CN117460564A - 用于过滤液体的滤芯 - Google Patents

Abstract

一种用于过滤液体的滤芯，其具有过滤室壳体(3)，过滤室壳体(3)具有用于液体流动通过过滤室壳体(3)的入口开口(7)和出口开口(8)。用于过滤流动通过的液体的至少一过滤介质(4)布置在由过滤室壳体(3)包围的过滤室体积(5)内。所述滤芯具有压缩装置(2)，其具有至少一个压缩元件(9)，利用压缩元件(9)能够在过滤介质(4)上施加压缩力以便压缩过滤介质(4)。所述滤芯具有两个过滤室区段(6)，其均填充有粒状的过滤介质(4)，并且压缩装置(2)布置在两个过滤室区段(6)之间。压缩装置(2)形成分离装置(15)，利用分离装置(15)将两个过滤室区段(6)中的两个过滤介质(4)从彼此分离，分离装置(15)允许过滤室区段(6)之间的流体传导连接或由流体传导连接旁路通过。压缩装置(2)被设计成使得压缩装置(2)能够执行膨胀运动，并且压缩力由此被施加在两个过滤室区段(6)中的每一个中的过滤介质(4)上。至少一个压缩元件(9)布置在两个压力元件(10)之间，每个压力元件通过膨胀运动被压入相应的过滤室区段(6)内。

Description

用于过滤液体的滤芯

技术领域

本发明涉及一种用于过滤液体的滤芯，其中滤芯具有过滤室壳体，该过滤室壳体具有适于流动通过所述过滤室壳体的液体的入口开口和出口开口，其中用于过滤流动通过的液体的至少一过滤介质布置在由过滤室壳体包围的过滤室体积内，并且其中滤芯具有压缩装置，该压缩装置具有至少一个压缩元件，利用该压缩元件可以在过滤介质上施加压缩力以压缩过滤介质。

背景技术

单级或多级液体过滤系统通常用于饮用水的处理，其中在第一过滤级中通常使用具有活性炭的滤芯以降低诸如氯的杂质、悬浮固体和诸如铅的重金属的浓度。可选地，滤芯包含离子交换树脂以降低钙离子和镁离子的浓度，从而导致水硬度降低。经过滤的水通常具有更好的味道并且还具有改善的质量以供人类消费。通常，过滤介质是颗粒状的固体材料，其中过滤介质的颗粒具有规则形状(诸如球形)、不规则形状、或两者的混合。过滤介质通常被布置为滤芯壳体内的过滤室内的松散填充物。滤芯壳体可以设计成不同的形状。例如，细长和圆柱形滤芯是已知的。在这样的滤芯中，通过入口开口进入过滤室壳体的液体流动通过被限制在过滤器壳体内的过滤介质。然后经过滤介质过滤的液体通过出口开口离开过滤器壳体。然而，也可以设想到其他形状的滤芯，诸如细长且椭圆的形状、圆锥的形状或矩形、盒状的形状。

在所述滤芯的操作期间，通过粒状的过滤介质的液体的流动可能在过滤介质内形成不期望的旁路或通道。在这样的通道形成之后，液体倾向于流动通过这些通道，这导致液体与过滤介质的接触较少并且增加了在这样的通道周围的过滤介质的消耗。由此降低过滤效果。特别是当通过过滤介质的液体的流率增加时，在过滤介质内产生这样的通道。在通过过滤介质的液体的高流率下，沿着在滤芯入口和滤芯出口之间的流动路径产生压降。所产生的动态压力和压降局部地压缩过滤介质，导致粒状的过滤介质沉降和压缩。这导致液体流动路径中的变化。由于过滤介质的局部压缩，在过滤介质的一些区域中，液体流量减小到几乎为零，而在过滤介质的其他区域中，产生相应的高体积的液体流量，导致通道的形成。待过滤的液体可以以低阻力流动通过这些通道。在这种情况下，待过滤的液体直接流入提取区域内，与过滤介质接触很少或不接触，导致杂质残留在经过滤的水中。

为了防止在滤芯内部形成通道，使用膨胀介质，该膨胀介质在过滤介质上施加压力以压缩过滤介质。具体地，例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的非织造物用作膨胀介质。非织造物被布置为与滤芯中的过滤介质接触的一个或多个非织造物层，由此非织造物层在滤芯的使用寿命开始时被压缩。由于压缩的非织造物层的恢复力，压缩力被施加到相邻的过滤介质，这减少了在使用滤芯期间通道的形成。由非织造物层产生的恢复力取决于非织造物层的厚度、非织造物层的压缩程度以及非织造物的组成和非织造物内部的纤维厚度。然而，非织造物层的恢复偏移相对于恢复力非常小，导致施加到过滤介质上的压缩力小。此外，非织造物层的恢复力取决于滤芯的使用持续时间，因此在较长的使用时间段后恢复力急剧下降或完全消失。特别是非常小的过滤介质颗粒可在滤芯的包装、运输期间或使用期间逸出过滤介质壳体，导致过滤介质收缩并有利于在过滤介质内形成通道。

此外，一些过滤介质在使用期间被机械地或化学地改变，因此尤其也经历了体积上的变化。这一体积的变化可以是体积上的增加或减少，这取决于所讨论的过滤介质和在使用期间改变过滤介质的过程。因此，膨胀介质以及特别是非织造物层优选地被设计成适应过滤介质在使用期间的这种体积变化。

当将非织造物从非织造物片材切割成单独的非织造物层时，在非织造物片材起始处或非织造物片材末端处不同的非织造物厚度导致生产线内非织造物片材的阻塞或歪斜。这导致生产停机时间或用于重新设定生产机器的耗时的设定时间。为了在滤芯的生产期间确保以非织造物层的一致厚度和因此一致的恢复力的形式的一致质量，需要伴随系列生产的精细且成本密集的质量测试。此外，在市场上只有少量的供应商能够制造或供应在滤芯中使用的合适的非织造物片材。这在供应商可能失效或中断的情况下产生供应瓶颈的高风险。

缺点通常包括非织造物被双酚A(BPA)或催化剂例如锑污染。即使是少量的，BPA也会导致诸如糖尿病、肥胖、甲状腺功能障碍、发育障碍(特别是儿童)和人类不育症的疾病的发展。因此，需要复杂且连续的迁移测试来确定和控制BPA的含量以及来自或进入食品接触材料的总迁移。此外，由PET制成的非织造物意味着用于制造滤芯的不同材料只能通过使用复杂且昂贵的回收过程来分离。

如果过滤介质包括两种不同类型的过滤材料，例如活性炭材料和离子交换树脂，则不同类型的过滤材料或者在单个过滤室内混合，或者布置在分开的过滤室内。为了避免不希望的通道形成，每个过滤室需要向相应过滤材料施加压缩力的相应非织造物层。由于相应的过滤材料的不同特性，非织造物层的特性可以适应性调整且因此也可以不同。

US2009/0008318A1公开了一种双模块过滤系统，其除了预过滤网之外还将采用两个或更多个过滤级。对于包括某种形式的床(诸如活性炭床或树脂床)的化学缓解、有机过滤和去离子模块，所述模块优选地包括设置在床的任一侧上的床限制器。优选地，床限制器由多孔疏水材料制成。在一个改进中，所述限制器由疏水泡沫材料制成。所述疏水泡沫材料在两个方向上向所述床施加轴向压力，并且用于优化水在净化床上的流动，而不需要任何歧管装置。疏水泡沫床还与净化床的体积变化相反地限制体积或厚度的变化，以补偿净化床的体积变化，这通过在两个方向上向净化床施加一致的轴向压力来防止通道的形成。

US 3,831,754公开了一种设备，其包括用于引导液体流通过串联的两个或更多个过滤元件的装置。在一个实施例中，在导流器单元中设置有一对滤芯。在该设备中采用的滤芯采用基质材料的结合剂，该结合剂具有足够的弹性以允许结合的聚集颗粒的尺寸变化在滤芯中以相应的且通常可再现的变化平移。此外，聚集颗粒优选结合在一起，其中基本上它们的整个表面区域自由暴露以接触待用其处理的流体。处理设备的入口设置在与出口相对的轴向端部处，因此在与上部滤芯的底端盖接合的上部板和与下部滤芯的上端盖接合的下部板之间没有固定的机械连接。在上部板的外周处设置密封件，而开口设置在其中心，以提供与下部滤芯中的轴向延伸的内部开口的连通。下部板的中心部分覆盖下部滤芯中的轴向指向的开口。弹簧推动板与密封件流体密封接触，防止径向流体流动通过滤芯，从而所述板被保持在其相关联的滤芯附近。在板之间设置尺寸变化检测器。

本发明的目的被认为是提供一种滤芯，在该滤芯的长时间使用期间以成本有效的方式减少粒状的过滤介质内不希望的通道的形成。

发明内容

本发明涉及一种用于过滤液体的滤芯，该滤芯的特征在于，至少一个压缩元件布置在两个压力元件之间，每个压力元件通过膨胀运动压入相应的过滤室区段中。

膨胀运动可以例如通过压缩装置至少部分地突出到过滤室壳体中并且通过压缩元件具有气囊形设计来实现，所述气囊形的压缩元件的体积由于施加到所述气囊形的压缩元件的内部压力而增加。所述气囊形的压缩元件可以是由填充有压缩空气的弹性且耐压材料制成的气囊。所述气囊内的压缩空气产生向外的力，其导致所述气囊膨胀并防止在限制在两个相邻过滤室区段内的过滤材料中形成空腔或通道。因此，在不需要非织造物层的情况下，压缩力被施加到相应的过滤介质上。此外，通过将压缩装置布置在两个过滤室区段之间，仅需要一个压缩装置来将压缩力施加到相应的过滤室区段内的过滤介质的每个上。因此，利用布置在两个过滤室区段之间的压缩装置，压力可以同时施加在两个过滤介质上。

为了允许流动通过过滤室壳体的液体从一个过滤室区段经过进入另一个过滤室区段，滤芯包括用于流体的通路，其旁通布置在两个过滤室区段之间的压缩装置。如果所述压缩装置由气囊形成，则这样的通路可以例如由沿着围绕气囊的过滤室壳体的内壁布置的管道形成，其设置用于两个过滤室区段之间的流体传导连接。每个管道的每个端部可以用筛网覆盖，以避免过滤介质与流体一起被携带并通过管道。还可以使用环形气囊，其提供穿过环形气囊的开口中心的通路。

如前所述，压缩装置可选地不仅提供作用在被限制在相应的过滤室区段内的两个过滤介质上的压缩力，而且压缩装置还可以设计成，在滤芯的使用寿命期间，在一个或两个过滤介质的体积增加的情况下，压缩装置可以执行收缩运动。对于一些应用和过滤介质，这种体积的增加被认为是有利的或不能避免的，并且压缩装置应该适应这种体积的增加。因此，与膨胀运动相结合，压缩装置可以允许例如弹性地补偿在滤芯的使用期间可能发生的两个过滤室区段内的过滤介质的任何体积变化。

在本发明的一个实施例中，压缩装置完全由过滤室壳体包围。这意味着压缩装置完全由过滤室壳体限定，并且不需要过滤室壳体内的开口来将在过滤室壳体外部产生的压缩力施加到限制在过滤器壳体内的过滤介质。因此，压缩装置的膨胀运动可以主要指向过滤室壳体内的一个或两个过滤室区段的方向。因此，压缩力以特别有针对性的方式施加到过滤介质，导致过滤介质的特别强的压缩，并且导致有效地防止过滤介质内的任何不希望的通道形成。

由于压缩装置被过滤室壳体完全包围，因此滤芯可以设计成相对于压缩装置完全封闭。不需要用于将压缩元件通入过滤室壳体的馈通开口和用于密封馈通开口的复杂密封系统。此外，压缩装置和过滤室壳体可以彼此分开制造，并且可以以特别节省时间和成本的方式组装。在过滤室壳体关闭之前将压缩装置安装在过滤室壳体内部的情况下，压缩装置以允许进一步处理和完成过滤室壳体的制造过程的方式设计和安装。因此，压缩装置例如应该承受先前分离的过滤室壳体部件的超声波焊接，或者应该以允许将两个分离的过滤室壳体部件旋拧在一起而不会损坏并且不会干扰过滤室壳体的制造过程的方式安装。

所述压缩装置可以松散地布置在过滤室壳体内部的两个过滤室区段之间。在滤芯的制造期间，可以将第一过滤介质填充到过滤室壳体中，从而形成第一过滤室区段。然后将压缩装置放置在第一过滤介质的顶部并将第一过滤介质与过滤室壳体内的剩余空间分离。然后可以用第二量的过滤介质填充剩余空间，从而通过布置在两个过滤室区段之间的压缩装置形成第二过滤室区段。

根据本发明的可选实施例，压缩装置可拆卸地连接到过滤室壳体。为此目的，压缩装置可以通过摩擦连接或形状配合连接插入过滤室壳体中。摩擦连接可以例如通过压缩装置和过滤室壳体之间的类似弹簧的连接来产生。形状配合连接可以例如通过卡扣连接来产生。这使得特别容易按类型分离压缩装置和过滤室壳体，以用于回收或再处理过程。

为了能够在过滤介质的方向上进行膨胀运动，压缩装置可以至少部分地由可弹性变形的材料制成。弹性材料在经受在滤芯内产生的变形力时变形，并且当变形力被移除时返回到其原始形状。非弹性或刚性材料表现为当施加变形力时材料不变形或仅变形到可忽略的程度。根据本发明的可能方面，弹性变形元件定位在所述压缩元件的抵接相应的过滤室区段的相对侧之间。弹性变形元件能够以压缩状态插入两个过滤室区段之间，这将导致膨胀力，该膨胀力由压缩的弹性变形元件产生，向外并朝向两个过滤室区段中的每一个。弹性变形元件可以由例如橡胶或弹性塑料材料制成。弹性变形元件优选地对液体呈化学惰性或涂覆有使其对液体呈化学惰性的材料。

为了向大体积的过滤介质施加压缩力，压缩装置包括压力元件，该压力元件通过膨胀运动被压向过滤室区段。压力元件可以是例如由刚性材料制成的平板。优选地，压力元件可以像活塞一样移动到过滤室区段的内部。具有压力元件的压缩装置必须允许具有两个过滤介质的两个过滤室区段之间的流体传导连接。这可以通过例如一个或多个单独的旁路管道或通过压缩装置内且特别是通过压力元件内的允许流体自由流动通过压缩装置的开口来实现。

食品安全塑料，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)或聚酰胺(PA)，适合作为用于压力元件的刚性材料。然而，金属材料诸如不锈钢或铝也可用于制造压力元件。

可选地，压缩装置被设计成使得压缩元件和压力元件都由相同的材料组成，由此压缩元件被设计成产生朝向过滤室区段指向的变形力，而压力元件被设计成将所产生的力传递到相应的过滤室区段内的过滤介质的面向压缩装置的大表面。可选地，压力元件的表面小于过滤室区段的内部的横截面积，并且可变形膜以液密方式安装在压力元件的外边缘和过滤室壳体的围绕压力元件的内壁之间。膜还可以完全覆盖过滤室区段内的横截面积，并且压力板被压靠在所述膜上，并通过所述膜将压力施加到与所述膜接触的过滤介质上。在压力板的膨胀运动期间，所述膜由于压力而变形，并将压缩力施加到过滤介质上。

根据本发明的有利方面，压缩装置包括一个或多个压缩元件，所述压缩元件包括刚性部分和可弹性变形部分，由此可弹性变形部分产生使刚性部分移动或枢转的力，以便将压力施加到过滤介质上。因此，可弹性变形的部分可以是小的并且与过滤介质分开定位，而刚性部分将力传递到过滤介质上。若干压缩元件可以彼此相向地以一距离布置并且分布在过滤室壳体内的横截面积上。

根据本发明的有利实施例，压缩装置包括弹簧装置，由此压力元件通过弹簧装置压入过滤室区段内，该弹簧装置产生作用在过滤介质上的压缩力。通过弹簧装置，可以以特别简单的方式产生弹簧压力，利用该弹簧压力可以产生作用在过滤介质上的压力。取决于弹簧装置在过滤室壳体内的位置和布置，弹簧装置可以设计为例如螺旋压缩弹簧、碟形弹簧、螺旋弹簧、抛物线弹簧、薄膜弹簧或片簧。这些弹簧通常由金属材料制成。然而，诸如橡胶弹簧或由弹性体塑料制成的弹簧的非金属弹簧也适合与压缩装置一起使用。此外，还可以将空气弹簧或气体弹簧集成在滤芯内部。上述弹簧类型的组合也是可能的。

为了在过滤介质的方向上向压力元件施加特别均匀的压力且根据本发明的一个实施例，弹簧装置可以包括一个或多个弹簧元件。弹簧元件可以均匀地分布在过滤室区段的横截面积上。弹簧元件可以设计为上述弹簧类型中的一种。

为了能够容易地使弹簧力适应不同的过滤介质，制造滤芯的方法可以包括并联或串联布置若干弹簧元件，使得弹簧行程或弹簧力或两者可以被调节至填充到过滤室区段中的相应过滤介质的特性。多个类似弹簧元件的并联布置导致弹簧力的增加。例如，以并联方式布置若干螺旋压缩弹簧导致增大的弹簧压缩力。另一方面，弹簧元件的串联连接增加了弹簧行程。在碟形弹簧的情况下，弹簧元件的并联连接是通过在相同方向上堆叠碟形弹簧元件来产生的。弹簧元件的串联连接是通过交替堆叠单个碟形弹簧来实现的。这使得特别容易调节弹簧力和弹簧行程两者。

压缩装置形成分离装置，利用该分离装置，两个过滤室区段中的两个过滤介质彼此分离。根据本发明，分离装置的形状适于过滤室壳体的形状，使得相对于容纳在相应的第一过滤室区段和第二过滤室区段内的过滤介质，第一过滤室区段可以完全从第二过滤室区段封闭。然而，分离装置允许流体传导连接(例如一个或多个管道或通孔)或者由流体传导连接旁通。因此，两个过滤介质的空间分离是可能的，这有助于随后回收和重新使用相应的过滤介质，这些过滤介质可以由不同的材料制成。因此，可以在一个滤芯中使用几种不同的过滤介质，其中不同的过滤介质填充到相应的过滤室区段中。可选地，包括活性炭的过滤介质可以布置在第一过滤室区段中，而包括离子交换树脂的过滤介质可以布置在第二过滤室区段中。两个过滤室区段彼此相对布置，使得液体首先流动通过布置在第一过滤室区段中的过滤介质，且然后流动通过布置在第二过滤室区段中的过滤介质。这导致液体的特别有效的过滤，并且显著减少了不期望的味道和污染颗粒两者。

在本发明的又一个实施例中，分离装置包括两个分离元件，在这两个分离元件之间布置有至少一个弹簧装置，使得两个分离元件各自相对于彼此向外按压。两个分离元件之间的体积可用于将弹簧装置的一个或多个弹簧元件布置或安装在由刚性材料制成的两个分离元件之间。

为了允许液体流动通过分离元件，分离元件包括液体可以通过的一个或多个通流开口。通流开口的尺寸被选择为使得粒状存在的过滤介质的颗粒不能通过通流开口。这使得即使液体可以通过分离元件，也可以通过这种分离元件分离不同的过滤介质。在一个实施例中，分离元件包括若干通流开口，这些通流开口均匀地或不均匀地分布在过滤室壳体的横截面上，以便利用整个横截面使流体从一个过滤室区段流动到另一个过滤室区段，这允许更好且更有效地利用每个过滤室区段中的过滤介质。

根据本发明的一个方面，压力元件由分离元件形成，这允许压缩装置的非常小和紧凑的设计，且因此也允许滤芯的非常小和紧凑的设计。通流开口可以形成在压力元件内。因此，压力可以通过压力元件传递到过滤介质，并且可以实现过滤介质的分离。

为了能够特别简单地安装滤芯，压缩装置可以制造成一件。制造成一件的压缩装置的插入可以用非常小的组装工作。另外，不需要预组装由若干单独部件组成的压缩装置，因此消除了对耗时和成本密集的预组装的需要。

在本发明的另一个实施例中，压缩装置由塑料制成。压缩装置可以制成一件，并且可以设计为可以通过塑料注射成型工艺制造。塑料部件可以通过塑料注射成型工艺成本有效地制造，特别是大量制造。

根据本发明的另一方面，在分离元件与过滤介质之间布置有中间层。该中间层可以由非织造物层或织物材料制成。这种非织造物层或织物层可以保持小尺寸的粒状的过滤介质，使得过滤介质不会通过设置在分离元件中的通流开口逸出。同时非织造物层或织物层可渗透液体以允许经过滤的水通过。因此，可以防止在过滤介质内形成通道，而不会对通过滤芯的液体流动产生太大的干扰。由于这种中间层可以保持粒状的过滤介质的非常小的颗粒，因此可以将流动开口设计成直径和总横截面积非常大，这有助于液体的流动通过。因此可以实现液体的大体积流动，这减少了用于过滤液体所需的过滤时间。

中间层可以以简单的方式插入，例如通过将其松散地放置在分离元件和滤芯中的过滤介质之间。这使得特别容易按类型分离滤芯的部件以用于回收过程。为了防止中间层的不希望的移位或位移，本发明可选地提供中间层，该中间层通过超声波焊接或通过粘接工艺连接到分离元件上。焊接或粘接连接可以设计为，在滤芯的使用寿命期满之后，非织造物层可以以简单的方式容易地从分离元件移除，并且实际上不留下任何残留物。这有利于滤芯的不同部件的分离，以用于随后的回收过程。

根据本发明的另一个方面，中间层可以由过滤材料构成或包括过滤材料。结果，由中间层产生附加的过滤效果，这提高了滤芯的过滤效率，而不会显著地扩大滤芯。此外，中间层的附加过滤效果使得可以减少容纳在过滤室区段内的过滤介质的量。因此，可以使用少量的粒状的过滤介质来生产特别小的滤芯。

为了支持膨胀运动，中间层可以由膨胀介质制成，其体积由于与液体接触而增加。这产生作用在过滤介质上的附加压缩力。因此，压缩装置和弹簧装置可以设计得特别小。

中间层也可以由弹性材料制成，该弹性材料在过滤介质膨胀的情况下可以被压缩。对于一些应用，过滤介质的体积可以在滤芯的使用寿命期间增加。由弹性材料制成的中间层可以补偿过滤介质的至少少量膨胀。

根据独立方面，其也可以与根据上述第一方面的滤芯的任何特征组合，本发明提供了一种用于过滤液体的滤芯，其中所述滤芯具有过滤器室壳体，所述过滤器室壳体具有用于液体流动通过所述过滤器室壳体的入口开口和出口开口；用于过滤流动通过的液体的至少一过滤介质布置在由过滤室壳体封闭的过滤室体积内；并且所述滤芯具有压缩装置，所述压缩装置具有至少一个压缩元件，利用所述压缩元件能够在过滤介质上施加压缩力以便压缩过滤介质，其中所述滤芯具有两个过滤室区段，所述两个过滤室区段可以填充有粒状的过滤介质，并且压缩装置布置在所述两个过滤室区段之间，其中所述压缩装置设计成，所述压缩装置能够执行膨胀运动，并且压缩力由此被施加在所述两个过滤室区段中的每一个中的所述过滤介质上；并且所述压缩元件是气囊形的。

膨胀运动可以例如通过压缩装置至少部分地突出到过滤室壳体内并且通过压缩元件具有气囊形设计来实现，气囊形的压缩元件的体积由于施加到气囊形的压缩元件的内部压力而增加。

为了允许流动通过过滤室壳体的液体从一个过滤室区段通过进入另一个过滤室区段，滤芯包括用于流体的通路，该通路旁路通过布置在两个过滤室区段之间的压缩装置。在压缩装置由气囊形成的情况下，这样的通路可以例如由管道形成，所述管道沿着围绕气囊的过滤室壳体的内壁布置，并且提供两个过滤室区段之间的流体传导连接。每个管道的每个端部可以用筛网覆盖，以避免过滤介质与流体一起被携带并通过管道。还可以使用环形气囊，所述环形气囊提供穿过环形气囊的开口中心的通路。

在一个实施例中，气囊形的压缩元件是由填充有压缩空气的弹性和压力密封材料制成的气囊。

气囊内的压缩空气产生向外的力，该向外的力使气囊膨胀并防止在限制在两个相邻过滤室区段内的过滤材料中形成空腔或通道。

附图说明

当参考以下详细描述和附图时，将更全面地理解本发明，并且进一步的特征将变得显而易见。附图仅仅是代表性的，并且不旨在限制权利要求的范围。事实上，本领域普通技术人员在阅读以下说明书和查阅本附图时可以领会到，在不脱离本发明的创新概念的情况下，可以对其进行各种修改和变化。附图中描绘的相同部件由相同的附图标记指代。

图1以剖视图示出了根据本发明的具有气囊状压缩装置的滤芯的示意图；

图2以剖视图示出了根据本发明的滤芯的另一实施例的示意图；

图3以剖视图示出了根据本发明的滤芯的另一实施例的示意图；以及

图4以透视图示出了根据本发明的滤芯的压缩装置的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的滤芯1，其具有布置在其中的压缩装置2。滤芯1和滤芯1的过滤器室壳体3设计成圆柱形且细长的。两个粒状的过滤介质4布置在由过滤器室壳体3包围的过滤器室体积5内。过滤室壳体3具有两个过滤室区段6，在每个过滤室区段6中布置有过滤介质4。通过入口开口7流入滤芯1内的液体借助于过滤介质4过滤，并通过出口开口8流出滤芯1。

压缩装置2布置在两个过滤室区段6之间。压缩装置2的压缩元件9是包含压缩空气的气囊。通过向气囊状压缩元件9施加内部压力，气囊试图增加气囊的体积并膨胀。压缩装置2还包括两个压力元件10，其中每个压力元件10由压力板形成。两个压力元件10布置在压缩元件9的相对侧上，即，对于每个过滤室区段6，压缩装置2的对应的压力板面向相应的过滤室区段6。两个压力元件10可以在容纳在相应的过滤室区段6内的过滤介质4的方向上移动。在由压缩装置2产生膨胀运动的情况下，压力元件10各自在相应的过滤室区段6的方向上移动，并在其中容纳的过滤介质4上施加压缩力。作用在过滤介质4上的压力压缩过滤介质4，从而可以防止由于液体流动通过过滤介质4而在过滤介质4内形成不期望的通道。

一个或多个管道11沿着过滤室壳体3的内壁布置，所述过滤室壳体3围绕气囊状的压缩元件9。管道11在压缩元件9的相对侧处提供两个过滤室区段6之间的流体传导连接。

压缩装置2且特别是压缩元件9允许弹簧性补偿过滤室区段6中的一个或两个内的过滤介质的体积变化。

图2示出了根据本发明的滤芯1的优选实施例。压缩装置2具有安装在压力元件10的两个压力板之间的弹簧装置12。由弹簧装置12产生的弹簧力试图将每个压力元件10移动到相应的过滤室区段6中，导致产生作用在容纳在每个过滤室区段6中的过滤介质4上的压缩力。借助于弹簧装置12，可以以特别简单的方式产生弹簧压力。弹簧装置12包括若干设计为压缩弹簧的弹簧元件13。在图2中，弹簧元件13被示出为处于压缩状态，其中弹簧装置12在两个过滤室区段6的方向上产生压缩力。在每个压力元件10和过滤室壳体3的封闭内壁之间以液密方式布置膜14。膜14由弹性材料制成。在压缩装置2的膨胀运动期间，压力元件10压靠膜14，所述膜14通过力效应弹性变形，从而在过滤介质4上施加压缩力。作用在过滤介质4上的压力压缩过滤介质4，从而可以防止在过滤介质4内形成通道。

压缩装置2形成具有分离元件16的分离装置15，由此分离元件16由对应的压力元件10的相应压力板形成。每个分离元件16包括多个通流开口17，待过滤的流体可以通过这些通流开口17。通流开口17的直径或横截面积被预设为使得粒状的过滤介质4的颗粒不能通过通流开口17。这允许将两个过滤介质4彼此分离。两个过滤介质4可以由不同的过滤材料制成。因此，一种过滤介质4可以包括活性炭材料，而另一种过滤介质4可以包括离子交换树脂或例如影响流动通过滤芯的水的水硬度的一些其他材料。

图3示出了根据本发明的滤芯1的另一个实施例。在压缩装置2的每一侧处，中间层18插入在分离元件16和过滤介质4之间。中间层18由非织造物材料制成。该非织造物材料保持粒状的过滤介质4，使得其不能通过设置在分离元件16中的通流开口17逸出。中间层18可以由过滤材料制成或包括过滤材料，从而通过中间层18实现额外的过滤效果。这使得能够非常有效地过滤滤芯1的小体积内的液体。

图4示出了根据本发明的压缩装置2的优选实施例。弹簧装置12具有若干弹簧元件13，其经由可弹性变形的连接区段连接到彼此。弹簧元件13是碟形弹簧的类型。弹簧元件13串联以及并联布置，这允许容易地适配和预设期望的弹簧行程和弹簧力。压缩装置2包括在弹簧装置12的相对侧处的两个压力板。压力板被设计为分离元件16并包括通流开口17，以便提供两个过滤室区段6的流体传导连接。可以在弹簧型的压缩装置2的外部或内部布置附加部件(例如插件、板、密封元件)或流体可渗透材料层(例如织物或非织造物材料)，以便提供过滤介质4的更有效的分离和相应的压缩，以及在压缩装置2的每一侧上的过滤室壳体3内的两个过滤室区段6之间的流体传导连接。

压力元件10在过滤介质4上施加压缩力并使过滤介质4分离或保持。图4中所示的压缩装置2可以由金属、塑料或复合材料制成，或者可以制造为例如由合适的金属或塑料材料制成的单件元件。

此外，压缩装置2还允许补偿在滤芯1的使用寿命期间可能发生的过滤介质4的体积变化，例如由于过滤介质4的化学或机械改变。

Claims (15)

1.一种用于过滤液体的滤芯(1)，

所述滤芯(1)具有过滤室壳体(3)，所述过滤室壳体(3)具有用于液体流动通过所述过滤室壳体(3)的入口开口(7)和出口开口(8)，

用于过滤流动通过的液体的至少一过滤介质(4)布置在由所述过滤室壳体(3)包围的过滤室体积(5)内，并且

所述滤芯(1)具有压缩装置(2)，所述压缩装置(2)具有至少一个压缩元件(9)，利用所述压缩元件(9)能够在所述过滤介质(4)上施加压缩力以便压缩所述过滤介质(4)，

所述滤芯(1)具有两个过滤室区段(6)，其均填充有粒状的过滤介质(4)，并且所述压缩装置(2)布置在所述两个过滤室区段(6)之间，

所述压缩装置(2)形成分离装置(15)，利用所述分离装置(15)将两个过滤室区段(6)中的两个过滤介质(4)从彼此分离，所述分离装置(15)允许所述过滤室区段(6)之间的流体传导连接或由流体传导连接旁路通过，并且

所述压缩装置(2)被设计成使得所述压缩装置(2)能够执行膨胀运动，并且压缩力由此被施加在两个过滤室区段(6)中的每一个中的过滤介质(4)上，其特征在于：

至少一个压缩元件(9)布置在两个压力元件(10)之间，每个压力元件通过膨胀运动而被压入相应的过滤室区段(6)内。

2.根据权利要求1所述的滤芯，其特征在于，所述滤芯具有压力元件(10)，所述压力元件(10)具有以下特征(i)至(iv)中的任一个：

(i)压力元件(10)能够像活塞一样移动到相应的过滤室区段(6)的内部；或

(ii)所述压力元件(10)的表面小于所述过滤室区段(6)的内部的横截面积，并且可变形膜以液密方式安装在所述压力元件(10)的外边缘与所述过滤室壳体(3)的围绕所述压力元件(6)的内壁之间；或

(iii)完全覆盖所述过滤室壳体(3)的内部的横截面积的膜(14)设置在所述过滤室区段(6)中，所述压力元件(10)压靠在所述膜(14)上并且所述压力元件(10)通过所述膜(14)施加压力；或

(iv)中间层(18)布置在所述压力元件(10)和所述过滤介质(4)之间，以保持粒状的过滤介质(4)的颗粒。

3.根据权利要求1或2所述的滤芯，其特征在于，

所述压缩装置(2)被布置成，在滤芯的使用寿命期间，在过滤介质(4)的体积增加的情况下，执行收缩运动。

4.根据前述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，

所述压缩装置(2)被所述过滤室壳体(3)完全包围。

5.根据前述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，

所述压缩装置(2)至少部分地由能够弹性变形的材料制成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，

所述压力元件(10)由非弹性材料制成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，

所述至少一个压缩元件(9)包括弹簧装置(12)，并且

所述压力元件(10)借助于所述弹簧装置(12)被压入过滤室区段(6)内，以产生作用在过滤介质(4)上的压缩力。

8.根据权利要求7所述的滤芯，其特征在于，

所述弹簧装置(12)包括一个或多个弹簧元件(13)。

9.根据权利要求7或8所述的滤芯，其特征在于，

所述分离装置(15)包括由所述压力元件(10)中的相应压力元件形成的两个分离元件(16)，所述弹簧装置(12)布置在所述两个分离元件(16)之间，使得所述两个分离元件(16)各自相对于彼此被向外按压。

10.根据权利要求9所述的滤芯，其特征在于，

所述分离元件(16)包括液体能够通过的一个或多个通流开口(17)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，

所述压缩装置(2)被制成一件；和/或

压缩装置(2)由塑料制成。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的滤芯，其特征在于，所述滤芯(1)具有以下特征a)至d)中的至少一个：

a)中间层(18)布置在所述分离元件(16)和所述过滤介质(4)之间；

b)所述中间层(18)包括过滤材料；

c)所述中间层(18)由膨胀介质制成，其在与液体接触的情况下体积增加；

d)所述中间层(18)由弹性材料制成，其在所述过滤介质(4)膨胀的情况下能够被压缩。

13.根据前述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，

所述压缩元件(9)是气囊形的；优选地，气囊形的压缩元件(9)是由填充有压缩空气的弹性和压力密封材料制成的气囊。

14.根据前述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，

所述压缩装置(2)在所述过滤室壳体(3)内部松散地布置在所述两个过滤室区段(6)之间。

15.根据前述权利要求中任一项所述的滤芯，其特征在于，

设置有与所述压缩装置(2)分离的一个或多个旁路管道，或者设置有在所述压缩装置(2)内的开口，所述开口允许流体自由流动通过所述压缩装置(2)。