CN102834155B - 自清洁式过滤器模块 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的过滤器模块包括具有入口和出口的外壳，外壳包围限定纵轴的管状长型过滤器元件和清洁头，该清洁头通过导管连接至同轴设置且可旋转地安装的管道，所述清洁头朝向管状长型过滤器元件的内表面弹性地偏置。此外，所述清洁头具有可调尺寸的开口，该开口面对管状长型过滤器元件的内表面并提供外壳的内部与管道的内部之间的流体连通。过滤器模块还包括用于在外壳的内部和管道的内部之间产生压力差以使流体从外壳的内部向管道的内部流动的装置，过滤器模块还包括用于影响管道的旋转的装置。所述过滤器模块还包括间隔元件，该间隔元件可旋转地支撑于并且可释放地附接至清洁头，间隔元件限定清洁头与过滤器元件的内表面之间的最小间隔。

Description

自清洁式过滤器模块
本发明涉及自清洁式过滤器模块的技术领域。
通过US3,887,344已知具有自清洁能力的过滤器。该文中所描述的过滤器模块包括柱状外壳，该柱状外壳具有一个封闭端和一个开放端，并且在其环境周围提供有过滤器媒介。过滤器媒介具有至少一个横跨自身的区域，该区域从吸嘴向外延伸，以允许大的脏颗粒、堆积物等接纳于其内并由经过该区域的吸嘴去除。吸入歧管可旋转地接纳在过滤器的封闭端内并在此处被密封，同时吸入歧管通过多个滚柱支座同样可旋转地支撑在过滤器的开放端处。在过滤器的开放端，歧管连接至吸入源，在吸入源处歧管被旋转的自密封装置密封。沿歧管的长度等距地围绕间隔有吸嘴，以便为其提供平衡。吸嘴紧邻过滤器媒介安置，从而在歧管的旋转过程中自动地清洁歧管。
类似的概念在EP 0131348中公开。该文中描述的自动反冲式过滤器模块包括位于外壳内的圆筒形管状过滤器，以使得流体从过滤器内流动至过滤器外。在过滤器内设置有具有面对过滤器内部的开口的一对翼。当多余污染物积聚在过滤器内部时，使翼旋转以接纳污染物并因此清洁过滤器。
面对过滤器内部的开口紧邻过滤器内部设置并与其成邻接关系。因此，在清洁过程中，翼的围绕开口的部分在沿过滤器内部扫过时会经受相当大的磨损。
而且，一旦安装，可控以调整清洁动作的参数仅仅是翼的旋转速度和翼所附接的管道内相对于外壳内压力的吸入压力。
因此本发明的一个目的是提供具有延长的寿命而不需要太频繁维护的自清洁式过滤器模块。
本发明的另一目的是提供对清洁动作具有改进控制的自清洁式过滤器模块。
根据本发明的过滤器模块包括具有入口和出口的外壳，所述外壳包围限定纵轴的管状长型过滤器元件和清洁头，该清洁头通过导管连接至同轴设置且可旋转安装的管道，所述清洁头朝向所述管状长型过滤器的内表面弹性地偏置。
此外，所述清洁头具有可调尺寸开口，该开口面对所述过滤器元件的所述内表面并且提供所述外壳内部和所述管道内部之间的流体连通。过滤器模块进一步包括用于在所述外壳内部和所述管道内部之间产生压力差以使流体从所述外壳的内部向所述管道的内部流动的装置，过滤器模块还包括用于影响所述管道的旋转的装置。
所述过滤器模块进一步包括可旋转地支撑在清洁头上并且可释放地附接至清洁头的间隔元件，所述间隔元件限定清洁头（朝向所述过滤器元件的所述内表面弹性偏置）和所述过滤器元件的内表面之间的最小间隔。
根据本发明的过滤器模块，间隔元件突出越过朝向所述过滤器元件的所述内表面的所述清洁头，而围绕所述清洁头的开口的外缘没有与所述过滤器元件的内表面接触。因此减少或甚至完全避免了作用在清洁头上的磨损。由于间隔元件可旋转地支撑在所述清洁头上，所以作用在间隔元件自身上的磨损减至最低。
而且，由于所述清洁头上的开口的尺寸是可调的，并且由于间隔元件的尺寸和因此清洁头与所述过滤器元件的内表面之间的最小间隔均可通过更换可释放附接的间隔元件而改变，所以可更精确地控制用于复原所述过滤器元件的总体清洁动作。
在特别优选的实施方式中，所述过滤器模块包括至少一个通过第二导管连接至管道的第二清洁头，所述第二清洁头朝向所述管状长型过滤器元件的内表面弹性地偏置，该第二清洁头至少具有可旋转地支撑在其上且可释放地附接至其的另一个间隔元件以及可调尺寸的开口，该开口面对所述过滤器元件的所述内表面和提供所述外壳的内部和所述管道的内部之间的流体连通。优选地，清洁头成角度地偏移和/或沿纵轴相对彼此偏移。
根据另一特别优选的实施方式，所述（另一个）间隔元件在清洁头（即，相对于清洁头）上的位置是可调的，因此获得对清洁头与过滤器元件的内表面之间的最小间隔的控制。为此目的，所述间隔元件可旋转地支撑在所述清洁头上并且可释放地附接至所述清洁头上的不同的位置。因此无需改变间隔元件的尺寸就可改变（连续地或以离散的步骤）清洁头与所述过滤器元件的内表面之间的最小间隔并设置成所需的间隔。通过能够调整开口的尺寸和在清洁头与所述过滤器元件的内表面之间的最小间隔，可更加精确地和便利地控制用于复原所述过滤器元件的总体清洁行动。
所述间隔元件可成型为类似盘状，即，类似薄的扁圆物体，因此仅提供相对较小的区域与所述过滤器元件的内表面接触。
优选地，所述间隔元件由比所述过滤器元件的材料（稍微）柔软的材料制成，以使得在使用过程中磨损容易更换的间隔元件而非磨损过滤器元件。
优选地，所述清洁头沿所述过滤器元件的纵轴延伸，所述清洁头具有第一端和相对的第二端。因此，清洁头配置成扫过所述过滤器元件的内表面区域，其沿纵轴的高度被限定为第一端与第二端之间的距离。
所述开口可为缝隙。优选地，所述开口定向为基本平行所述过滤器元件的纵轴。在特别优选的实施方式中，所述开口在所述清洁头的第一端和第二端之间延伸，因此引起基本沿所述清洁头的第一端与第二端之间的全部距离的均匀清洁动作。
优选地，所述间隔元件设置在所述清洁头的所述第一端和第二端中的一个上。在特别优选的实施方式中，第一间隔元件可旋转地支撑在所述清洁头的所述第一端上且可释放地附接至所述清洁头的所述第一端，第二间隔元件可旋转地支撑在所述清洁头的所述第二端上且可释放地附接至所述清洁头的所述第二端。
优选地，所述开口的尺寸可通过使用可释放地附接至所述清洁头的约束元件来调整。通过用另一个具有不同尺寸的约束元件替换给定的约束元件或通过重新排列给定的约束元件和将给定的约束元件可释放地附接至不同的位置，可调整开口的尺寸。在特别优选的实施方式中，在不同于所述过滤器元件的纵轴所限定的方向上，所述开口的尺寸是可调整的。
所述导管可包括一对管，该对管中的每个在其第一端连接至同轴设置的（相对于所述过滤器元件）且可旋转地安装（于所述外壳内）的管道，而其第二端连接至（相同的）清洁头。该对导管沿纵轴间隔开提供了清洁头相对于管道的改进的机械稳定性。
所述外壳还可为类似鼓状或管状的形状，其中外壳、过滤器元件和管道同轴设置。
此外，用于产生压力差的装置可为简易阀，其可开启以将管道的内部连接至大气压。在可选的实施方式中，所述用于产生压力差的装置可为主动吸入机构，例如泵。
作为将管道以可旋转的方式设置的补充或替代，管状长型过滤器元件可旋转地安装在所述外壳内。
本发明的进一步特征和优势将通过以下详细的描述和附图变得明显。
图1示出了根据本发明的具有包围管状过滤器元件的外壳的过滤器模块；
图2示出了设置有四个清洁头的可旋转管道，该管道相对于过滤器元件同轴设置且可旋转地安装在外壳内；
图3是示出清洁头上面对过滤器元件的内表面的开口和附接至清洁头的两个间隔元件的视图；
图4示出了清洁头的侧视图，展示出间隔元件相对清洁头的设置。
在图1中，示出了根据本发明的过滤器模块10的一个实施方式。该过滤器模块包括具有入口和出口的鼓形外壳12，外壳包围同轴设置在鼓形外壳12内的管状长型过滤器元件14。
在外壳12内安装有可旋转管道16。管道16同轴设置在管状长型过滤器元件14内。管道16的上端26联接至用于影响管道16旋转的装置30。管道16的下端28联接至用于在外壳12的内部与管道16的内部之间产生压力差的装置（未示出），并与该装置处于流体连通，以便引起从外壳12的内部到管道16的内部的（反向的）流体流动。用于产生压力差的装置可为简易阀，其可开启以将管道16的内部连接至大气压（即，至外壳12的外部）。在可选的实施方式中，用于产生压力差的装置可为主动吸入机构，例如泵。
如从图2中所见，四个清洁头18联接至管道16，四个清洁头中的每个通过相应的导管20安装在管道16上。每个导管20均包括一对管21，其提供通过相应的清洁头18上的相应开口24（在图3中示出）在外壳12的内部与管道16的内部之间的流体连通。
每个导管20和对应的清洁头18从管道16朝向管状过滤器元件14的内表面径向地延伸，其中管道16基本平行于管状过滤器元件14的纵轴而设置。换言之，导管20和清洁头18基本与管状过滤器元件14所限定的纵轴成直角地延伸。此外，每个清洁头18通过弹簧（未示出），朝向过滤器元件14的内表面弹性地偏置，以便紧邻该内表面安置。
清洁头18成角度地移置且沿纵轴相对彼此移置。在图2中示出的实施例中，四个清洁头18中的相邻清洁头之间的角度偏移约为90°。清洁头18沿纵轴以这样的方式偏移，即随着管道16的旋转，四个清洁头18扫过过滤器元件14的整个内表面。
待过滤的流体通过入口（未示出）流入外壳12且随后穿过过滤器元件14，将流体内不需要的材料留在过滤器元件14的内表面上，即，管状过滤器元件14面向内的表面构成了过滤器元件14的上游侧。然后因此被过滤的流体通过出口（未示出）离开外壳12的内部。
不需要的材料随着时间积聚在过滤器元件14的内表面上，逐渐地减少了过滤器元件的可实现的吞吐量，且因此减少了全部过滤器模块的可实现的吞吐量。
为了将不需要的材料从过滤器元件14的内表面去除，用于影响管道16旋转的装置30和用于产生压力差的装置均被启动：因为管道16的内部和外壳12的内部通过开口24处于流体连通，所以由此产生的管道16内的相对低压会导致在每个开口24的附近发生流体通过过滤器元件14的反流，由此残留在管状过滤器元件14的内表面上的不需要的材料会松动并通过开口24被吸入管道16的内部。旋转管道16以使清洁头扫过过滤器元件14的全部内表面，清洁头18通过如上所描述的相应弹性部件被推动朝向过滤器元件14的内表面。
然后，包含被除去的不需要的材料的流体的反流可被处理或可简单丢弃。
用于影响管道16旋转的装置30和用于产生压力差的装置的启动均可连续地、周期地、或根据期望的流体流速/吞吐量来进行。
这样已描述了根据本发明的过滤器模块的自清洁能力，接下来将结合图3和图4描述如何控制清洁动作。
图3示出了清洁头18面向过滤器元件14的内表面的一侧的俯视图。清洁头18沿过滤器元件14的纵轴在其第一顶端32与第二底端34之间延伸。开口24以基本平行于过滤器元件14的纵轴、在清洁头18的第一端32与第二端34之间延伸的缝隙形式提供。缝隙状开口24的宽度通过两个横向设置的约束元件36来限定。约束元件36通过螺钉38可释放地附接至清洁头18的面对过滤器元件14的内表面的一侧。约束元件36中的一个或两个可设置在清洁头18上的不同位置处，因此获得对缝隙状开口24的宽度的控制。可选地，可用不同尺寸的约束元件替换约束元件36中的一个或两个。
各盘形间隔元件22在清洁头18的端部32、34之一处可旋转地支撑于且可释放地附接至清洁头18，其中间隔元件22中的每个的旋转轴基本平行于过滤器元件14的纵轴而设置。为此目的，每个盘形间隔元件22通过相应的螺钉40可释放地附接至清洁头的侧面。
如从图4可见，盘形间隔元件22安装在清洁头18上，以便朝向过滤器元件14的内表面（即，在管状过滤器元件14的径向方向上）稍微突起越过清洁头18的面向过滤器元件14的内表面的且其上设置有约束元件36的一侧。因此，被推动朝向过滤器元件14的内表面的、设置在清洁头18上的盘形间隔元件22在其外缘的突出部42处接触过滤器元件14的内表面。盘形间隔元件22，更具体而言是其突出部42因此限定了清洁头18及其缝隙状开口24与过滤器元件14的内表面之间的（最小的）间隔。
优选地，间隔元件22的材料是比过滤器元件14的材料稍软的材料，以便在清洁过程中磨损（可更换的）间隔元件而非过滤器元件14。
最小间隔可通过在清洁头18的侧面上的不同位置处使用多种直径的盘形间隔元件22和/或通过可释放地附接盘形间隔元件22（具有给定直径）来控制。例如，螺钉40可在于过滤器元件14的径向方向上延伸且形成于清洁头18的侧面的长孔（未示出）内移动，以便能够以连续的方式改变间隔。可选地，该侧面可设有隔开的孔，螺钉40可通过该隔开的孔延伸并紧固，其中这些孔优选在过滤器元件的径向方向上沿直线设置。
因此能够基本减少或甚至共同避免使用上述的间隔元件22而作用在清洁头18和约束元件36上的磨损。由于间隔元件22可旋转地支撑在清洁头18上，所以磨损和摩擦均减至最小。由于开口的尺寸和（最小的）间隔均可用上述方式精确地限定，所以可精确地控制被影响的清洁动作。
尽管已经详细地描述了本发明，但是对于本领域的技术人员明显的是能够对本发明作出某些变动和修改而不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (24)

1.过滤器模块(10)，包括
外壳(12)，具有流体入口和流体出口，所述外壳(12)包围限定纵轴的管状长型过滤器元件(14)和清洁头(18)，所述清洁头(18)通过导管(20)连接至同轴设置且可旋转安装的管道(16)，所述清洁头(18)朝向所述管状长型过滤器元件(14)的内表面弹性地偏置，其中所述清洁头(18)具有可调尺寸的开口(24)，所述开口(24)面对所述过滤器元件(14)的所述内表面并提供所述外壳(12)的内部与所述管道(16)的内部之间的流体连通；
用于在所述外壳(12)的内部与所述管道(16)的内部之间产生压力差以使流体从所述外壳(12)的内部向所述管道(16)的内部流动的装置；
用于影响所述管道(16)的旋转的装置；以及
间隔元件(22)，可旋转地支撑于并且可释放地附接至所述清洁头(18)，所述间隔元件(22)限定所述清洁头(18)与所述过滤器元件(14)的内表面之间的最小间隔。
2.如权利要求1所述的过滤器模块，包括至少一个第二清洁头，所述第二清洁头通过第二导管连接至所述管道(16)，所述第二清洁头朝向所述管状长型过滤器元件(14)的内表面弹性地偏置，所述第二清洁头至少具有可旋转地支撑于其上且可释放地附接至其的另一个间隔元件以及可调尺寸的第二开口，所述第二开口面对所述过滤器元件(14)的所述内表面且提供所述外壳(12)的内部与所述管道(16)的内部之间的流体连通，其中，所述第二清洁头成角度地偏移并在纵轴方向上相对彼此偏移。
3.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器模块，其中所述间隔元件在所述清洁头上的位置能够调整，以控制所述清洁头与所述过滤器元件(14)的内表面之间的最小间隔。
4.根据权利要求3所述的过滤器模块，其中所述间隔元件形成为盘状。
5.根据权利要求1所述的过滤器模块，其中所述间隔元件(22)由比所述过滤器元件(14)的材料更软的材料制成。
6.根据权利要求1所述的过滤器模块，其中所述清洁头(18)沿所述过滤器元件(14)的所述纵轴延伸，所述清洁头具有第一端(32)和相对的第二端(34)。
7.根据权利要求1所述的过滤器模块，其中所述开口(24)是缝隙。
8.根据权利要求7所述的过滤器模块，其中所述开口(24)基本平行于所述过滤器元件(14)的所述纵轴定向。
9.根据权利要求8所述的过滤器模块，其中所述清洁头具有第一端(32)和相对的第二端(34)，所述开口(24)在所述清洁头(18)的所述第一端(32)与所述第二端(34)之间延伸。
10.根据权利要求1所述的过滤器模块，其中所述清洁头具有第一端(32)和相对的第二端(34)，所述间隔元件设置于所述清洁头(18)的所述第一端(32)和第二端(34)中的一个上。
11.根据权利要求1所述的过滤器模块，其中所述可旋转支撑的间隔元件(22)的旋转轴基本平行于所述过滤器元件(14)的所述纵轴而设置。
12.根据权利要求6所述的过滤器模块，其中所述间隔元件包括第一间隔元件和第二间隔元件，所述第一间隔元件可旋转地支撑于并且可释放地附接至所述清洁头(18)的所述第一端(32)，第二间隔元件可旋转地支撑于并且可释放地附接至所述清洁头(18)的所述第二端(34)。
13.根据权利要求1所述的过滤器模块，其中所述开口(24)的尺寸能够通过可释放地附接至所述清洁头(18)的约束元件(36)来调整。
14.根据权利要求13所述的过滤器模块，其中所述开口(24)的尺寸能够通过用另一个具有不同尺寸的约束元件替换给定的约束元件(36)来调整。
15.根据权利要求13所述的过滤器模块，其中所述开口(24)的尺寸能够通过将给定的约束元件(36)进行重新排列和将给定的约束元件(36)可释放地附接在所述清洁头(18)上的不同位置来调整。
16.根据权利要求1所述的过滤器模块，其中作为可旋转安装的所述管道(16)的补充或替代，所述管状长型过滤器元件(14)可旋转地安装在所述外壳(12)内。
17.根据权利要求2所述的过滤器模块，其中所述另一个间隔元件由比所述过滤器元件(14)的材料更软的材料制成。
18.根据权利要求3所述的过滤器模块，其中所述间隔元件由比所述过滤器元件(14)的材料更软的材料制成。
19.根据权利要求3所述的过滤器模块，其中所述清洁头(18)沿所述过滤器元件(14)的所述纵轴延伸，所述清洁头具有第一端(32)和相对的第二端(34)。
20.根据权利要求2所述的过滤器模块，其中所述第二开口是缝隙。
21.根据权利要求2所述的过滤器模块，其中所述第二清洁头具有第一端和相对的第二端，所述另一个间隔元件设置于所述第二清洁头的所述第一端和第二端中的一个上。
22.根据权利要求2所述的过滤器模块，其中所述可旋转支撑的另一个间隔元件的旋转轴基本平行于所述过滤器元件(14)的所述纵轴而设置。
23.根据权利要求8所述的过滤器模块，其中所述开口(24)的尺寸能够通过可释放地附接至所述清洁头(18)的约束元件(36)来调整。
24.根据权利要求3所述的过滤器模块，其中所述开口的尺寸能够通过可释放地附接至所述清洁头(18)的约束元件(36)来调整。
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