TW202126371A

TW202126371A - 過濾匣

Info

Publication number: TW202126371A
Application number: TW109139143A
Authority: TW
Inventors: 多貝斯舒勒; 伯恩德富瑞史泰特
Original assignee: 德商碧然德有限公司
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-07-16
Also published as: CN214457263U; EP3828141A1; EP4065518A1; WO2021104708A1; CN114630812A; US20220387910A1

Abstract

本發明係關於一種基於重力的過濾匣(2)以及製造該過濾匣的方法，該過濾匣(2)具有一杯形上部(6)以及一杯形下部(4)，上部(6)具有主軸(X)、位於第一軸端(8)的第一緣邊(10)、位於第二軸端(16)的無孔段(20)以及無孔段(20)與第一緣邊(10)之間的至少一個入水口(46)，下部(4)具有第二緣邊(40)及至少一個出水口(28)，其中過濾介質配置於下部(4)，過濾匣(2)還包含沿封閉路徑固定到上部(6)的篩網(50)，其中篩網(50)更在封閉路徑的內側徑向固定到無孔段(20)。

Description

過濾匣

本發明係關於一種製造基於重力的過濾匣的製造方法、基於重力的過濾匣以及基於重力的過濾裝置。

上述類型的過濾裝置被用做家庭日常用水的濾水器，這也是為什麼它們也被稱為餐用水過濾器。它們主要用來清潔自來水中多餘的物質。在這些物質中，有氯化物和例如鈣和氧化鎂的硬度增加劑，還有鉛，鉛是透過鉛管的使用進入自來水，尤其是在較老舊的家庭中。

餐用水過濾器由重力驅動。除了將要處理的水倒入濾水器外，無需進行任何過濾工作。由於重力，水只是向下流經過濾匣並流入過濾水的容器。

從EP 1 230 166 B1所知的過濾裝置包含具有過濾匣的開口的底壁的進水漏斗。過濾匣係插入開口，產生開口和過濾匣的密封緣邊之間的密封。使用時，水從上方引入進水漏斗且然後經由入水口流入過濾匣。用於水的顆粒處理介質位於過濾匣內部。該處理介質通常包含離子交換樹脂及/或活性煤。但其它的組分亦可用為處理介質。在過濾匣中水被處理且然後向下經由在過濾匣的底部的出水口離開過濾匣。過濾匣在其最頂部亦具有空氣出口以便在過濾程序開始時容許空氣從過濾匣的的內部向上離開過濾匣。

有阻止處理介質離開位於過濾匣的頭部中的開口(入水口及空氣出口)的篩網於過濾匣之內。篩網沿著頭部的下緣邊固定於頭部。這通常在如下的製造程序期間由超音波焊接完成。頭部上下倒置配置，並且將篩網材料帶(例如來自線圈)放置在下邊緣上。超音波焊接模具(音極)放在具有緣邊的篩網材料接觸區域上，從篩網材料切割出篩網並同時將篩網焊接到緣邊。焊接模具也包含用於在切割及焊接程序前使扁平篩網材料變形的圓頂狀部。當焊接模具放置在篩網上時，圓頂狀部向下推動篩網，迫使篩網材料變成同樣的圓頂狀形式。

篩網材料通常由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚醯胺(PA)、聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)製成。篩孔尺寸的選擇不是容易的工作。另一方面，篩孔尺寸應該盡可能小以減少顆粒處理介質離開過濾匣的量。另一方面，篩孔尺寸減少時篩孔的流阻增加。若篩孔尺寸太小，通過篩孔的流速變得如此之小，以至於消費者無法接受要花費多長時間來處理水。在極少數情況，由於水的表面張力阻礙空氣經由出現在篩孔的水逸出，很小的篩孔尺寸也導致篩孔完全阻擋水流。

在揭示重力操作的過濾匣的DE 196 31 687 A1中已經解決了該問題。過濾匣具有帶有出水口的主體部以及帶有入水口及空氣出口的頭部，主體部及頭部一起形成具有內體積的外殼。空氣出口位於過濾匣的最頂部。過濾匣包含位於內體積中焊接到頭部的篩網插件。篩網插件包含由肋加強的圓頂形篩網。圓頂形篩網的凸起向下指向處理介質的方向。使用時，圓頂形篩網接觸處理介質，藉此打破水的表面張力，這減少篩孔堵塞的發生。雖然過去已經成功地應用了這個解決方案，但是由於篩網插件的複雜性，過濾匣的製造工作量很高。

本發明的問題係改進過濾匣的流動特性。

這問題由製造請求項1的基於重力的過濾匣的方法解決。

製造基於重力的過濾匣的方法包含以下步驟：形成具有主軸的杯形上部、位於第一軸端的第一緣邊、位於第二軸端的無孔段以及該無孔段和該第一緣邊之間的至少一個入水口；在該第一緣邊之上拖拉篩網材料；朝該無孔段將該篩網材料推入該杯形上部，藉此形成圓頂形篩網；沿著封閉路徑固定該篩網材料到該第一緣邊；將該封閉路徑的徑向內側的該網狀材料固定到該無孔段；從網狀材料沿該封閉路徑的徑向外側的路徑切割出篩網；形成具有第二緣邊及至少一個出水口的杯形下部；將過濾介質插入該下部；以及將該上部裝設到具有接觸該第一緣邊的該第二緣邊的該下部上。

該等步驟較佳地以列出的順序執行。

以往，藉由嘗試從過濾匣的內部移除所有的空氣解決篩孔堵塞的問題。因此，於現有技術中，在過濾匣的最頂部設有空氣出口。發明人現已發現藉由提供過濾匣一無孔段於其上端可有效避免堵塞問題，其中空氣可聚集形成氣墊(air cushion)，且藉由固定篩網材料到無孔段，使得從篩網材料切割出來的篩網至少部分地配置在空氣聚集的區域，藉此明確地提供過濾匣使用期間篩孔不濕潤的部分。從篩網下方來的空氣將能朝上通過不濕潤的篩網的部分而容易進入無孔段而不會阻塞試圖以相反的方向通過篩孔的水。藉此改進過濾匣的流動特性。

術語主軸未必意味著過濾匣或過濾匣的任何部分係旋轉對稱。主軸較佳為平行重力方向延伸。

上部較佳包含在第二軸向端藉由端壁封閉的外周壁，其中端壁與外壁的相鄰段一起形成無孔段。外壁可包含數個沿著主軸X的段且這些段的至少一些段可垂直於主軸X或與主軸X成斜角延伸。端壁較佳為平坦，但未必必須平坦。無孔段的下端特別由入水口的最上邊緣界定。

無孔段較佳包含支撐件，篩網材料沿著主軸X在距離端壁一距離處固定到支撐件。另外，篩網也可以直接固定到端壁。支撐件確保篩網與端壁隔開，藉此提供讓空氣聚集的界定頂體積，且同時減少需要的篩網材料的量，如此限制過濾匣的製造成本。

任何狀況之下，篩網材料在軸向上比該至少一個進水口更靠近端壁的位置固定到無孔段。換句話說，篩網材料在該至少一個入水口的軸向上方，特別是在該至少一個入水口的最頂邊緣固定到無孔段。

在較佳的實施例中支撐件具有垂直於主軸X的平坦區域且篩網材料固定到該區域。平坦區域可致使篩網材料可靠地連接到容易製造的支撐件。

篩網材料整體固定到第一緣邊及/或無孔段。「整體」意味著在一側的篩網材料和在另一側的緣邊及/或無孔段之間的連接只能通過破壞兩個連接的元件來分開。無需其它零件的整體連接工作使製造變得容易且具有成本效益。這種連接也很可靠，確保過濾匣的功能在其整個使用壽命中均可用。篩網材料最佳藉由超音波焊接固定到緣邊及/或無孔段。超音波焊接特佳結合具有如上所述的平坦接觸區域，因為接觸區域提供音極放置於其上的良好地點。因為可使用產生連接的相同裝置(如，音極)以相同的方式執行兩個連接確保兩個連接同樣耐用及可靠並亦減少整個生產成本。

通常可以將篩網材料同時固定到第一緣邊及無孔段。這限制了生產時間。然而，篩網材料較佳連續固定到緣邊及無孔段，以便確保在兩個連接之間篩網不會被拉入得太緊。太過份的拉緊可導致連接破裂，這顯然是不期望的。

支撐件較佳係從端壁沿著主軸X朝第一軸向端延伸的插銷。插銷容易製造且提供易於觸及的篩網繫著點。不同實施例的插銷可具有不同的剖面，特別是圓形或X形剖面。插銷較佳具有配置在其下端的盤部。盤部則可包含該接觸區域。

插銷較佳具有至少5毫米的長度L(L≥5毫米)，且特佳最多20毫米(L≤20毫米)。長度L係沿著主軸X量測。在這個範圍的長度L的插銷確保有足夠的空間讓來自過濾匣的空氣聚集，而不會使過濾匣的總高度增加太多。

插銷較佳從端壁延伸至最小插銷高度H1且該至少一個入水口延伸至最大入口高度H2，其中H1＞H2。換言之，該至少一個入水口的最頂邊緣的最高點不高於固定篩網材料的插銷的最低點。這種配置確保入水口不被聚集在頂體積的空氣堵塞。

通過入水口進入的水將導致亂流及泡沫生成。為了確保任何時候入水口都不會被氣墊阻塞，最小插銷高度H1較佳是至少5毫米大於最大入口高度H2 (H1≥H2+5毫米)。再次為了限制過濾匣的總高度，最小插銷高度較佳比最大入口高度最多多10毫米(H1≤H2+10毫米)。

在較佳實施例中，一些入水口係繞著主軸X均勻配置。這提供水均勻進入過濾匣，更改進過濾匣的流動特性。

篩網材料較佳包含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。特別地，篩網材料由PET組成。PET是相對親水的材料，通常有利於使水通過篩孔。

過濾匣的上部及下部較佳特別是藉由超音波焊接整體地彼此連接。再一次，因為能使用相同的連接裝置(如，音極)，這限制製造成本。

下部及篩網較佳界定匣體積。該匣體積藉由篩網中的孔及下部的出水口連接到其周圍環境。較佳以顆粒形式的過濾介質配置在該匣體積中。選擇篩網中的孔及出水口的開口的尺寸以阻止顆粒離開過濾匣。

插入下部的過濾介質較佳係離子交換樹脂及/或活性煤。

取決於在製造方法期間何時從篩網材料上切割篩網，上面所述的參考篩網材料的某些特徵可以替代地應用於篩網，特別是若它們包括篩網已從篩網材料切割出來後所進行的步驟。相同應用反之亦然。

藉由具有杯形上部及杯形下部的基於重力的過濾匣、具有主軸的上部、在第一軸向端的第一緣邊、在第二軸向端的無孔段、以及在無孔段和第一緣邊之間的至少一個入水口、具有第二緣邊及至少一個出水口的下部，亦可解決本發明的問題，其中過濾介質係配置在下部中，過濾匣更包含沿著封閉路徑固定到上部的篩網。篩網更固定到封閉路徑的徑向內側的無孔段。

過濾匣可具有參照製造方法的上述的任何特徵。與篩網材料相關聯的特徵因而可應用到過濾匣的篩網而不是篩網材料。例如，雖然依據方法，篩網材料固定到第一緣邊且固定到無孔段，產品，亦即過濾匣具有固定到第一緣邊及固定到無孔段的篩網。

藉由具有帶有基座的入口漏斗的基於重力的過濾裝置以及配置在該基座中的上述的過濾匣，亦解決本發明的問題。

圖1至4中所顯示的基於重力的過濾匣2包含杯形下部4及杯形上部6。上部6沿著主軸X配置在下部4的頂部上。

在第一軸向端8處上部6包含具有圍繞主軸X運行的環形第一緣邊10。第一緣邊10包含垂直於主軸X的通常為平坦的且界定第一軸向端8的第一接觸區域12。

杯形的上部6上下顛倒地配置在下部4上，上部6包含外周壁14，該外周壁14在相對於第一接觸區域12的第二軸向端16處被端壁18封閉。端壁18與外壁14的相鄰段一起形成上部6的無孔段20。

下部4包含長狀的主體22，該長狀的主體22在下部4的底端26轉變為4個腳24。除了配置在腳24的底壁30中的出水口28之外，下部4在底端26處是封閉的(見圖4)。腳24由凹槽32隔開，其中一個凹槽的形狀不同於其它凹槽32的形狀，使得它作用如定位槽34，該定位槽34用於將過濾匣2正確地對準過濾裝置(未圖示)的入口漏斗(未圖示)。

下部4在上端42具有第二緣邊40。第二緣邊40包含通常為平坦的第二接觸區域44，上部6的第一接觸區域12配置到該第二接觸區域44上。

數個入水口46位於上部6的外壁14中，該外壁14於軸向位於第一緣邊10及無孔段20之間(見圖1)。水可經由這些入水口46進入上部6。在顯示的實施例中所有入水口46具有類似形狀並沿著主軸X配置在相同高度。入水口46在最大入口高度H2(從底壁30的垂直距離)具有它們的最高點。

上部6更包含圓頂形的篩網50(見圖2)。篩網50沿著繞著主軸X延伸的封閉路徑固定到第一緣邊10。

上部6的無孔段20更包含從端壁18沿著主軸X朝第一軸向端8的插銷52。篩網50在封閉路徑的徑向內側的區域54中固定到插銷52，篩網50在該區域54固定到第一緣邊10。篩網50如此保持於圓頂形形式。

插銷52在最小插銷高度H1(從底壁30的垂直距離，見圖2)具有其最低點。最小插銷高度H1大於最大入口高度H2。這確保篩網50將延伸到最大入口高度H2之上的區域。因而，空氣能容易地通過篩網50且聚集在無孔段20中，藉此不堵塞入水口46。

下部4及篩網50界定匣體積56，過濾介質(未圖示)配置在該匣體積56中。

經由入水口46進入過濾匣2的水首先進入由外壁14及上部6的端壁18與篩網50一起界定的頂體積58。水然後將濕潤篩網50且還將通過篩網進入由下部4及篩網50所界定的匣體積56。存在該匣體積56中的空氣可經由篩網50向上逸出到頂體積58。該空氣則將不會阻擋水通過篩網50。水然後可被過濾介質處理且隨後可經由出水口28離開過濾匣2進入下面的空間60。

顯示在圖式中的過濾匣2的實施例製造如下：首先，具有主軸X的杯形上部6、第一軸向端8處的第一緣邊10、第二軸向端16處的無孔段20、以及無孔段20和第一緣邊10之間的入水口46由射出成型形成。其次，將PET篩網材料拖拉於第一緣邊10之上。然後將篩網材料朝無孔段20推入上部6，藉此形成圓頂形篩網50。篩網50然後沿著封閉路徑固定到第一緣邊10。再者，篩網50在封閉路徑的徑向內側固定到無孔段20的插銷52的區域54。篩網50然後沿著封閉路徑的徑向內側的一路徑從篩網材料切割出。具有第二緣邊40及出水口28的下部4也由射出成型形成。之後，將離子交換樹脂及活性煤(均為顆粒狀)插入下部4作為過濾介質。然後將上部6上下顛倒裝設到下部上，且第二緣邊40接觸第一緣邊10。

2:過濾匣 4:下部 6:上部 8:第一軸向端 10:第一緣邊 12:第一接觸區域 14:外壁 16:第二軸向端 18:端壁 20:無孔段 22:主體 24:腳 26:底端 28:出水口 30:底壁 32:凹槽 34:定位槽 40:第二緣邊 42:上端 44:第二接觸區域 46:入水口 50:篩網 52:插銷 54:區域 56:匣體積 58:頂體積 60:空間 H1:最小插銷高度 H2:最大入口高度 X:主軸

本發明係經由示例參考如下顯示的圖式敘述：圖1係依據本發明的過濾匣的側視圖；圖2係圖1的A-A的剖面視圖；圖3係圖1的過濾匣的俯視圖；以及圖4係圖1的過濾匣的仰視圖。

2:過濾匣

4:下部

6:上部

8:第一軸向端

10:第一緣邊

12:第一接觸區域

14:外壁

16:第二軸向端

18:端壁

20:無孔段

22:主體

24:腳

26:底端

30:底壁

32:凹槽

34:定位槽

40:第二緣邊

42:上端

44:第二接觸區域

50:篩網

52:插銷

54:區域

56:匣體積

58:頂體積

60:空間

H1:最小插銷高度

X:主軸

Claims

一種製造基於重力的過濾匣(2)的方法，具有以下步驟：形成具有主軸(X)的杯形上部(6)、位於第一軸端(8)的第一緣邊(10)、位於第二軸端(16)的無孔段(20)以及該無孔段(20)和該第一緣邊(10)之間的至少一個入水口(46)；在該第一緣邊(10)之上拖拉篩網材料；朝該無孔段(20)將該篩網材料推入該杯形上部(6)，藉此形成圓頂形篩網(50)；沿著封閉路徑固定該篩網材料到該第一緣邊(10)；將該封閉路徑的徑向內側的該網狀材料固定到該無孔段(20)；從該網狀材料沿該封閉路徑的徑向外側的路徑切割出篩網(50)；形成具有第二緣邊(40)及至少一個出水口(28)的杯形下部(4)；將過濾介質插入該下部(4)；以及將該上部(6)裝設到具有接觸該第一緣邊(10)的該第二緣邊(40)的該下部(4)上。
如請求項1之方法，其中該上部(6)包含外周壁(14)，該外周壁(14)藉由端壁(18)封閉於該第二軸向端(16)，其中該端壁(18)與該外壁(14)的相鄰段一起形成該無孔段(20)。
如請求項1或2之方法，其中該無孔段(20)包含支撐件，該篩網材料沿著該主軸X在距離該端壁一距離處固定到該支撐件。
如請求項3之方法，其中該支撐件具有垂直於該主軸X的平坦區域(54)，且其中該篩網材料固定於該區域(54)。
如請求項1至4中任一項之方法，其中該篩網材料整體固定到第一緣邊(10)及/或無孔段(20)。
如請求項1至5項中任一項之方法，其中該篩網材料藉由超音波焊接固定到該第一緣邊(10)及/或該無孔段(20)。
如請求項1至6中任一項之方法，其中該篩網材料連續地固定到該緣邊及該無孔段(20)。
如請求項3至7中任一項之方法，其中該支撐件係從該端壁(18)沿著該主軸X朝該第一軸向端(8)延伸的插銷(52)。
如請求項8之方法，其中該插銷(52)具有圓形或X形剖面。
如請求項8或9之方法，其中該插銷(52)具有至少5毫米，且特佳是最多20毫米的長度L。
如請求項1至10中任一項之方法，其中該篩網材料包含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
如請求項1至11中任一項之方法，其中該篩網材料在該至少一個入水口(46)的軸向上方的位置處固定到該無孔段(20)。
一種基於重力的過濾匣(2)，具有杯形上部(6)及杯形下部(4)，該上部(6)具有主軸(X)、位於第一軸向端(8)的第一緣邊(10)、位於第二軸向端(16)的無孔段(20)以及該無孔段(20)和該第一緣邊(10)之間的至少一個入水口(46)，該下部(4)具有第二緣邊(40)和至少一個出水口(28)，其中過濾介質配置在該下部(4)中，該過濾匣(2)還包含沿著封閉路徑固定到該上部(6)的篩網(50)，其中該篩網(50)更固定到該封閉路徑的徑向內側的無孔段(20)。
一種基於重力的過濾裝置，具有帶有基座的入口漏斗以及配置在該基座中的如請求項13所述的過濾匣(2)。