过滤设备的制作方法

本发明涉及一种过滤设备，包括过滤器壳体，该壳体具有用于未滤液的流体入口并且具有用于滤液的流体出口并且具有至少一个容纳在过滤器壳体中的一件式或多件式的滤芯，该滤芯能利用至少一个反冲洗器件在相对于过滤方向的逆流中被清洗，该反冲洗器件借助于转动驱动器的流体引导的驱动轴能在相应的滤芯的内侧上移动并且在其与该内侧相邻的端部上具有缝隙状的通过开口，所述通过开口平行于驱动轴的转动轴线延伸并且所述通过开口通入与驱动轴流体引导地连接的流动空间中，所述流动空间在通过开口所处于的第一平面中朝向驱动轴至少部分连续地变细。

背景技术：

对于内燃机的运行安全性和使用寿命，润滑油的无问题的性质是很重要的。尤其是柴油机(柴油机例如在航海应用中使用重油)的连续运行对润滑油的性质要求特别高，从而在这样的应用中使用过滤设备以用于润滑油净化是必要的。与之相关地，现有技术中使用滤芯可反冲洗的过滤设备，以便能实现在更换滤芯之间更长的运行时间并且由此将维护成本保持低。作为与之相关的现有技术的实例，文献de3443752a1示出一种开头所述类型的过滤设备。

这种类型的设备的清洗效率在很大程度上取决于反冲洗体积流量的走向，所述反冲洗体积流量在缝隙状的通过开口处可供使用的压力差下穿过流动空间引导至流体引导的、亦即空心的驱动轴。在反冲洗过程中在通过开口的缝隙处作用的压力差(所述压力差在环境压力引导的驱动轴和由系统压力产生的反冲洗压力的情况下例如为1.5巴)应实现尽可能高的在缝隙处的进入速度和尽可能高的反冲洗体积流量。为了更接近所述目的，所提到的已知的过滤设备规定在反冲洗过程中相应作用的冲洗横截面以如下方式减小，使得反冲洗过程仅分配到两个反冲洗器件中的一个上。为此，已知的过滤设备具有控制装置，所述控制装置通过将泥浆排出分配到两个冲洗接口上来控制反冲洗器件的交替的运行，所述两个冲洗接口分别与一个反冲洗器件流体引导地连接。泥浆排出的这种分配(其中，在每个反冲洗接口上必须设置阀装置)至少部分地消除了有利的清洗作用的优点。此外，这种构造存在如下危险：由于沉积、尤其是在阀装置中在反冲洗接口处的沉积导致泥浆排出的堵塞。

技术实现要素：

从该现有技术出发，本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的过滤设备，该过滤设备的突出之处是在简单结构的情况下特别有效的清洁作用。

按照本发明，该目的通过一种在整体上具有权利要求1的特征的过滤设备得以解决。

根据权利要求1的特征部分，本发明的一个重要特点在于，在横向于第一平面(通过开口处于该第一平面中)延伸的另外的第二平面中，所述流动空间从通过开口出发朝向驱动轴至少部分连续地扩宽。通过所述扩宽，流动空间形成一种扩散器。这导致压力损失的减小并且因此导致反冲洗体积流量的最大化以及在通过开口的缝隙处的进入速度的最大化。由此在过滤材料的缝隙的紧邻近处得到特别有效的清洁。如前述已知方案规定的对阀装置的省去，此外在简单的设备结构的情况下保证了特别可靠的运行性能。

在此有利的可以是，所述流动空间在第一平面中以流入漏斗的形式连续地变细。

在特别有利的实施例中可以如此设置，使得从缝隙状的通过开口出发，在第一平面中，至少：

-流入漏斗的一个限定壁构成为倾斜地延伸并且另一限定壁构成为水平地延伸；

-两个限定壁构成为倾斜地并且直线地延伸；

-两个限定壁构成为具有抛物线形的走向；并且

-一个限定壁构成为倾斜地并且直线地延伸并且另一限定壁构成为曲线形地延伸。

在如下实施例中得到反冲洗体积流量的特别均匀的速度曲线，其中，在流动空间到驱动轴的内部流动引导部的流体连接部的方向上，相应的流动空间以其限定壁过渡到管状或通道状的区段中，所述限定壁在所述管状或通道状的区段中具有直线的走向。

关于流动空间在横向于通过开口的缝隙的平面延伸的方向上的扩宽，有利地可以设置成，使得在所述第二平面中，流动空间从缝隙状的通过开口朝向驱动轴的内部流体引导部锥形地以直线延伸的限定壁扩宽。

在有利的实施例中，流动空间在其从反冲洗器件朝向相应的滤芯的出口处在缝隙状的通过开口的限定壁上具有至少一个倒圆部，所述通过开口平行于驱动轴的转动轴线延伸。所述倒圆部形成一种控制面，沿着该控制面，在转动运动中累积在反冲洗器件上的积聚的颗粒沿着所述倒圆部被引导至冲洗缝隙的输入口区域，在那里由于高的进入速度而存在最大化的分离力。

当缝隙入口与通道出口的面积比例处于0.2至2.0的范围中、优选处于0.3至1.0的范围中时，得到反冲洗体积流量的有利于泥浆流出的、均匀的速度曲线。

优选，缝隙状的通过开口的高度与宽度的大小比例处于10至100的范围中、优选处于30至70的范围中。

特别有利地，缝隙状的通过开口的宽度与管状或通道状的区段的自由直径的比例处于0.05至0.5之间，所述管状或通道状的区段形成到驱动轴的内部流体引导部的过渡部位。

在特别有利的实施例中，在流动空间内部安置承载面状的流动引导体，所述流动引导体至少部分地远离缝隙状的通过开口朝向通道出口延伸。

优选，流动引导体的至少一部分具有弯曲或直线的走向并且连续地在反冲洗器件的限定壁之间延伸，所述限定壁平行于驱动轴的转动轴线延伸。

一种特别有利的流动走向能如下实现：至少一个流动引导体从缝隙状的通过开口出发比至少一个另外的流动引导体更进一步地伸入流动空间中，其中，更进一步伸入的流动引导体优选处于通过开口的缝隙开口中心地远离该缝隙开口朝向流动空间的内部延伸。在此有利地，在流动空间内部的流体引导从缝隙入口直至通道出口之前不进行反冲洗量的总流的转向。

优选，相应的反冲洗器件以其朝向可配设的滤芯的内壁的自由端侧借助于可转动的驱动轴无间隙地沿着所述内壁引导。

在特别有利的实施例中，所嵌入的反冲洗器件能更换地嵌入配设的容纳壳体中，所述容纳壳体设置在驱动轴上。在驱动轴和从属的转动驱动器的结构相同的情况下，所述设备能由此适配于相应的使用条件，其方式为，在驱动轴上的容纳壳体中(容纳壳体的数量对应于滤芯的数量)嵌入期望数量的反冲洗器件，所述反冲洗器件的数量和流动空间几何结构又是可自由选择的。

从而可以如此设置，使得沿着驱动轴以重叠布置结构嵌入多个反冲洗器件，其中，所述多个反冲洗器件：

-以至少两个组组合地设置在驱动轴的不同的圆周位置上，优选相对于驱动轴的转动轴线在直径线上彼此相对置地设置，

-以一个组仅设置在驱动轴的一侧上，或

-以交替的顺序设置在驱动轴的相对置的各侧上。

附图说明

接下来根据在附图中示出的实施例详细解释本发明。图中：

图1为按照本发明的过滤设备的实施例的示意性的简化的纵剖视图；

图2为图1的实施例的单个反冲洗器件的流动空间的竖剖视图；

图3为图2的反冲洗器件的流动空间的水平剖视图；

图4为在图3中以iv标示的区域的显著放大的示图；

图5为按照本发明的过滤设备的第二实施例的示意性的简化的竖剖视图；

图6为图5的实施例的单个反冲洗器件的流动空间的竖剖视图；

图7为图6的流动空间的水平剖视图；

图8为图5的实施例的单个反冲洗器件的相对于实际的实施形式缩小示出的透视斜视图；

图9为图8的反冲洗器件的大致以正常大小示出的竖剖视图；

图10和11为图8和9的反冲洗器件的前视图和后视图；

图12为反冲洗器件的水平剖视图；

图13和14为根据第三实施例的单个反冲洗器件的流动空间的竖剖视图和水平剖视图；

图15为按照本发明的过滤设备的第四实施例的示意性简化的竖剖视图；

图16为用于图15使用的反冲洗器件的实施例的滤芯的竖剖视图；

图17为作为图15和16中实施例的变型的通过嵌入体形成的反冲洗器件，该反冲洗器件嵌入容纳壳体中；

图18为用于四个通过各一个嵌入体形成的反冲洗器件的容纳体的透视斜视图，其中一个嵌入体在嵌入之前被示出；

图19a至19c为嵌入的反冲洗器件的不同的高度分布的实例的图示；和

图20a至20c为反冲洗器件在相关滤芯的转动圆上的三种可能的分布的草图图示。

具体实施方式

在图1中示出按照本发明的过滤设备的实施例，其中，用1标示作为整体的过滤器壳体。在圆柱形的过滤器壳体1上在侧向设置有用于滤液的流体出口3。在过滤器壳体1中重叠布置地容纳有上滤芯5和下滤芯7，所述滤芯在过滤过程中能从内向外被穿流，其中，未滤液能从下输入侧9输送给两个滤芯5和7。在输入侧9上游连接有输入过滤器11作为预过滤器，未滤液能通过所述输入过滤器从未滤液输入口13输送。在航海应用中，所述输入过滤器11设置为所谓的鱼筛。

为了在反冲洗过程中清洗上滤芯5和下滤芯7的过滤材料19上的沉积物，对于上滤芯5设有反冲洗臂15并且对于下滤芯7设有反冲洗臂17，所述反冲洗臂各具有三个反冲洗器件21。在示出的实施例中，反冲洗臂15和17彼此间隔开轴向间距并且以180°沿径向彼此错开地设置在驱动轴23上，该驱动轴的上端部支承在壳体1的上壳体盖27上的转动支承部25中以及在下转动支承部29上可转动地支承。在该下转动支承部处，通过管形成的驱动轴23的敞开的端部与泥浆排出管31连接，在该泥浆排出管上存在可电动操作的反冲洗阀33，该反冲洗阀在设备的过滤运行中截止排出管31并且对于反冲洗过程释放排出管。对于转动驱动器，空心的驱动轴23在上转动支承部25处与未示出电传动马达的传动装置35耦连。

在过滤运行中，通过流体输入口13输送的未滤液流动通过输入过滤器11和输入侧9进入滤芯5和7的内部空间，在过滤过程中穿流过滤材料19到外侧并且通过滤液出口3离开。在反冲洗阀33打开的反冲洗时，被置于转动中的驱动轴23使反冲洗臂15和17运动。在此，反冲洗器件21以位于其自由端侧37上的、缝隙状的通过开口39无间距地被引导经过滤芯5、7的过滤材料19的内侧。所述缝隙状的通过开口39在反冲洗器件21上形成其与管状的驱动轴23连接的、内部的流动空间输入口。在反冲洗阀33打开时，在缝口喷嘴状的通过开口39上在包围滤芯5、7的滤液侧的系统压力与驱动轴23中的压力(该压力例如对应于环境压力)之间存在压力差。在该压力差的情况下(所述压力差在通常的系统压力下例如处于1.5巴的范围中)，积聚在缝口喷嘴状的通过开口39处的颗粒被分离、通过反冲洗器件21的内部流动空间到达驱动轴23并且从该驱动轴通过排出管31向外排出。替代环境压力，也可以借助于(未示出的)抽气机在驱动轴23中产生负压。

图2和3示出图1的实施例中设置的反冲洗器件21的内部流动空间41的几何结构，其中在冲洗臂15和17上分别三个反冲洗器件21竖直重叠地安置成，使得其通过开口39彼此邻接并且形成在过滤材料19的内侧的整个高度上延伸的缝隙。

图2至4示出图1中使用的反冲洗器件21的实例中的流动空间41的几何结构。如由图3可见(其中示出在垂直于通过开口39的平面延伸的平面中的流动空间41的水平剖视图)，所述流动空间41从进入开口39出发朝向与驱动轴23连接的输出口43连续扩宽，其中，流动空间41的侧壁45平面状地彼此分散。上和下限定壁的走向在图2中可见。如示出的那样，上限定壁47从通过开口39的上端部出发，朝向下限定壁49具有直线的倾斜走向，所述下限定壁在与通过开口39的方向垂直的水平平面中具有平坦的走向。上和下限定壁47和49互相形成在图2中以α1标示的角度，该角度在本实例中为38°。在图2中以51标示的过渡部位处(该过渡部位与输出口43间隔开间距)，所述上限定壁47从倾斜走向过渡到平行于下限定壁49的走向，从而在过渡部位51和输出口43形成输出口管52。在示出的实例中，在过渡部位51和输出口43之间的间距大致对应于输出口管52的直径。在示出的实例中，在通过开口39的缝隙高度为80至120mm并且缝隙宽度为0.5至10mm时，输出口管具有21mm的直径。侧壁45的分散有利地处于4°至8°的范围中。在当前实例中，为此设有5.3°的角度。如图4示出的，限定壁45在缝隙状的通过开口39的进入部位53处具有倒圆部54。如图2所示，在流动空间41中，从通过开口39出发，设有两个承载面状的流动引导体55和56，所述流动引导体在侧壁45之间朝向输出口43延伸。在此，从通过开口39的中心向上错开的流动引导体55在流动空间41的沿径向方向测量的长度的大约四分之一上延伸，而下流动引导体56(该下流动引导体从通过开口39中心高度下方一点开始)具有较小的长度。

图5示出按照本发明的过滤设备的第二实施例。该第二实施例对应于第一实施例，除了在驱动轴23上对于每个滤芯5和7重叠地布置有各两个反冲洗器件21，所述反冲洗器件的内部流动空间57具有相对于第一实例的流动空间41的形状的不同的形状。图5的实例的反冲洗器件21及其流动空间57的几何形状在图8至11中详细示出。如图8和9所示，该实例的反冲洗器件21具有带有两个平坦的侧面58的主体的形状，所述侧面在自由端侧37的长侧59上从两个平行于缝隙状的通过开口39的平面延伸至输出口43，其中，所述侧面58的宽度在两个阶梯60和61中朝向输出口43减小。在第一实例中，流入漏斗的上限定壁47和下限定壁49从通过开口出发以直线的走向朝向输出口43延伸，而在第二实例中，两个限定壁47和49具有相同的抛物线形的走向，尤其是见图6。如在那里明确的，在这种走向下得到流入漏斗的扩宽，该扩宽对应于打开角度α2，该角度在当前实例中为63°。通过开口39的缝隙高度与缝隙宽度的比例在该实施例中为61。如在第一实例中那样，侧壁45从通过开口39朝向输出口43以一个角度分散，该角度在示出的实例中为6°。如在第一实施例中那样，通过开口39的缝隙入口与输出口43处的通道出口的面积比例在0.2至2.0的范围中并且在当前实例中为0.7。同样与第一实施例对应，缝隙状的通过开口39的宽度与输出口43处的(即在到驱动轴23的内部流体引导部的过渡部处的)管或通道状的区段的自由直径的比例在0.05至0.5的范围中并且在示出的实例中为0.1。

相对于第一实施例的另一区别在于，在流动空间57中设置有三个流动引导体55、56。其中，居中布置在限定壁47和49之间的对称轴线上的第一流动引导体56具有比另外两个流动引导体55更大的长度，所述另外两个流动引导体设置在中间的流动引导体56和上限定壁47之间的区域中和在下限定壁49和中间的流动引导体56之间的区域中。相同地成形的较短的流动引导体55以朝向相邻的限定壁47、49的凹形的拱曲部以如下布置结构延伸，使得对于流动空间57得到对称的横截面形状，其中，流动引导体55的变细的内端部63比倒圆的凸鼻65分别与相邻的限定壁47或49具有更小的间距，所述凸鼻又在通过开口39处与中间的流动引导体56的倒圆的凸鼻65具有相同的距离，见图6。

图13和14对于在图5的实施例中设置的反冲洗器件21示出了略微不同几何结构的流动空间67。与前述实例不同，上限定壁47和下限定壁49不是抛物线形的，而是具有直线的延伸。与之对称适配地，较短的流动引导体55不具有拱曲的走向，而是具有直线的形状，其中，位置设置与上述实例相同。角度与面积比例也对应于这些前述实例。

图15示出按照本发明的过滤设备的另一实施例。对于每个滤芯5和7，重叠地设有四个反冲洗器件21，所述反冲洗器件基本上对应于图8至11的反冲洗器件21，即对应于在那里示出的带有抛物线形的限定壁47、49并且带有三个流动引导体55、56流动空间57。然而在图15的实例中，所述反冲洗器件21是共同的容纳壳体69的组成部分，如图16更清楚地示出的，所述容纳壳体包括上壳体半部71和下壳体半部73，所述壳体半部各形成用于两个反冲洗器件21的输出口43。图17和18示出该实施例的一种变型方案，其中，容纳壳体69具有在优选通过四角管形成的驱动轴23的外侧上安置的轨道体75的形状，在该轨道体中构成有插入通道77，可更换的嵌入体78形式的反冲洗器件21能嵌入所述插入通道中，见图18，其中一个反冲洗器件21在嵌入前被示出。作为嵌入体78，反冲洗器件21的外部形状(如在图18中所示)基本上对应于在图8至11示出反冲洗器件21的外部形状，除了窄侧仅一次成阶梯。虽然在图17和18的实例中流动空间具有流动空间57(见图3)的几何结构，作为到容纳壳体49的插入通道77中嵌入体78，能装入具有其他形状的流动空间41或67的反冲洗器件21。

虽然图1、5和15中在驱动轴23上对于每个滤芯5和7分别仅设有一个反冲洗臂15或17，其他的设置结构是可行的。图19a至19d示出可能的构造方案的实例。如在图19a、19b和19d中所示，对于相应的滤芯5或7设有多于一个反冲洗臂，其中在图19a的实例中，每个滤芯具有三个彼此相邻设置的反冲洗器件21。在图19b中同样对于每个滤芯5、7示出两个反冲洗臂，其中，每个反冲洗臂具有三个彼此间隔开间距设置的反冲洗器件21，并且其中，一个反冲洗臂的反冲洗器件21分别朝向在另外的反冲洗臂的反冲洗器件21之间的缝隙定向。如图19c所示，对于每个滤芯5、7仅设有一个反冲洗臂，其中，六个反冲洗器件21以彼此相邻的布置结构来设置。图19d又对于每个滤芯5、7示出两个反冲洗臂，其中，在图中置于右侧的反冲洗臂具有两个反冲洗器件21，所述反冲洗器件位于另外的反冲洗臂的两个上反冲洗器件21和两个下反冲洗器件21之间的缝隙的高度上。图20a至20c示出反冲洗臂79在其转动圆81上的可能的分布的实例。

按照本发明的过滤设备除了可以用于过滤润滑油之外也可以被用于其适合的其他应用。除了已经提到的航海应用目的(其中船的压舱水被清洁)，该设备也可用于处理过程水。