专利名称：过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的过滤装置。所述类 型的过滤装置通常由空心过滤板组构成，所述空心过滤板组设置在基本为圆 筒形的过滤器壳体中，必要时也可转动。待过滤的液体流进壳体后，经过在 过滤板件表面区域中形成的过滤件后进入板件内部，并由此处再流进中心通
道，通过中心通道将过滤后的液体导出。例如，专利文献DE 196 24 176 Al 或EP 0 723 799 Al公开了所述类型的过滤板件，专利文献DE 196 24 176 Al 和US-PS 5,326,512公开了相应的过滤器结构。
背景技术：
因为待过滤液体通常对过滤器壳体的端面施加负荷，被过滤器阻挡 (zuriickhalten)的液体通常聚集在过滤装置远离入口的端部。当在这里形成 粘稠的滤渣(Filterschlamm)时，将滤渣从过滤装置中清除就会成为问题。 冲洗和反冲洗过程是不利的，因为这些过程会中断连续的过滤操作。
发明内容
根据所述技术背景，本发明的目的在于提供这种过滤装置，从而改善在 过滤装置中存留的过滤物质的移除。
按照本发明所述，上述目的通过权利要求l所述的特征得以实现。本发 明优选的结构在从属权利要求中和以下的对附图的描述中进行了说明。
本发明所述的过滤装置具有壳体，在壳体中设置有至少两个，通常为一 组由轴驱动的转动体。此外，根据本发明，所述转动体构造并设置成产生离 心泵作用，其中，在转动体之间设置至少一个导流装置，所述至少一个导流 装置连接第一转动体的压力侧与沿流动方向设置在下游的转动件的吸入侧， 其中，在过滤装置中，转动体自身或/和转动体之间的间隙也额外地设置有过 滤结构。
4本发明的基本构思是，通过将至少两个，优选多个转动体构造并设置成 产生离心泵作用，使过滤器壳体内由过滤结构阻挡的过滤物质的输送得以改 善，其中，在过滤器壳体内部在产生离心泵作用的转动体之间设置导流装置， 所述导流装置用于连接第一转动体的压力侧与沿流动方向设置在下游的转 动件的吸入侧。此外按照本发明所述，过滤结构可设置在转动体侧或在转动 体之间的间隙的区域中。此外，转动体和导流装置可以这样布置，即，在过 滤器壳体内形成一种多级泵，使得压力水平沿过滤物质的流动方向从入口到 出口逐渐升高，这特别有利，因为即使当所述过滤物质在这里是以粥状的粘 稠物质存在时，借助在过滤物质的排出区域中形成的较高压力，过滤物质也 可以可靠地从过滤装置中排出。转动体可以构造并设置成，具有离心泵作用， 转动体在近轴处吸入流体，并按照离心泵的工作原理将其向外输送，随后在 此处在转动体外周处液体的较高速度可借助相应的导流装置转化成压力，所 述压力通过导流装置有目的地引导向沿流动方向设置在下游的转动体的吸 入侧，同样这也可以提高压力。
为了能使所述导流装置尽可能有效并以较小的制造成本就能制造，按照 本发明的变型这样进行设置，在壳体中固定设置至少两个板件，所述板件构 成导流装置的一部分并沿流动方向设置，第一板件具有或构成距轴远的流动 通道，沿流动方向设置的第二板件具有或构成距轴近的流动通道。借助所述 两板件，流体可以十分有效地从转动体的外周回流到下一个转动体的近轴区 域，此外，基于离心泵原理获得的增压可以按照多级泵的方式传递到下一转 动体。
按照本发明的变型， 一个或优选两个板件具有过滤结构，其中，因为所 述板件固定设置在壳体中，可根据需要通过此处设置的输出通道与外界连 通，以输出在此区域已过滤的液体。
通常，本发明可以应用各种合适的过滤结构，然而特别优选的是，如现 有技术描述的，由空心过滤板件构成过滤结构，其优选结构将在下面介绍。 按照本发明的变型，当转动体是由离心泵叶轮构成时，可以获得理想的泵作 用。特别当多个所述离心泵叶轮彼此先后设置在装置中时，能够加强过滤物 质的输送效果，使得粘稠的和其它从液体滤除的过滤物质可从所述装置中泵 送出去。按照本发明可以这样实现另一种泵作用稍弱但结构较为紧凑的过滤装 置，即转动体也由过滤板件构成，所述过滤板件为了输出已过滤液体，通过 至少一个通道与轴中的输出通道形成导通连通。此外，过滤板件自身根据需
要(仿rdemd)形成离心泵作用，或在必要时额外地以高速驱动，以获得合 适的泵作用。
按照本发明所述，构成转动体的过滤板件在轴的外周附近设置有吸入口 式的穿孔，使得过滤器壳体内的待输送流体在近轴处流过过滤板件，随后， 沿过滤板件的纵向从内周流到外周，由此在导流装置中动能转化为势能，即 压力增加。 一方面为了使过滤板件中的已过滤液体可通过中心轴，另一方面 为了在近轴区域形成尽可能有效的吸入口结构，按照本发明的设置是，使构 成转动体的过滤板件具有中心凹槽来实现，所述中心凹槽仅通过形成通道的 辐条与轴机械地导通连接。所述辐条按照要求相对转轴对称分布设置，并这 样设计尺寸，即一方面形成足够的截面以输出已过滤液体，另一方面能传递 驱动转动体所需的转动力矩。
按照本发明的一个优选结构是，转动体构成为转动过滤板件的形式，所 述过滤板件通过中心轴驱动，并将已过滤液体通过中心轴输出。同样，导流 装置优选地由过滤板件构成，然而，因为导流装置与壳体抗扭地连接，所以 其通过壳体内部的输出通道连通以将已过滤液体导出。优选具有近似圆筒状 结构的壳体，优选地具有作为外侧输出通道的环形通道。所述环形通道可以 简单的方式形成，即壳体在此区域是双壁结构。因此一方面，会形成输出通 道所需的足够截面，另一方面可以形成紧凑的结构。
为了保持过滤装置内部由于在转动体区域中的回流所引起的液体损失 尽量小，特别地在装置内部应用离心泵叶轮时，根据需要这样设置离心泵叶 轮，使得离心泵叶轮的吸入口一直伸到固定的前置(vorgeschaltet)过滤板件 的、以一定间距环绕轴的凹槽中。
特别地，当过滤板件用作转动体时，转动体以两个或多个成组地设置是 有利的，随后在转动体组之间分别设有导流装置。特别是当过滤板件仅适合 很少的离心泵作用时，尤其是过滤板件在围绕轴的区域中仅具有一个吸入口 式的凹槽，而其它结构都和现有技术相对应时，通过驱动而转动的过滤板件 成组设置的结构可起到更好的离心泵作用。滤物质可以全部或部分地循环输送， 随后加入相应的大量的待过滤液体，从而让过滤物质相对于液体的浓度变 小。随后，通过轴和壳体外周处的环形通道输出的液体可以继续使用。
按照本发明所述的过滤装置既可用作为过滤器，优选地也可用作为生物 反应器的部件，其中，所述装置随后同时可用于循环在反应器中的流体/物质， 或至少对其有促进作用。可以理解的是，必要时过滤器壳体并不需要密闭，
只要壳体是管状结构，并能提供产生泵作用所需的液压环境条件。
随后，本发明根据附图中所示的实施例进行详细描述。其中 图l以极为简化的概略示图示出了通过按照本发明所述的过滤装置的一 部分的纵向截面；
图2示出了位于反应器中按照图1的过滤装置； 图3示出了按照图2示出的可选实施例；
图4示出了一种过滤装置，其中按照图2示出的过滤板件用作转动体；
以及
图5示出了一种过滤装置，其中按照图2示出的过滤板件成组地使用。
具体实施例方式
根据图1，在中间部分示出的过滤装置1具有圆筒状壳体2，在所述壳 体2附近在图1的左端设置有用于待过滤液体的入口。以类似的方式，在按 照图1所示的过滤装置的右端设置有用于在过滤过程之后存留在壳体2内的 过滤物质的出口。
轴3位于中心并穿过壳体2，其安装在没有示出的壳体2的端盖中，并 通过布置在壳体2外部的马达可转动地驱动。在轴3上抗扭地设置有多个离 心泵叶轮4形式的转动体。在图l仅概略示出的离心泵叶轮4分别具有吸入 口 5和径向向外设置的压力侧6，叶轮4各自通过壳体2中的导流装置7与 相邻的叶轮4液压分离(hydmulischgetrennt)，使得叶轮的压力侧6通过导 流装置7与沿壳体2的穿流方向设置在下游的叶轮4的吸入口 5液压连接。 每个导流装置7由沿流动方向8观察固定设置在壳体内部的第一过滤板件9、
7以及与第一过滤板件间隔设置的第二过滤板件io构成。其中所述过滤板件
是空心板件，并通过其整个表面形成机械式过滤器，由此处于过滤装置1中
的液体可以通过过滤器，但液体中的悬浮物则不能通过。过滤板件9和10 与壳体2固定连接，其中过滤板件9和10的内腔通过径向通道11和12通 向壳体侧的输出通道13，所述输出通道13由在形成双壁的壳体2的区域中 的环形通道构成。通过过滤板件9和10流入板件内部并随后过滤的液体， 可经由通道11和12输送到输出通道13，并由此处从过滤装置1输出。
导流装置7的各第一过滤板件9延伸至轴3并相对轴3密封。各第一过 滤板件9沿径向向外延伸至距壳体2的内侧尚有较大间距的地方，并在第一 过滤板件9的径向外侧区域中通过辐条14与壳体2连接，第一过滤板件9 的内部形成有径向通道9。辐条14用于在过滤板件9和壳体2的内壁之间保 持足够的自由空间(Freiraum)，使得从离心泵叶轮4通过吸入口 5吸入并 在叶轮4的压力侧6径向离开的液体可以转向约180° ，以便液体随后在第 一过滤板件9和第二过滤板件10间又沿轴3的方向流动并由此到达沿穿流 方向8设置在下游的叶轮4的吸入口 5。对此，第二过滤板件IO具有中心凹 槽15，离心泵叶轮4的吸入口 5结合到(eingreifen)中心凹槽15中。第二 过滤板件10的外侧和壳体2的内侧精确地(biindig)连接并密封起来，并且 第二过滤板件10的外侧设置有径向通道12，所述径向通道12连接第二过滤 板件10的内部与输出通道13。
因为在过滤装置l的内部连续设置有多个带有后置(nachgeschaltet)导 流装置7的所述离心泵叶轮4，并且在沿流动方向8设置在上游的叶轮4处 获得的增压可以通过导流装置7传导至设置在下游的叶轮4的吸入口，过滤 装置1可按照多级泵的原理工作，即壳体2中的压力在图1中从左至右每经 一个叶轮4都能升高。这具有这样的效果，即一方面，通过过滤板件9和10 的液体输出可沿穿流方向8借助压力升高获得加强的效果，另一方面，借助 升高的压力沿方向8输送过滤装置1中的存留物质并由此将其输送至过滤装 置1的出口。在连续输出积累在装置中的残余物质的同时，还增强了过滤作 用，所述残余物质能在出口侧具有粥状稠度。
图2概略示出图1所示的过滤装置是如何能设置在反应器中的。所述反 应器例如可用于污水处理。反应器壳体以附图标记16标识，通常，在固有的过滤装置之外还设置有其它设备部件，然而，由于其它设备部件对实现本 发明不必要，此处仅示出过滤装置。可以理解的是，设备壳体的长度通常是
过滤装置1的伸展长度的多倍。如图2所示，中心输出通道13从反应器壳 体16中引出，此外输送流体是通过过滤装置1循环输送的，另外为了输出 残留物质，设计有合适的措施。对所述结构实例应特别说明的是，在所述情 况中过滤装置1的壳体不是封闭的而是在端部开口，因为此处所述壳体的目 的仅在于，确保在离心泵叶轮4和导流装置7的区域中对外具有所需的液压 屏蔽(hydraulischerAbschluss)，此外，通过反应器壳体16确保其自身的壳 体功能。因为所示的过滤装置1具有多级泵的作用，过滤装置l通常可以用 于循环反应器中的流体。
图3中示出的变型与图2示出方案的不同之处在于，在过滤装置la中， 具有设置在其上的离心泵叶轮4的轴3与反应器壳体16固定连接，此外具 有设置在其上的过滤板件9和10的壳体2在反应器壳体内部可转动地被驱 动。对此，输出通道13通入中心通道13a中，中心通道13a与壳体的转轴同 心并于中部从反应器壳体16引出。通过过滤装置la的穿流方向17相应地 正好与过滤装置1的穿流方向8相反。
图4所示的反应器壳体16中设置的过滤装置lb与图1和图2所示的过 滤装置1的不同之处在于，使用过滤板件18替代离心泵叶轮4，所述过滤板 件18与过滤板件9和10同样是空心结构，但是所述过滤板件18和过滤板 件9 一样与壳体2保持一定距离，同时和过滤板件10 —样与轴3b保持一定 距离。通过辐条19实现过滤板件18与轴3b的机械连接，辐条19从过滤板 件18的内周径向延伸至轴3b并在此处固定。辐条19和轴3b —样为空心结 构，使得通过辐条的内部构成径向通道20，径向通道20与轴3b内的中心输 出通道21连通。通过过滤板件18，额外的过滤表面可在过滤装置lb内部形 成。通过在轴和过滤板件18的内周之间设置吸入口式的中心凹槽，泵作用 得以实现，所述中心凹槽仅通过辐条19实现，这样，当以足够速度驱动设 置在轴3b上的过滤板件组时，位于过滤装置lb中的液体可绕着过滤板件18 的两侧流动并径向向外流动。当过滤板件组的速度大于3m/s，即过滤板件 18相对壳体具有大于3m/s的最小速度时，通常视为具有足够的速度。因此， 穿流方向8大致与过滤装置1或la的穿流方向相符，其中，液体在过滤板件两侧绕流。
图4所示装置的另一结构在图5中示出。其中，过滤装置由先前的单个 过滤板件18换成以组或对的方式进行设置，使得分别在每组过滤板件18间 沿穿流方向8连接有导流装置。因为当轴3b转动时，特别位于一对过滤板 件18间区域的液体以特别强的方式沿径向向外共流，由此一方面过滤面积 得以进一步扩大，另一方面相对离心泵叶轮结构减小的泵作用也得以改善。附图标记一览表
1过滤装置
la图3中的过滤装置
lb图4中的过滤装置
lc图5中的过滤装置
2壳体
3轴
3b图4和图5中的轴
4离心泵叶轮
5吸入口
6压力侧
7导流装置
8通过壳体的穿流方向
9第一过滤板件
10第二过滤板件
11第一过滤板件中的径向通道
12第二过滤板件中的径向通道
13输出通道
13a在图3中的中心输出通道
14辐条
15中心凹丰曹
16反应器壳体
17图3中的穿流方向
18过滤板件
19辐条
20径向通道
21中心输出通道
权利要求
1. 一种过滤装置，具有壳体(2)和至少两个设置在所述壳体(2)内并由轴(3)驱动的转动体(4，18)，其特征在于，所述转动体(4，18)构造并设置成用于产生离心泵作用，并且在所述转动体(4，18)之间设置至少一个导流装置(7)，所述至少一个导流装置(7)连接第一转动体(4，18)的压力侧(6)与沿流动方向设置在下游的转动体(4，18)的吸入侧(5)，且所述转动体(4，18)和/或在所述转动体(4，18)之间的间隙设置有过滤结构(9，10)。
2. 按照权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述导流装置(7)具 有至少两个固定设置在所述壳体(2)中的板件(9，10)，其中沿流动方向(8)设置 的第一板件(9)具有或构成距轴远的流动通道，并且沿流动方向(8)设置的第二 板件(10)具有或构成距轴近的流动通道。
3. 按照上述权利要求之一所述的过滤装置，其特征在于， 一个或两个 板件(9,10)具有过滤结构，并且所述板件(9， 10)优选地与设置在所述板件(9， 10) 外侧的导出通道(13)形成导通连接。
4. 按照上述权利要求之一所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤结 构由空心过滤板件(9，10,18)构成。
5. 按照上述权利要求之一所述的过滤装置，其特征在于，所述转动体 由离心泵叶轮(4)构成。
6. 按照上述权利要求之一所述的过滤装置，其特征在于，所述转动体 由过滤板件(l8)构成，所述过滤板件(l8)通过至少一个通道(20)与在所述轴(3b) 中的输出通道(21)导通连接以导出已过滤的液体。
7. 按照上述权利要求之一所述的过滤装置，其特征在于，构成所述转 动体的过滤板件(l 8)在所述轴(3b)的外周附近具有至少一个吸入口式的穿孔。
8. 按照上述权利要求之一所述的过滤装置，其特征在于，构成所述转 动体的所述过滤板件(18)具有中心凹槽，并通过构成通道的辐条(19)与所述轴 (3b)连接。
9. 按照上述权利要求之一所述的过滤装置，其特征在于，所述壳体(2) 形成近似圆筒形，并且外侧的所述输出通道(13)由优选双壁壳体(2)的区域内 的环形通道构成。
10. 按照上述权利要求之一所述的过滤装置，其特征在于，所述离心泵 叶轮(4)的所述吸入口(5)伸入固定的前置过滤板件(10)的、以一定间距环绕所 述轴(3)的凹槽中。
11. 按照上述权利要求之一所述的过滤装置，其特征在于，所述转动体 (18)以两个或多个转动体(18)成组地设置。
全文摘要
一种过滤装置，具有壳体(2)，在壳体内设置有至少两个由轴(3)驱动的转动体(4)。转动体(4)构造并设置成叶轮状，以产生离心泵作用。在转动体(4)之间设置有导流装置(7)，导流装置(7)连接第一转动体(4)的压力侧(6)与沿流动方向(8)设置在压力侧下游的转动体(4)的吸入侧(5)。转动体之间的间隙设置有过滤结构。
文档编号B01D35/26GK101443092SQ200780016825
公开日2009年5月27日 申请日期2007年5月3日 优先权日2006年5月10日
发明者克里斯蒂安·拉斯穆森, 芬恩·贝尔德林 申请人:格伦德福斯管理联合股份公司