TW202315672A - 用於過濾液體的濾匣 - Google Patents

Abstract

一種用於過濾液體的濾匣具有過濾室殼體(3)，該過濾室殼體(3)具有入口開口(7)和讓液體流通過過濾室殼體(3)的出口開口(8)。用以過濾流過的液體的至少一個過濾介質(4)配置在由過濾室殼體(3)包圍的過濾室容積(5)內。濾匣具備含有至少一個壓縮元件(9)的壓縮裝置(2)，透過該壓縮裝置可以將壓縮力量施加在過濾介質(4)上以壓縮過濾介質(4)。濾匣具有兩個過濾室區(6)，每個填充有粒狀過濾介質(4)並且壓縮裝置(2)設置在這兩個過濾室區(6)之間。壓縮裝置(2)形成分離裝置(15)，利用該分離裝置(15)將兩個過濾室區(6)中的兩個過濾介質(4)彼此分離，該分離裝置(15)允許過濾室區(6)之間的流體導通連接或被流體導通連接繞過。壓縮裝置(2)設計成使得壓縮裝置(2)能進行膨脹運動並且壓縮力因此施加在兩過濾室區(6)中的每一者裡面的過濾介質(4)。至少一壓縮元件(9)設置在兩個壓力元件(10)之間，每個壓力元件由膨脹運動壓進各自的過濾室區(6)中。

Description

用於過濾液體的濾匣

本發明涉及一種用於過濾液體的濾匣，其中該濾匣具有過濾室殼體，該過濾室殼體具有讓液體流過該過濾室殼體的入口和出口，其中用以過濾流過的液體的至少一過濾介質配置在由過濾室殼體包圍的過濾室容積內，並且其中濾匣具備含有至少一壓縮元件的壓縮裝置，透過該壓縮裝置可以將壓縮力施加在過濾介質上，以壓縮過濾介質。

單層或多層液體過濾系統一般用於處理飲用水，其中帶有活性碳的濾匣通常用於第一層過濾，以降低氯、懸浮固體和重金屬(像是鉛)等雜質的濃度。可選擇的，濾匣包含離子交換樹脂以降低鈣和鎂離子的濃度，導致水的硬度降低。過濾後的水通常具有更好的味道，並且還有改善的以供人類飲用的品質。通常，過濾介質是顆粒狀的固體材料，過濾介質的顆粒具有規則的形狀(如球形)、不規則的形狀或兩者的混合。過濾介質通常配置為濾匣外殼內的過濾室中的鬆散填充物。濾匣外殼可以設計成不同的形狀。例如，已知細長的圓柱形濾匣。在這種濾匣中，通過入口開口進入過濾室外殼的液體流過被限制在過濾室外殼內的過濾介質。被過濾介質過濾的液體然後通過出口離開過濾室外殼。然而，其他形狀的濾匣也是可以想到的，例如細長橢圓形、圓錐形或矩形像盒子的形狀。

在濾匣運作期間，通過粒狀過濾介質的液體流動可能在過濾介質內形成不希望的旁路或通道。在形成這樣的通道之後，液體傾向於流過這些通道，這造成液體與過濾介質之間接觸較少並且增加了這些通道周圍之過濾介質的損耗。過濾效果因此降低。過濾介質內的這種通道特別是在液體通過過濾介質的流率增加時形成。在液體通過過濾介質的高流率下，沿濾匣入口和濾匣出口之間的流動路徑發生壓降。產生的動態壓力和壓降局部壓縮過濾介質，導致粒狀過濾介質沉降和壓縮。這導致液體的流動路徑發生變化。由於局部壓縮的過濾介質，在過濾介質的某些區域，液體流率幾乎減少到零，而在過濾介質的其他區域，會產生相應高體積的液體流率，結果形成通道。要被過濾的液體可以低阻力流過這些通道。在這種情況下，要被過濾的液體直接流入取水區，很少或者沒有與過濾介質接觸，導致雜質殘留在過濾後的水中。

為了防止濾匣內的通道形成，使用膨脹介質在過濾介質上施加壓力，以壓縮過濾介質。特別是，由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)製成的非織物被用作膨脹介質。非織物配置成與濾匣中的過濾介質接觸的一層以上的非織物層，因此在濾匣的使用壽命一開始時非織物層被壓縮。由於壓縮的非織物層的回復力，一壓縮力施加到鄰近的過濾介質上，此減少了使用濾匣期間通道的形成。非織物層產生的回復力取決於非織物層的厚度、非織物層的壓縮程度以及非織物的組成和非織物內部的纖維厚度。然而，非織物層的回復撓度相對於回復力而言非常小，導致小的壓縮力施加在過濾介質上。此外，非織物層的回復力取決於匣體的使用時間，因此在使用較長時間後它會急劇下降或完全消失。特別地，非常小的過濾介質顆粒可以在包裝、運輸或濾匣的使用期間逸出過濾介質外殼，導致過濾介質縮減並有利於在過濾介質內形成通道。

此外，一些過濾介質在使用過程中會發生機械或化學變化，因此也會經歷體積變化等等。這種體積變化可以是體積的增加或減少，這取決於所討論的過濾介質和在使用期間改變過濾介質的過程。因此，膨脹介質以及特別是非織物層較佳為設計成適合於使用期間過濾介質的這種體積變化。

當將非織物從非織物片材切割成單獨的非織物層時，在非織物片材開始處或在非織物片材末端處，不同的非織物厚度會導致生產線內非織物片材的卡塞或歪斜。這會導致生產停機或重新設置生產機器的耗時設置時間。為了確保非織物層厚度之一致形態的一致品質以及因此在濾匣生產期間一致的回復力，伴隨成批生產的精密且成本密集的品質測試是必要的。此外，市場上只能找到少數供應商可以製造或供應用於濾匣的合適非織物片材。如果供應商可能出現故障或停產，這會造成供應瓶頸的高風險。

缺點通常包括非織物被雙酚A(BPA)或催化劑(如銻)污染。即使是少量的雙酚A，也會促使糖尿病、肥胖症、甲狀腺功能失調、發展障礙(尤其是兒童)和人類不育等疾病的生長。因此，需要進行複雜的連續遷移測試來確定和控制BPA的含量以及來自或進入食品接觸材料的總遷移量。此外，由PET製成的非織物意味著用於製造濾匣的不同材料只能藉由複雜且昂貴的回收過程來分離。

如果過濾介質包括兩種不同類型的過濾材料，例如活性碳材料和離子交換樹脂，不同類型的過濾材料不是混合在單一過濾室內，就是配置在個別的過濾室內。為了避免形成不想要的通道，每個過濾室都需要對應的非織物層，這些非織物層將壓縮力施加到各自的過濾材料上。由於各自過濾材料的不同特性，非織造層的特性可以改變並且因此也不同。

美國專利申請案號US2009/0008318A1揭露了一種雙模組過濾系統，除了預過濾網之外，該系統還將採用兩個以上的過濾層。對於包括某種形態的床(例如活性碳床或樹脂床)的化學減輕、有機過濾和去離子模組，這些模組較佳地包括設置在床兩側的床限制器。較佳地，床限制器由多孔疏水材料製成。在一改善中，限制器由疏水泡沫材料製成。疏水泡沫材料在兩個方向上都對床施加軸向壓力，並用於優化淨化床上的水流，而無需任何歧管裝置。疏水泡沫床限制器的體積或厚度變化也呈反比於純化床的體積變化，以補償純化床體積的變化，這透過在純化床的兩個方向上都施加一致的軸向壓力來防止通道的形成。

美國專利公開號US3,831,754揭露了一種設備，該設備包括用於引導液體連續流過兩個以上的過濾元件的裝置。在一實施例中，在導流器單元中提供一對匣體。該設備中使用的匣體採用一基質材料的黏合劑，該基質材料具有足夠的彈性，以允許結合的聚集體顆粒的尺寸變動轉化到匣體中對應的且通常可再現的變動。此外，聚集體顆粒較佳地以一種方式結合在一起，其中實質上它們的整個表面積自由地暴露以接觸待處理的流體。處理設備的入口設置在與出口相對的軸向端，因此在接合上匣體底端蓋的上板和接合下匣體上端蓋的下板之間沒有固定的機械連接。一密封件設置在上板的外周緣，而一開口設置在其中心以提供進入下匣體中軸向延伸內部的開口的連通。下板的中心部分覆蓋下匣體中的軸向導引開口。這些板透過彈簧保持在其相關聯的濾匣附近，彈簧推動這些板與密封件呈液密接觸，進而防止徑向流體流過濾匣。一尺寸變動檢測器設置在這些板之間。

本發明的一個目的是考慮提供一種濾匣，由此在濾匣的延長的使用期限內以具有成本效益的方式減少形成顆粒狀過濾介質內不想要的通道。

本發明涉及一種用於過濾液體的濾匣，該濾匣的特徵在於，至少一個壓縮元件配置在兩個壓力元件之間，該壓力元件的每一者透過膨脹運動被壓進各自的過濾室區。

膨脹運動例如可以透過至少部分地伸入過濾室殼體中的壓縮裝置和透過氣球狀設計的壓縮元件來實現，由於內部壓力施加到氣球狀壓縮元件，氣球狀壓縮元件的體積增加。氣球狀壓縮元件可以是由填充有壓縮空氣的彈性且耐壓的材料製成的氣球。氣球內的壓縮空氣產生向外的力，導致氣球膨脹並防止限制在兩個相鄰過濾室區內的過濾材料中形成的空腔或通道。因此，壓縮力施加到各自的過濾介質而不需要非織物層。此外，透過配置壓縮裝置在兩個過濾室區之間，僅需要一個壓縮裝置來對各自過濾室區內的每個過濾介質施加壓縮力。於是，利用配置在兩個過濾室區之間的壓縮裝置，壓力可以同時施加在兩個過濾介質上。

為了允許流過過濾室殼體的液體從一個過濾室區進入另一過濾室區，濾匣包含用於繞過配置在兩個過濾室區之間的壓縮裝置的流體通道。如果壓縮裝置由氣球所形成，則可以形成這樣的通道，例如由管道形成，這些管道沿著圍繞氣球的過濾室殼體內壁配置，並提供兩個過濾室區之間的流體導通連接。每個管道的每一端都可以用篩子覆蓋，以避免過濾介質被流體帶著通過管道。也能使用提供穿過環體狀氣球開放的中心的通道的環體狀氣球。

如之前所描述的，壓縮裝置可選擇地不僅提供壓縮力作用於限制在各自過濾室區內的兩個過濾介質，而且壓縮裝置還可以設計成假如其中一個或兩個過濾介質體積都在濾匣的使用壽命期間增加，壓縮裝置可以執行收縮運動。對於一些應用和過濾介質，這種體積的增加被認為是有利的或無法避免的，並且壓縮裝置應該適應這種體積的增加。於是，與膨脹運動相結合，壓縮裝置可以允許例如在濾匣的使用過程中可能發生兩個過濾室區內過濾介質體積的任何變化的彈性或可彈回補償。

在本發明的一實施例中，壓縮裝置被過濾室殼體完全包圍。這意味著壓縮裝置被過濾室殼體完全侷限，並且不需要過濾室殼體內的開口來將在過濾室殼體外部產生的壓縮力施加到限制在過濾器殼體內的過濾介質上。因此，壓縮裝置的膨脹運動可以主要指向過濾室外殼內的一個或兩個過濾室部分的方向。因此，壓縮力以特別鎖定的方式施加到過濾介質上，導致過濾介質的特別強的壓縮並且導致有效地防止在過濾介質內形成任何不希望的通道。

由於壓縮裝置被過濾室殼體完全圍住，濾匣可以設計成相對於壓縮裝置完全封閉。不需要用於使壓縮元件進入過濾室殼體的饋通開口和用於密封饋通開口的複雜的密封系統。此外，壓縮裝置和過濾室殼體可以分開個別製造並且可以特別節省時間和成本的方式組裝。如果在關閉過濾室殼體之前將壓縮裝置安裝在過濾室殼體內，則壓縮裝置的設計和安裝方式允許進一步處理和完成過濾室殼體的製造過程。因此，壓縮裝置例如應耐得住事先分離的過濾室殼體部件的超音波熔接或應以一種方式安裝以致允許將兩個分離的過濾室殼體部件鎖在一起而不損壞且不干擾過濾室殼體的製造過程。

壓縮裝置可以鬆散地配置在過濾室殼體內的兩個過濾室區之間。在濾匣的製造過程中，可以將第一過濾介質填充到過濾室殼體中，藉此形成第一過濾室區。然後將壓縮裝置放在第一過濾介質的頂部並將第一過濾介質與過濾室殼體內的剩餘空間分開。之後，剩餘的空間可以填充第二數量的過濾介質，從而透過設置在兩個過濾室區之間的壓縮裝置形成區段的過濾室區。

根據本發明的一選擇性的實施例，壓縮裝置可拆卸地連接到過濾室殼體。為此目的，壓縮裝置可以通過摩擦連接或形狀卡合連接插入過濾室殼體中。摩擦連接例如可以透過壓縮裝置和過濾室殼體之間的彈簧狀連接來產生。例如，可以透過扣合連接來形成形狀卡合連接。這使得為了回收或再加工過程的目的而按類型分開壓縮裝置和過濾室殼體變得特別容易。

為了能夠在過濾介質的方向上進行膨脹運動，壓縮裝置可以至少部分地由可彈性形變的材料製成。彈性材料在受到濾匣內產生的形變力時發生變形，在形變力消除時恢復到原來的形狀。非彈性或剛性材料的行為方式是，當施加形變力時，材料不會變形或僅變形到可忽略不計的程度。根據本發明的一可能觀點，彈性形變元件定位在緊靠各自過濾室區的壓縮元件的相對側之間。彈性形變元件可以在壓縮狀態下插進兩個過濾室區之間，這將造成由壓縮的彈性形變元件產生指向外並朝兩個過濾室區中的每一個的膨脹力量。彈性形變元件可以由例如橡膠或彈性塑膠材料製成。彈性形變元件較佳地是對液體呈化學惰性的或塗佈有使其對液體呈化學惰性的材料。

為了將壓縮力施加到大體積的過濾介質上，壓縮裝置包括壓力元件，該壓力元件藉由膨脹運動被壓向過濾室區。壓力元件可以是例如由剛性材料製成的平板。較佳地，壓力元件可以像活塞一樣移動到過濾室區的內部。具有壓力元件的壓縮裝置必須允許含有兩個過濾介質的兩個過濾室區之間的流體導通連接。這是可以實現的，例如透過一個以上的分開的旁通管道或通過壓縮裝置內的開口，特別是壓力元件內的開口，允許流體自由流通過壓縮裝置。

食品安全級塑膠，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)或聚醯胺(PA)，適合作為壓力元件的剛性材料。然而，諸如不銹鋼或鋁之類的金屬材料也可用於製造壓力元件。

可選擇地，壓縮裝置被設計成使得壓縮元件和壓力元件都由相同的材料構成，藉此壓縮元件被設計成產生朝向過濾室區的形變力，而壓力元件被設計成將產生的力轉移到各自過濾室區中面向壓縮裝置的過濾介質的一大表面。可選擇地，壓力元件的表面小於過濾室區內部的截面積，並且一可形變薄膜以液密方式安裝在壓力元件的外緣與圍繞壓力元件的過濾室殼體內壁之間。也可以使薄膜完全覆蓋過濾室區內的橫截面積，並且壓力板壓靠在薄膜上並透過薄膜將壓力施加到與薄膜接觸的過濾介質上。在壓力板的膨脹運動期間，薄膜因壓力而變形，並且壓縮力被施加到過濾介質上。

根據本發明的一有利態樣，壓縮裝置包括一個以上的壓縮元件，該壓縮元件包括剛性部和彈性可形變部，藉此可彈性形變部產生移動或樞轉剛性部的力，以便將壓力施加到過濾介質上。於是，可彈性形變部可以是小的並且位在離過濾介質一定距離處，而剛性部將力轉移到過濾介質上。幾個壓縮元件可以配置成彼此相距一定距離並且分佈在過濾室殼體內的橫截面區域上。

根據本發明的一有利實施例，壓縮裝置包括彈簧裝置，藉此以壓力元件透過彈簧裝置被壓進過濾室區，該彈簧裝置產生作用在過濾介質上的壓縮力。藉由彈簧裝置可以特別簡單的方式產生彈簧壓力，利用該彈簧壓力可以產生作用在過濾介質上的壓力。根據彈簧裝置在過濾室殼體內的位置和配置，彈簧裝置可以設計為例如螺旋壓縮彈簧、碟形彈簧、渦形彈簧、拋物線型彈簧、薄膜彈簧或片彈簧。這種彈簧通常由金屬材料製成。然而，諸如橡膠彈簧或由彈性塑膠製成的彈簧等非金屬彈簧也適合與壓縮裝置一起使用。此外，還可以整合空氣彈簧或空氣彈簧進入濾匣內。上述類型的彈簧的組合也是可能的。

為了在過濾介質的方向上對壓力元件施加特別均勻的壓力，並且根據本發明的實施例，彈簧裝置可以包括一個以上的彈簧元件。彈簧元件可以均勻地分佈在過濾室區的橫截面區域上。彈簧元件可以設計為前面提及彈簧類型中的一種。

為了能夠容易地使彈簧力適應不同的過濾介質，製造濾匣的方法可以包括將多個彈簧元件平行或串聯地配置，以致可以調節彈簧行程或彈簧力或兩者以適應填充到過濾室區中各自的過濾介質的特性。多個相似的彈簧元件的平行配置導致彈簧力的增加。例如，將多個螺旋壓縮彈簧以平行方式配置導致增大的彈簧壓縮力。在另一方面，彈簧元件的串聯增加了彈簧行程。在碟形彈簧的情況下，彈簧元件的平行連接是透過沿相同方向堆疊碟形彈簧元件而產生的。彈簧元件的串聯是透過交替堆疊各個碟形彈簧來達成的。這使得調節彈簧力和彈簧行程特別容易。

壓縮裝置形成分離裝置，兩個過濾室區中的兩個過濾介質藉由該分離裝置彼此分離。根據本發明，分離裝置的形狀與過濾室殼體的形狀相匹配，以致對於內含在各自的第一和第二過濾室區的過濾介質，第一過濾室區可以相對於過濾介質與第二過濾室區完全隔離。然而，分離裝置允許流體導通連接，或者被流體導通連接繞過，例如一個以上的管道或通孔。因此，兩個過濾介質在空間上分離是可能的，這有利於可由不同材料製成的各自的過濾介質之後再循環和再利用。因此，在一個濾匣中可以使用幾種不同的過濾介質，伴隨不同的過濾介質填充到各自的過濾室區中。任意選擇地，包含活性碳的過濾介質可以配置在第一過濾室區中，並且包含離子交換樹脂的過濾介質可以配置在第二過濾室區中。兩個過濾室區相對於彼此配置成使得液體首先流過配置在第一過濾室區中的過濾介質，然後流過配置在第二過濾室區中的過濾介質。這導致特別有效的液體過濾，並顯著減少不希望的味道和污染顆粒。

在本發明的又一實施例中，分離裝置包括兩個分離元件，至少一個彈簧裝置配置在兩個分離元件之間，使得兩個分離元件各自相對於彼此被往外按壓。兩個分離元件之間的容積可用於將彈簧裝置的一個以上的彈簧元件配置或安裝在由剛性材料製成的兩個分離元件之間。

為了允許液體流過分離元件，分離元件包括一個以上的流通開口，液體可以通過該流通開口。流通開口的尺寸要選擇成使得粒狀呈現的過濾介質的顆粒不能通過流通開口。這使得可以透過這種分離元件分開不同的過濾介質，即使液體可以通過分離元件。在一個實施例中，分離元件包括數個流通開口，這些流通開口均勻地或非均勻地分佈在過濾室殼體的橫截面上，以便利用整個橫截面來使流體從一個過濾室區流到另一個過濾室區，這能夠更好和更有效地利用每個過濾室區中的過濾介質。

根據本發明的一態樣，壓力元件由分離元件形成，這讓壓縮裝置有非常小的和緊湊的設計，結果濾匣的設計也是。流通開口可以形成在壓力元件內。於是，壓力可以由壓力元件傳遞到過濾介質，過濾介質的分開也可以達成。

為了達成濾匣特別簡單的安裝，壓縮裝置可以被製造成單一件的。只需很少的組裝工作就可以插入單一件式製造的壓縮裝置。此外，不需要預組裝由多個單獨部件組成的壓縮裝置，於是排除需要耗時且成本密集的預組裝。

在本發明的又一實施例中，壓縮裝置由塑膠製成。壓縮裝置可以製成單一件式並且可以設計成使得它可以藉由塑膠射出成型製程來製造。塑膠部件可藉由塑膠射出成型製程來具成本效益地製造，尤其是大量的製造。

根據本發明的另一態樣，一中間層配置在分離元件和過濾介質之間。中間層可以由非織物層或紡織材料製成。這種非織物或織物層可以留住小尺寸的粒狀過濾介質，以致它不會通過設置在分離元件中的流通開口逃出。同時，非織物或織物層對液體是可滲透的，以讓過濾後的水通過。於是，可以防止在過濾介質內形成通道，而不會過多地干擾通過濾匣的液體的流動。由於這樣的中間層可以留住粒狀過濾介質中非常小的顆粒，所以流通開口可以設計成在直徑和總橫截面積上非常大，這有利於液體的流通。因此，可以實現液體的大體積流量，這減少了液體過濾所需的過濾時間。

中間層可以簡單的方式插入，例如透過將其鬆散地放置在分離元件與濾匣中的過濾介質之間。這使得按類型分開濾匣的部件以進行回收處理變得特別容易。為了防止中間層的不希望的偏移或移位，本發明可選擇性地提供，要中間層透過超音波熔接或透過黏合製程與分離元件連接。焊接或黏合連接可以設計成使得在濾匣的使用壽命到期之後，非織物層可以容易地從分離元件上以簡單的形式移除並且幾乎不留下任何殘留物。這有利於分開濾匣的不同部件以用於隨後的回收過程。

根據本發明的另一態樣，中間層可以由過濾物質組成或包含過濾物質。結果，中間層產生了額外的過濾效果，這提高了濾匣的過濾效率，而不會顯著增大濾匣。此外，中間層的額外過濾效果讓內含在過濾室區的過濾介質總量得以減少。因此，可以利用少量的粒狀過濾介質來生產特別小的濾匣。

為了支撐膨脹運動，中間層可以由膨脹介質製成，膨脹介質的體積由於與液體的接觸而增加。這會產生作用在過濾介質上的附加壓縮力。於是，壓縮裝置和彈簧裝置可以設計成特別小。

中間層也可以由在過濾介質膨脹的情況下能被壓縮的彈性材料製成。對於某些應用，過濾介質的體積可能會在濾匣的使用壽命期間增加。由彈性材料製成的一中間層可以補償過濾介質至少的小量膨脹。

根據一個單獨的態樣，其也可以與根據上述第一態樣的濾匣的任何特徵相結合，本發明提供了一種用於過濾液體的濾匣，其中濾匣具有過濾室殼體，該過濾室殼體具有入口開口和出口開口，用於讓液體流過過濾室殼體；其中用於過濾流過的液體的至少一種過濾介質配置在由過濾室殼體包圍的過濾室容積內；以及其中濾匣具備含有至少一個壓縮元件的壓縮裝置，透過該壓縮裝置可以在過濾介質上施加壓縮力以壓縮過濾介質；其中濾匣具有兩個過濾室區，該過濾室區可以填充顆粒狀過濾介質，並且壓縮裝置設置在兩個過濾室區之間；其中，壓縮裝置被設計成使得壓縮裝置可以進行膨脹運動，並且壓縮力因此施加在兩個過濾室區中每一者裡面的過濾介質上；以及其中壓縮元件是氣球狀的。

膨脹運動例如可以透過至少部分地伸入過濾室殼體中的壓縮裝置和透過氣球狀設計的壓縮元件來實現，由於內部壓力施加到氣球狀壓縮元件，氣球狀壓縮元件的體積增加。

為了允許流過過濾室殼體的液體從一個過濾室區進入另一過濾室區，濾匣包含用於繞過配置在兩個過濾室區之間的壓縮裝置的流體通道。隨著壓縮裝置由氣球所形成，可以形成這樣的通道，例如由管道形成，這些管道沿著圍繞氣球的過濾室殼體內壁配置，並提供兩個過濾室區之間的流體導通連接。每個管道的每一端都可以用篩子覆蓋，以避免過濾介質被流體帶著通過管道。也能使用提供穿過環體狀氣球開放的中心的通道的環體狀氣球。

在一實施例中，氣球狀壓縮元件是由填充有壓縮空氣的彈性且耐壓的材料製成的氣球。

氣球內的壓縮空氣產生向外的力，導致氣球膨脹並防止限制在兩個相鄰過濾室區內的過濾材料中形成空腔或通道。

圖1例示依據本發明的濾匣1，配置有壓縮裝置2在其中。濾匣1和濾匣1的過濾室殼體3設計成圓柱形並且細長的。兩個粒狀過濾介質4配置在由過濾室殼體3包圍的過濾室容積5內。過濾室殼體3具有兩個過濾室區6，在每個過濾室區中配置有過濾介質4。通過入口開口7流入濾匣1的液體藉由過濾介質4過濾並通過出口開口8流出濾匣1。

壓縮裝置2設置在兩個過濾室區6之間。壓縮裝置2的壓縮元件9是包含壓縮空氣的氣球。透過施加內部壓力到氣球狀壓縮元件9，氣球試圖增加氣球體積並膨脹。壓縮裝置2還包括兩個壓力元件10，其中每個壓力元件10由壓力板形成。兩個壓力元件10設置在壓縮元件9的相對兩側上，即對於每個過濾室區6，壓縮裝置2的對應壓力板面向各自的過濾室區6。兩個壓力元件10都可以在包含在各自過濾室區6內的過濾介質4的方向上被推移。假如壓縮裝置2產生膨脹運動，每個壓力元件10在對應的過濾室區6的方向上位移並且對包含在其中的過濾介質4施加壓縮力。作用在過濾介質4上的壓力壓縮過濾介質4，從而可以防止由於液體流過過濾介質4而在過濾介質4內形成不想要的通道。

一個以上的管道11沿著過濾室殼體3的內壁配置，該過濾室殼體3圍繞著氣球狀壓縮元件9。管道11在壓縮元件9的相對兩側的兩個過濾室區6之間提供流體導通連接。

壓縮裝置2，特別是壓縮元件9允許一個或兩個過濾室區6中的過濾介質之體積變化的彈性補償。

圖2例示根據本發明的濾匣1的較佳實施例。壓縮裝置2具有安裝在壓力元件10的兩個壓力板之間的彈簧裝置12。彈簧裝置12產生的彈簧力試圖將每個壓力元件10移動到對應的過濾室區6中，導致產生作用在包含於每個過濾室區6中的過濾介質4上的壓縮力。透過彈簧裝置12，彈簧壓力可以特別簡單的形式產生。彈簧裝置12包含多個設計為壓縮彈簧的彈簧元件13。在圖2中，彈簧元件13例示為處於壓縮狀態，其中彈簧裝置12在兩個過濾室區6的方向上產生壓縮力。在每個壓力元件10和過濾室殼體3的封閉內壁之間，有一薄膜14以液體密封的方式配置。薄膜14由彈性材料製成。在壓縮裝置2的膨脹運動期間，壓力元件10壓靠在力作用下彈性形變的薄膜14上，因而在過濾介質4上施加壓縮力。作用在過濾介質4上的壓力壓縮過濾介質4，因而可以防止在過濾介質4內形成通道。

壓縮裝置2形成具有分離元件16的分離裝置15，藉此分離元件16由對應的壓力元件10的各自壓力板形成。每個分離元件16包括多個流通開口17，要過濾的流體可以通過這些流通開口17。流通開口17的直徑或橫截面積被預設為使得粒狀過濾介質4的顆粒不能通過流通開口17。這讓兩個過濾介質4彼此分離。兩個過濾介質4可以由不同的過濾材料製成。因此，一過濾介質4可以包含活性碳材料，而另一過濾介質4可以包含離子交換樹脂或一些例如影響流過濾匣的水的硬度的其他材料。

圖3例示根據本發明的濾匣1的另一個實施例。在壓縮裝置2的每一側，中間層18插入在分離元件16和過濾介質4之間。中間層18由非織物層製成。該非織物材料留住粒狀過濾介質4，使其不能通過設置在分離元件16中的流通開口17逸出。中間層18可以由過濾材料製成或包含過濾材料，以致藉由中間層18達成額外的過濾效果。這使得能夠在濾匣1的小體積內非常有效地過濾液體。

圖4例示根據本發明的壓縮裝置2的較佳實施例。彈簧裝置12具有多個彈簧元件13，它們透過可彈性形變的連接部彼此連接。彈簧元件13是盤簧類型。多個彈簧元件13以串聯以及平行方式配置，這允許容易改動和預設期望的彈簧行程和彈簧力。壓縮裝置2包括位於彈簧裝置12相對兩側的兩個壓力板。壓力板設計為分離元件16並且包括流通開口17，以提供兩個過濾室區6的流體導通連接。附加部件，如插入物、板體、密封元件或流體可滲透材料層，例如織物或非織物材料可以配置在彈簧型壓縮裝置2的外部或內部，以便提供過濾介質4的更有效的分開和各自的壓縮，以及提供過濾室殼體3內在壓縮裝置2兩側的兩個過濾室區6之間的流體導通連接。

壓力元件10既對過濾介質4施加壓縮力，又使過濾介質4分離或留住。圖4中所例示的壓縮裝置2可以由金屬、塑膠或複合材料製成，或者可以製造成單一體元件，例如，由合適的金屬或塑膠材料製成。

此外，壓縮裝置2還允許補償在濾匣1使用壽命期間可能發生的過濾介質4的體積變化，例如，由於過濾介質4的化學或機械變化。

1:濾匣 2:壓縮裝置 3:過濾室殼體 4:過濾介質 5:過濾室容積 6:過濾室區 7:入口開口 8:出口開口 9:壓縮元件 10:壓力元件 11:管道 12:彈簧裝置 13:彈簧元件 14:薄膜 15:分離裝置 16:分離元件 17:流通開口 18:中間層

當提到以下詳細描述和附圖時，將更充分地理解本發明，並且進一步的特徵將變得明顯。附圖僅僅只是代表性的，並不旨在限制請求項的範圍。事實上，所屬技術領域中具有通常知識者基於閱讀以下說明書並查看本附圖時可以理解，在不偏離本發明的創新概念的情況下，可以對其進行各種修改和變化。附圖中描繪的相同部件由相同的標記數字表示。 圖1例示根據本發明具有氣球狀壓縮裝置的濾匣的剖面示意圖； 圖2例示根據本發明的濾匣的另外一實施例之剖面示意圖； 圖3例示根據本發明的濾匣的另外一實施例之剖面示意圖；以及 圖4例示根據本發明的濾匣的壓縮裝置之透視示意圖。

1:濾匣

2:壓縮裝置

3:過濾室殼體

4:過濾介質

15:分離裝置

16:分離元件

17:流通開口

18:中間層

Claims (15)

1. 一種用於過濾液體的濾匣(1)，其中該濾匣(1)具有一過濾室殼體(3)，其具有一入口開口(7)和讓液體流通過該過濾室殼體(3)的一出口開口(8)； 其中用來過濾流過的液體之至少一個過濾介質(4)配置在由該過濾室殼體(3)包圍的一過濾室容積(5)內； 其中該濾匣(1)具備含有至少一壓縮元件(9)的一壓縮裝置(2)，透過該壓縮裝置一壓縮力量可施加在該過濾介質(4)上以壓縮該過濾介質(4)； 其中該濾匣(1)具有兩個過濾室區(6)，每個過濾室區填充有一粒狀過濾介質(4)，並且該壓縮裝置(2)設置在該兩個過濾室區之間； 其中該壓縮裝置(2)形成一分離裝置(15)，透過該分離裝置該兩個過濾室區(6)中的該兩個過濾介質(4)彼此分離，該分離裝置(15)允許該過濾室區(6)之間的一流體導通連接或被一流體導通連接繞過；以及 其中該壓縮裝置(2)設計成使得該壓縮裝置(2)能進行膨脹運動並且一壓縮力因而施加在該兩過濾室區(6)中的每一者裡面的該過濾介質(4)，其特徵在於， 該至少一壓縮元件(9)設置在兩個壓力元件(10)之間，該兩個壓力元件之每一者被該膨脹運動壓進各自的過濾室區(6)中。
2. 如請求項1之濾匣，具有一壓力元件(10)，具有下列特徵(i)至(iv)中任一項的特徵： (i)該壓力元件(10)可以像活塞一樣移動到各自過濾室區(6)的內部； (ii)該壓力元件(10)的一表面小於該過濾室區(6)內部的橫截面區，並且一可形變薄膜以液密方式安裝在該壓力元件(10)外邊緣與圍繞該壓力元件(6)的該過濾室殼體(3)內壁之間； (iii)完全覆蓋該過濾室殼體(3)內部橫截面積的一薄膜(14)設置在該過濾室區(6)中，該壓力元件(10)壓靠在該薄膜(14)上並且該壓力元件(10)透過該薄膜施加壓力；或者 (iv)一中間層(18)設置在該壓力元件(10)和該過濾介質(4)之間，以留住該粒狀過濾介質(4)的顆粒。
3. 如請求項1或2之濾匣，其中該壓縮裝置(2)設置成在該濾匣的使用壽命期間該過濾介質(4)體積增加時進行收縮運動。
4. 如請求項1至3中任一項之濾匣，其中該壓縮裝置(2)完全被該過濾室殼體(3)包圍。
5. 如請求項1至4中任一項之濾匣，其中該壓縮裝置(2)至少部分地由可彈性形變的材料製成。
6. 如請求項1至5中任一項之濾匣，其中該壓力元件(10)由非彈性材料製成。
7. 如請求項1至6中任一項之濾匣，其中該至少一壓縮元件(9)包括一彈簧裝置(12)，並且其中該壓力元件(10)透過該彈簧裝置(12)被壓進一過濾室區(6)中以產生作用在該過濾介質(4)上的一壓縮力。
8. 如請求項7之濾匣，其中該彈簧裝置(12)包括一個以上的彈簧元件(13)。
9. 如請求項7或8之濾匣，其中該分離裝置(15)包括由該等壓力元件(10)中的各自壓力元件所形成的兩個分離元件(16)，該彈簧裝置(12)設置在該兩個分離元件(16)之間，使得該兩個分離元件(16)各自相對於彼此被向外按壓。
10. 如請求項9之濾匣，其中該分離元件(16)包括一個以上的流通開口(17)，液體可以通過該流通開口。
11. 如請求項1至10中任一項之濾匣，其中，該壓縮裝置(2)被製成單一件；以及/或該壓縮裝置(2)由塑膠製成。
12. 如請求項9至11中任一項之濾匣，其中該濾匣(1)具有以下特徵a)至d)中的至少一者： a)在該分離元件(16)和該過濾介質(4)之間設置一中間層(18)； b)其中該中間層(18)包含過濾材料； c)該中間層(18)由一膨脹介質製成，與液體接觸時體積會增加；以及 d)該中間層(18)由彈性材料製成，在該過濾介質(4)發生膨脹時可以被壓縮。
13. 如請求項1至12中任一項之濾匣，其中該壓縮元件(9)是氣球狀的；較佳的是，該氣球狀壓縮元件(9)是由填充有壓縮空氣的彈性且耐壓的材料製成的氣球。
14. 如請求項1至13中任一項之濾匣，其中該壓縮裝置(2)鬆散地設置在該過濾室殼體(3)內的兩個過濾室區(6)之間。
15. 如請求項1至14中任一項之濾匣，設有與該壓縮裝置(2)分開的一個以上的旁通管道，或在該壓縮裝置(2)內設有允許流體自由地流通過該壓縮裝置(2)的多個開口。

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