CN100536990C - 多功能过滤器 - Google Patents

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Abstract

在一个过滤器中，具有两个肾形开口和所述开口之间的一个直径连接板的一个可旋转的连接凸缘设置在过滤器的顶部和底部之间。连接凸缘的旋转允许通过在过滤器壳体中的过滤元件的气流方向转换。通过这个方式，过滤器能够通过简单地旋转连接凸缘而作为冷凝过滤器或者灰尘过滤器来操作。

Description

多功能过滤器
技术领域
本发明涉及一种多功能过滤器，并且要求德国专利申请103 09428.8-23的优先权，该申请文本在此作为参考。
背景技术
压缩气体，特别是压缩空气系统需要过滤器，用于将固体和液体异物分离出去，比如混入气流中的脏颗粒、冷凝物和油。
传统的空气压缩过滤器通常包括具有一个顶部和一个底部的一个两部分壳体，顶部和底部或者是彼此螺纹连接在一起或者是通过一个连接螺母或一个卡口件彼此连接。壳体顶部通常具有在直接相反侧的一个流入通道和一个流出通道。流入通道开放或者在中央螺旋进入或粘结到顶部内的一个中空圆柱体过滤元件内，或者进入过滤元件和壳体之间的环形空间内。相应地，流出通道导向或者环形空间的外面，或者过滤元件的内部的外面，依赖于空气是从内部向外还是从外部向内流过过滤器。相应地，过滤器中的流体的方向在装配以后就被固定，并且不能在装配好的位置改变。流体的方向同时也限定了过滤器的使用领域；因为如果是灰尘过滤，那么空气从外部流过过滤元件，如果是冷凝过滤，那么空气从内部流过过滤元件以使压缩空气冷凝以被分离。因此，一旦在压缩空气系统中安装以后流动方向被固定，传统的过滤器就仅仅适于要么作为灰尘过滤器要么作为冷凝过滤器。
欧洲申请公开0 808 206已经公开了一种过滤器，该过滤器具有一个压差指示器，用于监控过滤器污染物，并且这个压差指示器通过各自的测量通道与流入通道和流出通道相连。在这种过滤器中，功能的转变特别复杂，因为不仅仅是过滤器必须旋转180°，而且为了将其显示器返回到可见一侧，压差指示器也需要旋转180°。
因为从过滤器中分离的液体，尤其是冷凝物，是收集在壳体底部，而且壳体底部的容积非常有限，所以液体也必须适时地排出。这经常是借助冷凝物排放装置在水平控制作用下制动完成的，其中在用于冷凝物的一个收集空间的液位传感器驱动了一个电磁阀，对于电磁阀来讲，它可以致动一个隔膜阀以打开和关闭在过滤器壳体下部的一个液体排出口。如PCT申请公开WO98/45641所描述的，冷凝物排放装置可以布置在过滤器壳体底部的下方，用作冷凝物的收集空间，并且通过一个排出通道向下释放冷凝物。由于管线连接，在具有这种冷凝物排放装置的一个过滤器中安装完成以后有可能不再必须改变流动的功能或方向。
尽管功能的改变在过滤器操作的时候不是经常需要的，其缺陷在于具有压差指示器和/或冷凝物排放装置的过滤器在每种情况都被设计用于一个流动方向；因此，过滤器只能够用于或者是冷凝过滤器(流动方向从内向外)或者是灰尘过滤器，而不能转换。
发明内容
因此本发明基于解决上述问题提出了一种过滤器，所述过滤器能够以简单的方式进行功能转换。
这个问题的解决在于具有由一个顶部和一个底部组成的壳体的一个过滤器的所述两个壳体部分之间具有一个可旋转连接凸缘。这能够通过简单地旋转所述连接凸缘180°来实现功能转换。所述旋转造成两个过滤器空间，即一方面是过滤元件的内部，另一方面是过滤元件与所述壳体之间的环形空间，分别从一个通道转换到另一个通道。
因此，使用者可以在现场或者装配以前决定他使用过滤器的哪个功能。因此，所述顶部可以具有一个前面，例如具有显示装置，一个观察窗或者一个功能块，并且能够因此总是需要一套安装位置。然而，根据本发明的所述适配器凸缘允许所述过滤器在流动的两个方向上操作。这相当地简化了库存，并且产生显著的成本节约，因为流动的两个方向可以用一个顶部实现。
当平视的时候，所述连接凸缘优选地包括一个具有两个开口和一个连接板的板，所述两个开口截面相同或者在所述连接板的两侧彼此相反地在侧面全等布置。在操作位置，所述开口将所述两个过滤器空间(所述过滤元件的环形空间/内部)连接到在所述壳体顶部的所述两个通道。为了这个目的，一个通道(凸缘通道)从所述凸缘开口之一导向所述过滤元件的所述内部，并且一个通道(凸缘通道)从另一个凸缘开口导向所述过滤元件与所述壳体之间的所述环形空间。
如果所述两个凸缘开口每个都被一个密封环所环绕，并且通过这种方式将所述壳体顶部密封，那么如果密封环的一个或者两个都有缺陷也不会在所述流入通道和所述流出通道之间产生泄漏。
为了让收集在所述壳体底部的所述冷凝物向上排出，对于一个轴向冷凝管线来讲优选地是从所述壳体顶部延伸通过所述连接凸缘和所述过滤元件进入到所述壳体底部的下部。此时，一个例如电容式液位传感器设置在所述壳体底部的所述下部并且通过伴随着所述冷凝管线的一个电线连接到所述壳体顶部，并且一个冷凝物排出装置设置在那里。
所述电容式液位传感器也可以通过一个竖直管线(冷凝物管线)连接到一个功能块上，所述竖直管线用于将在所述过滤器壳体的底部收集的冷凝物排出，所述竖直管线和一个冷凝物通道之间的一个插塞连接器导向一个排出阀，并且连接了电线的一个电插塞连接器从所述液位传感器导向在所述功能块中的电极。所述功能块也可以布置在所述壳体底部上，并且连接到所述底部的所述内部而且通过一个通道连接到一个液位传感器上。
所述竖直管线可以在一个中空圆柱形过滤元件和所述过滤器壳体之间的所述环形空间内布置，并且优选地可以与一个帽顶相连，所述帽顶在所述过滤元件的一个上端盖周围接合。为了将所述竖直管线和所述过滤元件固定在所述壳体中，所述过滤元件可以具有径向支撑肋，并且所述帽顶可以布置在两个支撑肋之间。
布置在所述竖直管线的所述底端的所述液位传感器可以在所述过滤元件下方以夹爪方式接合，并且如果合适的话也可以支撑所述过滤元件。所述竖直管线以及所需的用于所述液位传感器的电线也可以在中央延伸，通过所述过滤元件到达所述功能块。
为了在所述液位传感器的控制功能下不时地排放冷凝物，所述功能块可以包括一个直接控制电磁阀，优选地具有一个水平电磁塞。然而，特别有利的是使用一个隔膜阀，所述隔膜阀通过一个电磁阀驱动并且优选地具有一个垂直隔膜。
如果借助两个线圈和一个铁氧体磁心能够实现在所述排出适配器和所述功能块之间的能量和信息的传送，那么装配和拆卸就都简化了。
最后，如果所述流入通道和所述流出通道具有一个连接适配器，那么会简化所述压缩空气系统的不同的管直径的调整并且简化库存。
附图说明
本发明在附图所示的典型实施例的基础上可以更加详细地解释，其中：
图1图示了通过一个过滤器的轴向纵断面；
图2图示了一个连接凸缘的平面图；
图3图示了过滤器的主元件；
图4展示了作为单独一个组合块的具有一个连接凸缘的过滤元件的侧视图；
图5展示了图4所示的组合块的连接凸缘的平面图；
图6展示了在用于冷凝过滤的功能位置的具有一个压差指示器的过滤器；
图7展示了在灰尘过滤功能位置的图4所示的过滤器；
图8展示了用于具有冷凝物排出装置的一个顶部的过滤器的底壳体部分；
图9展示了一个过滤元件，该过滤元件在一侧一体地连接于一个连接凸缘，并且还连接于一个液位传感器和一个冷凝物管线；
图10图示了具有冷凝物排出装置和功能块的过滤器的内部结构；
图11展示了具有用于排出冷凝物的隔膜阀的功能块的透视图；
图12展示了在图12中的线XI-XI上的截面；以及
图13展示了通过在入口和出口的中轴线的平面中的壳体顶部的截面。
具体实施方式
所示的过滤器1包括一个顶部2和一个底部3，一个连接凸缘4设置在顶部和底部之间。顶部2具有两个连接适配器5、6，过滤器1可以通过连接适配器被引入到例如一个压缩空气管线(未示出)内。宽松插入的连接凸缘4借助一个连接螺母9在顶部2的一个内环7和壳体的一个连接环8之间夹紧。连接环8固定连接于壳体的一个圆柱中央件10，中央件10与一个底盖11相连。
在底部被一个盖13封闭的中空圆柱过滤元件14的上边缘以密封或粘结方式被夹紧在连接凸缘4中的一个槽12内。盖13同样具有一个圆周槽15，过滤元件14的下边缘被粘结或夹紧在其中。盖13具有一个电容液位传感器16，电容液位传感器16具有两个环形电极17、18。一个冷凝管19作为一个竖直管延伸通过连接凸缘4的一个连接板20、过滤元件14的内部21以及其盖13，进入壳体底部3的内部22。与连接凸缘4中的一个触针23相连的一个电线(未示出)伴随着冷凝管19。触针23接合在壳体顶部2的一个接触套(未示出)中，并且与壳体顶部2上的一个功能块24电连接。
功能块24包括一个不同的压力计61，压力计具有一个显示器25并且通过一个通道26与用于未过滤空气的流入通道27相连，通过一个通道28与用于新鲜空气的流出通道29相连(图10)。流入通道27和流出通道29通过一个隔断墙81彼此分离，隔断墙81可以很薄，但也适于保持管线乃至装置。
流入通道27开放进入一个凸缘通道31的开口30内，凸缘通道31将流入通道27与过滤元件14的内部21相连。另一方面，流出通道29与一个凸缘通道33的开口32相连，凸缘通道33通向壳体底部3的环形空间34。
通道开口30、32被槽37、38中的密封环35、36密封。因此，在有缺陷密封的情况下，两个气通道27、29之间不可能形成泄漏。实际上，根据箭头方向39、40，在有缺陷密封环35的情况下，未过滤的空气流通到大气中，或者在有缺陷密封环36的情况下，净化的空气流通到大气中。在图1、3、5、6中所示的连接凸缘的位置，未过滤的气体流过流入通道27和凸缘通道31，进入过滤元件14的内部21；过滤器然后起到凝聚过滤器的作用。从那里，未过滤的气体流过过滤元件14的过滤层，并且最终作为净化气体从环形空间34中出现，通过凸缘通道33和流出通道39，进入一个净化气体管线(未示出)内。
如果同样的过滤器用于一个不同的功能，也就是用作滤尘器，那么在安装之前，在连接螺母9稍微旋松以后，连接凸缘4从图1、3、5、6所示位置旋转180°进入图7所示的位置。然后，连接螺母再次旋紧并且过滤器被装配。在连接凸缘4的调整期间，凸缘通道33旋转到流入通道27下方，并因此产生与环形空间34之间的连接，同时凸缘通道的开口32移动到流出通道29下方，使得凸缘通道31产生了与过滤元件14的内部21之间的连接。在这种情况下，如图7所示，未过滤的空气从流入通道29通过凸缘通道33流入从环形空间34内，并且从外面进入过滤元件14的内部21，并且从那里经过凸缘通道31流到流出通道27。如比较图6和图5所明显看出的那样，通道27在图6中是流入通道，在图7中是流出通道，而通道29在图6中是流出通道，在图7中是流入通道。
对于图示的过滤器，通过简单地使连接凸缘4相对壳体顶部2转动180°就可能实现其功能的转换，因为通道开口30、32以及与它们相对设置的流入通道27和流出通道29的开口是侧面排列的，彼此相反并且对等形成，如通过图5最清楚看到的通道开口30、32。
为了在过滤元件变化期间将连接凸缘4移动到正确的安装位置，也就是功能位置，壳体顶部2上的一个定位销41在连接凸缘4处的一个相应孔42中接合，如图1、6、7所示。
在壳体底部的底收集的冷凝物的水平在整个过滤期间到达电极17、18，并因此闭合了电路，电路包括设置在功能块24中的凝液排放电磁阀，因此凝液排放阀(参见图10、11)被打开且在过滤器壳体2、3的内部22中遍布的系统压力作用下使冷凝物经过冷凝管19流到外面，直到在壳体底部3中的冷凝物的水平下降到电极17、18以下，并且电路已经被再次断开。
如果是图8所示的过滤器，一方面连接凸缘4和过滤元件14，另一方面，以及冷凝管19连同液位传感器16每个都形成一个组合块。冷凝管19被一个外管43包围，外管43也容纳了从电极17、18到功能块24的电线44。冷凝管19和电线44在一个插塞接头45结束，插塞接头与壳体顶部2中的一个衬套(未示出)接合。
图9所示的包括连接凸缘4、过滤元件14、液位传感器16和冷凝管19的功能块展示了两个对称排列的凸缘开口30、32，凸缘开口具有用于密封环35、36的环形槽37、38，密封环防止了在密封环35有缺陷的情况下未处理的气体混入新鲜气体通道29中。
在图10所示的解释性实施例中，一个连接凸缘4再次排列在壳体顶部2和壳体底部3之间，并且这个连接凸缘同时产生在一个排出适配器46和功能块24之间的连接。排出适配器46包括具有印刷电路板48的一个液位传感器47，印刷电路板以夹爪的方式接合在过滤元件14下方，并且与一个竖直管线49相连。竖直管线49容纳了来自印刷电路板48的电线44，并且在连接凸缘4的插塞连接45中开放。从过滤器壳体2、3的下部导出的冷凝通道19连续通过连接凸缘4、壳体顶部2和功能块24，进入功能块24的一个排出室50。这个排出室50具有一个电磁输出阀51，阀51的螺线管塞52水平布置，且在液位传感器47的控制下打开和关闭排出通道54的阀开口53。为了这个目的，液位传感器47或者其印刷电路板48通过管线44以及在连接凸缘4区域的两个插塞连接56、57以及在壳体顶部2和功能块24之间的一个插塞连接58与在功能块24中的一印刷电路板59相连，一个电线60从这里导向电磁阀51。
通道26、28从用于未过滤气体的流入通道27和用于新鲜气体的流出通道29导向一个不同的压力计61，压力计同样通过一个电线62与印刷电路板59相连。而且，印刷电路板59通过一个电线63连接到显示器25上，并且通过一个管线64连接到用于供电的一个插塞连接器65上。
作为直接受液位传感器47控制的电磁阀51的另一个选择，也可能如图11所示使用一个隔膜阀67，隔膜阀受到一个电磁导控制阀66的控制，导控制阀与液位传感器47电连接，并且其中只有具有一个阀开口69的隔膜盖68在图11中示出，隔膜盖68导向一个排出通道(未示出)，排出通道横向于阀开口53。隔膜盖68容纳隔膜，其控制腔通过一个旁路(未示出)与排出通道53相连。这个控制线通过电磁导控制阀66来开放和闭合，其控制是作为来自液位传感器47的信号的一个功能。当控制线开放的时候，控制腔被排气，使得隔膜从阀开口69升起，并且在过滤器壳体3的底部中收集的冷凝物能够在压缩空气的影响下通过竖直管线49排出，压缩空气作用于其中，直到冷凝物的水平下降到足够远离液位传感器47以消除到导控制阀的相应的信号。
与压缩空气管线的公称宽度相适应的连接适配器79、80螺入或者塞入流入和流出通道28、29内。
图12展示了具有过滤元件14、其环形空间22以及带有连接适配器5的流入通道27的壳体顶部2的部分的也是平面的一个截面图。这个图清楚地表明了流入通道27如何开放通过凸缘通道31直接进入过滤元件14的内部21。将具有凸缘通道21的连接凸缘4旋转进入图13所示的位置就改变了功能，因为连接适配器6然后被连接于未过滤空气管线，并且连接适配器5或者通道27、31连接于净化空气管线，且压缩空气也从外部向内流入过滤元件。
而且，图11、12、13所示的过滤元件具有径向支撑肋71、72、73，支撑肋在壳体内以过滤元件为中心，并且在它们之间排出适配器46的上端容纳了一个帽顶74。

Claims (38)

1.一种具有一壳体的过滤器，所述过滤器具有一个顶部(2)和一个底部(3)，所述顶部具有一个流入通道(27)和一个流出通道(29)，所述底部包括一个带有内部(21)的过滤元件(14)，其特征在于，在所述底部(3)和所述顶部(2)之间设有一个可旋转的连接凸缘(4)，使得过滤元件(14)的内部(21)以及在过滤元件(14)和壳体之间的环形空间(34)通过所述连接凸缘的旋转从一个通道转换到另一个通道。
2.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，在顶视图中看去时，所述连接凸缘(4)包括具有两个开口和一个连接板(20)的一个板。
3.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述连接凸缘(4)夹紧在所述壳体顶部(2)和所述壳体底部(3)的一个连接环(8)之间。
4.如权利要求3所述的过滤器，其特征在于，在所述连接凸缘(4)和所述连接环(8)之间具有一个密封环。
5.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述连接凸缘(4)可旋转地连接于所述壳体顶部(2)，并且按照固定以防转动的方式连接于所述过滤元件(14)。
6.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述连接凸缘(4)具有两个相同的开口(30、32)，所述相同的开口彼此相反地布置在侧面。
7.如权利要求6所述的过滤器，其特征在于，扇形开口(30、32)在所述连接板(20)的任一侧相反地布置在侧面。
8.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述过滤元件(14)具有所述连接凸缘(4)。
9.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述过滤元件(14)连接于所述连接凸缘。
10.如权利要求6所述的过滤器，其特征在于，一个通道(31)从所述开口之一(30)导向所述过滤元件(14)的内部(21)，并且一个通道(33)从所述另一个开口(32)导向所述过滤元件(14)与所述壳体底部(3)之间的环形空间(34)。
11.如权利要求6所述的过滤器，其特征在于，所述壳体顶部(2)具有互补开口。
12.如权利要求11所述的过滤器，其特征在于，所述两个通道(27、29)以L形或弧形延伸。
13.如权利要求6所述的过滤器，其特征在于，在所述连接凸缘(4)中的所述开口(30、32)每个都被一个密封环(35、36)环绕。
14.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，具有通过所述过滤元件(14)突出的一个冷凝管(19)的一个轴向冷凝物管线从所述壳体顶部(2)导向通过所述连接凸缘(4)。
15.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述壳体底部(3)包括一个圆柱形中央部分(10)、一个连接环(8)以及一个底盖(11)。
16.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述连接凸缘(4)在所述壳体顶部(2)和壳体底部(3)之间被扭曲。
17.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述连接凸缘(4)形成具有所述过滤元件(14)的一个组合块。
18.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述过滤元件(14)的自由端下方布置有一个液位传感器(16)。
19.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述壳体顶部(2)具有一个定位销(41)，所述定位销接合在一个定位开口(42)中。
20.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述壳体顶部(2)和所述壳体底部(3)连接于一个功能块(24)，所述功能块具有一个压差指示器(25)和一个冷凝物排出装置。
21.如权利要求20所述的过滤器，其特征在于，一个液位传感器(47)通过具有一竖直管线(19)的一个排出适配器(46)、一个用于冷凝物的插塞连接器(45)以及一个电插塞连接器(58)与所述功能块(24)相连。
22.如权利要求21所述的过滤器，其特征在于，所述排出适配器(46)在所述过滤元件(14)和所述壳体底部(3)之间延伸。
23.如权利要求21所述的过滤器，其特征在于，所述排出适配器(46)通过一个帽顶(70)在围绕所述过滤元件接合。
24.如权利要求21所述的过滤器，其特征在于，所述过滤元件(14)具有径向支撑肋(71、72、73)，并且所述帽顶(70)布置在两个支撑肋(71、72)之间。
25.如权利要求21所述的过滤器，其特征在于，所述液位传感器(47)以夹爪方式接合在所述过滤元件(14)下方。
26.如权利要求16或21所述的过滤器，其特征在于，所述盖(13)和所述液位传感器(16、47)形成单独一个组合块。
27.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，一个中央竖直管线(19)经过所述过滤元件(14)到达所述功能块(24)。
28.如权利要求21所述的过滤器，其特征在于，一个电磁阀(51)布置在所述功能块(24)中，该电磁阀受到所述液位传感器(47)直接控制且具有一个水平螺线管塞(52)。
29.如权利要求20所述的过滤器，其特征在于，所述功能块(24)具有一个隔膜阀(67)，所述隔膜阀具有一个垂直隔膜且通过一个电磁阀(66)受到导控。
30.如权利要求21所述的过滤器，其特征在于，借助两个线圈和一个铁氧体磁心实现在所述排出适配器(47)和所述功能块(24)之间的能量和信息的非接触传送。
31.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，所述流入通道(27)和所述流出通道(29)具有连接适配器(5、6)。
32.如权利要求1或2所述的过滤器，其特征在于，一个隔断墙(81)在所述流入通道(27)和所述流出通道(29)之间延伸。
33.一种用于具有一壳体的过滤器的过滤元件(14)，该过滤元件包括一个内部(21)，所述过滤器具有一个顶部(2)和一个包括一环形空间(34)的底部(3)，所述顶部(2)具有一个流入通道(27)和一个流出通道(29)，其特征在于，所述过滤元件(14)包括一个连接凸缘(4)，所述连接凸缘设置到壳体的顶部(2)，使得过滤元件(14)的内部(21)以及在过滤元件(14)和壳体之间的环形空间(34)通过旋转连接凸缘(4)从顶部(2)的一个通道转换到另一个通道。
34.如权利要求33所述的过滤元件(14)，其特征在于，所述过滤元件(14)和连接凸缘(4)形成单独一个组合块。
35.如权利要求33所述的过滤元件(14)，其特征在于，在顶视图中看去时，所述连接凸缘(4)包括具有两个开口和一个连接板(20)的一个板。
36.如权利要求33所述的过滤元件(14)，其特征在于，所述连接凸缘(4)具有两个开口(30、32)，所述开口彼此相反地布置在侧面。
37.如权利要求33所述的过滤元件(14)，其特征在于，所述开口(30，32)在所述连接板(20)的任一侧相反地布置在侧面。
38.如权利要求33所述的过滤元件(14)，其特征在于，在所述连接凸缘(4)中的所述开口(30、32)每个都被一个密封环(35、36)环绕。
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