ФИЛЬТРОВАЛЬНАЯ СВЕЧА ДЛЯ ФИЛЬТРА С ОБРАТНОЙ ПРОМЫВКОЙ ЭЛЕМЕНТОВ
CANDLE FOR BACK-FLUSHING FILTER

Данное изобретение относится к фильтровальной свече для фильтра с обратной промывкой элементов для фильтрации текучей среды, которая содержит окруженное фильтрующей средой внутреннее пространство фильтровальной свечи.
Такая фильтровальная свеча известна из DE 102 44 660 А1.
У этой известной фильтровальной свечи во внутреннем пространстве фильтровальной свечи расположено чистящее тело, которое на своей поверхности снабжено тонкой щетиной, щетками, гибкими язычками или гибкими скребками, длина которых выбрана таким образом, что общий диаметр чистящего тела получается большим, чем ширина в свету внутреннего пространства фильтровальной свечи. Фильтрующая среда расположена на внутренней стороне фильтровальной свечи и механически очищается во время фазы обратной промывки фильтровальной свечи посредством щетины, щеток, гибких язычков или гибких скребков, расположенных на чистящем теле.
При этом, недостатком является то, что механическое очищающее воздействие очищающего корпуса захватывает фильтрующую поверхность неравномерно и что фильтрующая среда изнашивается под воздействием механического контакта с очищающим корпусом.
В основу данного изобретения положена задача создания фильтровальной свечи вышеназванного типа, фильтрующая среда которой в фазе обратной промывки очищается особенно эффективно и равномерно.
Эта задача согласно изобретению решена посредством фильтровальной свечи согласно пункту 1 формулы изобретения.
Фильтровальная свеча согласно изобретению содержит расположенное во внутреннем пространстве фильтровальной свечи запруживающее поток обратной промывки тело, которое выполнено с возможностью перемещения при обратной промывке фильтровальной свечи посредством потока обратной промывки в продольном направлении фильтровальной свечи и создает местное увеличение скоростного напора потока обратной промывки. В силу увеличения скоростного напора в непосредственной близости от запруживающего поток обратной промывки тела фильтрующая среда в своей непосредственно граничащей с соответствующим положением запруживающего поток обратной промывки тела области течет под действием потока обратной промывки особенно интенсивно, так что соответственно в области, в которой находится запруживающее поток обратной промывки тело, загрязнения фильтрующей среды очищаются особенно эффективно.
При этом, запруживающее поток обратной промывки тело при обратной промывке фильтровальной свечи не прилегает к очищаемой фильтрующей среде, так что механического контакта между запруживающим поток обратной промывки телом и фильтрующей средой не возникает, вследствие чего гарантируется, что фильтрующая среда не изнашивается за счет контакта с запруживающим поток обратной промывки телом. Помимо этого достигается, что перемещение запруживающего поток обратной промывки тела в продольном направлении фильтровальной свечи во время процесса обратной промывки не затормаживается за счет механического трения или прилипания к фильтрующей среде. Кроме того, запруживающее поток обратной промывки тело не загрязняется отделившимися от фильтрующей среды частицами.
Предпочтительно, запруживающее поток обратной промывки тело во время фазы обратной промывки фильтровальной свечи перемещается по всей продольной протяженности фильтровальной свечи, так что повышенное давление обратной промывки присутствует на каждом месте фильтровальной среды, когда через соответствующее место проходит запруживающее поток обратной промывки тело.
Благодаря этому предотвращается, что фильтрующая среда протекает интенсивно под действием потока обратной промывки только там, где присутствует низкое сопротивление сквозному потоку. Тем самым, у фильтровальной свечи согласно изобретению, прежде всего, в близких к выходу областях фильтрующей среды, чистящее воздействие во время фазы обратной промывки усиливается.
В фильтровальной свече согласно изобретению усиливается эффект обратной промывки текучей средой без механической очистки фильтрующей среды посредством очищающего тела, вступающего в контакт с фильтрующей средой. Поэтому у фильтровальной свечи согласно изобретению очистка фильтрующей среды происходит особенно эффективно, равномерно и бережно.
Посредством улучшенной обратной промывки фильтрующей среды и отсутствия ее механического износа при обратной промывке срок службы фильтровальной свечи значительно увеличивается.
В предпочтительной форме осуществления изобретения предусмотрено, что протяженность запруживающего поток обратной промывки тела поперек продольного направления фильтровальной свечи меньше, чем ширина в свету внутреннего пространства фильтровальной свечи поперек продольного направления фильтровальной свечи. Благодаря этому достигается, что запруживающее поток обратной промывки тело может перемещаться по существу беспрепятственно по внутреннему пространству фильтрующей среды.
С другой стороны, протяженность запруживающего поток обратной промывки тела относительно ширины в свету внутреннего пространства фильтровальной свечи не может быть слишком маленьким, чтобы достичь достаточного увеличения скоростного напора потока обратной промывки. Поэтому протяженность запруживающего поток обратной промывки тела поперек продольного направления фильтровальной свечи составляет по меньшей мере примерно 80%, предпочтительно, по меньшей мере примерно 90% ширины в свету внутреннего пространства фильтровальной свечи.
Особенно благоприятным оказалось, если ширина зазора между запруживающим поток обратной промывки телом, с одной стороны, и ограничительной стенкой внутреннего пространства фильтровальной свечи, с другой стороны, составляет самое большее примерно 3 мм, предпочтительно, самое большее примерно 2 мм.
Принципиально, запруживающее поток обратной промывки тело может иметь любую форму.
Прежде всего тогда, когда применяется по существу цилиндрическая фильтровальная свеча, является благоприятным, если запруживающее поток обратной промывки тело выполнено по существу в виде шара или по существу цилиндрическим, так как эти формы особенно хорошо подходят к сечению внутреннего пространства фильтровальной свечи.
Чтобы не препятствовать перемещению запруживающего поток обратной промывки тела через внутреннее пространство фильтровальной свечи, является благоприятным, если запруживающее поток обратной промывки тело имеет лишенную выступов поверхность, которая прежде всего не содержит щетины, щеток, гибких язычков, гибких скребков или других выступов.
Особенно свободное от трения перемещение запруживающего поток обратной промывки тела через внутреннее пространство фильтровальной свечи достигается, если запруживающее поток обратной промывки тело при обратной промывке не прилегает к ограничительной стенке внутреннего пространства фильтровальной свечи.
В предпочтительной форме осуществления изобретения предусмотрено, что запруживающее поток обратной промывки тело во время фазы фильтрации фильтра с обратной фильтрацией элементов расположен на верхнем конце фильтровальной свечи, а затем во время фазы обратной промывки перемещается вниз от этого верхнего конца в продольном направлении фильтровальной свечи.
Для того чтобы достичь, чтобы запруживающее поток обратной промывки тело после окончания фазы обратной промывки самостоятельно возвращалось в исходную позицию у верхнего конца фильтровальной свечи, может быть предусмотрено, что запруживающее поток обратной промывки тело имеет меньшую среднюю плотность, чем отфильтрованная текучая среда. Таким образом, воздействующая на запруживающее поток обратной промывки тело внутри отфильтрованной текучей среды подъемная сила является большей, чем воздействующий на запруживающее поток обратной промывки тело вес.
Чтобы достичь этого, запруживающее поток обратной промывки тело может быть выполнено, например, в виде полого тела.
Альтернативно или дополнительно для этого также может быть предусмотрено, что запруживающее поток обратной промывки тело содержит материал, который имеет плотность меньшую, чем отфильтрованная текучая среда.
Прежде всего, может быть предусмотрено, что запруживающее поток обратной промывки тело полностью состоит из материала, который имеет плотность меньшую, чем отфильтрованная текучая среда.
В предпочтительной форме осуществления изобретения фильтровальная свеча выполнена по существу цилиндрической.
Далее, является благоприятным, если фильтровальная свеча имеет упор для запруживающего поток обратной промывки тела, к которому во время фазы фильтрации фильтровальной свечи прилегает запруживающее поток обратной промывки тело. Таким образом, положение запруживающего поток обратной промывки тела может быть хорошо определено во время фазы фильтрации фильтровальной свечи.
В предпочтительной форме осуществления изобретения предусмотрено, что фильтровальная свеча имеет гнездо запруживающего поток обратной промывки тела для запруживающего поток обратной промывки тела, в котором запруживающее поток обратной промывки тело размещено во время фазы фильтрации фильтровальной свечи, при этом гнездо запруживающего поток обратной промывки тела содержит по меньшей мере один канал текучей среды для направления фильтрованной текучей среды мимо запруживающего поток обратной промывки тела. Таким образом, отфильтрованная текучая среда во время фазы фильтрации может беспрепятственно течь мимо запруживающего поток обратной промывки тела, так что сопротивление потока фильтровальной свечи не увеличивается вследствие наличия запруживающего поток обратной промывки тела.
Чтобы определить положение запруживающего поток обратной промывки тела внутри гнезда запруживающего поток обратной промывки тела в радиальном направлении, может быть предусмотрено, что гнездо запруживающего поток обратной промывки тела имеет по меньшей мере один выступ, обращенный вовнутрь внутреннего пространства гнезда запруживающего поток обратной промывки тела.
Для повышения механической стабильности фильтровальная свеча содержит, предпочтительно, опорный элемент, который поддерживает фильтрующую среду.
В предпочтительной форме осуществления изобретения предусмотрено, что фильтрующая среда расположена на внешней стороне опорного элемента, обращенной от внутреннего пространства фильтровальной свечи. Тем самым, простым способом предотвращается, что запруживающее поток обратной промывки тело при обратной промывке фильтровальной свечи прилегает к фильтрующей среде.
Далее, предпочтительно предусмотрено, что в фазе фильтрации фильтровальная свеча является промываемой потоком снаружи вовнутрь.
Следующие признаки и преимущества изобретения являются предметом нижеприведенного описания и графического изображения примера осуществления.
На чертежах показаны:
Фиг.1 - схематический вертикальный продольный разрез фильтровальной свечи с запруживающим поток обратной промывки телом, при этом фильтровальная свеча находится в фазе фильтрации;
Фиг.2 - схематический горизонтальный разрез вдоль линии 2-2 на фиг.1 гнезда запруживающего поток обратной промывки тела фильтровальной свечи по фиг.1 в фазе фильтрации;
Фиг.3 - схематический вертикальный продольный разрез фильтровальной свечи из фиг.1 во время фазы обратной промывки; и
Фиг.4 - схематический горизонтальный разрез вдоль линии 4-4 на фиг.3 фильтровальной свечи по фиг.3 во время фазы обратной промывки.
Одинаковые или функционально эквивалентные элементы обозначены на всех чертежах одними и теми же ссылочными позициями.
Изображенный на фиг.1-4 фильтр с обратной промывкой элементов, обозначенный в совокупности как 100, содержит по меньшей мере одну, удерживаемую на креплении 102, по существу цилиндрическую фильтровальную свечу 104 с направленной по существу вертикально продольной средней осью 106.
Фильтровальная свеча 104 содержит цилиндрический опорный элемент 108, который окружает по существу цилиндрическое внутреннее пространство 110 фильтровальной свечи и содержит усилительные распорки 112, выступающие во внутреннее пространство 110 фильтровальной свечи, простирающиеся параллельно продольной средней оси 106 фильтровальной свечи 104 и находящиеся по окружности фильтровальной свечи 104 по существу на равноудаленном расстоянии друг от друга.
Взаимное расстояние D между расположенными радиально внутри концами двух диаметрально противолежащих друг другу усилительных подпорок 112 определяет ширину в свету внутреннего пространства 110 фильтровальной свечи.
Опорный элемент 108, включая усилительные подпорки 112, может быть изготовлен, например, из высококачественной стали.
Внешняя сторона опорного элемента 108 окружена цилиндрической фильтрующей средой 114, которая может быть выполнена в виде ситовой ткани или щелевого грохота и поддерживается на внешней стороне опорного элемента 108.
Прежде всего, фильтрующая среда 114 может быть выполнена из ткани из высококачественной стали или из синтетической ткани.
Если фильтрующая среда 114 выполнена в виде ситовой ткани, то средний размер ячеек ситовой ткани составляет предпочтительно примерно от 20 µм до примерно 100 µм.
Если фильтрующая среда 114 выполнена в виде щелевого грохота, то средняя ширина щели составляет предпочтительно примерно от 20 µм до примерно 100 µм.
Нижний конец опорного элемента 108 и фильтрующей среды 114 закрыт с помощью колпачка 116.
На верхнем открытом конце фильтровальной свечи 104 расположено гнездо 118 запруживающего поток обратной промывки тела, которое во время фазы фильтрации фильтровальной свечи 104 принимает, например, выполненное в виде шара запруживающее поток обратной промывки тело 120, как изображено на фиг.1 и 2.
Гнездо 118 запруживающего поток обратной промывки тела содержит выполненный и расположенный соосно опорному элементу 108 корпус 122, от внутренней стороны 124 которого в радиальном направлении во внутреннее пространство гнезда 118 запруживающего поток обратной промывки тела выступают несколько распорок, например четыре распорки 126, которые простираются параллельно продольной средней оси 106 фильтровальной свечи 104 и расположены по окружности фильтровальной свечи 104 по существу на равноудаленном расстоянии друг от друга, чтобы между радиально лежащими внутри концами распорок центрировать запруживающее поток обратной промывки тело 120.
Между соответственно двумя распорками 126, следующими друг за другом по окружности фильтровальной свечи 104, выполнен канал 128 текучей среды, через который в фазе фильтрации отфильтрованная текучая среда может протекать мимо запруживающего поток обратной промывки тела 120.
Верхний конец корпуса 122 гнезда 118 запруживающего поток обратной промывки тела установлен на креплении 102 фильтровальной свечи 104 и имеет выходное отверстие 129, через которое отфильтрованная текучая среда может попадать из внутреннего пространства 110 фильтровальной свечи в камеру 130 фильтрата.
Запруживающее поток обратной промывки тело 120 имеет меньшую среднюю плотность, чем отфильтрованная текучая среда, так что подъемная сила, воздействующая на запруживающее поток обратной промывки тело 120, является большей, чем воздействующий на запруживающее поток обратной промывки тело 120 вес, вследствие чего запруживающее поток обратной промывки тело 120 в изображенной на фиг.1 и 2 фазе фильтрации фильтровальной свечи 104 находится в гнезде 118 запруживающего поток обратной промывки тела, расположенном на верхнем конце фильтровальной свечи.
Выдавливание запруживающего поток обратной промывки тела 120 через выходное отверстие 129 фильтровальной свечи 104 предотвращается посредством упора 132, который поперечно простирается через верхнюю область гнезда 118 запруживающего поток обратной промывки тела и на нижний конец которого во время фазы фильтрации наталкивается запруживающее поток обратной промывки тело 120.
Запруживающее поток обратной промывки тело 120 может быть, например, выполнено в виде полого тела, прежде всего полого шара, из синтетического материала или из металлического материала, например высококачественной стали.
Кроме того, альтернативно, запруживающее поток обратной промывки тело 120 может также быть изготовлено цельным из материала, который имеет плотность меньшую, чем отфильтрованная текучая среда.
Запруживающее поток обратной промывки тело 120 имеет гладкую поверхность, на которой отсутствуют какие-либо щетинки, щетки, гибкие язычки, гибкие скребки или другие выступы.
Вышеописанный фильтр 100 с обратной промывкой элементов функционирует следующим образом.
Во время изображенной на фиг.1 и 2 фазы фильтрации подлежащая фильтрации текучая среда, например подлежащая фильтрации жидкость, которая несет с собой загрязнения, течет из окружающего фильтровальную свечу 104 загрязненного пространства 133 через фильтрующую среду 114 и пропускные отверстия между усилительными распорками 112 опорного элемента 108 во внутреннее пространство 110 фильтровальной свечи, при этом отфильтрованные загрязнения оседают на внешней стороне фильтрующей среды 114 и/или внутри фильтрующей среды 114.
Направление потока текучей среды во время фазы фильтрации указано на фиг.1 стрелками 134.
Из внутреннего пространства 110 фильтровальной свечи фильтрованная текучая среда через каналы 128 текучей среды гнезда 118 проходит мимо запруживающего поток обратной промывки тела 120 и через выходное отверстие 129 попадает в камеру 130 фильтрата.
При достижении определенной степени загрязнения фильтрующей среды 114 или после истечения заданного времени фильтрации фильтр 100 с обратной промывкой элементов переключается из фазы фильтрации в изображенную на фиг.3 и 4 фазу обратной промывки, в которой с помощью (не изображенного) механизма обратной промывки фильтрованная текучая среда возвращается обратно из камеры 130 фильтрата во внутреннее пространство 110 фильтровальной свечи при повышенном давлении потока обратной промывки, например, от примерно 3 бар до примерно 5 бар, чтобы после прохождения потока обратной промывки через опорный элемент 108 и фильтрующую среду 114 осевшие на или в фильтрующей среде 114 загрязнения отделились от фильтрующей среды 114.
Этот эффект обратной промывки текучей среды значительно усиливается за счет запруживающего поток обратной промывки тела 120, расположенного во внутреннем пространстве 110 фильтровальной свечи.
Запруживающее поток обратной промывки тело 120, к верхней стороне которого прикладывается повышенное давление потока обратной промывки, за счет давления обратной промывки движется вниз вдоль продольной средней оси 106 фильтровальной свечи 104, как изображено на фиг.3.
При этом, запруживающее поток обратной промывки тело 120 не касается внутренней ограничительной стенки опорного элемента 108 и усилительных распорок 112 опорного элемента 108, или касается только кратковременно, так как диаметр d запруживающего поток обратной промывки тела 120 меньше, чем ширина D в свету внутренней поверхности 110 фильтровальной свечи, так что между поверхностью запруживающего поток обратной промывки тела 120 и расположенными радиально внутри концами усилительных распорок 112 возникает зазор примерно до 3 мм при диаметре d запруживающего поток обратной промывки тела, равном, например, примерно 20 мм.
За счет остающейся между запруживающим поток обратной промывки телом 120 и опорным элементом 108 щели запруживающее поток обратной промывки тело 120 по существу без трения продавливается вниз через внутреннее пространство 110 фильтровальной свечи.
Так как остающаяся между запруживающим поток обратной промывки телом 120 и опорным элементом щель все-таки сравнительно мала в области внутреннего пространства 110 фильтровальной свечи, в лежащей в направлении потока обратной промывки непосредственно перед запруживающим поток обратной промывки телом 120 области возникает увеличенный скоростной напор в потоке обратной промывки.
Одновременно, в расположенной в направлении потока обратной промывки непосредственно позади запруживающего поток обратной промывки тела 120 области 138 внутреннего пространства 110 фильтровальной свечи вследствие инерции вытесняемой запруживающим поток обратной промывки телом 120 текучей среды также возникает увеличенный скоростной напор.
Вследствие увеличения скоростного напора в областях 136 и 138 в непосредственной близости от запруживающего поток обратной промывки тела 120 поток обратной промывки через фильтрующую среду 114 в непосредственно граничащей с соответствующим положением запруживающего поток обратной промывки тела 120 области протекает особенно интенсивно, так что соответственно в области, в которой находится запруживающее поток обратной промывки тело 120, загрязнения очищаются фильтрующей средой 114 особенно эффективно.
Направление потока обратной промывки указано на фиг.3 и 4 стрелками 140. Так как фаза обратной промывки осуществляется так долго, пока запруживающее поток обратной промывки тело 120 не переместится из гнезда 118 до нижнего конца фильтровальной свечи 104, создаваемая посредством присутствия запруживающего поток обратной промывки тела 120 область интенсивной промывки охватывает всю площадь фильтрующей среды 114, так что вся площадь фильтрующей среды промывается и очищается особенно интенсивно.
Вследствие этой интенсивной промывки фильтрующей среды 114 во время фазы обратной промывки фильтровальная свеча 104 имеет особенно долгий срок эксплуатации.
Далее, вследствие того, что запруживающее поток обратной промывки тело 120 движется вниз через внутреннее пространство 110 фильтровальной свечи по существу с постоянной скоростью, общая поверхность фильтрующей среды 114 промывается и очищается очень равномерно, так что отсутствуют области фильтрующей среды 114, которые промыты лишь недостаточно и, тем самым, в целом сокращают срок эксплуатации фильтровальной свечи 104.
Во время обратной промывки запруживающее поток обратной промывки тело 120 не вступает в контакт с фильтрующей средой 114, так что очистка фильтрующей среды 114 в фазе обратной промывки происходит только за счет усиленного эффекта обратной промывки текучей среды, а не посредством механической очистки с помощью запруживающего поток обратной промывки тела 120.
По окончании обратной промывки во время фазы обратной промывки запруживающее поток обратной промывки тело 120 снова самостоятельно поднимается от нижнего конца внутреннего пространства 110 фильтровальной свечи наверх в гнездо 118, так как воздействующая на запруживающее поток обратной промывки тело 120 подъемная сила преобладает над воздействующим на запруживающее поток обратной промывки тело 120 весом. Затем эксплуатация фильтра 100 с обратной промывкой элементов продолжается со следующей фазой фильтрации.