技术领域
[0001] 本
发明涉及一种磁性过滤器，特别是适用于大型商业中央加热或冷却系统的磁性过滤器。
背景技术
[0002] 现在通常在潮湿的
中央供暖系统中安装磁性过滤器。磁性过滤器通过吸引和保留磁性颗粒，将磁性颗粒从系统
水中除去以防止其损坏
热交换器、
泵和易受加热
流体内的颗粒损坏的其他组件，从而改善系统的性能。这些磁性过滤器还可用于其他类型的闭环水系统，包括制冷系统和激冷系统。
[0003] 对于家用中央供暖系统，通常设置一种腔室形(通常由塑料制成)磁性过滤器，该腔室具有入口和出口以及腔室内的磁体。GB2491246中公开了一个这种磁性过滤器的例子。这种类型的过滤器通常有22mm和28mm的尺寸，这种尺寸是家用中央供暖系统中最常见的管孔尺寸。
[0004] 较大的系统，例如在商业建筑中通常采用2英寸(约50mm)或更大直径的管。这些较大的系统可以使
用例如
申请人以商标“Magnaclean(RTM)Commercial”销售的过滤器。这些过滤器采用大型重型
铸造容器的形式，其包括两侧的入口或出口、可移动的
盖子以及延伸到腔室内的磁体。然而，这些过滤器造价昂贵，因此需要较低成本的替代品。
[0005] “大型系统”包括2英寸、2.5英寸、3英寸、4英寸、6英寸和8英寸的管孔。因此需要设置许多不同尺寸的过滤器以涵盖大型加热系统的范围，这进一步增加了产品成本。
[0006] 在GB2551828中已经提出制造一种管状过滤器，其具有入口和出口区段，并且在入口和出口之间具有较宽直径的过滤区段。磁性元件围绕过滤区段设置在管外侧。然而，制造公差会阻碍磁体的良好
接触，导致磁体性能不理想。此外，制造具有扁平区段的管过滤区段是昂贵的。
[0007] 当磁性碎片堆积在过滤器内时，存在将磁性元件推向过滤器主体的
力。清洁过滤器可能很困难，因为必须克服该力将磁性元件背离过滤器主体上移开。在GB2551828中设想了
螺纹以提供机械优势并使其成为可能，但这意味着将磁性元件背离过滤器主体移开的过程是耗时的。
[0008] 本发明的目的是解决上述问题。
发明内容
[0009] 根据本发明的第一方面，提供了一种用于中央加热和/或冷却系统的磁性过滤器，所述磁性过滤器包括腔室和可移动磁性组件，所述腔室具有入口和出口，所述可移动磁性组件适于从靠近腔室外壁的
位置移动到与腔室外壁隔开的位置；所述可移动磁性组件包括细长托架和多个磁体对，所述细长托架具有纵向中心线，所述多个磁体对沿托架设置；每个磁体对在中心线的一侧具有第一磁体，并且在中心线的另一侧具有第二磁体，每个磁体对的第一和第二磁体通过穿过中心线的杆彼此连接，并且所述杆可在枢轴上相对于托架移动；其中与磁体对中的至少一个相对应的枢轴从中心线偏移到一侧，并且与磁体对中的至少另一个相对应的枢轴从中心线偏移到另一侧。
[0010] 在磁性组件靠近腔室外壁
定位的结构中，磁体优选地与腔室的外壁接触。在磁性组件与腔室间隔开的结构中，磁体可以例如距离腔室壁几厘米。仅需要短的间隔来显着降低磁体和腔室内的磁性颗粒之间的磁吸引力，以允许捕获的磁性碎屑排出。
[0011] 排放口可以设置在腔室中。
[0012] 在使用中，磁性组件靠近或靠着腔室的外壁定位。在系统运行期间，中央加热/冷却系统水流过腔室，并且任何可能夹带在系统水中的磁性颗粒都会被磁体吸引，并且抵靠腔室的壁保持在腔室内。在某些时候，需要清除磁性碎屑。这可以通过将过滤器与加热/冷却回路隔离，将磁性组件移动到与腔室间隔开的位置，然后打开腔室中的排放口以将流体和磁性颗粒排出腔室来完成。有时可能优选的是，在排放口保持打开的同时，将入口和出口中的一个重新连接到中央加热/冷却回路一段短时间，以冲洗过滤器并移除任何其他碎屑。
[0013] 理想情况下，过滤器的入口和出口通过
阀门连接到系统回路，使隔离和重新连接过程非常简单。这可以使用容易获得的现成阀门部件和适当的配件以匹配过滤器和系统回路来布置。
[0014] 具有磁体对的磁性组件具有偏移到不同侧的枢轴，以有助于当磁性组件必须远离过滤器主体移动来进行清洁时。当施加力以将磁性组件拉离腔室时，磁体对将枢转，使得每对中的一个磁体在该对中的另一个磁体之前稍微远离过滤器主体。这使得更容易克服磁体和过滤器内捕获的磁性碎屑之间的磁吸引力。
[0015] 优选地，所有枢轴都是偏移的。更优选地，大约一半的枢轴偏移到一侧，并且大约一半的枢轴偏移到另一侧。在托架上的枢轴总数是偶数的情况下，可能并且希望恰好一半的枢轴偏移到一侧并且恰好一半的枢轴偏移到另一侧。在枢轴的总数是奇数的情况下，偏移到每侧的枢轴的数量将不会完全相等。优选地，枢轴的偏移沿着磁性组件交替。以这种方式，当磁性组件被拉离腔室时，由靠近腔室壁的磁体和腔室内的碎片之间的磁引力引起的力将沿着磁性组件以相对均匀的方式减小。
[0016] 优选地，磁体对朝向腔室
弹簧加载。为了实现这一点，弹簧可以设置在磁体对和在磁体对后面延伸的托架结构的一部分之间，即，在使用中在磁体对的背离腔室的一侧。
[0017] 弹簧确保磁体与腔室外壁之间的良好紧密接触，即使腔室壁的表面轮廓可能存在
缺陷。
[0018] 优选地，托架包括设置在磁体对的杆和腔室壁之间的力传递元件，力传递元件刚性地附接到托架的其余部分。力传递元件通过将力施加到杆的前部并因此施加到磁体对上，即将磁体对从面向腔室的一侧推动，从而使磁体远离腔室移动。这避免了在将托架拉离腔室时加载弹簧。因此，所使用的弹簧可以是薄片簧，因为它们从不承受大的
载荷。弹簧的唯一目的是在使用中将磁体推向腔室壁并确保良好的接触。
[0019] 托架的中心线是中心，因为它基本上居中地设置在每个磁体对的两个磁体之间。其可能不是相对于托架的整体结构的中心。实际上，一些
实施例可具有两排或更多排磁体对，因此在单个磁性组件上具有两个或更多个中心线。
[0020] 腔室可以是大致圆柱形的，具有弯曲的外壁。在这种情况下，磁性组件优选地是弯曲的，并且当处于靠近腔室的位置时围绕腔室的弯曲外壁设置。在这种情况下，托架的中心线是弯曲的，优选地呈圆弧形。
[0021] 优选地，磁性过滤器包括多个磁性组件，每个磁性组件可在靠近腔室的位置和与腔室间隔开的位置之间单独移动。在一个实施例中，每个磁性组件基本上都是半圆形。可以设置两个半圆形组件，其在相反方向上从同一枢轴延伸。当处于靠近腔室的位置时，两个半圆形组件可以基本上形成整圆。两个半圆形组件可以环绕并围绕腔室。
[0022] 优选地，磁性组件被弹簧加载到与腔室间隔开的位置，并且当组件处于靠近腔室的位置时，可以通过保持装置保持抵靠弹簧。
[0023] 在优选实施例中，每个组件通过在托架一端的枢轴连接到过滤器主体。当处于靠近过滤室的位置时，组件抵抗弹簧的作用而保持在托架的另一端。优选地，弹簧加载通过枢转点处的扭力弹簧来实现。
[0024] 可以设置止动件以限制磁性组件可以远离腔室移动的范围。在组件通过从托架的一端枢转而移动的情况下，所述止动件可以设置为所述
支架的延伸部的形式，所述支架的延伸部从所述枢转点沿与所述支架的较大长度相反的方向延伸。当托架在枢轴上远离腔室移动时，止动件将朝向腔室移动，直到其与腔室接触，从而防止托架进一步移动。止动件与枢轴上的扭力弹簧相结合，设置易于使用的磁性组件，其可靠地移动到与腔室间隔开的位置。因为组件是磁性的，并且因为实施例可以包括多个磁性组件，还因为对过滤器内的碎屑可能存在显着的磁吸引力，所以托架的不受限制的移动可能是有问题的并且是不安全的。
[0025] 根据本发明的第二方面，提供了一种用于中央加热和/或冷却系统的磁性过滤器，所述磁性过滤器包括腔室和细长的磁性组件，所述腔室具有入口和出口，
[0026] 所述细长磁性组件在枢轴上安装在腔室外部，所述枢轴设置在细长磁性组件的一端附近，通过使磁性组件在枢轴上枢转，细长磁性组件的主长度可从靠近腔室的位置移动到与腔室间隔开的位置，
[0027] 细长磁性组件的次长度从枢轴点沿与主长度方向相反的方向延伸，当细长磁性组件的主长度与腔室间隔开时，次长度形成用于接触腔室的止动件，以防止磁性组件的主长度进一步远离腔室移动。
[0028] 优选地，磁性组件可以弹簧加载到主长度与腔室间隔开的位置。在一个实施例中，弹簧加载通过枢转点处的扭力弹簧提供。
[0029] 本发明第二方面的其他可选特征在
权利要求17至22中阐述。本发明的第二方面的实施例还可以共享本发明的第一、第三和第四方面的实施例的特征。
[0030] 根据本发明的第三方面，提供了一种用于中央加热和/或冷却系统的磁性过滤器，所述磁性过滤器包括腔室和磁性组件，所述腔室具有入口和出口，所述磁性组件安装在腔室外部并且可从靠近腔室外壁的位置移动到与腔室外壁隔开的位置，
[0031] 所述磁性组件包括：
[0032] 托架；
[0033] 至少一个磁性元件，其在托架朝向腔室的一侧安装到托架上；
[0034] 至少一个弹簧，其设置在托架和磁性元件之间，用于将磁性元件推向腔室；和[0035] 至少一个力传递元件，其刚性地固定在托架上并设置在所述磁性元件或每个磁性元件的一部分的前面，用于当磁性组件移动到与腔室外壁隔开的位置时，从磁性元件的朝向腔室的一侧推动磁性元件，以在远离腔室的方向上向磁性元件施加力。
[0036] 优选地，弹簧为片簧。在一个实施例中，弹簧在弹簧面向腔室的一侧具有孔，并且磁性元件的后部中的突起位于孔内。磁性元件可以是由杆连接的一对磁体的形式。力传递元件可以在两个磁体之间在杆的前面(即，在面向腔室的一侧)延伸。以这种方式，力传递元件可以从面向腔室的一侧推动磁性元件，但同时磁体本身不受力传递元件的阻碍，因此当磁性组件处于靠近腔室的位置时，可以将其设置得非常靠近腔室的外壁，优选地与腔室的外壁接触。
[0037] 本发明第三方面的其他可选特征在权利要求28至39中阐述。本发明的第三方面的实施例还可以共享本发明的第一、二和四方面的实施例的特征。
[0038] 根据本发明的第四方面，提供了一种用于中央加热和/或冷却系统的磁性过滤器，所述磁性过滤器包括：
[0039] 腔室，其基本上呈圆柱形管状，在管的任一端具有入口和出口；
[0040]
框架，其固定在管外部，所述框架包括沿管外侧延伸的杆，所述杆基本上平行于管；
[0041] 至少一个细长弯曲磁性组件，其在靠近磁性组件一端设置的枢轴上可枢转地安装一杆，通过使磁性组件在枢轴上枢转，细长磁性组件的主长度可从靠近腔室的位置移动到与腔室间隔开的位置。
[0042] 在大多数实施例中，设想沿着杆设置多个可枢转的磁性组件。磁性组件可包括孔。为了组装磁性过滤器，单个杆可以穿过多个磁性组件中的孔，然后杆可以固定到框架的其余部分并因此固定到磁性过滤器。
[0043] 有利地，不同尺寸的磁性过滤器可以由库存的少量不同部件组装而成。可以设想，适用于2英寸至4英寸孔的加热/冷却系统的磁性过滤器，可以使用具有相同直径的管状腔室，仅入口和出口以及相关连接不同以用于不同尺寸系统。较大的系统将具有通过
滤波器的更大的流速，并且将需要更多的磁性元件以确保有效的捕获性能。然而，除了可能设置多种不同长度的杆之外，所有框架和磁性组件可在一定范围内的所有尺寸都是通用的。因为磁性过滤器以模
块化方式组装，所以组装用于较大系统的过滤器仅涉及将更多数量的磁性组件安装到杆上。
[0044] 例如，对于所有变型，分离室的外径可以是六英寸，适用于2英寸、2.5英寸、3英寸或4英寸孔的系统。用于2英寸或2.5英寸系统的过滤器可具有例如安装到框架的三个磁性组件或三对磁性组件。用于3英寸系统的滤波器可以具有四个磁性组件或四对磁性组件，并且用于4英寸系统的滤波器可以具有五个磁性组件或五对磁性组件。在所有情况下，分离室是相同的，并且磁性组件的结构是相同的。框架的构造仅在条的长度方面不同。杆是非常简单的部件，其制造成本低廉。
[0045] 因此，为了制造一系列四种不同的过滤器，不同组件的库存和与制造相关的工具成本降至最低。
[0046] 本发明第四方面的其他可选特征在权利要求43至46中阐述。本发明的第四方面的实施例还可以共享本发明的第一、二和三方面的实施例的特征。
附图说明
[0047] 为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地显示其如何实施，现在将参考附图描述优选实施例，其中：
[0048] 图1是根据本发明的磁性过滤器的立体图，其具有多个磁性组件，所有这些磁性组件均显示在靠近过滤器主体的闭合位置；
[0049] 图2是穿过图1的磁性过滤器的横截面，具有安装的单个磁性组件，其显示为与过滤器主体间隔开的打开位置配合；
[0050] 图3是图1的磁性过滤器的另一立体图，具有两个磁性组件，均显示为处于与过滤器的主体间隔开的打开位置配合；
[0051] 图4是通过磁性组件的横截面，形成图1的磁性过滤器的一部分；
[0052] 图5是示出部分组装的磁性组件的细节的立体图，其形成图1的磁性过滤器的一部分；以及
[0053] 图6是示出图5的磁性组件的另一细节，特别是磁性组件的枢轴点的透视图。
具体实施方式
[0054] 首先参考图1，磁性过滤器通常以10表示。磁性过滤器10包括呈圆柱形管状的分离室16。管直径大约6英寸(15.24厘米)。分离室包括入口
接口12和出口接口14，所述入口接口12呈开口和凸缘状，所述出口接口14呈类似开口和凸缘状。该实施例中的入口和出口基本相同并且可以互换。
[0055] 设想可以生产多种版本的过滤器以用于不同的加热或冷却系统。例如，具有2英寸、2.5英寸、3英寸或4英寸孔的
管道系统。在每种情况下，入口和出口接口都会包括适当尺寸的凸缘和开口。然而，相同的分离室可以用于所有变体，其中仅
修改端部上的入口和出口即可。
[0056] 磁性过滤器包括自动排气口18，用于排出来自过滤器10的空气。作为替代方案，可以包括手动排气阀。在一些实施例中也可以设置排放口(图中不可见)。
[0057] 最佳如图3所示，在分离室16的外侧设置框架。框架包括两个两件式夹具20a、20b。每个两件式夹具具有两个大致半圆形的部件，其可以用螺钉彼此固定并且紧固，以基本上围绕分离室16的周边固定夹具。夹具的两个部件在形式上可以基本相同，以便使用四个相同的部件来制造过滤器的两个两件式夹具。
[0058] 框架还包括一对杆22a、22b。杆沿着分离室16的外部延伸，与分离室的外表面稍微间隔开，并由夹具20a、20b保持在适当的位置。最佳如在图2中的横截面中看到的那样，杆围绕分离室16的圆周定位在相对点处。杆22a、22b可以保持在夹具20a、20b上的适当位置，通过例如穿过夹具并进入每个杆22a、22b的任一端上的
螺纹孔中的螺钉，或通过夹具中的
盲孔来接收杆的端部，使得只要夹具保持固定在分离室16的适当位置，杆就保持在两个夹具之间。
[0059] 多个磁性组件24经由框架20、22附接到磁性过滤器10。每个磁性组件可从靠近分离室16的位置(图1中的所有磁性组件)单独移动到与分离室16隔开的位置(图2和图3)。图2中最佳地示出了磁性组件附接到过滤器10并与过滤器10相互作用的方式。
[0060] 注意，在图2中，为清楚起见仅示出了单个磁性组件。然而，可以设想大多数实施例将具有多个磁性组件。本实施例中的所有多个磁性组件都是相同的。
[0061] 图2和图3示出了部分组装的滤波器。设想夹具20a、20b之间的空间将总是被磁性组件填充，并且磁性组件将成对设置以完全包围分离室。在较小的加热系统需要较少数量的磁性组件的情况下，夹具20a、20b之间的空间将减小。
[0062] 磁性组件24包括弯曲的细长托架25。磁性组件24的形状基本上为半圆形，以匹配分离室16外表面的轮廓。通过托架25设置有孔26，其靠近托架的一端。通过使框架的其中一根杆22b中穿过孔，来将磁性组件24安装到框架上。磁性组件24然后可以在杆22b上从靠近/抵靠分离室16的位置(图1)枢转到与分离室16间隔开的位置(图2)。
[0063] 在托架25的与孔26相对的端部处设置有弹性夹28。弹性夹28从托架25的端部延伸，作为终止于卡扣的
叶片。优选地，弹性夹28与由弹性塑料材料制成的托架的其余部分整体形成。弹性夹28的叶片在分离室16和杆22a之间延伸，并且弹性夹28的卡扣将托架25保持在关闭位置(参见图1)处。为了释放托架25并将其移动到与托架间隔开的打开位置，可以将弹性夹28推向分离室16，使得卡扣移动离开杆同时可以释放夹具。
[0064] 在该实施例中，卡扣28的宽度(在图2中进入/穿出图纸的方向-沿着过滤器10的长度的方向)大约是托架25的其余部分宽度的一半，或者仅小于宽度的一半。在托架25的另一端还有一个半宽区段，其中设有孔26。这允许两个托架24固定到杆22b，并且通过杆22a保持在关闭位置，沿着过滤器10处于相同的轴向位置。两个半圆形托架基本上围绕整个过滤器的圆周组合在一起。最佳如图3所示。
[0065] 在具有孔26的托架25的端部处，托架25的小部分相对于托架25的大部分位于枢轴的相对侧。这个小部分(30，图2)形成止动件。当托架25枢转到打开位置时，托架25的大部分与分离室16间隔开，止动件30朝向分离室16移动，直到止动件30与分离室16接触。此时，由于止动件30阻止进一步枢转，托架25的大部分不能再远离分离室16移动。
[0066] 扭力弹簧32设置在枢轴处，用于将托架25偏置到打开位置。优选地，扭力弹簧32足够牢固使得无论过滤器的方位如何，托架24都保持在打开位置。例如，如果过滤器的方向与图2所示的位置成90度或180度，则扭力弹簧32将抵抗重力而将托架保持在打开位置。当托架24处于关闭位置时，弹性夹28将托架保持在关闭位置，以防止弹簧将托架移动到打开位置。
[0067] 扭力弹簧32呈缠绕在杆22b上的线圈形式(实际上，在组装期间线圈被预缠绕并且在杆22b上滑动)，其中两个臂从线圈延伸。臂一方面与分离室16的外表面接触，另一方面与托架25面向分离室的一侧接触。如图6所示，托架25可以包括用于支承弹簧32的臂的构造36。
[0068] 在框架上布置托架允许由库存的少量不同部件制成不同尺寸的过滤器。为了制造适用于2英寸、2.5英寸、3英寸或4英寸系统的过滤器，可以使用直径约6英寸的管状的普通分离室。尽管在安装到分离室时按照不同的距离间隔开，其取决于待安装的托架的数量，对于所有尺寸的过滤器，形成框架的两件式夹具是相同的。形成框架的其余部分的杆将需要设置为不同的长度，但这些是简单的部件。托架是相同的，仅随着托架数量的改变来匹配适用于不同尺寸系统的过滤器。
[0069] 现在参考图4和图5，将更详细地描述磁性组件24的布置。磁性组件的主要结构是由轻微弹性塑料材料制成的托架25。图5中所示的磁性组件24部分地组装，并且可以看到当磁性组件24组装到过滤器10时朝向分离室16的一侧。托架25包括用于接收磁体对的多个凹槽。在图5中，有两个完整可见的凹槽以及一个于图右侧部分可见的凹槽。最佳如图2所示，在每个磁性组件24中总共有四个用于接收磁体对的凹槽。
[0070] 托架中的每个凹槽基本上横跨托架的宽度延伸，并且具有开放的侧面。在托架的长度方向上，呈杆状的力传递元件38基本上在凹槽中心穿过。力传递元件38与托架25一体地形成。在力传递元件38与托架背面之间存在空间(背面是在组装时背离分离室的托架的侧面)。
[0071] 片簧40在力传递元件38和弹簧背面之间通过。片簧40具有两个叶片，当安装时，力传递元件38的两侧各有一个叶片。每个叶片具有通孔42。该布置在图5中以立体图示出，并且在图4中以横截面示出。
[0072] 然后安装磁体对44并将其保持在弹簧42和力传递元件38之间。在图5中，左手侧的凹槽中具有弹簧42以及磁体对44。右侧的凹槽仅部分完成，因此弹簧42可见。
[0073] 磁体对44包括一对基本上圆柱形的磁坯(billet)46a、46b。每个磁坯在圆柱的一端具有北极，在圆柱的另一端具有南极。将磁坯组装到
铁磁杆48上，其中一个磁坯的北极和另一个磁坯的南极与杆48接触。磁坯46a、46b和铁磁杆48一起起到
马蹄形磁体的作用。
[0074] 磁坯46a、46b可以通过
螺栓50固定到杆上。
螺母52，优选为铆螺母，可以设置在杆的另一侧以接纳螺栓。螺母52可以方便地通过弹簧40的叶片定位在孔42中。
[0075] 当组装时，最佳如图4所示，与托架25成一体的力传递元件38基本上垂直于铁磁杆48并在其前方延伸。铁磁杆48位于力传递元件38和弹簧40之间。弹簧40将磁体对44推向分离室。力传递元件38在两个磁坯46a、46b之间延伸，因此，尽管力传递元件38通过铁磁杆48作用在磁体对44上，但它不会阻碍磁坯46a、46b。在磁性组件24处于闭合位置的情况下，磁坯46a、46b与分离室16的外表面接触。
[0076] 在力传递元件38的后表面上-即元件背离分离室的表面-设置有枢轴54。枢轴是从力传递元件38的后表面的整体延伸，其允许磁体对44“摇动”。枢轴54偏离两个磁坯之间的中心线。如图4所示，可见枢轴54略微向左偏移。在图4中的可见枢轴的正下方，存在另一种类似的磁体对布置，尽管枢轴是不可见的，因为它隐藏在力传递元件38的后面。这种布置中的枢轴向右偏移。优选地，枢轴的偏移沿着磁性组件24交替。该实施例中的磁性组件24具有四个凹槽、四个弹簧和四个磁体对。因此，两个枢轴偏移到一侧，两个枢轴偏移到另一侧。
[0077] 当磁性组件24从抵靠分离室16的位置移动到与分离室16间隔开的位置时，偏移枢轴是有利的。当施加力以克服磁坯46a、46b和在分离室内可能存在的磁性碎屑之间的磁吸引力来将磁性组件24拉离分离室时，磁体对将倾向于枢转，使得只有在每种情况下远离枢轴的磁性坯料保持与分离室接触。当发生这种情况时，因为一半的磁体与分离室接触，磁吸引力减小，从而将磁性组件完全拉离分离室变得更容易。
[0078] 当磁性组件24被拉离分离室时，力通过力传递元件38与铁磁杆48的接触从托架25传递到磁体对，力传递元件38与托架25形成一体，该铁磁杆48形成磁体对44的一部分。完全没有力通过弹簧40传递。弹簧是相对轻的，其目的纯粹是为了确保磁坯46a、46b与分离室16的良好接触，而不管分离室16上是否存在可能的表面缺陷。
[0079] 所描述的磁性过滤器以低成本提供高性能过滤器，其易于使用。可以使用库存的少量不同部件，为一系列不同尺寸的系统制成一系列过滤器。
