CN101932369A - 装备了配有用于信号传输的天线的数据存储器的过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于过滤流体例如液压液体或气体的过滤元件(1)，其中过滤元件(1)能够被容纳在过滤器壳(12)中，该过滤器壳设有用于待过滤的流体的入口(18)和用于已被过滤的流体的出口(20)，其中过滤元件(1)具有数据存储器(52)并且利用读取和/或记录仪器(70)能够以电子方式从数据存储器(52)中读取在数据存储器(52)中所存储的数据，其特征在于，设置在数据存储器(52)外部延伸的天线(60)，以用于在数据存储器(52)和读取和/或记录仪器(70)之间的信号联通，并且该天线(60)在至少部分区段上围绕过滤元件(1)的纵轴线(44)延伸并且由此与过滤元件(1)的角位及在过滤元件上所安置的数据存储器(52)的角位无关地保证在数据存储器(52)和读取和/或记录仪器(70)之间的信号联通，并且本发明还涉及一种具有这样的过滤元件(1)的过滤装置(10)。

Description

装备了配有用于信号传输的天线的数据存储器的过滤器

技术领域

本发明涉及一种过滤元件，用于过滤流体例如液压液体或气体，还涉及配有这种过滤元件的一种过滤装置。

背景技术

为了实现液态、气态或糊状介质的过滤，例如液压介质、作业液体甚至食品如饮料的过滤，采用适合相关用途的过滤元件。这些过滤元件在许多参数上都有所不同，例如对过滤物质所用的材料、其气孔大小或压力稳定性。这些不同的特征在许多情况下是不能或者根本不可能很容易地看得出来的。

因此，原则上存在下述危险：在现有的过滤装置上安装了一种对相关用途并不最合适的或者不适合的过滤元件，从而可能造成对过滤装置、对被过滤的介质或者对连接到过滤装置上的系统的损害。因此，例如在未充分过滤的情况下，就会产生磨损或者出现过滤装置上部件脱落的现象。在使用相对于被过滤的介质不具备足够化学和/或机械稳定性的过滤元件的情况下，亦会产生相应的后果。此外，由于使用不合适的过滤元件导致有害物质的掺入，从而污染被过滤的流体。另外，还不能排除下述现象：在更换一个用完的过滤元件时，却忘记了将一个新的过滤元件装入到所属的过滤器壳中，并无意地将那个空的过滤器壳连接到过滤装置上。

下述情况可能产生另一个问题：对一个正在使用中的过滤元件很难觉察出，该过滤元件在给定的工作条件下还能多长时间保证充分的过滤。这种情况在采用某些不具有连续减小过滤性能的过滤元件类型时尤其如此，而是在采用这些过滤元件类型时在经过一个与有关工作方式相关的运行时间之后，过滤性能会突然降低。

WO 2004/085027A1公开了一个配有过滤器和过滤元件的系统，它具有一个数据存储器用于存储与过滤元件相关的数据。

在DE 102004054172A1以及在WO 2006/050934A1中公开了一种过滤元件，该过滤元件具有一个数据存储器，在该数据存储器上利用一个设置在过滤元件外部的读数和/或记录仪器，便可按电子方式读取数据存储器中所存储的数据。数据传输是利用一个设置在数据存储器上的或由该存储器所形成的天线来执行的，该天线也能将数据存储器的运行所需的能量传送给该数据存储器，从而使该数据存储器不需要有自身的能源。在此，数据存储器和天线之间的距离是尽可能的小，借以保证可靠的能量传输和数据传输。

发明内容

本发明的任务在于提供一种过滤元件及一种配有这种过滤元件的过滤装置，该过滤装置相比于已知的过滤元件还可大大提高工作安全性，并且在过滤元件的制造和安装方面也可能保持尽可能低的费用。

上述任务是通过在权利要求1中所确定的过滤元件和通过在从属权利要求中所确定的过滤装置加以解决的。本发明的一些特定实施形式见各从属权利要求中所述。

根据一个实施形式，上述任务是通过一种用于过滤流体如液压液体或气体的过滤元件加以解决的，该过滤元件可容纳在一个过滤器壳中，该过滤器壳配有用于待过滤的流体的入口和用于已被过滤的流体的出口，其中过滤元件具有数据存储器，利用设置在过滤元件外部的读取和/或记录仪器(也可称之读数器)便可从数据存储器中以电子方式读取数据存储器中所存储的数据。配置了在数据存储器外部延伸的天线，以用于数据存储器和读数仪器之间的信号联通，在此该天线在至少部分区段上围绕过滤元件的纵轴线延伸并且由此与过滤元件的角位及在过滤元件上所安置的数据存储器的角位无关地保证在数据存储器和读取和/或记录仪器之间的信号联通。

过滤元件至少在部分区段上基本上是呈圆筒状的，相应地过滤器壳是设计呈缸状的，在此过滤元件的纵轴线和过滤器壳的纵轴线在安装后的状态中是重合的。针对下述情况，即数据存储器是针对纵轴线偏心地安置在过滤元件上的，数据存储器和读取和/或记录仪器之间的距离是取决于过滤元件的角位的，亦即取决于数据存储器针对过滤元件的纵轴线的角位。若该距离相当大并存在特定干扰影响的话，例如在过滤装置现场局部存在一种高的电磁辐射，如在生产设备上可能存在的情况那样，或者被过滤的流体本身引起干扰场那样，这可能是因为该流体含有离子或金属微粒之故，则数据存储器和读取和/或记录仪器之间的信号传输便会受到干扰影响。

从原则上说，上述问题可以通过读取和/或记录仪器的较高发射功率加以弥补，不过这也关系到较高的能源消耗，这种较高的能源消耗不仅要求较高的作业成本，而且也要求增加安装费用。

上述问题也可通过下述措施加以解决：过滤元件和过滤器壳具有彼此相应的定位机构和制动机构，这些机构使得过滤元件嵌入到过滤器壳中只能在一定的角位中予以实现。不过，在实际工作中，在一定的较为粗糙的工作条件下，例如在建筑工地等施工场合中液压设备中的移动式过滤装置情况下，不是总能保证过滤元件被嵌置在过滤器壳中的正确角位上，不管怎么样说，这也提高了安装费用。

根据本发明，上述问题可通过以下措施加以解决：用于在数据存储器和读取和/或记录仪器之间信号联通的天线至少在部分区段上围绕着过滤元件的纵轴线延伸。这样，在过滤元件的任一个角位中都可针对过滤器壳保证实现一种可靠的数据传输。

按照一个实施形式，天线以一个至少为90°、最好至少为180°、特别至少为270°的角度围绕纵轴线延伸。即使按照大约仅为90°的角延伸，在天线和数据存储器之间出现的最大距离都可减小到一定程度，以保证实现可靠的信号传输。根据一个实施形式，天线基本上在360°的角度上且因此呈环形地围绕纵轴线延伸。

按照一个实施形式，天线设置在过滤元件的一个轴向端部上或靠近该轴向端部的地方。数据存储器也可以安置在过滤元件的一个轴向端部上或靠近该端部的地方，最好利用一种能将过滤元件加以固定的填料不可松开地将之同过滤元件连接起来。在此，数据存储器可以整合地安装到过滤元件中，例如安装到一个支撑管中、一个端盖中，或者浇注入或注射到过滤元件的外套中，或者从外部最好不可松开地固定在过滤元件上，例如通过粘接、焊接等方法。按照一个实施形式，数据存储器是不能从外部看得见的。不过，对有些用途而言，有利的做法可能是，数据存储器在过滤元件上的位置是可以从外部看到的，例如数据存储器本身就是可以看到的，或者可以在相应的位置上做出标记。数据存储器最好不要超过过滤器的轮廓。这样，本发明提出的过滤元件也可以使用在现有的过滤装置的已经装好的过滤器壳中。

根据一个实施形式，天线设置在过滤器壳上或过滤器壳中，例如安置在一个支承元件上或支承元件中，过滤元件可以支靠在该支承元件上。安置在过滤器壳内部的天线或者读取和/或记录仪器的一个读取和/或记录头可以经过一种对流体密封的连接方式而与读取和/或记录仪器的、安置在过滤器壳外部的那一部分实现电连接。支承元件可以特别具有一个环形的支承面以用于支承过滤元件的端盖，而天线则可安置在支承元件的朝向或背向过滤元件的那一侧上。

在数据存储器中可以特别是存储涉及过滤元件的详细数据。在此，例如可涉及这样的数据，这些数据可借以实现对过滤元件的类型进行识别，例如可针对其过滤材料、被过滤的介质、其尺寸、其制造日期，等等。此外，还可存储这样的数据，这些数据可借以实现对单个的过滤元件进行识别，例如对一种仅仅是一次性给定的、特别是顺序制造号的识别。在此，就那些在制造过滤元件过程中就已确定的数据而言，可以将这些数据存储在数据存储器的一个不可记录的和只可读取的存储范围内，从而使这些数据不会更改，特别是不可处理。

替代的或补充的是，也有可以存储这样的数据，这些数据只有在过滤元件制造之后才会出现，特别是过滤元件的运行数据如投产日期、使用的方式和时间、被过滤的介质，等等。这些数据可以存储在数据存储器的一个至少可一次性记录的存储范围内，特别是可存储在一个只能一次性记录的存储范围内，在该存储范围内可以保存过滤元件的一种顺序的记录。所录入的数据都可以配上一个不可更改的日期印记。这些数据的记入最好是经过读取和/或记录仪器予以实现。若该存储范围仅是一次性可记录的，便可保证运行数据在事后是不可处理的。这一点对于保证要求而言是有利的，这些保证要求在过滤元件失效的情况则可能被调查。数据只能一次性地录入数据存储器中的这一特征可以通过软件技术措施加以实现，例如每个存储器地址都只能一次性地用于记录，然后就不再供使用了，或者可以通过硬件技术措施加以实现，例如在记录时执行不可逆的存储过程，例如是通过连接导线的熔化。

数据存储器优选按照应答原理进行工作，而且是在通过读取和/或记录仪实现的相应的和必要时通过代码字加以保险的激励以后，才可准备数据传输。例如可能做到的是，数据存储器中的可以通过下述措施读取：数据存储器或者一个配属的接收单元将一个由读取和/或记录仪器发送出的信号相应于所存储的数据进行修改，例如进行衰减；或者按预定方式进行调制，例如通过改变电磁场的幅度、相位或频率。读取和/或记录仪器具有接收单元，其接收并且必要时解调被修改的信号，并且由此提取数据存储器的数据。

在本发明的一个特别的实施类型中，对于数据存储器运行所需要的能量能够由读取和/或记录仪器传递到数据存储器上或者传递到配备给数据存储器的与数据存储器连接的接收单元上。优选能量传递无接触地例如通过足够强大的电磁场等等实现。

在一个特别的实施类型中从控制装置(在其中能够整合读取和/或记录仪器的至少一部分)能够连续地以可给定的时间间隔和/或由事件引起地在数据存储器中写入参数，其与在过滤装置中的过滤元件的运行相关。在此涉及在过滤元件的现场局部测定的数据，例如经由过滤元件出现的差异压力，或者涉及由上级的和控制多个读取和/或记录仪器的控制装置预定的数据，例如表示待过滤的介质的特性的数据。

在使用由数据存储器读取的数据例如使用寿命、被过滤的介质、工作压力、工作温度等等，控制装置能够计算过滤元件的剩余的使用寿命。这种计算在读取和/或记录仪器中就能够实现，或者读取和/或记录仪器将所述数据传递给上级的控制装置。上级的控制装置能够特别是以相应的方式监测和控制多个根据本发明配备的过滤元件并且例如在达到临界的使用状态时这样控制过滤装置，使得接通其它的过滤元件。

由数据存储器读取的数据和/或由此计算出的或导出的数据能够通过在过滤器壳位置上的显示装置以信号表示，例如通过照明装置用于表示过滤元件的排队等候的更换，通过声学的信号传感器等等。

天线能够设置在过滤器壳上并且经由连接导线与读取和/或记录仪器电连接。在这种情况下实现从天线(其构成读取和/或记录头)至数据存储器的无接触的信号传递。

替代的是，天线能够经由电连接导线与数据存储器电连接，其中而后优选天线设置在过滤元件的端盖上或内，特别是借助于固定过滤元件的填料与过滤元件不可松开地连接。在这种情况下实现从读取和/或记录仪器的优选位于过滤器壳内部的读取和/或记录头至与数据存储器电连接的天线的无接触的信号传递。

在一个其它的实施例中天线不仅与读取和/或记录仪器电分离而且与数据存储器电分离，并且在功能上仅仅用作在读取和/或记录仪器的发送/接收单元和数据存储器的天线之间的耦合线圈。通过天线的合适的设置，特别是设置在过滤元件的数据存储器和读取和/或记录仪器的读取和/或记录头之间的区域内，优选设置在过滤元件的一个轴向端部上或附近，通过这种方式能够改善无接触的数据传递。

本发明还涉及一种具有上述的过滤元件的过滤装置。

在一个实施例中在用于待过滤的流体的入口和/或用于已被过滤的流体的出口上连接截止阀。与读取和/或记录仪器连接的且控制截止阀的控制装置在每次打开截止阀之前借助于读取和/或记录仪器由过滤元件的数据存储器中读取数据。控制装置仅仅在下面的情况下打开截止阀，即，之前由读取和/或记录仪器从过滤元件的数据存储器中能够读取到可预先规定的数据。从而例如能够在更换过滤元件之后由控制装置首先检查，在打开截止阀并且由此将过滤元件接入流体流中之前，是否应用了对于现在的应用情况特定的过滤元件。由此能够避免对过滤元件或过滤装置的伤害，而且主要阻止对所连接的系统元件的伤害。

在一个实施例中能够由数据存储器中规律地(例如以可预定的时间间隔)询问数据，或者不规律地询问数据，例如受到事件控制地，例如当需要特别的系统功率时。控制装置能够在未读取到可预定的数据时(例如所需要的过滤器过滤或所需要的剩余的使用寿命)关闭阀门，或者减小系统的泵功率。

在一个实施类型中，过滤器壳可利用盖板封闭并且控制装置在截止阀的每次打开之前借助于传感器例如感应的接近感应器检查，是否盖板实际上被封闭了。仅仅当传感器通知盖板是封闭的，截止阀才被打开。传感器也能够被有规律地询问，并且当盖板未被封闭时，阀门能够被封闭。

在一个实施例中在过滤器壳内部设置读取和/或记录仪器的至少一个读取和/或记录头。读取和/或记录头的电接头借助于对流体密封的和对压力密封的绝缘套管从过滤器壳内部被引向过滤器壳外部。绝缘套管优选设置在过滤元件和/或过滤器壳的一个轴向端部上或附近。绝缘套管能够被径向向外引导，特别是在这样的区域内，在该区域内设置进一步引导的导线或在过滤器壳的外壳面上的读取和/或记录仪器。

附图说明

本发明的其它的优点、特征和细节由从属权利要求和下面的说明得出，其中参考附图详细描述本发明的一个实施例。在此在说明书和权利要求书中提及的特征各自或任意组合对于本发明都是重要的。

图1本发明的过滤装置的透视图；

图2图1的过滤装置的局部透视图的放大视图；以及

图3图1的过滤装置的横截面的进一步放大的局部视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的过滤装置10的透视图，包含过滤器壳12，该过滤器壳至少在局部区段上是空心圆柱形的并且在被其包围的空腔内容纳过滤元件1(图2)。在过滤器壳12上安装轨道14、特别是横截面为L形的轨道14，其在一个与过滤器壳12隔开距离的端部上与横向延伸的固定板条16固定连接，借助于该固定板条过滤装置10是可竖立的和/或可被固定在一个支承装置上。

过滤器壳12具有一个用于待过滤的流体的入口18和一个用于被过滤的流体的出口20。入口18和出口20在它们的远离过滤器壳12的端部上法兰形式地扩宽。在入口18的法兰上设置一个第一截止阀22并且在出口20上设置一个第二截止阀24。第一和第二截止阀22、24可被马达驱动，同时可受到一个控制装置控制。为此第一截止阀22具有一个第一驱动装置26，并且第二截止阀24具有一个第二驱动装置28。

过滤器壳12是朝向一侧敞开的以插入过滤元件1。敞开侧具有一个封闭法兰30，在该封闭法兰上能够设置一个封闭元件30，其基本上构成为管形的和圆柱形的并且限定一个空腔，在该空腔内例如能够安装一个污染监测装置。封闭元件32在其远离过滤器壳12的端部上具有法兰34，在该法兰上能够固定封闭板36。过滤装置10具有优选布置在封闭板36中心的通风装置72、优选球阀。过滤装置10此外具有一个传感器或开关，其与控制装置连接，并且利用所述传感器或开关能够探测，过滤器壳12是否通过封闭元件32和/或封闭板36是封闭的。

图2以放大的视图示出图1的过滤装置10在出口20的区域内的局部视图，其中过滤器壳12被部分剖开地示出。图3示出过滤装置10的横截面在出口20的区域内的放大局部视图。构成出口20的管路作为连接器伸入过滤器壳12的底面中并且在安装连接器42的区域内构成一个环形的凸肩40，在该凸肩上放置一个环形的支承元件42。支承元件42具有一个折弯部，其中两个彼此平行延伸的部段在沿着纵轴线44的轴向上错位并且垂直于纵轴线44延伸。支承元件42以所述部段中的一个贴靠在凸肩40上并且以另外一个部段构成用于过滤元件1的放置面。

过滤元件1是基本上柱形的且特别是圆柱形的，具有纵轴线44，并且包含沿着径向位于内部的支承管46，在该支承管上安装过滤材料48。在过滤元件1的轴向末端上安装端盖50，其沿着轴向封闭过滤元件1并且以一个末端侧平放在支承元件42上。在沿着围绕纵轴线44的圆周方向上的至少一个位置上，过滤元件1具有一个数据存储器52，其优选设置在端盖50的面对过滤材料48的区域上，特别是安装到端盖50内，与过滤元件1不可松开。优选数据存储器52被嵌入将过滤材料48与端盖50固定且不可松开地连接的填料中。

在过滤器壳12的与出口20相邻的端部上或附近在过滤器壳12的壁中安装绝缘套管54，借助于该绝缘套管能够以对介质密封的方式穿过过滤器壳12的壁实现朝向天线60的电连接或者朝向读取和/或记录头56的电连接，该读取和/或记录头56在纵轴线44的径向上伸入被过滤器壳12包围的且容纳过滤元件1的空腔内部。绝缘套管54垂直于纵轴线44一直延伸至安装连接器48的附近并且在轴向上设置在支承元件42的区域内。为此支承元件42具有供绝缘套管54或读取和/或记录头穿过的开口，支承元件在其位于径向外部的环绕的边缘上具有平行于纵轴线44延伸的圆柱形的部段62。

在与过滤元件1特别是端盖50对置的侧面上，在支承元件42的垂直于纵轴线44延伸的构成用于端盖50的支承面的部段上设置一个圆环形围绕纵轴线44延伸的天线60，其在最简单的情况下能够通过一个导体回线构成。通过天线60的环形布置，与过滤元件1的角位置无关地，特别是与数据存储器52的角位置无关地，保证在数据存储器52和读取和/或记录头56之间的信号联通。与天线60或与读取和/或记录头56的电连接经由在过滤器壳12外部连接在绝缘套管54上的连接管64被引向控制装置，在该控制装置中能够整合读取和/或记录仪器70的一部分或者该控制装置自身至少部分地能够与读取和/或记录仪器70构成为构造单元。

在过滤器壳12的环形围绕安装连接器38延伸的底面上设置排出口66，在该排出口上对流体密封地连接隔离阀门68，其可手动操作并且借助于该隔离阀门即使在第二截止阀24关闭时也能够清空过滤器壳12。

在过滤器更换时第一和第二截止阀被控制装置关闭并且因此过滤装置10被从流体回路中移除。在经由排出口66必要时清空过滤器壳12之后，用完的过滤元件1能够被取出。在应用新的过滤元件1之后，控制装置经由读取和/或记录仪器询问数据存储器52。在此以预定的标准核查被读取的数据，例如在此是否涉及过滤装置10容许的过滤元件1，等等。替代的或补充的是，控制装置还可以询问，是否传感器或开关通知过滤器壳12通过封闭元件32和/或封闭板36合适地封闭。如果其中一个给定的标准不被或不完全被满足，则控制装置将第一和第二截止阀22、24锁定在关闭状态，必要时也防止手动操作，并且由此阻止过滤装置10可能被重新接入流体回路中。

Claims (10)

1.一种用于过滤流体例如液压液体或气体的过滤元件(1)，其中过滤元件(1)能够被容纳在过滤器壳(12)中，该过滤器壳设有用于待过滤的流体的入口(18)和用于已被过滤的流体的出口(20)，其中过滤元件(1)具有数据存储器(52)并且利用读取和/或记录仪器(70)能够以电子方式从数据存储器(52)中读取在数据存储器(52)中所存储的数据，其特征在于，设置在数据存储器(52)外部延伸的天线(60)，以用于在数据存储器(52)和读取和/或记录仪器(70)之间的信号联通，并且该天线(60)在至少部分区段上围绕过滤元件(1)的纵轴线(44)延伸并且由此与过滤元件(1)的角位及在过滤元件上所安置的数据存储器(52)的角位无关地保证在数据存储器(52)和读取和/或记录仪器(70)之间的信号联通。

2.如权利要求1所述的过滤元件(1)，其特征在于，天线(60)以一个至少为90°、最好至少为180°且特别至少为270°的角度围绕纵轴线(44)延伸。

3.如权利要求1或上述权利要求之一项的过滤元件(1)，其特征在于，天线(60)设置在过滤元件(1)的一个轴向端部上或靠近该轴向端部的地方。

4.如权利要求1或上述权利要求之一项所述的过滤元件(1)，其特征在于，天线(60)设置在过滤元件(1)的端盖(50)上或端盖(50)中，特别是借助于固定过滤材料(48)的填料不可松开地与过滤元件(1)连接。

5.如权利要求1或上述权利要求之一项所述的过滤元件(1)，其特征在于，天线(60)设置在过滤器壳(12)上或过滤器壳(12)中，特别是设置在过滤器壳(12)的一个支承元件(42)上或该支承元件中，过滤元件(1)的端盖(50)能够支靠在该支承元件上。

6.一种过滤装置(10)，其具有容纳过滤元件(1)的过滤器壳(12)，其特征在于，过滤元件(1)如权利要求1或上述权利要求之一项所述进行构成。

7.如权利要求6所述的过滤装置(10)，其特征在于，在用于待过滤的流体的入口(18)和/或用于已被过滤的流体的出口(20)上连接截止阀(22，24)，并且与读取和/或记录仪器(70)连接的且控制截止阀(22，24)的控制装置在截止阀(22，24)的每次打开之前借助于读取和/或记录仪器(70)由过滤元件(1)的数据存储器(52)中读取数据并且仅仅在下面的情况下打开截止阀(22，24)和因此将过滤元件(1)接入流体流中，即，之前由读取和/或记录仪器(70)从过滤元件(1)的数据存储器(52)中能够读取到可预先确定的数据。

8.如权利要求6或7所述的过滤装置(10)，其特征在于，过滤器壳(12)能够利用封闭元件(32)封闭，并且在用于待过滤的流体的入口(18)和/或用于已被过滤的流体的出口(20)上连接截止阀(22，24)，并且控制截止阀(22，24)的控制装置在截止阀(22，24)的每次打开之前借助于传感器检查封闭元件(32)的封闭位置并且仅仅在下面的情况下打开截止阀(22，24)和因此将过滤元件(1)接入流体流中，即，之前由传感器能够通知过滤器壳(12)是封闭的。

9.如权利要求6至8之一项所述的过滤装置(10)，其特征在于，读取和/或记录仪器(70)具有安置在过滤器壳(12)内部的读取和/或记录头(56)，并且读取和/或记录头(56)的电接头借助于对流体密封的和对压力密封的绝缘套管(54)从过滤器壳(12)内部被引向过滤器壳(12)外部。

10.如权利要求6至9之一项所述的过滤装置(10)，其特征在于，读取和/或记录仪器(70)设置在过滤装置(10)上，特别是过滤器壳(12)上。

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