用于清洁携带异物的原料气体的过滤装置以及用于制造和/或加工由金属或塑料制成的部件的装置的制作方法

本技术涉及一种用于清洁携带异物的原料气体的过滤装置，特别是在封闭系统中，其中来自加工环境的废气在与外界隔绝的同时或者在相对于外界气密密封的同时被引导至过滤装置，并且如果需要的话，由该过滤装置清洁的清洁气体被返回到该加工环境。

背景技术：

1、在某些工艺中，诸如在用于由金属制成的工件的增材制造的系统中(例如，在由钛或铝合金制成的工件的选择性激光烧结中)，产生必须借助于过滤装置来清洁包含颗粒的废气。将废气从在其中工件被建立或加工的加工环境引导至过滤装置，通常同时废气与外界隔绝。该过滤装置包括一个或多个过滤元件，该一个或多个过滤元件被布置在过滤壳体中并且将该过滤装置的原料气体空间与清洁气体空间分离。将含颗粒废气供给到原料气体空间中，并且当其穿过过滤元件的壁时，清除夹带的异物，使得无颗粒废气到达过滤元件的面向清洁气体空间的清洁气体一侧。通常，该清洁气体返回到加工环境。

2、在操作期间，废气中携带的异物(可能与添加的诸如石灰粉或二氧化硅的助滤剂一起)积聚在过滤元件的面向原料气体空间的过滤表面上。沉积的材料形成滤饼，通常借助于压力脉冲清洗过程不时地清洗该滤饼。以与压力脉冲清洗周期相关联的脉冲状方式将压力脉冲施加到过滤元件导致过滤装置的原料气体空间和清洁气体空间中的压力变化。这些压力变化可传播到在其中发生增材制造的加工环境中，从而干扰在那里发生的制造工艺。因此，希望的是保持原料气体空间和清洁气体空间中的这种压力变化尽可能小，和/或如果可能，允许它们仅在当前不发生待制造工件的形成或加工的时候发生。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是进一步开发所提及类型的过滤装置，以尽可能避免或至少尽可能抑制对在加工环境中待制造和/或待加工(特别是借助于增材制造)的工件的形成的破坏性影响。这特别涉及与不时发生的过滤元件的清洗相关的加工环境中的破坏性压力波动。

2、为了这个目的，根据本实用新型，提出了一种过滤装置。

3、用于清洁携带异物的原料气体的过滤装置包括：

4、至少一个过滤元件，该至少一个过滤元件具有面向原料气体空间的原料气体侧和面向清洁气体空间的清洁气体侧，该过滤元件被设计成使得在原料气体中夹带或携带的异物在穿过过滤元件时沉积在面向原料气体侧的至少一个过滤表面上；

5、至少一个压力脉冲清洗装置，该至少一个压力脉冲清洗装置被设计成产生用于清洗沉积在至少一个过滤元件上的材料的清洗压力脉冲；以及

6、压力波阻尼装置，该压力波阻尼装置被设计成作用在存在于与原料气体和/或清洁气体流体连通的至少一个容积中的流体上并且产生流体扰动，该流体扰动抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波。

7、特别地，该压力波阻尼装置可以被设计成产生作为由压力波阻尼装置作用的流体中的流体扰动的压力变化，该压力变化抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波。压力变化可以是由压力波阻尼装置作用的流体中的压力释放。

8、特别地，由压力波阻尼装置作用的流体中的压力变化可以产生反压力波，该反压力波抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中触发的压力波。

9、另外地或可替代地，该压力波阻尼装置可以被设计成产生作为由该压力波阻尼装置作用的流体中的流体扰动的压力变化，该压力变化抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波。

10、产生抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波的流体扰动的措辞旨在表达，通过产生流体扰动，压力波在到达产生携带异物的原料气体的加工环境或加工空间之前被削弱甚至抵消，该压力波在原料气体空间和/或清洁气体空间中由于清洗压力脉冲而触发，并且该压力波可以在原料气体空间和/或清洁气体空间中和/或在原料气体空间上游的区域中沿携带异物的原料气体的流动方向传播，或在清洁气体空间的下游沿从过滤元件流出的清洁气体的流动方向传播。当原料气体经由原料气体管线从加工环境或加工空间被指引到原料气体空间，或清洁气体从清洁气体空间被指引到加工环境或加工空间时，在这些区域中，特别是在加工环境或加工空间中，在任何情况下都会发生由压力波阻尼装置产生的流体扰动对由清洗压力脉冲触发的压力波的削弱或阻尼效应。

11、当该清洗压力脉冲被提供为冲击状或突然的脉冲时，在没有进一步测量的情况下，由该清洗压力脉冲所触发的压力变化将是原料气体空间和/或清洁气体空间中的脉冲状压力增加，该脉冲状压力增加将作为压力波传播到区域中，该区域位于在携带异物的废气的流动方向上的原料气体空间的上游和/或位于在从过滤元件流出的清洁气体的流动方向上的清洁气体空间的下游。该压力波可保持在时间上受限，并且因此作为原料气体和/或清洁气体中的大量脉冲形压力波或压力冲击而传播。为了衰减传播或抵消这种压力波，对于压力波阻尼装置来说，在作用在其上的流体中产生作为流体扰动的压力释放或压力降低是有用的。压力释放或压力降低应该特别地对应于清洗压力脉冲，并且特别地也是脉冲状的，即，突然开始并且持续时间短。特别地，压力释放应以与产生清洗压力脉冲时间上协调的方式发生。例如，压力波阻尼装置可以在触发清洗压力脉冲的同时作用在与原料气体和/或清洁气体流体连通的容积中的流体上。

12、由压力波阻尼装置产生的流体扰动对在原料气体空间和/或清洁气体空间中由于清洗压力脉冲而触发的压力波的衰减作用特别地发生在该原料气体空间和/或清洁气体空间中和/或在区域中，该区域在携带异物的原料气体的流动方向上位于原料气体空间的上游和/或在清洁气体的流动方向上位于清洁气体空间的下游。

13、以这种方式，可以实现有效地衰减(理想地甚至抑制)了在原料气体空间和/或清洁气体空间中和/或在携带异物的原料气体的流动方向上位于原料气体空间的上游的区域中和/或在清洁气体的流动方向上位于清洁气体空间的下游的区域中由清洗压力脉冲和压力波阻尼装置引起的总压力变化，因为由该清洗压力脉冲和该压力波阻尼装置引起的压力变化被定向在彼此相反的方向上并且理想地甚至彼此抵消。

14、术语“脉冲状的”旨在表达压力增加或压力释放应该具有脉冲状的时间剖面，特别是应该突然发生。因此，在相对短的时间段内将发生强的压力增加或压力释放。用于清洗的清洗压力脉冲的时间剖面可根据需要选择。在任何情况下，然而，由在过滤装置的至少一个容积中作用的流体中的压力波阻尼装置产生的流体扰动的时间剖面和由此触发的压力释放的时间剖面适于清洗压力脉冲的相应选择的时间剖面。特别地，该清洗压力脉冲和作用在至少一个容积中的流体上应相对于彼此具有协调的和/或同步的时间剖面。例如，该清洗压力脉冲和在至少一个容积中的流体上的所述作用可以同时发生。

15、在过滤装置的特别改进中，该压力波阻尼装置可以包括蓄压器，该蓄压器可以被选择性地带入与和原料气体流体连通的至少一个容积流体连通，以便作用在存在于该容积中的流体上并且产生流体扰动。

16、该压力波阻尼装置可以适于在正常操作期间在蓄压器中建立和/或存储反压力。压力波阻尼装置可进一步适于以与清洗压力脉冲时间上协调的方式(例如同时地)将蓄压器带入与至少一个容积中的流体流体接触，以便产生流体扰动。

17、特别地，该蓄压器可以被设计成负压或真空蓄能器。

18、术语“负压或真空”在上下文中指在正常操作期间在该至少一个容积中占主导的压力。因此，与在正常操作期间在至少一个容积中占主导的压力相比，在真空蓄能器中产生和存储更低的压力，即，当该真空蓄能器与至少一个容积分离时。该真空蓄能器和容积之间的压力差越大，则真空蓄能器的容积越大，当在真空蓄能器和至少一个容积之间建立流体连通时流体扰动越大，因为从至少一个容积流入真空蓄能器的流体越多，直到建立压力均衡为止。

19、在实施例中，该压力波阻尼装置可以通过提供真空蓄能器来实施，该真空蓄能器可以被带入与至少一个容积相接触，该至少一个容积与原料气体空间和/或原料气体管线和/或清洁气体空间和/或清洁气体管线流体连通。通过建立在真空蓄能器和容积之间的流体连通，在容积中产生流体扰动，因为在容积中产生流体扰动，由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中触发的压力波被消灭，或者在任何情况下，被抑制到这个压力波不能传播到达加工空间的程度。

20、通过在真空蓄能器和与原料气体和/或清洁气体流体连通的容积之间建立流体连通而产生的阻尼效应可以基于可以被认为是流体扰动的各种效应，这些效应各自可以单独地但也彼此组合地发生。例如，流体干扰可以基于以下事实：当在真空蓄能器和与原料气体和/或清洁气体流体连通的体积之间建立流体连通时，产生“反压力波”，该反压力波在原料气体中和/或达到原料气体和/或在清洁气体中和/或达到清洁气体传播，并且当该反压力波干扰由清洗压力脉冲触发的压力波时，导致两个压力波在很大程度上被抵消。此外，进一步的阻尼效应可以由以下事实引起：在真空蓄能器和与原料气体和/或清洁气体流体连通的容积之间建立了流体连通之后，流体从这个容积流入真空蓄能器中，由此触发在原料气体和/或清洁气体中的短暂流动，这些短暂流动对原料气体和/或清洁气体中的压力波的传播具有阻尼效应。这种流动的产生可与容积中和/或原料气体和/或清洁气体中的压力波动相关联。

21、在特别的实施例中，压力波阻尼装置可以包括真空发生器，特别是真空泵、真空喷射器或鼓风机，借助于该真空发生器可以在蓄压器中产生真空。

22、至少在蓄压器与至少一个容积分离的状态下，真空发生器可选择性地能联接到蓄压器以便在该蓄压器中产生真空。

23、在进一步的改进中，蓄压器可以具有与其相关联的一个关闭构件或阀，该关闭构件或阀将蓄压器与过滤装置的至少一个容积分离，阀是可选择性地控制的以建立和/或中断蓄压器与过滤装置的至少一个容积之间的流体连通。在上下文中，术语阀旨在指允许选择性地建立蓄压器与容积之间的流体连通或防止这种流体连通的任何类型的关闭构件。这种阀的示例是旋转阀、滑阀、瓣片等。

24、通过在蓄压器与过滤装置的至少一个容积之间建立流体连通，在储存在蓄压器中的流体与存在于过滤装置的容积中的流体之间实现压力均衡。这种压力均衡旨在引起流体扰动。特别地，压力均衡应当是突然的，即，具有及时足够大的变化以产生流体扰动。

25、此外，该蓄压器可以具有用于向环境排气的装置。特别地，真空发生器的超压侧可以对环境开放或者可以向环境排气以释放超压，当真空发生器的超压侧上在蓄压器中产生用作为反压力以抑制由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中触发的压力波的真空时产生该超压。

26、在另外的实施例中，该压力波阻尼装置可以包括用于与该压力脉冲清洗装置联接的装置。特别地，该联接被设计成使得当在蓄压器中产生真空时产生的超压可用于压力脉冲清洗装置，以用于产生清洗压力脉冲。例如，真空发生器的超压侧可以联接到压力脉冲清洗装置的蓄压器，以用于产生清洗压力脉冲。

27、进一步地，压力波阻尼装置和压力脉冲清洗装置可以与环境气密地密封。

28、压力波阻尼装置可以被设计成使得其作用在存在于原料气体空间中的流体上并且产生抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波的流体扰动。

29、另外地或可替代地，该压力波阻尼装置可以被设计成作用在存在于清洁气体空间中的流体上并且产生流体扰动，该流体扰动抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波。

30、另外地或可替代地，该压力波阻尼装置可以被设计成作用在存在于通向原料气体空间的原料气体管线中的流体上并且产生抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波的流体扰动。

31、另外地或可替代地，该压力波阻尼装置可以被设计成作用在存在于引导离开清洁气体空间的清洁气体管线中的流体上并且产生流体扰动，该流体扰动抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波。

32、在实施例中，原料气体起源于加工环境或加工空间中并且过滤装置被设计成将原料气体从该加工环境或加工空间引导至过滤元件，该压力波阻尼装置可以另外地或可替代地被设计成使得它作用在存在于该加工环境或加工空间中的流体上并且产生流体扰动，该流体扰动抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波。

33、在实施例中，提供了排放容器，在该排放容器中在过滤元件已经被清洗压力脉冲作用之后收集从该过滤元件掉落的材料，该压力波阻尼装置可以另外地或可替代地被设计成使得它作用在存在于该排放容器中的流体上并且产生流体扰动，该流体扰动抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波。

34、明确指出的是，以上布置(其中，流体由压力波阻尼装置作用在与原料气体空间、清洁气体空间、原料气体管线、清洁气体管线、加工空间或排放容器中的流体相关联的体积中)可以以任何方式彼此组合，如果需要的话。因此，容易想到的是压力波阻尼装置被设计成作用在既与排放容器相关联的容积中又与清洁气体管线相关联的容积中的流体上。类似地，可以想到，压力波阻尼装置配置成作用在既与原料气体空间相关联的容积中又与清洁气体管线相关联的容积中的流体上。

35、在另外的实施例中，压力清除装置和压力波阻尼装置可以被设计成使得，以时间上协调的方式、特别是同时地执行产生用于清洗沉积在至少一个过滤元件上的材料的相应的清洗压力脉冲以及作用在存在于与原料气体流体连通的至少一个容积中的流体上以用于产生流体扰动，该流体扰动抵消由清洗压力脉冲在原料气体和/或清洁气体中产生的压力波。

36、根据本实用新型的过滤装置可以用于制造和/或加工由金属或塑料制成的部件的装置中，特别是借助于增材制造工艺或3d打印工艺(诸如选择性激光烧结、选择性激光熔化、电子束熔化、激光沉积焊接、立体光刻、粘合剂喷射或熔融沉积成型)可以特别有利地使用。这种装置包括：加工和/或制造部件的加工环境，以及上述类型的过滤装置。然后，过滤装置在闭合回路中联接到加工环境，使得原料气体从加工环境经由原料气体管线被引导到过滤元件，并且从过滤元件流出的清洁气体被引导回到加工环境。有利地，加工环境和过滤装置与环境气密密封。