流体动力学优化的滤烛转让专利

申请号 : CN201510959086.5

文献号 : CN105709480B

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相似专利:

发明人 : 约尔格·扎哈里亚斯克努特·施特勒

申请人 : 克朗斯股份公司

摘要 :

本发明涉及一种流体动力学优化的滤烛,该滤烛是用于过滤和/或稳定流体、尤其是啤酒的预涂过滤器的滤烛,其具有过滤体、布置在过滤体的内腔中的内体和至少一个在过滤体与内体之间形成的滤液通道,其中,过滤体和/或内体以如下方式构造,即,在滤烛运行时为滤液通道中的滤液流提供引起助滤介质在过滤体外部面上的预涂均等化的流型。

权利要求 :

1.一种用于过滤和/或稳定流体的预涂过滤器的滤烛,所述滤烛具有过滤体(540、

840)、布置在所述过滤体的内腔中的内体(550、850)和至少一个在所述过滤体(540、840)与所述内体(550、850)之间形成的滤液通道(560、860),其特征在于,

所述内体(550、850)以如下方式构造,即,在所述滤烛运行时为所述滤液通道(560、

860)中的滤液流提供引起助滤介质在过滤体(540、840)外部面上的预涂均等化的流型,其中,所述内体(550、850)基本上管形地构造,并且具有至少一个滤液排出部(580),并且此外沿内体的纵向轴线至少在两个位置上具有沿圆周布置的开口(590a~590c、890a~

890c),所述开口以如下方式构造,即,使滤液能够从所述滤液通道(560、860)进入所述内体(550、850)的内腔(555、855)中,并且其中,所述开口(590a~590c、890a~890c)的数量和/或大小以如下方式沿所述内体(550、850)的纵向轴线发生改变,即,在所述滤液通道(560、860)中形成使预涂均等化的流型。

2.根据权利要求1所述的滤烛,其中,给所述滤液通道(560、860)中的滤液流提供一种流型,使得结合未滤液对所述过滤体(540、840)外部面的过流的流型,存在有沿所述滤烛在所述过滤体(540、840)上基本上恒定的压力差。

3.根据权利要求1所述的滤烛,其中,所述内体(850)的内腔(855)至少部分以如下方式构造,即,所述内腔的横截面朝所述滤液排出部扩大。

4.根据权利要求1所述的滤烛,其中,在某一位置上的开口(590a~590c、890a~890c)的总面积沿所述内体(550、850)的纵向轴线随着位置距所述至少一个滤液排出部(580)越来越远而变得越来越大。

5.根据权利要求4所述的滤烛,其中,所述内体(550、850)仅具有一个滤液排出部(580),并且其中,远离所述滤液排出部(580)的位置上的开口(590c、890a)的总面积大于靠近所述滤液排出部(580)的位置上的开口(590a、890c)的总面积。

6.根据权利要求1所述的滤烛,其中,所述内体(550、850)朝其两个端部去均具有开口(590a、590c;890a、890c),并且此外具有基本上居中地布置的开口(590b、890b)。

7.根据权利要求1所述的滤烛,其中,所述内体(550、850)还具有一个或多个逐渐变细的元件(558),所述逐渐变细的元件以如下方式构造,即,所述逐渐变细的元件使所述内体(550、850)在开口(590b)上游的横截面逐渐变细。

8.一种用于过滤和/或稳定流体的预涂过滤器,所述预涂过滤器具有多个根据前述权利要求中任一项所述的滤烛(100),并且具有带至少一个未滤液注入部(112)、未滤液腔(125)和至少一个滤液排出部(130)的过滤容器(120),其中,所述多个滤烛(100)布置在所述未滤液腔(125)中。

9.根据权利要求8所述的预涂过滤器,所述预涂过滤器还包括至少一个未滤液排出部(114),其中,所述未滤液注入部(112)布置在所述滤烛(100)下方的区域中,并且所述未滤液排出部(114)布置在所述滤烛(100)的上端部处或所述上端部的上方。

10.对一个或多个根据权利要求1至7中任一项所述的滤烛的应用,用以利用一个或多个能压缩的助滤介质来过滤和/或稳定流体。

11.根据权利要求10所述的对一个或多个滤烛的应用,其中,所述能压缩的助滤介质是纤维物。

12.根据权利要求11所述的对一个或多个滤烛的应用,其中,所述能压缩的助滤介质是纤维胶。

13.根据权利要求10所述的对一个或多个滤烛的应用,其中,所述能压缩的助滤介质是纤维素。

说明书 :

流体动力学优化的滤烛

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于过滤和/或稳定流体、尤其是啤酒的预涂烛式过滤器的流体动力学优化的滤烛,并且尤其涉及一种具有内体的滤烛。此外,本发明还涉及一种具有这种滤烛的预涂烛式过滤器以及对这种滤烛的应用,用以过滤和/或稳定流体、尤其是啤酒。

背景技术

[0002] 在熟化工艺结束时,啤酒具有许多酵母颗粒和浑浊颗粒,它们尤其是为了消费者希望(例如光泽度)和保存的目的而要通过过滤去除掉。为此,借助过滤设备将浑浊的啤酒、即未滤液分出纯粹的滤液和留下来的滤渣(滤饼)。
[0003] 公知的是,预涂烛式过滤器用于对啤酒进行过滤或稳定。在预涂烛式过滤器的过滤容器中存在许多滤烛,这些滤烛例如以悬挂的方式固定在顶板或所谓的排管系统(Register)上。滤烛通常拥有过滤体,过滤体例如具有细线材,其中,线材匝圈之间的间隙充当用于待过滤的介质的穿过部。EP 1 243 303 B1例如指导了一种在过滤体的内腔中具有空心柱体形的内体的滤烛,该内体具有闭合的外周侧,其中,在过滤体与内体的外周侧之间构造出用于滤液的流动通道。类似的滤烛也由EP 1 243 301 B1公开,其中,通过过滤体的所缠绕的线材的面的斜度和连续的匝圈的面的由斜度所得到的错位实现了预涂层的更好的粘附。
[0004] 为了过滤,给待过滤的啤酒添加助滤介质,例如硅藻土、纤维素、珍珠岩、活性炭、塑料纤维、玻璃纤维、纤维物纤维或类似物。为了稳定,给待稳定的啤酒添加稳定介质,例如PVPP(聚乙烯吡咯烷酮)或 助滤介质在过滤过程开始时预涂在过滤体的外部面上,从而构造出过滤层。该过程被称为所谓的基本预涂或预冲积。在过滤过程期间,有规律地给待过滤的啤酒配量助滤介质。该过程被称为运行配量。与助滤介质类似地,这也可以适用于对稳定介质的使用。
[0005] 在过滤和/或稳定流体、尤其是啤酒中已知的问题在于,在过滤面上不均等的流动可能会在过滤前和过滤期间没有规律地实现预涂层,也就是助滤介质,例如硅藻土在滤烛上的预涂。尤其是不能足够均等地携带重的辅助介质颗粒以便在之后均等地沉淀。如果将待过滤的啤酒从下方输送进过滤容器中,那么这尤其针对在过滤容器的上区域中。由此出现的不均匀的颗粒大小分布导致了流量在滤烛的长度上不均匀的分布,这是因为颗粒分布决定性地确定了滤饼的流通阻力。
[0006] 为了使已知的助滤介质的预涂均等化,在现有技术中公知有用于以未滤液来对滤烛进行入流的特殊方法,这些方法尝试避免使流动在以前常见的悬挂有滤烛的顶板上停滞。例如,EP 1 250 948 B1指导了对用于未滤液的旁路的应用,以便在过滤容器中产生未滤液的基本流动。如由EP 1 243 300 B1所公知的用于滤液的所谓排管系统排出部(Registerablauf)的应用也能够通过如下方式在过滤容器中实现基本流动,即,未滤液可以在排管系统排出部的排出线路之间穿过。所提及的措施在此虽然改进了预涂过滤层的厚度的均等性,但是尤其是考虑到所预涂的颗粒的大小而仍不能够完全防止预涂过滤层的不均匀性。
[0007] 最近,越来越多地将替选的助滤介质用于在预涂烛式过滤器中使用,以便代替至今仍使用的硅藻土。作为替选的助滤介质,在此,尤其是可压缩的助滤介质,例如纤维物或所有类型的纤维素,尤其是纤维胶以及米糠、灰或类似物已被证实是可行的。然而,此类助滤介质在密度和颗粒大小分布方面以及在下沉特性或浮力方面与迄今使用的硅藻土有所不同。由此,在助滤介质预涂时导致问题增多,并且导致滤饼沿滤烛显得特别不均等。
[0008] 此外,在可压缩的助滤介质中,由于过滤层的构建而几乎不会构建出反压力,这例如在迄今为止所使用的助滤介质中通常是常见的。由此,没有像常见的那样使流动在具有预涂较厚的过滤层的位置上减小并且在过滤体的空着的面中提高,从而在过滤体上不能够构建出均等的过滤层。尤其是过滤体的与用于滤液的滤烛的一个或多个排出部相隔最远的外部面仅少量地覆盖有助滤介质,这是因为滤液在该位置上的流动速度很小。
[0009] 由于在常规的滤烛中由可压缩的助滤介质构成的预涂层的尤其是厚度的高的不均匀性而产生不均等地分出浑浊物,这是因为显得不均等的过滤层具有不均等的分离极限。在极端情况下,滤饼甚至在预涂层中具有孔,从而不能够实现令人满意的过滤,这是因为无法实现对浑浊颗粒的充分的离析。

发明内容

[0010] 因此,本发明的任务是,提供一种针对预涂过滤器的滤烛,该滤烛能够均等地构造出针对许多助滤介质、尤其是可压缩的助滤介质,例如纤维物或所有类型的纤维素、尤其是纤维胶的沿整个滤烛的预涂层。此外,本发明的任务是,改进滤烛的过滤特性并减少助滤介质的使用。通常,本发明的任务是,减少在过滤和/或稳定流体、尤其是啤酒时的能量和材料的使用。
[0011] 上面提到的任务通过用于过滤和/或稳定流体、尤其是啤酒的预涂过滤器的滤烛来解决,滤烛具有过滤体、布置在过滤体的内腔中的内体和至少一个在过滤体与内体之间形成的滤液通道,其中,过滤体和/或内体以如下方式构造,即,在滤烛运行时为滤液通道中的滤液流提供引起助滤介质在过滤体外部面上的预涂均等化的流型。
[0012] 具有过滤体和布置在过滤体的内腔中的内体的针对预涂过滤器的滤烛在现有技术中本身已公知。在此,过滤体可以具有螺旋形地缠绕的线材,其中,线材匝圈之间的间隙充当流体穿过部。线材例如可以具有三角形的横截面,并且间隙的间隙宽度可以位于大致30至100μm的范围内。所缠绕的线材可以要么是自承载的,要么通过与所缠绕的线材连接的载体来保持。
[0013] 这种载体例如可以以一个或多个间距保持器的形式来设置,其布置在过滤体与内体之间,从而使包括缠绕的线材的过滤体与内体间隔开。替选地,内体可以例如通过内体的星形的横截面构造出凸出部,其中,线材匝圈与内体的凸出部接触地布置。能想到许多替选的构造方案。关键的仅仅是,在过滤体的内部面与内体的外部面之间构造有一个或多个滤液通道,滤液在穿过预涂层和过滤体后进入滤液通道中,并且滤液可以从滤液通道中经由一个或多个滤液排出部引出。
[0014] 由于滤烛的可以位于半米至例如6米的范围内的大的长度,使得过滤体和内体都沿纵向轴线伸长地构造,其中,过滤体沿该纵向轴线完全包围内体。
[0015] 由于滤液从未滤液腔转移到至少一个在过滤体与内体之间形成的滤液通道中,并且由于滤液从滤液通道中经由至少一个滤液排出部引出,使得在滤液通道中形成了滤液流,该滤液流具有如下流型,该流型通过滤液通道的形状、具有已预涂的滤饼的过滤体的过滤特性和未滤液流沿滤烛的流型来确定。在常规的预涂过滤器中,不均匀的滤饼的问题总是通过尝试预先给定未滤液的沿滤烛的特定的流型来克服。在内体和过滤体都管形地以圆形的恒定的横截面同中心地沿纵向轴线构造的常规的滤烛中,总是给朝滤液排出部增加的滤液的体积流提供例如形式为环形间隙的滤液通道的相同的横截面。基于该原因,在常规的滤烛中,滤液流朝滤液排出部的速度增加,相反地,尤其是在仅具有一个滤液排出部的滤烛中,在滤烛的与滤液排出部相对置的那侧上会产生滤液流的停滞点。然而,根据伯努利压力方程,流动速度的提高导致流体动力学流的静压的减小,由此,在完全均匀的预涂层的情况下,具有预涂层的过滤体上的压力差沿滤烛的纵向轴线发生改变,这又导致助滤介质的不均等预涂。此外,在具有滤烛的预涂过滤器中,通常在滤烛的上端部上设置有滤烛的滤液排出部,其中,未滤液通常从下方导入过滤容器中,这导致随着高度增加在过滤容器中未滤液流趋于停滞。因此,在该情形下,在滤烛的内部的滤液流和在滤烛外部的未滤液流的彼此相反的增加或减少的流型相对立,这附加地加剧了压力差的变化。由于在滤烛的不同区域中的不同的吸入作用,使得在过滤体的相对置的端部上的覆盖层形成、即饼构造极为不同。
[0016] 本发明尝试通过如下方式避免预涂层的这种极为不同的构造,即,在滤液侧执行流体动力学优化的流动。在此,根据本发明,过滤体和/或内体以如下方式构造,即,在滤烛运行时,为滤液通道中的滤液流提供引起助滤介质在过滤体外部面上的预涂均等化的流型。助滤介质预涂均等化在此并且在下面均被理解为与具有恒定的横截面的滤液通道和完全闭合的内体的常规的滤烛相比,预涂层的厚度的均匀性得到改进。尤其地,过滤体和/或内体可以以如下方式构造,即,使滤液的流动速度和/或在过滤体上的体积流平衡和/或在穿过过滤体时的压力损耗或滤液流沿滤烛的纵向轴线在未滤液上的吸入作用至少部分被均衡。在特殊情况下,过滤体和/或内体可以以如下方式构造,即,在所形成的滤液通道中产生滤液的基本上恒定的流型。在此,术语“基本上”包括滤烛的由于运行而造成的过滤的波动。替选地,滤液流的流型可以补偿未滤液沿滤烛的纵向轴线的流型。尤其是可以通过过滤体和/或内体的适当的构造防止在滤液流中产生停滞点。
[0017] 为了在滤液通道中实现滤液流的期望的流型,过滤体和/或内体的形状尤其可以沿滤烛的纵向轴线发生改变,以便实现滤液通道的对于必需的体积流来说所需要的横截面。替选或附加地,内体(像下面将详细描述的那样)可以设有留空部,滤液穿过留空部引入到内体的内腔中,滤液可以经由至少一个滤液排出部从内腔中引出。通过这些开口可以给滤液通道中的滤液赋予期望的流动。也能想到将改变的横截面和内体中的局部设置的开口组合起来。设有开口的内体为了构造出内部滤液流而必须至少部分空心地构造。
[0018] 术语“下”和“上”在此和随后在习惯的意义中使用,根据该意义,上区域比下区域具有相对于外引力场的引力中心更大的距离。出于清楚的原因,在此和在下面总是会提到过滤,其中,随之也总是包括流体的稳定。同样也适用于助滤介质的术语,该术语可以类似指的是稳定介质。当总是使用术语滤烛时,随之当然也包括的是,利用该滤烛可以对流体、例如啤酒进行稳定。过滤和稳定工艺可以依次地,也就是说,在两个分开的设备中进行(例如在使用纤维物或纤维素,尤其是纤维胶作为助滤介质和可再生的PVPP作为稳定介质的情况下)。在此例如可以使用两个结构相同的预涂烛式过滤器。然而,过滤和稳定工艺也可以在一个工艺步骤中进行,也就是说,在一个设备中进行,例如在同时供应作为助滤介质的纤维物或纤维素、尤其是纤维胶和作为稳定介质的不可再生的PVPP的情况下。替选地,也可以供应具有助滤介质和稳定介质的任务的产品,如Crosspure。
[0019] 在过滤过程中,未滤液位于未滤液腔中,在稳定过程中,未稳定的啤酒位于未滤液腔中。当两个工艺在一个设备中同时执行时,那么在未滤液腔中就包含有未过滤的、未稳定的啤酒。
[0020] 稳定被理解为在所谓的稳定介质上对特定的分子部分(例如特定的蛋白质和鞣质/多元酚)的吸收。因此在过滤后的时刻防止析出,也就是说,例如确保啤酒在保质期内的光泽度。
[0021] 根据特殊的改进方案,像上面已经指明的那样,给滤液通道中的滤液流提供一种流型,使得结合未滤液对过滤体外部面的过流 的预先给定的流型,存在有沿滤烛在过滤体上基本上恒定的压力差。在此,未滤液对过滤体的外部面的过流的流型通常根据未滤液引入到过滤容器中的方式、滤烛的或整个预涂过滤器的过滤特性以及根据过滤容器的构造来得到。例如,设置有例如在传统的预涂过滤器中将过滤容器分为未滤液腔和滤液腔的顶板导致了未滤液流在顶板上停滞。在设置有如例如在EP 1 243 300 B1中描述的那样的排管系统排出部的情况下,未滤液可以在排管系统排出部的线路之间穿过,从而可以防止未滤液流在排管系统排出部上停滞。同样地,设置有如例如在EP 1 250 948 B1中描述的那样的未滤液的旁通线路导致了过滤容器中的未滤液最终的基本流动的叠加,该叠加又防止了未滤液流在滤烛的顶端部上停滞。然而,在未滤液从下方导入到过滤容器中的所有情况下,未滤液的流动速度随着离未滤液腔的底部的高度的增加而减小,从而以未滤液对过滤体的外部面的过流的流型具有沿滤烛的纵向轴线向上减小的流动速度。
[0022] 根据该改进方案,现在,过滤体和/或内体可以以如下方式构造,即,滤液通道中的滤液流的流型基本上,也就是说,除了滤烛运行时的公差以外,与未滤液对过滤体的外部面的过流的预先给定的流型相应,或者至少在质量上表现为与未滤液过流的流型相应。尤其地,可以通过过滤体和/或内体的相应的构造来实现具有如下流型的滤液流,在该流型中,沿滤烛的纵向轴线向上的在滤液通道中的滤液流的速度减小。根据伯努利方程,对在滤液通道中的和在过滤体的外部区域中的流型的这种补偿导致了在过滤体上沿滤烛的压力差发生改变的方面的减小。在理想情况下,过滤体和/或内体可以以如下方式构造,即,得到了在过滤体(和预涂层)上沿滤烛的基本上恒定的压力差,由此可以实现助滤介质、尤其是纤维胶的均等预涂。以该方式,甚至在可压缩的助滤介质的情况下也可以确保预涂层沿滤烛的整个长度的厚度均等,从而总共需使用更少的助滤介质来保障预涂层的最小的层厚。因此,根据本发明的滤烛可以导致节省助滤介质,并且由此导致对过滤和所排出的滤液的质量的改进。根据该改进方案,基本上恒定的压力差被理解为如下压力差,其沿整个滤烛的波动位于平均压力差的小于10%,优选小于5%的范围内。
[0023] 根据另一改进方案,滤烛可以具有至少一个滤液排出部,其中,滤液通道的横截面朝滤液排出部扩大。像上面已经描述的那样,由于沿滤烛朝滤液排出部增加的待传输的滤液体积,使得滤液通道的沿滤烛的恒定的横截面导致滤液的朝滤液排出部流动速度增大。滤液通道的朝滤液排出部扩大的横截面弥补了体积流的增加,从而至少可以减小朝滤液排出部的流动速度的增加。像在上面提及的那样,在理想情况下可以实现滤液的流型恒定或滤液的流型向上减小。
[0024] 如果滤烛构造有仅一个滤液排出部,将滤液排出部布置在底端部,也就是说,布置滤烛的下端部上可以是有利的,这是因为在该情况下,由于滤液排出部的布置已经产生了从上往下沿滤烛的纵向轴线的滤液流的流动速度的增加,并且因此反之亦然地产生了从滤烛的底端部朝顶端部的滤液流的减小,该减小大致与未滤液流的情况相应。在此由于伯努利方程的液压力中的速度的平方,使得流动的方向并不重要。在此,滤液通道的横截面可以朝滤液排出部扩大,以便使滤液流的流型与未滤液过流的流型相匹配。
[0025] 此外,滤烛可以不仅上端部上具有滤液排出部也在下端部上具有滤液排出部,其中,根据该改进方案,滤液通道的横截面朝滤液排出部增加,并且因此滤烛在两个滤液排出部之间的根据未滤液过流的流型所选择的位置上具有最小值。滤液通道的横截面朝相应的滤液排出部的扩大程度与滤液流的期望的流型相关。
[0026] 根据特殊的改进方案,内体可以以如下方式构造,即,其横截面朝滤液排出部逐渐变细,并且/或者过滤体可以以如下方式构造,即,其横截面朝滤液排出部扩大。在所有三种情况下,过滤体的横截面与内体的横截面之间的差朝滤液排出部增大,该差基本上确定了所形成的滤液通道的横截面。在设置有两个滤液排出部的情况下,像上面描述的那样,内体的横截面可以从最大的横截面朝两个滤液排出部逐渐变细,并且/或者过滤体的横截面从最小的横截面朝两个滤液排出部扩大。在此,过滤体和内体尤其是可以同中心地布置。应理解的是,内体和/或过滤体和进而是滤液通道的精确的形状可以借助流体动力学计算来确定,使得在以未滤液过流的预先给定的流型中得到滤液流的期望的流型。
[0027] 根据另一改进方案,内体可以至少部分地构造为朝滤液排出部逐渐变细的椭圆抛物面体或者构造为朝滤液排出部逐渐变细的锥体,并且/或者过滤体可以至少部分地构造为朝滤液排出部扩大的锥体。利用内体和/或过滤体的抛物面或锥形的构造可以实现滤液通道的横截面朝滤液排出部的之前描述的扩大,由此至少可以减小朝滤液排出部的滤液流增加。此外可以通过将内体和/或过滤体构造为锥体来避免滤液流完全停滞,锥体在远离滤液排出部的最大位置上接触相应的其他的本体。通过设置形式为倒置椭圆抛物面体的具有凸形拱曲的表面的内体或形式为朝滤液排出部扩大的锥体的过滤体可以实现滤液在滤液通道中的恒定的流动速度(进一步参见下面)。滤液流的朝滤液排出部减小的流动速度可以通过内体的表面的相应更大的曲率或通过过滤体的凹形拱曲的表面来实现。由此,可以使滤液流的流型与未滤液过流的流型相匹配,由此得到在具有预涂层的过滤体上沿滤烛的纵向轴线的基本上恒定的压力差。
[0028] 在上述的改进方案中,在构造过滤体和/或内体时可以考虑助滤介质的颗粒的不同的重量。滤液排出部例如可以设置在滤烛的下端部上,以便平衡未滤液中的助滤介质的颗粒的不同的浮力。不依赖于一个或多个滤液排出部的布置地可以通过如下方式积极影响颗粒的下沉速度,即,在助滤介质的颗粒的浮力或下沉方面的力平衡通过滤液流的相应的流型和由此得到的压力差来平衡。
[0029] 根据替选的改进方案,内体可以基本上管形地构造,并且具有至少一个滤液排出部,其中,内体沿内体的纵向轴线至少在两个位置上具有沿圆周布置的开口,开口以如下方式构造,即,使滤液可以从滤液通道进入内体的内腔中。根据该改进方案,内体因此至少部分构造为空心体,其中,术语“基本上管形地”在此被理解为:内体沿其纵向轴线具有沿圆周闭合的周侧,其横截面完全可以沿纵向轴线发生改变。根据上述的改进方案尤其能够想到将内体构造为基本上空心的锥体。内体也可以至少部分以如下方式构造,即,其横截面朝滤液排出部扩大,以便实现滤液流在内体的内腔中的均等的流型。在此,空心基本上意味着的是,内体具有空心腔,空心腔将沿其纵向轴线布置的开口与一个或多个滤液排出部连接,经由滤液排出部可以导出进入内体的内腔中的滤液。之前已述地,滤烛在此可以仅构造有一个滤液排出部,例如在滤烛的上或下端部上,或者构造有两个滤液排出部,也就是说,既在滤烛的上端部上也在下端部上。然而与之前不同的是,滤液没有直接从滤液通道排出,而是间接地从内体的由空心腔形成的内腔排出。为此,滤液通道尤其可以在滤烛的两个端部上被封闭。
[0030] 根据该改进方案,内体的此外所闭合的周侧沿内体的纵向轴线在至少两个位置上具有沿圆周布置的开口。在此,这些开口例如可以孔形或缝隙形地构造。开口可以沿内体的圆周以有规律的间距布置或者也可以不均等地分布。关键是,开口沿内体的纵向轴线仅在两个或多个预先给定的位置的区域中布置,滤液经过开口可以从至少一个滤液通道进入内体的内腔中。因此,在滤液通道中构造出如下流型,穿过过滤体的滤液以该流型从有滤液穿过过滤体的位置流向内体的周侧中的开口。
[0031] 根据特殊的改进方案,开口可以以如下方式沿内体的纵向轴线设置在特定的位置上,即,使滤液通道中的滤液流的停滞可以由于滤液从滤烛中单侧排出来避免。例如,开口可以设置在滤烛的滤液排出部那侧上,也可以设置在相对置的端部上。通过将开口设置在滤烛的相对置的端部上来消除滤液流的否则在那里存在的停滞点,这是因为滤液现在可以经过开口进入内体的内腔中。
[0032] 根据特殊的改进方案,开口的数量和/或大小可以以如下方式沿内体的纵向轴线发生改变,即,使得在滤液通道中形成使预涂均等化的流型。对于经过沿圆周布置在内体的某一位置上的开口进入的滤液的量来说关键的尤其是开口的总面积。因此,通过改变开口的数量和/或大小和/或形状可以有针对性地影响穿过开口进入内腔中的滤液的量。可以想到缝隙、椭圆、圆、矩形等作为开口。通过在内体的周侧的至少两个位置上相应地设置许多或大的开口的方式,可以控制滤液从滤液通道排出进入内体的内腔,从而像上述的那样,使滤液通道中的流型与通过未滤液过流的流型近似。以该方式可以实现滤饼在过滤体的外部面上均等化。
[0033] 根据另一改进方案,在某一位置上的开口的总面积可以沿内体的纵向轴线随着位置距至少一个滤液排出部越来越远而变得越来越大。像已经多次讨论的那样,在滤液通道中,在与滤液排出部特别远的位置上构造出滤液流的流型中的停滞点,这是因为滤液在通道中朝滤液排出部流动。为了有效避免滤液流的这种停滞点,根据该改进方案,在某一位置上的开口的总面积可以沿内体的纵向轴线随着位置与至少一个滤液排出部越来越远而构造得越来越大。在设置有两个滤液排出部的情况下,开口与两个滤液排出部的两个距离中的更小的那个距离可以考虑用于确定开口的总面积。通过在与一个或多个滤液排出部相距特别远的一个或多个位置上设置具有更大的总面积的开口,使特别多的滤液在这些位置上进入内体的内腔中,由此,在这些位置上可以避免滤液流的停滞。在滤烛的与特殊的改进方案的唯一的滤液排出部相对置的端部上的开口的总面积例如可以大于滤液排出部那侧上的开口的总面积。由此消除了在滤烛的与滤液排出部相对置的端部上的停滞点。根据该特殊的改进方案,内体因此也可以仅具有一个滤液排出部,其中,远离滤液排出部的位置上的开口的总面积大于靠近滤液排出部的位置上的开口的总面积。
[0034] 根据另一改进方案,内体可以朝其两个端部去均具有开口并且此外具有基本上居中地布置的开口。在此,基本上居中地布置意味着的是,开口在过滤体沿滤烛的纵向轴线的延伸尺寸的中间20%的区域内,优选在该延伸尺寸的中间10%的区域内布置在预先给定的位置上。将开口这样附加地布置在内体的中间区域中可以在例如长于2m的特别长的滤烛的情况下,但也在0.5m起的较短的滤烛的情况下是有利的。居中地布置的开口的总面积在此可以根据上述的规定来选择。即使在其两个端部上均具有滤液排出部的内体中,设置基本上居中地布置的开口也可以是有利的,以便避免在滤液通道中的滤液流中在两个滤液排出部之间构成停滞点。开口可以在在此描述的改进方案中总是如下这样地布置,即,其与过滤体的有效的过滤面相对置。除了居中地布置的开口以外,如下内体也是可想到的,该内体在许多位置上具有在内体的长度上分布的开口,其中,开口的间距和数量和/或大小以如下方式选择,即,使得生成滤液流的期望的流型。例如,沿圆周布置的开口大致可以每隔20cm地设置在内体上。
[0035] 根据另一改进方案,此外,内体还可以具有一个或多个逐渐变细的元件和/或在内体内腔中具有不同的横截面,这些元件以如下方式构造,即,其使内体在开口区域中的或直接在开口上游的横截面逐渐变细。这些逐渐变细的元件的直接置于开口上游的布置在此要考虑到内体内腔中的滤液的相应的局部的流动方向来理解。通过设置逐渐变细的元件可以减小内体在开口区域中的或直接在开口上游的横截面,从而减小了滤液在该区域中的静压。通过内体内腔中的滤液流中的这样产生的阻力可以实现文丘里效应,由此引起在相应的开口处的吸入作用,通过吸入作用将滤液从滤液通道通过开口吸入到内腔中。由于滤液的惯性,该效应即使在直接设置在开口上游的逐渐变细的元件中也是存在的。逐渐变细的元件因此有助于滤液在为此设置的位置上从滤液通道传输至内体内腔中。因此,通过对逐渐变细的元件或内体横截面相应的规格确定可以像期望那样影响滤液通道中的滤液的流型。
[0036] 上面提到的任务也通过用于过滤和/或稳定流体、尤其是啤酒的预涂过滤器来解决,预涂过滤器具有多个根据之前描述的改进方案的滤烛。多个滤烛例如可以以矩阵的方式来布置。
[0037] 此外,根据改进方案,预涂过滤器可以具有带至少一个未滤液注入部、未滤液腔和至少一个滤液排出部的过滤容器,其中,在未滤液腔中布置有许多滤烛。用于预涂过滤器的过滤容器在现有技术中是公知的并且因此在此不再阐述。用于未滤液的注入部在此通常位于过滤容器的下端部上,其中,所引入的未滤液以上升流的方式过流过多个滤烛的过滤体的外部面。在过滤过程中,未滤液腔因此填充以未滤液,其中,在稳定过程中,该未滤液腔例如填充以未稳定的啤酒。预涂过滤器可以包括与未滤液腔通过顶板隔开的滤液腔,滤烛通入顶板中,滤液从滤烛进入滤液腔中。替选地,预涂过滤器可以包括所谓的排管系统排出部,像其例如从EP 1 243 300 B1中公知的那样。在该情况下,预涂过滤器可以包括多个管线路和附加的管系统,其中,每个滤烛在它们的顶端部上与多个管线路的其中一个联接,从而滤液可以从滤烛经由滤烛的,尤其是在滤烛的顶部件中的一个或多个滤液排出部供应至属于它们的管线路中。在此,管线路与附加的管系统连接,从而管线路可以联合为一个或多个组(排管系统集流管),从而每组管线路的滤液都可以供应至仅配属于该组的滤液排出部中。因此一组管线路的滤液汇聚在一起,并且经由滤液排出部提供。在设置有排管系统排出部的情况下尤其不设置形式为过滤容器的顶腔的单独的滤液腔。
[0038] 此外,根据另一改进方案,预涂过滤器还可以包括至少一个用于未滤液的排出部,其中,用于未滤液的注入部布置在滤烛下方的区域中,而用于未滤液的排出部布置在滤烛的上端部处或其上方。这种排出部尤其可以以旁通线路的形式构造成用于将未滤液从未滤液腔导出,像其例如由EP 1 250 948 B1公知的那样。经由旁通线路,从过滤容器导出的未滤液可以重新输送给用于未滤液的注入部。
[0039] 因此,通过两个排出部(一个是用于穿过滤烛的滤液,而另一个是用于直接来自未滤液腔的未滤液)可以提供两个分流,亦即滤液流和未滤液流,像其例如在申请人的双流系统(Twin-Flow-System)中使用的那样。在此,滤液流和未滤液流可以彼此独立地调节。在将用于未滤液的注入部布置在滤烛下面的区域中,并且将用于未滤液的排出部布置在滤烛的上端部处或其上方的情况下,根据该改进方案,甚至在很小的过滤功率或会难以过滤的啤酒的情况下也可以在未滤液腔中构造出导致未滤液沿滤烛的外部面的基本流动的未滤液流。这种基本流动在此避免了未滤液流的随着将过滤容器分为未滤液腔和滤液腔而在用作分离壁的顶板上形成的停滞。
[0040] 此外,根据另一改进方案,预涂过滤器还可以具有回引线路,其以如下方式构造,即,使得滤液可以从预涂过滤器的至少一个滤液排出部向滤烛的内腔回引。为此,回引线路例如可以设置在滤烛的上端部上的第一排管系统排出部与滤烛的下端部上的第二排管系统排出部之间,其中,排管系统排出部经由滤烛的相应的用于滤液的引出位置与过滤体的内腔连接,并且尤其与滤烛的一个或多个滤液通道连接。因此,通过回引一部分从滤液排出部引出的滤液可以在滤烛中产生滤液的基本流动,该基本流动可以补偿以过滤容器中的未滤液过流的基本流动。由此减小了滤液和未滤液的流型的相对差异,由此减小了在预涂层和过滤体上沿滤烛的压力差的改变。结果导致预涂层均等化。
[0041] 特殊的改进方案将空心状的内体设置为通到滤烛的内腔中的回引线路的延长部,其中,该内体在与通过回引线路的滤液输入部相对置的端部上要么是敞开的,要么在其周侧内具有在该端部上沿圆周布置的开口,回引的滤液可以通过开口进入滤烛的内腔中。在与上面提到的在周侧面中具有多个开口的内体组合的情况下,该附加的空心状的内体布置在之前描述的那个内体中。具有改变的横截面的内体也可以空心状地构造成用于回引滤液。过滤体同样可以假定为上述的锥形形状。在计算滤液通道的横截面时,基本流动于是基于滤烛中的一部分滤液的循环而必须被考虑到。
[0042] 上面提到的任务也通过使用一个或多个根据上述的改进方案用于利用一个或多个可压缩的助滤介质、尤其是纤维胶来过滤和/或稳定流体、尤其是啤酒的滤烛来解决。与在常见使用的硅藻土的情况下不同的是,在可压缩的助滤介质、例如纤维素或纤维胶的情况下,由于过滤层的构建而几乎不会构建出反压力。由此,在迄今所公知的滤烛中,在使用这种可压缩的助滤介质的情况下所预涂的预涂层的厚度是特别不均等的,由此不会得到有效的过滤。然而,在使用上述的滤烛的情况下,可压缩的助滤介质也可以毫无问题地用于过滤和/或稳定流体、尤其是啤酒。
[0043] 过滤和/或稳定工艺在此像在现有技术中那样自身是公知的,并且因此在此没有具体阐述。在例如将由水和助滤介质构成的预介质导入到未滤液腔中的预冲积过程中,均等的预涂层通过可压缩的助滤介质聚集在上述的滤烛的外部面上来产生。随后,通过待过滤的未滤液来挤过预介质,从而执行实际的过滤过程。在过滤工艺期间,在此,大部分的未滤液被导过滤烛,仅少量的未滤液流保留下来,其负责用于使未滤液腔中的未滤液进行均等流动。在过滤过程之后,过滤残余物通过后介质清除,以便能够实现例如通过反冲洗来清洁预涂过滤器。
[0044] 上述的滤烛能够实现在过滤和/或稳定时能够不仅考虑到预涂层的厚度而且考虑到在预涂层中的颗粒大小的均匀性地实现在滤烛的外部面上的预涂层或滤饼的均等化。基于滤烛的特殊的构造方案,滤烛也可以伴随可压缩的助滤介质、例如纤维胶使用,这利用迄今公知的滤烛部可能是不可靠的。因为通过滤烛的特殊的构造方案可以实现沿滤烛的整个长度的均匀的预涂层,所以预涂过滤器可以在使用相同的助滤介质的情况下以预涂层的与常规的预涂过滤器相比更小的平均厚度来运行。由此一方面可以节省助滤介质,另一方面可以实现预涂过滤器的更长的使用寿命。
[0045] 在下面,借助附图详细阐述本发明的其他特征和示例性的实施方式以及优点。应理解的是,这些实施方式并不仅限于本发明的范围。此外应理解的是,若干或所有另外描述的特征也可以以不同的方式彼此组合。

附图说明

[0046] 图1示出穿过常规的预涂过滤器的示意性的纵剖面;
[0047] 图2示出穿过常规的滤烛的示意性的纵剖面;
[0048] 图2a示出沿图2的线A-A的剖面;
[0049] 图3示出根据本发明的具有逐渐变细的内体的滤烛的示例性的实施方案的示意性的纵剖面;
[0050] 图4示出根据本发明的具有呈锥形的过滤体的滤烛的替选的示例性的实施方案的纵剖面;
[0051] 图5示出根据本发明的在空心内体的周侧中具有开口的滤烛的示例性的实施方案的纵剖面;
[0052] 图6a-6d示出根据本发明的具有优化的滤液流的滤烛的替选的实施方案。

具体实施方式

[0053] 图1示出穿过常规的预涂过滤器的示意性的纵剖面。预涂过滤器像其在现有技术中公知的那样包括具有连续的未滤液腔125、用于未滤液的注入部112和用于未滤液的排出部114的过滤容器120。在预涂过滤器的所示的实施方案中有许多滤烛100以矩阵的形式悬挂式地固定在用于滤液的排管系统排出部130上。在此,滤烛排出部经由管系统汇聚在一起,并且可以单独地导出。因此,排管系统排出部130是用于滤液F的排出部113,其中,排出量可以经由调节装置,例如调节阀118调整。
[0054] 未滤液经由注入部112的输入可以借助调节阀119调整。替选地,阀119可以仅是指截止阀。于是,对未滤液输送的调节借助频率受控制的泵(在图1中未示出)来实现。通常,未滤液从下方进入过滤容器120中,其中,未滤液携带有经配量的助滤介质和/或稳定介质。像通过图1中的箭头指明的那样,未滤液UF从注入部112在过滤容器120中上升,其中,未滤液过流过滤烛100的外部面。在在此示出的具有排管系统排出部130的改进方案中,没有进入到滤烛的未滤液可以穿流过排管系统排出部的管线路之间的开口,并且/或者侧向地从排管系统排出部旁边流过,由此产生了向上指向的沿滤烛100的整个长度的基本流动。为了避免剩余的未滤液积聚在过滤容器120的上区域中,经由排出部114和与之连接的旁通线路(未示出)将未滤液从过滤容器的上区域引出去。在此优选的是,用于未滤液的注入部112布置在滤烛的下端部的下方,而用于未滤液的通向旁通线路的排出部114在滤烛的上端部的上方布置在过滤容器120上。未滤液经由排出线路114的引出可以借助调节阀117来调节,从而在未滤液腔内部出现受到限定的、向上指向的未滤液的基本流动。以该方式,在常规的预涂过滤器中避免了向上指向的未滤液流的对于充当分隔平面的顶板来说常见的停滞。经由排出部114和与之连接的旁通线路引出的未滤液可以经由注入部112重新输送给过滤容器120。在此示意性地示出的常规的滤烛100在没有较大的技术花费的情况下尤其可以通过根据本发明的在下面将进一步描述的滤烛来代替。
[0055] 图2示出穿过常规的滤烛的示意性的纵剖面。图2a示出沿图2的线A-A的剖面。在在此示出的常规的具有直径d的滤烛中,螺旋形地缠绕的线材242示范性地充当过滤体240。线材242例如可以在横截面中基本上呈三角形地构造,其中,三角形的底边位于滤烛过滤器壁的外侧上,并且沿滤烛的纵向方向延伸,并且在线材的各两个相邻的匝圈之间以自身公知的方式而因此未示出地在滤烛过滤器壁的外侧上形成朝滤烛内部扩大的间隙,此间隙具有30至100μm的间隙宽度。线材匝圈之间的间隙在此充当流体穿过部。
[0056] 在在此示出的示例中,像从图2和图2a中得知的那样,线材242经由间距保持器245绕空心柱体形的内体250缠绕,其中,内体250和线材242经由间距保持器245彼此连接,例如在多个位置上彼此焊接起来。因此,内体250同时充当用于包括被缠绕的线材242的过滤体240的载体,并且因此赋予该过滤体很高的稳定性。
[0057] 间距保持器245在该示例中构造为沿滤烛100的纵向轴线L延伸的棒。间距保持器245和内体250都沿纵向轴线L在过滤体240,在此是被缠绕的线材242,的整个长度上延伸。
通过内体250和间距保持器245在过滤体240与内体250之间得到多个滤液通道260。在该示例中使用了六个间距保持器245,从而得到了总共六个滤液通道260。任意的其他数量的间距保持器以及替选的用于例如通过内体的星形构造来将过滤体240与内体250连接起来的构造方案在现有技术中已公知。在所有情况下,在过滤体240与内体250之间构造出了一个或多个滤液通道260,其中,滤液通道的形状、尤其是其横截面通过过滤体240和/或内体250的形状来确定。
[0058] 在常规的滤烛中,由于内体250而显著减小了过滤体240内部的内部容积。常规的滤烛的内体在此具有完全闭合的外周侧,也就是说,没有滤液可以渗入到内体的内部。在此,内体250可以出于重量原因而内部空心地构造,也就是说,管形地构造,但是或者也可以实心地构造。在具有唯一的滤液排出部280的常规的滤烛中,内体250在滤烛的与滤液排出部相对置的那侧上用端部件275封闭,此外,端部件还封闭了滤烛的下端部上的滤液通道260。因此,给穿过预涂过滤器和过滤体240的滤液仅保留了沿所示箭头P在滤液通道260中朝滤烛的上端部流去的可能性。
[0059] 在滤烛的在此示出的改进方案中,滤烛的上端部通入顶部件270中,顶部件具有用于滤液的排出部280。滤液从滤液通道260出来穿过在顶部件270中针对每个滤液通道260来构造的留空部290进入到顶部件的滤液排出部280中,滤液可以从滤液排出部例如进入到排管系统排出部的管线路中。许多在此示出的滤烛可以利用其相应的顶部件270与图1的排管系统排出部130的相应的管线路连接。
[0060] 像之前已经描述的那样,在此示出的常规的滤烛具有如下缺点,即,一个或多个滤液通道260的横截面沿滤烛的纵向轴线L在过滤体240的有效的过滤面的整个高度H上保持恒定。但因为在过滤体240的有效面的整个高度H上,滤液连续转移到滤液通道260中,所以在朝滤液排出部280的路径上必须有持续增加的滤液量运送通过滤液通道的恒定的横截面。然而,这仅随着滤液朝滤液排出部280的流动速度的增加而成为可能,从而沿滤烛的纵向方向L得到了滤液的如下流型,该流型在滤烛的下端部上具有停滞点,而在滤液通道260的上端部上是最大。然而,这种流型刚好表现得与过流过过滤体240的外部面的未滤液的流型相反,未滤液的流型通常例如在构造根据图1的预涂过滤器的情况下随着离过滤容器120的底部的高度的增加而减小。过滤体240与内体250之间的滤液和过滤体240的外部面上的未滤液的流型的相反的变化像上述那样导致了在过滤体上沿滤烛的纵向轴线的压力差发生改变,该压力差的改变导致了助滤介质的不均等的预涂。在此,在使用可压缩的助滤介质的情况下预涂是特别不均等的,这是因为这些可压缩的助滤介质比常规的硅藻土在预涂层中产生的阻力明显更小。
[0061] 本发明通过有针对性地对一个或多个滤液通道中的滤液的流型产生影响来解决该问题,其中,优选应当实现恒定的流动速度或应当实现滤液流动速度与过滤体的外部面上的未滤液的流动速度相匹配。
[0062] 图3和图4示出了根据本发明的滤烛的示意性的纵剖面,其中,通过滤烛的内体和/或过滤体的特殊构造来实现一个或多个滤液通道的横截面的改变。在此,在图中仅示出了滤烛300或400的过滤体沿其延伸的部分。由现有技术公知的其他元件,尤其是那些结合图2描述的元件,例如具有滤液排出部280的顶部件270或端部件275,当然可以与过滤体和内体的图3和图4所示的实施方案组合。在此,滤液排出部280以及留空部290可以以显而易见的方式与滤液通道在滤烛300和400的上端部上的相应的横截面相匹配。
[0063] 图3示出了根据本发明的特殊的改进方案的示意性的纵剖面,其中,朝一个在该实施方案中布置在滤烛300的上端部上的滤液排出部(未示出)逐渐变细的内体350布置在柱体形的过滤体340的内部。在此示出的过滤体340示范性地具有半径R,并且在沿滤烛300的纵向轴线L的长度H上延伸。在特殊的改进方案中,过滤体340和内体350绕纵向轴线L旋转对称地构造。在该图中仅示出其中过滤体340的外侧上的未滤液流的垂直于过滤体340的表面的分量VUF。滤液流的平行于滤烛的纵向轴线L的速度分量VFI在该图中同样通过箭头示出。
[0064] 为了在过滤时产生均等的预涂层,未滤液流沿过滤体340的整个长度H有恒定的垂直分量VUF是值得期望的。此外,为了使在过滤层和过滤体340上的沿纵向轴线L的压力差的改变保持得很小,滤液通道360中的滤液有恒定的流型VFI是值得期望的。通过过滤体340进入的直至离过滤体的下端部特定的高度h的滤液量在此必须传输过滤液通道360在该高度h上的横截面。该横截面在此是具有半径R的过滤体340的柱体横截面与具有半径r(h)的逐渐变细的内体350的局部呈圆形的横截面之间的差。如果用r(h)表示内体350依赖于离过滤体340的下端部的高度h的半径,那么在假定速度分量VUF和VFI恒定的情况下,以及在内体350和过滤体340在过滤体的下端部340上接触的边缘条件下得到针对内体半径的如下关系:
[0065]
[0066] 对于滤液流的恒定的流型来说,内体因此优选具有倒抛物面的形状,其中,内体350的凸形拱曲的周侧面负责用于使流动横截面朝滤液排出部增加。如果要使滤液流的速度VFI与未滤液朝滤烛的上端部的过流对应地减小,那么就建议内体350的周侧面有相应更大的曲率。因为内体350和过滤体340在它们的下端部上接触,所以可以防止在过滤体的下端部上存在停滞点。应理解的是,所示的改进方案仅描述了针对具有在滤烛的上端部上的唯一的滤液排出部的滤烛的情况的特殊改进方案。在滤烛300的下端部上设置有滤液排出部的情况下,相应地优选内体350向下逐渐变细。然而,因为未滤液流在用于根据图1的常规的预涂过滤器中的情况下总是朝滤烛的上端部减少,所以内体350的周侧面的曲率可以在该情况下更小地减少。在滤烛的上端部和下端部上都设置有滤液排出部的情况下,内体350的两个上述的形状可以作为整个内体的相应的部分拼装在一起。此外,内体350也可以例如以如下方式仅构造为所示的抛物面体的一部分,即,最终总是保持r(h)。
[0067] 图4示出了根据本发明的滤烛的替选的实施方案的纵剖面。在在此示出的改进方案中,内体450具有沿滤烛400的纵向轴线L恒定的横截面,而过滤体440则朝在该示例性的改进方案中同样布置在上方的滤液排出部呈锥形地扩大。过滤体440和内体450在滤烛400的过滤区域的最下面的点上又是接触的,以便避免滤液流的停滞点。内体450具有恒定的半径R,而过滤体440朝滤液排出部的半径r(h)随着离滤烛400的过滤区域的下端部的高度h呈线性增加。
[0068] 在此,过滤体440的外部面上的未滤液流的恒定的垂直分量VUF和朝滤液排出部的方向的滤液流的沿纵向轴线L恒定的竖直分量VFI也是值得期望的。计算流入的滤液与经过滤液通道460的局部的横截面流出的滤液之间的体积流平衡针对过滤体440的半径得到如下函数关系:
[0069]
[0070] 这种关系描述了一种锥体。根据滤液通道460中的滤液流的流型VFI的预先给定也可以得到过滤体440的其他形状。例如,在补偿未滤液流的向上减小的过流流型的情况下得到了过滤体440的凹形拱曲的外部面。如果滤液通道460的横截面朝滤液排出部增加,那么在任何情况下都得到了过滤体440的外部面上的预涂层的均等化。像已经结合图3描述的那样可以设置过滤体440的替选的形状,以便考虑到对滤烛400的下端部上的滤液排出部的要求或对上端部和下端部上均有滤液排出部的要求。
[0071] 图5示出了根据本发明的滤烛的另一改进方案的示意性的纵剖面,其中,设置有具有在其周侧面中沿圆周布置的开口的空心内体。在图2所示的常规的滤烛中,像已经描述的那样得到滤液通道260中的流型,该流型在滤烛的与滤液排出部280相对置的端部上具有停滞点,并且在滤液排出部那侧上具有最大值。图5中以虚线楔形的形式示出了在常规的滤烛的滤液通道中的滤液的流型。
[0072] 然而,根据伯努利方程,滤液流动速度的增加导致了过滤体540上的压力差的增加,由此,尤其是相对轻的可压缩的助滤介质、例如纤维胶基本上都聚集在滤液排出部580那侧上。为了避免预涂层的由此形成的不均等的构造,在根据本发明的图5中所示的示范性的滤烛中,滤液没有直接从滤液通道560中排出,而是间接地经由与内体550的空心内腔555连接的滤液排出部580引出。为了使滤液可以从滤液通道560中转移到该空心腔555中,沿滤烛的纵向轴线,在内体550的周侧面的两个或更多个位置590a至590c上沿通常旋转对称的内体550的圆周设置了开口。应理解的是,在图中示出的在三个位置590a至590c上具有开口的改进方案仅是示范性的改进方案,并且尤其是也可以在多于三个位置上设置开口,以便产生滤液流在滤液通道560中的期望的流型。
[0073] 因为滤液通道560在该改进方案中在上方和下方通过滤烛的顶部件570或端部件575封闭,所以滤液因此可以仅通过这些开口590a至590c朝滤液排出部580流动,滤液排出部示范性地并且非限制性地布置在滤烛的上端部上。在此,相应的开口的总面积与滤液通道中的流体动力学情况、即尤其是滤液压力一起确定了在相应的位置上有多少滤液通过开口进入到空心腔555中。在该空心腔555的内部于是重新出现朝滤液排出部580指向的滤液流,这在图中通过箭头指明。与该滤液流组合地可以通过开口590a至590c的大小和/或数量以及其沿滤烛的纵向轴线的位置来影响滤液通道560中的滤液流的流型。
[0074] 根据本发明,沿内体550的纵向轴线在至少两个位置上设置有沿圆周布置的开口,然而在其他方面内体的周侧是闭合的。因此,滤液仅可以在受限定的位置590a至590c上从滤液通道560进入到内体550中。通过在滤烛的与滤液排出部580相对置的端部上设置开口尤其可以避免常规的滤烛在滤液通道560中的停滞点。
[0075] 根据特殊的改进方案,开口的总面积可以以如下方式发生改变,即,总面积随着与滤液排出部580的距离的增加而增加,并且其通过开口590a至590c在图中的相对大小来指明。由此,可以抵抗已经多次描述的内体550的内部555中的滤液朝滤液排出部580的流动速度的增加趋势,这是因为有更大量的滤液在滤烛的下端部上通过开口590c进入到内腔中。因此减小了内腔555中的滤液的流动速度的增加,由此可以避免由于液压力而引起的不期望的效应。
[0076] 像已经描述的那样,作为滤烛的上端部上的滤液排出部580替选地也可以仅在滤烛的下端部上设置滤液排出部,其中,在该情况下,开口的总面积可以向上增加。滤液排出部同样可以设置在滤烛的下端部和上端部上,其中,开口的总面积可以根据与相应的滤液排出部的两个距离中更小的那个距离来预先给定。在该情况下,布置在滤烛的中间区域中的开口590b具有最大的总面积。
[0077] 在在此示出的特殊的改进方案中,内体550在三个位置590a至590c上具有沿圆周布置的开口,其中,中间开口590b可以位于内体550的长度的中间的20%,优选10%的区域中。即使对于长的例如具有大于2m的长度的滤烛来说,以该方式也可以有针对性地影响滤液通道560中的滤液流的流型。然而,像已经提及的那样,在另外的位置上例如沿内体以大约20cm的有规律的距离可以设置有附加的开口。
[0078] 此外,在此示出的改进方案具有在内体550的内腔555中的减小元件558,通过减小元件可以直接在开口590b的上游在一个或多个位置上减小空心内腔555的横截面。应理解的是,尤其可以为所有开口在多于所示的位置上设置有这种变细部。替选地,内管的横截面可以例如通过直接在开口上游加厚内管壁而减小。像已经提及的那样,减小元件558或壁加厚部也可以直接设置在开口区域中,其中,开口可以布置在分段形的减小元件旁,或者可以设置穿过减小元件或壁加厚部。然而,根据文丘里效应,通过减小横截面得到局部的流动速度的提高,由此,可以提高在滤液通道560与内腔555之间的压力差,从而可以更多地使滤液从滤液通道560通过开口590b吸入到内体550中。逐渐变细的元件558在此相对于滤液在内腔555中的流动方向布置在开口590b上游,以便经过开口590b的区域后产生文丘里效应。
[0079] 开口的位置、大小和数量可以在流体动力学中根据通过未滤液在过滤体540的外部面上的预先给定的过流流型和在滤液通道560中的或内体550的内腔555中的期望的滤液流型计算出。应理解的是,具有根据上述的局部预先给定的开口的内体的特殊的改进方案也可以与像结合图3和图4描述的那样的具有可变的横截面的滤液通道560组合。这可以以特别简单的方式与图4的改进方案组合地实现。根据滤液通道的横截面的改变得到了对图5的开口的布置和/或总面积的修改。
[0080] 图6a-6d中示出了根据本发明的滤烛的另外的替选的改进方案。在所有分图中都省去滤烛的上端部处的滤液排出部,其中,滤烛的下端部总是通过端部件675、775或875封闭。
[0081] 分图a)和b)示出了具有柱体形的过滤体640和向上逐渐变细的内体650的滤烛。在此,在分图a)中示出的内体具有锥体的形状,而在分图b)中示出的内体以阶梯形式逐渐变细。两个形状引起滤液通道660的横截面朝滤液排出部扩大,由此,即使在以比在根据图3的构造方式中更小的程度也实现了预涂层的均等化。然而,分图a)和b)的内体650可以更轻地制成。
[0082] 在分图c)中,过滤体740以如下方式构造,即,其横截面朝滤液排出部以阶梯形式扩大。这在柱体形的内体750的情况下同样导致滤液通道760的横截面的扩大。
[0083] 分图d)最后示出了图5的改进方案的变体,其中,除了内体850的孔890a至890c以外还设置有内体850的朝滤液排出部以阶梯形式扩大的内腔855。这根据公知的原理导致内体的内腔855中的滤液流F的均等化,并且因此间接导致过滤体840上的预涂的均等化。后者在该改进方案中柱体形地构造,从而形成具有保持不变的横截面的滤液通道860。
[0084] 当要用于实现滤液的期望的流型时,能够想到将图6所示的改进方案彼此间的组合和/或与图3至图5的改进方案进行组合。
[0085] 根据本发明对前述的滤烛进行了改进,以便通过影响滤烛内部的滤液流来实现预涂层在过滤体的外部面上沿滤烛的整个长度的均等化。为了实现这种均等化,以如下方式设置过滤体和/或内体的形状以及滤液排出部的布置,即,得到滤液通道中的滤液流的尽可能均等的流型,或者使该流型与过滤体的外部面上的未滤液的过流流型相匹配。以该方式可以减小过滤层上的压力差由于滤液和未滤液的流动速度之间的沿滤烛的纵向轴线改变的差异而发生的改变,从而不仅考虑到其厚度而且还考虑到其相对于颗粒分布的均匀性地得到了更均等的过滤层。所描述的滤烛在此特别适用于与可压缩的助滤介质,例如纤维胶组合使用。
[0086] 通过使预涂层均等化可以减小预涂层的平均厚度,而不会损害有效的过滤,由此可以节省助滤介质,并且此外可以延长预涂过滤器的使用寿命。此外尤其还可以使用在最近在过滤液态食品的情况下相对于常规的硅藻土已被证实是有利的可压缩的助滤介质。此外,所描述的滤烛还可以在没有更大的花费或者改造的情况下在现有的预涂过滤器中使用,这附加地节省了安装成本。