ES2924837T3 - Método y dispositivo para eliminar partículas de aguas residuales - Google Patents

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Abstract

El filtro y el método para filtrar resuelven el problema del filtrado de microfibras. El filtro está diseñado específicamente para la eliminación eficiente de microfibras de fluidos, incluidas las aguas residuales, como las que emiten las lavadoras y secadoras de ropa en su modo normal de funcionamiento. El filtro y el método de filtrado aquí descrito se caracterizan por la posibilidad de insertar el dispositivo de filtrado directamente en las lavadoras existentes sin necesidad de modificaciones. El filtro tiene una forma que permite su inserción directa en un vacío existente en la lavadora que está conectada o es parte integral de la bomba de desagüe. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método y dispositivo para eliminar partículas de aguas residuales
Campo de la tecnología
Filtración de agua; filtración de aguas residuales; eliminación de fibras; eliminación de microfibras
Problema técnico
El problema técnico resuelto por la invención presentada es la eliminación eficiente de fibras y la obstrucción de poros de filtración en filtros para la filtración de aguas residuales, o cualquier otro fluido, que incluye partículas, especialmente partículas finas, preferentemente microfibras. Debido a las grandes cantidades de microfibras en las aguas residuales, especialmente en las aguas residuales de las lavadoras, los filtros se obstruyen rápidamente y deben purificarse o reemplazarse, lo que es un consumo de tiempo y dinero y a menudo una interrupción del proceso. Durante la limpieza en húmedo del sistema de filtración, una gran cantidad de las fibras vuelve a entrar en las aguas residuales.
La filtración de agua es un concepto muy amplio. El proceso y la estructura han cambiado una gran cantidad durante los últimos 50 años. Para comprender la capacidad en unos y la falta de capacidad en otros sistemas de filtración primero debemos comprender la diferencia entre los diferentes procesos y filtraciones.
Los métodos y dispositivos conocidos para la filtración de fluidos que incluyen las aguas residuales no se destinan específicamente para detener las fibras. Detienen las fibras que son más grandes que los poros en el presente medio de filtración. Las fibras se caracterizan por altas relaciones de aspecto - la relación entre el grosor de la fibra y la longitud de la fibra, que son diferentes a las de otras partículas que se filtran. La alta relación de aspectos de las fibras hace eficiente el filtrado de fibras mediante métodos conocidos sujetos a bajas tasas de retención o la rápida obstrucción del medio de filtración. Es por eso que tales filtros deben tener un exceso de capacidad, limpiarse o reemplazarse a menudo debido a la falta de una funcionalidad de autolimpieza. La baja eficiencia de retención de fibras o las fibras perdidas y reintroducidas en el agua a través de la limpieza manual pueden reducir la eficiencia general de la filtración. Las fibras retenidas deben desecharse adecuadamente.
Instalar el filtro en las lavadoras contribuye a resolver el problema de la contaminación del medio ambiente con microfibras. Las lavadoras expulsan fibras y microfibras que se desprenden de las ropas y textiles durante el lavado y secado. Las microfibras expulsadas entran en el sistema de alcantarillado y en las plantas de tratamiento de aguas residuales intermedias, si existen. La filtración inefectiva provoca que más del 40 % de las microfibras pasen a través de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales y al medio ambiente. Las fibras hechas de materiales poliméricos artificiales adsorben metales pesados y otros contaminantes que incluyen contaminantes orgánicos persistentes. Las criaturas que viven en el mar, los lagos y los ríos confunden las fibras infundidas por contaminantes con alimentos y las fibras se abren paso en la cadena alimentaria, lo que representa una amenaza en aumento para toda la vida. Las fibras pueden influir en los organismos ya sea físicamente o a través de los efectos de los componentes y productos químicos adsorbidos que representan una amenaza ambiental significativa para las generaciones futuras. En promedio 100000 personas provocan aproximadamente hasta 20 toneladas de microfibras que se arrastran a las alcantarillas cada día.
Estado de la técnica
El documento WO03041847 describe un módulo de filtro proporcionado con una carcasa que tiene una entrada para un líquido a filtrar y una salida para el líquido filtrado, con un primer elemento de filtro alojado en la carcasa, en la forma de una masa porosa proporcionada con una abertura pasante central, a la que se conecta la entrada, y con un segundo elemento de filtro alojado en la carcasa en la forma de varias longitudes de la membrana de filtración en forma de tubo, que juntos definen una forma cilíndrica, cuya forma cilíndrica, en al menos una extremidad, entre las membranas de filtros abiertas, se rellena con un material de sellado, a cuya extremidad se conecta la salida. La entrada se conecta a la abertura pasante central del primer elemento de filtro, que se rodea por el segundo elemento de filtro, que tiene la forma de una carcasa tubular obtenida mediante el enrollamiento de la membrana de filtración en forma de tubo.
El documento WO2003041847 se considera el estado de la técnica más cercano y describe un "módulo de filtro proporcionado con una carcasa que tiene una entrada para un líquido a filtrar y una salida para el líquido filtrado, con un primer elemento de filtro alojado en la carcasa, en la forma de una masa porosa proporcionada con una abertura pasante central, a la que se conecta la entrada, y con un segundo elemento de filtro alojado en la carcasa en la forma de varias longitudes de la membrana de filtración en forma de tubo, que juntos definen una forma cilíndrica, cuya forma cilíndrica, en al menos una extremidad, entre las membranas de filtros abiertas, se rellena con un material de sellado, a cuya extremidad se conecta la salida.
Existen en el mercado diferentes sistemas de filtración para eliminar las impurezas de las aguas residuales de las lavadoras. Una de las soluciones conocidas al problema técnico anterior se muestra en el documento de patente núm.
US 4906367 A. Se trata de una patente para un dispositivo para filtrar las impurezas de las tuberías de aguas residuales de las lavadoras. El filtro tiene una malla textil flexible que se abre por un lado y se cierra por el otro. Se fija un anillo de polímero a la malla para que se conecte a la tubería de desagüe de la lavadora. Esto permite que el filtro atrape las impurezas que salen de la lavadora con el agua residual. La solución es aplicable sólo a las lavadoras con tuberías de desagüe que salen directamente a la bañera. Cuando el filtro se obstruye por impurezas se retira y limpia físicamente. Se destina principalmente para proteger las tuberías de aguas residuales en el edificio. Tal diseño no permite la eliminación de microfibras. El problema es que el diseño funciona bajo el principio de un tamiz y usa poros más grandes para aumentar la permeabilidad, pero tales poros no pueden contener las microfibras. El uso de una red con poros más pequeños provocaría que el filtro se obstruya en muy poco tiempo.
El documento US 4217667 A constituye un separador y un filtro de residuos del desagüe. Un separador y filtro de residuos de escape es un dispositivo que evita las aberturas de escape de una lavadora con residuos y partículas sólidas. El dispositivo de filtración es un filtro de malla troncocónico que se divide en dos partes. La sección superior del filtro sirve como una abertura de desbordamiento mientras que la mitad inferior se usa para unir el dispositivo a un desagüe. El filtro se coloca sobre el desagüe de una bañera donde evita físicamente el flujo de partículas sólidas de la lavadora y evita potencialmente la obstrucción de la tubería de aguas residuales. La solución es aplicable sólo a las lavadoras con tuberías de desagüe que salen directamente a la bañera. El filtro tiene una malla gruesa que no retiene micro partículas o fibras finas que se crean por el lavado de ropa sintética.
El documento WO2013079348 describe un dispositivo y método para eliminar partículas de aguas residuales, el dispositivo que comprende una carcasa del filtro y un elemento de filtro. Dicha carcasa/recipiente comprende una entrada y una salida permeables al agua. El elemento de filtro puede moverse dentro de la carcasa como un resultado del flujo, y esto da como resultado además la limpieza del filtro. El recipiente es cilíndrico y se coloca una bomba para proporcionar presión.
Una solución conocida bajo la patente núm. El documento US 7073520 se refiere a un filtro que se instala en una lavadora y usa su estructura laberíntica para atrapar los principales objetos extraños y partículas que podrían dañar potencialmente el motor de la bomba de la lavadora. El filtro se instala antes de la bomba de desagüe. El filtro debe limpiarse después de que se acumula en el interior una cierta cantidad de residuos. Este tipo de filtro no elimina las microfibras y se destina principalmente para la protección de la bomba de desagüe al capturar piezas tales como botones y monedas.
Puede lograrse una alta pureza del agua a través de la ultrafiltración. Aunque la ultrafiltración logra una excelente calidad del agua, el método tiene ciertas deficiencias debido al método de funcionamiento. La ultrafiltración es un proceso que funciona en base a la baja presión. La baja presión permite que los patógenos y las suspensiones sólidas se eliminen del agua. En la purificación de agua potable la ultrafiltración permite una alta calidad del agua que sale. Existen muchos tipos de membranas de ultrafiltración que se hacen de diferentes materiales.
Un problema común de estas membranas es que actúan como un tamiz molecular y por lo tanto se obstruyen rápidamente. Asegurar el funcionamiento efectivo de tales sistemas requiere el uso de agentes químicos.
Conocemos las siguientes membranas de ultrafiltración: acetato de celulosa (CA), polisulfona (PS), fluoruro de polivinilideno (PVDF), polietersulfona (PES), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo (PVC), poliacrilonitrilo (PAN) y poliamida (PA).
Todas estas membranas tienen poros por los que el agua puede penetrar higroscópicamente. La permeabilidad se mide en MWCO - Límite de peso molecular. Todas estas membranas tienen un problema común - la obstrucción que conduce a tasas de flujo reducidas. Las membranas se obstruyen debido a la presencia de partículas inorgánicas y orgánicas en el agua que se acumulan en la superficie y los poros de la membrana y reducen gradualmente su permeabilidad.
La obstrucción gradual reduce el flujo hasta que la membrana ya no es permeable. Para reducir la obstrucción, la membrana debe limpiarse químicamente. La limpieza química de las membranas de ultrafiltración poliméricas que contribuye a la mínima pérdida del flujo de agua a pesar de la obstrucción irreversible. Elegir un método para limpiar membranas poliméricas depende del material de la membrana, su resiliencia química y física y su propensión a la obstrucción. La fuerza impulsora del método es el diferencial de presión provocado por la densidad del flujo volumétrico de permeado a través de la membrana. La ultrafiltración separa las sustancias debido a las diferencias en el tamaño de las partículas. La retención de partículas con un peso molecular entre 1000 y 20000 g/mol conduce rápidamente a la obstrucción irreversible de la membrana y la destrucción posterior del filtro.
Descripción de la nueva solución
El filtro y el método para el filtrado resuelven el problema mencionado anteriormente de filtrado de microfibras. El filtro se diseña específicamente para la eliminación eficiente de microfibras de fluidos que incluyen las aguas residuales tales como las que se emiten por las lavadoras y secadoras de ropa en su modo normal de funcionamiento. El filtro y el método de filtración descrito por la presente se caracteriza por la posibilidad de insertar el dispositivo de filtración directamente en las lavadoras existentes sin la necesidad de modificaciones. El filtro tiene una forma que permite su inserción directa en un vacío existente en la lavadora que se conecta o es una parte integral de la bomba de desagüe. El filtro alcanza una alta eficiencia debido al uso de medios de filtración específicos que pueden consistir de una combinación de dos o más medios de filtración, que incluye una membrana del filtro incorporada, al menos parcialmente, en la pared del cartucho de filtro, y un filtro interno móvil que puede ser un medio de filtración móvil que se inserta en el cartucho de filtro. Partes del medio de filtración permanecen libremente móviles dentro del cartucho de filtro por lo tanto se proporciona un grado de función de autolimpieza que extiende el tiempo útil del filtro. El filtro puede tener una permeabilidad homogénea.
El filtro en esta descripción se refiere a un sistema de filtración usado para el filtrado de acuerdo con esta invención.
Más específicamente, el problema técnico anterior se resuelve mediante un filtro (1) para la limpieza de fluidos, preferentemente agua, preferentemente en lavadoras y secadores para textiles y ropas, de microfibras, dicho filtro (1) que comprende:
el cartucho de filtro (5) que comprende:
al menos una pared parcialmente abierta para proporcionar la comunicación de fluidos entre el interior de dicho cartucho de filtro (5) y el exterior de dicho cartucho de filtro (5),
la membrana del filtro (3), preferentemente membrana del filtro extraíble (3), que forma parte, preferentemente extraíble, de dicha al menos una pared parcialmente abierta de dicho cartucho de filtro (5),
al menos un filtro interior móvil (4), dicho al menos un filtro interior móvil (4) se comprende dentro de dicho cartucho de filtro (5), dicho filtro interior móvil (4) puede moverse dentro de dicho cartucho de filtro (5), dicho filtro interior móvil (4) puede moverse contra dicha membrana del filtro (3) lo que da como resultado de esta manera la autolimpieza parcial de la membrana del filtro (3) por el filtro interior móvil (4);
la carcasa del cartucho de filtro (2) que comprende al menos una abertura para la inserción y/o retiro de dicho cartucho de fluido (5), y al menos una abertura para la salida de fluido (7); la entrada de fluido, preferentemente entrada de fluido extraíble (8), dicha entrada de fluido en comunicación de fluidos con la parte interior de dicho cartucho de filtro (5) , dicha entrada de fluido que forma parte, preferentemente de manera extraíble, de dicha carcasa del cartucho de filtro (2);
la cubierta, preferentemente cubierta extraíble (6).
Además, el problema técnico anterior se resuelve mediante un filtro en donde dicho filtro interior móvil (4) puede moverse dentro de dicho cartucho de filtro (5), dichos movimientos de dicho filtro interior móvil (4) dentro de dicho cartucho de filtro (5) se eligen del grupo que contiene movimiento libre, movimiento restringido, movimiento lineal, movimiento de rotación, o sus combinaciones
Además, el problema técnico anterior se resuelve mediante un filtro en donde dicho fluido se elige del grupo que contiene agua, aceite industrial, aceite de motor, aceite de cocina, aire, gas medicinal preferentemente oxígeno, nitrógeno, óxido nitroso.
Además, el problema técnico anterior se resuelve mediante un filtro en donde dicho al menos un filtro interior se carga eléctricamente, ya sea de manera continua, o en un momento determinado.
Además, el problema técnico anterior se resuelve mediante un filtro en donde dicho filtro interior (4) se comprende de al menos un material de filtro elegido del grupo que consiste de los siguientes: poliamida, polipropileno, poliéster, poliaramida, poliacrilonitrilo, PTFE, algodón, fibra de cuarzo, papel, microfibra de vidrio, fibra de lana mineral, fibra de lana de vidrio, o sus combinaciones.
Además, el problema técnico anterior se resuelve mediante un filtro en donde dicho al menos un filtro interior se comprende de un material de filtro que tiene la forma elegida del grupo que consiste de bandas, listones, cintas, flóculos, hilos, láminas, láminas arrugadas, discos, circulares o de cualquier otra manera, piezas de láminas, o sus combinaciones.
Además, el problema técnico anterior se resuelve mediante un filtro en donde dicho al menos un filtro interior se comprende de un material de filtro que tiene la forma de borde de dicha forma del material de filtro elegida del grupo que consiste de forma de zigzag, forma ondulada, franjas, ranuras, espacios, muescas, o sus combinaciones
Además, el problema técnico anterior se soluciona mediante un método para el filtrado de fluidos que comprende partículas, específicamente partículas de microfibra, mediante el uso del filtro (1) de acuerdo con estas descripciones, dicho método se comprende de las siguientes etapas:
• hacer entrar el fluido en el cartucho de filtro (5) a través de una entrada de fluido en la carcasa del cartucho de filtro (2);
• pasar dicho fluido a través o más allá de al menos el filtro interior (4), de manera que se logre al menos el filtrado parcial de dicho fluido;
• después de pasar dicho fluido a través o más allá de al menos un filtro interior, pasar dicho fluido a través de la membrana del filtro (3) de manera que se logre al menos además el filtrado parcial de dicho fluido;
• extraer dicho fluido de dicha carcasa del cartucho de filtro (2) a través de la salida de fluido (7);
• en donde el al menos un filtro móvil (4) se mueve dentro del cartucho de filtro (5) y toca al menos parte de la superficie de dicha membrana del filtro (3) lo que da como resultado de esta manera la autolimpieza parcial de la membrana del filtro (3).
Además, el problema técnico anterior se resuelve mediante un método que comprende etapas adicionales de cepillar, esmerilar o raspar al menos parte de la superficie de dicho filtro interior móvil (4) contra al menos parte de la superficie de dicha membrana del filtro (3) para proporcionar al menos la autolimpieza parcial de dicho filtro interior (4) por medio del transporte o transferencia de al menos parte de las partículas arrastradas en o por dicha membrana del filtro (3).
Además, el problema técnico anterior se resuelve mediante un método que comprende al menos una etapa adicional del grupo que consiste de proporcionar el flujo de fluido inverso ocasionalmente mediante el uso de la parada o inversión de una bomba o un compresor, o un ventilador que forma parte del sistema de suministro de fluidos, proporcionar aumento de presión, disminución de presión o fluctuación de presión en dicho sistema de suministro de fluidos, o sus combinaciones
Además, el problema técnico anterior se resuelve mediante un método en donde dicho fluido se elige del grupo que contiene agua, aceite industrial, aceite de motor, aceite de cocina, aire, gas medicinal preferentemente oxígeno, nitrógeno, óxido nitroso.
Además, el problema técnico anterior se resuelve mediante el método de revisar el filtro de acuerdo con esta descripción, que comprende las siguientes etapas:
• abrir la cubierta extraíble (6) de dicha carcasa del cartucho de filtro (2), y ya sea
o reemplazar dicho cartucho de filtro (5), o
o abrir dicha tapa extraíble del cartucho de filtro (5), y reemplazar dicho filtro interior (4), y cerrar dicha tapa extraíble del cartucho de filtro (5);
• reemplazar dicha carcasa del cartucho de filtro (2) que contiene dicho cartucho de filtro (5).
El filtro de acuerdo con esta invención se comprende de una carcasa del filtro, un cartucho de filtro que comprende al menos una pared, dicha pared que comprende al menos parcialmente al menos una membrana del filtro. Dicho cartucho de filtro comprende además al menos un filtro interior tal como el filtro interior móvil que se inserta en el cartucho de filtro y se comprende de un relleno del filtro como, por ejemplo, fieltro, lana, u otra forma de material de filtración, y se separa de la membrana del filtro,
A los efectos de esta descripción la base del filtro representa una característica de construcción sobre la que se dispone dicho filtro. Un ejemplo de tal construcción se presenta en las Figuras, más abajo.
Ambos elementos de filtro, específicamente la membrana del filtro y el filtro interior sirven para filtrar el agua que contiene las impurezas tal como las partículas. Estas partículas pueden incluir partículas textiles, microfibras, y cualquier otra impureza encontrada en las aguas residuales de las lavadoras, u otras máquinas para lavar y secadoras.
En la modalidad preferida dicho filtro de acuerdo con esta invención se inserta en un receptáculo en dicha lavadora u otra máquina para lavar, dicho receptáculo que no forma parte de esta invención pero que es parte de la lavadora u otra máquina que necesita el filtrado de las aguas residuales que comprenden microfibras.
En esta descripción, el fluido que se limpia, es el agua. Sin embargo, este filtro y método no se limitan al agua. Cualquier fluido tal como por ejemplo aceite de motor para lubricar un motor o partes del motor, aire para secar en secadores de ropa, secadores de cemento, secadores de carne, aire usado con fines de calefacción, ventilación, y aire acondicionado, aceite para cocinar en instalaciones comerciales de procesamiento de alimentos, gas para suministro de medicamentos y muchos otros. De esta manera, el uso de la palabra agua más abajo no es limitativo, sirve a modo de ejemplo y a modo de modalidad preferida.
Además, dicho filtro interior móvil puede tratarse opcionalmente mediante recubrimientos de modificación de la superficie tales como recubrimientos hidrófobos o hidrófilos, recubrimientos bactericidas o bacteriostáticos y recubrimientos que pueden modificar la morfología de la superficie del medio de filtración.
Además, dicho filtro interior móvil puede cargarse eléctricamente opcionalmente.
El funcionamiento de esta invención puede verse mejor a través de la descripción de la modalidad preferida. En la modalidad preferida el cartucho de filtro es un cilindro hueco, preferentemente un cilindro de base circular que puede insertarse en la lavadora en lugar del cartucho de filtro OEM. El agua residual entra en dicho cartucho de filtro a través de la abertura axial y fluye primero a través del filtro interior móvil.
Este filtro interior en general filtra las partículas gruesas y permite que fluyan las partículas de tamaño mediano.
Sin embargo las partículas más finas que incluyen las microfibras pueden adherirse al filtro interior debido a las características del material de dicho filtro interior, o debido a su carga eléctrica.
Las partículas medianas que no se retuvieron por el filtro interior y eran demasiado grandes para atraerse a la superficie de dicha fibra o poros del filtro interior se detienen en dicha membrana del filtro, dicha membrana del filtro que forma opcionalmente al menos parte de dicha pared del cartucho.
La teoría general del filtro enseña cinco mecanismos de filtración (por ejemplo https://www.camfil.com/Filtertechnology/Principles-of-Filtration/Mechanisms/). Tamizado (colado): las partículas más gruesas se arrastran por el material de filtro al no ser capaces de pasar a través de la distancia entre las fibras o poros del material de filtro.
Los otros cuatro mecanismos de filtración se relacionan todos con la adsorción de partículas sobre la superficie del material de filtro.
Separación por inercia: las partículas gruesas se adsorben sobre la superficie del material de filtro debido a los efectos de la inercia - las partículas no son capaces de seguir los meandros del agua y siguen su propio recorrido por lo tanto entran en conexión con el material de filtro.
Intercepción: las partículas del medio son capaces, hasta cierto grado, de seguir el cambio de momento del agua que las transporta; sin embargo, a medida que el agua se acelera entre la fibra o los poros del material de filtro (aceleración convectiva) la presión cae localmente (como en la ecuación de Bernoulli), y las partículas se atraen hacia la superficie del material de filtro que las arrastra mediante la adsorción.
Difusión: las partículas más finas siguen el movimiento de difusión y se empujan por las fuerzas de difusión hacia la superficie del material de filtro que las arrastra mediante la adsorción.
Atracción electrostática: las partículas de todos los tamaños (excepto las más gruesas que se han tamizado) se atraen a la superficie del material de filtro en base a fuerzas débiles de atracción y repulsión en base a la estructura molecular inherente y las propiedades del medio de filtración y las partículas que se eliminan del fluido. Este efecto puede modificarse mediante el tratamiento adecuado del medio de filtración, ya sea físico mediante métodos tales como el tratamiento con plasma o químicamente mediante la modificación de la superficie.
A los efectos de esta descripción, cualquiera y todos los tipos de mecanismos de filtración pueden ocurrir, además de los ya descritos también por medio de la absorción, el potencial químico, las fuerzas de la superficie, o cualquier otro medio conocido en el estado de la técnica para retener partículas sobre o dentro de dicho filtro que incluye y no se limita a dicha membrana del filtro y/o filtro interior.
Para describir además la modalidad pero que no forman parte de las reivindicaciones la partícula más gruesa, la partícula gruesa, y las partículas de tamaño fino tienden a filtrarse por el filtro interior, y las partículas de tamaño mediano por la membrana del filtro. Esta no es por ningún medio una descripción o limitación exacta de esta invención pero sirve sólo como explicación de por qué esta combinación es una mejora con respecto al estado actual de la técnica. Puede suceder además que las partículas más gruesas se retendrán por dicha membrana del filtro, y las partículas de tamaño mediano se retendrán por dicho filtro interior, y lo mismo es cierto para todos los tamaños de partículas.
En esta modalidad dicho cartucho de filtro tiene medios de abertura tales como la cubierta que proporciona la abertura de dicho cartucho de filtro y permite el reemplazo de dicho filtro interior y/o membrana del filtro a través de la cubierta extraíble de dicho cartucho de filtro. Sin embargo, la invención puede practicarse además al proporcionar el reemplazo del cartucho de filtro que se ha sellado, y no puede abrirse sin cortarse (por ejemplo al pegar, soldar u otros métodos similares para unir la cubierta a dicho cartucho de filtro), esta posibilidad significa un intercambio rápido del cartucho de filtro. Por extensión, puede contemplarse el método de reemplazo de fábrica de dichos cartuchos de filtros mediante el que los cartuchos de filtros sellados y sin abrir se acumulan y devuelven a la parte interesada tal como la fábrica o el comerciante, dichos cartuchos de filtros abiertos (sin sellar) que le permiten a dicha parte interesada reciclar y/o reusar los cartuchos de filtros usados y la eliminación controlada de las microfibras, que forma una solución novedosa adicional con respecto al estado de la técnica existente.
Esta configuración, sin embargo, puede ser propensa a la saturación, especialmente la membrana del filtro. Por lo tanto sería ventajoso si la invención proporcionara la eliminación de partículas de la membrana del filtro sin tener que recurrir al retiro de dicho filtro de dicho receptáculo o la abertura y limpieza de dicho cartucho de filtro.
Es por esta razón que el método puede implicar la programación de la bomba u otro dispositivo de manipulación de presión para aumentar y/o disminuir la presión y/o cambiar la dirección del flujo ocasionalmente para soltar al menos algunas partículas de dicha membrana del filtro, por ejemplo al recurrir a las fluctuaciones de presión o flujo. En tal caso (durante el cambio de dirección del flujo y/o aumento y/o disminución de la presión) tales partículas pueden suspenderse en el fluido dentro de dicha carcasa del cartucho de filtro. A medida que dicho filtro interior móvil se mueve, preferentemente libremente, dentro de dicha carcasa del filtro, dicho filtro interior móvil entra en contacto con dichas partículas suspendidas anteriormente retenidas en dicha superficie de la membrana del filtro, y como un resultado, dichas partículas suspendidas se contienen por dicho filtro interior móvil.
Dicho flujo de agua ya sea durante el funcionamiento regular o durante dicho cambio de dirección del flujo y/o aumento y/o disminución de la presión provoca que dicho filtro interior móvil se mueva dentro de los límites de dicha carcasa del cartucho de filtro. Este movimiento puede ser libre (es decir disfrutando de todos, o algunos, de los grados de libertad tales como la traslación y/o rotación) o puede restringirse a uno o más grados de libertad. Por ejemplo, dicho filtro interior móvil puede estar en la forma de un cartucho, o cilindro, u otra forma que se mueve mediante la ayuda de medios de guía tales como rieles o ranuras bajo el efecto de dicho aumento y/o disminución del flujo y/o la presión.
Durante tales movimientos dicho filtro interior móvil puede entrar en contacto con dicha membrana del filtro. Al cepillar, o esmerilar, o un movimiento similar de dicho filtro interior móvil contra dicha membrana del filtro, por ejemplo, al cepillar, o esmerilar, o un movimiento similar de al menos parte de la superficie de dicho filtro interior móvil contra al menos parte de la superficie de dicha membrana del filtro, al menos parte de las partículas anteriormente retenidas en dicha membrana del filtro por medio de la adsorción, la atracción electrostática, la absorción, las fuerzas de la superficie, el potencial químico, o similares, se transporta desde dicha membrana del filtro bien sobre o dentro de dicho filtro interior móvil. A los efectos de esta invención esto se denomina efecto de autolimpieza de dicho filtro.
Como un resultado de tal autolimpieza, dicha membrana del filtro cuya capacidad para pasar el flujo de agua disminuyó debido a la concentración aumentada de dichas partículas en dicha superficie de la membrana del filtro, aumenta de nuevo su capacidad para pasar el flujo de agua (u otro fluido sujeto a limpieza y/o filtración), sin embargo, como un resultado, el filtro interior móvil se satura más.
Después de un cierto período de filtración activa, esta saturación aumentada del filtro interior conduce a una capacidad reducida del filtro para proporcionar filtración. En ese momento dicho filtro necesita mantenimiento. El mantenimiento de acuerdo con esta invención comprende una o ambas de las siguientes etapas:
• abrir la cubierta extraíble de dicha carcasa del cartucho de filtro, y ya sea
• reemplazar dicho cartucho de filtro, o
• abrir dicha tapa extraíble del cartucho de filtro, y reemplazar dicho filtro interior, y cerrar dicha tapa extraíble del cartucho de filtro;
• reemplazar dicha carcasa del cartucho de filtro que contiene dicho cartucho de filtro, o sus combinaciones.
Debe destacarse que en este caso se usa el término "tapa" para diferenciarlo de "cubierta" pero en efecto significan partes similares o iguales que realizan funciones similares o iguales. Obviamente, el cartucho de filtro puede presentar una cubierta extraíble (denominada "tapa"), o puede sellarse de manera que sólo puede revisarse en la fábrica.
Obviamente, la efectividad de esta invención dependerá de las propiedades del filtro interior,
De acuerdo con esta invención dicho filtro interior móvil se comprende de al menos un material de filtro elegido del grupo que consiste de los siguientes:
poliamida;
polipropileno;
poliéster;
poliaramida;
poliacrilonitrilo;
PTFE;
algodón;
fibra de cuarzo;
papel;
microfibra de vidrio;
fibra de lana mineral;
fibra de lana de vidrio;
o sus combinaciones.
Un filtro descrito en esta invención que se comprende de medios de filtración, definido por diferentes tamaños de poro y composición, puede componerse de diferentes materiales que poseen una estructura permeable con canales físicamente restringidos que permiten el flujo de líquidos a través del filtro. Tales materiales pueden incluir materiales sólidos permeables orgánicos e inorgánicos, materiales espumados de celda abierta, composiciones fibrosas tejidas y no tejidas y materiales similares. La composición puede incluir además materiales naturales permeables y fibrosos.
Se obtiene un efecto similar con el material homogéneo hecho de textiles no tejidos, tal como el fieltro. La falta de homogeneidad se logra mediante un largo recorrido de las partículas de residuos a través de un fieltro grueso, o/y con la combinación de dos o más fieltros con diferente índice de permeabilidad y/o eliminación.
La eficiencia de filtración se influencia por las propiedades de la superficie del medio de filtración que incluyen estructuras submicrométricas presentes en los materiales naturales que aumentan la tasa de retención de partículas y fibras textiles muy finas.
Este material puede tomar forma de varias formas diferentes. A los efectos de esta invención, la forma de dicho material se elige del grupo que consiste de:
bandas;
listones;
cintas;
flóculos;
hilos;
láminas;
láminas arrugadas;
discos, circulares o de cualquier otra manera;
piezas de láminas;
o sus combinaciones.
Se encontró además, a través del método de prueba y error, que la forma de borde de dichas formas juega un papel importante para determinar la efectividad del filtro interior, ya sea/y al aumentar la capacidad del filtro interior móvil para raspar (transportar) dichas partículas de dicha membrana del filtro sobre o dentro de dicho filtro interior móvil, o para retener dichas partículas suspendidas por dicho filtro interior, o para retener partículas que siguen el flujo que fluye a través o más allá de dicho filtro interior del filtro interior móvil. La forma de borde de dicha forma de dicho material se elige del grupo que consiste de:
forma de zigzag;
forma ondulada;
franjas;
ranuras;
espacios;
muescas;
o sus combinaciones.
La invención se describe además con la ayuda de las figuras, dichas figuras que se refieren a la modalidad preferida de manera no limitativa, que forman parte de esta descripción, y que presenta:
La Figura 1 muestra el filtro ensamblado (1).
La Figura 2 muestra la carcasa del cartucho de filtro (2), la membrana del filtro (3), el filtro interior móvil (4), el cartucho de filtro (5), la cubierta extraíble (6), la salida de fluido (7), y la entrada de fluido extraíble (8).
La Figura 3 muestra la membrana del filtro (3), el filtro interior móvil (4), el cartucho de filtro (5).
La Figura 4 muestra el filtro ensamblado (1) y el flujo de fluido a través del filtro ensamblado (1).
La Figura 5 muestra la carcasa del cartucho de filtro (2), la membrana del filtro (3), el filtro interior móvil (4), el cartucho de filtro (5), la cubierta extraíble (6), la salida de fluido (7), y la entrada de fluido extraíble (8).
La Figura 6, que no forma parte de las reivindicaciones, muestra la carcasa del cartucho (2), la membrana del filtro (3), el filtro (9), el cartucho de filtro (5), la cubierta extraíble (6), la salida de fluido (7), y la entrada de fluido extraíble. (8).
La Figura 7, que no forma parte de las reivindicaciones, muestra la carcasa del cartucho (2), la membrana del filtro (3), el filtro (9), el cartucho de filtro (5), la cubierta extraíble (6), la salida de fluido (7), y la entrada de fluido extraíble. (8).
La Figura 8, que no forma parte de las reivindicaciones, muestra la carcasa del cartucho (2), la membrana del filtro (3) , el filtro (9), el cartucho de filtro (5), la cubierta extraíble (6), la salida de fluido (7), y la entrada de fluido extraíble. (8).
La Figura 9, que no forma parte de las reivindicaciones, muestra el filtro en sección transversal,
De acuerdo con la modalidad preferida como se muestra en la Figura 5, el fluido a filtrar entra a través de la entrada de fluido extraíble (8) en un cartucho de fluido (5). Dicho cartucho de fluido se comprende dentro de una carcasa del cartucho de filtro (2), dicha carcasa del cartucho de filtro (2) que tiene al menos una abertura para insertar y retirar dicho cartucho de filtro (5) así como también al menos una abertura para la entrada de dicho fluido a limpiar y al menos una abertura para la salida del fluido a limpiar.
Dicho cartucho de filtro (5) se comprende de al menos una pared parcialmente abierta, dicha abertura que comprende al menos una membrana del filtro (3). Además, dicho cartucho de filtro (5) comprende al menos un filtro interior móvil (4) . Dicha carcasa del cartucho de filtro (2) se cierra por un lado con la entrada de fluido extraíble (8) y por el lado opuesto con la cubierta extraíble (6).
Como se ha dicho, dicho fluido a filtrar entra a través de la entrada de fluido extraíble (8) en dicho cartucho de fluido (5), dicho cartucho de fluido (5) que está en comunicación de fluidos con la entrada de fluido extraíble (8). En el mismo, el fluido serpentea por o más allá de al menos un filtro interior móvil (4), que proporciona al menos el filtrado parcial del fluido a filtrar. Entonces, este fluido parcialmente filtrado fluye a través de al menos una de dicha membrana del filtro (3), que proporciona el filtrado adicional del fluido. Entonces, el fluido que se ha filtrado por al menos uno de dicho relleno del filtro móvil (4) y dicha membrana del filtro (3) sale a través de al menos una salida de fluido (7).
Durante el funcionamiento, el al menos un relleno del filtro móvil (4) se mueve dentro del cartucho de filtro (5), al menos parte del tiempo con al menos parte de su superficie que toca al menos parte de la superficie de dicha membrana del filtro (3). Debido al movimiento de dicho filtro interior móvil (4), al menos parte de la superficie de al menos un filtro interior móvil (4) y al menos parte de la superficie de dicha membrana del filtro (3) se cepillan, esmerilan o raspan una contra otra. Como un resultado de este cepillado, esmerilado o raspado, al menos parte de las partículas arrastradas en o por dicha membrana del filtro (3) se transportan o transfieren sobre o dentro de dicho al menos un filtro interior móvil (4) o dentro de dicho fluido, que las transloca y las transporta para volver a filtrarlas o expulsarlas a través de la membrana del filtro. A los efectos de esta descripción, dicho cepillado, esmerilado o raspado de dicha al menos parte de la superficie de dicho al menos un relleno del filtro móvil (4) contra al menos parte de la superficie de dicha membrana del filtro (3) junto con el mecanismo de transporte o transferencia de dicha al menos parte de las partículas arrastradas en o por dicha membrana del filtro (3) se denomina una autolimpieza parcial.
Otra parte del mecanismo de autolimpieza a los efectos de esta invención se proporciona al invertir el flujo de fluido ocasionalmente mediante el uso de la detención o inversión de una bomba o un compresor, o un ventilador que forma parte del sistema de suministro de fluidos, dicho sistema de suministro de fluidos excepto el filtro descrito en la presente descripción conocido en el estado de la técnica, o, al proporcionar aumento de presión, disminución de presión o fluctuación de presión en dicho sistema de suministro de fluidos.
Sin formar parte del alcance de las reivindicaciones y como se muestra en la Figura 6, el fluido a filtrar entra a través de la entrada de fluido extraíble (8) en un cartucho de fluido (5). Dicho cartucho de fluido se comprende dentro de una carcasa del cartucho de filtro (2), dicha carcasa del cartucho de filtro (2) que tiene al menos una abertura para insertar y retirar dicho cartucho de filtro (5) así como también al menos una abertura para la entrada de dicho fluido a limpiar y al menos una abertura para la salida del fluido a limpiar.
Dicho cartucho de filtro (5) se comprende de al menos una pared parcialmente abierta, dicha abertura que comprende al menos una membrana del filtro (3).
Dicha carcasa del cartucho de filtro (2) se cierra por un lado con la entrada de fluido extraíble (8) y por el lado opuesto con la cubierta extraíble (6).
Como se ha dicho, dicho fluido a filtrar entra a través de la entrada de fluido extraíble (8) en dicho cartucho de fluido (5), dicho cartucho de fluido (5) que está en comunicación de fluidos con la entrada de fluido extraíble (8). En el mismo, el fluido serpentea por o más allá de dicho al menos un filtro interior en forma de filtro y dicho al menos un filtro interior en forma de filtro que proporciona al menos el filtrado parcial del fluido a filtrar. Entonces, dicho fluido a filtrar que ya se filtra parcialmente por dicho al menos un filtro interior fluye a través de dicha membrana del filtro (3), dicha membrana del filtro (3) que proporciona el filtrado adicional de dicho fluido a filtrar que ya se filtró parcialmente por dicho al menos un filtro interior. Entonces, el fluido que se ha filtrado por dicho al menos un filtro interior y dicha membrana del filtro (3) sale a través de al menos una salida de fluido (7). La Figura 9 que no forma parte del alcance de las reivindicaciones, muestra la sección transversal de dicho filtro (9) que muestra la posible característica de construcción con un núcleo alrededor del que se enrolla el material de filtro lo que forma de esta manera el filtro interior.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    i. El filtro (1) para la limpieza de fluidos, preferentemente agua, preferentemente en lavadoras y secadoras para textiles y ropas, de microfibras, dicho filtro (1) que comprende:
    - cartucho de filtro (5), que comprende:
    - al menos una pared parcialmente abierta para proporcionar la comunicación de fluidos entre el interior de dicho cartucho de filtro (5) y el exterior de dicho cartucho de filtro (5),
    - membrana del filtro (3), preferentemente membrana del filtro extraíble (3), que forma parte, preferentemente extraíble, de dicha al menos una pared parcialmente abierta de dicho cartucho de filtro (5), - al menos un filtro interior móvil (4), dicho al menos un filtro interior móvil (4) se comprende dentro de dicho cartucho de filtro (5), dicho filtro interior móvil (4) puede moverse dentro de dicho cartucho de filtro (5), dicho filtro interior móvil (4) puede moverse contra dicha membrana del filtro (3) lo que da como resultado de esta manera la autolimpieza parcial de la membrana del filtro (3) por el filtro interior móvil (4);
    - carcasa del cartucho de filtro (2) que comprende al menos una abertura para insertar y/o retirar dicho cartucho de fluido (5), y al menos una abertura para la salida del fluido (7);
    - entrada de fluido, preferentemente entrada de fluido extraíble (8), dicha entrada de fluido en comunicación de fluidos con la parte interior de dicho cartucho de filtro (5), dicha entrada de fluido que forma parte, preferentemente de manera extraíble, de dicha carcasa del cartucho de filtro (2);
    - cubierta, preferentemente cubierta extraíble (6).
  2. 2. El filtro (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho filtro interior móvil (4) puede moverse dentro de dicho cartucho de filtro (5), dichos movimientos de dicho filtro interior móvil (4) dentro de dicho cartucho de filtro (5) se eligen del grupo que contiene movimiento libre, movimiento restringido, movimiento lineal, movimiento de rotación, o sus combinaciones.
  3. 3. El filtro (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde dicho fluido se elige del grupo que contiene agua, aceite industrial, aceite de motor, aceite de cocina, aire, gas medicinal preferentemente oxígeno, nitrógeno, óxido nitroso.
  4. 4. El filtro (1) de acuerdo con la reivindicación 1 en donde dicho al menos un filtro interior se carga eléctricamente, ya sea de manera continua, o en un momento determinado.
  5. 5. El filtro (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde dicho filtro interior (4) se comprende de al menos un material de filtro elegido del grupo que consiste de los siguientes: poliamida, polipropileno, poliéster, poliaramida, poliacrilonitrilo, PTFE, algodón, fibra de cuarzo, papel, microfibra de vidrio, fibra de lana mineral, fibra de lana de vidrio, o sus combinaciones.
  6. 6. El filtro (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde dicho al menos un filtro interior se comprende de material de filtro que tiene la forma elegida del grupo que consiste de bandas, listones, cintas, flóculos, hilos, láminas, láminas arrugadas, discos, circulares o de cualquier otra manera, piezas de láminas, o sus combinaciones.
  7. 7. El filtro (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde dicho al menos un filtro interior se comprende de material de filtro que tiene la forma de borde de dicha forma de material de filtro elegida del grupo que consiste de forma de zigzag, forma ondulada, franjas, ranuras, espacios, muescas, o sus combinaciones.
  8. 8. Método para el filtrado de fluido que comprende partículas, específicamente partículas de microfibra, mediante el uso del filtro (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, dicho método se comprende de las siguientes etapas:
    - hacer entrar el fluido en el cartucho de filtro (5) a través de una entrada de fluido en la carcasa del cartucho de filtro (2);
    - pasar dicho fluido a través o más allá de al menos el filtro interior (4), de manera que se logre al menos el filtrado parcial de dicho fluido;
    - después de pasar dicho fluido a través o más allá de al menos un filtro interior, pasar dicho fluido a través de la membrana del filtro (3) de manera que se logre al menos además el filtrado parcial de dicho fluido; - extraer dicho fluido de dicha carcasa del cartucho de filtro (2) a través de la salida de fluido (7);
    en donde el al menos un filtro móvil (4) se mueve dentro del cartucho de filtro (5) y toca al menos parte de la superficie de dicha membrana del filtro (3) lo que da como resultado de esta manera la autolimpieza parcial de la membrana del filtro (3).
  9. 9. Método para el filtrado de acuerdo con la reivindicación 8 que comprende las etapas adicionales de cepillar, esmerilar o raspar al menos parte de la superficie de dicho filtro interior móvil (4) contra al menos parte de la superficie de dicha membrana del filtro (3) para proporcionar al menos la autolimpieza parcial de dicho filtro interior (4) por medio del transporte o transferencia de al menos parte de las partículas arrastradas en o por dicha membrana del filtro (3).
  10. 10. Método para el filtrado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9 que comprende al menos una etapa adicional del grupo que consiste de proporcionar el flujo de fluido inverso ocasionalmente mediante el uso de la parada o inversión de una bomba o un compresor, o un ventilador que forma parte del sistema de suministro de fluidos, proporcionar aumento de presión, disminución de presión o fluctuación de presión en dicho sistema de suministro de fluidos, o sus combinaciones.
  11. 11. Método para el filtrado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10 en donde dicho fluido se elige del grupo que contiene agua, aceite industrial, aceite de motor, aceite de cocina, aire, gas medicinal preferentemente oxígeno, nitrógeno, óxido nitroso.
  12. 12. Método de mantenimiento del filtro de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7_que comprende las siguientes etapas:
    - abrir la cubierta extraíble (6) de dicha carcasa del cartucho de filtro (2), y o bien
    - reemplazar dicho cartucho de filtro (5), o
    - abrir dicha tapa extraíble del cartucho de filtro (5), y reemplazar dicho filtro interior (4), y cerrar dicha tapa extraíble del cartucho de filtro (5);
    - reemplazar dicha carcasa del cartucho de filtro (2) que contiene dicho cartucho de filtro (5).
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