DE60109871T2

DE60109871T2 - Generator zur Pulsierung von Fluids zum Einsatz in einer Filterreinigungsvorrichtung und dem entsprechenden Verfahren

Info

Publication number: DE60109871T2
Application number: DE60109871T
Authority: DE
Inventors: Gideon Rosenberg
Original assignee: Milow Ltd
Current assignee: Milow Ltd
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2001-02-04
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2021-02-05
Also published as: EP1200172A1; AU3048301A; WO2001058564A1; US20020157539A1; EP1200172A4; DE60109871D1; US6641646B2; EP1200172B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Reinigungsvorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen von Luftfiltern oder Filtern für andere kompressible Fluids, und betrifft auch einen Generator zur Pulsierung eines kompressiblen Fluids, der in solchen Reinigungsvorrichtungen und -verfahren einzusetzen ist. Die Erfindung ist besonders nützlich zum Reinigen, durch Rückspülung, von Filtern der Scheibenbauform gemäss den US Patentschriften 5,797,978 und 4,661,250. Die Erfindung wird demgemäss im Folgenden mit Bezug auf die Reinigung solcher Filter der Scheibenbauform beschrieben, es ist aber zu verstehen, dass die Erfindung auch eingesetzt werden kann zum Reinigen von Filtern anderer Bauformen, und auch zum Erzeugen von Hochdruckimpulsen eines kompressiblen Fluids für andere Anwendungen.
Im Allgemeinen können viele Filter, und insbesondere Filter der Scheibenbauform, durch Rückspülung gereinigt werden, d.h. durch Einleiten eines verdichteten Fluids durch den Filterauslass zur Rückspülung des Filterkörpers durch den Filtereinlass. Wenn der Filter eingesetzt wird zur Luftfilterung und Elektroden aufweist zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes zur Steigerung der Filterwirkung, wie in der US Patentschrift 5,797,978 beschrieben, können elektrische Anschlüsse für die Elektroden auch umgepolt werden damit das elektrostatische Feld die Staubteilchen von den Oberflächen des Filterkörpers abstösst und demgemäss die Rückspülung des Filterkörpers verbessert.
Die US Patentschriften 4,364,751 und 4,504,293 beschreiben andere Verfahren zum Reinigen von Luftfiltern, mit einem System von Rohren, Ventilen und Düsen welche Impulse aus sauberen Luftstrahlen erzeugen, die in einer der normalen Luftströmungsrichtung entgegengesetzten Richtung durch den Filter geleitet werden. Die Röhren beschränken die Luftströmung, so dass die Strahlen nacheinander in einem Zeitverschachtelungszyklus abgegeben werden müssen.
Solche Impulsstrahlreinigungsvorrichtungen sind dementsprechend nicht wirksam zum gründlichen Reinigen des Filterkörpers und sind ausserdem ziemlich teuer in der Herstellung und in der Wartung.
AUFGABEN UND KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Filterreinigungsvorrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, Filter, insbesondere Luftfilter der Scheibenbauform, aber auch andere Filterbauformen für kompressible Fluids gründlich und wirksam zu reinigen. Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen zum Reinigen von Filtern; und noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Generator zu schaffen zum Erzeugen von Impulsen aus kompressiblem Fluid, der insbesondere nützlich ist zur Reinigung der Filter, aber auch für andere Anwendungen eingesetzt werden kann.
Gemäss einem Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung eine Filterreinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Filters, der einen Filterkörper, einen Filtereinlass für das zu filternde Fluid und einen Filterauslass für das gefilterte Fluid aufweist, wobei die Filterreinigungsvorrichtung umfasst:
einen Generator zur Pulsierung eines kompressiblen Fluids, mit einem Druckbehälter, einem Behältereinlass zum Einlassen eines kompressiblen Fluids, einem Behälterauslass zum Abgeben des kompressiblen Fluids und einem Ventilelement, das sich normalerweise in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei es den Behälterauslass verschließt, das aber verstellbar ist, um schnell zu einer geöffneten Stellung zu wechseln, um an dem Behälterauslass einen Hochdruckimpuls des kompressiblen Fluids zu erzeugen;
wobei der Behälterauslass ausgelegt ist, damit er an den Filterauslass so angeschlossen werden kann, damit durch Betätigen des Ventilelements ein Hochdruck- und Hochdurchflussimpuls des kompressiblen Fluidimpulses angelegt wird, der sich in den Filterauslass hinein fortpflanzt, zur gleichzeitigen Rückspülung des gesamten Filterkörpers durch den Hochdruck- und Hochdurchflussimpuls des kompressiblen Fluids;
wobei das Ventilelement die Form eines Kolbens aufweist, der innerhalb eines Zylinders in dem Behälter beweglich ist;
wobei der Zylinder ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweist, das mit dem Behälterauslass fluchtet;
wobei der Kolben normalerweise zu seiner geschlossenen Stellung hin gedrängt wird, um den Behälterauslass durch den Druck des kompressiblen Fluids innerhalb des Zylinders zwischen seinem geschlossenen Ende und dem Kolben zu schließen, und wobei der Kolben durch Freigabe des Druckes zwischen dem Kolben und dem geschlossenen Ende des Zylinders schnellreagierend zu betätigen ist, um sich schnell zu seiner geöffneten Stellung zu bewegen,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zylinder mit einem großen Durchlass durch seine Wandung versehen ist, die dem offenen Ende benachbart ist, um das Druckfluid innerhalb des Behälters bei geöffneter Stellung des Ventilelements zum Behälterauslass zu leiten und um dadurch den Hochdruck- und Hochdurchflussimpuls des kompressiblen Fluids am Behälterauslass zu erzeugen;
der Innendurchmesser des Zylinders an seinem offenen Ende verringert ist, das mit dem Behälterhauslass fluchtet, um eine innere, ringförmige Schulter in dem Zylinder zu bilden;
der Außendurchmesser des Kolbens entsprechend an dem Ende verringert ist, das dem Behälterauslass gegenüberliegt, um eine äußere, ringförmige Schulter, zur Anlage an der inneren, ringförmigen Schulter des Zylinders in der geschlossenen Stellung des Kolbens einen Abschnitt mit großem Durchmesser auf der Seite der Schulter, die dem geschlossenen Ende des Zylinders gegenüberliegt, und einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser auf der Seite der Schulter zu bilden, die dem offenen Ende des Zylinders gegenüberliegt; und
wobei der Kolben einen ersten Dichtring auf dem Abschnitt mit großem Durchmesser und einen zweiten Dichtring auf dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser aufweist, wobei die Dichtringe so angeordnet sind, damit sie sich bei geschlossener Stellung des Kolbens auf gegenüberliegenden Seiten des großen Durchlasses befinden, die dem offenen Ende des Zylinders benachbart ist.
Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben wird, ist eine solche Reinigungsvorrichtung besonders wirksam zum Reinigen von Luftfiltern, da sie eine sehr schnelle Öffnung des Ventilelementes hervorruft und somit einen Hochdruck- und Hochdurchflussimpuls erzeugt mit einer starken Front, die sich mit nahezu Schallgeschwindigkeit zu dem Filterauslass fortpflanzt und wirksam ist um alle Filterkanäle des Filters gleichzeitig zu spülen. Eine solche Reinigungsvorrichtung ist besonders nützlich zur Erzeugung eines Luftstosses zur Rückspülung von Luftfiltern der Scheibenbauform, kann aber auch eingesetzt werden zur Rückspülung anderer Filterbauformen für Luft oder andere kompressible Fluids, wie z.B. der Faserbauform.
Gemäss einem anderen Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung einen Generator zum Erzeugen von Impulsen aus kompressiblem Fluid, der insbesondere nützlich ist zur Reinigung von Filtern durch Rückspülung, aber auch für andere Anwendungen dienlich ist, wobei Hochdruckfluidimpulse erzeugt werden müssen. Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Reinigen von Filtern durch Rückspülung, wobei der neue Generator zum Erzeugen von Impulsen aus kompressiblem Fluid eingesetzt wird.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird hier nur beispielsweise mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel eines Fluidfilter- und Filterreinigungssystems gemäss der vorliegenden Erfindung;
2 eine andere Ausführungsform des Generators zum Erzeugen von Impulsen aus kompressiblen Fluid, der in dem System gemäss 1 vorgesehen sein kann; und
3 ein Filtersystem mit zwei Filtern, welche wahlweise zu reinigen sind durch einen gemeinsamen Generator zum Erzeugen von Impulsen aus kompressiblem Fluid gemäss der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG EINE BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELES
Die Erfindung wird im Nachfolgenden ausführlicher beschrieben mit Bezug auf den Luftfilter der Scheibenbauform gemäss der US Patentschrift 5,797,978, der in 1 insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Ein solcher Filter hat ein Gehäuse 11, das den Filterkörper enthält in Form eines Stapels von ringförmigen Scheiben 12 mit gerippten Seitenflächen, die eine Vielzahl von Filterwegen schaffen welche von einem äusseren Kanal 13a, der durch die äusseren Ränder der Scheiben begrenzt ist, radial nach innen zu einem mittleren Kanal 13b führen, welche durch die inneren Ränder der Scheiben begrenzt ist. Der innere Kanal ist in Verbindung mit einem Auslass 14 für die gefilterte Luft, welche am Einlass 15 einströmt.
Der Stapel der Scheiben 12 hat desweiteren eine Endscheibe 12a am Einlassende des Stapels, welche den inneren Kanal 13b verschliesst, und durch eine Feder 12b gegen die anderen Scheiben gedrückt wird. Weitere Einzelheiten betreffend den Aufbau und die Wirkungsweise eines solchen Scheibenfilters sind in den eingangs erwähnten US Patentschriften enthalten.
Der Einlass 15 ist in der Form einer Leitung mit einem Zweig 16, der zu einem Vorfilter 17 der Zyklon- oder einer anderen Bauform führt, um das zu filternde Fluid während einem Filterbetrieb durch den Filter zu leiten, und einem zweiten Zweig 18, der in die Umgebung mündet zur Abgabe von Reinigungsluft während dem Reinigungsbetrieb durch Rückspülung, wie im Nachfolgenden ausführlicher beschrieben wird. Der Einlass 15 hat desweiteren ein Ventil 19 um wahlweise den Zweig 16 oder den Zweig 18 mit dem Einlass 15 zu verbinden für den Filterbetrieb bzw. für den Rückspülreinigungsbetrieb.
Der Filterauslass 14 ist an einen Generator zum Erzeugen von Impulsen aus Hochdruckfluid angeschlossen, welcher insgesamt mit 20 bezeichnet ist, zum Erzeugen und Anlegen eines Hochdruckimpulses an den Filterauslass 14 zur Rückspülung des Filterkörpers 12 innerhalb des Filters. Der Generator 20 zum Erzeugen von Impulsen aus kompressiblem Fluid besitzt einen Druckbehälter 21 in welchem verdichtete Luft aus einer Leitung 23, welche zu einem Verdichter CP führt, eingeleitet wird, unter der Steuerung eines Ventils 22. Der erzeugte Hochdruckluftimpuls wird hergeleitet durch plötzliche Betätigung eines Ventils 24 und wird an einen Zweig 25 des Fluidauslasses aus dem Filter 10 angelegt. Der Auslass 14 hat einen zweiten Zweig 26, der zu einem Verbraucher führt, welchem das gefilterte Fluid zugeleitet wird. Der Auslass 14 hat ausserdem ein Ventil 27 um den Auslass 14 wahlweise entweder an den Zweig 25 oder an den Zweig 26 anzuschliessen. Das Ventil 24 kann durch eine Magnetspule oder dergleichen (nicht dargestellt) oder manuell gesteuert werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Filter 10 ein Luftfilter sein zum Herausfiltern von Staubteilchen aus der Luft bevor sie einem Fahrzeugmotor über den Zweig 26 zugeführt wird. Bei einer solchen Anwendung würde der Generator 10 zum Erzeugen von Impulsen aus kompressiblem Fluid Hochdruckluftimpulse erzeugen, welche zu dem Filterauslass 14 geleitet werden würden zur Rückspülung der Filterscheibe 12 durch den Filtereinlass 15 und den Spülfluidauslass 18. Es ist aber zu verstehen, dass der Filterkörper 12 auch aus einem Faserfilter bestehen könnte. In dem Fall müsste der Luftimpuls beschränkt werden damit das Fasermaterial nicht beschädigt wird.
Wie im Nachfolgenden ausführlicher beschrieben wird, ist während dem normalen Filterbetrieb des Filters 10 das Ventil 24 geschlossen, das Ventil 19 öffnet den Zweig 16 des Einlasses 15, und das Ventil 27 öffnet den Zweig 26 des Auslasses 14, damit der Filter 10 die Luft aus dem Vorfilter 17 reinigt und die gereinigte Luft über den Zweig 26 dem Motor, oder einem anderen Verbraucher, zugeführt wird; wohingegen während dem Rückspülreinigungsbetrieb das Ventil 27 den Zweig 25 des Filterauslasses 14 öffnet, das Ventil 19 den Zweig 18 des Filtereinlasses 15 öffnet, und anschliessend das Ventil 24 geöffnet wird, damit ein vom Generator 20 erzeugter Hochdruckluftimpuls an den Auslass 14 des Filters 10 angelegt wird zum Rückspülreinigen der Filterscheiben 12 und zum Abgeben der Spülluft mit den Staubteilchen durch den Zweig 18 des Einlasses 15.
Eine Ausführung des Generators zum Erzeugen von Impulsen aus kompressiblem Fluid ist ausführlicher in 2 dargestellt, gemäss welcher der Druckbehälter 21 ein Ventil (entsprechend dem Ventil 24) enthält und durch ein kompressibles Fluid vom Verdichter CP unter Druck gesetzt ist, das in den Druckbehälter 21, gesteuert durch das Ventil 22 in der Einlassleitung 23, eingeführt wird. Wenn z.B. der Filter 10 ein Luftfilter ist, und der Luftimpulsgenerator 20 verwendet wird zum Rückspülreinigen der Filterscheiben 12 durch einen Hochdruckluftimpuls kann der Behälter 21 mit verdichteter Luft bis zu einem Druck von 5–10 bar gefüllt werden.
Wie in 2 dargestellt, wird der Auslass 28 des Druckbehälters 21 durch ein inneres Ventilelement anstatt durch das äussere Ventilelement 24 gesteuert. Das innere Ventilelement ist in Form eines Kolbens 30, der in einem Zylinder 31 beweglich ist, welcher in dem Druckbehälter 10 durch Befestiger 32 gehalten ist, die durch die Flansche des Behälters 21, des Zylinders 31 und den Flansch 25' der Rohrleitung 25 ragen. Der Zylinder 31 ist an einem Ende 31a verschlossen und ist offen an seinem entgegengesetzten Ende 31b, das in dem Behälterauslass 28 aufgenommen ist. Der innere Durchmesser des offenen Endes 31b des Zylinders 31 ist verringert, um eine innere, ringförmige Schulter 33 zu formen.
Der äussere Durchmesser des Kolbens 30, der in dem Zylinder 31 beweglich ist, ist entsprechend verringert an dem Ende, das zu dem Behälterauslass 28 hinweist, um eine äussere, ringförmige Schulter 34 zu bilden, welche sich an die innere, ringförmige Schulter 33 des Zylinders anlegen kann. Der Kolben 30 hat dementsprechend einen Abschnitt 30 mit grossem Durchmesser auf einer Seite seiner äusseren, ringförmigen Schulter 34 und einen Abschnitt 30b mit kleinem Durchmesser auf der entgegengesetzten Seite der Schulter. Ein Dichtring 35a ist in einer ringförmigen Ausnehmung aufgenommen, die in dem Abschnitt 30a mit grossem Durchmesser des Kolbens geformt ist, und ein zweiter Dichtring 35b sitzt in einer ringförmigen Ausnehmung, die in dem Abschnitt 30b mit kleinem Durchmesser des Kolbens geformt ist.
Der Zylinder 31 ist seinerseits mit einer ringförmigen Reihe von Löchern 36 in seinem offenen Ende versehen, unmittelbar hinter seiner inneren, ringförmigen Schulter 33. Die ringförmige Reihe der Öffnungen 36 stellt demgemäss einen grossen Durchbruch dar zum Abgeben der verdichteten Luft aus dem Behälter 21 durch den Behälterauslass 28 wenn der Kolben 30 sich in seiner offenen Stellung befindet mit Bezug auf das offene Ende des Zylinders 31. Die 2 zeigt den Kolben in seiner geschlossenen Stellung, in welcher er das offene Ende des Zylinders verschliesst, wobei der Dichtring 35a sich auf einer Seite der Löcher 36 befindet zur Anlage an der inneren Fläche des Zylinders, während der Dichtring 35b sich auf der gegenüberliegenden Seite der Löcher 36 befindet zur Anlage an dem Abschnitt 31b mit kleinem Durchmesser des Zylinders.
Der Kolben 30 wird normalerweise durch die Druckluft in der Kammer 37, die durch den Kolben 30 und das geschlossene Ende 31a des Zylinders begrenzt ist, in seine in 2 dargestellte geschlossene Stellung gedrückt. Der Druck in der Kammer 37 wird durch eine Luftleitung 38 gesteuert, die von der Kammer zu einem Steuerventil 39 führt, das wahlweise beweglich ist zum Verbinden der Kammer 37 entweder mit der Druckluftquelle über die Zweigleitung 39a, oder zum Entlüften der Kammer 37 an die Umgebung über die Zweigleitung 39b. Wenn das Steuerventil 39 die Zweigleitung 39a mit der Druckluftquelle verbindet wird ein Druck an die Kammer 37 angelegt. Ein solcher Druck wäre ausreichend um den Kolben 30 in die in 2 dargestellte Stellung zu bewegen, da die auf den Kolben einwirkende Oberfläche, bestimmt durch den Dichtring 35a mit grossem Durchmesser grösser ist als die Oberfläche, die in umgekehrter Richtung auf den Kolben einwirkt und durch den Dichtring 35b mit kleinem Durchmesser bestimmt ist.
Wenn das Steuerventil 39 aber eingestellt wird zum Entlüften der Kammer 37 an die Umgebung über seine Zweigleitung 39b, wirkt die Druckluft in dem Behälter 21 auf die entgegengesetzte Fläche des Kolbens 30 um zuerst den Kolben in seine offene Stellung zu bewegen. Sobald der Dichtring 35b von der inneren Oberfläche 31b des Zylinders freikommt wird der Dichtring 35a mit grossem Durchmesser wirksam zum Bestimmen der gesamten Oberfläche des Kolbens, die von der Druckluft aus dem Behälter 21 beabschlagt wird, um somit die Öffnungsbewegung des Kolbens zu beschleunigen. Diese Einrichtung bewirkt ein schnelles Öffnen des Ventils 30 sobald der Druck in der Kammer 37 herabgesetzt wird.
Die Kammer 37 kann einen Stossdämpferkörper 40 aufweisen zum Dämpfen der schnellen Öffnungsbewegung des Kolbens 30. Abweichend davon kann die Luftströmung durch das Ventil 39 begrenzt sein um ein Luftkissen zwischen dem geschlossenen Ende 31a des Zylinders und dem Kolben 30 zu erzeugen.
Es ist somit zu verstehen, dass die schnelle Öffnung des Kolbens 30 einen Hochdruckimpuls oder Luftstrom aus dem Inneren des Druckbehälters 21 über die Öffnungen 36 durch den Behälterauslass 28 und den Zweig 25 des Filterauslasses 14 erzeugt zur Rückspülung der Filterscheiben 12 und zum Abgeben der Rückspülluft mit den Staubteilchen durch den Zweig 18 des Filtereinlasses 15. Die schnelle Öffnungsbewegung des Kolbens 30, wie vorstehend beschrieben, erzeugt eine starke Front des so erzeugten Hochdruck- und Hochdurchflussimpulses oder Luftstosses, der sich entlang der gesamten Länge des inneren Kanals 13b des Filters mit sehr hoher Geschwindigkeit, d.h. annähernd Schallgeschwindigkeit, fortpflanzt und etwa 1/1000 Sekunde braucht um die vollständige Länge des Kanals 13 zurückzulegen. Demgemäss wird der gesamte Kanal 13 virtuell gleichzeitig unter Druck gesetzt und somit werden alle Scheiben 12 im Wesentlichen gleichzeitig der gleichen Druckwelle ausgesetzt zum gleichzeitigen Rückspülen des gesamten Filterkörpers 12. Die Druckwelle wird durch die Endplatte 12a zu dem Filterauslass 14 zurückgeworfen, wodurch die Druckwelle aufrechterhalten oder sogar verstärkt wird.
Die Dauer der so angelegten Druckwelle kann gesteuert werden durch das Volumen des Behälters 20 und durch den Luftdruck in demselben. Es ist somit zu verstehen, dass die beschriebene Vorrichtung alle Filterkanäle wirksam im Wesentlichen gleichzeitig durch Rückspülung durch den Hochdruckluftstoss reinigt, und dementsprechend die Filterkanäle wirksamer reinigt als es der Fall wäre mit einer allmählichen Drucksteigerung des den Filterkanälen zugeführten Luftimpulses. D.h., wenn eine allmählichere Steigerung der Druckwelle vorliegt, würden einige der Filterkanäle vor anderen Filterkanälen gereinigt werden, wodurch der Luftströmungswiderstand durch die gereinigten Kanäle abnimmt und damit die Luftströmung durch die Kanäle, welche noch Staubteilchen enthalten herabgesetzt wird oder diese Kanäle sogar umströmt werden. Wenn aber die Druckwelle schnell wirksam ist, wie oben beschrieben, werden im Wesentlichen alle Filterkanäle der gleichen Hochdruckwelle im Wesentlichen gleichzeitig ausgesetzt, wodurch gewährleistet ist, dass alle Filterkanäle durch die während dem Rückflussreinigungsvorgang erzeugte Hochdruckwelle wirksam gereinigt werden.
Die 3 zeigt ein System mit zwei Filtern, welche mit 10a, 10b bezeichnet sind, die beide gefilterte Luft zu einem Verbraucher leiten, wie z.B. einem Motor, über eine gemeinsame Filterauslassleitung 42. Die dargestellte Ausführung hat einen gemeinsamen Generator 20 zum Erzeugen eines Impulses aus kompressiblem Fluid, wie vorstehend mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben wurde, zum wahlweisen Zuführen durch Betätigung des Ventils 24 (oder des inneren Ventils 30, 2), des Hochdruckluftimpulses über ihre zugeordneten Auslassleitungen 25a, 25b, Filterauslässe 14a, 14b und Spülfluidauslässe 18a, 18b. Demgemäss können während einem normalen Filterbetrieb beide Filtereinlässe 16a, 16b über eine gemeinsame Vorfiltereinheit 17 versorgt werden durch Steuerung ihrer zugeordneten Einlassventile 19a, 19b und Auslassventile 27a, 27b, zum Zuführen von gefilterter Luft über ihre Filterluftauslässe 26a, 26b zu der gemeinsamen Auslassleitung 42. Wenn eine der Filtereinheiten 10a, 10b durch Rückspülbetrieb gereinigt werden soll würde ihr zugeordnetes Einlassventil 19a, 19b eingestellt werden zum Anschliessen des jeweiligen Einlasses 15a, 15b an den zugeordneten Spülauslass 18a, 18b; und gleichzeitig würde das zugeordnete Ventil 27a, 27b eingestellt werden zum Anlegen des Hochdruckluftimpulses vom Generator 20 an den betreffenden Zweig 25a, 25b des betreffenden Filterauslasses 14a, 14b, zum Rückspülen des Filters über seinen Einlasszweig 18a, 18b.
Nachdem die Erfindung mit Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass dieses Ausführungsbeispiel nur beispielsweise dargestellt wurde und viele Abänderungen und Anwendungen der Erfindung vorgesehen werden können. So z.B. könnte die Erfindung benutzt werden zum Rückspülreinigen anderer Filterbauformen, wie z.B. Faserfilter für Luft oder andere Gase. Viele andere Abänderungen, Modifikationen und Anwendungen der Erfindungen bieten sich dem Fachmann an.

Claims

Filterreinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Filters (10), der einen Filterkörper (12), einen Filtereinlass (15) für das zu filternde Fluid und einen Filterauslass (14) für das gefilterte Fluid aufweist, wobei die Filterreinigungsvorrichtung umfasst: einen Generator (20) zur Pulsierung eines kompressiblen Fluids, mit einem Druckbehälter (21), einem Behältereinlass (23) zum Einlassen eines kompressiblen Fluids, einem Behälterauslass (25) zum Abgeben des kompressiblen Fluids und einem Ventilelement (24), das sich normalerweise in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei es den Behälterauslass verschließt, das aber verstellbar ist, um schnell zu einer geöffneten Stellung zu wechseln, um an dem Behälterauslass einen Hochdruckimpuls des kompressiblen Fluids zu erzeugen; wobei der Behälterauslass (25) ausgelegt ist, damit er an den Filterauslass (14) so angeschlossen werden kann, damit durch Betätigen des Ventilelements ein Hochdruck- und Hochdurchflussimpuls des kompressiblen Fluidimpulses angelegt wird, der sich in den Filterauslass hinein fortpflanzt, zur gleichzeitigen Rückspülung des gesamten Filterkörpers durch den Hochdruck- und Hochdurchflussimpuls des kompressiblen Fluids; wobei das Ventilelement die Form eines Kolbens (30) aufweist, der innerhalb eines Zylinders (31) in dem Behälter (21) beweglich ist; wobei der Zylinder (31) ein geschlossenes Ende (31a) und ein offenes Ende (31b) aufweist, das mit dem Behälterauslass (25) fluchtet; wobei der Kolben (30) normalerweise zu seiner geschlossenen Stellung hin gedrängt wird, um den Behälterauslass durch den Druck des kompressiblen Fluids innerhalb des Zylinders zwischen seinem geschlossenen Ende und dem Kolben zu schließen, und wobei der Kolben durch Freigabe des Druckes zwischen dem Kolben und dem geschlossenen Ende des Zylinders schnellreagierend zu betätigen ist, um sich schnell zu seiner geöffneten Stellung zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (31) mit einem großen Durchlass (36) durch seine Wandung versehen ist, die dem offenen Ende benachbart ist, um das Druckfluid innerhalb des Behälters bei geöffneter Stellung des Ventilelements zum Behälterauslass zu leiten und um dadurch den Hochdruck- und Hochdurchflussimpuls des kompressiblen Fluids am Behälterauslass zu erzeugen; der Innendurchmesser des Zylinders an seinem offenen Ende (31b) verringert ist, das mit dem Behälterhauslass fluchtet, um eine innere, ringförmige Schulter (33) in dem Zylinder zu bilden; der Außendurchmesser des Kolbens entsprechend an dem Ende verringert ist, das dem Behälterauslass gegenüberliegt, um eine äußere, ringförmige Schulter (34), zur Anlage an der inneren, ringförmigen Schulter des Zylinders in der geschlossenen Stellung des Kolbens einen Abschnitt mit großem Durchmesser auf der Seite der Schulter, die dem geschlossenen Ende des Zylinders gegenüberliegt, und einen Abschnitt mit kleine rem Durchmesser auf der Seite der Schulter zu bilden, die dem offenen Ende des Zylinders gegenüberliegt; und wobei der Kolben (30) einen ersten Dichtring (35a) auf dem Abschnitt mit großem Durchmesser und einen zweiten Dichtring (35b) auf dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser aufweist, wobei die Dichtringe so angeordnet sind, damit sie sich bei geschlossener Stellung des Kolbens auf gegenüberliegenden Seiten des großen Durchlasses (36) befinden, die dem offenen Ende des Zylinders benachbart ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der große Durchlass (36), der dem offenen Ende des Zylinders benachbart ist, aus einer ringförmigen Gruppierung von Bohrungen besteht, die in dem Zylinder benachbart zu seinem offenen Ende geformt sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Kolben (30) aus seiner geschlossenen Stellung zu seiner geöffneten Stellung durch ein Vorsteuerventil (39) verstellbar ist, das den Fluiddruck zwischen dem Kolben und dem geschlossenen Ende des Zylinders freigibt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das geschlossene Ende des Zylinders einen stoßdämpfenden Körper (40) aufweist, an dem der Kolben zur Anlage kommt, wenn er in seine geöffnete Stellung bewegt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Fluidimpulsgenerator Luftimpulse erzeugt.
Kombination einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1, und eines Filters (10), mit einem Filterkörper (12), einem Filtereinlass (15) für das zu filternde Fluid, und einem Filterauslass (14) für das gefilterte Fluid; wobei der Filterauslass an den Behälterauslass (25) des Fluidimpulsgenerators (20) angeschlossen ist.
Kombination gemäß Anspruch 6, wobei der Filterkörper (12) einen Stapel ringförmiger Scheiben aufweist, mit Außenkanten, die einen äußeren Durchlass (13a) durch den Filter begrenzen, Innenkanten, die einen mittleren Durchlass (13b) durch den Filter begrenzen, sowie mit Rippen ausgestatteten Seitenflächen, die Filterwege zwischen den beiden Durchlässen begrenzen.
Kombination gemäß Anspruch 7, wobei der Filtereinlass (15) den Außenkanten der ringförmigen Scheiben gegenüberliegt, und der Filterauslass den Innenkanten der Scheiben gegenüberliegt; wobei der Filter weiterhin am Einlassende des Scheibenstapels eine Endscheibe (12a) aufweist, die wirksam ist, den über den Filterauslass angelegten Hochdruckfluidimpuls über den mittleren Durchlass zu empfangen und ihn zu dem Filterauslass hin zurückzuwerfen.
Kombination gemäß Anspruch 6, wobei der Filterauslass (14) eine Rohrleitung aufweist mit einem ersten Zweig (26) zum Fördern des Filterfluids zu einer Verbrauchervorrichtung, einem zweiten Zweig (25), der an den Behälterauslass des Fluidimpulsgenerators angeschlossen ist, und einem Ventil (27) zum wahlweisen Anschließen der Rohrleitung an den ersten Zweig oder den zweiten Zweig.
Kombination gemäß Anspruch 9, wobei der Filtereinlass (15) eine Rohrleitung aufweist mit einem ersten Zweig (16) zum Empfangen des zu filternden Fluids, einem zweiten Zweig (18) zum Ausstoßen des Spülfluids, und einem Ventil (19) zum wahlweisen Anschließen der letzteren Rohrleitung an den ersten Zweig oder den zweiten Zweig.
Kombination gemäß Anspruch 10, wobei zwei Filter (10a, 10b, 3) vorgesehen sind, welche das gefilterte Fluid an eine Verbrauchervorrichtung abgeben, wobei die Filter wahlweise so an einen gemeinsamen Generator (20) zur Pulsierung eines kompressiblen Fluids anschließbar sind, damit jeder der Filter wahlweise zu steuern ist, um einen Filtervorgang durchzuführen, während der andere Filter einem Rückspülvorgang unterzogen wird.
Generator zur Pulsierung eines kompressiblen Fluids, mit: einem Druckbehälter (21) mit einem Behältereinlass (23) zum Einlassen eines Druckfluids, einem Behälterauslass (25) zum Abgeben des Druckfluids, und einem Ventilelement (30, 31), das sich normalerweise in einer geschlossenen Stellung befindet, wobei es den Behälterauslass verschließt, das aber verstellbar ist, um schnell zu einer geöffneten Stellung zu wechseln, um an dem Behälterauslass einen Hochdruck- und Hochdurchflussimpuls aus kompressiblem Fluid zu erzeugen; wobei das Ventilelement die Form eines Kolbens (30) aufweist, der innerhalb eines Zylinders (31) in dem Behälter beweglich ist; wobei der Zylinder (31) ein geschlossenes Ende (31a) und ein offenes Ende (31b) aufweist, das mit dem Behälterauslass (25) fluchtet; wobei der Kolben (30) normalerweise zu seiner geschlossenen Stellung hin gedrängt wird, um den Behäl terauslass durch den Fluiddruck innerhalb des Zylinders zwischen seinem geschlossenen Ende und dem Kolben zu schließen, und wobei der Kolben durch Freigabe des Druckes zwischen dem Kolben und dem geschlossenen Ende des Zylinders schnellreagierend zu betätigen ist, um sich schnell zu seiner geöffneten Stellung zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass: der Zylinder (31) mit einem großen Durchlass (36) durch seine Wandung ausgebildet ist, der dem offenen Ende benachbart ist, um das Druckfluid innerhalb des Behälters (21) bei geöffneter Stellung des Ventilelements (30) zum Behälterauslass (25) zu leiten und um dadurch den Hochdruck- und Hochdurchflussimpuls des kompressiblen Fluids am Behälterauslass zu erzeugen; der Innendurchmesser des Zylinders an seinem offenen Ende (31b) verringert ist, das mit dem Behälterauslass fluchtet, um eine innere, ringförmige Schulter (33) in dem Zylinder zu bilden; der Außendurchmesser des Kolbens entsprechend an dem Ende verringert ist, das dem Behälterauslass gegenüberliegt, um eine äußere, ringförmige Schulter (34) zur Anlage an der inneren, ringförmigen Schulter des Zylinders in der geschlossenen Stellung des Kolbens einen Abschnitt mit großem Durchmesser auf der Seite der Schulter, die dem geschlossenen Ende des Zylinders gegenüberliegt, und einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser auf der Seite der Schulter zu bilden, die dem offenen Ende des Zylinders gegenüberliegt; und wobei der Kolben (30) einen ersten Dichtring (35a) auf dem Abschnitt mit großem Durchmesser und einen zweiten Dichtring (35b) auf dem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser aufweist, wobei die Dichtringe so angeordnet sind, damit sie sich bei geschlossener Stellung des Kolbens auf gegenüberliegenden Seiten des großen Durchlasses (36) befinden, der dem offenen Ende des Zylinders benachbart ist.
Fluidimpulsgenerator gemäß Anspruch 12, wobei der große Durchlass (36), der dem offenen Ende des Zylinders benachbart ist, aus einer ringförmigen Gruppierung von Bohrungen besteht, die in dem Zylinder benachbart zu seinem offenen Ende geformt sind.
Fluidimpulsgenerator gemäß Anspruch 12, wobei der Kolben (30) aus seiner geschlossenen Stellung zu seiner geöffneten Stellung durch ein Vorsteuerventil (39) verstellbar ist, das den Fluiddruck zwischen dem Kolben und dem geschlossenen Ende des Zylinders freigibt.
Fluidimpulsgenerator gemäß Anspruch 12, wobei das geschlossene Ende des Zylinders einen stoßdämpfenden Körper (40) aufweist an dem der Kolben (30) zur Anlage kommt, wenn er in seine geöffnete Stellung bewegt wird.
Verfahren zum Reinigen eines Filters (10), mit einem Filterkörper (12), einen Filtereinlass (15) für das zu filternde Fluid, und einen Filterauslass (14) für das gefilterte Fluid, wobei das Verfahren umfasst: Anschließen des Auslasses (25) eines Fluidimpulsgenerators (20) gemäß Anspruch 12 an den Filterauslass (14); und Betätigen eines Ventilelements (24) des Fluidimpulsgenerators (20) in seine geöffnete Stellung, um einen Hochdruck- und Hochdurchflussimpuls aus kompressiblem Fluid zur Rückspülung des Filterkörpers (12) durch den Filtereinlass (15) an den Filterauslass (14) anzulegen.