连接至排放室111的与所述近端相反的远端。位于抽吸扫描仪104的主管104m的端部的抽吸扫描仪的排出口104d通向排放室。在本公开主题的各种实施方式中,涡轮120配置为借助于从由扫描仪抽吸的排放流体的流中提取的动能来旋转抽吸扫描仪,该涡轮120容纳在排放室111中并且连接到抽吸扫描仪的主管104m的顶端。
抽吸扫描仪的一个或多个抽吸喷嘴104n可以在抽吸扫描仪的主管104m与筛分元件103的内表面之间延伸,使得喷嘴的进气口接触或几乎接触筛分元件103的多孔内表面。在某些示例性实施方式中,在确保全范围抽吸扫描期间完全覆盖筛分元件103的设计中,喷嘴可以沿着主管104m成角度或线性地间隔开。在一些示例性实施方式中,抽吸扫描仪104可以配置为在扫描筛分元件103的同时以螺旋状的轨迹移动抽吸喷嘴104n。另外或可替代地,抽吸喷嘴104n可以成形为盘状,从而同时接合整个筛分元件103的圆柱形部分的内圆周。在这样的实施方式中,抽吸扫描仪104可以围绕其轴线旋转或不旋转。抽吸喷嘴104n的线性移动可以提供对过滤器元件103的完全扫描。在一些示例性实施方式中,抽吸扫描仪的主管104m可以设置有单个纵向延伸的喷嘴,该喷嘴具有沿一定范围的筛分元件平行于主管而延长的进气口,其中扫描筛分元件的整个范围可以通过沿着螺旋形轨迹的单个喷嘴的进气口来实现。
在本公开主题的各个实施方式中,排放室111包括与排放阀118流体连通的排放口116。在本公开主题的各个实施方式中,排放阀118通过抽气管(未显示)连接至排放环境(例如收集箱或例如自由大气)。
在本公开主题的各种实施方式中,自清洁的激活包括打开排放阀118。排放阀通过排放口116、排放室111和抽吸扫描仪104的主管104m(其出口104d在排放室中敞开)与筛分元件103的内部多孔表面流体连通。由于过滤室101中的流体压力大于排放阀118打开的排放环境中的压力,因此来自过滤室的流体可被抽吸到抽吸扫描仪104的喷嘴的抽吸口中,从而清洁过滤元件103并且通过主管104m、排放室111和排放阀118排放去除的污物。
一旦通过抽吸扫描仪的主管104m建立流体流,由于从主管104m顶部的开口104d出来的排放流提供的动能,连接在主管顶部的涡轮120开始旋转,从而使位于筛分元件第一端的筛分部分103b受到抽吸和清洁,并可以启动扫描仪104的线性运动,并由位置跟踪器106进行跟踪。
对于要跟踪的位置,气缸106c的朝向活塞106p第一侧、远离过滤室101的一端的流体压力p3通过管道108从位置跟踪器的排出口连通到电子控制器105。
在所示的实施方式中,抽吸扫描仪104的移动部是主管104m。位置跟踪器106的活塞106p通过活塞杆106r连接到抽吸扫描仪104的主管104m。
在本公开主题的各个实施方式中,活塞杆106r可枢转地联接至抽吸扫描仪(在所示实施方式中,活塞106p通过涡轮120联接至扫描仪104,其中活塞杆106r具有端部且涡轮120具有突出到杆的中空部分中的轴向销钉),从而允许抽吸扫描仪104自由旋转,而无需活塞106p旋转。因此,抽吸扫描仪104和活塞106p可以在抽吸扫描期间线性地换气,而仅抽吸扫描仪旋转。
在操作的过滤模式期间(图1a),锁止阀115处于所述第一状态。在锁止阀的第一状态下,入口115f连接至出口115e,因此,阀115将从锁止阀入口115f供应的高压流体hp连通至气缸106c。高压流体大于过滤室101内部的压力流体,后者从其第二侧(活塞朝向过滤室的一侧)挤压活塞,从而如图1a所示,使活塞106p保持更靠近过滤室并全冲程远离气缸端106e。
控制器105配置为手动地(例如通过要由用户按下的按钮)或者在检测到上游压力p1和下游压力p2之间的预定压力差时将过滤系统100转变为自清洁模式。控制器105可以进一步配置为周期性地将过滤系统100转换成自清洁模式,例如在从成功终止先前的清洁过程开始计数的预定时间间隔t1时,或者当控制器识别出终止是由于不适当的外部条件导致的(例如在清洁过程中偶尔会出现上游压力的严重下降),而不是由于自清洁机构的故障造成的情况下,从失败终止先前的清洁过程开始计数的预定时间间隔t2时。
上游压力p1可在例如过滤室102的入口101i附近的压力采样口t1、筛分元件103的入口侧(通过粗筛102与过滤室的入口101i流体连通)中测量,并且可以通过线105p1连通到控制器。下游压力p2可在筛分元件103的出口侧(例如过滤室102的出口101e附近的压力采样端口t2,通过管线105p2连接至控制器)中测量。
在本公开主题的一些实施方式中,控制器105配置为通过一对专用压力计测量两个所述压力并计算压差。在一些实施方式中,通过压差计检测压差,并且仅将压差传送至控制器。不管检测压差的方法如何,控制器105均可配置为每当压差超过预定阈值时就激活自清洁过程。阈值可以指示在筛分元件103上累积的氟化物并减小其开口面积。因此,当达到阈值时,可以执行自清洁过程以提高去除滤出物之后的筛分元件103的有效性。
在通过打开排放阀118激活自清洁过程之后,控制器将切换命令发送到锁止阀115,并且锁止阀将阀入口115f与阀出口115e断开,并将阀入口115c连接到阀出口115e,如图1b所示。
在本公开主题的各种实施方式中,通过阀入口115c供给的流体压力向大气开放,从而将大气压力传递到气缸106c的入口。排放室111内的流体压力大于大气压。因此,如图1b所示,活塞106p开始沿远离过滤室101的方向移动到气缸106c。
在本公开主题的各种实施方式中,电子控制器配置为将锁止阀115的切换命令延迟预定的时间量,该预定的时间量是从输出通过打开排放阀118而启动自清洁的排放命令的时间开始计算的。延迟可以被优化以允许在抽吸扫描仪的线性运动开始之前允许抽吸扫描仪104的至少一个完整旋转,从而提供对筛分元件第一端部的全范围清洁。
气缸106c的端部中的压力p3响应于活塞106p的运动,因为活塞的运动压在位于活塞第一侧和气缸端部(其中监测压力p3)之间的气缸106c中的流体含量上。
在本公开主题的各种实施方式中,电子控制器105编程为基于由连接有管道107的压力计测量的压力p3的当前值,计算活塞相对于气缸的当前位置(其反映了抽吸扫描仪104相对于筛分元件103的位置)。指示压力值的电子信号由压力计输出到电子控制器中的各个电路。
在本公开主题的各种实施方式中,控制器以每给定压力p3的从汽缸106c排出的流体的速率进行预编程(或以活塞的位置根据时间和压力p3的表进行预编程),因此可以基于实际压力p3和从将锁止阀115切换到自清洁模式起经过的时间来计算(或确定)活塞106p的位置。
在本公开主题的各种实施方式中,构成位置跟踪器的一部分的同一气缸还用于控制抽吸扫描仪104相对于筛分元件103的线性运动。在所示的实施方式中,位置跟踪器106不仅用于跟踪抽吸扫描仪104的线性运动,而且用于推动线性运动。此外,在线性运动比期望的(如预编程的那样)更快的情况下,电子控制器可以在清洁过程中切换锁止阀115,以在自清洁过程中多次停止抽吸扫描仪104的线性运动,同时保持抽吸扫描仪的旋转运动(通过保持排放阀118开启)。
在本公开主题的其他各种实施方式中,电子控制器配置成识别压力p1何时下降到预定阈值以下,从而识别活塞冲程已经完成。在一些示例性实施方式中,当活塞冲程完成时,即活塞接近其冲程的末端并且最接近气缸106c的端部106e时,它停止挤压气缸中的流体残余物,并且气缸中的压力可能会变得等于由锁止阀通过入口115v传递的大气压。所述预定压力值可以被认为是对于当前的自清洁过程,抽吸扫描仪已经完成其线性运动的标识。在一些示例性实施方式中,预定压力可以是高于大气压的压力。例如,预定压力可以是指示活塞冲程接近其完成的压力,其中仍施加相对较小的压力。
应当理解,容纳在气缸端部106e和活塞106p之间的气缸106c内的流体与容纳在过滤室101中的流体的动力学基本隔离,因此允许通过监测压力p3来无噪声地跟踪筛分元件103和抽吸扫描仪104之间的线性偏移。在本公开主题的各种实施方式中,电子控制器105配置为将压力p1和p2的监测用于补充计算并且用于双重检查从监测p3揭示的位置数据。在一些示例性实施方式中,在抽吸扫描仪104移动期间在p1和p2处监测的压力可能会受到清洁过程的影响,因此可能不足以清楚和准确地发出清洁过程已去除滤出物并且筛分元件103重新获得期望的有效性水平的信号。使用监测到的p3压力,可以克服仅依靠p1和p2的这种缺点。
图1c示出了抽吸扫描仪104的位置接近自清洁过程的终止,最左边的喷嘴104n位于筛分元件的端部103e的前面,并且主管的基本轴线104a几乎从粗滤器102完全抽出。活塞106c全冲程进入气缸106c,并且压力p3下降到从锁止阀115的入口115c连通到气缸的大气压。在识别到压力p3变化时,电子控制器105在预定的时间延迟之后输出自清洁终止命令,在此期间抽吸扫描仪104可以完成至少一次旋转,从而确保完全清洁筛分元件的端带103e。自清洁终止命令包括通过电线105d传送到排放阀118的关闭信号,以及通过电线105v传送到锁止阀115的切换信号。高压hp通过油箱106c传递到气缸106c。锁止阀115驱动活塞从气缸的端部106e向后全冲程远离,从而将系统100复位到图1a所示的位置。
在本公开主题的各个实施方式中,位置跟踪器的单个移动体(例如活塞106p)通常联接至相应的多个抽吸扫描仪的多个线性移动部并与其共线性移动,以同时清洁多个筛分元件。电子控制器105因此可以从单个位置跟踪器接收信号,其中所述信号指示多个筛分元件和相应的多个抽吸扫描仪之间的相应的线性偏移。电子控制器105由此可以配置为在满足条件时终止多筛分过滤系统的正在进行的清洁过程,类似于其配置为终止单个筛分元件的清洁过程的方式。同样,同一电子控制器105可以配置为在多筛分过滤系统的上游和下游之间检测到压差超过预定阈值时激活清洁过程。
在一些示例性实施方式中,多筛滤系统可以包括单个水力涡轮和用于激活多个抽吸扫描仪的齿轮。另外或可替代地,可以使用多个涡轮,其各自激活相应的抽吸扫描仪。
图2a示出了根据所公开主题的一些示例性实施方式的用于通过筛分元件执行流体过滤、执行筛分元件的自清洁以及终止自清洁的方法的流程图。
在步骤200,提供过滤系统的入口和出口之间的流体流。流体流过筛分元件,该筛分元件过滤入口中接收的原始流体,并通过出口提供处理后的流体。在一些示例性实施方式中,通过筛分元件103在入口101i和出口101e之间提供流体流。
在一些示例性实施方式中,例如基于对流体压力差的检测来自动确定自清洁过程(205)。另外或可替代地,可以手动激活自清洁过程。
在步骤205,监测p1减去p2的压差。p1是在系统的过滤室101的流体入口101i处或附近的压力值。p2是在过滤室101的流体出口101e处或附近的压力值。当压差值dp超过预定阈值时,系统将事件解释为指示筛分元件103过于堵塞,需要激活清洁过程去除其中的滤出物和残留物。
在本公开主题的各个实施方式中,过滤系统的控制器105可以配置为每当在步骤205中进行的检测显示出积极的确定时,或者当清洁过程正在进行时,就提供警报。警报可以例如以闪烁的led灯、蜂鸣声、出现在控制器上的文本消息、发送到控制器管理员的移动设备的文本消息等形式提供。
在步骤210,打开并开放排放阀118。在所公开主题的一些实施方式中,激活是自动的,例如使用电子控制的漏极。在所公开主题的其他实施方式中,激活是手动执行的,例如通过用户按下按钮使排放阀118打开。
在方法步骤210中打开排放阀118之前或期间,可以由控制器105自动或由用户手动关闭入口101i和出口101e中的任何一个。对于在步骤210中开始的自清洁步骤,用于清洁的加压流体可以被连通到过滤室101的入口101i或出口101e。
一旦排放阀118打开,低(例如大气压)压力通过排放阀连通至排放室111的排放口116,并且一部分流体进入过滤室的入口101i,从而被抽吸到抽吸扫描仪104的一个或多个喷嘴104n中,其主管104m在其端部104d处通向排放室111。
在所公开主题的一些实施方式中,通过抽吸扫描仪的开口104d输出的流体流驱动连接到主管104m的顶端的涡轮120旋转,从而使抽吸扫描仪104旋转并使得喷嘴104n的进气口扫描筛分元件103的内表面,同时通过筛网抽吸流体并过滤掉其内表面。
在步骤220,可以对从上一步骤起经过的时间进行计数,以在进行下一步骤230之前引起延迟。经过时间的计数可以包括在0到预定的秒数(例如0.5至5秒)之间的计数td1(时间延迟1),这取决于抽吸扫描仪104在开始线性移动之前围绕筛分元件103旋转要花费的清洁过程的所需部分(对应于大约多少转)。
在完成对td1的计数后,可以执行步骤230。
在步骤230中,切换锁止阀115,以使抽吸扫描仪104相对于筛分元件103线性移动。锁止阀115的状态可以切换到图1b所示的位置,从而启动抽吸扫描仪104的直线运动,以及活塞106p在气缸106c内的共移动。
在步骤240,监测气缸106c的端部106e附近的压力p3。
在步骤250,确定p3的值是否已达到指示活塞106p的冲程在气缸106c内期望完成的阈值,这又可以指示抽吸扫描仪104相对于筛分元件103的线性运动完成。
另外或可替代地,如图2b所示,在步骤242中,基于p3的监测值(240),可以执行计算。该计算可以估计抽吸扫描仪104相对于筛分元件103的相对线性位置。在步骤242中计算的估计位置可以在步骤252中用于确定估计位置是否为最终期望位置。
一旦根据图2a例示的第一组实施方式,p3已经达到的阈值,或者根据图2b所例示的第二组实施方式,步骤242中进行的计算在步骤252中揭示了抽吸扫描器104相对于筛选元件103已达到最终线性位置,该方法继续进行。
在步骤260,可以计算经过的时间td2(时间延迟2)。td2可以是持续时间,其中在方法步骤270和280中终止之前,抽吸扫描仪可以继续其旋转以进行清洁过程的期望部分(在0与预定秒数之间)。在所公开主题的各种实施方式中,清洁过程的终止可以成功实现,而不管步骤270和280之间的执行顺序如何(也可以在步骤270之前的步骤280中执行,或者同时执行两者)。在方法步骤270中,通过关闭排放阀118来终止清洁过程,从而关闭流过抽吸扫描仪104的流体流。在步骤280中,将锁止阀切换回其初始位置,从而将系统重置为操作的过滤模式,并转到步骤205。
在所公开主题的各种实施方式中,可以包括以下步骤:基于p1和p2之间的压差,在允许激活下一个清洁过程之前,对预定时间的经过进行计数。
在所公开主题的各个实施方式中,方法步骤250和252(取决于所涉及的实施方式组)还可以包括对预定时间的经过进行计数,然后甚至在p3没有达到阈值的情况下(步骤250)或者在计算(步骤242)没有揭示出抽吸扫描仪已经到达其最终位置的情况下(步骤252)跳至步骤260(或步骤270),例如由于在抽吸扫描仪104和筛分元件103之间产生相应运动的机构中的故障引起。
在本公开主题的各种实施方式中,对压力p3的检测伴随着或替代为通过监测产生电输出的信号装置来代替,该信号输出对应于或允许通过计算来揭示移动体的位置偏移。移动体可以联接至抽吸扫描仪的运动部分,使得可以基于电输出来显示抽吸扫描仪104相对于屏蔽元件103的相应位置。在本公开主题的一些实施方式中,信号装置可以包括至少一个光电传感器,用于光学地确定移动体是否已经到达预定位置(光电传感器,例如光伏电池可以配置为响应于在光电二极管和led之间的视线被移动体穿过时的发光二极管的照明变化)。在一些实施方式中,信号装置可包括至少一个致动器,例如在移动体已经到达预定位置时将由移动体接触的电开关。在一些实施方式中,信号装置可以包括至少一个电场(例如电容)传感器或磁场(例如感应)传感器,用于基于电容、电感、或电流或电压的变化来确定移动体是否已经到达预定位置,该变化由包含或构成相关传感器的第一部件的移动体与构成相关传感器的第二部件的固定元件之间的距离变化引起。
因此,步骤242中的计算以及步骤250和252中的确定可以考虑信号装置生成的信号来执行。
在此使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的,并且不旨在限制所公开主题。如本文所用,单数形式“一个”、“一种”和“该”也意图包括复数形式,除非上下文另外明确指出。将进一步理解,术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时,指定存在所述特征、整数、步骤、操作、要素和/或组件,但不排除存在或一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、组件和/或其组的添加。
所附权利要求中的所有装置或步骤加上功能元件的对应结构、材料、作用和等同物旨在包括用于与具体要求保护的其他要求保护的元件组合地执行功能的任何结构、材料或作用。已经出于说明和描述的目的呈现了本公开主题的描述,但并不意图是穷举的或将本公开主题限于公开的形式。在不脱离所公开主题的范围和精神的情况下,许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述实施方式是为了最好地解释所公开主题的原理和实际应用,并使本领域的其他普通技术人员能够理解所公开主题的各种实施方式具有各种修改,适合于预期的特定用途。
附图中的流程图示出了根据本公开主题的各个实施方式的系统、方法和产品的可能实现的架构、功能和操作。在一些替代实施方式中,方框中指出的功能可以不按图中指出的顺序发生。例如,取决于所涉及的功能,实际上可以基本上同时执行连续示出的两个框,或者有时可以以相反的顺序执行这些框。