旋转压力过滤器的制作方法

1.本发明涉及一种适用于医疗产品和/或食品的处理的旋转压力过滤器，该旋转压力过滤器包括：能围绕旋转轴线旋转的滤筒；沿着滤筒的外周设置的多个过滤小室；围绕滤筒的壳体，其中在滤筒与壳体之间形成处理空间；以及将处理空间分成多个处理区的至少一个分离元件，其中至少一个处理区与流体入口相关联，通过该流体入口能将流体引入到所述处理区中。


背景技术：

2.申请人多年来一直在销售压力过滤器。在这样的旋转压力过滤器中，作为液体和固体的混合物的悬浮液被施加于旋转的滤筒。滤筒被设计成使悬浮液中的液体能通过滤筒的壁，而悬浮液中的固体则被截留在滤筒的表面上。结果，在滤筒的表面形成一层固体，其在专业界被称为“滤饼”。
3.随着滤筒的旋转，悬浮液或滤饼通过各种处理区，例如洗涤区和干燥区，分离元件将这些处理区以气密的方式彼此分开。被过滤器截留的固体和/或处理流体会聚集在底切和狭窄的间隙中，特别是在密封处理空间的密封件的区域中。
4.然而，为了能够用旋转压力过滤器处理例如食品或药品，至关重要的是确保待处理的产品不被之前处理过的产品的残留物污染。


技术实现要素：

5.因此，本发明的目的是提供一种旋转压力过滤器，通过该旋转压力过滤器能够大大减少甚至完全阻止不希望的固体和/或处理流体的积聚。
6.根据本发明，上述目的通过适用于医疗产品和/或食品的处理的旋转压力过滤器得以实现，该旋转压力过滤器包括：
7.能围绕旋转轴旋转的滤筒，
8.沿着滤筒的外周设置的多个过滤小室，
9.围绕滤筒的壳体，其中在滤筒与壳体之间形成处理空间，以及
10.将处理空间分成多个处理区的至少一个分离元件，其中至少一个处理区与壳体连接器相关联，通过该壳体连接器能将流体和/或悬浮液引入到所述处理区中，
11.其中处理区彼此分开，使得流体/悬浮液基本上被阻止根据滤筒的旋转而从一个处理区进入相邻的处理区，
12.其中至少一个分离元件被设计成阻止流体在分离元件的区域中的永久积聚，
13.其中滤筒相对于壳体被密封，使得来自至少一个处理区的流体/悬浮液除了通过位于处理区中的过滤单元之外基本上被阻止离开对应的处理区，并且使得流体/悬浮液在滤筒与壳体之间的过渡区域中的永久积聚被阻止，
14.其中滤筒与壳体之间的密封件包括弹性的中空元件，该中空元件能用流体填充，并被设计成通过填充中空元件来封闭该中空元件与壳体之间的间隙，和/或
15.其中在平行于滤筒的旋转轴线的方向上与至少一个分离元件相邻地、特别是与所有分离元件相邻地、特别是在两侧都设置有能用流体填充的弹性的中空元件，该中空元件被设计成通过填充中空元件来封闭该中空元件与分离元件之间的间隙。
16.表述“来自至少一个处理区的流体/悬浮液除了通过位于处理区中的过滤小室外基本上被阻止离开对应的处理区”旨在具体指形成或处理滤饼的那些处理区。然而，另外，还可以存在处理流体从外部被径向引入再径向向外离开的处理区，例如干燥区中的干燥空气。此外，可以设置清洁区，在该清洁区中，处理流体被从内部径向引导通过过滤小室，然后被径向向外引导，例如为了清洁滤布。因此，总体而言，上述表述旨在表示应阻止流体或悬浮液在未被指定用于流体/悬浮液离开的点处离开处理区。这主要适用于在滤筒的旋转方向上和/或在滤筒的旋转轴线的轴向方向上离开处理区的流体/悬浮液。
17.中空元件可以例如被设计成用来自与其连接的源的气体(例如空气)填充。
18.通过填充中空元件，可以封闭在轴向上与处理空间和/或分离元件邻接的间隙，使得固体或处理流体的积聚被阻止。例如，在分离元件的情况下，压力腔室相对于滤筒设置在径向外侧并且通过该压力腔室能使分离元件沿滤筒的方向移位，能阻止异物进入该压力腔室。
19.由于中空元件的灵活设计，它几乎可以任意放置在对应的配合表面上，使得能可靠地封闭待封闭的间隙。另外，至少一个中空元件可以与控制单元连接，该控制单元被设计成检测中空元件中的压降并自动启动向中空元件的对应的流体供应。
[0020]“聚积”或“聚集”在此特别是指进入对应的间隙的固体和/或处理流体不能在交换的意义上以自清洁的方式被去除。
[0021]
为了在那些无法通过设计避免的间隙中实现这种自清洁效果，可以在根据本发明的旋转压力过滤器中形成这样的间隙，即该间隙特别是具有从0.5毫米起的间隙尺寸和相关的半径、特别是从5毫米起的半径。
[0022]
有利地，密封条可以与中空元件相关联，并且可以在待封闭的间隙处与该中空元件相邻地设置，其中密封条可以有利地包括ptfe材料。通过使用密封条，密封条可以承担贴靠在配合表面上并因此密封间隙的功能，使得中空元件可以主要具有施加力的功能。因此，中空元件也可以具有非常薄的壁。
[0023]
已经发现，包含ptfe的密封条既可以具有良好的密封性能，又可以在关于相对运动(例如滤筒相对于壳体的旋转)的元件的密封的情况下具有良好的滑动性能。
[0024]
为了能够确保壳体内部的所有表面的清洁，可以在其上设置与滤筒一起旋转的清洁导轨，沿着清洁导轨设置多个喷嘴，例如扁平喷射喷嘴。该清洁导轨可专门设计用于清洁旋转压力过滤器的壳体内部。为了清洁滤筒和过滤小室或设置在其中的过滤单元，可以在壳体的至少一个对应的处理区中设置具有一排喷嘴的至少一个另外的清洁导轨。该(这些)清洁导轨特别是相对于过滤器壳体是静止的。在多个清洁导轨的情况下，与第一排相比，第二排中喷嘴的数量可以增加，以便以足够的清洁性能到达滤筒的每个点。此外，可以在处理区中设置排出孔，通过该排出孔可以排放所供应的清洁流体。在这种情况下，排出孔可以仅在洗涤过程中被打开，例如在两种不同产品的处理之间，并且可以被关闭，特别是自动关闭以用于产品处理操作。
[0025]
有利地，喷嘴、至少与滤筒一起旋转的清洁导轨、特别是所有清洁导轨可以设计成
与设置喷嘴的部件的外周齐平。在喷嘴从部件突出和喷嘴陷进部件中的情况下，都存在产品在边缘和底切处聚集的风险。齐平设计可以防止产品聚集。
[0026]
此外，滑动元件可以与中空元件相关联，并且设置在和它相邻的中空元件与旋转压力过滤器的能相对于该中空元件移位的部件、特别是滤筒之间。特别地，该滑动元件可以是与密封条分离并且可以设置在中空元件的与密封条不同的一侧的元件。
[0027]
在这种情况下，滑动元件可以固定到也固定有中空元件的相同部件上。例如，如果中空元件与壳体连接，例如与中空元件连接的流体管线穿过壳体，则滑动元件也可以与壳体连接，从而可以阻止滑动元件与中空元件之间的相对移位。
[0028]
有利地，中空元件、密封条和滑动元件中的至少一个可以是环形的。这样，密封条、中空元件和滑动元件可以各自设置在滤筒的每个纵向端部处，它们的环形构造在滤筒的圆周方向上延伸。特别地，多个流体管线可以与环形的中空元件相关联，通过这些管线可以将流体导入或导出中空元件，以使其膨胀或缩小。
[0029]
中空元件、密封条和滑动元件中的至少一个可以设置成与滤筒的旋转轴线基本同心。
[0030]
特别是，形成滤筒与壳体之间的密封件的部件也可以是形成分离元件与壳体之间的密封件的部件。因此，可以设想环形的中空元件例如与环形的密封条和环形的滑动元件组合在第一部分上提供分离元件与壳体之间的密封件，并在第二部分上提供滤筒与壳体之间的密封件。另外，单个中空元件可能与密封条和/或滑动元件组合也可以在同一侧上形成旋转压力过滤器的分离元件与壳体之间的所有密封件。
[0031]
旋转压力过滤器还可以包括控制头，该控制头相对于滤筒设置在径向内部，并且已经通过特定的处理区中的过滤小室的流体通过该控制头离开旋转压力过滤器，控制头被控制头分离元件分成多个排放区，这些排放区与滤筒和控制头邻接，使得排放区相对于彼此流体密封，其中在平行于滤筒的旋转轴线的方向上，特别是在相对于一个控制头分离元件、特别是相对于所有控制头分离元件的两侧都设置有能填充流体的中空元件，该中空元件被设计成通过填充中空元件来封闭该中空元件与控制头分离元件之间的间隙。
[0032]
在这一点上需要指出的是，已经关于上述中空元件描述的上述特征、优点和特性也可以应用于与控制头分离元件相关联的中空元件。因此，通过使用对应的中空元件，可以密封控制头分离元件，特别是在相对于滤筒的旋转轴线的轴向上。
[0033]
在此，密封条和/或滑动元件也可以与和控制头分离元件相邻的(多个)中空元件相关联，并且可以在待封闭的间隙处与中空元件相邻地设置，在这方面参照上述密封条/滑动元件。
[0034]
在本发明的改进方案中，可以在过滤小室中、特别是在每个过滤小室中都设置过滤单元，该过滤单元承载滤布，该滤布被设计成截留到达滤布的待过滤的悬浮液中的大于由滤布限定的尺寸的固体并允许流体通过，过滤单元的滤布和框架作为单独的部件进行生产，并使用接合工艺、特别是热接合工艺(例如焊接工艺和超声波焊接工艺中的一种)进行互连，或者滤布和框架一起生产为一体，特别是使用3d打印工艺。通过将滤布直接连接到过滤单元的框架上，可以省去传统过滤单元中用于将滤布紧固到框架上的绳，这反过来又阻止了由于使用绳而引起的产品可能积聚在其中的间隙。特别地，滤布可以连接至框架，使得滤布的聚集滤饼的一侧与过滤单元的框架的相邻表面基本齐平。对应的焊缝因此可以基本
上在一个平面中或在围绕空间轴线弯曲的表面中延伸。
[0035]
当过滤单元(即框架和/或滤布)使用塑料材料，例如pp/pvdf时，特别是可以使用超声波焊接工艺。
[0036]
此外，可以在旋转压力过滤器的控制头上设置用于轴承护罩的所谓的“第二外壳”，出于职业安全的原因，可以通过该第二外壳在所述部件上向外实现额外的密封而额外地阻止有害物质的可能泄漏。特别地，该第二外壳可以设置在滤筒的填料函压盖的外侧，优选同轴地设置。第二外壳可以通过那些紧固元件(例如带螺纹的螺栓)与壳体连接，滤筒的填料函压盖也通过那些紧固元件附接到壳体上。第二外壳有利地具有至少一个径向轴密封环，该径向轴密封环被设计成与滤筒接触以提供进一步的密封。
[0037]
有利地，过滤单元可以具有密封件，该密封件至少部分地围绕过滤小室的框架延伸，并被设计成密封过滤小室与设置在其中的过滤单元之间的间隙，其中该密封件特别是可以包括弹性体材料。在过滤单元在相关的过滤小室中的组装状态下，例如可以被设计成具有圆形轮廓的密封绳的密封件可以变形到密封件完全封闭过滤单元与过滤小室之间的间隙的程度，即，周向设置在过滤单元的框架上的密封件变形成使得它在相对于滤筒的旋转轴线的径向方向上与相关联的滤布基本齐平。这样，过滤单元和过滤小室或过滤小室的壁之间的间隙和/或底切可以被封闭成使得在清洁过滤小室时，可以可靠地去除积聚在那里的产品，特别是固体。
[0038]
为了引起过滤单元的密封件的变形，过滤单元可以被拧到滤筒上，特别是使用通过滤筒的改造(transformation)从滤筒的径向内侧接合到过滤单元中的双头螺栓。此外，可以在与过滤单元的密封件邻接的过滤小室基座上形成倒角，该倒角促进了密封件相对于滤筒径向向外的变形。为了能够减少过滤小室中滤布上方的空间，即滤饼聚集的空间，可以在过滤单元与过滤小室基座之间设置小室支撑件。小室支撑件可以具有倒角以支持密封件以类似于过滤小室基座的方式变形。
[0039]
可以在过滤单元与过滤小室基座之间围绕穿过过滤单元的流体排出管线设置另外的密封件，使得来自排出管线的流体不能进入过滤单元与过滤小室基座之间的间隙。
[0040]
特别地，过滤单元可以被设计成可从过滤小室中移除。因此可以通过简单的方式更换例如滤布损坏的有缺陷的过滤单元。
[0041]
此外，可以在壳体上焊接壳体连接器，该壳体连接器与壳体连接，并且通过该壳体连接器能将悬浮液和/或流体引入处理空间中或从处理空间中去除。这可以防止可能发生沉积的凹槽。
[0042]
总体来说，如果可以与悬浮液/处理流体接触的所有表面都具有至少5毫米的半径和最大表面粗糙度rz4(μm)，则对于根据本发明的旋转压力过滤器的卫生设计可能是有利的。
附图说明
[0043]
在下文中，将参照附图使用实施方式更详细地描述本发明，其中：
[0044]
图1示出了根据本发明的旋转压力过滤器在旋转压力过滤器的壳体区域中的侧剖面的细节；
[0045]
图2示出了根据本发明的旋转压力过滤器在旋转压力过滤器的壳体区域中的侧剖
面的进一步细节；
[0046]
图3示出了根据本发明的旋转压力过滤器在旋转压力过滤器的壳体区域中的侧剖面的进一步细节；
[0047]
图4示出了根据本发明的旋转压力过滤器在旋转压力过滤器的控制头的区域中的侧剖面的细节；
[0048]
图5示出了根据本发明的旋转压力过滤器的过滤单元的侧剖面；并且
[0049]
图6示出了根据本发明的没有滤筒的旋转压力过滤器的侧剖面。
具体实施方式
[0050]
在图1中，根据本发明的旋转压力过滤器总体上用附图标记10表示。旋转压力过滤器10包括壳体12和设置在其中的滤筒14，滤筒14围绕旋转轴线a旋转。在壳体12与滤筒14之间设置有处理空间16，通过壳体连接器18可以将待过滤的悬浮液引入到处理空间16中。悬浮液在滤筒14的过滤小室20中被分成液体组分和固体组分，其中悬浮液的液体组分相对于滤筒14径向向内离开过滤小室20，并且固体组分被截留在过滤小室20中。在将悬浮液引入处理空间16的下游的处理区中，悬浮液的保留在特定的过滤小室20中的组分也可以用处理流体(例如洗涤液或干燥空气)处理，然后排放。
[0051]
为了防止悬浮液和/或处理流体的永久积聚(即，其无法通过清洁过滤小室可靠地去除)，例如在处理周期结束时或最迟在更换为不同的待处理的产品之前的清洁期间，使密封件24与处理空间16或间隙22相关联，处理空间16在相对于旋转轴线a的轴向方向上在其轴向端部处减小该间隙22。在图1所示的实施方式中，密封件24包括中空元件26，可以通过流体管线(未被示出)给该中空元件26填充流体以使其膨胀，即体积增大，或者可以通过流体管线从中空元件26中排出流体以使中空元件26的体积减小。
[0052]
与中空元件26相邻并插入在中空元件26与处理空间16之间的是设置的密封条28，该密封条28适于从外侧密封处理空间16，以使没有产品或处理流体可以在该部位从处理空间16中漏出。
[0053]
由于中空元件26在图1所示的实施方式中是紧固在壳体12上的，因此在中空元件26与滤筒14之间还设置有与滤筒14滑动接触的滑动元件30。滑动元件30也附接在壳体12上。
[0054]
图2以侧视剖面图示出了壳体连接器18在所示的实施方式中是如何在没有出现任何尖锐的过渡或底切的情况下与壳体12连接的。在所示的例子中，壳体连接器18例如通过焊接工艺与壳体12结合成一体。因此，壳体12与壳体连接器18之间的过渡部32具有平滑的路线，形成从壳体12的面向处理空间16的一侧到壳体连接器18的内部的半径。
[0055]
图3以剖视图示出了根据本发明的旋转压力过滤器10，其剖平面延伸通过分离元件34，该分离元件34以气密的方式将在滤筒14的旋转方向上相邻的两个处理区分开。类似于参照图1描述的处理空间16的密封件24(即在壳体12与滤筒14之间)，在分离元件34的相对于滤筒14的旋转轴线a的两个纵向端部中的每一个纵向端部处也都存在密封件36和38，每个密封件包括中空元件26’、密封条28’和滑动元件30’。一方面，密封件36和38阻止异物沿着分离元件34与滤筒14之间的接触表面轴向向外迁移，另一方面，阻止异物从过滤小室20进入压力腔室40，该压力腔室40在径向方向上设置在分离元件34的外侧，并且通过该压
力腔室40可以将来自分离元件34的接触压力施加到滤筒14上。
[0056]
在特定的实施方式中，密封件24和密封件36可以由相同的部件形成，即由中空元件26、密封条28和滑动元件30形成。这同样自然适用于密封件38，虽然与密封件24相对的相关联的密封件在图1中未被示出。
[0057]
悬浮液的液体组分以及已经径向向内通过滤筒18上的过滤小室20的处理流体通过控制头42被引出旋转压力过滤器10。可能是有利的是，与将处理空间16分为处理区至少部分类似地将控制头42分成排放区。排放区被控制头分离元件44分开。
[0058]
在所示的实施方式中，与分离元件34相比，控制头分离元件44刚性连接至滤筒14，使得它们围绕控制头42随滤筒14旋转。在图4中可以看出，在控制头分离元件44上方(即在相对于旋转轴线a的径向内部)设置有控制头压力腔室46，其类似于压力腔室40，控制头压力腔室46能用流体填充，以使控制头分离元件44可以在控制头42上受到对应的接触压力。为了能够阻止异物积聚在特定的控制头分离元件44的相对于旋转轴线a的轴向端部处，可以在控制头分离元件44的这些纵向端部上设置封闭相关的间隙52和54的中空元件48和50。在图4中还可以看到流体管线56和58，中空元件48和50可以经由流体管线56和58进行填充和排出。在所示的实施方式中，流体管线56和58被设计成中心钻孔的带螺纹的螺栓。
[0059]
图5示出了根据本发明的旋转压力过滤器10的细节，其示出了滤筒14的过滤小室20。过滤单元60设置在过滤小室20中，包括框架62和设置在过滤单元60的框架62上的滤布64。滤布64与过滤单元60的框架62的周围边缘齐平，并在滤筒14的圆周方向上与其形成曲面。
[0060]
在框架62的内部设置有排出管线66，已经通过滤布64的悬浮液的液体组分和处理流体可以通过该排出管线朝控制头42的方向离开过滤小室20。呈密封绳形式的密封件68在周向上围绕过滤小室60的框架62设置。在图5中，密封件68被示出为未被压缩。然而，实际上，形成在过滤小室20的过滤小室基座72上的倒角70和过滤单元60的框架62的接触表面74将使密封件68变形，使得密封件68也基本上到达滤布64的曲面和框架62的周围边缘的水平面。
[0061]
排出管线66可以有利地被过滤小室基座72与框架62之间的另一个密封件76包围。
[0062]
在所示的实施方式中，在滤布64下方设置有支撑织物78，用于为滤布64提供大的接触表面或阻止滤布64下垂到过滤小室60的框架62中。支撑织物78陷进框架62中，使得滤布64可以延伸至框架62的外边缘，而框架62与支撑织物78之间的台阶不会干扰滤布64的路线。
[0063]
图6示出了根据本发明的旋转压力过滤器10的侧视剖面图。滤筒14未在图6中示出。在这里可以看出，旋转压力过滤器10的壳体12与填料函压盖80连接，填料函压盖80将填料函填料82压靠在壳体12上，使得填料函填料82径向向内变形以便相对于滤筒14形成密封。填料函压盖80通过带螺纹的螺栓84与壳体12连接。
[0064]
将第二外壳88紧固到旋转压力过滤器10的壳体12上的螺母86连接在与壳体12相对的相关的带螺纹的螺栓84的端部处。第二外壳88包括径向轴密封环90，该径向轴密封环90与滤筒14接触。这样，除了填料函填料82之外，还提供了相对于旋转压力过滤器10的外侧的进一步密封。