CN115698416A - 用于处理装置的过滤器 - Google Patents

用于处理装置的过滤器 Download PDF

Info

Publication number
CN115698416A
CN115698416A CN202180023157.4A CN202180023157A CN115698416A CN 115698416 A CN115698416 A CN 115698416A CN 202180023157 A CN202180023157 A CN 202180023157A CN 115698416 A CN115698416 A CN 115698416A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chamber
inlet
filter unit
end wall
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180023157.4A
Other languages
English (en)
Inventor
加雷思·琼斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingxin Engineering Co ltd
Original Assignee
Qingxin Engineering Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingxin Engineering Co ltd filed Critical Qingxin Engineering Co ltd
Publication of CN115698416A publication Critical patent/CN115698416A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/06Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/10Filtering arrangements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42Details
    • A47L15/4202Water filter means or strainers
    • A47L15/4206Tubular filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/262Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a centrifuge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/06Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums
    • B01D33/11Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums arranged for outward flow filtration
    • B01D33/13Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums arranged for outward flow filtration with surface cells independently connected to pressure distributors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/70Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices
    • B01D33/72Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for feeding
    • B01D33/722Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for feeding containing fixed liquid displacement elements or cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/70Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices
    • B01D33/74Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for discharging filtrate
    • B01D33/742Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for discharging filtrate containing fixed liquid displacement elements or cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/70Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices
    • B01D33/76Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for discharging the filter cake, e.g. chutes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/06Arrangement of distributors or collectors in centrifuges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/08Skimmers or scrapers for discharging ; Regulating thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B3/00Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)

Abstract

一种用于从载有颗粒的液体中分离颗粒物质的过滤单元,该过滤单元包括:由上轴向端壁(14)和相对的下轴向端壁(16)以及外周颗粒收集壁(18)限定的腔室(12),上轴向端壁和下轴向端壁由外周颗粒收集壁间隔开,腔室能围绕旋转轴线(30)旋转以便向液体赋予旋转运动;用于将载有颗粒的液体输送到腔室(12)中的入口(23);上轴向端壁或下轴向端壁中的用于将过滤后的液体从腔室中排出的出口(24);从入口到出口的流动路径(22);其中流动路径包括从入口到外周颗粒收集壁的径向组成部分和沿着外周颗粒收集壁的轴向组成部分。

Description

用于处理装置的过滤器
技术领域
本公开涉及一种用于从载有颗粒的液体中分离颗粒物质的过滤单元和一种包括该过滤单元的洗涤装置。本公开还涉及一种从载有颗粒的液体中过滤颗粒物质的方法。
背景技术
家用和商用的纺织品和织物加工和洗涤设备通常使用含有诸如洗涤剂的化学品的水来洗涤或调节纺织品和织物物品。在洗涤过程中,经常产生来自被洗涤的纺织品/织物物品的微纤维和微粒子。这些微纤维和微粒子进入水中,并且在洗涤循环结束时与脏水一起从设备中排出。
对这些微纤维和微粒子对我们环境的影响的关注越来越多,因为它们最终会进入水循环并污染河流和海洋。据估计,一台典型的家用洗衣机每次洗涤可产生约700,000根细微纤维。衣服物品可能由诸如棉的天然纤维、诸如聚酯和尼龙的合成纤维或多种纤维的混合物组成。由涤棉(polycotton)材料制成的衣服物品包括合成纤维和天然纤维。合成纤维往往是较大的单丝,并因此具有规则直径,通常直径约为10微米,长度约为150微米。诸如棉纤维的天然纤维由许多较小的纤维组成,这些纤维纺在一起形成线。当棉断裂时,所产生的纤维比直径为几微米的合成纤维小得多。
由于它们的尺寸,合成纤维容易被海洋生物摄入,但因为它们是塑料的,所以它们有毒。越来越担心的是,这些纤维正在对海洋环境,特别是食物链造成长期损害。
洗涤设备有时具有过滤装置,以在脏的洗涤液体从设备中排出之前从中过滤掉杂质。这些过滤设备并不总是有效地去除在洗涤过程中产生的微纤维。许多用于微纤维的过滤器利用某种形式的细网或可渗透的过滤膜,其被设计为让液体通过但保留颗粒物质。
此外,当纤维被过滤时,纤维往往会积聚并在过滤介质上形成不可渗透的层。即使是相对较小的积聚的纤维的层也可能显著减少并有时阻止水继续流过过滤器。即使过滤器包括较大的网孔尺寸时,也会发生这种情况,因为收集的碎屑越多,过滤器越有效,这最终导致堵塞。这会在洗涤循环期间导致流速问题,并且使收集的碎屑难以脱水。这也意味着过滤器需要频繁的排空和清洁以便有效地起作用,这在家庭或商业应用中是不期望的。随着时间的推移,网状过滤器中的孔也可能因水中沉积物(例如,水垢)的积聚而被堵塞,这会影响它们的性能并需要维护或更换。
另一个问题是,许多新的织物含有在其制造中使用的化学品的残留物,例如包括有助于编织过程的润滑剂。当这些化学品在洗涤过程中被洗掉时,它们与在洗涤过程中产生的细小纤维相结合,并且产生加剧上述问题的不可渗透的蜡质污泥。这极大地减小了流量并且进一步促使过滤器快速堵塞,从而需要定期排空和清洁。
期望开发一种能够减少上述问题的过滤器。
发明内容
根据第一方面,提供了一种用于从载有颗粒的液体中分离颗粒物质的过滤单元,该过滤单元包括:
由上轴向端壁和相对的下轴向端壁以及外周颗粒收集壁限定的腔室,上轴向端壁和下轴向端壁由外周颗粒收集壁间隔开,腔室能围绕旋转轴线旋转以便向液体赋予旋转运动;
用于将载有颗粒的液体输送到腔室中的入口;
用于从腔室中排出过滤后的液体的出口,该出口在上轴向端壁中或下轴向端壁中;
从入口到出口的流动路径;
其中流动路径包括从入口到外周颗粒收集壁的径向组成部分和沿着外周颗粒收集壁的轴向组成部分。
通过提供具有包括从入口到外周颗粒收集壁(以下称为收集壁)的径向组成部分和沿着收集壁的轴向组成部分的流动路径的过滤单元,载有颗粒的液体可以进入旋转的腔室并从入口朝向收集壁流动,随后沿着收集壁流动,之后经由出口离开腔室。在载有颗粒的液体沿着收集壁轴向通过时,液体内的颗粒物质(例如,纤维、微纤维、粒子等)受到大的离心力并因此沉积在收集壁上,使得在出口处离开过滤单元的液体基本上不含颗粒物质。因此,可以在不使用最终会堵塞的任何形式的阻挡过滤器(诸如网状物或穿孔膜/壁)的情况下实现过滤。因此,无论所收集的颗粒物质的量如何,过滤器的流动特性和分离(即,过滤)性能都可以有利地是恒定的。通过不需要网状物屏障,过滤单元可以有利地在其过滤时避免被堵塞。
现在将阐述可选的特征。这些特征可单独地或与任何方面组合地应用。
流动路径的轴向组成部分可以与收集壁相邻(例如,直接相邻)。流动路径的轴向组成部分可以平行于收集壁。
径向组成部分可以与上轴向端壁(以下称为上端壁)相邻。径向组成部分可以与下轴向端壁(以下称为下端壁)相邻。
入口和出口可以轴向间隔开。入口可以位于(或靠近)下端壁,并且出口可以位于(或靠近)上端壁。在这些实施方式中,流动路径将包括沿着收集壁的轴向向上的组成部分。随着腔室旋转,液体将包括周向组成部分(围绕旋转轴线),即,腔室中的液体旋转以产生涡流。旋转的腔室中的液体涡流使液体能够从入口向上行进到出口。在其他实施方式中,入口可以位于(或靠近)上端壁并且出口可以位于(或靠近)下端壁,流动路径包括沿着收集壁的轴向向下的组成部分。
入口与出口之间的轴向间距可以是腔室的轴向长度(例如,入口可以是上端壁处的孔眼,出口可以是下端壁处的孔眼,反之亦然)。在其他实施方式中,入口与出口之间的轴向间距可以小于腔室的整个轴向长度,例如,该轴向间距可以小于腔室的轴向长度的90%、75%、50%、25%、5%。一般而言,轴向间距越大,细小颗粒物质的分离越好。
过滤单元可包括从入口到收集壁的引导表面。
引导表面可被构造为将液体从入口径向引导到收集壁。引导表面可以从入口朝向收集壁径向地延伸(即,引导表面可以至少部分地限定从入口到收集壁的流动路径的径向组成部分)。
引导表面可以是实体(即,未穿孔的)表面。例如,在入口位于(或靠近)下端壁的实施方式中,引导表面可以是下端壁的内表面。在入口位于(或靠近)上端壁的实施方式中,引导表面可以是上端壁的内表面。
通过在入口与收集壁之间包括实体引导表面,将引入到腔室中的液体从入口引导到收集壁。
过滤单元可以包括在下端壁与入口之间的引导板。引导板可以是实体表面。引导表面可以是引导板的上表面。
引导板可以连接到下端壁,例如由肋条支撑。因此,引导板可以被构造为与腔室一起旋转(即,在腔室的相同方向上并以腔室相同的旋转速度)。
引导板可以在腔室内轴向向上移动,以便在下端壁与引导板之间产生额外的空间。引导板可轴向向下移动。
过滤单元可以包括将引导板连接到下端壁的机械臂。机械臂可以被构造为使引导板在腔室内轴向向上和/或向下移动。
在一些实施方式中,引导板可以相对于腔室轴向地固定,即在腔室内不可轴向移动。在这些实施方式中,引导板可以不封住(seal against)下轴向端壁。
如上所述,入口可以位于上端壁处,例如,入口可以是上端壁中的开口。入口可以位于下端壁处,例如,入口可以是下端壁中的开口。
在其他实施方式中,过滤单元可以包括在腔室内(例如,从上轴向端壁)延伸的入口导管,并且入口可以是导管开口。入口/导管开口可以是入口导管的开口端部(即,入口导管的轴向端部中的开口)。入口/导管开口可以是入口导管的侧壁中的开口。入口导管可包括在导管的侧壁中的多个开口。
入口/导管开口可以朝向下端壁,例如,导管开口与下端壁之间的轴向间距可以小于导管开口与上端壁之间的轴向间距,使得在使用中,与上端壁相比,液体更靠近下端壁输送。例如,入口导管可以在腔室内从上轴向端壁或穿过上轴向端壁朝向下轴向端壁延伸,腔室内的开口(例如,侧部或端部开口)靠近下轴向端壁。
导管开口与上端壁之间的轴向间距可以大于腔室的轴向长度的50%、60%、70%、80%或90%。
入口导管可以从上端壁中的开口延伸。入口导管可延伸穿过上端壁(即,入口导管可从上端壁上方延伸穿过上端壁进入腔室中)。
入口导管的中心纵向轴线可以与腔室的中心纵向轴线同轴。入口导管的中心纵向轴线可以与腔室的旋转轴线同轴。
入口导管可相对于可旋转的腔室固定。替代地,入口导管可以围绕腔室的旋转轴线旋转。入口导管可以以与腔室相同的速度围绕旋转轴线旋转。
替代地,入口导管可以以与腔室不同的速度围绕旋转轴线旋转。入口导管可包括用于将入口导管连接到腔室的旋转密封件(使得在使用中,入口导管以与腔室不同的速度旋转)。
可在重力作用下、通过压力泵或通过过滤器腔室内的叶轮向入口导管进料。
入口导管可包括入口径向凸缘。入口凸缘可以基本上被成形为圆盘。
入口凸缘可从入口导管的轴向端部(例如,轴向开口端部)或靠近入口导管的轴向端部(例如,轴向开口端部)径向地延伸。
入口凸缘(当存在时)至少部分地限定流动路径的径向组成部分。例如,可以存在限定在引导表面与入口凸缘之间的径向通道。
在使用中,入口凸缘(和引导表面)使输送的液体朝向腔室的收集壁径向向外转向。被转向的液体然后可以在更靠近腔室的径向外边缘的位置轴向流动,在腔室的径向外边缘的位置它将受到更高的离心力(与更靠近旋转轴线的液体相比),因此增加了包含在液体内的颗粒物质被迫朝向收集壁和靠着收集壁的可能性。应当理解,离心力与距旋转轴线的径向间距成正比地增加。
入口凸缘可以是靠近下端壁延伸的下凸缘。在这些实施方式中,径向流动路径将在下端壁的上(引导)表面与下凸缘的下表面之间延伸。
入口导管可以附加地或替代地包括靠近出口从入口导管径向地延伸的出口凸缘。出口凸缘可以至少部分地限定流动路径的第二径向组成部分,即,从收集壁到出口。
在使用中,出口凸缘将液体从收集壁朝向腔室的中心轴线径向向内转向,在腔室的中心轴线处它可经由出口离开。
出口凸缘可以是靠近上端壁延伸的上凸缘。在这些实施方式中,第二径向流动路径将在上端壁的下表面与上凸缘的上表面之间延伸。例如,可存在限定在上凸缘与上端壁之间的径向通道。
在一些实施方式中,包括出口凸缘可以防止液体在从入口朝向下端壁输送到腔室时的阻塞。在一些实施方式中,可以改变出口(上)凸缘沿着入口导管的轴向位置和出口凸缘的直径以控制通过过滤器的流速。
在一些实施方式中,过滤单元可以包括出口(上)凸缘和入口(下)凸缘。包括出口(上)凸缘和入口(下)凸缘两者可有利地提高过滤单元的过滤效率。
出口(例如,上)和/或入口(例如,下)凸缘可各自包括在相应的凸缘的相对的轴向面部之间延伸的通气或泄放装置。通气/泄放装置可以是孔眼,例如圆形孔眼,或通道。它可以包括阀。出口/入口凸缘中的每个通气/泄放装置可以约为1.5mm宽。出口/入口凸缘中的通气/泄放装置与入口导管之间的径向间距可小于出口/入口凸缘中的通气/泄放装置与出口/入口凸缘的径向外边缘之间的径向间距。在使用中,通气/泄放装置可以被构造为允许空气从凸缘的一侧传递到凸缘的另一侧,以便平衡空气压力(并且因此平衡水位)。通气/泄放装置还有助于防止出口/入口凸缘阻塞腔室中的液体流动。
出口/入口凸缘可以是连续的或不连续的环形物。
出口/入口凸缘的径向外边缘与收集壁之间的径向间距可以小于入口导管的中心纵向轴线与凸缘的径向外边缘之间的径向间距(即,凸缘的径向外边缘比入口导管的中心纵向轴线更靠近收集壁)。从入口导管的轴向中心到出口/入口凸缘的径向外边缘的距离可以大于腔室的半径的50%、60%、70%、80%或90%。
在其他实施方式中,出口/入口凸缘的径向外边缘与收集壁之间的径向间距可大于入口导管的中心纵向轴线与凸缘的径向外边缘之间的径向间距(即,凸缘的径向外边缘比收集壁更靠近入口导管的中心纵向轴线)。从入口导管的轴向中心到出口/入口凸缘的径向外边缘的距离可以是腔室的半径的95%以下或70%以下,诸如60%以下,例如50%以下,或40%以下,诸如30%以下,或20%以下。例如,从入口导管的轴向中心到出口/入口凸缘的径向外边缘的距离可以在20-95%之间或30-95%之间,例如在40-95%之间或50%和95%之间。这些范围意味着入口导管/凸缘径向延伸跨过腔室直径的20-95%或30-95%,例如40-95%或50-95%。通常,凸缘的直径越大,水在流过凸缘时受到的‘g’力就越大,过滤效率就越高。
腔室可包括被构造为堵塞腔室的区域(例如,中心区域)的实体芯部。芯部可以围绕入口导管,即,芯部可以是大致环形的。实体芯部可径向地(即,横向地)延伸跨过大于腔室的横向宽度的50%、60%、70%、80%或90%。
实体芯部可从下端壁轴向地延伸到上端壁或从靠近下端壁轴向地延伸到靠近上端壁(以便不堵塞入口和出口)。在包括入口(例如,下)凸缘的实施方式中,实体芯部可从入口(例如,下)凸缘轴向地延伸到靠近远(例如,上)端壁。
在使用中,实体芯部使旋转的液体朝向收集壁(即,朝向腔室的外边缘)转向,从而使液体受到更高的离心力。因此,实体芯部限定了腔室内的轴向流动路径,并且提供了朝向腔室的外边缘的较窄的环形流动路径。
过滤单元可以包括入口处的入口叶轮(例如,可旋转的叶轮)。例如,入口叶轮可以在入口导管的下游,例如在入口导管的开口端部处。入口叶轮可以位于入口凸缘与腔室的近(例如,下)端壁之间。
入口叶轮的中心轴线可以与腔室的中心纵向轴线同轴,即与腔室的旋转轴线同轴。
入口叶轮可以定向为使得入口叶轮的叶片横向地/径向地延伸跨过腔室,即,入口叶轮可以垂直于腔室的中心纵向轴线旋转。入口叶轮可以被构造为增加进入腔室的液体的流速。入口叶轮可以被构造为使液体以与腔室相同的旋转速度旋转。入口叶轮可以被构造为将液体吸入到腔室中。
术语‘横向’用于限定横向于腔室的纵向旋转轴线的方向,例如,在具有垂直于纵向轴线的大致圆形的横截面的腔室的径向方向上。
术语“上游”和“下游”是指在部件的正常使用期间液体从入口到出口通过部件行进的方向。
出口可以包括圆形开口,例如在上端壁或下端壁中的圆形开口。
出口可以与腔室的旋转轴线径向间隔开。从旋转轴线到出口的径向间距可小于从出口到收集壁的径向间距。
出口可以包括例如布置在上端壁上的单个开口或一系列开口。一系列开口可以对称地位于腔室的中心纵向轴线的两侧(即,在纵向轴线的两侧沿直径相对)。在其他实施方式中,开口可以不对称地布置在中心纵向轴线的两侧。开口可以围绕腔室的中心纵向轴线(例如,以腔室的中心纵向轴线为中心)布置成环。开口可以在开口之间具有均匀周向间距地布置成环。所述一系列开口可具有不同的尺寸或朝向旋转轴线增大尺寸。开口的宽度或直径可约为1.5mm。
出口可以是环形开口。环形开口的轴向中心可以与腔室的中心纵向轴线重合,即与旋转轴线重合。
当入口导管穿过上端壁时,环形开口可以包围/围绕入口导管。
在一些实施方式中,出口可以包括环形开口(例如,在上端壁中)以及一个附加开口或多个附加开口(例如,在上端壁中)。环形开口可以靠近入口导管,并且附加开口可以径向远离入口导管。
出口可以流体连接到排放管。出口可以在上端壁中。出口开口可以向外(即,从上端壁的内表面到上端壁的外表面)逐渐减小。在使用中,这可以促使所排出的液体在离开腔室时向上和向外移动。
由于过滤器内的旋转的液体的压力随着距旋转轴线的径向距离的平方的变化而变化,出口开口的尺寸和位置可以用于确定通过过滤器的液体流速。
过滤单元可以包括用于监测离开过滤单元出口的液体中的颗粒物质的水平的液体质量传感器(诸如浊度传感器)。液体质量传感器可以位于靠近出口。
过滤单元可以包括出口处的出口叶轮(例如,可旋转的叶轮)。例如,出口叶轮可以在出口的下游,以便在液体通过出口排出时引导液体。
出口叶轮的中心轴线可以与腔室的中心纵向轴线同轴,即与腔室的旋转轴线同轴。
出口叶轮可以定向为使得该叶轮的叶片横向地/径向地延伸跨过腔室,即,出口叶轮可以垂直于腔室的中心纵向轴线旋转。出口叶轮可以被构造为增加通过腔室的液体的流速和/或离开腔室的液体的流速。
出口叶轮可以安装在出口凸缘上以在液体流动路径的第二径向组成部分内。例如,出口叶轮可以安装在上(出口)凸缘的上表面上,在出口凸缘与上端壁之间。
过滤单元包括用于接收载有颗粒的液体的腔室。腔室可以是圆柱形的。圆柱形腔室的直径可在从120mm到180mm的范围内。圆柱形腔室的直径可以约为300mm。腔室可具有80-100mm的轴向长度。
腔室的容积可以在1-30升之间。例如,腔室的容积可以在20-30升之间。例如,腔室的容积可以约为1升。
在一些实施方式中,腔室可以是多边形或围绕旋转轴线的任何其他对称形状,即,其横截面轮廓(垂直于旋转轴线)可以是多边形或以其他方式对称的。
收集壁可以是锥形的(例如,腔室可以是大致截头圆锥形的)。例如,收集壁可以从上端壁到下端壁或从下端壁到上端壁向外逐渐减小。
收集壁可以包括锥形部分(例如,腔室可以包括截头圆锥形部分)。对于收集壁的一部分,收集壁可以向外逐渐减小,并且对于收集壁的一部分(例如,剩余部分),收集壁可以向内逐渐减小,使得腔室的最宽部分可以接近腔室的顶部、底部或中间(即,腔室的轴向长度的中间)。
包括锥形的收集壁的腔室促使颗粒物质聚集并集中在腔室的最宽部分处。
锥形壁或锥形部分的角度可取决于收集在腔室内的颗粒物质的性质。越粘稠的颗粒物质可能需要壁以越尖锐的角度逐渐减小。
收集壁可以是实体的(即,可以不包含孔眼)。在一些实施方式中,上端壁或下端壁可以是实体的(即,未穿孔的)(除入口/出口之外)。
腔室可包括至少一个径向延伸的挡板。该至少一个挡板可以径向向外(例如,从入口导管)延伸到靠近收集壁。挡板可从收集壁朝向腔室的轴向中心(例如,靠近入口导管)径向向内延伸。挡板可围绕入口导管和/或收集壁的至少一部分圆周或整个圆周延伸。挡板被构造为在液体从入口行进到出口时使围绕挡板的液体流转向。
腔室可包括多个径向延伸的挡板。腔室可包括一系列交替的向外延伸的挡板和向内延伸的挡板。
挡板可以被构造为在其从入口行进到出口时增加液体的流动路径的长度。通过增加液体的流动路径的长度(即,液体从入口到出口必须行进的距离),可以增加停留时间(即,给定体积的旋转的液体在从腔室中排出之前在旋转的腔室内保留的时间量)。已经显示增加停留时间提高了过滤效率(即,过滤单元可以过滤特别小的粒子)。
腔室可包括一个或多个轴向延伸的肋条。该(一个或多个)肋条可以沿着腔室的至少一部分轴向长度或整个轴向长度轴向地延伸。例如,该(一个或多个)肋条可以沿着腔室的轴向长度的四分之一至三分之一轴向地延伸。该(一个或多个)肋条可以延伸大于腔室的轴向长度的20%、30%、40%或50%。
在使用中,该(一个或多个)肋条可以被构造为在液体朝向出口旋转时矫直腔室内的流体流(即,减少湍流)。
在包括出口/入口凸缘和(一个或多个)肋条的实施方式中,从入口导管的轴向中心到出口/入口凸缘的径向外边缘的距离可以小于腔室的半径的50%、40%、30%或20%(以便不干扰(一个或多个)肋条)。
该(一个或多个)肋条可以从收集壁径向向内延伸到靠近腔室的中心纵向轴线。该(一个或多个)肋条可以与腔室的轴向中心径向间隔开,即,该(一个或多个)肋条不延伸到腔室的轴向中心。入口的下游区域可以没有肋条,以使输送的液体能够进入腔室。该(一个或多个)肋条的内部上拐角可以是圆的。圆拐角可以有利地促进液体顺畅地流入腔室中并避免诸如毛发的长纤维碎屑聚集在肋条上。
在包括入口导管的实施方式中,肋条可以径向向内延伸到靠近入口导管。肋条可以围绕腔室的圆周均匀地径向分布(即,在腔室的横截面中每个肋条之间的角间距相等)。
肋条可从下端壁轴向地延伸。肋条可以在下端壁上(例如,与下端壁成一体或固定到下端壁上)。因此,肋条可以被构造为与腔室一起旋转(即,在腔室的相同方向上并以腔室相同的旋转速度)。
在包括引导板的实施方式中,肋条可以在引导板上(例如,与引导板成一体或固定到引导板上)。因此,肋条可被构造为与引导板一起旋转。
在使用中,该(一个或多个)肋条可以被构造为使液体在腔室内旋转。该(一个或多个)肋条可以有利地迫使液体以与腔室相同的旋转速度旋转。这不同于叶轮,叶轮被设计为将流体吸入叶轮眼中并且径向向外排出流体,从而影响流速(例如,入口叶轮被构造为增加进入腔室的液体的流速)。
该(一个或多个)肋条影响旋转的液体的旋转速度,而不是影响进入腔室的液体的流速。在没有该(一个或多个)肋条的情况下,液体可以不以与旋转室相同的速度旋转。相反,液体可以以比旋转的腔室更慢的旋转速度旋转,这可能导致过滤效率降低。包括该(一个或多个)肋条可以确保液体以与旋转的腔室相同的旋转速度旋转。
包括该(一个或多个)肋条可以增加过滤单元的过滤效率。它们还可以使过滤单元能够以较高的流速(例如15-20升/分钟)运行,同时仍然实现高的过滤效率。
腔室可包括围绕入口导管或围绕实体芯部径向地延伸的至少一个螺旋挡板,例如,挡板可大致被成形为内部阿基米德式螺旋体(Archimedean-stylescrew)。
螺旋挡板的(一个或多个)叶片可从入口导管/实体芯部朝向收集壁径向地延伸,从而迫使液体以螺旋的方式围绕入口导管行进。
包括螺旋挡板可增加液体在腔室中的流动路径和停留时间。
过滤单元可以包括在腔室的外表面上(例如在收集壁的外表面上)的一个或多个叶片。叶片可从收集壁的外表面径向向外延伸。叶片可以沿着腔室的至少一部分轴向长度或整个轴向长度延伸。
通过在收集壁的外表面上包括叶片,腔室可用作叶轮,即,过滤单元可被构造为充当泵。
在收集壁的外表面上包括叶片的多个过滤单元可以串联连接(即,过滤单元流体连通),使得过滤单元可以充当彼此的泵。
在一些实施方式中,过滤单元可以包括出口导管,出口是腔室内的用于从腔室中排出液体的出口导管开口。出口导管可延伸穿过上端壁进入腔室。入口可以是上端壁中的开口。在这些实施方式中,流动路径可以包括从入口到收集壁的径向组成部分和沿着收集壁从上端壁到下端壁的轴向向下组成部分。液体涡流使液体流回出口导管开口。
出口导管可包括在腔室内的轴向导管部分。出口导管可包括腔室外的径向导管部分。出口导管可包括偏转部分(例如,接合轴向导管部分和径向导管部分的弯曲导管部分)。偏转部分可以延伸穿过上端壁。在这些实施方式中,排放的液体可以在径向方向上从腔室中排出。出口导管可以是涡流探测器。
在其他实施方式中,出口导管可包括在腔室内的径向导管部分。出口导管可包括延伸穿过上端壁的轴向导管部分。这些实施方式中的偏转部分可以在腔室内。出口导管可以是大致‘L’形。
出口导管可相对于上端壁旋转(例如,可轴向旋转),以便改变出口(即,导管开口)与腔室的中心轴线之间的径向间距。
出口导管可以轴向地旋转90度。
过滤单元可包括用于容纳腔室的外壳。外壳可被构造为收集排放的过滤后的液体并将其引导至排放管。外壳可以被构造为收集从腔室中排出的颗粒物质(下面进一步描述)。外壳可以是静止外壳(即,外壳可以不可与腔室一起旋转)。
过滤单元可以被构造为使得载有颗粒的材料流完全在过滤器腔室内延伸并且不流过外壳(在腔室的外部)。
过滤单元可包括用于使腔室围绕旋转轴线旋转的马达。马达可包括从马达延伸到腔室的驱动轴。马达可以被构造为使腔室在第一方向和第二方向(即,相反方向)上旋转。因此,腔室可以在第一方向和/或第二方向上旋转。
入口导管可围绕旋转轴线旋转。马达可被构造为使入口导管旋转。入口导管可以在第一方向和/或第二方向上旋转。马达可以被构造为使腔室和入口导管在相同的方向上并以相同的旋转速度旋转。
在一些实施方式中,导管可延伸穿过(例如,轴向地穿过)腔室,即,入口导管可轴向地延伸穿过上端壁并轴向地延伸穿过下端壁。
在一些实施方式中,入口导管可形成马达的驱动轴。马达可以被构造为使腔室以1000-10000rpm之间的速度旋转,例如对于较小的家用过滤单元,以大约10000rpm的速度,而对于较大的过滤单元,例如以大约4000rpm或例如以大约6000rpm的速度。
入口导管的外表面可以包括螺纹,使得入口导管可以充当导螺杆,并且驱动安装到入口导管上的部件沿导管轴向向上和/或向下(下文进一步描述)。
过滤单元可包括用于减小旋转的过滤单元上的机械应力的一个或多个轴承和密封单元。该(一个或多个)轴承和密封单元可以围绕入口导管,在入口导管与上端壁之间的接合部处和/或围绕驱动轴。过滤单元和马达驱动器可以安装在柔性轴承中。这样有助于吸收腔室旋转时在过滤单元中产生的振动。
过滤单元可以包括用于抵消由旋转的腔室产生的不平衡力的自动平衡单元。自动平衡单元可以包括自动动态平衡器。
在一些实施方式中,腔室的内表面(例如,收集壁的内表面)可以包括突脊或凹槽(例如,内表面可以是波纹状的或可以具有网状层)。突脊或凹槽可以被构造为捕获、俘获或汇集靠着收集壁收集的颗粒物质并防止其被重新夹带到旋转的液体中。
过滤单元可以被构造为以一种或多种构造操作。上述特征可能与以使用构造操作时的过滤单元有关,在使用构造中,腔室能围绕旋转轴线旋转,使得在使用中它靠着收集壁收集颗粒物质。
过滤单元可以被构造为以脱水构造操作,在脱水构造中,可以从腔室中排出在以使用构造操作过滤单元之后可能保留在腔室中的任何残留液体。
过滤单元可以被构造为以粒子分配构造操作,在粒子分配构造中,可以从腔室中提取或排出收集在腔室中(例如,在收集壁上)的颗粒物质。
过滤单元可以被构造为通过各构造顺序地操作,例如,过滤单元可以被构造为以使用构造操作,然后以脱水构造操作,最后以粒子分配构造操作。在其他实施方式中,过滤单元可以被构造为仅以一些或一种构造操作,或者其可以在移动到下一种构造之前以一种构造操作多次。例如,过滤单元可以被构造为在移动到粒子分配构造之前以使用构造、脱水构造、另一种使用构造和另一种脱水构造操作。
过滤单元可以在每种构造之间停止旋转。过滤单元可以在不停止旋转的情况下立即从一种构造移动到下一种构造。
在已经过滤了可用的液体后,可以不再将液体引入到入口中。保留在腔室中的任何液体可以通过出口从腔室中排出。
在出口包括环形开口和上端壁中的附加开口的实施方式中,随着腔室旋转,大部分过滤后的液体可以离开环形开口。在已经过滤了可用的液体后,可以不再将液体引入到入口中。可以从上端壁中的附加开口排出保留在腔室中的任何液体。
在从腔室中排出了剩余液体后,腔室可以停止旋转。
在一些情况下,在使用构造期间没有经由出口从腔室中排出的残留液体可以保留在腔室中。过滤单元可以以脱水构造操作以从腔室中排出残留液体。从腔室中排出残留液体可以将颗粒物质浓缩成糊状物或者可以将颗粒物质层干燥成固体。
腔室可以包括具有打开构造和关闭构造的排放孔,所述打开构造用于允许在使用构造之后留在腔室中的残留液体从腔室中排出。
排放孔可以位于上端壁、下端壁和/或收集壁处。收集壁可以是实体的,即除了任何(一个或多个)排放孔之外没有穿孔。
过滤单元可以包括多个排放孔,例如在收集壁中的两个排放孔和/或在腔室的两侧的一个排放孔。
上端壁中的排放孔可以与腔室的中心纵向轴线径向间隔开。腔室的中心纵向轴线与排放孔之间的径向间距可以大于排放孔与收集壁之间的径向间距。排放孔可以与收集壁径向地间隔开。在使用中,上端壁中的排放孔与收集壁之间的径向间距可以限定脱水液位。通过提供与收集壁径向间隔开的排放孔,腔室可以有利地排放并且仍然在腔室中留下一些残留液体,使得颗粒物质可以浓缩成糊状物。
排放孔可以包括用于在打开构造和关闭构造之间移动排放孔的阀。在打开构造中,排放孔可以是打开的,以允许液体从腔室中排出。阀可以是离心阀(即,被构造为当腔室以预定旋转速度旋转并且离心力足够高以打开离心阀时打开的阀)。
过滤单元可包括在上端壁或下端壁和/或收集壁的内面部上的网状衬里。网状衬里可以在包括排放孔的壁的内面部上。在使用中,当液体从排放孔排放时,网状衬里能够有利地捕获颗粒物质。网状衬里可以从过滤单元移除。
在包括L形的出口导管的实施方式(如上所述)中,L形导管可具有使用构造和脱水构造。
在使用构造中,L形导管的出口开口可以是径向面向内的。L形导管可以是可轴向旋转的(例如,90度),使得在脱水构造中,L形导管的出口开口可以朝向腔室的切线方向。
当L形导管处于使用构造时,出口(即,腔室内的导管开口)与收集壁之间的径向间距可以限定使用液位。当L形导管处于脱水构造时,出口与收集壁之间的径向间距可以限定脱水液位。当L形导管处于使用构造时出口与收集壁之间的径向间距可以大于当L形导管处于脱水构造时出口与收集壁之间的径向间距。在使用中,这导致使用液位大于脱水液位。
过滤单元可包括用于使L形出口在过滤构造与脱水构造之间旋转的机械联动装置。机械联动装置可以被构造为在腔室旋转时和/或腔室静止时使L形出口旋转。腔室可包括多个L形导管。机械联动装置可以同步地使多个L形导管旋转。技术人员将知道许多合适的机械联动装置。
过滤单元可以被构造为以粒子分配构造操作(以从腔室中提取/排出颗粒物质)。过滤单元可以在以脱水构造操作之后立即以粒子分配构造操作。过滤单元可以被构造为在过滤单元以使用构造操作每20、30或100个循环时以粒子分配构造操作。在一些实施方式中(例如,当过滤载有大量颗粒的液体时),过滤单元可以被构造为以使用构造操作,紧接着是脱水构造和粒子分配构造。
腔室可包括粒子分配开口(例如,收集壁中的开口)。分配开口可以朝向收集壁的底部(即,朝向下端壁)。粒子分配开口可选择性地打开以将颗粒物质从腔室中分配出。
腔室的其中一个径向延伸的挡板可包括围绕腔室的圆周的一部分延伸的侧向壁。侧向壁可包括可与粒子分配开口对准的开口,使得在使用中,当该开口与粒子分配开口对准时,可从该开口分配颗粒物质。
侧向壁可以从螺旋挡板(或者在包括多个螺旋挡板时,从其中一个螺旋挡板)的叶片(例如螺旋挡板的叶片的下部)延伸。在过滤操作期间,螺旋挡板与腔室一起旋转,使得粒子分配开口在过滤期间保持关闭。为了在过滤之后从腔室中去除所收集的颗粒物质,螺旋挡板可围绕旋转轴线旋转,以便使侧向壁开口与粒子分配开口对准。如上所述,螺旋挡板可以被成形为阿基米德式螺旋体,使得在粒子分配用途中,螺旋挡板的旋转可以将收集在收集壁上的颗粒物质朝向粒子分配开口向下推动。
在一些实施方式中,粒子分配开口可以是下端壁中的开口。
在包括引导板的实施方式中,引导板可以朝向下端壁轴向向下移动(如上所述),以便关闭下端壁中的分配开口。在其他实施方式中,引导板可相对于腔室轴向固定,即不可轴向移动。它可以安装在延伸穿过粒子分配开口(例如,穿过设置在下轴向端壁中的粒子分配开口)的转子或安装件上。这可能意味着,粒子分配开口在操作期间永久地通向腔室/与腔室流体连通,即,引导板不封住下轴向端壁。相反,其经由形成通向粒子分配开口的通道的肋条安装。
在一些实施方式中,通过引导板,例如通过引导板和永久打开的粒子分配开口,入口可以包括如上所述的入口导管,例如具有靠近下轴向端壁(并且靠近引导板)的开口的入口导管。导管可以包括如上所述的上凸缘和或下凸缘,例如各自具有相应的通气/泄放装置的上凸缘和/或下凸缘。
在存在具有打开的粒子分配开口的轴向固定/静止的引导板的情况下,出口可以是如上所述的环形出口,例如围绕入口导管的环形出口。在这些实施方式中,粒子分配开口(在下轴向端壁中)的直径优选地小于出口(在上轴向端壁中)的直径。
在一些实施方式中,腔室可以是整体的。在其他实施方式中,腔室可由接合在一起以形成腔室的多个壳体部件形成。壳体部件可以在一个或多个外周接头处接合。(一个或多个)外周接头可以形成不透流体的密封件。
腔室可以由两个壳体部件形成,即,可在外周接头处接合的上壳体部件和下壳体部件。上壳体部件可以包括上端壁。下壳体部件可以包括下端壁。上壳体部件和下壳体部件可以是壳体半部。上壳体部件可以是盖子,下壳体部件可以是腔室的基座。
上壳体部件和下壳体部件可以在关闭位置和打开位置之间移动,在关闭位置,上壳体部件和下壳体部件在外周接头处接合,形成封闭腔室,而在打开位置,上壳体部件和下壳体部件在外周接头处分离,在外周接头处形成环形开口。当处于打开位置时,粒子分配开口可以是上壳体部件和下壳体部件之间的环形开口。
上壳体部件的收集壁和下壳体部件的收集壁可以朝向壳体部件之间的外周接头向外逐渐减小,使得腔室的最宽部分可以在外周接头处。这有利地使颗粒物质能够集中在外周接头处,从而使得在上壳体部件和下壳体部件移动到打开位置时,可以容易地从环形开口中提取颗粒物质。
上壳体部件和下壳体部件可以朝向关闭位置偏置(即,需要力将上壳体部件和下壳体部件从关闭位置移动到打开位置)。上壳体部件可以例如借助于弹簧(例如,螺旋弹簧)朝向关闭位置偏置(即,上壳体部件可以朝向下壳体部件偏置)。弹簧可以轴向地位于上壳体部件上方。弹簧可以围绕入口导管。
在包括可移动的上壳体部件和下壳体部件的实施方式中,入口导管可以形成驱动装置的驱动轴,并且入口导管的外表面可以包括螺纹。入口导管可通过马达旋转,使得入口导管可充当导螺杆。
上壳体部件和下壳体部件可以安装到入口导管上。上壳体部件和下壳体部件可以横向地/径向地约束到入口导管(例如,上壳体部件和下壳体部件可以各自包括用于接收入口导管的轴向插槽(或孔))。因此,在上壳体部件和下壳体部件在关闭位置和打开位置之间移动时,上壳体部件和下壳体部件可以保持与入口导管轴向对准(并且因此保持彼此轴向对准)。
轴向插槽/孔的内表面可以包括螺纹,该螺纹可以连接到入口导管上的螺纹,即,上壳体部件和下壳体部件可以连接到入口导管上的螺纹,使得壳体部件可以通过螺纹的旋转而沿着入口导管轴向地(即,向上和向下)驱动。特别地,上壳体部件和下壳体部件可以通过螺纹的旋转在关闭位置和打开位置之间沿着入口导管轴向地驱动。通过将上壳体部件和下壳体部件连接到入口导管上的螺纹,入口导管可以充当到壳体部件的导螺杆,即,入口导管的旋转可以沿着入口导管在打开位置和关闭位置之间轴向地驱动上壳体部件和下壳体部件。技术人员将理解,入口导管的转动惯量将克服上壳体部件和下壳体部件之间的固有摩擦。
在一些实施方式中,只有下壳体部件可以连接到入口导管上的螺纹。上壳体部件可以围绕入口导管自由地旋转(例如,上壳体部件上的轴向插槽/孔的内表面是平滑的(或者可以通过滑动轴承连接),使得上壳体部件不能通过入口导管上的螺纹驱动)。上壳体部件可以轴向地约束到入口导管(例如,轴向插槽/孔可以保持在入口导管的壁的凹槽中,或者上壳体部件可以通过肩部和簧环连接到入口导管),而下壳体部件可以通过入口导管上的螺纹轴向地驱动。在使用中,入口导管可以沿着入口导管在关闭位置和打开位置之间轴向地驱动下壳体部件,而上壳体部件保持轴向位置。
在其他实施方式中,上壳体部件可以连接到入口导管上的螺纹,并且下壳体部件可以围绕入口导管自由地旋转。上壳体部件可以通过入口导管上的螺纹在关闭位置和打开位置之间轴向地驱动,而下壳体部件可以轴向地约束到入口导管。
在其他实施方式中,过滤单元可以包括机械致动器,以在关闭位置和打开位置之间驱动上壳体部件和/或下壳体部件。
过滤单元可包括安装到入口导管上的刮擦板(例如,刮擦盘),用于从收集壁的内部刮除收集的颗粒物质。
板可以在腔室的整个宽度上径向地延伸(即,板的径向外边缘可以接触腔室的收集壁)。
板可以沿着入口导管在下部锁定位置和上部接合位置之间轴向移动(即,向上和向下)。在板沿入口导管上下移动时,板可以有利地刮擦收集壁,并因此刮掉积聚在收集壁的内表面上的颗粒物质层。刮擦板/盘的径向外边缘可以包括向上倾斜的边缘。倾斜的边缘可以是尖锐的,以便有助于刮擦收集壁。倾斜的边缘可以是柔性的,以适应腔室宽度/直径的微小变化。
在包括刮擦板/盘的实施方式中,入口导管可形成马达的驱动轴,并且入口导管的外表面可包括螺纹。如上所述,入口导管可通过马达旋转,使得入口导管可充当导螺杆。
刮擦板可旋转地联接到腔室(例如,刮擦板可包括可插在腔室的插槽中的栓钉、突出部或销),使得刮擦板可与腔室一起旋转。
刮擦板/盘可以安装到入口导管上。板/盘可以横向地/径向地约束到入口导管,例如板可以包括用于接收入口导管的轴向插槽或孔。因此,当刮擦板沿着入口导管轴向移动时,刮擦板可保持与入口导管轴向对准。轴向插槽的内表面可包括螺纹,该螺纹可连接到入口导管上的螺纹,即,刮擦板可连接到入口导管上的螺纹,使得刮擦板可通过螺纹的旋转而沿着入口导管轴向地驱动。入口导管可充当到刮擦板的导螺杆,即,入口导管的旋转沿着入口导管轴向地驱动刮擦板。
当处于上部接合位置时,刮擦板可以与上壳体部件接合,使得在使用中,刮擦板沿入口导管轴向向上的移动导致刮擦板推压上壳体部件并使上壳体部件从关闭位置移动到打开位置,并且板沿入口导管轴向向下并远离上壳体部件的移动使上壳体部件从打开位置移动到关闭位置。
在包括刮擦板的实施方式中,上壳体部件和下壳体部件(例如,呈盖子和腔室的基座的形式)可以围绕入口导管自由地旋转。
刮擦板可以在处于下部锁定位置时锁定到下壳体部件,例如,刮擦板可以被构造为在下壳体部件上触底。刮擦板在处于下部锁定位置时的旋转可被配置为使下壳体部件旋转。
根据第二方面,提供了一种用于从载有颗粒的液体中分离颗粒物质的过滤单元,该过滤单元包括:
由上轴向端壁和相对的下轴向端壁以及外周颗粒收集壁限定的腔室,上轴向端壁和下轴向端壁由外周颗粒收集壁间隔开,腔室能围绕旋转轴线旋转以便向液体赋予旋转运动;
用于将载有颗粒的液体输送到腔室中的入口;
用于从腔室中排出过滤后的液体的出口;
其中腔室包括用于将颗粒物质从腔室内分配出的粒子分配开口。
粒子分配开口可如上文针对第一方面所述。实际上,上文关于第一方面所描述的任何特征可与第二方面组合。
粒子分配开口可选择性地打开以将颗粒物质从腔室中分配出。
粒子分配开口可以是腔室收集壁中的开口。
当处于打开位置时,粒子分配开口可以是上壳体部件和下壳体部件之间的环形开口。
在这些实施方式中,腔室可由接合在一起以形成腔室的多个壳体部件形成。壳体部件可以在一个或多个外周接头处接合。(一个或多个)外周接头可以形成不透流体的密封件。粒子分配开口可设置在外周接头处,即,外周接头可选择性地打开以形成环形的粒子分配开口。
腔室可以由两个壳体部件形成,即,可在外周接头处接合的上壳体部件和下壳体部件。上壳体部件可以包括上端壁。下壳体部件可以包括下端壁。上壳体部件和下壳体部件可以是壳体半部。上壳体部件可以是盖子,下壳体部件可以是腔室的基座。
上壳体部件和下壳体部件可以在关闭位置和打开位置之间移动,在关闭位置,上壳体部件和下壳体部件在外周接头处接合,形成封闭腔室,而在打开位置,上壳体部件和下壳体部件在外周接头处分离,在外周接头处形成环形的粒子分配开口。
上壳体部件和下壳体部件可以朝向关闭位置偏置(即,需要力将上壳体部件和下壳体部件从关闭位置移动到打开位置)。上壳体部件可以例如借助于弹簧(例如,螺旋弹簧)朝向关闭位置偏置(即,上壳体部件可以朝向下壳体部件偏置)。弹簧可以轴向地位于上壳体部件上方。弹簧可以围绕入口导管。
在包括可移动的上壳体部件和下壳体部件的实施方式中,入口导管可以形成驱动装置的驱动轴,并且入口导管的外表面可以包括螺纹。入口导管可通过马达旋转,使得入口导管可充当导螺杆。
上壳体部件和下壳体部件可以安装到入口导管上。上壳体部件和下壳体部件可以横向地/径向地约束到入口导管(例如,上壳体部件和下壳体部件可以各自包括用于接收入口导管的轴向插槽(或孔))。因此,在上壳体部件和下壳体部件在关闭位置和打开位置(此时形成环形的粒子分配开口)之间移动时,上壳体部件和下壳体部件可以保持与入口导管轴向对准(并且因此保持彼此轴向对准)。
轴向插槽/孔的内表面可以包括螺纹,该螺纹可以连接到入口导管上的螺纹,即,上壳体部件和下壳体部件可以连接到入口导管上的螺纹,使得壳体部件可以通过螺纹的旋转而沿着入口导管轴向地(即,向上和向下)驱动。特别地,上壳体部件和下壳体部件可以通过螺纹的旋转在关闭位置和打开位置之间沿着入口导管轴向地驱动。通过将上壳体部件和下壳体部件连接到入口导管上的螺纹,入口导管可以充当到壳体部件的导螺杆,即,入口导管的旋转可以沿着入口导管在打开位置和关闭位置之间轴向地驱动上壳体部件和下壳体部件。技术人员将理解,入口导管的转动惯量将克服上壳体部件和下壳体部件之间的固有摩擦。
在一些实施方式中,只有下壳体部件可以连接到入口导管上的螺纹。上壳体部件可以围绕入口导管自由地旋转(例如,上壳体部件上的轴向插槽/孔的内表面是平滑的(或者可以通过滑动轴承连接),使得上壳体部件不能通过入口导管上的螺纹驱动)。上壳体部件可以轴向地约束到入口导管(例如,轴向插槽/孔可以保持在入口导管的壁的凹槽中,或者上壳体部件可以通过肩部和簧环连接到入口导管),而下壳体部件可以通过入口导管上的螺纹轴向地驱动。在使用中,入口导管可以沿着入口导管在关闭位置和打开位置之间轴向地驱动下壳体部件,而上壳体部件保持轴向位置。
在其他实施方式中,上壳体部件可以连接到入口导管上的螺纹,并且下壳体部件可以围绕入口导管自由地旋转。上壳体部件可以通过入口导管上的螺纹在关闭位置和打开位置之间轴向地驱动,而下壳体部件可以轴向地约束到入口导管。
在其他实施方式中,过滤单元可以包括机械致动器,以在关闭位置和打开位置之间驱动上壳体部件和/或下壳体部件。
过滤单元可包括安装到入口导管上的刮擦板(例如,刮擦盘),用于从收集壁的内部刮除收集的颗粒物质。
板可以在腔室的整个宽度上径向地延伸(即,板的径向外边缘可以接触腔室的收集壁)。
板可以沿着入口导管在下部锁定位置和上部接合位置之间轴向移动(即,向上和向下)。在板沿入口导管上下移动时,板可以有利地刮擦收集壁,并因此刮掉积聚在收集壁的内表面上的颗粒物质层。刮擦板/盘的径向外边缘可以包括向上倾斜的边缘。倾斜的边缘可以是尖锐的,以便有助于刮擦收集壁。倾斜的边缘可以是柔性的,以适应腔室宽度/直径的微小变化。
在包括刮擦板/盘的实施方式中,入口导管可形成马达的驱动轴,并且入口导管的外表面可包括螺纹。如上所述,入口导管可通过马达旋转,使得入口导管可充当导螺杆。
刮擦板可旋转地联接到腔室(例如,刮擦板可包括可插在腔室的插槽中的栓钉),使得刮擦板可与腔室一起旋转。
刮擦板/盘可以安装到入口导管上。板/盘可以横向地/径向地约束到入口导管,例如板可以包括用于接收入口导管的轴向插槽或孔。因此,当刮擦板沿着入口导管轴向移动时,刮擦板可保持与入口导管轴向对准。轴向插槽的内表面可包括螺纹,该螺纹可连接到入口导管上的螺纹,即,刮擦板可连接到入口导管上的螺纹,使得刮擦板可通过螺纹的旋转而沿着入口导管轴向地驱动。入口导管可充当到刮擦板的导螺杆,即,入口导管的旋转沿着入口导管轴向地驱动刮擦板。
当处于上部接合位置时,刮擦板可以与上壳体部件接合,使得在使用中,刮擦板沿入口导管轴向向上的移动导致刮擦板推压上壳体部件并使上壳体部件从关闭位置移动到打开位置(此时形成粒子分配开口),并且板沿入口导管轴向向下并远离上壳体部件的移动使上壳体部件从打开位置移动到关闭位置。
在包括刮擦板的实施方式中,上壳体部件和下壳体部件(例如,呈盖子和腔室的基座的形式)可以围绕入口导管自由地旋转。
刮擦板可以在处于下部锁定位置时锁定到下壳体部件,例如,刮擦板可以被构造为在下壳体部件上触底。刮擦板在处于下部锁定位置时的旋转可被配置为使下壳体部件旋转。
上壳体部件的收集壁和下壳体部件的收集壁可以朝向壳体部件之间的外周接头向外逐渐减小,使得腔室的最宽部分可以在外周接头处。这有利地使颗粒物质能够集中在外周接头处,从而使得在上壳体部件和下壳体部件移动到打开位置时,可以容易地从环形开口中提取颗粒物质。
收集壁可以包括锥形部分(例如,腔室可以包括截头圆锥形部分)。例如,上壳体可以向外(从上壁到外周接头)逐渐减小,并且下壳体可以向内(从外周接头到下壁)逐渐减小,使得腔室的最宽部分(和粒子分配开口)可以接近腔室的轴向长度的中间。
分配开口可以朝向收集壁的底部(即,朝向下端壁)。
在这些实施方式中,腔室可以包括围绕入口导管螺旋地延伸的至少一个螺旋挡板(入口导管如上文针对第一方面所述),例如,挡板可以大致被成形为内部阿基米德式螺旋体。(一个或多个)螺旋挡板的(一个或多个)叶片可以从入口导管朝向收集壁径向地延伸,从而迫使液体以螺旋的方式围绕入口导管行进。螺旋挡板可在过滤期间与腔室一起旋转,例如与入口导管一起旋转。
腔室的其中一个螺旋挡板可包括围绕腔室的圆周的一部分延伸的侧向壁。侧向壁可以包括开口,该开口可以与粒子分配开口对准,使得在粒子分配用途中(在过滤之后),当开口与粒子分配开口对准时,可以从开口分配颗粒物质。
侧向壁可以从螺旋挡板(或者在包括多个螺旋挡板时,从其中一个螺旋挡板)的叶片(例如螺旋挡板的叶片的下部)延伸。螺旋挡板可以围绕旋转轴线旋转,以便在过滤之后将侧向壁开口与粒子分配开口对准。如上所述,螺旋挡板可以被成形为阿基米德式螺旋体,使得在使用中,螺旋挡板的旋转可以将收集在收集壁上的颗粒物质朝向粒子分配开口向下推动。
粒子分配开口可以是下端壁中的开口。
在这些实施方式中,过滤单元可以包括如上文针对第一方面所述的在下轴向端壁与入口之间的引导板。引导板可以例如通过肋条连接到/安装到下端壁上。引导板可以在腔室内轴向向上移动,以便在下端轴向壁与引导板之间产生额外的空间。在向上移动时,粒子分配开口暴露以允许从收集壁移除(例如,通过重力)碎屑。引导板可轴向向下移动以关闭粒子分配开口。过滤单元可以包括将引导板连接到下端壁的机械臂。机械臂可以被构造为使引导板在腔室内轴向向上和/或向下移动。引导板可以设置有上文针对第一方面所述的轴向延伸的肋条。
在其他实施方式中,引导板可相对于腔室轴向固定,即不可轴向移动。它可以安装在延伸穿过粒子分配开口(例如,穿过设置在下轴向端壁中的粒子分配开口)的转子或安装件上。这可能意味着,粒子分配开口在操作期间与腔室流体连通,即,引导板不封住下轴向端壁。相反,轴向固定的引导板搁置在肋条上,肋条之间形成有通道,提供到粒子分配开口的通路。
在具有引导板,例如具有引导板和打开/暴露的粒子分配开口的实施方式中,入口可以包括如上所述的入口导管,例如具有靠近下轴向端壁(并且靠近引导板)的开口的入口导管。导管可以包括如上所述的上凸缘和或下凸缘,例如各自具有相应的通气/泄放装置的上凸缘和/或下凸缘。
在粒子分配开口位于下轴向端壁中的情况下,过滤单元还可以包括与粒子分配开口流体连通的辅助(下)腔室。辅助腔室可以与(主要)腔室一体地形成。
辅助腔室可具有带有与粒子分配开口流体连通的开口的上轴向端壁。辅助腔室的上轴向端壁可具有辅助出口,例如在辅助腔室的上轴向端壁上布置成环的一系列出口孔眼。(一个或多个)辅助出口孔眼可以在(主要)腔室的上轴向端壁中的(一个或多个)出口的径向外侧。辅助腔室可具有带有第二(下)粒子分配开口的下轴向端壁。它可具有在第二腔室的上轴向端壁与下轴向端壁之间延伸的外周收集壁。
可以在第二(下)腔室中设置具有接收凹部的收集杯,该接收凹部具有面对((主要)腔室的)粒子分配开口的收集开口。收集杯可以安装在轴向安装件/转子上,例如安装在其上安装(主要)腔室中的引导板的轴向安装件/转子上。收集杯具有锥形壁,使得收集开口比收集杯的基座宽。
在使用中,将含有颗粒物质的糊状物或浓缩液体(在重力作用下)从(主要)腔室的粒子分配开口排出到辅助腔室中,在辅助腔室中含有颗粒物质的糊状物或浓缩液体被收集在收集杯中。
在重新开始过滤单元的旋转时,浓缩的液体/糊状物在离心力作用下从收集杯的基座沿锥形壁向上移动,并且从杯中被抛掷到辅助腔室的外周壁上。浓缩物/糊状物内的任何液体从上轴向端壁中的(一个或多个)出口排出,使得浓缩物/糊状物被进一步浓缩。在旋转停止后,收集在辅助腔室的外周壁上的颗粒物质在重力作用下通过下粒子分配开口从过滤单元中排出。
对于第二方面的任何实施方式,入口和/或出口可如上文针对第一方面所述。例如,入口可由如上所述的入口导管(例如,从上轴向端壁或穿过上轴向端壁延伸的入口导管,其具有靠近下端壁的轴向和/或侧面开口)提供。
入口导管可包括如上文针对第一方面所述的出口(例如,上)凸缘。
每个凸缘可包括如上所述的相应的通气/泄放装置。
出口可包括圆形开口,例如端壁中的圆形开口。出口可以包括围绕入口导管的环形开口,并且可以与入口导管径向间隔开或者可以延伸到入口导管。
在一些实施方式中,出口可以包括环形开口(例如,在上端壁中)以及一个附加开口或多个附加开口(例如,在上端壁中)。环形开口可以靠近入口导管,并且附加开口可以径向远离入口导管。
在存在引导板(例如,轴向静止的引导板)和暴露的分配开口的实施方式中,粒子分配开口(在下轴向端壁中)的直径可以小于环形出口(在上轴向端壁中)的直径。
第二方面的过滤单元可以被构造为以粒子分配构造操作(以从腔室中提取/排出颗粒物质)。过滤单元可以在以脱水构造(上文针对第一方面所述)操作之后立即以粒子分配构造操作。过滤单元可以被构造为在过滤单元以使用构造操作每20、30或100个循环时以粒子分配构造操作。在一些实施方式中(例如,当过滤载有大量颗粒的液体时),过滤单元可以被构造为以使用构造操作,紧接着是脱水构造和粒子分配构造。
根据第三方面,提供了一种用于洗涤纺织品的洗涤装置,所述装置包括:
外壳,滚筒可旋转地安装在该外壳中,滚筒包括侧壁,该侧壁包括一个或多个孔眼,该孔眼被构造为从滚筒中排出液体;
收集器,其位于滚筒的下游并且被构造为收集从滚筒中排出的液体;
根据第一方面或第二方面的过滤单元;以及
收集器与过滤单元的入口之间的流动路径。
过滤单元的出口可以流体地连接到滚筒。例如,过滤单元的出口可以选择性地流体连接到滚筒,以便在洗涤过程中流体连接到滚筒。出口过滤单元可以在脱水过程中选择性地流体连接到排放管。
该装置可以是洗衣机。过滤单元可用于在洗涤循环期间在洗水期间清洁水,以提高洗涤性能。
根据第四方面,提供了一种在洗涤装置中从载有颗粒的液体中过滤颗粒物质的方法,该洗涤装置在包括根据第一方面或第二方面的过滤单元,所述方法包括:
经由入口将载有颗粒的液体引入腔室中;以及
使腔室以第一速度围绕旋转轴线旋转,所述第一速度被配置为使液体在径向方向上从入口移动到外周颗粒收集壁并且轴向地沿着外周颗粒收集壁移动。
使腔室围绕旋转轴线旋转可包括操作马达以使腔室旋转。
所述方法可以包括使腔室以第一速度旋转,所述第一速度被配置为在旋转的液体中产生离心力,所述离心力比作用在液体上的重力大几个数量级。
离心力比重力大几个数量级,对于技术人员来说显而易见的是,过滤单元可以如所述地那样在任何取向上(即上下颠倒)、水平地或中间的任何点有效地工作。
旋转速度可以被选择为使得离心力足以靠着外周颗粒收集壁(即,收集壁)捕获期望的百分比的颗粒物质,而不使用任何形式的阻挡过滤器(例如,网状物)。
第一速度可以在1000-10000rpm之间,例如对于较小的家用过滤单元,为大约10000rpm,而对于较大的过滤单元,例如为大约4000rpm或例如为大约6000rpm。
该方法可包括使腔室旋转,使得在液体中产生的离心力为15000ms-2或约1500G。
该方法可以包括提供如上文针对第一方面和第二方面所述的入口导管,使入口导管在与腔室相同的方向上和/或以与腔室相同的旋转速度围绕旋转轴线旋转。
该方法可以包括提供如上文针对第一方面所述的出口并且使腔室以第一速度旋转,使得可以靠着收集壁收集液体中的颗粒物质并且过滤后的液体可以离开出口。
过滤单元可以具有1至120秒的停留时间(即,给定体积的旋转的液体在从腔室中排出之前在旋转的腔室内保留的时间量)。
例如,过滤单元可以具有6秒的停留时间,例如过滤单元可以具有1升的腔室容量和10升/分钟的流速。例如,过滤单元可以具有120秒的停留时间,例如过滤单元可以具有1升的腔室容量和0.5升/分钟的流速。
过滤单元可以具有在0.5升/分钟到20升/分钟之间的流速。例如,过滤单元可以具有约10升/分钟的流速。在一些实施方式中,过滤单元可以具有15-20升/分钟的流速。还可以设想具有显著更高的流速的实施方式。
停留时间也可以通过增加过滤器腔室的体积而增加。已经显示增加停留时间提高过滤效率,即过滤单元可以过滤特别小的粒子,并且捕获进料液体中更大百分比的颗粒物质。
过滤器的分离效率可以在使用期间通过改变通过过滤器的流速而变化。通过用节流阀调节到腔室的入口,或者通过改变腔室中的(一个或多个)出口开口的尺寸和/或(一个或多个)出口开口相对于旋转轴线的位置,可以改变流速。液体质量传感器可以监测在出口处离开过滤器的液体的清洁度以及被调节以保持恒定的过滤效率的流速。
上述特征可以与以使用构造操作的过滤单元有关。在已经过滤了所有可用的液体后,可以不再将液体引入到入口中。
保留在腔室中的任何液体可以通过出口从腔室中排出。
该方法可以包括提供如上文针对第一方面所述的包括上端壁中的环形开口和上端壁中的附加开口的出口,并且使腔室以第一速度旋转,使得过滤后的液体可以离开环形开口。在已经过滤了所有可用的液体后,可以不再将液体引入到入口中。腔室中的任何剩余液体可以经由附加开口从腔室中排出。
在从腔室中排出了剩余液体后,腔室可以停止旋转。在腔室停止旋转时,可允许收集在收集壁上的颗粒物质(在重力作用下)朝向下端壁落下。该方法可以包括提供如上文针对第一方面所述的在下端壁中的粒子分配开口,使得在腔室停止旋转时,颗粒物质可以落在粒子分配开口之外。
如上所述,在一些情况下,并非所有液体都从腔室中排出。当以使用构造操作过滤单元时,未从腔室中排出的残留液体可保留在腔室中。
该方法可以包括以脱水构造操作过滤单元以从腔室中排出残留液体。使残留液体的腔室脱水可将积聚在收集壁上的颗粒物质浓缩(即,减少颗粒物质的水含量)成糊状物/浓缩液体或将颗粒物质干燥成固体,固体可以更容易处理并且因此便于从腔室中去除颗粒物质。
该方法可以包括提供如上文针对第一方面和第二方面所述的(一个或多个)排放阀,并且使所述腔室以第二速度旋转以打开(一个或多个)排放孔中的(一个或多个)排放阀(例如,(一个或多个)离心阀)。该方法可以包括打开(一个或多个)排放阀,以排放腔室的残留液体。该方法可以包括在上端壁中提供(一个或多个)排放阀,打开(一个或多个)排放阀并且使腔室旋转以将腔室的残留液体排放到脱水液位。
该方法可以包括提供处于如上文针对第一方面所述的使用构造的L形的出口导管,并且使腔室旋转以在收集壁处收集颗粒物质。该方法可以包括将L形的出口导管从使用构造旋转到脱水构造,并且使腔室旋转以将腔室中的残留液体排放到脱水液位。该方法可以包括提供如上文针对第一方面所述的机械联动装置,并且操作机械联动装置以使L形的出口导管从使用构造而不是脱水构造旋转。
该方法可以包括提供如上文针对第一方面和第二方面所述的入口导管,并且使入口导管在第一方向(例如,顺时针)上旋转。该方法可以包括由于入口导管与腔室之间的固有摩擦而使入口导管在第一方向上旋转以使腔室在第一方向上旋转。
该方法可以包括提供如上文针对第一方面和第二方面所述的上壳体部件和下壳体部件,并且当上壳体部件和下壳体部件处于关闭位置时,使入口导管在第一方向上旋转。该方法可包括使入口导管和下壳体部件在第一方向上旋转。该方法可以包括:使下壳体部件旋转以由于上壳体部件和下壳体部件之间的固有摩擦而使上壳体部件在与下壳体部件相同的方向上和以与下壳体部件相同的旋转速度旋转。
该方法可包括使入口导管在第二方向(例如,逆时针)上旋转。该方法可以包括在入口导管上提供螺纹并且使入口导管在第二方向上旋转以使入口导管上的螺纹在第二方向上旋转。该方法可以包括使螺纹在第二方向上旋转,以将下壳体部件从关闭位置驱动到打开位置,从而在上壳体部件和下壳体部件之间提供环形开口。在上壳体部件轴向地固定到入口导管上的第一/第二方面的实施方式中,该方法可以包括使入口导管在第二方向上旋转以使螺纹在第二方向上旋转并且将下壳体部件沿入口导管从关闭位置轴向地向下驱动到打开位置,(并且保持上壳体部件的轴向位置)。
该方法可包括当上壳体部件和下壳体部件处于打开位置时使腔室旋转,从而从上壳体部件和下壳体部件之间的环形开口径向向外排出所收集的颗粒物质。排出的颗粒物质可沿着下部横向平面从环形开口排出。
该方法可包括当上壳体部件和下壳体部件处于打开位置时使入口导管在第一方向上旋转。该方法可以包括使入口导管在第一方向上旋转以使螺纹在第一方向上旋转并且将下壳体部件沿入口导管从打开位置向上驱动到关闭位置,从而关闭上壳体部件和下壳体部件之间的环形开口。
在上壳体部件和下壳体部件都连接到入口导管上的螺纹的实施方式中,该方法可以包括使螺纹在第二方向上旋转,以将上壳体部件和下壳体部件两者从关闭位置驱动到打开位置。该方法可以包括使螺纹在第一方向上旋转,以将上壳体部件和下壳体部件两者从打开位置驱动到关闭位置。
该方法可以包括提供如上文针对第一方面所述的刮擦板,并且在刮擦板处于下部锁定位置并且上壳体部件和下壳体部件处于关闭位置时,使入口导管在第一方向上旋转。该方法可以包括使刮擦板在第一方向上旋转以使下壳体部件在第一方向上旋转(由于刮擦板被锁定或触底到下壳体部件上)。
该方法可以包括使入口导管在第二方向上旋转以使螺纹在第二方向上旋转并且将刮擦板从下部锁定位置解锁并因此将刮擦板从下壳体部件解锁。该方法可以包括使螺纹在第二方向上旋转,以将刮擦板沿入口导管从下部锁定位置轴向地向上驱动到上部接合位置。该方法可包括使入口导管在第二方向上旋转并抵靠在上壳体部件上驱动刮擦板。该方法可以包括使入口导管在第二方向上旋转以抵靠在上壳体部件上驱动刮擦板并且将上壳体部件从关闭位置移动到打开位置。
抵靠在上壳体部件上向上驱动刮擦板可以对上壳体部件施加足够的向上的力,以克服将上壳体部件推向关闭位置的弹簧的偏置。所述方法可以包括在上壳体部件处于打开位置时使腔室旋转,从而从上壳体部件和下壳体部件之间的环形开口径向向外排出颗粒物质。
该方法可以包括使入口导管在第一方向上旋转以使螺纹在第一方向上旋转。
该方法可以包括在刮擦板处于上部接合位置时使螺纹在第一方向上旋转,以沿入口导管轴向地向下驱动刮擦板。
该方法可以包括使螺纹在第一方向上旋转以沿入口导管向下驱动刮擦板并且将上壳体部件从打开位置移动到关闭位置。将上壳体部件朝向关闭位置偏置的弹簧可以确保,在刮擦板沿入口导管向下驱动时,上壳体部件从打开位置移动到关闭位置。该方法可以包括使螺纹在第一方向上旋转,以将刮擦板沿入口导管轴向地向下驱动到下部锁定位置,并将刮擦板锁定到下壳体部件上。
该方法可包括提供螺旋挡板并且使螺旋挡板相对于腔室旋转。该方法可包括通过使螺旋挡板比旋转的腔室快或慢30-60rpm旋转来使螺旋挡板相对于腔室旋转。
该方法可以包括使螺旋挡板相对于腔室旋转并且将侧向壁开口与粒子分配开口对准以便打开分配开口。该方法可以包括在侧向壁开口与粒子分配开口对准时使腔室旋转,使得颗粒物质从分配开口径向向外排出。所述方法可以包括使螺旋挡板相对于腔室旋转,使得螺旋挡板每转一圈,侧向壁开口与粒子分配开口对准一次。
该方法可以包括使螺旋挡板相对于腔室旋转并且将侧向壁开口与粒子分配开口错位,以便关闭分配开口。
尽管以上描述是关于用于从液体中过滤颗粒物质的过滤单元,但将很明显,相同的技术可以应用于从气体中或液体粒子在气体中的细悬浮液中过滤颗粒物质。
本公开包括所描述的方面和优选特征的组合,除非这样的组合明显不允许或明确被避免。
附图说明
现在将参照附图来讨论实施方式,在附图中:
图1是根据第一实施方式的过滤单元的示意图;
图2是根据第二实施方式的过滤单元的剖视图;
图3是根据第三实施方式的过滤单元的示意图;
图4是根据第四实施方式的过滤单元的剖视图;
图5至图7示出了包括各种挡板布置的过滤单元的实施方式;
图8是根据另外的实施方式的过滤单元的剖视图;
图9是根据另外的实施方式的过滤单元的剖视图;
图10是根据另外的实施方式的过滤单元的剖视图;
图11是根据另外的实施方式的过滤单元的剖视图;
图12是根据另外的实施方式的过滤单元的剖视图;
图13是根据另外的实施方式的过滤单元的剖视图;
图14和图15示出了用于脱水的过滤单元的实施方式;
图16和图17示出了处于关闭位置和打开位置的过滤单元的另外的实施方式;
图18和图19示出了处于关闭位置和打开位置的过滤单元的另外的实施方式;
图20是根据另外的实施方式的过滤单元的剖视图;
图21是根据另外的实施方式的过滤单元的剖视图;
图22是根据又一个实施方式的过滤单元的剖视图;以及
图23是图22的变形的过滤单元的剖视图。
具体实施方式
现在将参照附图讨论各方面和实施方式。另外的方面和实施方式对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
图1示出了根据第一实施方式的过滤单元10的示意图。过滤单元10包括由上轴向端壁(上端壁)14、相对的下轴向端壁(下端壁)16和外周颗粒收集壁(收集壁)18限定的圆柱形腔室12。上端壁和下端壁由收集壁18间隔开并通过收集壁18连接。过滤单元10包括用于将载有颗粒的液体输送到腔室12中的入口开口23。特别地,入口包括导管20,该导管20轴向延伸穿过上端壁14并进入腔室12。入口开口23是导管20的轴向开口端部。
入口开口23朝向下端壁16。入口导管20包括大于腔室12的轴向长度的80%的长度,使得入口开口23与下端壁16之间的轴向间距小于入口开口23与上端壁14之间的轴向间距。
过滤单元10包括在上端壁14处的出口24,用于从腔室12中排出过滤后的液体。在该实施方式中,出口24是围绕入口导管20的环形开口。
腔室12可围绕旋转轴线30旋转,旋转轴线30在该实施方式中是腔室12的中心纵向轴线。入口导管20的中心纵向轴线和环形出口24的轴向中心与旋转轴线30同轴。过滤单元10包括用于使腔室12围绕旋转轴线30旋转的马达34。
如箭头22所示,液体从入口23到出口24的流动路径包括从入口23到收集壁18的径向组成部分和沿着收集壁18的轴向向上组成部分。朝向下端壁16的入口23导致流动路径的径向组成部分直接与下端壁16相邻并平行。特别地,下端壁16的内表面25形成将液体从入口23引导到收集壁18的实体引导表面。
转到图3,其示出了过滤单元10的实施方式,该过滤单元10包括凸缘50,特别是下凸缘。凸缘50从导管的轴向开口端部23径向向外延伸。凸缘50的外边缘与收集壁18之间的径向间距(即,横向环形间距)小于入口导管20的中心纵向轴线与凸缘的外边缘之间的径向间距(即,凸缘的外边缘比入口导管20的中心纵向轴线更靠近收集壁18)。这有利地确保引入到腔室中的大部分液体朝向腔室12的收集壁18径向向外转向,在腔室12的收集壁18处它将受到更高的离心力。因此,沿着收集壁18的液体的轴向组成部分更靠近收集壁18并且优选地直接与收集壁18相邻(即,流动路径的轴向组成部分直接与腔室12的外边缘相邻)。在该实施方式中,凸缘50的下表面52形成引导表面。下端壁16的内表面25和凸缘50的下表面52都提供实体引导表面,以将液体从入口23引导到收集壁18。
在图3的实施方式中,出口是以旋转轴线30为中心的环形开口24。从旋转轴线30到环形开口24的径向间距小于从环形开口24到收集壁18的径向间距(即,环形开口24距旋转轴线30比距收集壁18更近)。
图3的过滤单元10包括实体芯部54(以轮廓示出以免模糊过滤单元的其他部分)。实体芯部54围绕入口导管20并堵塞腔室的中心区域。实体芯部54使液体朝向收集壁18转向,在收集壁18处它将受到更高的离心力。实体芯部54径向延伸跨过腔室的横向宽度的50%。实体芯部54从凸缘50轴向延伸到靠近上端壁14。
图2示出了可以在过滤单元10的实施方式中提供的出口的类型。如上所述,出口可以是围绕入口导管20的环形开口24。在一些实施方式中,出口可包括与入口导管20径向间隔开的开口46。如图所示,如果需要,环形开口可由旋转密封件42密封,使得液体仅经由开口46离开。
转到图4,过滤单元10的该实施方式包括紧接在入口导管20的开口端部23的下游、在凸缘50与下端壁16之间的入口叶轮60。入口叶轮60的中心轴线与旋转轴线30同轴。入口叶轮60的叶片62横向地/径向地横跨腔室,使得入口叶轮60可垂直于腔室的中心纵向轴线旋转。入口叶轮60被构造为增加进入腔室12的液体的流速并将液体吸入腔室12中。
过滤单元10还包括紧接在出口24下游的出口叶轮66。类似于入口叶轮60,出口叶轮66的中心轴线与旋转轴线30同轴,并且出口叶轮66可垂直于腔室的中心纵向轴线旋转。出口叶轮66被构造为增加通过腔室12的液体的流速和离开腔室12的液体的流速。
图4的过滤单元10还包括位于收集壁18的外面部72上的外部叶轮68。外部叶轮68的叶片70从收集壁18的外面部72径向向外延伸并且沿着腔室12的轴向长度延伸。外部叶轮68有利地使过滤单元10能够充当泵。
图5至图8示出了可以与过滤单元10一起包括的各种挡板布置。首先转到图5,腔室12包括一系列交替的向外延伸的挡板80a和向内延伸的挡板80b。向外延伸的挡板80a从入口导管20径向向外延伸到靠近收集壁18并且围绕入口导管的整个圆周延伸。向内延伸的挡板80b从收集壁18径向向内延伸到靠近入口导管20并且围绕收集壁18的整个圆周延伸。挡板被构造为如箭头82所示的那样使围绕挡板的液体流转向。这有利地增加了液体从入口23行进到出口24时的流动路径,从而增加了过滤单元的停留时间。
图7示出了过滤单元10,其中腔室12包括多个轴向延伸的肋条100。肋条100从收集壁18径向向内延伸到靠近入口导管20。肋条围绕腔室12的圆周等距地径向间隔开,并且在腔室12的整个纵向长度上轴向地延伸。包括肋条提高了过滤单元的过滤效率。
图6示出了过滤单元10,其中腔室12包括围绕入口导管20径向延伸的螺旋挡板90。螺旋挡板90的叶片92从入口导管20径向延伸到收集壁18。在使用中,这迫使液体围绕入口导管20以螺旋的方式行进。在该实施方式中,入口导管20包括在导管的壁中的开口23,用于输送载有颗粒的液体。
图8示出了具有包括一系列肋条110的腔室12的过滤单元10。肋条110从收集壁18径向向内延伸并且与下端壁16一致。因此,肋条110能以与腔室12相同的旋转速度旋转。
肋条110与腔室12的轴向中心112径向间隔开。入口下游的区域114没有肋条110,以使输送的液体能够进入腔室12。肋条110的内部上拐角116被倒角或倒圆,以避免碎屑聚集在肋条上并堵塞入口。这有利地促进了液体顺畅地流入腔室中。在该实施方式中,凸缘50和入口导管20径向延伸跨过腔室的直径的30%以下。
肋条110沿着腔室12的轴向长度的四分之一轴向地延伸,并且围绕腔室12的中心纵向轴线112均匀地径向分布。肋条110可围绕旋转轴线30旋转,并且在使用中被构造为使液体在腔室内旋转。
肋条能以与腔室相同的旋转速度旋转。因此,肋条可以有利地迫使液体以与腔室相同的旋转速度旋转。在没有肋条的情况下,液体以比旋转的腔室更慢的旋转速度旋转,这可能导致过滤效率降低。包括肋条确保了腔室中的液体以与旋转的腔室相同的旋转速度旋转。这可导致更大的过滤效率,并且还可使过滤单元能够以高流速(例如,15-20升/分钟)运行,同时仍实现高过滤效率。
在该实施方式中,从入口导管的轴向中心到下凸缘的径向外边缘的距离是腔室的半径的40%(即,入口导管/下凸缘占据腔室的直径的约40%),以便不干扰肋条。
图9示出了具有一系列肋条110(如上所述)和接近上端壁14的上凸缘50a的过滤单元10。上端壁14与上凸缘50a之间的轴向间距小于腔室12的轴向长度的10%。这防止了凸缘与肋条110干涉。
现在转到图10,其示出了具有锥形的收集壁18的过滤单元10(即,腔室是截头圆锥形的)。在该实施方式中,收集壁18从上端壁14到下端壁16向外逐渐减小。在图10中可以看出,这可有利地促进颗粒物质36集中在腔室12的最宽部分处。
图11示出了过滤单元10,该过滤单元10包括在上端壁14处围绕入口导管20的环形轴承和密封件120。
图12和图13示出了过滤单元10的两个替代布置。首先参照图12,其示出了具有在上端壁14处的入口开口23’和在下端壁16处的一对出口开口24’的过滤单元10。箭头150所示的液体的流动路径包括从入口23’到收集壁18的径向组成部分和沿着收集壁18的轴向向下组成部分。图12的实施方式还包括入口叶轮60和上凸缘50a。入口叶轮60的叶片62将上凸缘50a连接到上端壁14。上端壁14的内表面152和上凸缘50a的上表面154提供了将液体从入口23’引导到收集壁18的实体引导表面。
图13示出了具有在顶端壁14处的入口开口23’和呈涡流探测器156形式的出口的过滤单元10。涡流探测器156包括具有用于从腔室12中排出液体的出口开口158的导管157。涡流探测器156延伸穿过上端壁14并伸出腔室12。
图14和图15示出了用于使腔室脱水的过滤单元10’、10”的两个实施方式。首先转到图14,该图示出了腔室中的排放孔的两个示例位置。
过滤单元包括在上端壁中的出口24,并且可包括在收集壁中的排放孔102或在上端壁中的排放孔104。每个排放孔102、104包括离心阀101、103。上端壁中的排放孔104与腔室的中心纵向轴线112轴向地间隔开。腔室112的中心纵向轴线与排放孔104之间的轴向间距大于排放孔104与收集壁之间的轴向间距。过滤单元包括在收集壁的内面部107上的网状衬里106。
图15示出了包括延伸穿过上端壁的‘L’形的出口导管108的过滤单元10”的俯视截面图和剖视图。‘L’形的出口导管可在第一使用位置(在该图的左侧示出)和第二脱水位置(在该图的右侧示出)之间轴向地旋转,在第一使用位置,出口径向向内指向,在第二脱水位置,管道旋转90度。过滤单元包括用于使‘L’形的出口导管在第一使用位置和第二脱水位置之间旋转的机械联动装置(未被示出)。
现在参照图16至图20,这些图示出了可以将收集的颗粒物质从腔室中分配出的过滤单元的实施方式。首先参照图20,过滤单元400”示出了腔室12,该腔室12包括在收集壁18中的粒子分配开口300,特别是接近收集壁18的底部。粒子分配开口300是可打开的,用于将颗粒物质从腔室12中分配出。腔室12包括围绕入口导管20的螺旋挡板90,类似于上文所述的螺旋挡板。在该实施方式中,螺旋挡板90的其中一个叶片、特别是最下部的叶片94包括围绕腔室12的圆周延伸的侧向壁97。侧向壁97包括可与粒子分配开口300对准的开口(未被示出)。螺旋挡板90可围绕旋转轴线30旋转,使得侧向壁开口可与粒子分配开口300对准,并且颗粒物质经由打开的粒子分配开口300从腔室中分配出。螺旋挡板90有利地被成形为阿基米德式螺旋体,使得螺旋挡板90的旋转将收集在收集壁18上的颗粒物质朝向粒子分配开口300向下推动。
图18和图19示出了过滤单元400’的实施方式,其中腔室由上壳体部件和下壳体部件形成。在该实施方式中,上壳体部件是上壳体半部192,下壳体部件是下壳体半部194。上壳体半部192和下壳体半部194可在关闭位置(在图18中示出)和打开位置(在图19中示出)之间移动。在关闭位置,上壳体半部192和下壳体半部194在外周接头196处接合在一起以形成封闭腔室。外周接头196形成不透流体的密封件。在打开位置,上壳体半部192和下壳体半部194在外周接头处分离,从而在壳体半部之间形成环形的粒子分配开口200。上壳体半部192和下壳体半部194的外周收集壁198、199朝向外周接头196向外逐渐减小,使得腔室12的最宽部分位于外周接头196处。这有利地使得颗粒物质能够集中在外周接头196处,使得当上壳体半部192和下壳体半部194移动到打开位置时,颗粒物质能够容易地从环形的粒子分配开口200中提取。
在该实施方式中,入口导管形成马达34的驱动轴174,并且入口导管的外表面包括螺纹176。入口导管174可通过马达34旋转,使得入口导管174可充当导螺杆。
上壳体半部192和下壳体半部194通过每个壳体半部安装并横向地/径向地约束到入口导管174,每个壳体半部分别包括用于接收入口导管174的纵向插槽/孔191、193。因此,在上壳体半部和下壳体半部在关闭位置和打开位置之间移动时,壳体半部与入口导管保持轴向对准(即,它们的中心轴线保持重合),并且因此彼此保持轴向对准。
下壳体半部194的轴向插槽/孔193的内表面包括螺纹,该螺纹连接到入口导管174上的螺纹176。因此,下壳体半部194可通过螺纹196轴向地驱动。上壳体半部192的轴向插槽191的内表面是平滑的,使得上壳体半部192可围绕入口导管174自由地旋转。上壳体半部192通过可插入(保持或约束)到入口导管174的壁的凹槽195中的轴向插槽191轴向地约束到入口导管。
图16和图17示出了过滤单元400的实施方式,其中腔室由在外周接头164处接合的上壳体部件160和下壳体部件162形成。实际上,上壳体部件160形成腔室的盖子,下壳体部件162形成腔室的基座。上壳体部件160包括上端壁14,并且出口包括在上壳体部件160中的开口168。出口168向外逐渐减小(即,从上端壁14的内表面161到上端壁14的外表面163)。向外逐渐减小的出口有利地促使排出的液体在离开腔室12时沿着平面180向上和向外移动。
图16和图17的过滤单元包括刮擦板170。刮擦板170在腔室12的整个宽度径向地延伸,并且包括尖锐的向上倾斜的边缘172。刮擦板170可沿入口导管174在下部锁定位置(在图16中示出)和上部接合位置(在图17中示出)之间轴向地上下移动。
刮擦盘安装到入口导管174上并且包括轴向插槽/孔177,用于接收入口导管174以便将刮擦板170横向地/径向地约束到入口导管174。轴向插槽177的内表面包括螺纹,该螺纹连接到入口导管174上的螺纹176,即,刮擦板170连接到入口导管174上的螺纹176,使得刮擦板170能够通过螺纹176的旋转而沿入口导管174轴向地向上和向下驱动。当处于下部锁定位置时,刮擦板170可锁定到下壳体部件162上。
在该实施方式中,上壳体部件160通过螺旋弹簧178朝向关闭位置偏置(即,上壳体部件160朝向下壳体部件162偏置)。弹簧178轴向地位于上壳体部件160上方并且围绕入口导管。
在该实施方式中,上壳体部件160和下壳体部件162可围绕入口导管自由地旋转。
图21示出了过滤单元500的另外的实施方式,其中粒子分配开口510位于下端壁中。过滤单元500包括位于下端壁16与入口23之间的引导板520,引导板520被构造为将液体从入口径向引导到收集壁。引导板连接到下端壁16,使得当腔室旋转时,引导板在与腔室相同的方向上并以与腔室相同的速度旋转。过滤单元500包括锥形的上端壁14和下端壁16。过滤单元500包括在上端壁14中围绕入口导管的环形的出口孔眼524,以及在上端壁14中的在入口导管的两侧的一系列出口开口525。一系列开口525同心地布置在腔室的上端壁14中。
过滤单元500还包括如上所述的一系列肋条110和上凸缘50a。肋条110形成引导板520的一部分(例如,与引导板一致或附接于引导板),使得在引导板(与腔室一起)旋转时,肋条在与引导板(并且因此与腔室)相同的方向上并以相同的旋转速度旋转。引导板520通过一对机械臂连接到下端壁。机械臂被构造为使引导板轴向向上移动,以在下端壁16与引导板520之间产生空间,从而打开粒子分配开口510。机械臂被构造为使引导板轴向向下移动,以关闭粒子分配开口510。
图22示出了过滤单元500的实施方式,该过滤单元500类似于在图21中示出的过滤单元,除了引导板在肋条上被安装到下端壁上并且在腔室内不可轴向移动。粒子分配开口510永久地通向腔室,即,引导板不封住下端壁16,但肋条限定通道,该通道提供通向粒子分配开口510的通路。粒子分配开口510(在下端壁中)的直径比环形的出口孔眼524(在上端壁中)的小。入口导管具有下凸缘50和上凸缘50a。两者均包括相应的通气孔550,通气孔550包括延伸穿过凸缘的孔眼或通道,该孔眼或通道允许平衡凸缘两侧的空气压力(并因此平衡水位)。
在先前的实施方式中示出的上凸缘50a和下凸缘50中的任一个可具有这样的通气孔。
图23示出了图22的过滤单元500,其还包括与粒子分配开口510流体连通的辅助(下)腔室560。辅助腔室560与(主要)腔室12一体地形成。
辅助腔室560具有带有与粒子分配开口流体连通的开口的上轴向端壁14a。辅助腔室560的上轴向端壁14a可具有辅助出口,例如在辅助腔室560的上轴向端壁14a上布置成环的一系列出口孔眼525a。(一个或多个)辅助出口孔眼525a在(主要)腔室12的上轴向端壁14中的(一个或多个)出口524、525的径向外侧。辅助腔室560可具有带有第二(下)粒子分配开口510a的下轴向端壁16a。它可具有在第二腔室560的上轴向端壁14a与下轴向端壁16a之间延伸的外周收集壁18a。
可以在第二(下)腔室560中设置具有接收凹部562的收集杯561,该接收凹部562具有面对主要腔室12的粒子分配开口510的收集开口563。收集杯561安装在其上安装(主要)腔室12中的引导板520的轴向安装件/转子564上。收集杯561具有锥形壁565,使得收集开口563比收集杯561的基座宽。在使用中,过滤单元10、400、500被构造为以使用构造操作。载有颗粒的液体经由入口23引入到腔室12中,并且操作过滤单元10、400、500以使腔室12围绕旋转轴线30旋转,以便向液体赋予旋转运动。特别地,操作马达34以使腔室12以第一速度旋转。使腔室以第一速度旋转导致腔室中的液体产生涡流。因此,腔室12中的液体从入口23径向移动到收集壁18,然后沿着收集壁18轴向移动,之后经由(一个或多个)出口24、524、525从腔室12中排出。
在入口低于出口(例如,入口接近下端壁或入口在顶端壁并且出口是涡流探测器)的实施方式中,液体涡流允许水朝向出口轴向向上行进。
使腔室以第一速度旋转导致在旋转的液体中产生的离心力比作用在液体上的重力大几个数量级。在上述实施方式中,腔室12以4000rpm的第一速度旋转,从而在外周处的液体中产生高达15000ms-2的离心力。液体中的离心力迫使液体内的颗粒物质远离旋转轴线并靠着收集壁18,从而形成靠着收集壁18的颗粒物质层。
在一些实施方式中,入口导管20和下凸缘50在与腔室12相同的方向上并以相同的旋转速度旋转。
在包括下凸缘50和/或实体芯部54的实施方式中,腔室中的液体朝向收集壁径向向外转向。转向的液体轴向地更靠近腔室的外边缘流动,在腔室的外边缘处它受到更高的离心力。
在包括肋条110的实施方式中,肋条110以与腔室12相同的旋转速度旋转。肋条使液体在腔室内以与腔室相同的旋转速度旋转。这可以使过滤单元能够以更高的流速运行,同时仍然实现高的过滤效率。
在可用的液体已经通过了过滤单元10后(或者在所有可用的液体已经被过滤后),不再将液体引入到腔室中并且从出口排出腔室中的任何剩余液体。
参照图21、图22和图23,腔室被构造为以第一速度旋转,并且载有颗粒的液体被引入到腔室12中。颗粒物质靠着收集壁收集,并且过滤后的液体从环形的出口开口524排出。在可用的液体已经通过了过滤单元500后,不再将液体引入到腔室中。腔室12中的任何剩余液体从出口525排出。在剩余液体已经从腔室中排出后,腔室可以停止旋转。在该实施方式中,腔室可以有利地从液体中收集颗粒物质,并且通过使腔室以第一速度旋转来从腔室中排出任何剩余的液体。在腔室停止旋转时,允许靠着收集壁收集的颗粒物质从粒子分配开口510掉落(在重力作用下)。
在图21中,引导板520可轴向向上移动以在下端壁与引导板之间产生额外的空间,打开粒子分配开口510并允许颗粒物质从下端壁中的粒子分配开口510掉落。引导板可轴向向下移动,以便关闭粒子分配开口。
在图22和图23中,引导板520不封住下端壁16,并且粒子分配开口510在操作(例如以第一速度旋转)期间保持打开。在过滤期间,过滤器内的液体向上朝向出口524、525移动,而不是从(较小直径的)粒子分配开口移出。这是离心力产生环形液体壁的结果,该环形液体壁的内径由环形的出口孔眼524的直径限定。只有当腔室停止旋转时,在收集壁18上收集的颗粒物质(在重力作用下)才通过粒子分配开口510掉出腔室。在腔室中的剩余液体在腔室以第一速度旋转时不从腔室中排出的情况下,过滤单元被构造为以脱水构造操作,以从腔室中排出残留液体。
在图23中,含有颗粒物质的糊状物或浓缩液体(在重力作用下)从(主要)腔室12的粒子分配开口510排出到辅助腔室560中,在辅助腔室560中含有颗粒物质的糊状物或浓缩液体被收集在收集杯561中。
在重新开始过滤单元500的旋转时,浓缩的液体/糊状物在离心力作用下从收集杯561的基座沿锥形壁565向上移动,并且从杯中被抛掷到辅助腔室560的外周壁18a上。浓缩物/糊状物内的任何液体从上轴向端壁14a中的(一个或多个)出口525a排出,使得浓缩物/糊状物被进一步浓缩。在旋转停止后,收集在辅助腔室560的外周壁18a上的颗粒物质在重力作用下通过下粒子分配开口510a从过滤单元500中排出。
参照图14,操作马达以使腔室12以第二旋转速度旋转,第二旋转速度比第一旋转速度快。第二速度比第一速度高20%。使腔室12以第二旋转速度旋转打开排放孔中的离心阀,从而允许腔室12中的任何剩余的残留液体从排放孔排出。在收集壁中包括排放孔的过滤单元的实施方式中,所有残留液体从腔室中排出。因此,使腔室12以第二旋转速度旋转还使收集在收集壁18上的颗粒物质层干燥。使颗粒物质干燥有利地便于从腔室12中去除颗粒物质。在上端壁中包括排放孔的过滤单元的实施方式中,液体从使用液位排放到脱水液位。排放孔与收集壁之间的轴向间距的区域内的液体不被排出,留下含有颗粒物质的糊状物/浓缩液体。将颗粒物质排水成糊状物在某些情况下可能是有利的。将糊状物/浓缩的液体干燥成固体(例如通过蒸发)可使得更容易处理颗粒物质并且因此便于从腔室中去除颗粒物质。
参照图20,在收集了液体中的颗粒物质后,如上所述使过滤单元脱水并且干燥靠着收集壁收集的颗粒物质层。
然后,进一步使过滤单元400旋转,并且使螺旋挡板90相对于腔室旋转。通过使腔室以给定速度(例如,500至3000rpm)旋转并且使螺旋挡板以比腔室12快或慢30-60rpm旋转,来使螺旋挡板90相对于腔室12旋转,使得最终侧向壁开口将与粒子分配开口300对准。在侧向壁开口与粒子分配开口300对准(即,粒子分配开口300打开)后,腔室继续旋转,从而从腔体12中径向向外排出颗粒物质。螺旋挡板90相对于腔室的继续旋转最终使侧向壁开口与粒子分配开口300错位,使得粒子分配开口300关闭。使螺旋挡板90相对于腔室12旋转有利地实现了两个目的:(i)收集在收集壁上的颗粒物质被朝向粒子分配开口300向下推动;以及(ii)粒子分配开口300通过侧向壁开口与粒子分配开口300对准而周期性地打开,使得颗粒物质可以从腔室中排出。因此,一旦足够的颗粒物质从收集壁18被推到了粒子分配开口300,就打开粒子分配开口300。
参照图18和图19,在上壳体半部192和下壳体半部194处于关闭位置的情况下,操作马达34以使入口导管174在第一方向上旋转。入口导管174在第一方向上的旋转使下壳体半部194在第一方向上旋转。上壳体半部192与下壳体半部194之间的惯性(或密封摩擦)导致上壳体半部194以与下壳体半部194相同的旋转速度旋转。腔室12在第一方向上以第一速度旋转(如上所述),使得液体中的颗粒物质靠着收集壁被收集。
在液体中的颗粒物质被收集后,如上所述使过滤单元脱水并且干燥或浓缩靠着收集壁收集的颗粒物质层。
然后操作马达34以使入口导管174在第二方向上旋转。入口导管174在第二方向上的旋转使螺纹176在第二方向上旋转,这将下壳体半部194沿入口导管174轴向地向下驱动。这使下壳体半部194从关闭位置移动到打开位置。由于轴向插槽191被保持在入口导管174的壁的凹槽195中,上壳体半部192沿着入口导管174保持轴向位置。
在下壳体半部194处于打开位置后,腔室的进一步旋转将颗粒物质从上壳体部件192与下壳体部件194之间的环形的粒子分配开口200径向向外排出。在颗粒物质已经从腔室中排出后,操作马达34以使入口导管174在第一方向上旋转,从而使螺纹176在第一方向上旋转。螺纹在第一方向上的旋转将下壳体半部194沿入口导管174轴向地向上驱动。这使下壳体半部194从打开位置移动到关闭位置,从而关闭环形的粒子分配开口200。然后,腔室可以继续在第一方向上旋转,并且在较多的液体被引入后,可以靠着收集壁收集颗粒物质。
参照图16和图17,当刮擦板170处于下部锁定位置并且上部壳体部件160和下部壳体部件162处于关闭位置时,操作马达34以使入口导管174在第一方向上旋转。当板处于下部锁定位置时,板被锁定(或触底)到下壳体部件162上,使得入口导管174在第一方向上的旋转使下壳体部件162在第一方向上旋转。上壳体部件160与下壳体部件162之间的摩擦使上壳体部件160以与下壳体部件162相同的旋转速度旋转。腔室以第一速度旋转(如上所述),使得液体中的颗粒物质靠着收集壁被收集。
在液体中的颗粒物质被收集后,如上所述使过滤单元脱水并且干燥或浓缩靠着收集壁收集的颗粒物质层。
然后操作马达34以使入口导管174在第二方向上旋转。入口导管174在第二方向上的旋转使螺纹176在第二方向上旋转,这(与腔室的惯性和其内部的碎屑组合)将刮擦板170从下部锁定位置解锁并且将刮擦板170沿入口导管174轴向地向上驱动。
入口导管174在第二方向上的继续旋转将刮擦板170从下部锁定位置驱动到上部接合位置。在刮擦板170沿着入口导管174轴向地移动时,刮擦板刮擦并收集收集壁上的颗粒物质。
在刮擦板170到达上部接合位置后,入口导管174在第二方向上的继续旋转使刮擦板170推压上壳体部件160并且将上壳体部件160从关闭位置移动到打开位置。刮擦板170对上壳体部件160施加足够的向上的力,以克服弹簧178的偏置,从而将上壳体部件推向关闭位置。在上壳体部件160处于打开位置后,腔室的进一步旋转将颗粒物质从环形的粒子分配开口182径向向外排出。在颗粒物质已经从腔室中排出后,操作马达34以使入口导管174并因此使螺纹176在第一方向上旋转。螺纹在第一方向上的旋转将刮擦板170沿入口导管174轴向地向下驱动,从而将上壳体部件160从打开位置移动到关闭位置并关闭环形的粒子分配开口182。将上壳体部件朝向关闭位置偏置的弹簧178确保,在刮擦板170沿入口导管向下移动时,上壳体部件从打开位置移动到关闭位置。在刮擦板被向下驱动回到下部锁定位置时,刮擦板与下壳体部件锁定在一起。刮擦板在第一方向上的继续旋转在第一方向上驱动下壳体部件。上壳体部件160和下壳体部件之间的摩擦使上壳体部件160以与下壳体部件162相同的旋转速度旋转。因此,过滤单元可以继续靠着收集壁收集颗粒物质。
如图17所示,颗粒物质沿着比排出液体的平面180低的平面184从环形的粒子分配开口182径向向外排出。容纳腔室的外壳(未被示出)因此可将排出的颗粒物质和排出的过滤后的液体收集在单独的隔室或排放管中。
在前面的描述中或在所附的权利要求中或在附图中公开的以特定的形式或在用于执行所公开的功能的装置方面的特征,或用于适当地获得所公开的结果的方法或过程可以单独地或以这样的特征的任何组合被利用。
尽管本公开包括上述示例性实施方式,但是在给定本公开时,许多等同的修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。因此,上面阐述的示例性实施方式被认为是说明性的而非限制性的。在不脱离权利要求的范围的情况下,可以对所描述的实施方式进行各种改变。
为了避免任何疑问,本文提供的任何理论解释都是为了提高读者的理解而提供的。发明人不希望受这些理论解释中的任何理论解释的约束。
本文所使用的任何章节标题仅用于组织目的,而不应被解释为限制所描述的主题。
在整个说明书中,包括所附的权利要求,除非上下文另有要求,否则词语“包括”和“包含”及其变体将被理解为暗示包括所陈述的整数或步骤或整数或步骤的组,但不排除任何其他整数或步骤或整数或步骤的组。
必须注意的是,如在说明书和所附的权利要求书中所使用的那样,单数形式“一”和“该”包括复数引用,除非上下文另外明确规定。在本文中,范围可以表示为从“约”一个特定值,和/或到“约”另一个特定值。当表达这样的范围时,另一个实施方式包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地,当通过使用先行词“约”将值表示为近似值时,应当理解,特定值形成另一个实施方式。与数值有关的术语“约”是可选的,表示例如+/-10%。

Claims (27)

1.一种用于从载有颗粒的液体中分离颗粒物质的过滤单元,所述过滤单元包括:
由上轴向端壁和相对的下轴向端壁以及外周颗粒收集壁限定的腔室,所述上轴向端壁和所述下轴向端壁由所述外周颗粒收集壁间隔开,所述腔室能围绕旋转轴线旋转以便向所述液体赋予旋转运动;
用于将载有颗粒的液体输送到所述腔室中的入口;
用于从所述腔室中排出过滤后的液体的出口,所述出口在所述上轴向端壁中或所述下轴向端壁中;
从所述入口到所述出口的流动路径;
其中所述流动路径包括从所述入口到所述外周颗粒收集壁的径向组成部分和沿着所述外周颗粒收集壁的轴向组成部分。
2.根据权利要求1所述的过滤单元,其中所述过滤单元包括入口导管,所述入口导管在所述腔室内从一个轴向端壁朝向相对的轴向端壁延伸,所述入口导管包括形成所述入口的开口。
3.根据权利要求2所述的过滤单元,其中所述入口导管包括靠近形成所述入口的所述开口的入口凸缘。
4.根据权利要求3所述的过滤单元,其中所述入口凸缘包括在相对的轴向面部之间延伸的通气孔。
5.根据权利要求2、3或4所述的过滤单元,其中所述出口包括围绕所述入口导管的环形开口。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的过滤单元,其还包括至少一个轴向延伸的肋条,所述轴向延伸的肋条从所述外周壁径向地延伸。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的过滤单元,其还包括至少一个径向和周向延伸的挡板。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的过滤单元,其包括螺旋挡板。
9.一种用于从载有颗粒的液体中分离颗粒物质的过滤单元,所述过滤单元包括:
由上轴向端壁和相对的下轴向端壁以及外周颗粒收集壁限定的腔室,所述上轴向端壁和所述下轴向端壁由所述外周颗粒收集壁间隔开,所述腔室能围绕旋转轴线旋转以便向所述液体赋予旋转运动;
用于将载有颗粒的液体输送到所述腔室中的入口;
用于从所述腔室中排出过滤后的液体的出口;
其中所述腔室包括用于将颗粒物质从所述腔室内分配出的粒子分配开口。
10.根据权利要求9所述的过滤单元,其中所述粒子分配开口能选择性地打开。
11.根据权利要求9或10所述的过滤单元,其中所述腔室能在第一方向上旋转以打开所述粒子分配开口。
12.根据权利要求11所述的过滤单元,其中所述腔室包括围绕入口导管螺旋地延伸的至少一个螺旋挡板,并且其中所述腔室的其中一个螺旋挡板包括侧向壁,所述侧向壁包括能选择性地与所述粒子分配开口对准的开口。
13.根据权利要求9、10或11所述的过滤单元,其中所述腔室由上壳体部件和下壳体部件形成,其中所述上壳体部件和所述下壳体部件能在关闭位置和打开位置之间移动,在所述关闭位置,所述上壳体部件和所述下壳体部件在外周接头处接合,而在所述打开位置,所述上壳体部件和所述下壳体部件在所述外周接头处分离。
14.根据权利要求13所述的过滤单元,其中所述粒子分配开口是在所述上壳体部件和所述下壳体部件之间的所述外周接头处的环形开口。
15.根据权利要求13或14所述的过滤单元,其中所述过滤单元还包括用于从所述收集壁刮除所收集的颗粒物质的可轴向移动的刮擦板。
16.根据权利要求9和10中任一项所述的过滤单元,其中所述过滤单元包括在所述下轴向端壁与所述入口之间的引导板。
17.根据权利要求16所述的过滤单元,其中所述引导板能轴向移动,以不阻挡设置在所述下轴向端壁中的所述粒子分配开口。
18.根据权利要求16或17所述的过滤单元,其中所述粒子分配开口的直径比所述出口大。
19.根据权利要求9、10、16至18中任一项所述的过滤单元,其中所述粒子分配开口在所述下轴向端壁中,并且所述出口在所述上轴向端壁中。
20.根据权利要求19所述的过滤单元,其还包括与所述粒子分配开口流体连通的辅助腔室。
21.根据权利要求20所述的过滤单元,其中所述辅助腔室具有上轴向端壁和下轴向端壁,该上轴向端壁具有与所述粒子分配开口流体连通的开口以及辅助出口,该下轴向端壁具有第二粒子分配开口。
22.根据权利要求20或21所述的过滤单元,其中所述辅助腔室包括收集杯,所述收集杯具有接收凹部,所述接收凹部具有面对所述粒子分配开口的收集开口。
23.根据权利要求16至22中任一项所述的过滤单元,其中所述入口包括入口导管,所述入口导管具有靠近所述下轴向端壁的入口开口。
24.根据权利要求23所述的过滤单元,其中所述入口导管包括上凸缘和或下凸缘。
25.根据权利要求24所述的过滤单元,其中所述凸缘或每个凸缘包括相应的通气口。
26.一种在洗涤装置中从载有颗粒的液体中过滤颗粒物质的方法,所述洗涤装置包括根据权利要求1至25所述的过滤单元,所述方法包括:
经由入口将载有颗粒的液体引入腔室中;
使所述腔室以第一速度围绕旋转轴线旋转,所述第一速度被配置为使所述液体从所述入口径向移动到外周颗粒收集壁并且轴向地沿着所述外周颗粒收集壁移动。
27.一种用于洗涤纺织品的洗涤装置,所述装置包括:
外壳,滚筒可旋转地安装在所述外壳中,所述滚筒包括侧壁,所述侧壁包括一个或多个孔眼,所述孔眼被构造为从所述滚筒中排出液体;
收集器,其位于所述滚筒的下游并且被构造为收集从所述滚筒中排出的液体;
根据权利要求1至25所述的过滤单元;
位于所述收集器与所述过滤单元的入口之间的流动路径。
CN202180023157.4A 2020-03-23 2021-03-23 用于处理装置的过滤器 Pending CN115698416A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2004161.2 2020-03-23
GB2004161.2A GB2593465A (en) 2020-03-23 2020-03-23 Filter for a treatment apparatus
PCT/EP2021/057453 WO2021191215A1 (en) 2020-03-23 2021-03-23 Filter for a treatment apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115698416A true CN115698416A (zh) 2023-02-03

Family

ID=70546544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180023157.4A Pending CN115698416A (zh) 2020-03-23 2021-03-23 用于处理装置的过滤器

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230347267A1 (zh)
EP (1) EP4127302A1 (zh)
JP (1) JP2023518961A (zh)
KR (1) KR20230005171A (zh)
CN (1) CN115698416A (zh)
CA (1) CA3175902A1 (zh)
GB (1) GB2593465A (zh)
WO (1) WO2021191215A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114311802B (zh) * 2021-11-15 2023-11-21 青岛市市立医院 一种医用药液过滤设备
CN117123002B (zh) * 2023-10-26 2024-01-05 山西康益晟科技有限公司 一种有害物质提取装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1386575B1 (en) * 2002-07-31 2005-10-05 CANDY S.p.A. Dishwashing machine with macerator filter caused to rotate by the wash liquid flow
JP2007130380A (ja) * 2005-11-14 2007-05-31 Tosen Machinery Corp 洗濯液中のリント除去装置、及び同方法
WO2006126478A1 (ja) * 2005-05-23 2006-11-30 Tokyo Sensen Kikai Seisakusho Co., Ltd. リント除去装置、および同方法
KR20160134851A (ko) * 2014-03-27 2016-11-23 하이어 그룹 코포레이션 자동청결기능을 구비한 순환 절수 여과장치 및 그 세탁기
EP3128065B1 (en) * 2014-03-27 2019-03-20 Haier Group Corporation Washing machine flocculation apparatus with self-cleaning function, and washing machine
CN113235260B (zh) * 2016-11-11 2023-08-25 松下知识产权经营株式会社 洗衣机
JP6917539B2 (ja) * 2016-11-11 2021-08-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 洗濯機
WO2019049697A1 (ja) * 2017-09-06 2019-03-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 洗濯機
EP3727639B1 (en) * 2017-12-19 2023-06-14 Xeros Limited Filter for a treatment apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20230347267A1 (en) 2023-11-02
KR20230005171A (ko) 2023-01-09
GB202004161D0 (en) 2020-05-06
WO2021191215A1 (en) 2021-09-30
JP2023518961A (ja) 2023-05-09
EP4127302A1 (en) 2023-02-08
CA3175902A1 (en) 2021-09-30
GB2593465A (en) 2021-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8733375B2 (en) Water conducting household appliance
CN115698416A (zh) 用于处理装置的过滤器
JP6307613B2 (ja) 三相分離機を用いたモーター油の連続浄化
GB2582042A (en) Microplastic Separator
EP4084885B1 (en) A microparticle filter, a textile treatment apparatus and method of filtering microparticles
KR101925858B1 (ko) 폐수처리장치
US20240110325A1 (en) A filter unit, a textile treatment apparatus, use thereof and a method of filtering microparticles
KR20130107907A (ko) 회전 날개로 구동되는 세척 브러쉬를 가지는 필터 엘리먼트 및 그를 포함하는 여과장치
CN114616041A (zh) 新型过滤器、过滤单元、处理设备、方法和用途
AU2021391757A9 (en) A filter unit, a textile treatment apparatus, use thereof and a method of filtering microparticles
JP4142633B2 (ja) 繊維懸濁液清浄化用の改良されたストレーナ
US20240209560A1 (en) A filter unit for filtering microparticles and a filter cage for use in a filter unit
US20230398474A1 (en) Filter unit, textile treatment apparatus and method
KR100380225B1 (ko) 싸이클론식 연속여과기의 자동 역세 장치
KR101155063B1 (ko) 원심 분리형 필터링 장치
WO2022104167A1 (en) Washing machine filtration
WO2023046601A1 (en) Filter unit with dispense conduit
WO2023233131A1 (en) A microparticle filter, a textile treatment apparatus, use thereof and a method of filtering microparticles
GB2619323A (en) A microparticle filter, a textile treatment apparatus, use thereof and a method of filtering microparticles
KR20050034682A (ko) 공업용 세탁기의 세탁수 순환장치
JPH0582242B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination