CN106943780A - 微粒捕集器/与其相关的过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明文件提供了用于将污垢和其他污染物从清洗液中分离的过滤器和使用过滤器的系统的实施方式。在优选的实施方式中过滤器包括：彼此平行取向的多个通道，其中通道具有圆形上部和圆形下部和在上部和下部之间的漏斗形的部分，圆形上部具有第一直径，圆形下部具有第二直径；将多个通道的每个偶联在一起的主体；其中通道布置在从主体的中心径向向外的同心环中。

Description

微粒捕集器/与其相关的过滤系统

技术领域

本专利文件涉及微粒捕集器和与其相关的过滤器和系统。更具体地，本专利文件涉及在用于清洗物品的液体的容器内使用的微粒捕集器和过滤器。

背景技术

污垢及其他污染物的颗粒可能在清洗过程中产生划痕，本领域的技术人员对此很重视。例如，如果用海绵或垫子洗车，海绵在表面上移动时，被捕集在海绵和车表面之间的污垢可能会在漆上产生划痕。因此，试着尽可能频繁地将污垢和其他污染物从海绵上尽可能多地移除是有益的。通过保持海绵或垫子的清洁，将会减少在清洗车或其他物品时划损它们表面的风险。

通常，反复洗车时会把海绵或垫子浸泡在放有肥皂水的水桶中，以将污垢和其他颗粒从海绵或垫子上移除。虽然这种洗涤方法确实能将一些污染物从被洗的物品上移除，但是这么做效率不高。因此，污垢和其他颗粒可能会残留在海绵或清洗垫上，并在洗涤物品时在物体表面产生划痕，或至少，使得无法最大程度地清洁干净。

为此，人们试着想出在清洗物品的过程中更好地从清洗设备上移除污垢和其他污染物的方法。传统的过滤器不够有效，且依赖电子、海绵或过滤器的过滤系统需要更换，且功能不好。

在美国专利No.7,025,880中提出了一个方法，该专利标题为液体容器和过滤器系统(在后文中记作“880专利”)。880专利提出了将颗粒从液体分离的系统，其包括盛装液体的容器和过滤器组件，过滤器组件包括过滤器元件、O型环，以及至少两个挡板，过滤器元件形状与容器相适应，O型环包围过滤器元件周边以将过滤器组件固定在容器内，挡板接附至过滤器元件的下部以减少过滤器组件周围及穿过过滤器组件的液体的流动。虽然在880专利内公布的系统也许比传统过滤器更有效，但依然没有在清洗过程中在过滤和将污垢和污染物从海绵、电子或其他洗涤装置移除方面达到最好效果。因此，需要一种效果更好、效率更高地颗粒捕集器/过滤器。在清洗车和其他物品的过程中使用这种颗粒捕集器/过滤器将特别有益。将使用装有肥皂水或其他清洁液体的水桶的传统方法运用在这种颗粒捕集器/过滤器上也会非常有益。

发明内容

鉴于以上，根据本专利文件的一个方面的物品，为提供过滤器和与过滤器一起使用的系统，以将污垢和其他污染物从清洗液中移除。优选地，方法和设备解决，或至少改善上面所述的一个或多个问题。因此，提供一种过滤器。在一个实施方式中，过滤器包括：具有平面上表面和平面下表面的主要主体、通过穿过主体的多个通道，其中通道具有较大直径部和较小直径部，较大直径部在上表面上延伸，较小直径部在下表面下延伸。

在一个优选地实施方式中，通道的至少一部分为漏斗形。但在其他实施方式中，整个通道可以为漏斗形。仍在其他实施方式中，每个管道的上部为直壁圆周部并过滤为漏斗形。

在一些实施方式中，通道布置在从过滤器中心径向向外的同心环中。虽然通道优选为圆形图案，但也可使用其他同心形状。例如，可以将通道的图案定为同心六边形、八边形、十边形，或其他多边形的几何形状。边越多、越接近圆形，则越优选。

过滤器的主体包括多个支撑部，当过滤器安装在容器内，例如安装在水桶的下部时，支撑部在通道的下部之下形成缺口。在优选地实施方式中，从主体向通道下部之下延伸的多个腿支撑过滤器。在其他实施方式中，可使用其他支撑结构。如果使用腿，腿也可以为漏斗形。在一些实施方式中，多个腿中的至少一部分包括在主体之下的它们的侧壁上的孔。

在一些实施方式中，过滤器进一步包括贯通主体且位于通道之间的多个孔。在一些实施方式中，这些孔也可以为漏斗形的。

虽然可以使用一些不同的制造技术，但过滤器优选地为注模塑料制成。但是，也可以使用模铸或其他制造技术。

在一些过滤器的实施方式中，过滤器包括：多个通道，其彼此平行地取向，其中通道具有环形上部、环形下部和在上部和下部中间的漏斗形的部分，环形上部具有第一直径，环形下部具有第二较小直径；主体，其将多个通道的每一个耦联在一起；其中通道布置在从主体的中心径向向外的同心环中。在一些实施方式中，上部在主体的上部之上延伸，下部在主体的下部之下延伸。

在本文所描述的实施方式的另一方面，提供了一种用于将污垢从清洁液分离的系统。在该系统的一些实施方式中，该系统包括：本文所述的过滤器；以及，具有内径的水桶，内径设计为接收过滤器的外径。在该系统的优选实施方式中，该系统进一步包括密封件，其设计为将过滤器密封至水桶。

再一些方面，本文所述的设备和方法的物品、所需特点，和优势，可通过下面的详细描述和附图得到更好的理解，在下面的详细描述和附图中，将通过示例的方式描述多种实施方式。然而，可明确理解，附图仅用于说明的目的而不意图作为所声明的实施方式的限制的定义。

附图说明

图1示出了用于提供干净的清洗水的系统的一个实施方式的分解图。

图2示出了系统的等距视图，该系统通过本文所述的过滤器将污垢和其他污染物从清洗液分离，过滤器位于容器的下部。

图3示出了根据本发明专利文件所教导得出的过滤器的一个实施方式的等距视图。

图4示出了通道的一个设计的截面图，通道与本文所述的过滤器的实施方式一起使用。

图5示出了用在过滤器中的通道的另一个实施方式的截面图。

图6示出了用在过滤器中的通道的另一个实施方式的截面图。

图7示出了图3中的过滤器的实施方式的俯视图。

图8示出了图3中的边缘部分的近距离观察图。

图9示出了图3中下部的等距视图。

图10示出了图3中过滤器的侧视图。

具体实施方式

本专利文件公布了不用置换过滤器就能传送干净的清洗水的系统、设备和方法。图1示出了用于提供干净的清洗水的系统的第一个实施方式的分解图。图1所示的实施方式包括容器12、过滤器14和密封件16。图2示出了图1中实施方式的组合视图，图1中过滤器14被放置在容器12的下部。

容器12可以为任意类型的容器，任意类型的容器包括能盛放液体的水桶、箱、杯子、盆或其他类型的容器。并且，容器12可以由多种不同的材料制成，多种不同的材料包括例如金属、玻璃或塑料。在一个优选的实施方式中，容器12为水桶，可进一步包括把手和/或盖体(未示出)。在一个更加优选的实施方式中，容器12为标准尺寸的水桶，例如1加仑、2加仑或5加仑水桶。虽然容器12可以为任意形状，但优选为圆柱形。

在一个优选的实施方式中，将过滤器14的形状和尺寸定为合适地配合在容器12中。如本文所述的，合适配合意味着过滤器14的直径略小于容器12的内径。例如，过滤器14的直径比安装后过滤器所在的容器12的内径大致小1毫米。在一些实施方式中，密封件16放置在过滤器14的外部和容器12的内部之间的空间。密封件起到提供在过滤器14和容器12之间的完整或部分流体密封的作用。在优选的实施方式中，密封件由橡胶、硅胶或其他柔性可变形材料制成。在一些实施方式中，密封件16可以为O型环。在一些实施方式中，不使用密封件16。在一些实施方式中，可以将过滤器外部的直径定尺寸为当把过滤器推入内径逐渐减小的容器中时，过滤器可被向下推动直到发生过盈配合。因此，可设置具有正确形状和尺寸的容器12和过滤器14，使得过滤器14可在容器内自己定位至合适的高度。

虽然在一些实施方式中可使用密封件16，在其他实施方式中可不适用密封件16。在没有密封件16的实施方式中，无论如何在过滤器14的外侧和容器12的内侧之间形成的缺口都作为放气口。

在一些实施方式中，过滤器14的外侧的直径可改变，使得过滤器14与容器12内部的变化的直径配合。例如，过滤器14的上部的直径可略大于过滤器14的下部使得过滤器14楔入在具有逐渐减小的内径的容器12的内部。

过滤器14可由多种不同类型的材料支撑，但优选由塑料制成。可使用模铸、注模、例如选择性激光烧结的3D打印或其他快速成型制造、或其他制造方法来制造过滤器14。

在一些实施方式中，将过滤器14设计为相对于将其浸没的液体而较不易浮，特别地，比水不易浮。这允许过滤器14保持在清洗液表面的下方。在一些实施方式中，这通过通道的定位和形状实现。通道的形状可使得过滤器浸没在清洗液中。例如，其中通道的上部的直径较大，下部直径较小。最终，图3所示的平面主体21也使得过滤器14保持在充满了清洗液的容器12的下部。

也可如图2所示，可用清洁液将容器充满或部分地充满。清洁液可以为任意类型的清洁液，包括但不限于水、肥皂水、有肥皂添加剂的水、化学试剂、清洁药剂或任意其他类型的清洁物或清洁液体。

图3示出了根据本专利文件教导得出的过滤器14的一个实施方式的等距视图。在如图3所示的过滤器14的实施方式中，过滤器14包括多个通道20，其自上部而下地通过穿过过滤器。主体21将通道连接在一起。主体21将每一个通道20的外壁连接在一起以形成连续的过滤器14。在一个优选的实施方式中，主体21大体上定位为具有一个厚度，使得通道的上部突出于主体21的上表面的上方，通道的下部突出于主体21的下表面的下方。那么，主体21比过滤器14的厚度薄很多。较薄的主体21会减小质量和制造成本。如接下来将会描述的那样，允许通道在主体21的上部和下部延伸也有其他的益处。

在一些实施方式中，主体21可具有从主体中心的外部的倾斜角度，形成类似漏斗的特点，其中任何没有被通道20捕集的污垢可以掉落至中心。这在整个主体外部形成大的漏斗。在其他实施方式中，斜坡可以在相对的方向使得任何没有被通道20捕集的污垢可掉落至主体21的外径处。

在所示的实施方式中，当过滤器14插入时通道20为向下指向至容器12内的小半英尺直径塑料圆锥体。如本实施方式所述的，通道20可以为塑料的细尖端、圆锥形体，其具有在上部的向着下部逐渐变小的小孔。如下文将会更详细描述的那样，这些通道的形状和取向对于制造有效的过滤器是很重要的。

如本文所述的实施方式，过滤器14上的通道20构造为使用自然离心，其在清洗过程中产生。当使用者将手插入或离开充满容器12的水和肥皂，会产生容器12内部的液体的自然旋转。这种旋转使得清洗液围绕通道20移动或移动进入通道20，在通道20处过滤清洗液。在容器12内产生的转动和重力结合产生理想环境，其用于搅拌水以通过系统过滤，该系统提供了将砂砾从水或其他液体分离的最有效的方法。

在本文所公布的实施方式中，通道20和过滤器14构造为提升离心效果，以清洁在容器12的下部的水和被捕集的污垢，允许干净的水流回过滤器14上的上部。

图4示出了通道20的一个设计的截面图，通道20用于与本文所述的过滤器14的实施方式一起使用。如图4所示，通道20优选地为圆锥形并具有漏斗部22。在优选的实施方式中，通道20具有在上部的较大直径孔26和在下部的较小直径孔28，漏斗形壁22将较大直径孔26连接至较小直径孔28。在上部的较大直径孔26使得清洁液中的颗粒容易从上部进入通道20，也使得颗粒难于从下部进入通道。这有助于在过滤器14下捕集清洗液中的颗粒。并且，漏斗形22有助于提升当使用者将他们的手推入或拿出容器12时在清洗液中产生的自然离心效果。

在优选的实施方式中，通道包括在过滤器14的主体21上延伸的部分24。在过滤器14的主体21的上表面31上延伸的通道的部分24也可被称作“唇部”24。唇部24提供一种更好的旋风设计，并使得其为用于清洁清洗垫、泥浆套、海绵、抛光垫或其他任意类型的清洗装置的理想表面。通过托举通道20使得它们在过滤器14的主体上方延伸，它们可以更好地起到作用，且可抵靠它们来搓洗清洁物品，因此使得它们成为了理想的清洗板。在优选地实施方式中，唇部24可以为通道20的小部分。在一些实施方式中，通道的10％在过滤器14的主体21的上表面31的上方延伸，然而在其他的实施方式中，仅仅5％或3％在过滤器14的主体21的上方延伸。轻度的托举保证在通道20之间没有残留的被捕集的污垢或尘垢。

如图4所示的通道20的横截面，在一些实施方式中，不需要整个管道都为漏斗22。可以看到，通道20可以制造为例如唇部24的部分，而不是漏斗22的部分。然而，在本文所公布的优选的实施方式中，通道20的至少一部分为漏斗形22。在如图4所示的实施方式中，通道20包括漏斗形部22，其从较小直径孔28向上延伸，其半径稳定增大。在一些实施方式中，漏斗形部22可一直延伸至较大直径孔26的上部。但是，在一些实施方式中，漏斗形部22可在上部终止，上部包括竖直壁。竖直壁可形成唇部24。在其他一些实施方式中，通道20也可包括在漏斗形部22的下部的竖直壁部。仍在其他实施方式中，通道20可由竖直壁部和漏斗部组合而成。在具有不同设计的横截面的实施方式中，漏斗部的壁的斜率可以变化或一致，也可以既变化又一致。

图5示出了用在过滤器14内的通道20的另一个实施方式的截面图。如图5所示的实施方式，整个通道20由漏斗22组成。在优选的实施方式中，如图所示可将漏斗22的上部推至过滤器14的主体21之上。

图6示出了用在过滤器14内的通道20的另一实施方式的截面图。如图6所示的实施方式包括多个变化的部分。通道20的上部由竖直部23组成。竖直部23过渡为漏斗部22。最后，漏斗部22过渡为另一个竖直部27。如图可见，通道20的上部24形成唇部24，其可升至过滤器14的主体21之上。

操作中，过滤器14放置在充满清洗液的容器内。过滤器14内的通道20与自然离心力一同作用以在过滤器14之下捕集污垢或其他污染物，自然离心力在容器12内的清洗液中形成。漂浮在水中的污垢颗粒被穿过通道20拔出，旋转，落下，并收集在容器12的下部，在容器12的下部污垢颗粒无法与海绵布或其他正在使用的清洗装置接触。

图7为过滤器14的俯视图。如图可见，过滤器14包括多个通道20。在优选的实施方式中，将通道20隔开使得它们可以尽可能多地覆盖过滤器14的主体21的上部。

在图7中，过滤器14以圆形示出，但是过滤器14可以为任何形状。优选地将过滤器14的形状定位与容器12的内部形状相匹配。优选圆形，因为圆形促进清洗液的转动和因此产生的离心力。

在一些实施方式中，通道20可在过滤器14的主体21内随意放置。在其他实施方式中，可将通道20排布。通过随着系统地几何地将通道20放置在过滤器14的表面上将通道20最大程度地展开，可提供一种更高效的过滤水的方法。在优选的实施方式中，可将通道排布成始于中心并延伸至过滤器14的外边缘的环。如图7中的实施方式可见，将通道20排布成横跨过滤器14的半径的9个同心的环。根据通道20的尺寸和过滤器14的尺寸，可使用任意数量的同心环，使得通道20覆盖过滤器14。将通道20排布成同心环有助于进一步促进清洗液的转动，并提高因此产生的离心力。虽然优选同心环，通道可以其他方式取向或排布。

在一些实施方式中，优选地使得通道20之间的空隙最小化。这样，通道20的同心环可相对于彼此旋转，使得一个同心环中的通道20的直径在两个与其相邻的同心环的两个通道20的直径之间。这样，可使得同心环距离更近且通道20之间的空隙最小化。

图8示出了过滤器14的一个实施方式的部分的近距离视图。如图8所示，在一些实施方式中，过滤器14可包括在通道20之间的空隙中的孔15。孔15可有助于当过滤器14被首先推至清洗液内时释放被捕集的空气。孔可进一步充当落在通道20之间的颗粒的过滤器。可使用任意数量的孔15且单个过滤器14可仅具有一些孔15或可在通道20之间的每个空隙具有一个孔15。

孔15可以为任意形状或尺寸。在大多数实施方式中，孔15可以比通道20小很多。在一些实施方式中，孔15也可具有漏斗形。在其他实施方式中，孔可仅仅直线地贯通通过。在其他实施方式中，在通道20之间的空隙不存在孔。

用于替代孔15，或附加至孔15，过滤器14可具有一些通道的侧壁上的孔17。将通道20的侧壁上的孔17定位在过滤器14的平面之下很重要，这使得穿过孔落下的污垢在过滤器14之下被捕集。可使用任意数量的孔17。优选地，仅仅选定数量的通道20包括孔17。在优选的实施方式中，10％-20％的通道包括孔17。在其他实施方式中，少于10％的通道20包括孔17，并且在一些实施方式中，可完全不适用通道20的侧壁上的孔17。如果使用孔17，可将它们制造为足够大以允许人类手指的指尖配合地进入孔使得其可用于更好的抓取过滤器14。

在其他实施方式中，可在主体的平面内制造一个或多个较大的通道20，其可容纳人类的手指。这些通道20可隆起使得人类的手可容易地拿取过滤器。在优选的实施方式中，四个较大的通道可位于主体的中心。

图9示出了过滤器14的一个实施方式的下部的等距视图。如图9可见，过滤器14可包括多个腿或支部25。腿25从过滤器14的下部突出并向下延伸经过通道20的下部，使得当过滤器14放置在容器12内时整个过滤器都通过腿25悬挂在容器12的下部。因此，当过滤器14放置在容器12内时，从腿25的下部至通道20的下部的距离为用于在清洗液中捕集污垢或颗粒的间隙。

在优选的实施方式中，腿/支部25可为通道20的较长版本。如图9可见，腿25具有与其他通道20相同的形状和设计，除了腿25具有较长的延伸的漏斗部22。在优选的实施方式中，将一组腿25定位在外径周围。其他的腿25也可更多地用于朝向过滤器的中心。如图9可见，将一个单个的腿25加至过滤器14的正中心。

图10示出了过滤器14的一个实施方式的侧视图。如图10可见，当过滤器14放置在容器12中时腿25向下延伸经过通道20的下部，在过滤器14之下形成间隙。依然可见，通道20在过滤器14的主体21之上和之下延伸。

根据此应用，可在过滤器14上使用任意数量的通道20。在一些实施方式中，单个的过滤器14可容纳数十、数百或甚至数千的通道20。通道20可以为任何尺寸。

优选地将过滤器14的通道20的尺寸定为减小漂浮穿过清洗液的粗砂、灰尘和污垢颗粒的容量。在一些实施方式中，通道20具有2.5厘米的大直径和大约1毫米的小直径。但是，可根据实际应用将通道20的大直径设置得更大或更小。在一些实施方式中，通道具有20厘米的大直径。在其他实施方式中，大直径可以为8厘米、5厘米或3厘米。在其他的实施方式中，也可使用其他尺寸。类似地，较小直径也包括一定范围内的尺寸。在优选的实施方式中，漏斗22的较小直径小于1厘米。优选地，小直径为8毫米、6毫米、3毫米、2毫米或1毫米。优选地，将较小直径的尺寸定为使得大污垢颗粒从上部至下部通过，同时使得其他颗粒不容易在相反方向通过。

优选地，较大直径与较小直径的比例为至少10比1。但是，在其他实施方式中可使用其他比例。在一些实施方式中，可使用100比1的比例。在其他实施方式中可使用50比1、30比1、5比1或3比1。在其他实施方式中，也可使用其他比例。

通常，通道20越小，施加在灰尘颗粒上的离心力越大。因此，优选具有较小和较大量的通道20的过滤器14。具有一些小的漏斗形通道20的过滤器造成更高效的液体过滤和过滤系统，其允许污垢和灰尘的分离的较小颗粒从清洗液中快速有效地分离。

虽然通过引用优选构造和具体示例描述了运用的过滤器和系统和方法的实施方式，本领域的技术人员也容易知道理解也可以有一些变化和适应，这些变化和适应不背离权利要求书的实施方式的精神和范围。因此，应清楚地理解，说明书仅仅用于示例而不作为限制权利要求书的实施方式的范围。

Claims (20)

1.一种过滤器，包括：具有平面上表面和平面下表面的主要主体；以及通过所述主体的多个通道，其中所述通道具有在所述上表面之上延伸的较大直径部和在所述下表面之下延伸的较小直径部。

2.根据权利要求1所述的过滤器，其中所述通道为漏斗形。

3.根据权利要求2所述的过滤器，其中每个通道的上部为直壁圆周部，所述直壁圆周部过渡为所述漏斗形。

4.根据前面任意一项的权利要求所述的过滤器，其中所述通道布置在从所述过滤器中心径向向外的同心环中。

5.根据前面任意一项的权利要求所述的过滤器，进一步包括从所述主体在所述通道的下部下方向下延伸的多个腿，。

6.根据权利要求5所述的过滤器，其中所述多个腿中的每个也为漏斗形通道。

7.根据权利要求5或6所述的过滤器，其中所述多个腿中的一部分进一步包括在所述主体之下的侧壁上的孔。

8.根据前面任意一项权利要求所述的过滤器，进一步包括贯通所述主体且位于所述通道之间的多个孔。

9.根据权利要求8所述的过滤器，其中所述孔为漏斗形。

10.根据前面任意一项权利要求所述的过滤器，其中所述过滤器由注模塑料制成。

11.一种过滤器，包括：

彼此平行地取向的多个通道，其中所述通道具有环形上部、环形下部和在所述上部和所述下部之间的漏斗形的部分，所述环形上部具有第一直径，所述环形下部具有第二较小直径；

将所述多个通道的每一个耦联在一起的主体；其中

所述通道布置在从所述主体的中心径向向外的同心环中。

12.根据权利要求11所述的过滤器，其中所述上部在所述主体的上部之上延伸，所述下部在所述主体的下部之下延伸。

13.根据权利要求11或12所述的过滤器，其中每个通道的上部为直壁圆周部，所述直壁圆周部过渡为所述漏斗形。

14.根据权利要求11至13中的任意一项的过滤器，进一步包括多个腿，其从所述主体在所述通道的下部之下向下延伸。

15.根据权利要求14所述的过滤器，其中所述多个腿的每一个也为漏斗形通道。

16.根据权利要求14或15所述的过滤器，其中所述多个腿的一部分进一步包括在所述主体之下的侧壁上的孔。

17.根据权利要求11至16中任意一项所述的过滤器，进一步包括贯通所述主体且位于所述通道之间的多个孔。

18.根据权利要求17所述的过滤器，其中所述孔为漏斗形。

19.一种用于将污垢从干净的液体中分离的系统，包括：前面任意一项权利要求所述的过滤器；以及，水桶，内径设计为接收所述过滤器的外径。

20.根据权利要求19所述的系统，进一步包括密封件，设计为将所述过滤器密封至所述水桶。