具有过滤筒和用于过滤筒的座元件的过滤系统的制作方法

1.本发明涉及一种过滤系统，特别是吸式过滤器系统，过滤筒，特别是吸式过滤筒，以及用于过滤筒的座元件。


背景技术：

2.过滤系统包括座元件和可放置在座元件上的过滤筒。过滤筒包括至少部分地填充有一种或多种过滤介质的壳体。壳体限定顶部区域和底部区域并且包括入口和出口。入口和出口均布置在壳体的底部区域中。壳体还包括壳体壁、从壳体底部区域向下突出并提供支撑边缘的外部延伸壁、从壳体底部区域向下突出的内延伸壁以及布置在壳体的底部区域中并且从延伸壁径向向内并且首先轴向向下延伸卡扣边缘，从而限定中心轴线zc并环绕出口。座元件具有限定中心轴线zs的底部壁和密封座。密封座从底部壁向上突出。卡扣边缘布置成当中心轴线zc和zs对准的同时在被推过密封座时从其最初的向下延伸的位置翻转到轴向向上延伸的位置，由此卡扣边缘在轴向向上延伸的位置中与密封座相互作用以产生密封。
3.例如从德国专利申请de 10 2004 049 877 a1已知通用类型的吸式过滤器系统、吸式过滤筒和座元件。
4.例如，吸式过滤筒用于自动饮料(例如热饮)分配器的水容器中。更具体地，它们可用于设置有吸式泵的饮料分配器诸如咖啡机等中。座元件用于密封地接收插入到其中的吸式过滤筒。座元件，因此被调节到过滤筒的出口，优选地布置在这种装置的水容器中。座元件由此可以形成为单独的部件或形成为水容器的一体部分。该座元件具有一个出口开口，经过滤的水可以通过该出口开口流出水容器。水容器的出口开口连接到装置的吸式泵。待过滤的水因此被吸出水容器，通过过滤筒中的过滤介质或过滤媒介并以经过滤的状态到达出口。
5.如本文使用的诸如“上”、“上部”、“底部”和“下部”的位置以及诸如“向上”和“向下”的方向与重力方向有关，因为通用类型的滤筒通常是以竖直取向安装在座元件上，以便避免容器中出现死水区域。然而，当这些术语以相同方式使用以便一致地描述滤筒的几何形状时，滤筒也可以在另一取向上安装。“轴向向下”意味着在轴向方向上取向，由此其参考的轴线沿重力方向取向，假设滤筒以竖直取向安装在座元件上。“径向向内”和“径向向外”的方向与定义的轴线相关。因此，从壳体壁径向向内和轴向向下延伸的卡扣边缘意味着，从壳体壁开始，其取向具有径向向内朝向中心轴线zs指向的第一分量和沿中心轴线zs轴向向下指向的第二分量。
6.由于吸式过滤筒布置在装置的水容器内，因此当水容器充满时，滤筒趋向于浮动。为了防止浮动并因此防止过滤筒从水容器的座元件分离，发明人在de 10 2004 049 877 a1中建议将所述卡扣边缘布置在过滤筒的底部区域中环绕出口。卡扣边缘径向向内指向，并且最初从内部延伸壁轴向向下朝向中心轴线zc指向。在被推过密封座时，卡扣边缘被配置为从初始的下部卡扣位置翻转到其轴向向上指向的上部卡扣位置内。
chamber)和至少一个向下流通室(down-current chamber)，向上流通室和向下流通室从底部区域延伸到顶部区域并在顶部区域中连接到彼此，向上流通室连接到入口，向下流通室连接到出口。向上流通室和向下流通室都可以设置有至少一个过滤装置。对于向上流通室而言设置有流化床以及向下流通室设置有填充床已证明是有利的。向上流通室中的流化床仅造成轻微的压力损失。
17.优选地，分配给过滤筒的所述配对定位元件中的一个包括位于外部延伸壁的下端部处的数量为n个的凹部。
18.优选地，从底部区域突出的外部延伸壁是圆柱形壁，在本文中也称为圆形裙部，与中心轴线zc轴向对准并且因此同轴地围绕圆柱形出口套筒。
19.相应地，分配给座元件的所述配对定位元件中的一个包括从底部壁向上突出的数量为n个的凸耳。
20.更优选地，凸耳沿着围绕中心轴线zs的圆布置并且凹部沿着围绕中心轴线zc的圆布置，两个圆具有相同的半径。
21.密封座优选地形成为圆形连接套筒，该连接套筒被插座同轴地围绕。
22.根据一个特别优选的实施例，座元件包括从底部壁向上突出的圆形插座壁，其与中心轴线zs轴向对准并且因此同轴地围绕密封座。然后，凸耳优选地沿着插座壁的内表面布置。根据该实施例，当过滤筒正确放置在座元件上时，圆形裙部搁置抵靠插座壁的内表面，而凸耳突出到凹部内并且裙部的支撑边缘搁置在底部壁上，或者，如果存在间隔件元件的话，搁置在座元件的间隔件元件上。
23.优选地，凸耳和凹部在圆周方向上具有相同的长度l，并且在轴线zc和zs的方向上它们具有相同的高度h。上述导致凸耳精确地装配到凹部中，这始终确保相同的旋转位置，而与过滤筒在组装过程中的扭转方向无关。
24.根据另一个优选实施例，凸耳和/或凹部在圆周方向上具有倾斜的端面。
25.当手动扭转时，倾斜的端面导致滤筒相对于座元件向下连续滑落到其最深的位置内，或者当滤筒被轴向向下推动时，它甚至会导致滤筒自动旋转。
26.凸耳优选地具有基本上等腰梯形或三角形的形状，其顶点(与基部相对的顶点)向上指向，即基部连接到底部壁，或者如果存在间隔件元件的话，连接到间隔件元件。
27.相应地，凹部优选地还具有顶点向上指向的基本上等腰梯形或三角形的形状。
28.这种几何形状确保过滤筒在被向下推动时将被导致在一个方向或其他方向上扭转，这取决于它最初放置在座元件上的位置。
29.凸耳和凹部的数量n优选地在1到12的范围内，特别是在1到4之间。
30.该目的还通过一种过滤筒，特别是吸式过滤筒来实现，其可放置在包括密封座的相应座元件上，该过滤筒包括过滤装置和限定顶部区域和底部区域的壳体，该壳体包括入口和出口，入口和出口均布置在底部区域中，壳体还包括壳体壁，从壳体的底部区域向下突出并提供支撑边缘的外部延伸壁，从壳体的底部区域向下突出的内部延伸壁，以及布置在底部区域中并且从延伸壁径向向内并且最初轴向向下延伸的卡扣边缘，从而限定中心轴线zc并环绕出口。卡扣边缘布置成从其最初的轴向向下延伸的位置翻转到轴向向上延伸的位置中。过滤筒包括定位元件，该定位元件在与座元件的相应定位元件接触时允许卡扣边缘仅在过滤筒相对于座元件的相对于中心轴线zc的数量为n个的限定的旋转取向上被推过密
封座。过滤筒优选地包括定位元件，该定位元件包括位于外部延伸壁下端部处的数量为n个的凹部。
31.该目的还通过一种座元件实现，该座元件适于接收过滤筒，特别是吸式过滤筒，如上所述，座元件包括底部壁和限定中心轴线zs的密封座，密封座从底部壁向上突出。座元件包括定位元件，该定位元件布置成在与过滤筒的相应定位元件接触时允许卡扣边缘仅在过滤筒相对于座元件的相对于中心轴线zc的数量为n个的限定的旋转取向上推动到密封座上。座元件具体包括从底部壁向上突出的数量为n个的凸耳。
附图说明
32.在下文中，使用附图更详细地解释本发明的示例性实施例。附图中示出：
33.图1是根据第一实施例的座元件的立体图；
34.图2是沿a-a线通过图1座元件的垂直截面图；
35.图3是沿b-b线通过图1座元件的垂直截面图；
36.图4是根据第二实施例的座元件的垂直截面图；
37.图5是过滤筒的立体图；
38.图6是布置在图2的座元件上的图5的过滤筒的垂直截面图；以及
39.图7是根据图6的过滤筒和座元件的下部区域的放大横截面。
具体实施方式
40.在图1中，以立体图示出了座元件10。相同的座元件10在图2中以沿图1中由线a-a指示的、垂直平面的横截面示出，并且在图3中以沿图1中由b-b线指示的、垂直平面的横截面进一步示出。垂直取向由座元件10的中心轴线zs指示，其中“向下”方向，即重力方向，由箭头11指示。
41.座元件10包括底部壁12和密封座14，密封座14具有圆环基部并且具有从底部壁12向上突出的套筒形式。密封座14围绕座元件10的出口开口16，经过滤的水通过该出口开口16流出容器(未示出)。随着其外径从底部到顶部减小，密封座14在其外面上形成圆周台阶部或肩部18，肩部18是倾斜的。这可以通过从底部到顶部减小密封座的壁厚(在此如所示)或通过从顶部到底部增加出口直径(未示出)来实现。
42.座元件10还包括插座20，插座20也具有从底部壁12向上突出的圆环形插座壁22。插座壁22由此同轴地围绕密封座14。插座20包括从底部壁12向上突出的间隔件元件24，其在插座壁22的内侧上附接至底部壁12。在该实施例中，以120
°
的角距离提供三个间隔件元件。在每对连续的间隔件元件24之间，在底部壁12的上表面的高度处形成间隙26。插座壁22的内表面包括三个凹口28，其与间隙26成角度对准。这些凹口与间隙26一起形成适于未过滤水的通道，如将参考图6和图7更详细地解释的那样。
43.插座20包括为凸耳32形式的定位元件30，其进一步附接到插座壁22的内侧并且与间隔件元件24成角度对准。凸耳32在圆周方向上比间隔件元件24短，使得在沿圆周方向连续的每对凸耳32之间形成有沿圆周方向比间隙26宽的凹部。形成座元件10的定位元件的凸耳32沿围绕中心轴线zs的圆布置并且与密封座14同轴对准。如图3中最佳可见，凸耳32除了弯曲部分外，还具有等腰或对称梯形的形状，并带有倾斜的端面34。凸耳32沿插座壁22的内
表面布置并形成为插座壁22的一体部分，参见图1和图2。
44.在图4中，示出了通过座元件10的替代实施例的相同垂直横截面。该实施例与根据图1至图3的实施例的不同之处在于凸耳32具有等腰三角形形状，其中顶点36向上指向。
45.在图5中以立体图示出了过滤筒50。相同的过滤筒50在图6中以穿过其中心的垂直横截面示出，过滤筒50放置在如图2中所示的座元件10上。过滤筒50和座元件10之间的连接部的放大横截面在图7中示出。
46.过滤筒50包括壳体52，壳体52限定顶部区域54和底部区域56。壳体具有外部壳体壁58，而其内部被分隔壁60分为包围向下流通室的中央壳体部分62和包围向上流通室68的侧向壳体部分66。侧向壳体部分66的错开布置的目的是能够在水容器的窄宽度处以大体积体现向上流通室和向下流通室。两个室64和68经由开口70和布置在壳体52的顶部区域54中的连接室72连接。
47.在这里所示的实施例中，分隔壁60是顺流插入件74的周向壁的一部分，其另外设置有底部壁76，底部壁76具有居中布置的底板格栅78。在底部壁76下方，过滤筒50的壳体52包括出口区域82，经过滤的水通过该出口区域82离开向下流通室64。此外，在底部区域56中，围绕出口区域82并限定中心轴线zc，壳体52包括卡扣边缘84。卡扣边缘84从壳体壁58的圆柱形内部延伸壁86径向向内延伸，在本文中也称为出口套筒86。卡扣边缘84经由薄膜铰链而铰接到出口套筒86。与卡扣边缘84一样，出口套筒86与中心轴线zc对准并围绕出口82。
48.侧向壳体部分66还设置有底部壁88，底部壁88具有布置在分隔壁60旁边的底板格栅90。在底部壁88下方并且部分也在底部壁76下方，壳体52包括入口区域92，其为一种环形通道的形式，该通道朝向底部开放并且未过滤的水可以通过该通道进入向上流通室68。
49.底部区域56中的过滤筒50包括从壳体52的底部区域56向下突出的圆柱形外部延伸壁或裙部93。延伸壁93在其最低位置处提供支撑边缘94。为3个凹部96形式的定位元件95布置在外部延伸壁93的下端部处。凹部96以120
°
的角距离布置，并且因此与插座20的凸耳32成角度对准。凹部96中断外部延伸壁93的下端部，从而将支撑边缘94分成三个等距的区段，从而确保安全直立。沿圆周方向的凹部96提供倾斜的端面97。裙部93和凹部96围绕过滤筒50的中心轴线zc布置，并且因此与围绕出口82的出口套筒86同轴对准。形成入口区域92的环形通道在一侧上由裙部93限定，而在另一侧上由出口套筒86限定。
50.壳体包含过滤装置(未示出)。具体地，向下流通室64和/或向上流通室68和/或连接室72填充有不同或相同的过滤材料，诸如活性炭和/或离子交换材料和/或非织造织物和/或中空纤维阵列。取决于过滤筒的预期用途和待处理的水，这些材料中的一种可能就足够了，或者这些材料中的两种或更多种可以组合。根据一个特别有利的实施例，向下流通室64可以填充有由过滤材料制成的填充床。向上流通室68可以包括由过滤材料制成的流化床。
51.提供水容器(未示出)的出口开口16的座元件10可以是水容器的单独部分或水容器的一体部件。吸式泵(也未示出)连接到出口开口16。如图6和图7中所示，将过滤筒50放置在座元件10上，操作可以开始，水从水容器中被抽出到吸式过滤筒50内并通过出口开口16被排出。水从水容器进入座元件10内，从那里进入到内部且流出过滤筒50进入到出口16内的流动方向在图6和图7中由箭头80符号表示。
52.在将过滤筒50放置到座元件10上之前，即在其初始状态下，卡扣边缘84从壳体壁
58并且更具体地从出口套筒86轴向向下延伸。在将过滤筒50放置到座元件10上同时在将卡扣边缘84推动到密封座14上时，卡扣边缘84与肩部18接触。在进一步向下推动它时，卡扣边缘84向上转动到其轴向向上延伸的位置，在那里它与密封座14相互作用以产生密封。在该位置中，由于由卡扣边缘84施加在密封座14上的夹紧力，滤筒50被固定到座元件10。为此目的，套筒14在其肩部上方的区段处的外径略微大于卡扣边缘22在其上部卡扣位置中的内径。因此，当水容器充满时，过滤筒50不能浮动。
53.出口套筒86可以设置有开口(未示出)，将入口区域92与出口区域82连接。在出口套筒21的外壁处，圆形稳定环98布置成具有圆柱形截面，以及在其下端部处的径向向内倾斜的套环(collar)100。在圆柱形截面中可以布置另一个开口(未示出)，通过使稳定环98相对于出口套筒86旋转，该开口可以与出口套筒86中的开口对准。对准的开口一起形成可调节的旁路开口。可调节旁路的尺寸优选地设置成使得并非全部原水立即从入口流入到出口内。优选地，旁路被设计成使得不超过50％的原水可以被转移到出口。
54.此外，在卡扣边缘84在其上部卡扣位置中的夹持力失效的情况下，对于出口套筒86而言由稳定环98支撑是有利的。此外，突出到出口内的套环100有助于限定卡扣边缘84的较低(初始)卡扣位置。
55.当过滤筒50放置在座元件10上时，凸耳94搁置在间隔件元件24上，并且凸耳94以及壳体壁的环形延伸部96邻接插座壁22的内表面，从而原水只能通过凹口28和插座20的间隙26流入到过滤筒50内，如由箭头80所示。
56.为了在如图6中所示的操作位置中将过滤筒50放置在座元件10上，它必须相对于座元件10调节到三个限定的旋转位置之一。如在图7中最佳可见，分配给过滤筒50的所述配对定位元件，即凸耳94，与分配给座元件10的所述配对定位元件，即凹部32互补。具体地，凸耳94和凹部32在圆周方向上具有相同的长度l，并且在轴线zc和zs的方向上它们具有相同的高度h。此外，凹部32和凸耳94在圆周方向上分别具有以相同角度倾斜的端面34和97。
57.互补或相反的几何形状使凸耳94精确地装配到凹部32中，这确保与过滤筒在组装过程中扭转的方向无关的限定旋转位置。当过滤筒50未处于限定的旋转取向之一时，卡扣边缘84不能在不扭转滤筒50的情况下被推过密封座14。当手动扭转过滤筒50时，倾斜的端面34导致过滤筒50连续地向下滑落到其相对于座元件10的最深位置内，或者当它被轴向向下推动时它可能导致过滤筒50自动旋转。
58.在所有实施例中，间隔件元件24、间隙26、凹口28、凸耳30和凹部32沿插座以120
°
的角对称布置。由于定位元件的这种对称性，插入到座元件10中的过滤筒50的限定旋转取向的数量是3。当然，数量不限于3，而是可以是1到4中的任何一个或更多。