自洁式过滤装置

本发明涉及过滤装置技术领域。

背景技术：

超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。

目前市面上的净水器和直饮机很多应用的就是超滤技术，中空纤维超滤管是广泛应用于净水的一种超滤膜，中空纤维超滤管的管壁上布满微孔，能够截留众多杂质，从而实现对水的过滤。

采用中空纤维超滤管有内压式和外压式两种过滤方式，内压式是使原水从纤维管内腔流入，过滤后的水从管壁上的微孔流出，杂质被截留在管腔内，外压式是使原水从纤维管外侧流动，过滤后的水从管壁上的微孔流入，并沿纤维管的内腔流走，而杂质则被截留在纤维管外壁。

显然，外压式过滤的方法使杂质附着到纤维管外壁，相比内压式而言更易于清洗，因此应用更广。然而即使是外压式过滤，杂质污垢等也会逐渐堆积粘附在纤维管外壁，需要定期清洁，但是仅使用水冲的方式清污效果不佳，难以将一些粘附较为牢固或者体积较小的污垢冲下来，因此为了清洁干净，目前依旧需要定期将中空纤维超滤管取出并手动搓洗，浪费人力，存在使用缺陷。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种自洁式过滤装置，其能够实现中空纤维超滤管的自洁效果，无需手动搓洗，增强便捷性。

本发明采用的技术方案是：提供一种自洁式过滤装置，包括机身，机身左端密封固定有封盖，封盖左端和机身右端均开有通口；机身右端固定连通有进水口，还包括填装在机身内的清洁颗粒、用于驱动清洁颗粒运动的驱动机构；清洁颗粒内部包裹有磁粒；机身内设置有过滤主体机构和辅助连接机构；

所述的过滤主体机构包括均匀分布在机身内的中空纤维超滤管、同轴设置在机身内部左侧的阻液板、同轴设置在机身内部右侧的封堵板；中空纤维超滤管左部固定贯穿阻液板，右端与封堵板密封固定；相邻的中空纤维超滤管之间的间距大于清洁颗粒的外径；

所述的辅助连接机构包括套接固定在阻液板左侧的集液罩、同轴对应设置在封堵板右侧的安装板；中空纤维超滤管左端伸入集液罩内；集液罩左端固定连通有净水口；安装板右侧通过连接架连接有排污口；净水口对应穿过封盖左端的通口；排污口对应穿过机身右端的通口；净水口外和排污口外均螺纹套接有密封端盖；排污口内部左端套接固定有用于阻挡清洁颗粒的阻隔孔板；封堵板与安装板之间通过若干均匀分布的弹簧连接；封堵板右端固定有振动电机。

进一步优化本技术方案，自洁式过滤装置的驱动机构为轴向水动力驱动机构；轴向水动力驱动机构包括固定在机身外壁的水泵、套接固定在机身内部左侧环状的导流壳、套接固定在机身内部右侧环状的汇流壳；水泵的排水口通过排水管与导流壳连通，水泵的吸水口通过吸水管与汇流壳连通；导流壳右端沿周向均匀分布有射流孔；汇流壳内环面沿周向均匀分布有吸液孔；汇流壳内环面上对应套接固定有用于阻挡清洁颗粒的阻隔网。

进一步优化本技术方案，自洁式过滤装置的驱动机构为周向水动力驱动机构；周向水动力驱动机构包括套在机身内且呈筒状的搅动框架；搅动框架左右两侧均与机身同轴转动连接；搅动框架右端内套接固定有叶轮；叶轮中部开有贯穿孔；所述的排污口对应穿过贯穿孔。

进一步优化本技术方案，自洁式过滤装置的驱动机构为内置磁动力驱动机构；内置磁动力驱动机构包括分别套接固定在机身内部左右两侧的塑料保护壳；塑料保护壳内均套有环形电磁铁；环形电磁铁均与交流电源电性连接。

进一步优化本技术方案，自洁式过滤装置的驱动机构为外置磁动力驱动机构；外置磁动力驱动机构包括套接固定在机身外部的电磁线圈；电磁线圈外套接固定有塑料封装壳；电磁线圈与交流电源电性连接；机身为磁性材料。

本发明的有益效果在于：

1、驱动机构用于驱动清洁颗粒运动，中空纤维超滤管之间的间距用于使清洁颗粒通过，通过清洁颗粒在中空纤维超滤管之间的运动，能够与中空纤维超滤管外壁碰撞、摩擦，从而实现对中空纤维超滤管的刮刷效果，能够有效除去中空纤维超滤管外壁的污垢，清洁效果好。

2、中空纤维超滤管右端与封堵板密封固定，左部密封贯穿阻液板，且阻液板密封套接固定在集液罩内，集液罩固定连通净水口，使得中空纤维超滤管只暴露出外壁，不暴露出端口，通过进水口进入的水只会从中空纤维超滤管的外壁进入管腔，而不会从端口进入，保证了对水的顺利过滤，而且中空纤维超滤管左端伸入到集液罩内，通过集液罩便于对过滤后的水进行汇集，方便从净水口顺利排出。

3、封堵板与安装板之间通过若干均匀分布的弹簧连接，封堵板右端固定有振动电机，振动电机能够带动中空纤维超滤管晃动，实现中空纤维超滤管在水中的涮洗，增强清洁效果，另外，通过中空纤维超滤管的晃动，能够增益中空纤维超滤管与清洁颗粒的碰撞、摩擦效果，进一步提高了清洁效果；弹簧起到缓冲作用，缓冲机身受到的振动。

4、传统的外压式净水装置通常是将中空纤维超滤管弯折，使中空纤维超滤管的两个端口处于同一侧，并将该侧密封固定，而弯折处的另一侧则不做固定，这种结构会导致清洁颗粒与中空纤维超滤管接触时，中空纤维超滤管很容易被清洁颗粒推移，影响清洁颗粒与其产生的摩擦碰撞力度，导致影响清洁颗粒的清洁效果；本技术方案中则通过辅助连接机构对中空纤维超滤管的两端限定，保证了清洁颗粒与中空纤维超滤管之间的碰撞摩擦力度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为机身内部局部结构的分解示意图；

图3为辅助连接机构左部结构的分解示意图；

图4为辅助连接机构右部结构的分解示意图；

图5为轴向水动力驱动机构处的俯视剖面示意图；

图6为周向水动力驱动机构处的结构示意图；

图7为搅动框架处的结构示意图；

图8为内置磁动力驱动机构处的主视剖面示意图；

图9为清洁颗粒处的结构示意图；

图10为外置磁动力驱动机构的结构分解示意图。

图中，1、机身；2、封盖；3、密封圈；4、连接螺栓；5、通口；6、导向槽；7、进水口；8、阻液板；9、封堵板；10、清洁颗粒；11、中空纤维超滤管；12、集液罩；13、安装板；14、净水口；15、排污口；16、阻隔孔板；17、拉簧；18、连接架；19、振动电机；20、导向块；21、密封端盖；22、水泵；23、导流壳；24、汇流壳；25、射流孔；26、吸液孔；27、阻隔网；28、塑料保护壳；29、环形电磁铁；30、磁粒；31、排水管；32、吸水管；33、搅动框架；34、叶轮；35、贯穿孔；36、电磁线圈；37、塑料封装壳；38、轴承。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，自洁式过滤装置，包括机身1，机身1左端设置有封盖2，封盖2与机身1之间设置有密封圈3；封盖2、机身1与密封圈3三者通过连接螺栓4固定，封盖2左端和机身1右端均开有通口5；机身1右端固定连通有进水口7，还包括填装在机身1内的清洁颗粒10、用于驱动清洁颗粒10运动的驱动机构；清洁颗粒10内部包裹有磁粒30；机身1内设置有过滤主体机构和辅助连接机构。

如图2所示，所述的过滤主体机构包括均匀分布在机身1内的中空纤维超滤管11、同轴设置在机身1内部左侧的阻液板8、同轴设置在机身1内部右侧的封堵板9；中空纤维超滤管11左部固定贯穿阻液板8，右端与封堵板9密封固定；相邻的中空纤维超滤管11之间的间距大于清洁颗粒10的外径。

如图3、图4所示，所述的辅助连接机构包括套接固定在阻液板8左侧的集液罩12、同轴对应设置在封堵板9右侧的安装板13；中空纤维超滤管11左端伸入集液罩12内；集液罩12左端固定连通有净水口14；安装板13右侧通过连接架18连接有排污口15；净水口14对应穿过封盖2左端的通口5；排污口15对应穿过机身1右端的通口5；净水口14外和排污口15外均螺纹套接有密封端盖21；密封端盖21既起到对通口5处的密封作用，又能够对净水口14和排污口15起到限定作用，防止其沿通口5回缩，使中空纤维超滤管11保持被拉伸的状态；排污口15内部左端套接固定有用于阻挡清洁颗粒10的阻隔孔板16；封堵板9与安装板13之间通过若干均匀分布的弹簧连接；封堵板9右端固定有振动电机19。

所述的通口5上下两侧分别开有导向槽6；净水口14外壁和排污口15外壁均固定有导向块20；导向块20与导向槽6一一对应滑动配合；导向块20与导向槽6配合能够防止中空纤维超滤管11发生轴向的拧动。

如图5所示，所述的驱动机构为轴向水动力驱动机构；轴向水动力驱动机构包括固定在机身1外壁的水泵22、套接固定在机身1内部左侧环状的导流壳23、套接固定在机身1内部右侧环状的汇流壳24；水泵22的排水口通过排水管31与导流壳23连通，水泵22的吸水口通过吸水管32与汇流壳24连通；导流壳23右端沿周向均匀分布有射流孔25；汇流壳24内环面沿周向均匀分布有吸液孔26；汇流壳24内环面上对应套接固定有用于阻挡清洁颗粒10的阻隔网27。

如图6、图7所示，所述的驱动机构为周向水动力驱动机构；周向水动力驱动机构包括套在机身1内且呈筒状的搅动框架33；搅动框架33左右两侧均通过轴承38与机身1同轴转动连接；搅动框架33右端内套接固定有叶轮34；叶轮34中部开有贯穿孔35；所述的排污口15对应穿过贯穿孔35。

如图8所示，所述的驱动机构为内置磁动力驱动机构；内置磁动力驱动机构包括分别套接固定在机身1内部左右两侧的塑料保护壳28；塑料保护壳28内均套有环形电磁铁29；环形电磁铁29均与交流电源电性连接。

如图10所示，所述的驱动机构为外置磁动力驱动机构；外置磁动力驱动机构包括套接固定在机身1外部的电磁线圈36；电磁线圈36外套接固定有塑料封装壳37；电磁线圈36与交流电源电性连接；机身1为磁性材料。

未净化的原水通过进水口7进入机身1后，被中空纤维超滤管11过滤，杂质污垢被截留在中空纤维超滤管11外，过滤后的净化水则通过中空纤维超滤管11内腔流入到集液罩12，之后即可从净水口14排出。

当污垢逐渐堆积在中空纤维超滤管11外壁后，会逐渐影响到中空纤维超滤管11的过滤效果，需要定期对中空纤维超滤管11进行清洁，传统做法是将封盖2打开，将中空纤维超滤管11从机身1内取出，在清水中进行搓洗，操作麻烦，浪费人力。

本技术方案中，则只需要开启驱动机构，驱动清洁颗粒10运动，通过清洁颗粒10在中空纤维超滤管11之间的运动，实现与中空纤维超滤管11外壁的碰撞、摩擦，对中空纤维超滤管11进行刮刷，从而有效除去中空纤维超滤管11外壁的污垢，无需将本装置拆开取出中空纤维超滤管11再手动清洗，节省人力，操作便捷。为了增加清洁颗粒10对中空纤维超滤管11的摩擦刮刷作用，即增加除污效果，清洁颗粒10可采用不规则形状的颗粒。

清洁颗粒10在运动时也会相互之间产生碰撞摩擦，通过这个过程，能够实现对清洁颗粒10本身的清洁效果，而且为了方便清洁颗粒10自洁，清洁颗粒10可选用陶瓷材质。

在日常用水时，即使不启动驱动机构，机身1内水的流动也能够带动清洁颗粒10适当运动，与中空纤维超滤管11碰撞，使污垢不易粘附在中空纤维超滤管11外壁，减缓污垢在中空纤维超滤管11外壁的堆积过程，提高净水效率。清洁完成后，关闭净水口14，打开进水口7和排污口15，通过水流即可将污物从排污口15冲走。

实施例1：

本事实例中，驱动机构采用轴向水动力方式，如图5所示，水泵22通过汇流壳24上的吸液孔26吸入机身1内的水，继而通过导流壳23上的射流孔25排出，实现强力的水循环，强力水循环产生的动力能够驱动清洁颗粒10的运动，实现对中空纤维超滤管11的清洁。

在清洁时，可启动振动电机19，带动中空纤维超滤管11晃动，实现中空纤维超滤管11在水中的涮洗，增强清洁效果，另外，通过中空纤维超滤管11的晃动，与清洁颗粒10碰撞摩擦的效果加强，对清洁颗粒10的刮刷过程起到了增益作用，进一步提高了除污效果。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别是：本实施例中的驱动机构采用周向水动力方式，如图6、图7所示，无需外加动力源，利用进水口7处进入的水流动力，即可驱动叶轮34转动，叶轮34带动搅动框架33转动，搅动框架33即可将机身1内的水周向的搅动起来，清洁颗粒10即被运动的水带动，实现对中空纤维超滤管11的清洁过程。

实施例3：

本实施例与实施例1、实施例2的区别是：本实施例中的驱动机构采用磁动力的方式来取代水动力的方式，如图8所示。

在清洁时，通过机身1内部左右两侧的环形电磁铁29与交流电源电性连接，产生不断变换的交变磁场，而包裹磁粒30的清洁颗粒10(如图9所示)受到交变磁场的磁性作用，即可不断运动，实现对中空纤维超滤管11的清洁；另外，该过程会将水磁化，有利于人们的饮水健康。

实施例4：

本实施例与实施例3的区别是：本实施例中将磁动力驱动机构外置，如图10所示，电磁线圈36与交流电源接通，在机身1内部产生交变磁场，并且利用机身1为磁性材料的性质，大大增加机身1内的磁场强度，驱动清洁颗粒10运动，实现清洁过程。