CN103260719B - 过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过滤装置，其包括至少一个过滤器壳体(1)，在该过滤器壳体内设置有至少一个过滤元件(21)，该过滤元件在所述过滤器壳体(1)内将干净侧与未处理侧(13)分离，其特征在于：在相应的过滤器壳体(1)的干净侧上连接有具有至少一个可运动的分离元件(47)的至少一个存储装置，该分离元件将所述存储装置分成两个工作室(49)或压力室。

Description

过滤装置
技术领域
本发明涉及一种过滤装置，其包括至少一个过滤器壳体，在该过滤器壳体内设置有至少一个过滤元件，该过滤元件在所述过滤器壳体内将干净侧与未处理侧(Rohseite)分离。
背景技术
这种类型的过滤装置应用在大量不同的应用领域并且用于过滤各种不同的、可流动的介质，其中，分别根据使用领域考虑不同的装置构造。优选地，使用领域是流体、诸如液压液、润滑材料或燃料的净化。同样地，这样的装置也可以用于水处理或与其它的天然作业流体或加工流体相关的处理。
尽管构造各种各样而且应用领域枚不胜数，这种过滤装置也必须满足共同的要求，即，保障相连接的、需被提供滤液的系统的无干扰运行。
发明内容
鉴于这个问题，本发明的目的是，提供一种过滤装置，其运行特性在特别的程度上满足所提出的要求。
根据本发明，所述目的通过一种如下的过滤装置得以实现，其包括至少一个过滤器壳体，在该过滤器壳体内设置有至少一个过滤元件，该过滤元件在所述过滤器壳体内将干净侧与未处理侧分离，其中，在相应的过滤器壳体的干净侧上连接有具有至少一个可运动的分离元件的至少一个存储装置，该分离元件将所述存储装置分成两个工作室或压力室，其中，设置有活塞式存储器形式的蓄压器作为存储装置，其特征在于：活塞式存储器的柱形外壳与过滤器壳体的敞开的上端部搭接，设有内螺纹并且与所述过滤器壳体的外螺纹螺纹连接。
相应地，本发明的主要特点在于：在相应的过滤器壳体的干净侧上连接有至少一个存储装置，该存储装置具有可运动地设置在两个工作或压力室之间的分离元件。通过这种方式，装置的运行能够以简单的方式且分别根据需要而得到压力控制装置的辅助，该压力控制装置对过滤器壳体内干净侧的压力水平产生影响使之与相应的运行状态相适配。这样例如在正常过滤运行中，压力波动可以通过存储装置的连接在过滤器壳体上的空间的容积变化得以补偿(脉冲缓冲)，从而避免排出的滤液的体积流的波动。同样通过存储装置的吸入效应可以产生对过滤过程的符合需要的辅助。在设有反冲洗装置的过滤装置中可以特别有利地通过借助存储装置的容积补偿来避免滤液的体积流的下降，如该体积流在导入反冲洗过程时由反冲洗量的分流引起的那样，和/或通过在装置的干净侧的加压来辅助反冲洗。
DE 199 56 859 A1公开了一种反冲洗过滤装置，在该反冲洗过滤装置中，在反冲洗过程期间将反冲洗量的流体从过滤器壳体中导出的反冲洗管道可以与负压装置相连接，该负压装置可激活，以便在相应的需反冲洗的过滤元件上产生负压。负压装置具有吸入泵，该吸入泵构造成隔膜式存储器的类型，其膜片为了泵运动而可以借助机械的驱动装置来偏转。虽然在这个已知的方案中反冲洗的强度得到提高，但是由抽吸产生的反冲洗量的上升导致由分流引起的滤液的体积流的剧烈下降。
在本发明的特别有利的实施例中设置如下：存储装置的通过分离元件从与过滤器壳体的干净侧相连接的流体室分离的空间构成可与压力介质源相连接的工作室。通过对工作室进行相应的加压，能控制存储装置的运行状态并且由此能控制该存储装置对过滤运行或者反冲洗运行的影响。可以以特别有利的方式设置液压气动蓄压器作为存储装置，其工作室可以与压力源、特别是压缩空气源相连接。
在特别优选的实施例中设置有活塞式存储器形式的蓄压器。
如果根据本发明的过滤装置设计成反冲洗过滤装置，那么可以特别有利地进行如下设置：过滤器壳体构成柱形的内腔，围绕其竖轴线，过滤元件以烛形滤器的形式分组，这些过滤元件为了过滤或反冲洗能够沿两个方向穿流过，其中，至少一个过滤元件为了清洗其有效过滤面而借助反冲洗装置被反冲洗，而同时其它的过滤元件为了过滤而从外向内穿流，使得过滤器壳体的包围过滤元件的内腔构成与蓄压器的流体室相连接的干净侧。
在这样的反冲洗过滤装置中，过滤器壳体的内腔在其上端部可以是敞开的并且转入到设置成蓄压器的活塞式存储器的构成流体侧的柱形空间内，所述活塞式存储器与竖轴线同轴地设置在过滤器壳体上。除了特别紧凑的结构的优点之外，还产生另外的优点：由于过滤器壳体直接转入到蓄压器的流体室内，所以绝不会随着存储装置的运行而产生流动损失。
在特别优选的实施例中，过滤器壳体的内腔的上端部的开口在该过滤器壳体的整个内径上延伸，其中，活塞式存储器的直接相连的柱形空间的直径至少具有过滤器壳体的内腔的直径的尺寸。因此过滤器壳体到活塞式存储器内的过渡实际上是无台肩的。
可以特别有利地在此进行如下设置：活塞式存储器的柱形外壳与过滤器壳体的敞开的上端部搭接，设有内螺纹并且与过滤器壳体的外螺纹螺纹连接。因此壳体和活塞式存储器构成特别紧凑的结构单元。
在运行特性方面，特别是在反冲洗运行中，优选蓄压器的流体侧的容积的最大值等于或大于过滤器壳体的包围过滤元件的内腔的容积。因此在存储器中具备足够大体积的滤液，以便对反冲洗量的体积流进行补偿并且通过这种方式使得在反冲洗过程期间所排出的滤液的体积流保持恒定不变。
在反冲洗装置方面可以进行如下设置：该反冲洗装置在与需反冲洗的过滤元件的未处理侧相连的反冲洗管道中具有反冲洗阀，该反冲洗阀为了反冲洗过程而可以打开，其中，在蓄压器的工作室上连接有阀装置，为了将压缩空气输送到蓄压器的工作室中或为了将压缩空气从蓄压器的工作室中排出而在时间上与反冲洗阀的操作相关联地可操控该阀装置。
在过滤装置的一种优选的结构中，过滤元件借助具有旋转驱动装置的枢转装置而依次从这些过滤元件的过滤位置到对准反冲洗管道的反冲洗位置并且又回到过滤位置地围绕竖轴线可枢转地设置。
可以设置锥形构造的条缝筛管元件形式的过滤元件。
附图说明
下文将参照附图所示的实施例来详细阐述本发明。
附图中：
图1为根据本发明的、反冲洗过滤装置形式的过滤装置的实施例的液压线路记号图；和
图2为所述实施例的过滤器壳体和所配置的存储装置的纵剖视图。
具体实施方式
以反冲洗过滤装置的例子对根据本发明的过滤装置进行说明。所述装置具有在图2中整体用1标记的过滤器壳体以及存储装置，该存储装置在所示出的实施例中由活塞式存储器3构成。过滤器壳体1构造成两部分并且由壳体下部5和壳体上部7构成，它们在构成密封的情况下彼此螺纹连接。空心柱形的壳体上部7与壳体下部5共同限定空心柱形形式的壳体内腔9，该壳体内腔在其上端部11敞开。
壳体下部5与固定在其上的枢转装置23在它们的结构上基本上与一种反冲洗过滤装置的相关的构件相符，如该反冲洗过滤装置由DE 102004 004 756 A1已知的那样，因此在此不必对所述壳体下部5和所述枢转装置23的所有的构造细节进行赘述。如在这样的与现有技术相符的方案中那样，下部5具有用于需过滤的流体的入口13以及用于经过过滤的流体的出口15。在壳体下部5内部以竖轴线17为准与入口13径向对置地设置有反冲洗出口19，通过该反冲洗出口，反冲洗流体量可以从装置中导出。
向上呈锥形延伸的过滤元件21插入到过滤器壳体1内，其中，也可以使用至少部分柱形的过滤元件(未示出)来代替锥形的过滤元件21。所述的可以由所谓的条缝筛管－过滤元件构成的锥形的过滤元件21在过滤器壳体1内部沿着圆弧、彼此之间以一定的距离围绕竖轴线17分组。在一种未进一步示出的实施方式中，过滤元件21也可以分成组地多重地沿柱形的弧设置。而在图2所示出的实施方式中总共有四个过滤元件21相对竖轴线17径向对置地设置。沿着图2的视向，在此，右侧可以看到的过滤元件21在它的反冲洗位置中示出，而其余的过滤元件21则位于它们的过滤位置中。
如在已经述及的、已知的方案(DE 10 2004 004 756 A1)中那样，各个过滤元件21可以借助整体用23标记的枢转装置依次从它们的过滤位置运动到反冲洗位置并且又运动回到过滤位置，其中，用于各个过滤元件21的回转运动既可以沿顺时针方向也可以沿逆时针方向进行。枢转装置23本身具有驱动马达25(液压的或电的)，该驱动马达通过传动装置29产生轴27的被控制的、间歇的旋转运动，所述轴与过滤器支架31相连接。这个过滤器支架以其圆形的周边通过密封装置33在壳体下部5的内壁上可旋转地且密封地引导。
过滤元件21如下地设置在过滤器支架31上，即，这些过滤元件的内部的过滤空腔与过滤器支架31内的开口35对准。过滤器支架31的这些开口35中的每一个开口都可以与反冲洗开口37对准，如这在图2中以右侧可见的、位于其反冲洗位置中的过滤元件21为例所示出的那样。其余的过滤元件21通过过滤器支架31中的开口35而与过滤器入口13相连接，使得流体为了过滤运行而可以流入到这些过滤元件21的内部的过滤空腔中并且可以到达干净侧，即到达过滤器壳体1的内腔9，从那里滤液通过过滤器出口15出去。作为用于处在过滤器支架31上的过滤元件21的保持装置设置有过滤器盖板39，该过滤器盖板与驱动轴27的上端部41螺纹连接。
在本例中构造成活塞式存储器3的存储装置在这里示出的实施例中与过滤器壳体1结合构成一个统一的结构单元。如图2所示，活塞式存储器3在其在附图中处在下部的端部45处敞开，而且活塞式存储器3的柱形外壳以其敞开的端部45与过滤器壳体1的壳体上部7的敞开的端部11搭接，它与该过滤器壳体在构成密封的情况下进行螺纹连接。过滤器壳体1的构成干净侧的内腔9由此实际上无台肩地(absatzlos)转入到活塞式存储器3的柱形空间43中，该柱形空间构成存储装置的流体侧。在用作可运动的分离元件的活塞47的对置侧上，活塞式存储器3的工作室49除了压力中心接口51之外都是封闭的。如图1所示，阀装置53通过压力中心接口51而与工作室49连接。阀装置53能够实现给工作室49供应工作气体，在本例中通过压缩空气管道55来供应压缩空气，或锁闭压力中心接口51，或如图1所示的那样通过接口51使工作室49经过过滤器/节流装置57与环境相连接。
如果在正常的过滤运行中给工作室49提供与过滤装置的系统压力相适配的体积的工作气体(压缩空气)，活塞式存储器3能够以脉冲缓冲器的方式工作。在这个运行状态中，连接在反冲洗出口19上的反冲洗管道59通过反冲洗阀61关闭。为了启动反冲洗过程，将反冲洗阀61打开，而且通过阀装置53将活塞式存储器3的压力中心接口51与压缩空气管道55相连，以便维持工作室49内的调节的系统压力。将反冲洗阀61打开导致反冲洗量的流体从过滤器壳体1中流出，这会导致对经过过滤的、从出口15中出来的滤液的体积流的干扰(Einbruch)。由于在活塞式存储器3的工作室49内的系统压力，活塞式存储器3在这种形式下起着将流体体积从柱形空间43中推向干净侧9(内腔9)的泵的作用，通过这种方式避免在反冲洗期间流体的体积流的下降。
当反冲洗阀61在实施反冲洗之后关闭时，然后阀装置53将工作室49与环境相接，使得压缩空气通过装置57(参照图1)被节流地泄出，直到活塞47向上运动到图2中所示出的相应的程度以及柱形空间43的容积又具有所期望的值为止，从而为了后续的过滤运行在阀装置53关闭时重新进行脉冲缓冲或为了后续的反冲洗过程在向工作室49输送压缩空气时具备所期望的供给体积。
在所示出的过滤器壳体1无台肩地过渡到活塞式存储器3的柱形空间43内的结构中，首先绝对不产生由于在内腔9与柱形空间43之间的流动阻力而产生的损失。此外，通过这种方式在紧凑结构的情况下可以实现用于活塞式存储器3的空间43和49的足够大的容积，其中，构成流体侧的柱形空间43的容积的最大值可以比过滤器壳体1的包围过滤元件21的内腔9的容积大得多。活塞式存储器3在反冲洗过程中的推送或泵效应不仅阻止对滤液的体积流的干扰，而且还促进反冲洗过程中的过滤器清洗的效率。
可以理解的是：可以使用其它类型的存储装置、例如其它的液压气动存储器，诸如磁泡存储器或隔膜式存储器或波纹管存储器(Balgspeicher)来代替设置成存储装置的活塞式存储器3。取代液压气动存储器还可以使用其中的分离元件不是可气动运动而是可机械运动的装置，例如通过存储器活塞(Speicherkolben)与机械的或电的或液压的驱动装置的机械耦联或借助作用在分离元件上的液压压力。
通过存储器的充气系统能够实现气体室的快速填充并且通过使用在这方面可适应的节流线路(Drosselschaltung)使存储器缓慢地加载到过滤单元的关于流体的压力水平。另外，根据本发明的方案具有如下特征：为了对可能的压力干扰或压力波动进行平衡，气体系统或充气系统能够以不同于由流体过滤器的压力水平所预先给定的压力水平来运行。另外，所述存储器能够以缓冲器的方式使用，以便平缓整个系统内的压力波动。
代替所述条缝筛管元件，还可以应用相应适应的金属丝织品元件(Drahtgewebeelement)，而且存储器可以选择性地在完全的反冲洗周期之后，例如所有四个过滤元件或也可以在仅仅一个过滤元件的反冲洗之后加载。

Claims (10)

1.过滤装置，包括至少一个过滤器壳体(1)，在该过滤器壳体内设置有至少一个过滤元件(21)，该过滤元件在所述过滤器壳体(1)内将干净侧与未处理侧(13)分离，其中，在相应的过滤器壳体(1)的干净侧上连接有具有至少一个可运动的分离元件(47)的至少一个存储装置，该分离元件将所述存储装置分成两个工作室(49)或压力室，其中，设置有活塞式存储器(3)形式的蓄压器作为存储装置，其特征在于：活塞式存储器的柱形外壳与过滤器壳体(1)的敞开的上端部(11)搭接，设有内螺纹并且与所述过滤器壳体(1)的外螺纹螺纹连接。
2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于：存储装置的通过所述分离元件(47)而从与所述过滤器壳体(1)的干净侧相连接的流体室分离的空间构成能够与压力介质源相连接的工作室(49)。
3.如权利要求1或2所述的过滤装置，其特征在于：作为存储装置设置有液压气动蓄压器，该液压气动蓄压器的工作室(49)能够与压力空气源相连接。
4.如权利要求1或2所述的过滤装置，其特征在于：所述过滤器壳体(1)构成柱形的内腔(9)，围绕该内腔的竖轴线(17)，过滤元件(21)以烛形滤器的形式分组，这些过滤元件为了过滤或反冲洗而能够沿两个方向穿流过，其中，至少一个过滤元件(21)为了清洗其有效过滤面而借助反冲洗装置(37、59、61)被反冲洗，而同时其它的过滤元件(21)为了过滤而从内向外穿流过，使得过滤器壳体(1)的包围过滤元件(21)的内腔(9)构成与蓄压器的流体室连接的干净侧。
5.如权利要求4所述的过滤装置，其特征在于：所述内腔(9)在其上端部(11)是敞开的并且转入到设置成蓄压器的活塞式存储器(3)的构成流体侧的柱形空间(43)内，该活塞式存储器与竖轴线(17)同轴地设置在过滤器壳体(1)上。
6.如权利要求5所述的过滤装置，其特征在于：过滤器壳体(1)的内腔(9)的上端部(11)的开口在该过滤器壳体的整个内径上延伸，而且活塞式存储器(3)的直接连接的柱形空间(43)的直径至少具有所述过滤器壳体(1)的内腔(9)的直径的尺寸。
7.如权利要求6所述的过滤装置，其特征在于：蓄压器的流体室的容积的最大值等于或大于过滤器壳体(1)的包围过滤元件(21)的内腔(9)的容积。
8.如权利要求7所述的过滤装置，其特征在于：反冲洗装置(37、59、61)在与需反冲洗的过滤元件(21)的未处理侧相连的反冲洗管道内具有反冲洗阀(61)，该反冲洗阀为了反冲洗过程而能打开，而且在所述蓄压器的工作室(49)上连接有阀装置(53)，为了将压缩空气输送给蓄压器的工作室(49)或将压缩空气从该蓄压器的工作室中排出而能在时间上与所述反冲洗阀(61)的操作相关联地操控该阀装置。
9.如权利要求8所述的过滤装置，其特征在于：所述过滤元件(21)借助具有旋转驱动装置(25、29)的枢转装置(23)而依次从其过滤位置到对准反冲洗管道的反冲洗位置并且又回到过滤位置地围绕竖轴线(17)可枢转地设置。
10.如权利要求1或2所述的过滤装置，其特征在于：设置有过滤元件，该过滤元件是构造成锥形的条缝筛管元件的形式。
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