过滤装置和用于接通和/或关闭过滤装置的方法与流程

本发明涉及过滤装置和用于接通和/或关闭过滤装置的方法。

更具体地，过滤装置用于从气体(诸如压缩空气)中过滤出杂质(诸如油和灰尘)。

背景技术：

已知的过滤装置包括过滤器壳体，过滤元件可放置在过滤器壳体中。过滤器壳体包括盖子和容纳过滤元件的罐，盖子通常拧到罐上或通过卡口配件连接到罐上。

盖子设有用于待净化气体的入口和用于已净化气体的出口。

过滤元件本身包括顶盖、底盖和在顶盖和底盖之间的滤芯，滤芯由过滤材料组成。

顶盖设置有入口管道，该入口管道可以将待净化气体引导到滤芯内部。过滤元件可以安装成使得入口管道的入口连接到盖子的入口，以便经盖子的入口流入过滤装置的待净化气体被引导到滤芯。

在盖子和顶盖之间将有空间，其连接到盖子的出口，这样，已通过滤芯的气体可以通过上述空间和出口离开过滤装置。

众所周知，顶盖中入口管道的设计将在过滤装置中的压降中起重要作用。

众所周知，滤芯随着时间推移而饱和，需要更换。

为此，将关闭使用过滤装置的机器。接下来，可以将罐从盖子上拆下，并且可以将过滤元件从罐中取出。然后，将新的过滤元件放入罐中，并将罐再次连接到盖子上。

这样做的缺点是机器必须停止然后重新启动。例如，如果机器是压缩机，则停止压缩气体的供应，这对于连续需要压缩气体的消费者应用来说是不希望的。

此外，对于大多数机器来说，应尽可能地限制重启次数，因为这会导致机器磨损。

为了限制压缩气体供应的重启和中断次数，已经建立了解决方案，其中，旁通管线与过滤装置并联并设置在外部，带有必要的附加管道和截止阀，以允许过滤装置旁通，使得过滤装置可以在不中断机器的情况下从运行中取出以更换过滤元件。

有时，在旁通管路中设置额外的过滤器，以确保在更换过滤元件期间通过旁通管线的气体仍然或多或少地被净化掉污染物。

然而，额外的管道和截止阀导致额外的压降并且造成气体泄漏的额外风险，这会对机器的能量效率产生影响。

此外，额外的管道和截止阀产生了额外的过滤器安装复杂性，这意味着与没有这些额外管道和截止阀的过滤器安装相比产生更高的安装成本、更大的过滤器安装尺寸以及更长的过滤器安装时间。

技术实现要素：

本发明旨在通过提供一种过滤装置来提供对上述和/或其它缺点中至少一个的解决方案，该过滤装置能够实现过滤元件的关闭和/或接通，而不需要额外的阀和可能的管道。

本发明的主题是一种过滤装置，用于从待净化气体中分离杂质，

过滤装置包括由盖子和罐组成的过滤器壳体；

盖子设有用于待净化气体的入口和用于已净化气体的出口；

在罐中安装有过滤元件，过滤元件由顶盖、底盖和顶盖和底盖之间的滤芯组成；

顶盖设置有入口管道，入口管道具有入口，入口管道的入口可连接到盖子的入口，使得待净化气体通过入口管道进入滤芯；

在盖子和顶盖之间有空间，该空间可连接到盖子的出口，

其特征在于，过滤装置还设置有具有入口端口和出口端口的开关元件，开关元件按以下方式配置：

开关元件可旋转地安装在盖子中；以及

开关元件能够在关闭位置和扭转位置之间旋转，在关闭位置中入口端口或出口端口分别连接到盖子的入口或出口，在扭转位置中则非如此并且顶盖的入口管道的入口可连接到盖子的入口。

优点在于，通过将开关元件集成在过滤装置的盖子中，通过把开关元件旋转到关闭位置就可以在没有附加截止阀的情况下停用过滤装置，之后可以拆卸罐以更换过滤元件，不会释放未净化气体到环境中。

在本发明的优选实施例中，开关元件是旁通元件，其中，入口端口和出口端口通过旁通管道彼此流体连通，使得当开关元件旋转到关闭位置时待净化气体可以从盖子的入口流到盖子的出口。

该实施例的优点在于，可以在不必关闭机器的情况下更换过滤元件，因为待净化气体将通过旁通元件流过盖子。

此外，没有额外的管道和截止阀，因此避免了相关的缺点。

优选地，过滤材料设置在旁通管道中，使得待净化气体仍然或多或少地被净化掉污染物，即使当旁通元件旋转到关闭位置旋转时使过滤装置旁通也是如此。

在替代设计中，当开关装置旋转到关闭位置时，开关装置的入口端口和出口端口彼此不流体连通，使得待净化气体不能从盖子的入口流到盖子的出口。因此，当开关元件旋转到关闭位置时，仍然可以以正确且安全的方式更换过滤元件。

优选地，提供阻挡装置以相对于开关元件阻挡顶盖，使得顶盖与开关元件一起旋转。

这将导致顶盖和开关元件一起旋转，使得顶盖将连接到盖子的入口或开关元件将连接到盖子的入口，这取决于开关元件的位置。

这样做的优点在于，通过一个动作就使顶盖和开关元件都处于正确的位置，从而可以以正确和安全的方式容易地接通或关闭过滤装置。

替代地，也可以例如先旋转顶盖然后旋转开关元件。这当然需要两个动作，也可能导致错误。

在本发明的实际形式中，开关元件的入口端口和出口端口设置有不可移除的密封件。

这样做的优点是，入口端口和出口端口分别与盖子入口和盖子出口之间的密封将非常好，从而不会发生泄漏。

密封件和开关元件之间的机械连接或化学连接非常重要，以确保在开关元件旋转期间密封件不会损坏或松动。

因此，优选使用不可拆卸的密封件，而不是例如放置在相应设置的凹槽中的可拆卸o形环，因为在旋转期间该o形环容易松动。

本发明还提供了一种用于关闭和/或接通过滤装置以从待净化气体中分离杂质的方法，

过滤装置包括由盖子和罐组成的过滤器壳体；

盖子设有用于待净化气体的入口和用于已净化气体的出口；

在罐中安装有过滤元件，过滤元件由顶盖、底盖和顶盖和底盖之间的滤芯组成；

顶盖设置有入口管道，入口管道具有入口，入口管道的入口可连接到盖子的入口，使得待净化气体通过入口管道进入滤芯；

在盖子和顶盖之间有空间，该空间可连接到盖子的出口，

其特征在于，过滤装置还设置有具有入口端口和出口端口的开关元件，其中，在盖子中把开关元件在关闭位置和扭转位置之间旋转，在关闭位置中入口端口或出口端口分别连接到盖子的入口或出口，在扭转位置中则非如此并且顶盖的入口管道的入口可连接到盖子的入口。

附图说明

为了更好地展示本发明的特征，下面参考附图以非限制性示例的方式描述根据本发明的过滤装置的一些优选实施例，其中：

图1以示意立体图示出了根据本发明的过滤器设计；

图2以示意立体图示出了根据图1中线ii-ii的横截面；

图3以示意立体图示出了图2中的开关元件；

图4和图5以放大图示出图2中f4所示部分在两个不同位置。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的过滤装置1，用于从气体中分离杂质。

该气体可以例如是压缩空气，但是本发明不限于此。

上述杂质可以是油、水和/或灰尘。

过滤装置1包括过滤器壳体2，过滤器壳体2由盖子3和罐4组成，盖子3和罐4可以彼此叠置安装以形成过滤器壳体2。

在所示的示例中，罐4拧入盖子3中，其中，盖子3和罐4都设有配合的螺纹5。

不排除罐4通过卡口配件或其他方式固定在盖子3中。

盖子3设有用于待净化气体的入口6和用于已净化气体的出口7。通常，带有盖子3的过滤装置1安装在机器(例如压缩机装置)的管道中。为此，盖子3在入口6和出口7处设有适合的法兰8。

在过滤器壳体2中，更具体地在罐4中，安装有过滤元件9。这显示在图2中，显示了横截面。

过滤元件9包括顶盖10和底盖11，在它们之间具有由过滤材料制成的滤芯12。

底盖11可选地设置有装置13，以用于在将罐4安装在盖子3中之后在每个方向上平移地将过滤元件9定位和/或固定在罐4中。

装置13可以是腔14或凹部，可与在罐4的底部16中设置的杆15配合。

此外，装置13设计成使得过滤元件9可以在罐4中旋转。这意味着过滤元件9可以围绕罐4中的轴线旋转。

详细的图4和图5清楚地示出了如何制造顶盖10。

顶盖10设置有入口管道17，当顶盖10在盖子3中旋转到相应位置时入口管道17可将待净化气体引导到滤芯12。从现在开始，此位置将被称为“扭转位置”。

入口管道17具有入口18，当罐4安装在盖子3中时入口18可以在顶盖10处于扭转位置时连接到盖子3的入口6。入口管道17还具有出口19，出口19连接到滤芯12的内部20。

在上述“扭转位置”，通过入口6进入过滤装置1的气体必须先通过滤芯12，然后才能通过出口7离开过滤装置1。

如在图4中可以清楚地看到的，在盖子3和顶盖10之间存在空间21，其连接到盖子3的出口7。

该空间还容纳有开关元件22，在本例中是旁通元件，在图3中详细示出。

作为开关元件22的旁通元件设置有入口端口23和出口端口24，它们经由旁通管道25彼此连接，即：入口端口23和出口端口24经由旁通管道25相互连接。

开关元件22可旋转地安装在盖子3中，从而可以在关闭位置和扭转位置之间旋转，在关闭位置入口端口23连接到盖子3的入口6且出口端口24连接到盖子3的出口7，在扭转位置则非如此。

在关闭位置，通过入口6进入过滤装置1的气体将能够在不必通过滤芯12的情况下直接流到出口7。

在扭转位置，顶盖10的入口管道17的入口18将连接到盖子3的入口6。

然后，盖子3的出口7将如上所述连接到前述空间21，并且不再连接到出口端口24。

在本例中，开关元件22由金属制成，但不排除由塑料或陶瓷材料制成。

开关元件22例如可以通过3d打印制造。

过滤材料26可以设置到旁通管道25中。

为了允许开关元件22在过滤装置1中旋转，设置旋转装置27用于使开关元件22在盖子3中旋转，旋转装置27设计成使得在罐4安装在盖子3中时旋转装置27是可控的。

这将允许在过滤装置1安装在机器中时开关元件22旋转。

在本例中，前述旋转装置27包括销28，销28连接到开关元件22或形成为开关元件22的一部分并延伸穿过盖子3。通过旋转销28，开关元件22可以在盖子3中从关闭位置旋转到扭转位置。

为了在过滤元件1安装在机器中时对开关元件22的位置给出视觉指示，设置有指示或显示装置29以用于指示或显示开关元件22是处于关闭位置还是处于扭转位置。

图1示出了在本例中如何制造指示或显示装置29，即，形式为在前述销28中的凹口30和在盖子3上的两个符号31或标志，即指示“bp”和“f”，分别表示对应于关闭位置的“旁通”和对应于扭转位置的“过滤”。

在本例中，提供阻挡装置32，用于相对于开关元件22阻挡顶盖10，以使顶盖10与开关元件22一起旋转。

这将是如下方式，即：当开关元件22处于关闭位置时，顶盖10也是如此。当通过前述销28使开关元件22旋转到扭转位置时，顶盖10将自动旋转到其扭转位置，从而顶盖10的入口管道17的入口18连接到盖子3的入口6。

阻挡装置32可以以不同方式实施。

例如，顶盖10和开关元件22可以设置有相应的特征(例如凹槽和翅片)，或者可以在两者之间形成卡扣连接。

对于阻挡装置32的一个要求是：阻挡装置必须是可拆卸的，或顶盖10必须是从开关元件22可拆卸的或可移除的。

最后，在关闭位置，不可拆卸的密封件33分别设置在开关元件22的入口端口23或出口端口24与盖子3的入口6或出口7之间。

入口端口23和出口端口24处的密封件33将防止在入口端口23连接到盖子3的入口6以及出口端口24连接到盖子3的出口7的连接部位处发生流体泄漏。

通过提供不可移除的密封件，可以防止密封件33在盖子3安装在罐4上时松动或移动。这提供了防止不良密封的额外安全性。

优选由热塑性弹性体制成的密封件33优选地浇铸在入口端口23或出口端口24上为其设置的凹槽中。

这样，相应的密封件33是开关元件22的一部分。

然而，不排除的是：在关闭位置中盖子3的入口6和出口7分别最接近开关元件22的入口端口23和出口端口24的一侧可以设置有不可移除的密封件33，而不是分别设置在开关元件22的入口端口23和出口端口24上。

为了保护密封件33免受损坏，盖子3的入口6和/或出口7可以在关闭位置中分别在最靠近开关元件22的入口端口23或出口端口24的一侧上设置有圆角或倒角。例如，倒角可以形成为分别在入口6和出口7与在关闭位置分别最接近入口6和出口7的盖子3侧面之间的边缘的直倒角，直倒角与分别最接近入口6和出口7的盖子3侧面所成的角度在5°和45°之间。

另外，盖子3可以在处于扭转位置时最接近开关元件22入口端口23和出口端口24的盖子两个相对侧面中的至少一个侧面上具有凹部，以使得当过滤装置1不处于关闭位置时开关元件22上的密封件33不被按压。这确保了限制由于随时间推移压力负载引起的密封件33的变形，从而增强了密封件33的使用寿命和可靠操作。

上述凹部是在与切换元件22可旋转的切线方向一致的方向上的渐进凹部，使得当把过滤装置1旋转到关闭位置时密封件33以渐进的方式被按压。这样，降低了当开关元件22从关闭位置旋转到扭转位置(反之亦然)时损坏密封件33的风险。

过滤装置1的操作非常简单，如下所述。

在过滤装置1的正常操作期间，开关元件22和顶盖10将处于上述扭转位置。

这将允许待净化气体流通过盖子3中的入口6进入过滤装置1，然后通过入口18和入口管道17从顶盖10进入滤芯12。

入口管道17的出口19连接到滤芯12的内部20，使得待净化气体将从内到外流过滤芯12，从而在通过时从气体中除去杂质。

然后，已净化气体进入滤芯12和罐4之间的区域34，从此处进入顶盖10和盖子3之间的空间21。

然后，已净化气体可以通过盖子3中的出口7离开过滤装置1。

当滤芯12被杂质饱和时，必须更换滤芯12。

为了以正确且安全的方式移除过滤装置1，通过销28将开关元件22旋转到关闭位置。

这意味着，如果开关元件22是旁通元件，则盖子3的入口6和盖子3的出口7经由旁通管道25彼此连接。

此时，待净化气体将不通过过滤元件9，而是将流过旁通管道25。

在释放了过滤器壳体2中的压力之后，然后就可以从盖子3上拧下罐4。这样，就可以移除具有过滤元件9的罐4。

为了实现这一点，上述阻挡装置32必须是可拆卸的，即顶盖10必须能够与开关元件22分离。

过滤元件9可以从罐4中取出，并且新的过滤元件9可以放置在罐4中。

然后，具有新过滤元件9的罐4可以拧回到盖子3上。

在本例中，阻挡装置32将重新起作用或彼此干涉，使得顶盖10不能相对于开关元件22旋转。

最后，借助于销28将开关元件22旋转到扭转位置。

这也将导致顶盖10随之旋转，使得盖子3的入口6将重新连接到入口管道17的入口18。

这样，恢复了过滤装置1的正常过滤操作。

在更换饱和的过滤元件9期间，开关元件22将旋转到关闭位置，并且，如果开关元件22是旁通元件，则待净化气体将暂时流过旁通管道25。如果过滤材料26安装在这种旁通元件的旁通管道25中，则待净化气体将至少部分地被净化掉污染物，以便下游系统不会受到未净化气体的不利影响。

本发明不限于作为示例描述并在附图中示出的实施例，而是可以在不超出本发明范围的情况下以所有形状和尺寸实现根据本发明的过滤装置。