JP6117189B2

JP6117189B2 - 高粘性流体用の濾過装置

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Publication number: JP6117189B2
Application number: JP2014513209A
Authority: JP
Inventors: フランクハルトマン; ロベルトミッドラー
Original assignee: ノードソンホールディングスソシエテアレスポンサビリテリミテウントコムパニーコマンディトゲゼルシャフト
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: JP2014519973A; CN103687655A; DE102011050805A1; US20140197092A1; EP2714229B1; DE102011050805B4; EP2714229A1; US9364778B2; CN103687655B; WO2012164079A1

Description

本発明は、高粘性流体用の濾過装置であって、少なくとも２つの平行な濾過ピストンを備え、濾過ピストンが、ハウジングの濾過ピストン穴内に摺動可能に配置され、それぞれ少なくとも１つの濾過キャビティを有し、濾過キャビティ内に、少なくとも１つのフィルタ要素が配置され、ハウジングが、流入開口を有し、流入開口から、汚染側で、少なくとも１つのフローチャネルが各濾過ピストン穴まで延び、そして、清浄側で、少なくとも１つのフローチャネルが、各濾過ピストン穴から流出開口に延びる濾過装置に関する。

そのような濾過装置は、例えば、特許文献１（独国特許出願公開第１０２５４０２２号明細書）又は特許文献２（独国特許出願公開第１０３１７１７０号明細書）から知られている。そのような濾過装置は、特に、それぞれ１つの濾過位置を有する２つの濾過ピストン、又は２つの濾過位置を有する１つの濾過ピストンを有する。これにより、製造動作中に濾過位置の一方を維持することができ、他方は洗浄される。そのような濾過装置は、したがって、高粘性媒体、特にプラスチック溶融物を洗浄する必要がある施設の連続稼動を可能にする。

流体の流入は、大抵は、ハウジングの側面にある流入開口から行われる。そこから、２つの濾過ピストンでの濾過位置に流体を供給することができるように、流入導管が部分チャネルに分岐され、部分チャネルがそれぞれ濾過位置まで延びる。流れ抵抗を小さく保つために、約１１０°未満の小さな角度での部分チャネルの偏向を避けるべきなので、部分チャネルをハウジングの内部で濾過ピストンまで延ばすことができるようにするために、ある程度のハウジング幅が必要とされる。濾過位置の清浄側でも、同様に流路が構成される。清浄側では、部分チャネルは、濾過位置から延び、流出開口に向かって再び合流する。すなわち、この側でも、ハウジング内で濾過ピストン穴の側方に空間が必要とされる。

しかし、大抵は上下に並べて配置される濾過ピストンの側方でのハウジング体積は、比較的細い流路の領域以外は使用されない。使用されない体積が、濾過装置のサイズを大きくし、したがって高い原料費をもたらす。さらに、ハウジング自体の幅によってだけでなく、さらに側方につながる導管及びねじ留めによっても、濾過装置のための大きな設置面積が必要とされる。

最後に、濾過装置に関するハウジングの既知の概念は、対として対置して濾過ピストンに配置されるより多数の濾過キャビティに流体を流すのには適していない。

独国特許出願公開第１０２５４０２２号明細書独国特許出願公開第１０３１７１７０号明細書

したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた種類の濾過装置を、より細いハウジングを構成することができるように、濾過装置に必要な設置面積を小さくするように、及び／又は濾過ピストンに濾過キャビティを軸方向でずらして横並びに提供するだけでなく、濾過ピストンの直径を挟んで対置させて提供することもできるように改良することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴を有する濾過装置によって解決される。

本発明によれば、流入チャネル及び／又は流出チャネルは、濾過ピストン穴の２つの中心点を結んだ概念上の線に平行に、ハウジングを通って濾過ピストン穴に延び、濾過ピストン穴に側方で交差するか、又は縁部側で通り過ぎる。

本発明の意味合いでの「接線方向」は、必ずしも、厳密に幾何学的な意味で、円の一点に接することは意味せず、割線の形での進入も含み、又は、フローチャネルの中空空間の一部が濾過キャビティの傍を通り過ぎ、別の部分が濾過キャビティと交差するような混合形態も含む。チャネルが、１つの濾過ピストンの濾過キャビティの傍を通り過ぎ、次いで別の濾過ピストンの濾過キャビティまでさらに真っ直ぐ延びることのみが重要である。

汚染側での流入チャネル、又は清浄側での流出チャネル、又はそれら両方が同時に濾過キャビティに接線方向で交差することにより、ハウジングの必要な幅は、実質的に、濾過ピストン穴の直径と、両側での十分な壁厚のための特定の大きさとの和まで減少する。したがって、本発明によれば、ハウジング幅を大幅に減少させることができる。

さらに直線状の流入チャネル及び／又は流出チャネルがすべての濾過ピストンのために共有で使用されることにより、分岐又は合流位置をなくすことができる。それにより、流体力学的な障害が回避される。製造技術の面で、個々の直線状の穴の製造は、分岐された２つの部分チャネルの製造よりもはるかに簡単である。

好ましい実施形態は、濾過ピストンが、ハウジング内に上下に並べて配置され、フローチャネルが、垂直に配置されることを企図する。これは、９０°回転させた設置姿勢も除外しない。

本発明による濾過装置の単純な実施形態は、流入開口及び流出開口が、ハウジング上面及びハウジング下面に配置されることを企図する。流入チャネル又は流出チャネルは、すべてが１つの上側又は下側の蓋面で合流するか、又は流入チャネルが一方の面に延び、流出チャネルは他方の面に延びる。

複数の濾過キャビティが長手方向で互いにずらして濾過ピストンに配置されるとき、複数のフローチャネルが横並びに構成される。その際、複数のフローチャネルへの流入開口又は流出開口の分岐を提供するために、単純に製造可能なアダプタプレートを基礎ハウジングの上に載置することができる。

さらなる実施形態は、流入開口及び／又は流出開口が、ハウジングの側面に配置され、水平な追加のチャネルが、流入開口及び／又は流出開口から垂直なフローチャネルまで延びることを企図する。これは、水平な導管敷設形態及び側方での導管接続を提供する既存の施設に本発明による濾過装置を導入するために、流入開口及び／又は流出開口を側面に配置すべきときに有利であることがある。

以下に、本発明を、例示的実施形態に基づいて、図面を参照して、より詳細に説明する。

第１の実施形態による濾過装置の斜視図である。図１による濾過装置の断面図である。濾過装置の第２の実施形態の断面図である。第２の実施形態の部分側面図である。第３の実施形態の断面図である。第３の実施形態の部分上面図である。第４の実施形態による濾過装置に関するハウジングの斜視図である。第５の実施形態による濾過装置に関するハウジングの斜視図である。第５の実施形態による濾過装置の断面図である。

図１は、第１の実施形態に従った本発明による濾過装置１００を示し、この濾過装置１００は、ハウジング１０を含み、ハウジング１０内に、２つの濾過ピストン１１、１１’が配置されている。液圧駆動機構４１、４１’により、濾過ピストン１１、１１’は、ハウジング１０に対して長手方向に摺動可能である。濾過装置１００のこのタイプの実施形態は、ハウジング１０の上面に流入開口２１を有し、流入開口２１は、アダプタプレート２３に開けられている。ハウジング１０の下面には、流出開口３１が提供される。

図２は、濾過ピストン１１、１１’を有するハウジング１０を断面図で示す。ハウジングの上面と下面に取り付けることができるアダプタ要素は、ここでは図示されていない。

ハウジング１０の上面にある流入開口２１から、垂直なフローチャネル２２が下に向かって延在しており、フローチャネル２２は、２つの濾過ピストン１１、１１’の濾過キャビティ１３、１３’にそれぞれ接線方向で交差しており、それにより、流入チャネル２２を通して導入される流体は、濾過キャビティ１３、１３’内に達し、濾過キャビティ１３、１３’内でフィルタ要素１４、１４’を通って、それぞれの濾過ピストン１１、１１’の逆側に流れる。

流出側（いわゆる清浄側）にもフローチャネル３２が提供され、フローチャネル３２は、２つの濾過ピストン１１、１１’の後方流出開口１５、１５’に接線方向で交差する。したがって、２つの統合型のフローチャネル２２、３２のみによって、上下に並んで位置する濾過ピストン１１、１１’の２つの濾過キャビティ１３、１３’と連絡することができる。

図３ａは、濾過装置２００の代替実施形態を示し、この濾過装置２００も、矩形断面を有するハウジング２１０と、ハウジング２１０内に配置され、長手方向に摺動可能な２つの濾過ピストン２１１、２１１’とを有する。この実施形態では、当技術分野で基本的に周知のように、流入開口２２１も流出開口２３１もハウジング２１０の側面にある。しかし、濾過キャビティ２１３、２１３’及びそれらの出口チャネル２１５、２１５’に接線方向で交差する、本発明により提供されるフローチャネル２２２、２３２によって、フローチャネル２２２、２３２の製造は、従来技術に比べて明らかに容易になる。すなわち、フローチャネル２２２、２３２の製造時、フローチャネル２２２、２３２が、濾過ピストン２１１、２１１’の汚染側で濾過キャビティ２１３、２１３’に交差し、逆側で流出開口２１５、２１５’に交差するように、ハウジング上面に垂直な穴を開けるだけでよい。次いで、ハウジング上面に向かって延びるフローチャネル２２２、２３２の区域が、適切な栓２２４によって再び閉じられる。

短い水平ステッチチャネル２２５、２３５が、流入開口２２１又は流出開口２３１から垂直フローチャネル２２２、２３２まで延びており、それにより、清浄側でも汚染側でも、それぞれ１つのＴ字形の流路が形成され、その流路を通して、２つの濾過ピストンへの流体の流れの分配が行われる。

図３ｂは、側部から見た濾過装置２００の流出開口２３２を示す。区域２２３は、フローチャネル２３２の中空空間及び濾過ピストン２１１の出口チャネル２１５が進入している領域を示す。

図４ａは、ハウジング４１０を有する濾過装置４００のさらなる実施形態を示し、ハウジング４１０内に２つの円柱形の濾過ピストン４１１、４１１’が摺動可能に配置されている。図４ａにおける断面図に示されるように、この実施形態では、本発明に従って構成されたフローチャネル４２２が（図面右の汚染側に）提供され、さらにまた、清浄側には、従来技術に従って形成された、部分チャネル４３２．１、４３２．２の分岐が提供され、部分チャネル４３２．１、４３２．２は、流出開口４３１に向かって再び合流する。

図４ｂは、濾過装置４００の上面図である。２つの濾過キャビティ４１３が、濾過ピストン４１１内で、軸方向でずれて横並びに位置する。それに対応して、互いにずらして配置された２つのフローチャネル４２２も汚染側に提供される。それに対し、清浄側には、流入開口４３１から計４つの部分チャネル４２３に分かれる周知の分岐があり、部分チャネル４２３は、上下に並んで位置する２つの濾過ピストン内のそれぞれ２つの濾過キャビティ４１３まで延びる。

図４ａ及び図４ｂでさらに明瞭に示されるように、従来の構造様式に従って分岐された部分チャネル４３２をハウジング４１０内に配置するためには、汚染側（図４ａの右又は図４ｂの下）よりも清浄側で大きなハウジング幅が必要とされる。図４ａの右又は図４ｂの下での二点鎖線は、それぞれ、両側に内部分岐を有する従来の構造様式で構成されたハウジングの外形の広がりを想像線で表す。ハッチングの縁部の実線は、本発明に従って実際に必要なハウジング幅を示す。

本発明による製造時の利点は、上述した比較的単純な実施形態で既に明らかであり、従来技術で一般的なよりも全体として明らかに細いハウジング形態が可能になる。

本発明によるフローチャネルの敷設形態は、高粘性媒体用の濾過装置における複雑な用途に関して、フィルタ面積を増加するのに特に適している。本発明によるフローチャネル敷設形態は、まず第１に、許容できる製造費で、濾過ピストンにつき２つの濾過位置を提供することを可能にするだけでなく、各濾過ピストンに少なくとも２対の濾過キャビティを構成することを可能にし、ここで、各対の濾過位置は、濾過ピストンの直径を挟んで対置するように構成される。したがって、本発明による濾過装置により、実効フィルタ面積を一挙に倍増させることができる。

図５は、濾過装置５００を示し、この装置５００は、見やすくするためにここでは完全には示されておらず、すなわち濾過ピストンなしで示されている。ハウジング５１０とそのフローチャネルのみが図示されている。ハウジング５１０は、上下に並ぶ２つの平行な濾過ピストン穴５１１、５１２を有する。ハウジング５１０の上面に、計４つの流入開口５２１が設けられ、個々の流路を共通の流入開口に連通させるために、図１でのアダプタプレート２３と同様のアダプタプレート（ここには図示せず）を流入開口５２１に被せることができる。

流入開口５２１から、４つのフローチャネル５２２が垂直に下方向に延在し、フローチャネル５２２は、その中空空間の一部分で濾過位置の開口を通り、一部分で濾過位置の脇を通り過ぎる。参照番号５２３は、フローチャネル５２２と、濾過ピストンのそれぞれの濾過キャビティとの共有部分である体積領域を示し、すなわち、概念上の流路の中空体がそこを通る。

同様に、流出側でも、水平に延びる第１のフローチャネル５３３、５３７が、濾過位置に接線方向で交差する。第１のフローチャネル５３３、５３７は、単純に穴開けによって製造することができ、ハウジング５１０の側面に穴が開けられ、穴の端部は栓によって再び閉じられる。

図５に示される実施形態では、水平な第１のフローチャネル５３３、５３７は、対として流出開口５３１、５３５に合流される。上側の穴５１１内に通される濾過ピストンの濾過位置と接続される第１のフローチャネル５３７は、Ｖ字形を成すように互いに位置された第２のフローチャネル５３６を介して、共通の流出開口５３５に合流される。下側の濾過ピストン穴５１２内に通される濾過ピストンに関しては、第１のフローチャネル５３３は、濾過ピストンの上側に延びる。第１のフローチャネル５３３も、Ｖ字形を成すように互いに位置された第２のフローチャネル５３２を介して、共通の流出開口５３１に合流される。

さらに、２つの流出開口５３１、５３５をハウジング５１０の下面で合流させるために、やはりアダプタ要素を載置することができ、それにより、後続の導管への簡単な接続のために統合型の流出開口を提供する。

図６ａは、濾過装置６００のハウジング６１０を示し、ハウジング６１０は、その濾過ピストン穴６１１、６１２に関して、図５のハウジング５１０と同様に構成される。又はウジング６１０の上面にある４つの流入開口６２１から内部に延び、内部で濾過ピストン穴６１１、６１２に交差する垂直なフローチャネル６２２も同様に構成される。

異なるのは、流出側でのチャネル敷設形態である。図６ａでは、２つの流出開口６３１、６３５が、一方の側面に提供される。ここでも、流出開口６３１、６３５は、側面での直接的な管路接続が可能になるように、任意選択で１つのアダプタ要素によって合流させることができる。さらに、側方に取り付けられたアダプタ要素により、ハウジング下面に向けて流体の流れを偏向させることも可能である。

２つの流出開口６３１、６３５と濾過位置との接続は、この実施形態では、フローチャネル６３２、６３６を介して行われ、フローチャネル６３２、６３６は、それぞれ対として配置され、やはりＶ字形を成すように互いに配置される。フローチャネル６３２、６３６は、それぞれ、上側の濾過ピストン穴６１１の下側位置、又は下側の濾過ピストン穴６１２の上側位置に対して鋭角で延びる。

したがって、図６ａによる実施形態は、２つの濾過ピストン内での８箇所の濾過位置すべてに流体を案内し、そこから再び排出することができるようにするために、直線状に穴開けされた８つのフローチャネル６２２、６３２、６３６のみを必要とする。

図６ｂは、完全な濾過装置６００を通る断面図を示す。濾過装置６００のハウジング６１０は、図６ａに示されている。この図では、アダプタ要素６２３が、ハウジング６１０の上に載置されている。アダプタ要素６２３は、中央流入開口６２５を有し、中央流入開口６２５から、部分チャネル６２４が、ハウジング上面にある４つの流入開口６２１へ分岐する。さらに、濾過装置は、アダプタ要素６２７を左側に有し、アダプタ要素６２７によって、２つの流出開口６３１、６２５からの流れが共通の流出開口６２６に合流される。

対として配置された濾過キャビティ６１３、６１４又は６１３’、６１４’から、ハウジング６１０内の流出側フローチャネル６３２への接続を提供するために、濾過ピストン６１１、６１１’にそれぞれ出口チャネル６１５、６１５’が提供され、出口チャネル６１５、６１５’は、上側の濾過ピストン６１１において、２つの濾過キャビティ６１３、６１４の間の中央で始まり、次いで濾過ピストン６１１の円周まで下に延び、そこでフローチャネル６２５に交差する。下側の濾過ピストン６１１’のこれらの濾過キャビティ６１３’、６１４’に関しては、対応する出口チャネル６１５’が上に向かって延びる。

Claims

高粘性流体用の濾過装置（１００；２００；４００；５００；６００）であって、少なくとも２つの平行な濾過ピストン（１１、１１’；２１１、２１１’；４１１、４１１’；６１１、６１１’）を備え、前記濾過ピストン（１１、１１’；２１１、２１１’；４１１、４１１’；６１１、６１１’）が、ハウジング（１０、２１０、４１０、５１０、６１０）の濾過ピストン穴（５１１、５１２；６１１、６１２）内に摺動可能に配置され、それぞれ少なくとも１つの濾過キャビティ（１３；１３’；２１３、２１３’；４１３、４１３’；６１３、６１４、６１３’、６１４’）を有し、前記濾過キャビティ（１３；１３’；２１３、２１３’；４１３、４１３’；６１３、６１４、６１３’、６１４’）内に、少なくとも１つのフィルタ要素（１４、１４’；４１４）が配置され、
前記ハウジング（１０、２１０、４１０、５１０、６１０）が、流入開口（２１；２２１；４２１；５２１；６２１）を有し、前記流入開口（２１；２２１；４２１；５２１；６２１）から、汚染側で、少なくとも１つのフローチャネル（２２；２２２；４２２；５２２；６２２）が各濾過ピストン穴（５１１、５１２；６１１、６１２）まで延び、そして、清浄側で、少なくとも１つのフローチャネル（３２；２３２；５３３、５３７；６３２、６３６）が、各濾過ピストン穴（５１１、５１２；６１１、６１２）から流出開口（３１；２３１；４３１；５３１；５３５；６３１、６３５）に延び、
前記汚染側及び／又は清浄側で、それぞれ１つの共通のフローチャネル（２２、３２；２２２、２３２；４２２；５２２、５３３、５３７；６２２、６３２、６３６）が、直線状に、２つの濾過ピストン穴（５１１、５１２；６１１、６１２）を横切るように延び、前記共通のフローチャネル（２２、３２；２２２、２３２；４２２；５２２、５３３、５３７；６２２、６３２、６３６）が、製造位置で、濾過キャビティ（１３；１３’；２１３、２１３’；４１３、４１３’；６１３、６１４、６１３’、６１４’）に接線方向で交差することを特徴とする濾過装置（１００；２００；４００；５００；６００）。
前記濾過ピストン（１１、１１’；２１１、２１１’；４１１、４１１’；６１１、６１１’）が、前記ハウジング（１０、２１０、４１０、５１０、６１０）内に上下に並べて配置され、前記共通のフローチャネル（２２、３２；２２２、２３２；４２２；５２２、５３３、５３７；６２２、６３２、６３６）が、垂直に配置されることを特徴とする請求項１に記載の濾過装置（１００；２００；４００；５００；６００）。
前記流入開口及び前記流出開口が、ハウジング上面及びハウジング下面に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の濾過装置（１００；５００）。
前記流入開口（２１；２２１；４２１；５２１；６２１）及び前記流出開口が、前記ハウジング（１０、２１０、４１０、５１０、６１０）の側面に配置され、水平な追加のチャネルが、前記流入開口及び前記流出開口から前記垂直なフローチャネルまで延びることを特徴とする請求項３に記載の濾過装置（１００；２００；４００；５００；６００）。
各濾過ピストン（６１１、６１１’）が、少なくとも１対の濾過キャビティ（６１３、６１４、６１３’、６１４’）を有し、前記濾過キャビティ（６１３、６１４、６１３’、６１４’）が、前記濾過ピストン（６１１、６１１’）の直径を挟んで対置させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の濾過装置（５００；６００）。
各濾過ピストン（１１、１１’；２１１、２１１’；４１１、４１１’；６１１、６１１’）が、少なくとも２つの濾過キャビティ（１３；１３’；２１３、２１３’；４１３、４１３’；６１３、６１４、６１３’、６１４’）を有し、前記濾過キャビティ（１３；１３’；２１３、２１３’；４１３、４１３’；６１３、６１４、６１３’、６１４’）が、軸方向で互いにずらして前記濾過ピストン（１１、１１’；２１１、２１１’；４１１、４１１’；６１１、６１１’）に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の濾過装置（１００；２００；４００；５００；６００）。
前記汚染側で、フローチャネル（５２２；６２２）が、直線状に、２つの濾過ピストン穴（５１１、５１２；６１１、６１２）を横切るように延び、製造位置で、前記濾過キャビティ（６１３、６１４、６１３’、６１４’）に接線方向で交差し、清浄側で、各濾過キャビティ（６１３、６１４、６１３’、６１４’）につき、それぞれ少なくとも１つのフローチャネル（５３３、５３７；６３２、６３３）が提供され、前記フローチャネル（５３３、５３７；６３２、６３３）が、前記濾過キャビティ、又は前記濾過キャビティと接続された出口チャネル（６１５、６１５’）に接線方向で交差し、前記第１のフローチャネル（６２２）に対して断面で９０°〜１２０°の角度に向けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の濾過装置（５００；６００）。
前記上下に並んで位置する濾過キャビティまで延びるフローチャネル（６３２、６３３）が、対として、Ｖ字形を成すように互いに配置され、共通の流出開口（６３１、６３５）に向かって合流することを特徴とする請求項７に記載の濾過装置（６００）。
横並びに位置する濾過キャビティに延びるフローチャネル（５３３、５３７）が、対として、ハウジング（５１０、６１０）の別々の側に延在し、Ｖ字形を成すように互いに位置された第２のフローチャネル（５３２、５３６）を介して、流出開口（５３１、５３５）に向かって合流されることを特徴とする請求項７に記載の濾過装置（５００）。