CN1233439C - 过滤装置及用该装置生产液体化合物和涂料的方法 - Google Patents
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Abstract
一种过滤装置，包括一用于供给待过滤液体的入口，一个从该入口通到一出口的流道，以及一个保持一横向于所述流道的过滤器的保持结构，其中，所述入口通向一形成流道一部分的大致环形的空间或中间通道，该中间通道沿流动方向逐渐变窄至一大致环形的狭缝，所述狭缝顺着过滤器上边缘的内侧设置。所述入口沿切向通向环形空间。所述装置包括一用于支撑可拆卸过滤器的支撑滤网和一圆顶件，当该圆顶件被定位在支撑滤网中时，它在它的轮廓和支撑滤网之间形成一小间隙。本发明还涉及使用该装置生产液体化合物和涂料的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤装置，该装置包括一用于供给待过滤液体的入口，一个从该入口通到一出口的流道，以及一个安装一横向于所述流道的过滤器的安装结构。本发明还涉及使用该装置生产液体化合物和涂料的方法。
背景技术
US4220542，US4285814和US4390425披露了用于过滤液体的过滤装置，所述液体可能包含各种类型的污染物，如沙子、泥土或凝结物。其中使用可拆卸的过滤器，并在过滤器的渗透性降低到给定界限之下时替换它们。一种专门的应用是在涂料的生产中，其中，在数个生产阶段中，通常包含数个过滤步骤。
过滤装置需要定期清洁，例如当过滤完一组液体之后，需要过滤另一组不同类型的液体，例如过滤不同颜色的涂料时。清洁过滤装置是耗时且费力的工作。已过滤的液体容易粘附在一些仅用清洁液体冲洗难以够着的地方。通常需要使用大量的清洁液体进行冲洗。另外，当打开装置清洁时，较大量的待过滤液体仍残留在所述装置中，例如留在入口中。
由于现有技术系统中的与过滤袋的容积相比的入口尺寸，待过滤液体未均匀地分布在过滤袋之上。结果，过滤器将首先在其底侧失去渗透性。当拆卸过滤器时，一定量的液体将仍留在过滤袋中，导致相当大的损失。US4220542提出了使用中空封闭容器以减少这些损失。但是，该容器仅填充过滤袋的有限部分，而且难以清洁。另外，不均匀的流动分布也降低了用清洁液体进行冲洗的效率。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术系统中遇到的这些问题。另一个目的是提供一种更易清洁而且使产品损失减小到最小的过滤装置。本发明的又一目的是一种生产方法，特别是用于涂料或涂层组分的生产方法，使过滤工序之后的污染值和损失值最小。
通过这种过滤装置实现本发明的目的，它包括一用于供给待过滤液体的入口，一个从该入口通到一出口的流道，以及一个安装一横向于所述流道的过滤器的安装结构，其中所述入口通向一大致环形的空间或中间通道，该通道沿流动方向逐渐变窄至一大致环形的狭缝，其中，所述狭缝顺着过滤器上边缘的内侧设置。这样，环形空间将在过滤器上方分布过滤液体。当液体被喷入过滤装置的内部空间时，沿流动方向变窄的结构导致增大的压力。这大大提高了用清洁液体进行冲洗的效率。
在此，“环形”可以表示围绕过滤装置轮廓的主要部分的封闭轮廓或C形轮廓。“环形”可以例如表示圆形、卵形、椭圆形、矩形或多边形轮廓。另外，所述环形狭缝可以具有基本恒定的宽度。
为了防止待过滤液体流动过程中的瓶颈现象，该装置应该最好被液力(流)优化。这可以通过下述方式实现，即，使环形空间的径向截面比入口在垂直于此处流动方向上的截面的1.1倍小，和/或使环形狭缝的缝口比环形空间的径向截面的1.1倍小。优选地，环形空间的径向截面基本等于入口在垂直于该部位流动方向上的截面。另外优选的是，使环形狭缝的缝口基本等于环形空间的径向截面。通过流道的这种液力优化，当过滤停止时较少的产品留下，这导致较低的损失和改善的清洁性。
在一特别优选的实施例中，入口沿切向通向环形空间。流动方向的这种切向成分导致螺旋形的流道，并因此导致待过滤液体较优化地分布到环形狭缝上。另一优点是，通过用清洁液体冲洗环形空间可以彻底地清洗该环形空间，清洁液体在经过环形狭缝之前沿环形空间螺旋下降若干次。在经过环形狭缝后，所述液体仍然成螺旋性流动，使液体更好地分布到过滤器上。
根据本发明的一适当实施例包括一大致环形的空间，该空间一方面由装置的上边缘限定，另一方面由封闭装置上端的一帽或盖的突起部分的轮廓限定。打开盖可以直接接近限定环形空间的壁，容许更好的清洁。
优选地，上边缘为一可替换部分，这例如较便于维修或清洁。保持过滤器的机构可以一体地结合到该可替换部分中。由于大多过滤袋供应商具有他们自己的过滤器安装系统，所以使用这种可替换的、制成标准尺寸的上边缘使其更易于适应不同的过滤器安装系统。
用于保持过滤器的适当机构为例如卡接接头，或者如果使用带凸缘的过滤器，可以将凸缘放置在相应的凹槽中并通过例如闭合盖使凸缘定位。US4259188，US4285814，和US5643451公开了过滤器安装的例子。
为了防止过滤期间过滤材料破裂，过滤装置优选地包括一用于支撑可拆卸过滤器的支撑滤网。这种支撑滤网的渗透性应该比可拆卸过滤器的渗透性大。这种滤网可以例如包括一种金属丝网。
在一特别适合于小批量的实施例中，支撑滤网为一种用于支撑平的可拆卸过滤器的基本平的滤网。但是，对于较大的批量，优选的是使用这样一种支撑滤网：其基本为筐状，以支撑适当的可拆卸过滤袋，保证每时间间隔通过较大的量。
如果使用过滤袋代替平过滤器，所述过滤装置可选择地包括一所谓的填充过滤袋的较大部分的圆顶件，以防止较多的产品损失。筐形支撑滤网容许可选择地使用一个圆顶件，该圆顶件在它的轮廓和支撑滤网之间留有一小间隙，该间隙优选地为恒定宽度。该间隙的宽度应该为能给适当的过滤袋留下足够的空间。当停止过滤过程以取下和更换过滤器时，这使残留液体量最少。
所述圆顶件可以被连接到一用于封闭装置的盖或帽上。这样，当打开盖时，可以取出所述圆顶件。如果装置包括用于抬起盖的提升机构，优选作为垂直提升时，可以使圆顶达到最大。气动提升机构是优选的。
所述过滤装置可以包括一具有出口的壳体。或者，可以不带壳体地使用过滤装置，并将过滤装置直接放在一个漏斗或容器中，例如放在用于将已过滤的液体装入罐或其它容器中的灌装线漏斗中。
本发明还包括一种用于通过在不止一个混合工序和至少一个过滤工序中添加成分来生产液体化合物例如生产涂料的方法，其中，在所有混合工序完成后使用上述过滤装置进行过滤。
根据本发明的这种方法的一特别优选实施例是一种生产涂料的方法，其中，在将加工完的涂料装入容器中之前，使用一个上述过滤装置对其进行过滤。在现有技术的涂料生产中，在几个生产工序之间需要进行过滤。根据本发明的过滤装置可以省略各生产工序之间的过滤工序，这是因为作为最后一道生产工序的一次过滤便足以得到具有理想纯度的涂料。由于优化的流动特性，根据本发明的过滤装置得到高的产量(这是填充操作所需要的)和高的过滤效率。这导致单次过滤工序后的过滤液体的高纯度和批量转换期间的低产品损失。
附图说明
下面将通过附图进一步说明本发明。在附图中：
图1表示根据本发明的过滤装置；
图2表示根据本发明的过滤装置的一替换实施例。
具体实施方式
图1以半剖视图、半前视图的形式示出根据本发明的过滤装置1。过滤装置1包括一具有入口3的壳体2。壳体2包括一安装板4，一安装在安装板4底侧上的圆顶形罩5，和一通过螺栓连接件7安装在安装板4顶部上的环6。圆顶形罩5包括一具有开口顶端的圆柱形本体8。圆顶形罩的底端是一通向管状出口10的半球形部分9。环6和罩5的开口顶端绕安装板4中的圆形开口11固定。环6在其外径处具有一垂直侧壁12。环6的上半部13的截面为矩形，但下半部14向下逐渐变宽。环6在其底侧沿其内径具有一封入第二环15的凹槽，所述第二环15沿圆形开口11的轮廓固定到安装板4。第二环15包括一用于安装可拆卸过滤袋16的卡接接头。一用于支撑可拆卸过滤器16的支撑滤网17安装到第二环15上，并伸到罩5中。支撑滤网17的形状和罩5的形状基本相同。支撑滤网17由可渗透的金属滤网制成，并具有比可拆卸过滤器16的渗透性更大的渗透性。在液体过滤期间，过滤材料被压靠在支撑滤网17上，这防止过滤材料的破裂。
在环6的顶端，过滤装置1由可拆卸的盖18封闭。盖18可以由气动提升装置(图中未示出)通过一滑道抬起，其中，所述滑道包括连接到盖18的一导向衬套20和一滑杆19。在闭合位置，可以通过螺栓连接件21将盖18牢牢地锁定在环6上。盖18在其底端包括一承载中空圆顶件23的圆柱形插座件22，当盖18闭合时，所述圆顶件23伸入罩5的内部空间中，并在其轮廓和支撑滤网17之间形成间隙24。
入口3通向一环形空间25，该空间一方面由插座件22的外径限定，另一方面由过滤袋16的内径限定。由于插座件22的外径处为一垂直壁，而环6的内径沿向下方向向内倾斜，所以环形空间25沿流动方向变窄。入口3以沿切向通向环形空间25的方式设置。环形空间25经恒定宽度的环形狭缝26通向罩5的内部空间。
在一同心燕尾槽28中设置有一埋头密封环27，该槽比环的厚度稍宽，容许密封环27的有限运动。当盖18处于打开位置时，密封环27稍突出。当盖18处于闭合位置时，密封环27沿环6的内边缘压在环6的上表面上，从而防止待过滤液体渗入盖18和环6之间。
入口3在垂直于附图的平面中的截面具有和环形空间25在附图平面中的截面大约相同的表面积，该面积又和从上面看时由环形狭缝26限定的表面尺寸大致相同。
为了将液体的摩擦和粘附降到最小，所有接触待过滤液体的内表面都由光滑磨光的钢制成。
待过滤液体经入口3进入过滤装置1，在环形空间25中螺旋下降，经过环形狭缝26。由于环形空间25的变窄的几何形状，液体在一定的压力下通过环形狭缝26。液体进入罩5的内部空间并被强制经过过滤袋16和支撑滤网17。被过滤后，液体经管状出口10离开罩5。
在使用期间，过滤袋的渗透性减小。当过滤器被堵塞或者渗透性降低到一定值以下时，应该取出过滤袋。当取出过滤袋时，所述圆顶件的存在防止大量液体仍留在过滤袋中。
为了清洁过滤装置1，清洁液体，例如水或溶剂等可以通过入口3被供入装置1。由于切向的进入方向，清洁液体将螺旋下降，同时在通过环形狭缝26之前，通过并清洗插座件22的外部和环6的内侧。由于环形空间25的变窄的几何形状，清洁液体将在环形狭缝的上方平均分布。当经过环形狭缝26时，清洁液体仍旧具有切向成分的流动方向，因此它在离开出口10之前，将螺旋下降经过圆顶件23和支撑滤网17。
一替换实施例可以由和图1类似的过滤装置组成，只是它不包括罩5。这种实施例可以例如设置在漏斗中，例如设置在用于包装涂料的灌装线漏斗中。
图2表示根据本发明的过滤装置的一替换实施例，其尤其适用于过滤较小的批量。过滤装置31包括一具有入口33的壳体32。该壳体32包括一具有圆形开口35的安装板34。一锥形罩36沿其外边缘安装在安装板34上，向下指向并伸入圆形开口35中。锥形罩36的向下指向端通向一个出口37。罩36的外边缘包括一在其内径处限定一肩部39的圆形边沿38，该肩部用于定位一用于可拆卸过滤器的圆形支撑滤网40。滤网40包括一拉伸金属丝网42(形成)的圆形边缘41。第一环43靠在边沿38和过滤器边缘41的顶部上，封入一橡胶密封环44。环43在其内径处的侧壁45的形状为倒“S”形。
过滤装置31还包括一盖46，其外径覆盖环43。盖46在其底侧包括一伸入由环43围起的空间中的圆柱形突起47。突起47和环43同心，并在盖46的底侧留出一靠在环43上的圆周肩部48。一个橡胶密封环49设置在肩部48的一凹槽中，当盖46闭合过滤装置31时，该密封环被夹在盖46和环43之间。由垂直壁50限定的突起47的外径和环43的倒“S”形壁限定一环形空间51，所述空间沿流动方向变窄并经环形狭缝52通向过滤装置31的内部空间。入口33沿径向通向环形空间51。和图1中的实施例相同，环形空间51在附图平面中的截面具有和入口33在垂直于附图的平面中的截面大约相同的表面积，该面积又和从上面看时由环形狭缝52限定的表面区域的尺寸大致相同。
可以通过使用把手56拧紧的螺栓54和螺母55将盖46锁紧在闭合位置。在附图中，仅示出一组螺栓54和螺母55。螺栓54可以转动地连接到一支撑板32上。螺栓54穿过盖46中的一开口槽伸出。通过松开螺母并向相反方向拧螺栓可以拆下盖46。
为了清洗过滤装置31，通过入口33供给清洁液体。清洁液体螺旋下降，同时在通过环形狭缝52之前，通过并清洗环形空间51。由于环形空间51的变窄的几何形状，清洁液体在环形狭缝52的上方平均分布，其中，清洁液体在离开出口37之前，沿盖46的下表面、支撑滤网42和壳体36的内表面流动。
另外，在该实施例中，所有接触待过滤液体的内表面都由光滑磨光的钢制成，以将液体的摩擦和粘附减到最小。
Claims (14)
1.一种过滤装置，包括一用于供给待过滤液体的入口，一个从该入口通到一出口的流道，以及一个保持一横向于所述流道的过滤器的保持结构，其特征在于：所述入口通向一形成流道一部分的大致环形的空间或中间通道，该中间通道沿流动方向逐渐变窄至一大致环形的狭缝，其中，所述狭缝顺着过滤器上边缘的内侧设置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述环形狭缝具有基本恒定的宽度。
3.根据前述任一权利要求所述的装置，其特征在于：所述大致环形的空间的截面比入口的截面的1.1倍小。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述环形狭缝的截面比所述大致环形的空间的截面的1.1倍小。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述入口沿切向通向所述大致环形的空间。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述大致环形的空间一方面由装置的上边缘限定，另一方面由封闭装置顶端的帽或壁的一突起的轮廓限定。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置包括一用于支撑可拆卸过滤器的支撑滤网，支撑滤网的总渗透性比可拆卸过滤器的总渗透性大。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述支撑滤网为一用于支撑平的可拆卸过滤器的基本平的滤网。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述支撑滤网为一种用于支撑适当的可拆卸过滤袋的基本为筐状的滤网。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述装置包括一圆顶件，当该圆顶件定位在支撑滤网中时，它在它的轮廓和支撑滤网之间形成一小间隙。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：所述圆顶件被连接到一用于闭合装置的盖或帽上。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于：所述装置包括用于抬起盖的气动提升机构。
13.一种用于通过在不止一个混合工序和至少一个过滤工序中添加成分来生产液体化合物的方法，其特征在于：在所有混合工序完成后，使用根据前述任一权利要求所述的过滤装置进行过滤。
14.一种用于生产涂料的方法，其特征在于：在将加工完的涂料装到容器中之前，使用根据前述权利要求1～12中的任一项所述的过滤装置过滤该涂料。
Applications Claiming Priority (2)
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| EP01202003.8 | 2001-05-28 | ||
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