CN1056782C - 过滤流体用的设备 - Google Patents
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Abstract
过滤流体介质的设备有第一室，第二室，多个开口和过滤织物，输入空间装置有输入和排出端，截面上朝排出端逐渐减小，开口敞开进入输入空间装置；排出空间装置平行于输入空间装置，有输入和排出部分，排出空间装置朝排出部分第二室敞开，截面上朝排出端逐渐增大，过滤织物在纵向平面上固定在输入和排出空间装置之间并分隔开输入和排出空间装置，一对相邻板界定输入和排出空间装置，过滤织物夹持固定在相邻板之间，从而在纵向平面上形成过滤平面。
Description
本发明涉及过滤器，特别是用于过滤流体介质的设备，这种类型的设备具有一个配置有一个进口的第一室，一个配置有一个出口的第二室，和设置在第一和第二室之间的多个开口，并且还设置供被过滤的介质从中流过的过滤织物。
上述类型的设备特别适用于过滤高粘度的介质，特别是那种倾向于沉淀、凝结、结晶、或胶凝化的介质，或倾向于以死角沉淀出的悬浮液，这在食品工业中是一个老问题了。
这种类型的设备已经被提出过了。例如，美国专利第3,994,810号(日本专利第1,234,451号)公开了这样一种设备，它具有一个圆筒形的第一室，准备过滤的介质就是经由一个进口被送入这室中。圆筒形的第一室的壁上包括有多个开口，开口的后面设置有基本上也是圆筒形的过滤织物。圆筒形过滤织物围以一个具有一个出口的第二室。
准备过滤的介质经由进口和第一室，穿过过滤器前面的多个开口，透入到过滤器中，然后经由第二室到达出口。但是，据发现介质并不是均匀地流过过滤器的，因为它总是挑阻力小的通道流动，也就是，在进口和出口连接之间最直接的通道。在介质流过少的区域中就形成有沉淀，或者介质凝结起来。这就减少了有效的过滤表面。
根据生产的情况，排出量会有所变动。据发现如果流量小的话，沉积有凝结介质的面积就会加大。
当排出量增大时，这些沉积物又被碎裂。一部分分解的物质于是作为一种污染杂质再次流入过滤液中，这可以在随后的进一步操作步骤中引起故障。
使用这种多孔支持管所引起的另一问题是介质只是在多孔区域内才正常地穿过过滤器圈。这就造成了液流静区，在这静区内介质可能会凝结。这样沉积的固体粒子不能被回洗再碎裂。结果造成很大的有效过滤表面的丧失。
用于过滤流体还有其它的与上述设备构造类似的各种现有技术装置。在那里过滤织物直接绷紧在多孔管上。在这情况下，当过滤工作进行时，过滤织物就膨胀得象一个气球一样，因此它就被从支持管上拉开。这样就有可能使固体粒子积聚在支持管的非多孔区域和过滤织物之间。在回洗期间，过滤织物再被压平紧贴在支持管上，因而沉积的固体粒子被压入到过滤织物中。它们就不可能再由回洗除去。于是就只能用费力又费钱的热处理来清洗这过滤织物。
本发明的目的是提供一种用于过滤流体的改进式设备，在这设备中，需要过滤的介质即便在不同排出量的情况下也能保持一个持续的流动，在这种设备中没有地区可以供介质停留一个较长的时间，在其中几乎所有插入的过滤织物表面都能够被利用。
为此目的，在最初提到那种类型的本发明设备中，开口向着至一个输入空间开放，输入空间在液流的方向上有一定长度；一个基本上与其平行延伸的排出空间至少沿着输入空间的一部分长度设置，该排出空间朝着第二室开放；一块过滤织物固定在输入空间和排出空间之间，该过滤织物将两个空间分开；输入空间在其靠近开口的输入侧端具有一个最大的截面，该截面沿着其长度朝着其排出侧端逐渐减小，而排出空间的截面在其输入侧端是最小的，该截面沿着其长度朝着排出侧端相应地逐渐增大至一个最大的截面。
为此，在本发明所提供的一种用于过滤流体介质的设备中，该设备包括一个配置有一个进口的第一室，一个配置有一个出口的第二室，和设置在第一和第二室之间的多个开口，并且还设置至少一个供被过滤的介质从中流过的过滤织物，其特征在于：至少一个输入空间装置，该至少一个输入空间装置具有一个输入端和一个排出端，并在截面上朝向该排出端逐渐减小，该开口敞开进入在该输入端的该至少一个输入空间装置；至少一个排出空间装置，该至少一个排出空间装置的走向平行于该至少一个输入空间装置，并具有一个输入部分和一个排出部分，该至少一个排出空间装置朝向在该排出部分的该第二室敞开，并在截面上朝向该排出端逐渐增大，该至少一个过滤织物在一个纵向平面上分别地固定在该至少一个输入空间装置和该排出空间装置之间并分隔开该至少一个输入空间装置和该排出空间装置，至少一对相邻的板分别地界定该至少一个输入空间装置和该至少一个排出空间装置，该至少一个过滤织物分别地夹持并固定在每一对该一对相邻的板之间，从而在该纵向平面上形成至少一个过滤平面。
利用了这种类型的过滤流体的设备就可以甚至在不同的重量流量下也获得一个穿过该设备和过滤织物的最佳的连续流动，使过滤织物被最好地利用起来。
本发明一个优越的设计在于用两块相邻的板界定输入空间和排出空间，过滤织物被插入并固定在两块板之间从而形成一个过滤平面。通过这样的安排，以一个非常紧凑的结构就可以获得一个最佳利用的非常大的过滤织物面积，可以保证被滤过的介质连续地排出而其停留在过滤设备中的时间是短暂的。
如果多个过滤平面被一个在另一个之上地重叠在一起则这效应将更有利地增大。
本发明另一种优越的设计在于第一室采用了一个中空圆筒的形式，在它的周围径向地设置了多个输入空间和排出空间。界定输入和排出空间的每一块板和夹持在板之间的每一块过滤织物都是盘形的。环形的板和过滤织物随后就可以滑在中空的圆筒上，从而获得一个节省空间的密实型结构。
两块板各自成对地很好交换在一起。第一板于是在其输入侧具有一个第一环形沟道，环形沟道朝着空心圆筒开放并由相应的第一环形棱边朝着环的上和下平面所闭合。输入空间被结合在第一板的两个表面的每一个表面中并且向第一环形沟道开放。第二板在排出侧有一个第二环形沟道，该环形沟道朝着第二室开放，并同样地由相应的第二环形棱边朝着环的上和下平面所闭合。结合在第二板的两个表面中每一个表面中的排出空间于是向着第二环沟道开放。通过这样的安排，这过滤设备的高度，也就是板的数目，从而是插入的过滤织物的表面面积的小大，几乎是可以根据对这过滤设备的要求而任意改变。
在本发明的又一种优越的设计中，圆形边缘分别被固定到板的第一和第二环形棱边上，每个这样的边缘，在第一和第二板或第一板和闭合板连成对的情况下，都被嵌入在另一块板的配合的凹槽中。通过这样的装置所获得的，在一方面是单块板的最佳相互导引，而在另一方面则是插入在各板之间的盘形过滤织物的对中和密封。
有利地固定到过滤织物对面的板的表面上的是支持元件，通过这些元件位于输入和排出空间之间过滤织物可以被支持并因而被固定在一个最佳的位置。当支持元件采取径向肋条的形式而肋条在其整个长度上具有其本上同样的厚度时则过滤织物可以获得最佳的支持。通过肋条的径向对齐，它们之间的间隔当板的半径加大时也不断地增加。为了使过滤织物也可以在板的外区域内很好地被支持，从肋条长度的大约中间区域开始，在每两条肋条之间装置一条同样是径向向外延伸的辅助肋条。过滤织物因而也同样是最好地被支持在这区域内。
一种活塞形式的回洗装置可以有利地设置在形成第一室的空心圆筒中，活塞可以沿着空心体移位。利用一个具有一条环形排液沟道，即第一环形沟道的活塞，各开口就能被盖住，因而这一区域的设备就可以以一种本来已知的方式予以回洗，而于此同时其它的区域仍在继续进行过滤工作。
下面将参看附图通过举例对本发明的一个实施例予以详细描述：其中：
图1是用于过滤流体的一种设备的截面图，该设备具有一个设置在中心处的第一室和环形板以及绕着这室设置的过滤织物；
图2是穿过径向上的图1中设备的第一板的截面图；
图3是部分第一板的顶视平面图；
图4是截自图2中IV-IV线的截面图；
图5是穿过径向上的图1中设备的第二板的截面图；
图6是第二板的一部分的顶视平面图；
图7是截自图5中VII-VII线的截面图；
图8是穿过径向上的图1中设备的闭合板的截面图；
图9是闭合板的一部分的顶视平面图；和
图10是截自图8中X-X线的截面图。
如图1中所见到的，用于过滤流体的设备1包括一个通向一个第一室3的进口2。室3由一个空心筒4形成，筒的壁上包括有成圈的多个开口5。
在筒4中可纵向移位的是一个作为回洗装置7的部件的活塞6。在图1中，活塞6被显示在一个回洗位置8上。其功能将在下文中说明。当正常的过滤操作时，活塞6位于一个严密闭合的筒4的伸长部分9中。当活塞6处于筒4的伸长部分9中，第一室3的所有开口5都是开放的。
设置在筒4周围的是环形的第一板10和环形第二板11。结合在这些第一和第二板10和11中的分别是径向输入空间13和排出空间14。在每种情况中，第一板10的输入空间13和第二板11的排出空间14是相互间一个设在另一个的上面，从而使流体能最佳地流过一个过滤织物17。
固定在筒4的进口端头处形成第一室3的是一个环形盖15。一块闭合板16滑在筒4上直等到它顶靠在盖15上。闭合板16在其远离盖15的表面上设置有多条形成排出空间的凹槽。盘形的过滤织物17放置在闭合板16上，于是将一块第一板10滑在筒4上，因而过滤织物17就被夹紧在这第一板10和闭合板16之间。板10的输入空间13和闭合板16的排出空间14这样就形成了一个第一过滤平面18，在这平面上设置有径向输入空间13和排出空间14。在这第一板10上，放置有另一个过滤织物17，在这织物之后又加一块第二板11。该设备的过滤器部件的进一步装配是通过交替地将第一板10和第二板11叠合在一起而成，而在两者之间每次都插入一个过滤织物17。每块板10的输入空间13于是位于筒4的开口5的范围内。过滤器结构的末端终止在另一块放置在底板10上的闭合板16上并设有相应的排出空间。
底部闭合板16支承在一个固定在筒4上的内盖19上。
围绕着整个过滤器结构和内盖19的是一个由紧固装置21固定在盖15上的罐形容器20。容器20以其容器壁22在叠合的第一板10和第二板11之间以及两个闭合板16，两者之间夹有过滤织物17，连同内盖19形成一个用作为一个第二室23的外环形室，第二板11的排出部份14的环形沟道33向此环形室开口。容器20设有一个出口24。
当过滤一种流体时，该介质在一个初步压力(例如，大约10巴)下经由进口2被送入第一室3。介质从那里流经开口5进入第一板10的输入空间13，再穿过过滤织物17进入第二板11的排出空间14，过滤液从那里流出，然后进入外环形室23。室23在过滤操作的流向上具有一个流型，该流型在排出空间14的环形沟道33区域内逐渐增大，之后成为恒定，然后进入出口24向外开放。
如在图2中可以见到，第一板10在输入侧具有一个第一环形沟道25。沟道25朝着筒4开放，特别是朝着筒4的开口5(见图1)，而朝着环的上和下平面则沟道25由相应的第一环形棱边26闭合，环形棱边依次停靠在筒4上(图1)并由支杆27连接在第一板10的基础上。
输入空间13结合在第一板10的两个环形表面内；空间13会聚在输入端18处并向外开放入环形沟道25。输入空间13朝着板10的排出端30逐渐变浅，因而流型逐渐变小。
在图3中所示的部分第一板10的顶视平面图中可以看到一个输入空间13。在这实施例中，输入空间13包括有径向肋条31，准备安放在其上的过滤织物17就是由这肋条支撑的。肋条31是作为支杆27的延伸物而形成的，在它们的整个长度上具有恒定的厚度。因此，肋条31间的相互间隔随着板10的半径的增大而逐渐增大。为此原因，在每两个肋条间从肋条31长度的中间区域开始形成有径向向外延伸的辅助肋条32，从而使过滤织物17得到额外的支持。
图4的截面图中显示出肋条31界定每个输入空间13，后者在这区域内仍旧是十分浅的。
第二板11的结构可以从图5-7中看到。每一块板11在排出侧具有一个第二环形沟道33，该环形沟道33朝着外环形室23(见图1)开放而朝着环的上和下平面由相应的第二环形棱边34所闭合，第二环形棱边34由支杆连接在板11上。结合在板11的两个表面内的排出空间14包括有径向肋务35用以支撑过滤织物17。排出空间14随着板11的半径变短而逐渐变浅。
在第二板11的情况中，肋条35也是在其整个长度上具有恒定的厚度。因此板11上也没有设置在肋条35之间的辅助肋条32。
上述的第一板10和第二板11可以堆叠在一起，从而使每块板10的肋条31和每块板11和闭合板16的肋条35一个位于另一个的上面。也可以设想将板10、11和16以这样的方式堆叠，即相应的肋条31和35并不是一个位于另一个的上面，而是相互偏离。
过滤织物17放在各板之间(见图1)，被夹持在环形棱边26，34和板10，11，16的相应部位之间并由肋条31和35所支撑。流动空间由过滤织物17分成输入空间13和排出空间14，输入空间13的横截面在输入端处是最大的，但朝着排出端逐渐减小。排出空间14的横截面在输入端处是最小的，但朝着排出端逐渐增大至最大的横截面。流动空间的整个横截面因此基本上是恒定的。
如果在输入空间13和排出空间14内不使用各自的肋条31和35来支撑过滤织物17，则也可以用其它形状的支撑件来代替。它们可以，例如，以销钉的形式或者一个设置在另一个之上或者错开设置以支撑过滤织物17。
还可以设想在输入空间13和排出空间14内不用任何支持件，因而过滤织物17只需要拉开在环形棱边26，34之间，与相邻板的相应接触面积配合。
为了使第一板10和第二板11可以正当地堆叠，板10在其两侧的内边沿处靠近第一环形棱边26具有一个突出圆形边缘36，如图2中所示。在外侧，板10的两边配置有一个圆形凹口37。如图5中所示，每块第二板11在其外侧设有一个圆形边缘38突出在两边，而在其内侧有一个圆形凹口39。当板10和11相互放在各自的顶部时，板10的边缘36嵌入板11的凹口39内，而板11的边缘38嵌入板10的相配合的凹口37内。这样，两块板的定中就做到了，而过滤织物17就能很快地放置，夹入，并密封好。
图8-10中所示的闭合板16是与第二板11以同样的方式构成的，但只在其环形表面中之一个面上具有排出空间14，背离过滤织物17的外表面是一个平面。这些闭合板16中之一块用以闭合如图1中构造的过滤组合件。
利用这种结构的过滤流体设备就可以通过介质所流过的区域的布置和设计获得一个极为良好的连续介质流动，在过滤设备中的介质的流速是恒定的。此外，利用这一布置还可以得到一个很大的过滤面积。
当图1中的设备1操作了一段时期而过滤织物17最后被从介质中滤出的滤渣所堵塞时，第一室3内未过滤介质的压力稍许增高，这压力略高于第二室23内的压力。这压力的增高(压差)可以用两个压力传感器40来确定。传感器40的控制环于是使回洗装置7开动。为此目的，活塞6通过一个线性驱动装置41从筒4的伸长部分9移动至成圈形的开口5的任何所想到达的回洗位置。活塞6由此以其在活塞表面上的一条环形沟道42盖住一圈的开口5。环形沟道42通过径向设置的孔道43与一空心活塞杆44相通，空心活塞杆向一条沉积线45开放。
在活塞6的任何回洗位置上，准备过滤的介质继续通过进口2供应给第一室3，该介质经过径向孔道43之间的轴向孔道46流经活塞6。通过未被活塞6盖住的开口，这介质穿过输入空间13，过滤织物17，和排出空间14流入第二室23内，一等到活塞6移至一个回洗位置时，一小部份的过滤液就从室23通过相应的排出空间14以反方向穿过过滤织物17；粘附在过滤织物17上的滤渣由此被冲洗掉，并通过输入空间13和开口5被送入活塞6的环形沟道42中，从这里含有滤渣的这种介质通过径向孔道43和空心活塞杆44被引至沉积线45。
通过将筒4内的活塞6移位至另一圈的开口，这回洗操作可以在过滤操作继续进行期间为设置在设备1内的所有过滤织物17进行清洗。因此，进行回洗和对过滤织物17的清洗工作并不一定阻碍过滤操作。
回洗含有滤渣的介质的数量可以由一个控制阀46来调节，也可以通过调整活塞6停留在回洗位置的时间长短来进行。
这种过滤设备可以适用于几乎任何类型的流体。
Claims (10)
1.一种用于过滤流体介质的设备，所述设备包括一个配置有一个进口的第一室，一个配置有一个出口的第二室，和设置在第一和第二室之间的多个开口，并且还设置至少一个供被过滤的介质从中流过的过滤织物，其特征在于：其还包括：
至少一个输入空间装置，所述至少一个输入空间装置具有一个输入端和一个排出端，并在截面上朝向所述排出端逐渐减小，所述开口敞开进入在所述输入端的所述至少一个输入空间装置；
至少一个排出空间装置，所述至少一个排出空间装置的走向平行于所述至少一个输入空间装置，并具有一个输入部分和一个排出部分，所述至少一个排出空间装置朝向在所述排出部分的所述第二室敞开，并在截面上朝向所述排出端逐渐增大；
所述至少一个过滤织物在一个纵向平面上分别地固定在所述至少一个输入空间装置和所述至少一个排出空间装置之间并分隔开所述至少一个输入空间装置和所述至少一个排出空间装置；
至少一对相邻的板分别地界定所述至少一个输入空间装置和所述至少一个排出空间装置，所述至少一个过滤织物分别地夹持并固定在每一对所述一对相邻的板之间，从而在所述纵向平面上形成至少一个过滤平面。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：其还包括一个容器，所述容器具有一个环绕所述至少一对相邻的板和所述至少一个过滤织物的容器壁，并形成所述第二室，所述第一室取一个中空圆筒的形式，环绕所述圆筒径向地布置所述至少一个过滤平面，所述至少一对相邻的板和所述至少一个过滤织物各具有能容纳所述圆筒的一个环形盘的形状。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于：每一个所述至少一对相邻的板包括：一个环形的第一板和一个环形的第二板，所述环形的第一板具有一个输入侧，所述输入侧包括一个朝向所述圆筒敞开的第一环形沟道，所述第一环形沟道设置在位于朝向所述环形的第一板的上表面和下表面的相应的第一环形棱边之间，所述至少一个输入空间装置结合在所述环形的第一板的每一个上表面和下表面内，并敞开进入所述第一环形沟道；所述环形的第二板具有一个排出侧，所述排出侧包括一个朝向所述第二室敞开的第二环形沟道，并设置在位于朝向所述环形第二板的上表面和下表面的相应的第二环形棱边之间，所述至少一个排出空间装置结合在所述环形第二板的每一个上表面和下表面内，并敞开进入所述第二环形沟道；和一个相应的所述至少一个过滤织物之一夹持在所述第一环形棱边之一与所述环形的第二板或一个闭合板之间，和在所述第二环形棱边之一与所述环形的第一板之间。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于：所述开口设置成在所述圆筒的一个周界壁的环形圈内，使得每一个所述圈均位于所述第一环形沟道之一的附近。
5.如权利要求3所述的设备，其特征在于：每一个所述第一环形棱边和每一个所述第二环形棱边包括一个圆形边缘，每一个所述一对相邻的板包括一个相配合的凹口，当所述环形第一板和所述环形第二板、或所述环形第一板和所述闭合板连接成对时，每一个圆形边缘嵌入一个相应的相配合的凹口。
6.如权利要求2所述的设备，其特征在于：其还包括多个用以支撑所述至少一个过滤织物的支撑件，所述支撑件固定到在相应的所述输入空间装置之一和所述排出空间装置之一之间的所述至少一对相邻的板上。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于：所述支撑件设置成具有一个恒定的厚度的径向肋条，所述肋条固定到所述至少一对相邻的板上，并延伸在所述至少一对相邻的板的整个全长度的至少一个部份之上。
8.如权利要求2所述的设备，其特征在于：其还包括一个回洗装置，所述回洗装置具有一条沉积线和设置在所述圆筒中的至少一个活塞，所述活塞在所述圆筒内作纵向移动，以便选择性堵塞多个开口圈中之一，所述开口圈定义在环绕所述圆筒的周界上，所述活塞包括一个环形沟道，通过所述沟道使所述多个开口圈中之一与所述沉积线连通。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于：其还包括用以使所述至少一个活塞处于释开的位置的装置，在所述活塞的所述释开的位置，所有所述开口都打开，从而允许流体介质流动通过所有所述开口、所述至少一个输入空间装置和所述至少一个排出空间装置。
10.如权利要求1所述的设备，其特征在于：其还包括两个闭合板和多个所述过滤织物，所述过滤织物以叠置的方式设置在所述两个闭合板之间，从而限定多个过滤平面。
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