CN105764400A - 包含一体式过滤器模块的洗涤机 - Google Patents
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Abstract
一种洗涤机，其包括：i)洗涤桶(12)，ii)与所述洗涤桶(12)处于流体联通的进水口(14)和废水出口(16)，iii)从所述废水出口(16)延伸到所述进水口(14)的流体路径(18)，iv)用于沿着所述流体路径(18)移动水的泵(20)，v)沿着所述流体路径(18)定位的过滤器模块(22)，以及vi)位于所述泵(20)下游的阀门(16′)，所述阀门沿着所述流体路径(18)选择性地将流体流引导到废水排出口(28)或所述过滤器模块(22)。
Description
技术领域
本发明涉及用于洗涤衣物或例如玻璃器皿、餐具、扁平餐具、碗碟、炊具等“器皿”物品的洗涤机。
背景技术
用于清洗衣物和器皿物品的洗涤机是所属领域中众所周知的。典型的洗涤机包含被容纳在机柜中的洗涤桶和电动泵。桶可以借助于可密封的门进入。在典型的洗涤周期期间，水与清洁剂组合并且在洗涤阶段期间被围绕洗涤桶操纵，此后所产生的废水被排出。随后在一个或多个冲洗阶段中，用清洁给水再填充桶。洗涤桶的重复填充和排水耗费时间并且使用大量的水。
发明内容
在主要实施例中，本发明减少与洗涤衣物和器皿物品相关联的耗水量和再填充时间。本发明包含一种洗涤机，其包括：
i)洗涤桶(12)，
ii)与所述洗涤桶处于流体联通的进水口(14)和废水出口(16)，
iii)从所述废水出口(16)延伸到所述进水口(14)的流体路径(18)，
iv)用于沿着所述流体路径(18)移动水的泵(20)，
v)沿着流体路径(18)定位的过滤器模块(22)，以及
vi)位于所述泵(20)下游的阀门(16′)，所述阀门沿着所述流体路径(18)选择性地将流体流引导到废水排出口(28)或所述过滤器模块(22)。在另一实施例中，本发明包含一种用于使用此洗涤机清洗物品的方法，其包含：a)通过将水和清洁剂引入到洗涤桶(12)中来启动洗涤阶段，b)致动阀门(16′)以将由洗涤阶段产生的废水引导到废水排出口(28)，c)通过将水而不将清洁剂引入到洗涤桶(12)中来启动冲洗阶段，d)致动阀门(16′)以将由冲洗阶段产生的废水的至少一部分引导到过滤器模块(22)，以及e)将已经通过过滤器模块(22)的废水再引入到洗涤桶(12)中。
附图说明
图1是根据本发明的洗涤机的实施例的示意图。
具体实施方式
如本文中所使用，术语“器皿”是指例如玻璃器皿(例如瓶子)、餐具、扁平餐具(例如刀叉餐具、用具)、碗碟(例如餐盘)、炊具(例如罐、平底锅)等物品以及在食品和饮料的制备、储存或食用期间与所述食品和饮料一起使用的其它物品。术语“衣物”是指由纺织物或织物制成的物品，包含例如衣服和亚麻制品(例如桌布、床上用品、毛巾等)等物品。在一个实施例中，本发明包含一种洗涤机，其经设计以清洗器皿物品。在另一个实施例中，本发明包含一种洗涤机，其经设计以清洗衣物物品。在又一实施例中，本发明包含一种个人沐浴组合件，例如桶或淋浴器。
图1中提供了本发明的通用实施例的示意图，其中洗涤机一般以10示出，包含经调适以临时容纳待清洗的物品的洗涤桶(12)。尽管不受特定限制，但洗涤桶(12)优选地包含可密封的门，所述可密封的门使得便于进入内部腔室。在经设计以清洗器皿物品的实施例中，洗涤桶(12)可以包含用于在清洗期间固定器皿物品的架子和隔室。在经设计以清洗衣物的实施例中，洗涤桶(12)可以包含能够关于轴线旋转的圆桶形滚桶。洗涤桶(12)与至少一个进水口(14)和废水出口(16)处于流体联通。进水口(14)经调适以为液体提供流入洗涤桶(12)中的路线，而废水出口(16)为废水提供从桶(12)流出的路线。出于此描述的目的，术语“废水”是指已经用于洗涤或冲洗桶(12)内的物品的水。
入口(14)和出口(16)优选地连接到一个或多个阀门(14′、16′)，所述阀门选择性地控制液体进出桶(12)。流体路径(18)包括从废水出口(16)延伸到进水口(14)的一个或多个管道(例如，管子、导管等)。泵(20)提供用于沿着流体路径(18)移动水的驱动力。如下文将描述，可以利用一个或多个泵，但在优选实施例中，利用单一泵。
过滤器模块(22)沿着流体路径(18)定位。过滤器模块(22)可以包含广泛多种分离介质，包含膜基模块(例如螺旋缠绕、中空纤维、毛细管、平坦圆盘和管状膜模块或“元件”)。代表性半渗透膜包含由以下材料制成的膜：各种陶瓷、金属、纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚烯烃等。膜可以适于广泛范围的应用，包含但不限于微过滤(MF)、超过滤(UF)、纳米过滤(NF)和逆渗透(RO)。在优选实施例中，模块包含位于外壳的内部腔室内的多个半渗透膜。可以选择过滤器模块(22)内利用的中空纤维膜的平均孔径，以便优选地去除例如食品、油脂、蛋白质、油等碎屑，例如在微过滤范围内的平均孔径(即0.1到5微米)。在优选实施例中，膜的平均孔径在超过滤范围(即0.01到0.10微米)内，使得至少部分地去除原虫、细菌和病毒。在一个实施例中，多个半渗透中空纤维膜在内部腔室内轴向定向。中空纤维的末端借助于众所周知的“封装”技术与内部腔室隔绝，其中中空纤维的一个或两个末端保持打开并且与在端盖组合件内形成的一个或多个外部腔室处于流体联通。在优选实施例中，过滤器模块(22)包括细长形外壳(例如，具有大于其宽度的长度的细长外壳)，其沿着轴线在两个相对端之间延伸且界定内部腔室。过滤器模块的外围是圆桶形，具有圆形横截面。外壳可以由广泛多种材料构造，例如塑料、陶瓷、金属等，但是，在一组优选实施例中，外壳由例如聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)等可注射成型的塑料制成。代表性实例包括DowTMUF模块SFX2660和SFX2680的小型化型式。尽管示出为单一单元，但可以并行或串行布置使用多个过滤器模块。。多个过滤器模块可以具有相同或不同的过滤大小(例如，MF和UF)。多个过滤器模块可以具有相同或不同的外部和/或内部结构。
洗涤机(10)可选地包含与过滤器模块(22)处于流体连通的通气器(24)。通气器将气泡源(例如空气泡)提供到过滤器模块的内部腔室，所述气泡从膜的表面去除碎屑。在一个实施例中，通气器包括与例如环境空气等气体源处于流体联通的一个或多个气体喷嘴。气体压力可以由独立的泵或鼓风机(未示出)产生。替代地，可以使用用于沿着流体路径(18)移动水的相同泵(20)产生气泡。例如，通气器(24)可以包含沿着流体路径(18)定位的阀门，所述阀门选择性地打开以允许在水通过所述路径时将空气抽到流体路径中，即，经由文丘里效应。尽管未示出，但是通气器也可以与洗涤桶(12)处于直接流体联通，以在清洗或冲洗阶段期间将气泡提供给桶。
洗涤机包含适合于连接到水源(例如自来水)的给水口(26)、适合于与外部排水管连接的废水排出口(28)以及适合于外部排水管的过滤器排出口(30)。废水排出口(28)和过滤器排出口(30)可以组合到单一端口中。每个端口可以包含在操作期间可以选择性地打开或关闭的阀门。另外，阀门(未图示)可以位于废水出口(16)和泵(20)之间以从洗涤桶(12)排出废水。
阀门(16′)位于泵(20)的下游。在优选实施例中，阀门(16′)位于过滤器模块(22)的上游，即，沿着泵(20)和过滤器模块(22)之间的流体路径(18)定位，如图1中所图示。阀门(16′)沿着流体路径(18)选择性地将流体流引导到位于泵(20)下游的废水排出口(28)，或引导到过滤器模块(22)。可选地，阀门(16′)可以选自多路阀、单一阀门以及彼此一起作用的多个阀门的群组。阀门(16′)和附近的阀门可以分开定位或定位在共同的支撑板中或整合到过滤器模块(22)的端盖中。阀门(16′)优选地是可以借助于电子控制器致动的三通阀。
在优选实施例中，洗涤机(10)的上述组件一体式容纳于机柜(32)内。在优选的商业实施例中，相比于洗涤机，过滤器模块(22)的大小相对较小，例如过滤器模块(22)与机柜(32)的体积比优选地是从1∶20到1∶1000。
本发明进一步包含一种使用如先前描述的洗涤机清洗物品的方法。在优选实施例中，所述方法包含将待洗涤物品装载在洗涤桶内且执行以下步骤：a)通过将水和清洁剂引入到洗涤桶(12)中来启动洗涤阶段，b)致动阀门(16′)以将由洗涤阶段产生的废水引导到废水排出口(28)，c)通过将水而不将清洁剂引入到洗涤桶(12)中来启动冲洗阶段，d)可选地将由冲洗阶段产生的废水的一部分引导到排出口(28)，e)致动阀门(16′)以将由冲洗阶段产生的废水的至少一部分引导到过滤器模块(22)，以及f)将已经通过过滤器模块(22)的废水(即，经过滤水或“渗透物”)再引入到洗涤桶中。再引入此类经过滤水的步骤可以包含在同一冲洗阶段、或后一冲洗阶段中或在其中清洁剂和可选的清水组合的后一洗涤周期中使用此类水。所谓的“洗涤阶段”的特征在于水与清洁剂或其它清洗组合物的组合，而冲洗阶段大体上不包含清洁剂(但可以使用阻垢剂)。
作为举例，在操作中，待清洗的物品定位在洗涤桶(12)内且给水借助给水口(26)选择性地进入洗涤桶(12)。自动化阀和泵可以促进此过程，从而实现最优水位。还可以提供清洁剂或其它清洗化合物并且喷洒、搅拌或以其它方式围绕桶(12)操纵所产生的洗涤水以从物品去除碎屑。此后，即通常10到30分钟，洗涤阶段结束且所产生的废水借助于废水出口(16)从桶(12)排出。同样地，自动化阀和泵(20)可以促进此过程。通过致动阀门(16′)以将由洗涤阶段产生的废水引导到废水排出口(28)而从洗涤机(10)去除废水。
在洗涤阶段后，启动一个或多个冲洗阶段。包括来自给水口(26)的给水或通过过滤器模块(22)的膜的渗透物或两种水源的组合的水用作冲洗水并通过进水口(14)引入洗涤桶(12)中。优选的混合比是至少3∶1的渗透物比清洁给水。当以交叉流动模式操作时，不能通过膜的浓缩的废水可以借助于过滤器排出口(30)排出。当以盲端流动模式操作时，碎屑聚集在模块(22)内，所述模块可以周期性地更换。在优选实施例中，来自洗涤阶段的废水经由废水排出口(28)处理掉，但来自第一冲洗阶段的废水通过过滤器模块(22)回收并再使用。
膜可以通过借助于通气器(24)将气泡引入到过滤器模块(22)中来清洗。气泡朝上流动通过模块(22)，并且将聚集在膜表面上的碎屑移走。气泡随后可以借助于过滤器排出口(30)(例如，优选地为位于模块的上部部分处的端口(未图示))选择性地离开模块(22)。另外，给水可以周期性地反向冲刷所述膜且借助于废水排出口(28)或过滤器排出口(30)从模块(22)去除。通气可以在洗涤或冲洗阶段之后执行，或可以连续贯穿一个或多个阶段，或可以循环式/间歇性/脉冲式贯穿一个或多个阶段，或可以贯穿一个或多个阶段和在一个或多个阶段之后执行。类似地，废水的过滤可以连续地在洗涤或冲洗阶段期间进行，或离线进行并储存在内部或外部储料槽内以供后续洗涤或冲洗阶段使用。在优选实施例中，过滤在第一冲洗阶段期间连续地进行。集成电路或类似构件可以用于控制在所述周期期间的阶段时序和值致动。
除洗涤和冲洗阶段外，集成电路还可以适合于实施单独的清洗阶段。在此清洗阶段中，可以在不渗透通过模块(22)的情况下执行通气。替代地，清洗阶段还可以包含通气和回流(与正常操作反向的渗透)和/或顺流从通过模块(22)。举例来说，这可以通过对阀门重新定向以将经加压水从给水口(26)、洗涤桶(12)或泵(20)提供到模块的内部腔室来实施。此清洗阶段可以包含通过废水排出口(28)或排出口(30)连续或批量地从模块(22)移除碎屑。清洗阶段的周期时间可以长于洗涤或冲洗阶段。可选地，清洗阶段可以进一步包含通过将化学品引入到模块(22)中进行化学浸泡和清洗。
下文是本发明的非限制性实例。应理解，在实例中计算的减少的总耗水量取决于在个别的阶段期间的消耗的水，并且不应被视为本发明的限制。
实例
实例1：如图1中配置的洗涤机(8kg洗涤桶容量)可以其后跟随两个连续冲洗阶段的洗涤阶段操作，其中每个阶段利用大约20升的水。与洗涤阶段相关联的废水经由水排出口排出。与第一冲洗阶段相关联的废水连续地通过以盲端模式操作的过滤模块(UF中空纤维)过滤。所产生的渗透物与清洁给水组合并再使用于第二冲洗阶段。优选的混合比是至少3∶1的渗透物比清洁给水。过滤器模块的通气优选地在冲洗阶段期间进行。本发明的此实施例使每个周期的总耗水量减少了大约1/3并且进一步减少了周期的总时间。过滤器模块(22)从废水去除了碎屑、细菌和病毒，使得洗涤桶(12)中的物品并未被弄脏或污染。
Claims (5)
1.一种洗涤机，其包括以下组件：
i)洗涤桶(12)，
ii)与所述洗涤桶处于流体联通的进水口(14)和废水出口(16)，
iii)从所述废水出口(16)延伸到所述进水口(14)的流体路径(18)，
iv)用于沿着所述流体路径(18)移动水的泵(20)，
v)沿着所述流体路径(18)定位的过滤器模块(22)，以及
vi)位于所述泵(20)下游的阀门(16’)，所述阀门沿着所述流体路径(18)选择性地将流体流引导到废水排出口(28)或所述过滤器模块(22)。
2.根据权利要求1所述的洗涤机，其特征进一步在于包含单一泵(20)。
3.根据权利要求1所述的洗涤机，其特征进一步在于包含单一阀门(16’)，所述阀门沿着所述泵(20)和所述过滤器模块(22)之间的所述流体路径(18)定位。
4.根据权利要求1所述的洗涤机，其特征进一步在于包含单一阀门(16’)，所述阀门沿着所述洗涤桶(12)和所述过滤器模块(22)之间的所述流体路径(18’)定位。
5.一种用于使用洗涤机洗涤器皿或衣物物品的方法，所述洗涤机包括以下组件：
i)洗涤桶(12)，
ii)与所述洗涤桶处于流体联通的进水口(14)和废水出口(16)，
iii)从所述废水出口(16)延伸到所述进水口(14)的流体路径(18)，
iv)用于沿着所述流体路径(18)移动水的泵(20)，
v)沿着所述流体路径(18)定位的过滤器模块(22)，以及
vi)位于所述泵(20)下游的阀门(16’)，所述阀门沿着所述流体路径(18)选择性地将流体流引导到废水排出口(28)或所述过滤器模块(22)；其中所述方法包括：
a)通过将水和清洁剂引入到所述洗涤桶(12)中来启动洗涤阶段，
b)致动所述阀门(16’)以将由所述洗涤阶段产生的废水引导到所述废水排出口(28)，
c)通过将水而不将清洁剂引入到所述洗涤桶(12)中来启动冲洗阶段，
d)致动所述阀门(16’)以将由所述冲洗阶段产生的废水的至少一部分引导到所述过滤器模块(22)，以及
e)将已经通过所述过滤器模块(22)的废水的至少一部分再引入到所述洗涤桶(12)中。
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