用于过滤流体的系统的制作方法

本发明涉及一种用于过滤流体的系统，其包括：具有至少一个过滤元件的初级过滤器，该过滤元件在过滤过程中能沿一个方向被穿流并且对于反流冲洗过程能沿与所述一个方向相反的方向被穿流；以及连接于所述初级过滤器下游以用于处理由该初级过滤器排出的反流冲洗量的后处理装置。

背景技术：

为了能够在较长的运行时间段实现过滤设备可靠且有效的运行，尤其是在较大型设备中通常对在过滤过程中参与的过滤元件进行反流冲洗并且由此进行再生。而在相应的反流冲洗阶段，需清洁的过滤元件沿相反的方向被滤液的部分流穿流，以便将污物从元件上剥离并且使其连同流出的反流冲洗量排出。鉴于利用污染物加载的反流冲洗液的高度环境有害性，该清除是有问题的。至少在大量产生的冲洗液中需要后处理或处理，如用于分离可灰化污染物的过滤。在过滤如用于运行大型柴油机(如船用柴油机)的重油时，重油的高粘性不仅使在初级过滤器中的反流冲洗过程变得困难而且使为了处理而可借助连接于初级过滤器下游的后处理装置实施的过滤过程变得困难。为了即使在高粘性的流体中也能确保在初级过滤器中有效的反流冲洗，根据现有技术的文件de102011100518a1或wo2012/150011a1，将活塞式储能器中的一定量的冲洗液用于相应的反流冲洗过程，该活塞式储能器可利用介质压力加载，以便将反流冲洗量在压力下引导穿过所涉及的需反流冲洗的过滤元件，由此能够实现即使在高粘性的反流冲洗液中已剥离的污染物也能被排出。

技术实现要素：

鉴于所述问题，本发明提出的任务是提供一种过滤系统，该过滤系统即使在高粘性的流体中不仅确保在初级过滤器中有效的反流冲洗，而且也能够实现对由初级过滤器排出的反流冲洗量的有效处理。

按照本发明，所述任务是通过一种过滤系统得以解决，该过滤系统在其整体中具有权利要求1的特征。

由于在本发明中存在有控制装置以用于将相应的反流冲洗量逐份地输送给可配置的后处理过滤元件，所以后处理过滤能够以优化的方式适配于需处理的反流冲洗量的特性，如粘性和/或污染物类型，从而不仅能够实现有效的反流冲洗而且能够实现可靠地处理产生的反流冲洗液。

在有利的实施例中，所述控制装置具有带有第一流体空间和第二流体空间的控制腔室，其中所述第一流体空间用于容纳相应的反流冲洗量，而所述第二流体空间能够被尤其是以压缩空气形式的压缩气体以可预先给定的工作压力加载。由此，相应的后处理过滤元件的过滤材料能够被处于预先给定的压力下的反流冲洗量穿流。按照反流冲洗液的类型和粘性，第二流体空间中的工作压力能够调节到对于后处理过滤过程相应优化的值上，从而即使在重油的应用中(如在船用柴油机中)作为滤液产生的经处理的冲洗油在很大程度上也没有污染物。

有利地，控制腔室的第一流体空间和第二流体空间由分离活塞分开。通过所述分开，冲洗油既不随着工作气体而增加，也不由于气体进入而冷却。由此，大部分通过后处理装置处理的冲洗油能够导回到初级过滤器的未过滤侧，这对降低所涉及的船的燃料消耗作出贡献。同时产生少量最终剩余的冲洗油，该冲洗油聚集在船中并且必须在港口被清除。

在有利的实施例中，设置有尤其是以可电操控的二位三通阀形式的阀控制装置，用于将压缩气体供给到控制腔室的第二流体空间中或从控制腔室的第二流体空间中导出，所述二位三通阀引导压缩气体地与控制腔室的第二流体空间连接。

在这样控制分离活塞的运动时，控制腔室的第一流体空间能够引导流体地与过滤腔室内的相应过滤元件的未过滤侧永久地连接，其中，通过相应的过滤元件与该过滤元件的未过滤侧分离的过滤侧至少暂时地具有与流体出口的引导流体的连接。

尤其是以优选弹簧加载的止回阀形式的另一阀控制装置可以以特别有利的方式在过滤腔室内的相应过滤元件的过滤侧与流体出口之间切换到相应的流体连接中。由此防止后处理装置的空转。

特别有利地，在所述流体入口侧上可以存在有另一个、即第三阀控制装置，该第三阀控制装置控制相应的来自初级过滤器的反流冲洗量进入到后处理装置中。在此，有利地可以设置电动阀。当后处理装置连接于初级过滤器下游时，如在de102011100518a1中公开的那样，设置在初级过滤器的冲洗量出口上的、在说明书中用31标绘的电动阀可以构成在流体入口上的阀控制装置。

在结构上后处理装置可以这样构造，使得在流体流动方向上观察，所述控制腔室连接于具有相应过滤元件的过滤腔室的上游，或具有相应过滤元件的过滤腔室设置成与所述控制腔室同中心并且包围所述控制腔室。

特别有利地，所述布置结构可以这样设定：优选以拉力弹簧形式的蓄能器作用在分离活塞上，并且所述蓄能器穿过控制腔室的第二流体空间。对于引入进行处理的过滤过程，分离活塞借助拉力弹簧能够朝控制腔室的第一流体空间的体积增大的方向移动，从而在控制腔室和过滤腔室中产生一种抽吸效应，并且控制腔室利用由连接于上游的初级过滤器排出的反流冲洗量填充。在后续对分离活塞压力加载时，后处理过滤过程则可以以预先给定的优化的压力水平进行。

在特别有利的实施例中，所述后处理装置具有能够与初级过滤器连接的连接部件，其具有用于反流冲洗量的流体入口以及用于经后处理的反流冲洗量的流体出口，其中，所述连接部件构成用于控制腔室以及两个共同配设给该控制腔室的过滤腔室的支架，所述两个过滤腔室设置在控制腔室旁边两侧，使得在连接部件内所述控制腔室的第一流体空间永久地与每个所述过滤腔室的未过滤侧连接，每个所述过滤腔室的过滤侧在连接部件内至少暂时地与流体出口连接。由此，在紧凑的结构中由两个能够通过设置在其间的控制腔室共同运行的过滤腔室提供特别高的过滤面，用于有效地处理产生的即便更大的反流冲洗量。

在高粘性流体(如重油)的应用中，优选至少在控制腔室与过滤腔室之间的引导流体的连接区域中设置有加热装置和/或电子压力和/或电子温度测量装置。由此根据来自初级过滤器的反流冲洗量的温度和粘性能够调节适合于优化的过滤过程的温度以及控制腔室的工作压力。

特别有利地，所述后处理装置可以这样被接入到初级过滤器，使得在后处理装置的流体出口上产生的流体量能够被引回到初级过滤器的未过滤侧上以便形成闭环回路。所述引回尤其是在航海重油的应用中是特别有利的，在该航海重油的应用中规定，收集在处理过程中在船中产生的冲洗油。通过引回大部分产生的冲洗油，从而也能够间接降低船中的燃料消耗，产生较少的必须最终在港口清除的冲洗油。

按照权利要求13，本发明的主题也是一种用于冲洗油的后处理装置，该后处理装置优选是具有权利要求1至12的特征的过滤系统的组成部分。

附图说明

接下来参照在附图中所示的实施例来详细地阐述本发明。其中：

图1以示意性简化图示出按照本发明的过滤系统的一种实施形式的局部竖直剖开的透视斜视图；

图2示出图1的实施形式的单独示出的后处理装置的在部分角度上被局部剖开的透视斜视图；

图3示出图1和图2的实施形式的后处理装置的中央竖直剖视图；

图4示出对应于图3的剖面线iv-iv的后处理装置的竖直剖视图；

图5以简单示意性简化的视图示出根据按照本发明的系统的第二实施形式的单独示出的后处理装置的纵剖视图，其中示出在引入处理过程之前的初始状态；

图6示出对应于图5的视图，其中示出在处理过程开始时的状态；

图7示出对应于图5和图6的视图，其中示出在处理过程的变化过程中的状态；和

图8示出根据按照本发明的系统的另一种实施形式的后处理装置的变换实施例的示意性简化的纵剖视图，其中示出如在图5中的在处理过程开始时的状态。

具体实施方式

在图1至图4中示出的按照本发明的系统的第一实施形式中，初级过滤器(其主壳体在图1中用2标记)对应于反流冲洗过滤装置，该反流冲洗过滤装置在上述文件wo2012/150011a1中说明并且被参考引用。因此，在图1的简化视图中没有示出该已知装置的全部细节，而是仅示出该反流冲洗过滤装置的对于理解按照本发明的系统重要的细节，该反流冲洗过滤装置作为初级过滤器是按照本发明的系统的组成部分。然而容易理解的是，不同类型的反流冲洗过滤装置可以设置作为初级过滤器，例如在已经提到的文件de102011100518a1中公开的反流冲洗过滤装置。

在主壳体2上设有用于需清洁的未滤液的入口8以及用于已清洁流体的出口10，并且在主壳体2上在外侧设置有元件腔室4，所述元件腔室分别包含一个(在图1中不可见的)过滤元件，该过滤元件可被反流冲洗并且在反流冲洗过程中能够沿与正常过滤方向相反的流动方向被穿流。为了产生气动辅助的反流冲洗流动，在主壳体2中设置有液压气动的活塞式储能器18，其活塞20将气体侧22与流体侧24分开。图1示出在如下位置中的活塞20，在该位置中该活塞被压缩气体加载，该压缩气体从包含压缩气体的冲洗气罐12经由膜片阀14以及冲洗气体管路16输送给气体侧22，从而活塞20在图1中被向上驱动。由此，活塞20将处于压力下的冲洗液从之前已用滤液填充的流体侧24经由反流冲洗导向部26输送给所选择的元件腔室4(其过滤元件应被反流冲洗)的(未示出的)腔室连接部。通过借助配设给活塞式存储器的旋转驱动装置6调节活塞式存储器18的旋转位置来选择所希望的需反流冲洗的元件腔室4。具有已剥离杂质的反流冲洗量从元件腔室4中的清洁侧的腔室连接部28中排出，并且经由反流冲洗出口32离开初级过滤器，从该初级过滤器经由管连接件34到达配置的后处理装置36的流体入口3。

后处理装置36的基体由连接部件1构成，该连接部件构成用于两个后处理过滤腔室11以及一个形成后处理控制装置的控制腔室9的支架，该控制腔室在连接部件1的上侧上、在所述两个过滤腔室11之间设置在连接部件1的中央区域中。控制腔室9(与过滤腔室11的腔室壳体38一样)用法兰连接在连接部件1的上面的覆盖壁40上，使得控制腔室9和过滤腔室的腔室壳体38朝向位于所述覆盖壁40下方的内部空腔敞开，该空腔在连接部件1中形成穿过过滤腔室11与控制腔室9之间的通道13。与控制腔室9的纵轴线对齐地，流体入口3通入到所述通道13中，该流体入口通过管连接件34与初级过滤器的反流冲洗出口32连接。例如以弹簧加载的止回阀形式的阀控制装置位于所述管连接件34中，所述止回阀在反流冲洗过程中通过由活塞式储能器18供应的反流冲洗量的压力打开。作为替代形式，在管连接件34中可设置有电动操纵的球阀，例如是在所述文件wo2012/150011a1中初级过滤器的用53标绘的球阀。

如最佳由图3可看出，在连接部件1的内部空间的底部区域中，内管42沿水平方向在过滤腔室11之间延伸。在所述内管42的两个端部上设有一个开口，其边缘构成元件容纳部46，位于配置的过滤腔室11中的过滤元件19这样被容纳在该元件容纳部上，使得每个过滤元件19的内部过滤空腔17与内管42进行流体连接。在准备过滤的过程中，在该过程中包围内部空腔17的过滤材料21从外向内被穿流，由此内管42形成过滤侧，从该过滤侧已处理的反流冲洗量到达流体出口5，在该流体出口上设有具有关闭体30的止回阀29。所述止回阀为了防止系统空转可以稍微被预紧到关闭位置。

用法兰连接在连接部件1的覆盖壁40上的控制腔室9由圆柱体构成，该圆柱体与可在其中纵向移动的分离活塞43构成液压气动的活塞式储能器，该活塞式储能器在上端部上由盖72封闭。分离活塞43将第一流体空间51与第二流体空间53分开，该第一流体空间与在连接部件1中的通道13连接并且因此容纳从流体入口3中流入的反流冲洗量，该第二流体空间在压缩空气的情况下设置用于可加载分离活塞43的压力介质。在封闭第二流体空间53的盖72上设有阀控制装置65，借助该阀控制装置可这样控制在控制腔室9的第二流体空间53中的压力水平，使得逐份地利用相应一个反流冲洗量连续地准备过滤，控制腔室9通过活塞43的提升运动提供该反流冲洗量，该提升运动由在第二流体空间53中主导的工作压力产生。

为此目的，阀控制装置65具有可电控制的二位三通阀67，连接部69从该二位三通阀引导至控制腔室9的第二流体空间53。第二连接部71经由可调节的节流阀73引导至初级过滤器的用作压缩空气源的冲洗气罐12(图1)。与连接管路69连接的、引导至流体出口5的压力卸载管路75能够实现将第二流体空间53压力卸载。

在所述结构方式中得出如下功能流程：在图1至图4中示出的初始状态中，在该初级状态中控制腔室9的第二流体腔室53通过管路75被压力卸载，从通道13中流入到第一流体空间51中的反流冲洗量使活塞43移动到示出的上端部位置中。为了引入处理过程，阀65这样切换，使得压缩空气流入并且加载分离活塞43，从而该分离活塞向下移动，使得排出位于第一流体空间51中的反流冲洗量并且通过通道13和通过过滤腔室11的打开的端部到达未过滤侧44，该未过滤侧位于过滤元件19的过滤材料21的外侧与所属过滤腔室11的腔室壁38之间。通过未滤液的由活塞式储能器产生的压力封闭位于管连接件34中的止回阀，或者在初级过滤器的反流冲洗过程结束时封闭必要时设置的电动阀。由此，准备过滤过程在由在控制腔室9的第二流体空间53中的工作压力生成的过滤压力下进行，其中，在止回阀29已打开时，形成的滤液通过内管42从过滤元件19的构成过滤侧的内部空腔17中流向流体出口5。如图3最清楚地示出的那样，过滤腔室11的腔室壳体38朝向其封闭的上端部具有稍微锥形变细的轮廓，从而未过滤侧44的流动横截面从下面的流入位置向上减小，从而对于过滤材料21的均匀穿流得出有利的流动情况。

图5至图7示出按照本发明的系统的第二实施形式的后处理装置36。在该示例中，控制腔室9靠近流体入口3位于连接部件1的上侧上，并且仅一个过滤腔室11在连接部件1上朝向流体出口5错开，该流体出口位于连接部件1的与流体入口相反的端部上。在示意图中表示的电动阀7连接于流体入口3的上游，该电动阀可以由位于初级过滤器的反流冲洗出口32上的电动阀构成，该电动阀在提到的文件wo2012/150011a1中用53标绘。与在第一实施形式中一样，在连接部件1中通道13连接到流体入口3上，该通道朝向流体出口5延伸，然而与该流体出口隔开距离地在过滤腔室11的中央区域中结束并且在该末端上构成入口15，该入口形成通到位于过滤腔室11中的过滤元件19的内部过滤空腔17中的流体路径。包围内部空腔17及其构成空心圆柱体的过滤材料21的过滤元件19能够通过可取下的壳体盖23安装到过滤腔室11中和/或是可更换的。

在准备过滤过程中形成过滤侧的、包围过滤材料21的室25通过纵向通道27与流体出口5连接，该纵向通道在过滤腔室11的区域中沿连接部件1的上侧延伸，其中，所述连接的释放或闭锁可通过另一阀控制装置锁定或释放，该另一阀控制装置在示出的示例中由止回阀29构成。所述止回阀被弹簧控制并且具有关闭体30，该关闭体通过关闭弹簧30被预紧到在图5中示出的关闭位置中，在该关闭位置中所述关闭体30贴靠在阀板33上并且封闭其开口。止回阀29调节到大约0.5巴的开口压力上，从而在装置的流体系统中相应小的预紧压力被保留并且防止空转。对于装置的填充过程，在壳体盖23中设置有通风孔35和通风孔37，所述通风孔35构造在构成未过滤侧的内部过滤空腔17中，所述通风孔37通到滤液室25中。未示出配置给孔35、37的排风元件的常规结构方式。

控制腔室9具有圆柱体作为主要部件，该圆柱体利用其在附图中的下端部41靠近流体入口3用法兰连接在阀连接部件1上并且朝向通道13敞开。圆柱体与能够在其中纵向移动的分离活塞43构成液压气动的活塞式储能器，该活塞式储能器在圆柱体的上端部45上由在直径上变细的圆拱顶47封闭。圆拱顶47的下端部在圆柱体的端部45上构造有止挡面49，以用于界定分离活塞43的在附图中向上的移动运动。在圆柱体和圆拱顶47内，分离活塞43将第一流体空间51与第二流体空间53分离，该第一流体空间与通道13连接并且因此容纳从流体入口3中流入的反流冲洗量，该第二流体空间在压缩空气的情况下设置用于可加载分离活塞43的压力介质。圆拱顶47在上端部上由闭锁板55封闭，在其内侧上设有用于拉力弹簧59的锚定件57，其下端部通过锚定件61作用在分离活塞43上并且将该分离活塞预紧用于移动运动，在该移动运动中第一流体空间51的体积增大。在闭锁板55上设有用于阀控制装置65的连接位置63，借助该阀控制装置能够这样控制在控制腔室9的第二流体空间53中的压力水平，使得逐份地利用相应一个反流冲洗量连续地准备过滤，控制腔室9通过活塞43的提升运动提供该反流冲洗量。

与在第一实施形式中一样，阀控制装置65具有可电控制的二位三通阀67，连接管路69从该二位三通阀引导至在控制腔室9上的连接位置63。第二连接管路71经由可调节的节流阀73引导至压缩空气源。阀67的第三连接管路75能够实现向外的压力卸载。

图5示出初始情况，在该初始情况中通道13和过滤腔室11被未滤液填充并且借助孔35和37排气。第二流体空间53通过阀67被压缩空气填充，从而分离活塞43被压力加载并且克服已拉出的拉力弹簧59的力保持在图5中示出的下面的位置中。如果在连接于上游的初级过滤器中触发反流冲洗，则现在在电动阀7已打开时切换二位三通阀65，以便将压缩空气从第二流体空间53中排出。拉力弹簧59现在将已卸载的分离活塞43向上拉到在图6中示出的位置中，从而产生抽吸效应，并且反流冲洗量无反压地通过流体入口3流入，并且在到达分离活塞43(参见图6)的上终端位置时不仅过滤腔室11而且控制腔室9的圆柱体被反流冲洗液填充。在现在关闭电动阀7时阀65这样被切换，使得压缩空气通过节流阀73流入并且这样加载分离活塞43，使得该分离活塞克服拉力弹簧59的力向下移动。由此，对于准备过滤，如在图7中示出的那样，反流冲洗液的位于控制腔室9的圆柱体中的量排出并且通过通道13和入口15输送给过滤腔室11。在过滤材料21被穿流之后形成的滤液从包围过滤元件19的过滤室25流向纵向通道27。因为过滤过程在由控制腔室9的第二流体空间53中的工作压力生成的过滤压力下进行，止回阀29打开与液体出口5的连接。在过滤过程中产生的流动变化过程在图7中用流动箭头79表示。

与在第一实施例中一样，通过调节在第二流体空间53中的空气压力的高度以及调节分离活塞43的移动速度，能够借助节流阀73调节过滤压力，以用于优化适配于反流冲洗液的性质和粘性。对于高粘性的流体(如重油)，能够借助与通道13热连接的加热元件81实现有利的调温，其中，可以设置所述加热元件81的电供应或借助可供使用的加工蒸汽的供应。为了优化压力调节和温度调节，可以设置有与位于通道13中的流体接触的电子压力和温度测量传感器83。

图8示出一种变换的实施例，在该实施例中所述功能方式等同于之前所说明的实施例的功能方式。因此，在该附图中省略在阀控制装置中在圆拱顶47的连接位置63上的二位三通阀67，以及在该附图中也省略配置给流体出口5的止回阀29。相比于之前的实施例的区别在于，控制腔室9同轴设置在过滤腔室11内。该过滤腔室具有圆柱体89，该圆柱体与连接部件1居中地用法兰连接在其流体入口3和流体出口5之间。从通道13引导到内部过滤空腔中的入口15在其处于高处的边缘90的外侧上形成用于过滤元件19的下端部的元件容纳部，其空心圆柱体形的过滤材料21将包含未滤液的内部空腔17与滤液室25分开，该滤液室位于过滤材料21的外侧与圆柱体89之间。所述滤液室25如在之前的实施例中那样经由纵向通道27和位于该纵向通道上的流出开口91与液体出口5连接。过滤腔室11的圆柱体89在上端部上由控制腔室9的圆柱体的法兰部件92封闭。所述圆柱体远离法兰部件92延伸直至即将到达在入口15上的处于高处的边缘90，从而存在有用于与形成未过滤侧的室17流体连接的中间室。如在之前的实施例中那样，圆拱顶47又构成控制腔室9的上封闭件以及作为用于分离活塞43的终端止挡件的止挡面49。如之前所述，在圆拱顶47的闭锁板55上设有用于拉力弹簧59的上端部的锚定件57以及用于具有二位三通阀67的阀控制装置65的连接位置63。