流体动力学优化的滤烛的制作方法_2

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和縣 质/多元酚)的吸收。因此在过滤后的时刻防止析出,也就是说,例如确保啤酒在保质期内的 光泽度。
[0021] 根据特殊的改进方案,像上面已经指明的那样,给滤液通道中的滤液流提供一种 流型,使得结合未滤液对过滤体外部面的过流((jberstromung)的预先给定的流型,存在 有沿滤烛在过滤体上基本上恒定的压力差。在此,未滤液对过滤体的外部面的过流的流型 通常根据未滤液引入到过滤容器中的方式、滤烛的或整个预涂过滤器的过滤特性以及根据 过滤容器的构造来得到。例如,设置有例如在传统的预涂过滤器中将过滤容器分为未滤液 腔和滤液腔的顶板导致了未滤液流在顶板上停滞。在设置有如例如在EP 1 243 300 B1中 描述的那样的排管系统排出部的情况下,未滤液可以在排管系统排出部的线路之间穿过, 从而可以防止未滤液流在排管系统排出部上停滞。同样地,设置有如例如在EP 1 250 948 B1中描述的那样的未滤液的旁通线路导致了过滤容器中的未滤液最终的基本流动的叠加, 该叠加又防止了未滤液流在滤烛的顶端部上停滞。然而,在未滤液从下方导入到过滤容器 中的所有情况下,未滤液的流动速度随着离未滤液腔的底部的高度的增加而减小,从而以 未滤液对过滤体的外部面的过流的流型具有沿滤烛的纵向轴线向上减小的流动速度。
[0022] 根据该改进方案,现在,过滤体和/或内体可以以如下方式构造,即,滤液通道中的 滤液流的流型基本上,也就是说,除了滤烛运行时的公差以外,与未滤液对过滤体的外部面 的过流的预先给定的流型相应,或者至少在质量上表现为与未滤液过流的流型相应。尤其 地,可以通过过滤体和/或内体的相应的构造来实现具有如下流型的滤液流,在该流型中, 沿滤烛的纵向轴线向上的在滤液通道中的滤液流的速度减小。根据伯努利方程,对在滤液 通道中的和在过滤体的外部区域中的流型的这种补偿导致了在过滤体上沿滤烛的压力差 发生改变的方面的减小。在理想情况下,过滤体和/或内体可以以如下方式构造,即,得到了 在过滤体(和预涂层)上沿滤烛的基本上恒定的压力差,由此可以实现助滤介质、尤其是纤 维胶的均等预涂。以该方式,甚至在可压缩的助滤介质的情况下也可以确保预涂层沿滤烛 的整个长度的厚度均等,从而总共需使用更少的助滤介质来保障预涂层的最小的层厚。因 此,根据本发明的滤烛可以导致节省助滤介质,并且由此导致对过滤和所排出的滤液的质 量的改进。根据该改进方案,基本上恒定的压力差被理解为如下压力差,其沿整个滤烛的波 动位于平均压力差的小于10%,优选小于5%的范围内。
[0023] 根据另一改进方案,滤烛可以具有至少一个滤液排出部,其中,滤液通道的横截面 朝滤液排出部扩大。像上面已经描述的那样,由于沿滤烛朝滤液排出部增加的待传输的滤 液体积,使得滤液通道的沿滤烛的恒定的横截面导致滤液的朝滤液排出部流动速度增大。 滤液通道的朝滤液排出部扩大的横截面弥补了体积流的增加,从而至少可以减小朝滤液排 出部的流动速度的增加。像在上面提及的那样,在理想情况下可以实现滤液的流型恒定或 滤液的流型向上减小。
[0024] 如果滤烛构造有仅一个滤液排出部,将滤液排出部布置在底端部,也就是说,布置 滤烛的下端部上可以是有利的,这是因为在该情况下,由于滤液排出部的布置已经产生了 从上往下沿滤烛的纵向轴线的滤液流的流动速度的增加,并且因此反之亦然地产生了从滤 烛的底端部朝顶端部的滤液流的减小,该减小大致与未滤液流的情况相应。在此由于伯努 利方程的液压力中的速度的平方,使得流动的方向并不重要。在此,滤液通道的横截面可以 朝滤液排出部扩大,以便使滤液流的流型与未滤液过流的流型相匹配。
[0025] 此外,滤烛可以不仅上端部上具有滤液排出部也在下端部上具有滤液排出部,其 中,根据该改进方案,滤液通道的横截面朝滤液排出部增加,并且因此滤烛在两个滤液排出 部之间的根据未滤液过流的流型所选择的位置上具有最小值。滤液通道的横截面朝相应的 滤液排出部的扩大程度与滤液流的期望的流型相关。
[0026] 根据特殊的改进方案,内体可以以如下方式构造,即,其横截面朝滤液排出部逐渐 变细,并且/或者过滤体可以以如下方式构造,即,其横截面朝滤液排出部扩大。在所有三种 情况下,过滤体的横截面与内体的横截面之间的差朝滤液排出部增大,该差基本上确定了 所形成的滤液通道的横截面。在设置有两个滤液排出部的情况下,像上面描述的那样,内体 的横截面可以从最大的横截面朝两个滤液排出部逐渐变细,并且/或者过滤体的横截面从 最小的横截面朝两个滤液排出部扩大。在此,过滤体和内体尤其是可以同中心地布置。应理 解的是,内体和/或过滤体和进而是滤液通道的精确的形状可以借助流体动力学计算来确 定,使得在以未滤液过流的预先给定的流型中得到滤液流的期望的流型。
[0027] 根据另一改进方案,内体可以至少部分地构造为朝滤液排出部逐渐变细的椭圆抛 物面体或者构造为朝滤液排出部逐渐变细的锥体,并且/或者过滤体可以至少部分地构造 为朝滤液排出部扩大的锥体。利用内体和/或过滤体的抛物面或锥形的构造可以实现滤液 通道的横截面朝滤液排出部的之前描述的扩大,由此至少可以减小朝滤液排出部的滤液流 增加。此外可以通过将内体和/或过滤体构造为锥体来避免滤液流完全停滞,锥体在远离滤 液排出部的最大位置上接触相应的其他的本体。通过设置形式为倒置椭圆抛物面体的具有 凸形拱曲的表面的内体或形式为朝滤液排出部扩大的锥体的过滤体可以实现滤液在滤液 通道中的恒定的流动速度(进一步参见下面)。滤液流的朝滤液排出部减小的流动速度可以 通过内体的表面的相应更大的曲率或通过过滤体的凹形拱曲的表面来实现。由此,可以使 滤液流的流型与未滤液过流的流型相匹配,由此得到在具有预涂层的过滤体上沿滤烛的纵 向轴线的基本上恒定的压力差。
[0028] 在上述的改进方案中,在构造过滤体和/或内体时可以考虑助滤介质的颗粒的不 同的重量。滤液排出部例如可以设置在滤烛的下端部上,以便平衡未滤液中的助滤介质的 颗粒的不同的浮力。不依赖于一个或多个滤液排出部的布置地可以通过如下方式积极影响 颗粒的下沉速度,即,在助滤介质的颗粒的浮力或下沉方面的力平衡通过滤液流的相应的 流型和由此得到的压力差来平衡。
[0029] 根据替选的改进方案,内体可以基本上管形地构造,并且具有至少一个滤液排出 部,其中,内体沿内体的纵向轴线至少在两个位置上具有沿圆周布置的开口,开口以如下方 式构造,即,使滤液可以从滤液通道进入内体的内腔中。根据该改进方案,内体因此至少部 分构造为空心体,其中,术语"基本上管形地"在此被理解为:内体沿其纵向轴线具有沿圆周 闭合的周侧,其横截面完全可以沿纵向轴线发生改变。根据上述的改进方案尤其能够想到 将内体构造为基本上空心的锥体。内体也可以至少部分以如下方式构造,即,其横截面朝滤 液排出部扩大,以便实现滤液流在内体的内腔中的均等的流型。在此,空心基本上意味着的 是,内体具有空心腔,空心腔将沿其纵向轴线布置的开口与一个或多个滤液排出部连接,经 由滤液排出部可以导出进入内体的内腔中的滤液。之前已述地,滤烛在此可以仅构造有一 个滤液排出部,例如在滤烛的上或下端部上,或者构造有两个滤液排出部,也就是说,既在 滤烛的上端部上也在下端部上。然而与之前不同的是,滤液没有直接从滤液通道排出,而是 间接地从内体的由空心腔形成的内腔排出。为此,滤液通道尤其可以在滤烛的两个端部上 被封闭。
[0030] 根据该改进方案,内体的此外所闭合的周侧沿内体的纵向轴线在至少两个位置上 具有沿圆周布置的开口。在此,这些开口例如可以孔形或缝隙形地构造。开口可以沿内体的 圆周以有规律的间距布置或者也可以不均等地分布。关键是,开口沿内体的纵向轴线仅在 两个或多个预先给定的位置的区域中布置,滤液经过开口可以从至少一个滤液通道进入内 体的内腔中。因此,在滤液通道中构造出如下流型,穿过过滤体的滤液以该流型从有滤液穿 过过滤体的位置流向内体的周侧中的开口。
[0031] 根据特殊的改进方案,开口可以以如下方式沿内体的纵向轴线设置在特定的位置 上,即,使滤液通道中的滤液流的停滞可以由于滤液从滤烛中单侧排出来避免。例如,开口 可以设置在滤烛的滤液排出部那侧上,也可以设置在相对置的端部上。通过将开口设置在 滤烛的相对置的端部上来消除滤液流的否则在那里存在的停滞点,这是因为滤液现在可以 经过开口进入内体的内腔中。
[0032] 根据特殊的改进方案,开口的数量和/或大小可以以如下方式沿内体的纵向轴线 发生改变,即,使得在滤液通道中形成使预涂均等化的流型。对于经过沿圆周布置在内体的 某一位置上的开口进入的滤液的量来说关键的尤其是开口的总面积。因此,通过改变开口 的数量和/或大小和/或形状可以有针对性地影响穿过开口进入内腔中的滤液的量。可以想 到缝隙、椭圆、圆、矩形等作为开口。通过在内体的周侧的至少两个位置上相应地设置许多 或大的开口的方式,可以控制滤液从滤液通道排出进入内体的内腔,从而像上述的那样,使 滤液通道中的流型与通过未滤液过流的流型近似。以该方式可以实现滤饼在过滤体的外部 面上均等化。
[0033] 根据另一改进方案,在某一位置上的开口的总面积可以沿内体的纵向轴线随着位 置距至少一个滤液排出部越来越远而变得越来越大。像已经多次讨论的那样,在滤液通道 中,在与滤液排出部特别远的位置上构造出滤液流的流型中的停滞点,这是因为滤液在通 道中朝滤液排出部流动。为了有效避免滤液流的这种停滞点,根据该改进方案,在某一位置 上的开口的总面积可以沿内体的纵向轴线随着位置与至少一个滤液排出部越来越远而构 造得越来越大。在设置有两个滤液排出部的情况下,开口与两个滤液排出部的两个距离中 的更小的那个距离可以考虑用于确定开口的总面积。通过在与一个或多个滤液排出部相距 特别远的一个或多个位置上设置具有更大的总面积的开口,使特别多的滤液在这些位置上 进入内体的内腔中,由此,在这些位置上可以避免滤液流的停滞。在滤烛的与特殊的改进方 案的唯一的滤液排出部相对置的端部上的开口的总面积例如可以大于滤液排出部那侧上 的开口的总面积。由此消除了在滤烛的与滤液排出部相对置的端部上的停滞点。根据该特 殊的改进方案,内体因此也可以仅具有一个滤液排出部,其中,远离滤液排出部的位置上的 开口的总面积大于靠近滤液排出部的位置上的开口的总面积。
[0034] 根据另一改进方案,内体可以朝其两个端部去均具有开口并且此外具有基本上居 中地布置的开口。在此,基本上居中地布置意味着的是,开口在过滤体沿滤烛的纵向轴线的 延伸尺寸的中间20 %的区域内,优选在该延伸尺寸的中间10 %的区域内布置在预先给定的 位置上。将开口这样附加地布置在内体的中间区域中可以在例如长于2m的特别长的滤烛的 情况下,但也在0.5m起的较短的滤烛的情况下是有利的。居中地布置的开口的总面积在此 可以根据上述的规定来选择。即使在其两个端部上均具有滤液排出部的内体中,设置基本 上居中地布置的开口也可以是有利的,以便避免在滤液通道中的滤液流中
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