用于大面积地过滤流体的过滤设备的制作方法
【专利摘要】一种用于大面积地过滤塑料熔融物的过滤设备(100’)，其至少包括：带有至少一个输入通道(23；71’)和至少一个排出通道(26；61’)的壳体(20；20’)和带有至少一个滤芯(10；10’)的可沿壳体孔移动的过滤器承载元件(40；40’)，该滤芯在生产状态下布置在壳体(20；20’)的输入通道(23；71’)与排出通道(26；61’)之间的过滤腔(24；24’)中，其中，该滤芯(10；10’)具有可穿流的基础元件(12；12’)，流体流从该基础元件分支到多个单过滤元件(11；11’)中，或者在其中合并来自于单过滤元件的多个流体流。该滤芯(10；10’)布置在过滤器承载元件(40；40’)的端侧上。该过滤腔(24；24’)由壳体孔和封闭元件(41；41’)形成，其中，该壳体孔延伸至壳体外侧上的通口(25)，并且该滤芯(10；10’)通过移动过滤器承载元件(40；40’)移入该壳体孔中；在下降过滤器承载元件(40；40’)的情况下，该封闭元件可放置和/或安装到壳体孔中，或者随后可放置和/或安装到壳体孔的通口(25)上。
【专利说明】用于大面积地过滤流体的过滤设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于大面积地过滤流体的过滤设备，其至少包括:
[0002]-带有至少一个输入通道和至少一个排出通道的壳体和
[0003]-带有至少一个滤芯的可沿壳体孔移动的过滤器承载元件，该滤芯在生产状态下应当布置在壳体的输入通道与排出通道之间的过滤腔中，
[0004]-其中，该滤芯具有可穿流的基础元件，流体流从该基础元件分支到多个单过滤元件中，或者在该过滤设备中合并来自于该单过滤元件的多个流体流。
【背景技术】
[0005]在提到的类型的过滤设备中，在温度最高为350°C且压力最高为300bar的情况下，塑料熔融物穿流至布置在柱体形的过滤器壳体中的滤芯元件中，该滤芯元件实施为盘式或筒式过滤器的形式的大面积过滤器。
[0006]这种双重过滤器形式的大面积过滤器由DE-C-19823765或DE-A-102005061770公知。在这些实施方式中，带有柱体管形的过滤器壳体的每个单过滤器可以从其工作位置中摆出，以便为了更换过滤器而向上拉出滤芯。在这些实施方式中，两个过滤器旋拧到承载的柱体支架上，或者通过转换阀相互刚性连接。过滤器壳体通过阀或承载的柱体支架相互连接。由此，更换滤芯或清洗变得困难，这是因为不能保持住过滤器壳体和其它设备的温度。
[0007]如果塑料熔融物被过滤，那么高的处理温度导致过滤器构件中的显著的热膨胀。由此伴随不同构件中的材料流动通道的接触部位上的泄漏部位的风险导致:这种双重过滤器的模块化地构建的实施方案中的张紧和移动。这个基本问题不能通过DE-A-102005061770的解决方案建议来解决，这是因为在更换过滤器时总是必须存在经加热的滤芯，该滤芯具有和壳体相同的温度。如果情况不是这样，那么由于热膨胀，该滤芯的流动通道接口不能与壳体的流动通道精确匹配地取向和密封地旋拧。
【发明内容】
[0008]因此，本发明基于下述任务:提供尤其是用于大面积地过滤塑料熔融物的过滤设备，该过滤设备可被简单地清洗，并且其中，可快速和安全地更换滤芯。此外，过滤设备应该具有如下结构，其可以均匀地受到加热，以便避免由于不同的热膨胀导致的装配问题和泄漏问题。
[0009]该任务通过一种用于大面积地过滤流体，尤其是塑料熔融物的、带有权利要求1的特征的过滤设备来解决。
[0010]实质性的是，该过滤设备包括至少一个驱动单元和坚固的、带有过滤腔的过滤器壳体，其中，该滤芯通过平移移入壳体中的孔中，并且滤芯上的封闭元件将孔封闭，由此才构造出封闭的过滤腔。
[0011]利用驱动单元可实现对滤芯的简单维护和清洗。由此可安装和拆卸滤芯，并且可执行清洗过滤腔，而不必降低坚固的壳体中的温度。
[0012]壳体优选可被均匀地调温。在优选的实施方式中，在坚固的壳体中设置有用于均匀加热的调温孔。加热可液压或电动地进行，以及通过蒸汽加热进行。
[0013]根据本发明的过滤设备优选适用于塑料熔融物，例如适用于聚酯、聚醚或聚酰胺。
[0014]根据本发明的过滤设备适用于处于最高350°C，优选为10°C至350°C，更优选地为10°C至300°C温度范围的熔融物。
[0015]在优选的实施方式中，本发明包括可旋拧到过滤器壳体上的或者可安装到壳体上的转换阀，熔融物流可利用转换阀在通向过滤器的流动通道接口上释放或封锁。该流动通道接口分别配属于输入通道或排出通道。
[0016]在特别的实施方案中，阀以如下方式来设计，S卩，可以通过反冲功能，利用滤芯中的倒流来清洗滤芯。为此，在转换阀和壳体中安置有反冲孔，污物饼可通过反冲孔被过滤介质向外导出。
[0017]根据本发明的过滤设备可以以连续或非连续的工作方式来使用。
[0018]在优选的第一实施方案中，该过滤设备可以用作非连续式工作的单过滤器，其方式为，作为坚固的壳体，过滤器壳体实施有针对单个滤芯的仅一个过滤腔，以及实施有用于简单地更换过滤器的所安装的驱动单元。假如当用于更换过滤器的设施可以被切断时，该结构形式允许放弃安装用于封锁或释放穿过过滤器的熔融物流的阀。
[0019]在另一优选的实施方式中，作为连续工作的多重过滤器，尤其是作为双重过滤器，该过滤设备可以具有简单的、坚固的结构，该结构可非常均匀地经受加热，以便避免由于不同的热膨胀导致的装配问题和泄漏问题。
[0020]在优选的实施方案中，这种双重过滤器以并联的两个滤芯运行，以便能够在更换滤芯时工作，而不用中断生产。
[0021]在另一实施方案中，也可以考虑两个或多个过滤器的串联，以便例如实现梯级过滤，其中，在第一滤芯中进行粗略过滤，而在第二滤芯中进行精细过滤。
[0022]从结构方式上来说，双重过滤器和多重过滤器是上面所描述的基本结构方式中的所排列的根据本发明的过滤设备，其然而优选具有共同的壳体。
[0023]多重过滤设备优选拥有转换阀，以便能够根据期望的运行方式控制流体流的分配。
[0024]双重过滤器可以作为连续工作的、带有两个并联的滤芯的过滤系统，以两个不同的功能方式运行:
[0025]一方面，在生产中原则上可将两个滤芯用于过滤。如果在一段时间后，由于过滤元件的污染而必须更换过滤元件，那么一个滤芯首先借助阀与熔融物入口和熔融物出口分离，但另一滤芯保持生产。因此，第一滤芯可以在不中断生产的情况下更换。在结束过滤器更换后，新的滤芯借助阀进入生产，被损耗的第二滤芯以相同的方式与生产分离，以便也能够替代该第二滤芯。如果两个过滤元件被更换，那么生产又可通过两个滤芯来进行。
[0026]另一方面，双重过滤设备的仅一个滤芯可用于过滤。第二滤芯在等待状态下未经使用地处在第二过滤腔中。一旦处在生产中的滤芯被污染且必须更换，那么可借助阀转换至双重过滤设备的准备就绪的、处在等待状态下的第二滤芯。
[0027]由于非连续式工作的单过滤器以及连续地工作的多重过滤器(尤其是双重过滤器)的壳体坚固地实施，并且优选在过滤塑料熔融物的情况下设有适当的、用于持久均匀地引导温度的加热装置，所以更换滤芯可在任何时间进行。即，没有为了加热壳体部分的等待时间，因此壳体部分随后可精确匹配地相互旋拧。
[0028]可以非常简单地设计滤芯的拆卸或更换，这是因为过滤器承载元件与滤芯一起仅须利用驱动单元，例如液压缸来移出壳体。
[0029]过滤器承载元件、抵靠在其上的滤芯和过滤腔的轴线优选对齐。驱动单元的使用因此允许:在不在滤芯上施加横向力的情况下提取滤芯，这是因为牵引力沿滤芯的纵轴线作用。相反在公知的大面积过滤器中，滤芯在各种情况下利用升降装置从壳体中取出，这在力倾斜导入的情况下可能与损坏滤芯的危险相关联。
[0030]此外，设置用于移动过滤器承载元件的驱动单元可用于清洗过滤腔中的熔融物。为此，清洗刮具、刷子或可能的其它清洗设备安装到驱动单元上，并且利用驱动单元在过滤腔中来回运动。这导致简单、有效且对于操作人员来说无危险的对孔的清洗，这是因为该清洗可以在热壳体中以机器方式来进行。
[0031]阀(该阀可以以有利方式安装到多重过滤器，例如双重过滤器中，或者可以以另一结构形式直接集成到坚固的壳体中)的功能是可选地释放:将熔融物输入至壳体的一个过滤腔，或者将熔融物导出至壳体的另一过滤腔。在阀的中间状态下，材料流可引导经过壳体的两个过滤腔。
[0032]在转换阀的特殊形式下可通过阀栓和壳体中的额外的孔设置反冲功能，用以自清洗过滤设备。为此，输入阀移入如下位置，在该位置中中断:将材料输入应该被反冲的过滤腔。取而代之的是，输入阀中的反冲孔与该过滤腔液压连接，并且同时在排出侧保持与排出通道的连接。由此，待反冲的过滤腔导致倒流，其中，熔融物从滤芯的清洗侧穿过过滤介质流至滤芯的污染侧，从过滤介质上消除污物饼，并且通过输入阀中的反冲孔向外导出至壳体外侧。
[0033]相同的反冲过程可以以有利方式以如下方式设计，S卩，在输入阀中放弃反冲孔，并且取而代之的是，可利用塞子或单封锁阀封闭的反冲孔直接置入过滤腔中。为了反冲，必须利用这种更简单的输入阀来封锁:流入过滤腔，并且在排出侧保持流动连接。通过移除塞子或通过打开单阀来打开过滤腔的反冲孔导致:过滤腔中的、带有随之而来的对过滤介质的清洗效果的倒流。
[0034]在根据本发明的过滤设备中，流动方向仅通过滤芯的类型确定。堆积的盘式过滤器通常从外向内穿流，以便阻止由于存在的高压导致的拓宽。此外，在随后描述的实施方式中提到的流动方向也是可逆的。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]本发明随后借助附图来详细阐述。附图详细示出:
[0036]图1示出非连续式工作的、带有移出的滤芯的单大面积过滤设备的前视图；
[0037]图2示出穿过根据图1的过滤设备的纵截面图；
[0038]图3示出双重过滤设备的前视图；
[0039]图4示出根据图3的双重过滤设备的纵截面图；
[0040]图5示出穿过壳体、滤芯和转换阀的纵截面图；
[0041]图6a_6d除了穿过壳体和输入阀的截面图以外示出在双重过滤设备的不同的运行状态下的、穿过壳体和排出阀的各水平截面图；
【具体实施方式】
[0042]在图1中示出了根据本发明的非连续式运行的单过滤设备100。
[0043]该单过滤设备具有过滤器壳体20，其带有输入通道23、排出通道26和内置过滤腔。此外，在壳体20中设置有用于容纳电热筒的调温孔，以便能够实现:均匀地对整个壳体20调温。
[0044]在所示实施例中，安装的驱动单元45包括以液压方式运行的缸体，过滤器承载元件40可通过该缸体轴向地移动。
[0045]过滤器承载元件40在其下端侧承载滤芯10，该滤芯在所示实施例中由中心的、可穿流的支撑型材12和多个堆积在上面的盘式过滤元件11 (所谓的叶片过滤元件)塔式蛋糕状地形成。各个盘式过滤元件11分别拥有由金属滤网组成的外壳，金属滤网通过支撑架来绷紧，从而形成空心室。像已公知的那样，穿过滤网的流体从绷紧的空心室出发流至中心的支撑型材12中。
[0046]在此，本发明实质上是，在滤芯10上方，在过滤器承载元件40上布置封闭元件41。封闭元件拥有径向流动通道43，该流动通道向下偏转，并且通入滤芯的支撑型材12中。
[0047]图2以截面图示出相同的过滤设备100。在上部区域中可明显识别出驱动单元45的构造。过滤器承载元件40的上端部构造为活塞46。
[0048]在图2中可识别的还有在带有轴向流动通道42和径向流动通道43的封闭元件41中的流动路径，如果滤芯10移入过滤腔24中，那么该径向流动通道被壳体侧的排出通道26覆盖。封闭元件41在生产状态中的位置通过虚线矩形示出。
[0049]过滤腔24由壳体20中的孔形成，由于制造技术的原因，该孔首先贯穿地制成，并且在下方通过嵌入元件21牢固地封闭。封闭元件中的轴向流动通道22与壳体20中的输入通道23连接，并且通入过滤腔24中。
[0050]如果滤芯10被拉出，那么壳体孔或过滤腔24的通口 25向上敞开。
[0051]此外本发明实质上是，滤芯10的支撑型材12与过滤器承载元件40的中心轴线和其移动方向平行地，尤其是与其对齐地布置。
[0052]在移动过滤器承载元件40时，封闭元件41与滤芯10 —起同时下降至过滤腔24中，从而封闭元件41密封地封闭向上敞开的孔的通口 25，并且因此构造出封闭的过滤腔24。
[0053]在生产状态中，滤芯10位于过滤腔24中，并且可以在那里被自由地穿流。流体穿过各个盘式过滤元件11的滤网，从那里进入中心的支撑型材12，并且于是通过流动通道42、43到达壳体20中的排出通道26。
[0054]在生产运行结束之后，或者当需要更换滤芯10时，过滤器承载元件40与封闭元件41和滤芯10 —起又被拉出过滤腔24，从而其通口 25又敞开。在移出的状态下，像图1和图2示出的那样，滤芯10是可自由接近的，并且可以被更换或维护。
[0055]替代滤芯10，机械清洗元件(像刮具或者金属刷)也可以抵靠在过滤器承载元件40上，以便能够清洗过滤腔。
[0056]图3示出双重过滤设备100’，其原则上由根据在上面参考图1和图2所描述的实施例的两个子过滤设备100构成，其中，两个子过滤设备然而通过共同的壳体20’连接。
[0057]双重过滤设备100’的过滤器承载元件40、40’可以单个地移动，从而例如为了清洗，其中一个滤芯10’可以移出过滤腔24’，而另一滤芯保留在生产运行中。
[0058]为了将流体分配到各个子过滤设备中，双重过滤设备100’具有额外的转换阀60，、70，。
[0059]利用下转换阀70’，将在输入通道71’上导入的流体分配到各自的过滤腔中。在转换阀60’上，从过滤腔到排出通道61’的各个流动路径可以同样如此被封锁，即，使得其中一个过滤腔可以敞开，而另一过滤腔用于生产运行。
[0060]过滤设备100’的精确的功能方式由根据图4的截面图得出:
[0061]在此，左边的子过滤设备位于生产运行中。滤芯10下降到过滤腔24中。过滤器承载元件40上的封闭元件41封闭壳体20’中的左孔的上区域，由此构造出封闭的过滤腔24。
[0062]流体穿过通过转换阀70’来供应的输入子通道23.1，进入流动通道22，并且还进入过滤腔24。在那里，流体穿过滤芯10的各个盘式过滤元件11，进入中心的支撑型材12，并且通过封闭元件41中的流动通道42到达排出子通道26.1。
[0063]右边的子过滤设备处于维护状态。过滤腔24’向上敞开。转换阀60’、70’上的相应的开关状态导致了:在输入子通道23.2和排出子通道26.2上，没有熔融物或其它的经过滤流体可以排出至过滤腔24’中。
[0064]图5示出穿过针对流入的流动体的下转换阀70’和过滤设备100’的底部区域中的流动通道的截面图。
[0065]在图5的上部分中，壳体20的底部区域被切割。圆形元件是封闭元件21、21’(参见图4)，其能够以简单的方式分别通过壳体20’中的贯穿孔制成过滤腔24、24’，并且于是通过安装的封闭元件21、21’持久地封闭其中一个端部。
[0066]本来的转换阀70’由两个平行的板72’、74’和布置在它们之间的滑块73’构成，
该滑块可借助液压或气动驱动装置76’移动。
[0067]板72’具有两对倾斜地延展的子通道，其分别成对地结合成输入子通道23.1、23.2。中心的输入通道71’布置在对置的板74’中。滑块73’拥有中心凹部75’，该凹部在图5的截面图中是矩形，并且允许不同的开关状态。在输入通道71’的俯视图中，凹部具有横放的八的形状。三个平行的、裂缝状的、但通过共同的区域与板表面连接的通道实现了:有针对性地操控成对地汇合成输入子通道的分支通道。滑块73’中的反冲孔77’实现了:通过倒流反冲滤芯,并且将熔融物饼导出至壳体外侧。
[0068]上转换阀60’同种类地构建，然而在那里没有设置反冲孔。
[0069]双重过滤设备100’的最重要的开关状态在图6a至图6d的截面图中示出，其中，分别在左边布置排出阀60’，在右边布置输入阀70’。
[0070]在图6a的状态下，右边的子过滤设备被供应，其方式为，建立从输入通道71’至右边的子通道23.1的流动路径。这同样在排出通道61’上适用于绘制在左边的转换阀:通过滑块中的凹部65’建立至左边的排出子通道26.2的连接，该排出子通道与右过滤腔24连接。
[0071]在图6b的状态下，在转换阀70’上，在输入通道71’上，两个子通道23.1、23.2被供应，并且在转换阀60 ’上，两个子通道26.1、26.2与排出通道61，连接。该状态示出两个子过滤设备的平行运行，或者其反映了从一个子过滤设备转换至另一子过滤设备的时刻。
[0072]在输入侧的转换阀70’上，图6c的状态仅导致供应左边的输入子通道23.2，并且因此导致仅运行左边的子过滤设备。在排出侧的转换阀60’上，通过左边的排出子通道
26.2，同样仅有左边的子过滤设备与排出通道61’连接。
[0073]在图6d的状态下，在维持生产的情况下，针对右过滤腔24中的滤芯的反冲通过左过滤腔24’中的滤芯来执行。熔融物从输入通道71’通过转换阀70流入左边的子输入通道
23.2中，并且通过左过滤腔24流至通向排出通道61’的上转换阀60’的滑块。滑块63’以如下方式来定位，即，使得滑块以其凹部65’同时与两个排出子通道26.1,26.2连接，亦即，通过两个彼此V形地展开的分支通道的各自的内置的分支通道连接，这些分支通道一起形成排出子通道26.1、26.1，并且可在图5中的转换阀70’的示例中识别出。
[0074]与穿过左过滤腔24’的主流动方向同时地，滑块63’中的凹部65’与右过滤腔24存在连接，从而熔融物不仅直接流出至排出通道61’，而且还构造出至子通道26.1的横向流动体。与图6a的生产运行中主宰的流动方向相反地，该流动体穿过过滤腔24和位于那里的滤芯流至右边的输入子通道23.1中。
[0075]在下转换阀70’上，熔融物可以连同从滤芯上脱落的赃物颗粒一起通过输入子通道23.1的两个分支通道的外分支通道流至反冲孔77’，并且还流至转换阀70’的外侧。
【权利要求】
1.一种用于大面积地过滤流体，尤其是塑料熔融物的过滤设备(100;100’)，所述过滤设备至少包括: -带有至少一个输入通道(23 ;71’)和至少一个排出通道(26 ;61’)的壳体(20 ;20’)和 -带有至少一个滤芯(10 ;10’ )的能相对于壳体孔纵向移动的过滤器承载元件(40 ；40’)，所述滤芯在生产状态下布置在所述壳体(20 ;20’ )的输入通道(23 ;71’ )与排出通道(26 ;61’ )之间的过滤腔(24 ;24’ )中， -其中，所述滤芯(10 ;10’)具有能穿流的基础元件(12 ; 12’)，流体流从所述基础元件分支到多个单过滤元件(11 ;11’ )中，或者在其中合并来自于所述单过滤元件的多个流体流， 其特征在于，所述滤芯(10 ;10’ )布置在所述过滤器承载元件(40 ;40’ )的端侧上，所述过滤腔(24 ;24’ )由壳体孔和封闭元件(41 ;41’ )形成， -其中，所述壳体孔延伸至壳体外侧上的通口(25)，并且所述滤芯(10 ;10’)通过移动所述过滤器承载元件(40 ;40’ )移入所述壳体孔中，并且 -在下降所述过滤器承载元件(40 ;40’)的情况下，所述封闭元件能放置和/或安装到所述壳体孔中，或者随后能放置和/或安装到所述壳体孔的通口(25)上。
2.根据权利要求1所述的过滤设备(100;100’)，其特征在于，所述滤芯(10 ;10’ )的基础元件是支撑型材，所述支撑型材与所述过滤器承载元件(40 ;40’ )的纵向延伸和前进方向平行地取向。
3.根据权利要求2所述的过滤设备(100;100’)，其特征在于，所述支撑型材是中心布置的、能穿流的轴管(12)。
4.根据前述权利要求1至3中至少一项所述的过滤设备(100;100’)，其特征在于，所述封闭元件(41 ;41’ )与所述过滤器承载元件(40 ;40’ ) 一起能同时通过相同的驱动元件移动。
5.根据前述权利要求1至4中至少一项所述的过滤设备(100;100’)，其特征在于，所述过滤器承载元件(40 ;40’ )上的封闭元件(41 ;41’ )具有至少一个径向流动通道(43)，所述径向流动通道在生产状态下与壳体(20 ;20’)中的径向流动通道或输入通道或排出通道(26)重合，并且偏转至轴向流动通道(42)，所述轴向流动通道过渡到所述滤芯(10 ;10’)的基础元件(12)中的流动通道。
6.根据前述权利要求1至5中至少一项所述的过滤设备(100;100’)，其特征在于，在对置于所述过滤腔(24)的通口(25)的端侧上通有至少一个流动通道(22)。
7.根据权利要求5和6所述的过滤设备(100)，其特征在于，所述壳体(20、20’)中的排出通道(26)与所述封闭元件(41)的流动通道(43)连接，并且所述输入通道(23)与所述过滤腔(24、24’ )的所述端侧上的流动通道(22)连接。
8.根据前述权利要求1至7中至少一项所述的过滤设备(100;100’)，其特征在于，代替所述滤芯(10、10’)，机械清洗设备能与所述过滤器承载元件(40、40’ )联接。
9.根据前述权利要求1至8中至少一项所述的过滤设备(100’)，其特征在于，所述过滤设备具有至少两个过滤器承载元件(10、10’)，并且在所述壳体(20’ )中，给每个过滤器承载元件(10、10’ )构造过滤腔(24、24’)，其中，所述输入通道(71’ )为每个过滤腔(24、24’ )分支出至少各一个输入子通道(23.1、23.2)，并且从每个过滤腔(24、24’ )中各引出至少一个排出子通道(26.1,26.2)，所述排出子通道通向所述排出通道出1’)。
10.根据权利要求9所述的过滤设备(100’)，其特征在于，在所述输入通道(71’)和/或排出通道出1’)至所述子通道(23.1,23.2,26.1,26.2)的分支部位之间分别布置有转换阀(60’、70’ )。
11.根据权利要求10所述的过滤设备(100’)，其特征在于，其中至少一个转换阀(60’、70’ )包括滑块(73’)，所述滑块及两个板(72’、74’ )之间的中心的凹部(75’ )能移动，其中，其中一个板(74’ )含有中心的输入通道(71’ )或中心的排出通道(61’)，并且另一板(72’ )含有至少两个输入子通道(23.1’、23.2’ )或排出子通道。
12.根据权利要求11所述的过滤设备(100’)，其特征在于，所述滑块(73’)具有至少一个反冲孔(77’ ) ο
13.根据上述权利要求中任一项所述的过滤设备(100’)，其特征在于，在所述壳体孔的通口(25)与所述封闭元件(41、41’ )之间构造有用于密封的锥形座。
【文档编号】B01D29/41GK104245274SQ201380006251
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年1月26日 优先权日:2012年1月26日
【发明者】弗兰克·哈特曼, 克里斯蒂安·施罗德 申请人:诺信控股有限责任及两合公司