CN101854994B - 过滤设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种过滤设备,具有多个过滤元件(21),这些过滤元件能安装在一个过滤器外壳中,该过滤器外壳配有一个过滤器入口用于待过滤的流体,还配有一个过滤器出口用于已被过滤的流体,其中,过滤元件(21)为了进行过滤或反流冲洗可以沿两个方向流通流体。闭锁元件(41)是一个可利用一液压活塞(53)控制的、能快速关闭的平板阀(43),该平板阀如此迅速地截止所述的流体连通,从而使得在被反流冲洗的过滤元件(21)上以压力冲击的方式产生一种抽吸效应,该抽吸效应提高了在过滤元件(21)上的清污作用,由此达到改进反流冲洗净化处理的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤设备,其具有多个过滤元件。
背景技术
DE 19956859A1公开了一种过滤设备,该过滤设备具有呈圆锥形设计的过滤元件,特别是所谓的缝隙式筛管过滤元件的形式。由于圆锥形设计结构之故,各个圆锥形缝隙式筛管过滤元件之间的距离在局部区域上有所增大,其结果是,过滤器外壳内的流出室也增大了。在反流冲洗时,圆锥形的过滤元件比起圆筒形的过滤元件来说,具有明显的优点。其原因首先在于:在过滤表面相同的情况下,圆锥形的过滤元件相比于圆筒状的过滤元件,具有较大的出口截面。由于采用圆锥形过滤元件情况下的出口横断面相对于由过滤器表面所形成的入口横断面而言,即相对于自由的过滤元件面而言,却是小的,所以在这里视缝隙式管的流动阻力大小的情况而形成一个狭道,在该狭道中,系统压力下降了一大部分。于是,产生的压力损失减小了,这一点从能量上说,在反流冲洗时是更为有利的。
在反流冲洗时,无论是采用圆锥形过滤元件还是采用圆筒形过滤元件,体积流量的大部分原则上都是在下部过滤端获得的。然后,体积流量很快下降。此外,在采用圆锥形过滤元件时,流速梯度是比较小的,所以在考虑速度特征曲线的情况下,针对过滤器表面,由于元件圆锥度之故而获得一种附加的净化效应,而圆筒状的过滤元件是没有这一效应的。由于所达到的基本上恒定的速度,在圆锥形过滤元件净化处理时是柔和地执行的,从而可延长相关过滤元件的使用寿命。
在反流冲洗时,最好是将所有的过滤元件依次加以再生恢复。在反流冲洗单个过滤元件的过程中,过滤处理经过其余的过滤元件继续进行,以使得过滤作业任何时候都不中断。
按已知的过滤设备,反流冲洗过程不仅仅是按下述方式进行的:在过滤设备中存在的超压在反流冲洗阶段中允许滤液的一个分流沿反方向流过待净化的过滤元件,以便除去过滤元件上的脏物并将其排出,而且还会尽力将顽固性的脏物清除掉,为了支持反流冲洗,配置了一个压力控制装置,该压力控制装置在待反流冲洗的相应过滤元件上产生一个低压。因此,对于反流冲洗,不仅是系统压力在起作用,而且由于所施加的低压之故还存在一个较高的压力梯度,有助于清除脏物。
按已知的设备,低压装置具有一个为隔膜式蓄能器形式的液压蓄能器,其中,形成蓄能器分隔元件的隔膜为了实现吸入或泵送运动而被连接到一个工作缸的活塞杆上。为了实现这种操作,不仅需要可观的控制费用,而且为了保证运转可靠,还需要为隔膜式蓄能器配备活塞杆导引及其密封的复杂结构。即使采用这种成本高昂的结构,也难以达到足够长的、可保证作业可靠的工作寿命。此外,对于蓄能器和驱动装置,还需要相当大的安装空间。
在DE 102005016151A1中公开了一种过滤设备,它配有一个外壳及一个过滤器入口用于待过滤的流体,还配有一个过滤器出口用于已被过滤的流体。在该过滤器外壳内安置了多个过滤元件,其中,相关的过滤元件都具有一个与过滤器入口流体连通的第一个通流口,该过滤元件在过滤过程中从里向外地被脏污的流体通流而过。此外还配置了一个具有一流体孔的可动的冲洗臂,用于被反流冲洗的脏污的流体,该冲洗臂可以与过滤元件的第一个通流口处于流体连通之中,从而产生一种从外面进入过滤元件内部的反流冲洗流动。相关的过滤元件具有一个第二通流孔,并有一个阀门单元,该阀门单元在过滤过程中关闭第二个通流口,而在反流冲洗过程中则将之打开,于是,在反流冲洗过程中通过阀门单元的打开而产生经由第二个通流口接触到被反流冲洗的流体的第二个可能性,其为了获得反流冲洗过程中的高净化度可以在过滤元件内部实现一种附加的反流冲洗流动。
在DE 10024401A1中介绍了这样一种反流冲洗过滤设备,特别用于润滑油过滤,它配有在过滤器外壳中围绕一旋转轴安置的、在其两端敞开着的过滤塞,这些过滤塞的内腔在过滤作业中可以用流入到反流冲洗过滤器中的滤液加荷,还配有一个利用旋转轴带动的净化装置,该净化装置为了在反流冲洗操作中实现各个或各组过滤塞的净化,而具有至少两个经由旋转轴与一排泄阀相连的所谓的冲洗旋塞,在此,第一个冲洗旋塞被配置在一个过滤塞端侧,另一个冲洗旋塞则配置在另一个过滤塞端侧。由于第一个冲洗旋塞是按一个角度依旋转方向与第二个冲洗旋塞加以错开地设置的,而且为对置的过滤塞端侧的第一个和第二个冲洗旋塞配置了一个随动的第一和第二锁定件,所以通过所述及的冲洗旋塞按一个角度依旋转方向的错位,就能实现下述目的:各过滤塞错开时间地在两个流入端受到冲洗压力加荷,从而利用这种时间上错开的反向的反流冲洗获得了高的冲洗速度或者说获得了超过过滤器芯子高度的速度特性图,这一情况特别是在流入端之间的中间区域内由于该处有效的较高冲洗速度之故,对于改善冲洗效果起着有利作用。
发明内容
鉴于上述现有技术,本发明的目的是提供一种过滤设备,该过滤设备除了有良好的过滤性能之外,还有望获得更好的反流冲洗值,而且它还具有结构特别简单以及在长时间工作中操作可靠性高的特点。
为此,本发明提供一种过滤设备,具有多个过滤元件,这些过滤元件能安装在一个过滤器外壳中,该过滤器外壳配有一个过滤器入口用于待过滤的流体,还配有一个过滤器出口用于已被过滤的流体,其中,所述过滤元件为了进行过滤或反流冲洗能够沿两个方向流通流体,其中,在同一时间,一些过滤元件执行过滤,至少一个另外的过滤元件为了净化其有效过滤面而能够借助一个反流冲洗装置进行反流冲洗,该反流冲洗装置为了支持反流冲洗而包含一个压力控制装置,其中,所述压力控制装置具有一个闭锁元件,通过该闭锁元件可截止或释放在过滤器入口与待净化的过滤元件之间的流体连通,在过滤过程中,所述闭锁元件释放流体连通,而在反流冲洗开始或进行过程中则截止流体连通,其特征在于:所述闭锁元件是一个能利用一液压活塞控制的、能快速关闭的平板阀,该平板阀如此迅速地截止所述的流体连通,从而使得在被反流冲洗的过滤元件上以压力冲击方式产生一种抽吸效应,该抽吸效应提高过滤元件上的清污作用。
按照本发明,闭锁元件是一个可利用液压活塞控制的、能快速关闭的平板阀,该平板阀如此迅速地截止所述的流体连通,从而使得在反流冲洗的过滤元件上以压力冲击方式产生一种抽吸效应,该抽吸效应提高了在过滤元件上的清污作用,由此达到在反流冲洗有关过滤元件时改进净化处理的目的。通过闭锁元件的这种特殊设计,可以在反流冲洗过程之前进入过滤元件的流体流动中实现突然的流动中断,从而,作为流体动力学效应,使得在闭锁过程中存在的流动速度引起一种非常强烈的抽吸效应。因此,对于过滤元件的相对过滤反向的通流而言,不仅在相应过滤元件的净化侧存在着系统压力,而且滤液的反向流动则会因抽吸效应得到加强,这种抽吸效应是由于所述动力学效应而产生,而这种动力学效应又是由冲击式的流动截止所造成的,该流动是从脏污侧流入的。利用本发明提出的解决方案,可获得一种压力冲击功能,如果采用圆锥形过滤元件的话,该冲击功能的作用还可进一步改善。圆锥形过滤元件则可在整个过滤元件上促成一种均匀的抽吸效应,而不是如现有技术所披露的那样只在确定的中间区域内促成抽吸效应。
所使用的平板阀作为压力控制装置的闭锁元件,实现了一种特别简单和有利于制造的结构。此外,平板阀只需要不太多的安装空间,而且甚至可以毫无困难地整合到过滤器外壳中。此外,其工作可靠性已在实际上无限制的运行时间内得到保证。
优选的是,过滤元件具有一个内部的过滤空腔,该过滤空腔确定出一条纵轴线,该纵轴线在一个端侧的、过滤时与过滤器入口相连的输入口和一个与之反向的端侧的排出口之间延伸,经由该排出口可以排出在反流冲洗过程中变脏的流体,其中,待净化处理的过滤元件的输入口为了进行反流冲洗可以借助所述闭锁元件加以锁闭,并且优选地,以垂直纵轴线布置在过滤器外壳中的过滤元件具有向上呈圆锥形逐渐缩小的外形,如前文所述,这一做法也有利于反流冲洗的效率,即使就整个元件来看,亦是如此。
按照有利的实施例,待净化的过滤元件的排出口是可以与一个反流冲洗导管相连接的,该反流冲洗导管借助一个阀装置可选择性地截止和释放(打开)。这样就获得了一种附加的可能性,以控制变脏的流体在流出区域内的流动。特别是,如果在这里采取这样一种设置,使反流冲洗导管所具有的长度大于或明显大于过滤元件的沿纵轴线方向测量的长度,便可以通过对一个相当长的流体柱的流动速度的控制,获得一个能产生特别强大的抽吸效应的动力学效果,从而实现特别有效的净化处理。
根据优选的实施例,反流冲洗装置具有一个可动的、借助一个驱动装置可以与待净化的过滤元件的排出口相连的反流冲洗臂,而且闭锁元件在反流冲洗臂的运动过程中可以借助该驱动装置对准与反流冲洗臂相连的过滤元件的输入口加以定位,以便释放或阻止流体进入该过滤元件的过滤空腔中。
附图说明
下面将参照一个在附图中示出的实施例对本发明作详细说明。附图表示:
图1本发明过滤设备的一个实施形式的原理上未按比例尺寸示出的纵剖视图;
图2相对图1加以放大的局部部分,相当于在图1中以II表示的区域;
图3本设备的示意地大大简化了的并且在垂直方向上大大缩短了的局部部分,在此表示出一个为反流冲洗所配备的过滤元件,并示意示出了流过该过滤元件的流体流动;
图4与图3相似的图示,用以表示在真正的反流冲洗过程中所存在的流体流动状况。
具体实施方式
图中所示的过滤设备具有圆筒形的外壳1,配有:一个上封盖3;一个下部的外壳封底5;和一个处于居中部位的中间底板7,它们可以整体地通过法兰连接件9固定在过滤器外壳1上。中间底板7在外壳1中分隔出一个过滤室11,以用于未过滤的滤液,待过滤的流体经由过滤器入口13可流入到该过滤室中,从分隔出的过滤设备的净化侧15,已被过滤了的流体可经由过滤器出口17排出。
在中间底板7和一个处于下部外壳封底5上的元件容纳部19之间,置入了向上呈圆锥形缩小的过滤元件21,其中,在圆锥形过滤元件21的这些位置上也可以换上至少部分呈圆筒状的过滤元件(图中未示出)。所述的圆锥形过滤元件21可以由所谓的缝隙式筛管过滤元件构成,它们彼此有间距地沿着一个筒状的圆弧被安置在过滤器外壳1中。按照一种未加以详细绘示的实施形式,也可以将过滤元件21分成若干个组,沿着多个筒状圆弧加以布置。
图中示出的过滤元件21以它们的入口横断面,也就是以它们的入口23开口通入到中间底板7的相应地呈筒状设计的凹部24中,也就是说与含有未过滤的滤液的过滤室11处于流体连通之中,从而使该未过滤的滤液为了实现过滤过程而进入到过滤元件21的内部过滤空腔25中,并在过滤时流过过滤元件21,往外流向净化侧15。在反流冲洗过程中情况则相反,有关的待净化的过滤元件从净化侧15由外向内地流通流体。一个可回转运动的反流冲洗臂27形成了一个从过滤器外壳1中导引出来的反流冲洗导管29的始端,经过该反流冲洗臂,含有被净化清除出来的脏物的脏污流体在反流冲洗过程中经由底侧的排出孔31从被净化处理的过滤元件21中流出。
反流冲洗臂27为了实现其回转运动,可以借助一个驱动电动机(带减速机构的电机)33,经由一个同心地安置在过滤器外壳1中的传动轴装置被驱动,该传动轴装置具有:一个上部的、被固定在驱动电动机33的从动端的轴颈35;一个空心的中间轴37;及一个下部的、与反流冲洗臂27相连的轴颈39。
驱动电动机33不仅用于反流冲洗臂27的回转,而且也构成了闭锁元件41所用的回转驱动装置,利用该闭锁元件便可以为反流冲洗过程抑制处于过滤室11中的未过滤滤液和待净化的过滤元件21的过滤空腔25之间的流体连通,为此将其入口23加以关闭。在图2至4中,示出了包含一个平板阀43的闭锁元件41的有关的具体细部。
如这些图中所示,平板阀43被安置在一个支座45上,该支座与轴颈35相连,从而可使驱动电动机33将平板阀43连同反流冲洗臂27一起加以回转。按附图所示,反流冲洗臂27和平板阀43是利用驱动电动机33而被调定在回转位置中的,在该位置,为进行反流冲洗过程选出了那个处于图中左边的过滤元件21。平板阀43具有一个阀板47,该阀板与支座45上的一个阀座49配合作用。为了沿着纵轴线51进行关闭运动以达到阀板47的贴靠,从而达到截止有关过滤元件21的入口23的目的,阀板47是可以利用液压活塞53运动的,该液压活塞在一个与支座45相连的液压缸55中被导引。
为了说明设备的工作原理,则应特别参阅图3和4。图3示出通过流动箭头57(在图中并未全部标以数字代号)表示的为反流冲洗过程所选择的过滤元件21上的流体流动走向,平板阀43是对准该过滤元件的输入口23加以定位的,该过滤元件的排出口31是与反流冲洗臂27相连的。图3中所示的流动状态存在的条件是:当一个只在图1中可看到的阀门装置59释放(打开)反流冲洗导管29,而且平板阀43尚未被关闭。现如若为了进行反流冲洗过程,在该流动状态下将平板阀43关闭,这就是说,未经过滤的滤液从过滤室11进入到过滤元件21中的后继流动被制止,则在过滤元件21上便产生流动反向。由于从过滤室11出来的流过过滤元件21的未经过滤的滤液(图3状态)的流动速度之故,平板阀43的截止便导致产生一种负的压力冲击,从而造成一种抽吸效应,所以对于图4中以流动箭头61表示的从净化侧15进入过滤元件21中的回流,不仅可使用系统压力,而且可附加地使用通过未过滤滤液一液体柱的截止产生的抽吸效应。通过借此在过滤介质的通流点上所产生的喷嘴效应,便可由过滤介质清除顽固性的脏物。若反流冲洗导管29具有较大的长度,即截止过程在一个具有相应流动速度的相当长的流体柱上进行的话,则可产生特别强烈的抽吸效应。
Claims (8)
1.一种过滤设备,具有多个过滤元件(21),这些过滤元件能安装在一个过滤器外壳(1)中,该过滤器外壳配有一个过滤器入口(13)用于待过滤的流体,还配有一个过滤器出口(17)用于已被过滤的流体,其中,所述过滤元件(21)为了进行过滤或反流冲洗能够沿两个方向流通流体,其中,在同一时间,一些过滤元件(21)执行过滤,至少一个另外的过滤元件(21)为了净化其有效过滤面而能够借助一个反流冲洗装置进行反流冲洗,该反流冲洗装置为了支持反流冲洗而包含一个压力控制装置,其中,所述压力控制装置具有一个闭锁元件(41),通过该闭锁元件可截止或释放在过滤器入口(13)与待净化的过滤元件(21)之间的流体连通,在过滤过程中,所述闭锁元件(41)释放流体连通,而在反流冲洗开始或进行过程中则截止流体连通,其特征在于:所述闭锁元件(41)是一个能利用一液压活塞(53)控制的、能快速关闭的平板阀(43),该平板阀如此迅速地截止所述的流体连通,从而使得在被反流冲洗的过滤元件(21)上以压力冲击方式产生一种抽吸效应,该抽吸效应提高过滤元件(21)上的清污作用。
2.按权利要求1所述的过滤设备,其特征在于:所述过滤元件(21)具有一内部的过滤空腔(25),该过滤空腔确定出一条纵轴线(51),该纵轴线在一个端侧的、过滤时与过滤器入口(13)相连的输入口(23)和一个与之反向的端侧的排出口(31)之间延伸,在反流冲洗过程中变脏的流体能够经由该排出口排出;待净化的过滤元件(21)的输入口(23)为了进行反流冲洗而能借助所述闭锁元件(41)加以截止。
3.按权利要求2所述的过滤设备,其特征在于:以垂直纵轴线(51)布置在过滤器外壳(1)中的各过滤元件(21)具有向上呈圆锥形逐渐缩小的外形。
4.按权利要求2或3所述的过滤设备,其特征在于:待净化的过滤元件(21)的排出口(31)能与一个反流冲洗导管(29)连接,该反流冲洗导管借助一个阀装置(59)能够选择性地截止和释放。
5.按权利要求4所述的过滤设备,其特征在于:所述反流冲洗导管(29)具有这样一个长度,该长度大于过滤元件(21)的沿纵轴线(51)方向测量的长度。
6.按权利要求2或3所述的过滤设备,其特征在于:所述反流冲洗装置具有一个可动的、借助一个驱动装置(33)能与待净化的过滤元件(21)的排出口(31)相连的反流冲洗臂(27);所述闭锁元件(41)在反流冲洗臂(27)的运动过程中能借助所述驱动装置(33)对准与反流冲洗臂(27)相连的过滤元件(21)的输入口(23)加以定位,以便释放或阻止流体进入该过滤元件的过滤空腔(25)中。
7.按权利要求4所述的过滤设备,其特征在于:所述反流冲洗装置具有一个可动的、借助一个驱动装置(33)能与待净化的过滤元件(21)的排出口(31)相连的反流冲洗臂(27);所述闭锁元件(41)在反流冲洗臂(27)的运动过程中能借助所述驱动装置(33)对准与反流冲洗臂(27)相连的过滤元件(21)的输入口(23)加以定位,以便释放或阻止流体进入该过滤元件的过滤空腔(25)中。
8.按权利要求5所述的过滤设备,其特征在于:所述反流冲洗装置具有一个可动的、借助一个驱动装置(33)能与待净化的过滤元件(21)的排出口(31)相连的反流冲洗臂(27);所述闭锁元件(41)在反流冲洗臂(27)的运动过程中能借助所述驱动装置(33)对准与反流冲洗臂(27)相连的过滤元件(21)的输入口(23)加以定位,以便释放或阻止流体进入该过滤元件的过滤空腔(25)中。
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