流体过滤和颗粒聚集装置和方法

专利名称：流体过滤和颗粒聚集装置和方法
技术领域：
本申请涉及从流体流中过滤颗粒，更具体地涉及过滤系统及其使用。
背景技术：
过滤系统包含清洗装置(如清洗刷)、吸入扫描(suction scanning)装置、以及反 冲洗机构。通过各种方式驱动此类装置，所述方式包括通过手、电机、涡轮或涡流驱动。然而，现存的流体过滤装置难以处理流体流中大量聚集的固体。通常能在系统过滤的同时持续运行的清洗机构性能上优于那些需要过滤系统停止以进行清洗的清洗机构。同时，当颗粒堆积速率超过清洗机构的极限清洗速率时，现存的连续清洗机构通常会过早产生污垢。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供流体过滤装置。在某些实施方式中，流体过滤装置包括包含入口和滤后出口(filtered outlet)的中空壳体、位于该壳体内侧的中空过滤器组件以及位于该过滤器内侧的旋转式清理组件。该中空壳体和/或过滤器组件可以是柱形的(cylindrical,圆柱形)。该过滤器组件包括带有内表面和外表面以及在内表面处比在外表面处窄的扩展孔隙(pore，微孔)的过滤材料。该过滤装置可以包括转动清理组件的电机。该过滤材料可以包括平滑的内表面并且可以是例如电铸化成型的镍筛网。该扩展孔隙可以是槽形孔隙，并且在某些实施方式中，该槽形孔隙基本关于清理组件的旋转轴线定向。在最窄点，孔隙的宽度范围可以为，例如，从约I微米至约500微米。该清理组件可包括一个或多个擦拭器，如刷子、刮板或刮刀。在某些实施方式中，该清理组件包括螺旋形的擦拭器(wiper)。该擦拭器可紧靠过滤材料的内表面来预先装载。然而，在其他实施方式中，该擦拭器不接触过滤材料。在某些实施方式中，该清理组件包括具有一个或多个开口的分配器。该分配器包括平行于柱形过滤器定向且在该柱形过滤器上延伸的中空管。此外，分配器包括沿其长度的一个或多个开口。该分配器也包括与壳体中的入口流体连通的开口端。背压差调节器(differential back pressure regulator)可位于壳体的滤后出口处。在某些实施方式中，该背压差调节器配置为保持经过过滤材料的压力少于5psi。在其他实施方式中，压力调节器可位于入口处而背压调节器位于滤后出口处。在某些此类实施方式中，压力调节器和背压调节器配置为保持经过过滤器的压力小于5psi。在其他实施方式中，提供的过滤装置包括壳体和壳体内部的环形过滤器。该过滤器可包括孔隙，这些孔隙在过滤器的内表面处比在过滤器的外表面处窄。在某些实施方式中，这些孔隙可以是槽形孔隙。该壳体包括与过滤器内表面连通的入口以及与过滤器的外表面与壳体之间的空间连通的出口。此外，该过滤装置包括在出口处的背压差调节器，该背压差调节器配置为调节经过过滤器的压力使其小于5psi。该过滤器可以是例如电铸化成型的筛网，如电铸化成型的镍筛网。
在某些实施方式中，清理组件位于过滤器内。该清理组件可以包括擦拭器。其他方面，提供过滤流体的方法。在某些实施方式中，提供的过滤装置包括壳体、位于壳体内的环形过滤器以及清理组件，该清理组件包括位于过滤器内的一个或多个擦拭器。该过滤器可以包括内表面、外表面以及在外表面处比在内表面处宽的孔隙。在某些实施方式中，该过滤器是电铸化成型的镍筛网。流体供给至过滤器内侧并从内侧至外侧通过过滤器。在某些实施方式中，流体通过位于环形过滤器内的分配器供给至过滤器内部。该清理组件在过滤器内侧旋转，使得一个或多个擦拭器擦拭过滤器的内表面。在某些实施方式中，一个或多个擦拭器接触过滤器的内表面。在其他实施方式中，擦拭器不接触过滤器的表面。擦拭器中的至少一个可以是，例如，刷子、刮板或刮刀。在某些实施方式中，擦拭器是螺旋形的。擦拭可以将被过滤的颗粒从过滤器的内表面移动至壳体一端处的收集区。在其他实施方式中，过滤流体的方法包括使流体通过包含扩展孔隙的环形过滤器，其中该环形过滤器具有内表面和外表面并且孔隙从内表面向外表面扩展。流体从环形过滤器的内部通过而到达过滤器的外部。经过过滤器的压力可保持小于5psi。在某些实施方式中，该过滤器包括电铸化成型的筛网，如电铸化成型的镍筛网。在某些实施方式中，该过滤器可位于壳体内，该壳体包括与过滤器的内部流体连通的入口和与过滤器的外部流体连通的出口。可使用位于出口处的背压差调节器保持经过过滤器的压力。在某些实施方式中，使用入口处的压差调节器和出口处的背压调节器来保持经过过滤器的压力。在其他实施方式中，使用入口处的压力调节器和出口处的背压调节器保持经过膜的压力。可使用一个或多个擦拭器擦拭过滤器的内表面。所述擦拭器可在环形过滤器的内侧旋转。


附图通过实例的方式示出各种实施方式。相同的参考数字指示相同的元件。图I示出过滤系统的一个实施方式的每个主要部件的分解图。图2示出过滤系统的一个实施方式，其中过滤器在任一端处密封至壳体，并且清理组件包括擦拭器。壳体、过滤器和盖以剖面形式示出，而清理组件没有。图3示出过滤系统的另一个实施方式，其中过滤器在任一端处密封至壳体，并且清理组件包括擦拭器和分配器。壳体、过滤器和盖以剖面形式示出，而清理组件没有。图4示出过滤系统的实施方式，其中过滤器组件在一端密封至壳体并且在另一端密封至盖，并且清理组件包括擦拭器和分配器。壳体、过滤器和盖以剖面形式示出，而清理组件没有。图5示出过滤组件的实施方式，包括过滤器支撑结构和过滤材料。图6示出具有平滑工作表面和扩展孔隙的过滤材料的横截面示意图。图7示出具有扩展孔隙和平滑工作表面的过滤材料的横截面示意图，其中孔隙开口的在孔隙开口最小宽度处的边界(孔隙的最窄部分)基本限定工作表面上的最高局部点。图8示出包含槽形孔隙的替换样式的过滤材料表面的一部分。图9示出包含槽形孔隙的非替换样式的过滤材料表面的一部分。图10示出清理组件上的槽，其卡住(capture)擦拭器的柔性背衬。图11示出清理组件的实施方式，该实施方式包括具有以螺旋图案布置的均匀隔开孔的分配器。图12示出清理组件的实施方式，该实施方式包括具有以螺旋形图案布置的狭槽的分配器。 图13示出过滤系统的实施方式的剖视图，示出清理组件被入口管支撑。图14示出过滤系统的实施方式的剖视图，示出清理组件由在壳体的一端处的传动轴支撑。图15示出清理组件的实施方式，其中螺旋形擦拭器形成分隔器，该分隔器将收集区与壳体的分配区分隔开。图16示出具有使过滤系统操作可能用到的各种流体系统部件的布置的过滤系统的示意图。
具体实施例方式此处说明的方法、系统和部件涉及用于分离固体与流体的过滤系统。流体可以包括空气或其他气体；或水、油、燃料或其他液体。在某些应用中，该流体是终端产品。此类应用可以包括但不限于，饮用水、废水、循环水、灌溉、游泳池、食品和饮料加工、从油汽产品产生的水、冷却塔、发电站、以及船舶压舱物或船底污水。以实例的方式，饮用水通常是通过一系列过滤来清除非常细小的颗粒和污垢而生产。第一或第二级过滤可以包括自动粗滤器(strainer)以移除直径小到10微米的颗粒。经过滤的水随后将传输至更精细的过滤器，如超滤器(ultrafilter)、微孔过滤器(microfilter)或反渗透过滤器(reverse osmosisfilter)。此处描述的过滤器系统的某些实施方式能很好地适用于此应用。在其他应用中，诸如生物燃料生产和其他生物质技术，微粒与流体流分离并且被过滤的固体是期望的产品。以实例的方式，可将海藻从其生长的水中收割以制造生物柴油。海藻首先从水中过滤并集中成浆状物。通过溶剂萃取或其他方式可从海藻中提取油，然后通过被称作酯基转移(transesterification)的化学工艺转换为生物柴油。此处说明的过滤系统的某些实施方式可很好地适用于此类目的，以将海藻从其流体生长介质中移除。壳体和盖组件在某些实施方式中，过滤系统包括中空壳体、中空过滤组件、清理组件和盖组件。此类过滤系统的一个实施方式在图I中示出。图I中示出的过滤系统10包括中空壳体100、中空过滤组件200、清理组件300、和盖组件400。中空壳体可以是任何形状。在示出的实施方式中，该中空壳体100形状上总体为圆柱形并且包括稱接在一起的一个或多个部件，如通过紧固件、V型带卡箍(v-band clamp)或其他适合的连接件耦接。此外，过滤系统10在壳体100的一端处具有盖组件400，该盖组件也耦接至壳体100，例如通过一个或多个紧固件、V型环箍、或其他合适的连接件耦接。壳体100和盖组件400可以由多种材料中的一种或多种制成，实例有塑料、纤维玻璃、不锈钢、以及环氧涂层钢。该过滤组件通常是环形。如示出的，过滤组件200的形状为中空圆柱形并位于壳体100内侧并与该壳体同轴。过滤组件200包括过滤材料，如过滤膜，并且在某些实施方式中可以包括过滤架或其他支撑结构。在某些实施方式中，过滤组件通常在两端敞开并且例如通过在一端或两端处的密封件接触壳体。密封件的实例有O型环、X型环、u型杯和垫片。在示出的实施方式中，过滤组件200的一端密封至壳体100并且另一端密封至盖组件400。所述盖以及壳体的另一端可以是平坦的、半椭圆形的、半球状的、或其他合适的形状。该壳体和壳的组合可具有一个或多个入口、一个或多个滤后出口以及一个或多个排放出口。在某些实施方式中，一个或多个入口通常位于过滤系统的一端处，而一个或多个滤后出口和排放出口通常位于过滤系统的与一个或多个入口相对的端部处。在其他实施方 式中，也可使用其他的布置。一个或多个入口和出口可以位于壳体侧壁、壳体端部、以及盖的任意组合上。入口为流体提供从源流动至过滤组件内部的路径，在过滤组件内部流体接触过滤材料的工作表面。滤后出口为已通过过滤材料的流体提供从壳体离开的路径。排放出口为没有通过过滤材料的流体和/或固体提供从壳体移除的路径。当过滤组件密封至壳体时(如图2和图3示出)，或密封至壳体和盖(如图4中示出)，非过滤流入区210和滤后流出区212形成，所述非过滤流入区和滤后流出区仅通过过滤材料214连通。入口 101、入口区118和排放出口 103在过滤器214内侧与流入区210连通，而滤后出口在过滤器214的外侧与滤后流出区212连通。排放出口 103可以与收集区116连通，在所述收集区处收集未过滤的流体和经过滤的固体。在过滤系统10操作期间收集在过滤材料214工作表面上的固体可以通过擦拭器316的动作移动至收集区。分隔器325可位于收集区116和非过滤区210之间。在某些实施方式中，例如当经过滤的流体是液体时，滤后出口 102的位置以及壳体的定向设计成有利于将空气排出本系统。这例如可通过将滤后出口 102定位在过滤材料214的最高点处或高于该最高点来实现。以此种方式，很少需要或不需要有空气净化阀。然而，滤后出口 102和壳体的这种定向不是必须的并且在某些实施方式中，壳体100包括空气净化阀。图2和图3示出了这样的实施方式，其中入口 101与滤后出口 102位于壳体的相同端处，但位于相对侧壁上。图4示出另一个实施方式，其中入口 101与排放出口 103位于壳体的相同端处。过滤组件在某些实施方式中，中空圆柱型过滤组件200包括过滤材料232和支撑结构230，如图5中示出。然而，在某些实施方式中，过滤材料232将无需支撑结构230，从而不会使用支撑结构。在某些实施方式中，过滤材料是表面过滤器。在图2、图3、和图4中示出的实施方式中，流体从过滤器内侧的流入区210经过并到达过滤器外侧的流出区212。以此种方式，经过滤的颗粒收集在过滤器214内工作表面上。合适的过滤材料包括但不限于，电铸化成型的筛网、堆叠的过滤盘、织物和膜片、交织的金属、蚀刻金属筛网、以及楔形线过滤器。过滤材料可以布置成形成环形结构，如图5中示出的实施方式中那样。在某些实施方式中，使用支撑结构。例如，通过薄的过滤材料，如筛网、织物和其他膜，支撑结构可用于保持期望的形状，通常是环形或圆柱形。该支撑结构还可以在过滤器的每端处包括密封件或在壳体的每端处接触密封件。在某些实施方式中，使用PVC塑料支撑结构支撑中空圆柱形过滤材料。在其他实施方式中，支撑结构包括开口，其中开口由过滤材
料覆盖。支撑结构可由一个或多个部件组成。如图5中示出，支撑结构230可以由三个工件组装成，所述三个工件包括两个实心管状端盖201和具有多个肋238的支撑中间区段202。所述端盖201的每个均可以包括密封件。例如，每个端盖201可以具有O型环槽，以容纳O型环密封件220。在支撑件230由PVC制成的实施方式中，可使用PVC溶剂粘合剂连接三个结构件并同时夹住过滤材料圆柱的开口端。在过滤组件的其他实施方式中，将过滤材料放置在注射模中并且在一或多个节段中将框架直接模制到过滤材料上。塑料框架可以由任何数量的合适塑料制成，包括例如，PVC、聚丙烯以及聚碳酸酯。在本发明的其他实施方式中，一个或多个支撑结构部件由不锈钢或其他合适的材料制成且焊接或粘结至过滤材料。在其他实施方式中，支撑中间区段可由筛网材料的经丝(overwarp)制成(所述经丝例如为塑料或金属)，并可焊接或粘结至过滤材料。在其他实施方式中，过滤材料可由围绕过滤材料的外侧以螺旋形状包绕的楔形丝支撑。经过过滤材料的压力差(此处也称为跨膜压(transmembrane)(虽然过滤材料并非总是膜片)使得流动通过过滤材料。在整个过滤过程中，跨膜压通常保持在恒定值，但在某些情况下可能变化，如清洗。在某些实施方式中，跨膜压可以为约IOpsi或更少，例如约0. Ipsi至IOpsi0在其他实施方式中，跨膜压范围可为约0. Ipsi至3psi、0. Ipsi至2psi、或0. Ipsi至lpsi。如果过滤器突然插入，可出现压力突增。为此，过滤器通常设计为保持压力差在至少20psi至30psi的范围内，但在某些实施方式中可保持压力高达150psi或更闻。如以上提到，合适的过滤材料包括但不限于，电铸化成型的筛网、堆叠的过滤盘、织物和膜片(比如塑料织物和膜片)、交织的金属、蚀刻的金属筛网、以及楔形丝过滤器。在某些实施方式中，过滤材料包括最大宽度为约0. I微米至约1500微米的孔隙。在其他实施方式中，所述孔隙的最大宽度为约I微米至约500微米或约I微米至约50微米。孔隙宽度在过滤器范围内的变化可以是该过滤材料的重要特征。在某些实施方式中，使孔隙宽度的绝对变化最小化。通常也将所述变化作为孔隙宽度的百分比来测量。在某些实施方式中，孔隙宽度变化的范围可以从约±1%至约±30%。在其他实施方式中，如具有精密电铸化成型的筛网的实施方式，精确性可以微米为单位测量，范围从约±0. I微米至约±5微米。在某些实施方式中，过滤材料包括扩展孔隙，所述扩展空隙在工作表面处比在相对表面处窄。然而，可使用各种孔隙形状，并且本领域的技术人员可针对具体地应用选择包括有具有合适宽度、形状和其他属性的孔隙的过滤材料。 在某些实施方式中，过滤材料是精密电铸化成型的筛网。该电铸化成型的筛网可以由多种材料制成，例如，镍、金、钼和铜。此类过滤材料可以包括基本平滑的工作表面和形状规则的扩展孔隙。即，孔隙在工作表面处比在相对表面处要窄。在某些实施方式中，孔隙可以是圆锥形的。可以使用此类筛网，其具有的孔隙的尺寸范围从约1500微米开始变小且在最窄点处为约0. I微米，但技术的变化可使用更大的或更小的孔隙。在某些实施方式中，精密电铸化成型的筛网可以用于范围为5微米至50微米的过滤并且包括在最窄点处具有对应宽度的孔隙。在某些实施方式中，使用了包括精密电铸化成型的镍筛网的过滤材料。一个此类筛网被称作Veconic Plus Smooth,由荷兰的Stork Veco BV制造和销售。Veconic PlusSmooth尤其能很好地适用于范围为约5微米至50微米的过滤。过滤材料可以包括这样的孔隙，其中孔隙的内表面可以是直的、凹的或凸的。在某些实施方式中，如图6中示出，过滤材料232包括这样孔隙，其中孔隙的轮廓在过滤器的工作表面214处基本是最窄的。在过滤器是圆柱形的或环形过滤器情况下，工作表面可以是内表面。所述孔隙可以保持相同的宽度或者经过过滤器从内部或内工作表面至外部或外表面变宽。在某些实施方式中，所述孔隙包括扩展区236并且从工作表面朝向相对表面以逐渐变宽的方式打开。以此种方式，小到足以进入孔隙开口 234的颗粒242不会卡在孔隙236内侧，或可能性很小。此类表面过滤器捕获过大而难以在所述表面过滤器的工作表面214上经过过滤材料的颗粒240，通常在孔隙的出口 234处捕获，清洗机构在所述孔隙出口对所述颗粒进行处理。
在某些实施方式中，过滤器的工作表面是平滑的。虽然过滤器的平滑工作表面可以是基本平坦的，但该工作表面也可以具有小的、不平坦的特征，例如，如图7中示出的。此类不平坦的特征可以是突变的台阶238或渐变的凹处239。然而，过滤器优选地构造成使得在过滤期间，不能经过孔隙的颗粒保持在工作表面上的最高局部点处。在某些实施方式中，孔隙开口 233的最窄部分基本限定工作表面214上的在孔隙附近的最高点。在其他实施方式中，孔隙开口 231的最窄部分可以稍低于平滑工作表面214上的最高局部点，例如，孔隙开口的最窄部分所处的深度可以小于孔隙开口宽度的一半。因而，关于具有20微米的最窄开口的孔隙，该20微米的开口将比孔隙附近的平滑工作表面上的最高点低小于10微米。这使得清洗机构能够基本上接触孔隙阻挡颗粒240并将这些颗粒从孔隙开口清除。过滤材料在孔隙之间的区域被称为阻挡条(bar) 252。孔隙可具有许多平面形状，例如圆形、方形或槽形。在某些实施方式中使用长度大于宽度的槽形孔隙250，如图8和图9中示出，并且在具有相同组合开口面积的情况下，所述槽形孔隙旨在提供比多个小的环形或方形孔隙更少的流体阻力。槽形孔隙250的缺点在于它们可能让狭长的颗粒通过，这些狭长颗粒的长度显著大于槽宽，但此类颗粒不常见。然而，在某些实施方式中，使用方形或不规整形状的孔隙。在某些实施方式中，过滤器的厚度为约10微米至10000微米。这在图7中的示意性实施方式中作为阻挡条厚度253示出。如在某些实施方式中使用，电铸化成型的镍筛网通常的厚度为150微米至300微米，但是电铸化成型的镍筛网可以更厚或更薄。过滤材料板具有多个孔隙，在某些实施方式中基本所有的孔隙具有大致相同的长度和宽度。这些孔隙可以是任何形状。在某些实施方式中它们是圆形的。在其他实施方式中，这些孔隙的长度大于它们的宽度。在某些实施方式中，每个孔隙的长度总体为约400微米至500微米，例如为约430微米，但也可更大或更小。可关于具体的过滤应用选择孔隙的宽度。在某些实施方式中，所用的宽度在约0. I微米至约1500微米、I微米至500微米或I微米至50微米范围内。在某些应用中，如收获没有絮凝的微藻类或酵母细胞，使用从约0. I微米至约I微米的宽度。在某些实施方式中，孔隙一般可以布置成如图8中的孔隙252那样的交替棋盘状，但也可以非交替样式布置，如图9。阻挡条253也在图8和图9中示出。具有非交替样式的筛网通常比具有交替样式的筛网更易破裂，具有交替样式的筛网会更具弹性。
在某些实施方式中，使所有用于过滤材料的孔隙的累积开口面积最大化，以最大化过滤速率。对于较小的孔隙，可在任何给定的方向上最大化每单位长度孔隙的数量。对于许多筛网，比如具有扩展空隙的电铸化成型的镍筛网，孔隙的最大开口面积旨在与板厚成反比，即，较厚的板具有较少的孔隙。在任何给定方向上每单位长度的孔隙数量受多个变量影响，其中国一个变量是制成网所用的光刻工艺。在某些实施方式中，网的厚度可以为约200微米，具有约20微米宽X约430微米长的孔隙，且所述孔隙布置成网状结构，在垂直于狭槽的方向上每英寸约160个孔隙(6299m—1)且在平行于狭槽的方向上每英寸约40个孔隙(1575m—1)。这等于开口面积的约
9% o在某些实施方式中，过滤材料采用中空结构的形式，如中空圆柱形或环形结构。可使用无缝中空圆柱，并且所述无缝中空圆柱例如可在电铸化成型工艺中制造。在其他实施方式中，所述圆柱可由过滤材料的板制成，所述过滤材料的板随后滚焊(seam weld，缝焊)为圆柱。连接缝边缘的方法在本领域中公知且可包括，例如，电阻焊接或熔接。以此种方式，·可制成任何尺寸和长度的过滤材料的圆柱。 在某些实施方式中，诸如电铸化成型的镍筛网或其他类型的电铸化成型的金属筛网的过滤材料首先制成方形板，如每个边为一米的板，然后切边成用于过滤器的合适尺寸。根据过滤材料的制造方式，例如根据可用的电铸化成型设备，过滤材料可制成较大的或较小的板。切边的板是挠性的并且保持为圆柱形状，同时通过本领域技术人员公知的其他工艺对缝边缘进行电阻焊接、银焊或接合。在某些实施方式中，过滤材料涂覆有一种或多种材料，以提供或改进期望的性能。例如，可使用镍磷合金、铬合金或其他合适的金属合金的涂层，以提供诸如硬度和耐腐蚀的属性。在其他实例中，过滤材料可涂覆有银以用于过滤材料的抗菌性能，或者涂覆有包含PTFE的复合物以用于过滤材料的低摩擦性。在某些实施方式中，电铸化成型的镍筛网通常包括镍基底并且可以包括一种或多种附加涂层，如以上说明的涂层。通常在两个阶段出现过滤污垢。首先，颗粒阻塞过滤材料的孔隙，以减少有效开口面积。这简称为“孔隙阻塞”。其次，在过滤材料表面处收集了一层颗粒，产生了所谓的“沉积物(cake)”层，并且这导致持续降低的过滤速率。已知错流(crossflow,交叉流动)过滤对延迟污垢是有效的，例如连同电铸化成型的镍筛网一起。该操作模式通常被认为是过滤污染的优质解决方案，但错流流动限制了支流的最终恢复速率，其中滤液是期望的产品；并因此限制了如海藻和酵母的收获的应用中的最大固体密集度，其中滤出物(rejectate)是
女口
广叩o表面过滤器很好地适用于通过机械方式在适当的位置进行清洗。在公开的过滤系统和方法的各种实施方式中，可以单独或以组合的方式使用多种自动机械清洗技术。在某些实施方式中，可使用反冲洗。在反冲洗中，通过过滤器的前进流动完全停止并临时反向，以去除孔隙阻塞颗粒以及整个沉积物层。包含固体的该反冲洗流体通过诸如排放出口的排出阀排出。有时候，反冲洗与清洗刷或擦拭器的操作结合，以辅助过滤网的清洗。在其他实施方式中，可使用吸入扫描。此处一个或多个喷嘴扫描过滤表面。这些喷嘴具有大的吸力，导致流体向后流动，在喷嘴附近局部通过过滤网。这将沉积物拉离筛网并将沉积物送至排出阀，沉积物在排出阀处排出。以此种方式，清洗了滤网的一小部分而同时滤网的剩余部分继续正常操作。虽然一般的反冲过滤器在它们清洗循环中有停工期，但吸入扫描过滤器以较低的净通量率继续操作。如错流过滤那样，两个系统中的反冲流限制了支流的最终恢复率，其中滤液是期望产品；并且限制了最大固体密集度，其中滤出物是产品。在此处说明的本发明的某些实施方式中，过滤材料仅使用擦拭器清洗。因而，不使用反冲和/或错流。在其他实施方式中，过滤材料通过反冲或错流进行清洗。在某些实施方式中，过滤材料通过擦拭器并结合反冲或错流或这两者进行清洗。具有扩展孔隙和平滑工作表面的电铸化成型的镍筛网很适合于由擦拭器清洗。清洗期间，滤出的颗粒移动经过过滤材料的表面，例如借助于擦拭器和/或错流速度。通常有利的是使过滤材料的槽形孔隙定向成使槽形孔隙的长度尺寸基本垂直于滤出颗粒的可能路径。因而在某些实施方式中，过滤材料包括槽形孔隙，槽形孔隙定向成使得孔隙的长度方位垂直于擦拭器的运动方向。当擦拭器基本是直的且在圆柱形过滤器内侧旋转时，颗粒更能围绕过滤器成圆形 地运动而不是沿过滤器轴向向下地运动。在该情况下，狭槽可以关于过滤器的轴线定向。擦拭器也可以采取螺旋形的形式，在该情况下，颗粒可以沿着圆柱形过滤器表面上的螺旋形路径被推进。根据螺旋的螺距，该路径可能更多地沿着过滤器的轴线或沿着过滤器的周向。如果过滤材料包括槽形孔隙，这些狭槽可垂直于该路径定向，但是例如由于制造限制，在某些实施方式中使用纯轴向方向或圆周方向的定向。清理组件_擦拭器清理组件通常位于过滤组件内侧且在某些实施方式中包括一个或多个擦拭器，例如，如图2中示出的。通过在清理组件周围经过(例如，如图2中示出)，或通过清理组件(例如,如图3和图4中示出)，流体可从壳体的入口移动以接触过滤材料的内壁。被过滤的颗粒收集在过滤器的内工作表面上，并且当清理组件转动时，擦拭器清洗过滤器的工作表面，这通常是通过沿该表面移动被过滤的颗粒并将颗粒收集在擦拭器前方进行的。擦拭器还可以提升颗粒离开该表面而返回至流体中或者是到达擦拭器自身上。一个或多个擦拭器可以是直的或采用其他有用的形状。在某些实施方式中，擦拭器沿着清理组件长度采用基本螺旋形的形状。例如，参见图3和图4中的擦拭器316。在某些实施方式中，清理组件包括单个螺旋形擦拭器。在其他实施方式中，清理组件包括两个或更多个螺旋形擦拭器。螺旋形擦拭器沿过滤表面朝向壳体的一端推动颗粒，在壳体的一端处颗粒可收集于收集区中。擦拭器上的颗粒的密集度通常将在壳体的收集区的方向上增加。在某些实施方式中，一个或多个螺旋形擦拭器具有固定螺距并且在其他实施方式中所述擦拭器具有可变螺距。螺旋擦拭器的典型螺距(例如对于直径为4英寸的圆柱形过滤器)会对于清理组件的每6英寸形成一个完整的圈，换句话说，60度/英寸，但也可更少或更多。在某些实施方式中，螺旋擦拭器(一个或多个)的螺距为约10度/英寸至约360度/英寸。可变螺距擦拭器具有沿清理组件的长度变化的螺距，以适应颗粒在擦拭器上聚集。例如，螺距可以从清理组件的远端处的10度/英寸变为在最接近收集区的端部处的360度/英寸。通常有利的是，将擦拭器沿过滤器表面的速度限制为小于100英寸/秒，但该值可根据过滤器和擦拭器的设计，这个值可以更高或更低。在擦拭器接触过滤材料的实施方式中，擦拭器和过滤材料之间的摩擦导致擦拭器或过滤材料或这两者的磨损。更快的擦拭器能在壳体的非过滤区中形成更多紊流，紊流可能干扰颗粒朝向收集区的运动。擦拭器可使颗粒破裂成较小的颗粒，较小的颗粒然后通过过滤材料。当擦拭器速度受限时，通过添加更多的擦拭器可增加对材料的清洗频率。清理组件通常具有的擦拭器为约I个至约10个，例如2、4、或8个擦拭器，但可以更 多或更少。擦拭器可采用多种形式，例如，刷子、刮板和刮刀，并且可以是刚性或挠性的。在一个实施方式中，多个擦拭器都采用相同的形式，而在其他实施方式中，多个擦拭器采用组合形式。刷子通常由非耐磨塑料纤维制成，如尼龙、聚丙烯、或聚酯，但刷子也可由其他合适的材料制成。当颗粒尺寸变小，刷子将不太有效而刮板将变得更有效。刮板可由任何数量的常用天然或合成橡胶制成，例如聚氨酯。在其他实施方式中，一个或多个擦拭器可包括刮刀。刮刀可以由任何数量的合适塑料制成，如聚碳酸酯和PTFE，或其他合适的材料。在某些实施方式中，可通过偏转擦拭器(如刷子或刮板)，来紧靠过滤器的表面来预先装载一个或多个擦拭器。在其他实施方式中，擦拭器316中的至少一个不接触过滤器的表面214，但延伸至稍高于该表面的高度。在某些实施方式中，擦拭器可以从过滤器的表面延伸约0. 001英寸至0. I英寸之间的范围，例如，0. 01英寸。以此种方式，擦拭器的循环可形成流体的局部错流，该局部错流旨在沿着所述表面推动颗粒，同时擦拭器实际不接触过滤材料表面。此类擦拭器的一端或两端可以由一结构支撑和/或由如图2、图3、和图4中示出的中心结构支撑。该中心结构可以是实心的或中空的且可以采用任何数量的合适的横截面形状，例如，圆形和多边形。在本发明的一个实施方式中，该中心结构基本是圆形的且在其外表面上具有一个或多个槽。如图10中示出，擦拭器316可具有柔性背衬322，该柔性背衬插入中心结构上的槽320中。在某些实施方式中，擦拭器胶粘至槽320中。在其他实施方式中，如图10中所示，槽320为鸠尾榫形状或其他合适的形状，以保持擦拭器316。在一个实施方式中，擦拭器沿槽的长度通过摩擦保持在位。在其他实施方式中，擦拭器通过插塞、端盖、或其他合适的工具在每个端部处被固定。在其他实施方式中，一个或多个擦拭器胶粘至平滑支撑结构。如以上提及的，在其他实施方式中，擦拭器是自支撑的而不附接至在擦拭器的长度上延伸的支撑结构。然而，擦拭器可以在一端或两端处被支撑。清理组件_分配器在某些实施方式中，清理组件的中心结构包括中空管，所述中空管可用作过滤组件的分配器。该中空管平行于过滤器的长度定向。该分配器包括至少一个开口端，所述开口端与壳体中的入口流体连通。例如，分配器可以与如图4中的入口 101直接连通，或可以与入口区118连通，所述入口区随之与如3中的一个或多个入口 101连通。分配器可以在过滤器的整个长度上延伸并且分配器沿其长度具有一个或多个开口，所述开口将流体分配至过滤表面的选定部分。分配器中的一个或多个开口可基本垂直于分配器的长度。这些开口例如可以是圆形孔，例如以便方便制造，但这些开口也可以是多边形、狭槽、或任何数量的合适形状。这些开口可以包括管或其他特征，所述管或其他特征从分配器向外朝向过滤表面延伸并且将流体引导至过滤表面。具有开口 314的分配器310在图11中示出。在某些实施方式中，分配器通过360度的旋转可循序地将流体导向至过滤器的整个工作表面。在图11中示出的实施方式中，有多个开口 314且所有开口尺寸都相同。例如，这些开口可以是圆孔，直径为约0. 25英寸，并且中心沿分配器的长度以约0. 50英寸的间隔定心。在其他实施方式中，相同分配器中的多个开口具有不同的尺寸。通常有利的是，将开口尺寸设计成平衡分配至过滤器的每个选定部分的流动和压力的量。因此，这些开口在远离入口和/或分配器中与所述入口连通的开口时可以逐渐变大。这可以采用圆孔的形式，随着圆孔远离壳体中的入口 所述圆孔的直径变大。在某些实施方式中，开口从分配器的轴线径向向外指向。在其他实施方式中，开口与分配器的轴线偏移，并基本沿着分配器轴线的切线指向。与分配器轴线偏移的开口产生带有与过滤器表面相切的速度分量的流动。在本发明的某些实施方式中，该切向速度有助于使清理组件转动。此外，该错流可以延迟污垢且增加性能。当清理组件包括分配器和一个或多个擦拭器时，开口的样式可以与擦拭器的形状匹配。这例如在图11和图12中示出，其中开口 314的样式总体上与一个或多个擦拭器316的形状匹配。从而螺旋形擦拭器316将具有螺旋形样式的开口 314。在一个实施方式中，开口 314是如图11示出的螺旋形样式的孔，而在另一个实施方式中，所述开口是如图12示出的一个或多个螺旋形狭槽。开口的尺寸可以沿着分配器的长度变化。例如，狭槽宽度可以沿着分配器310的长度变化。狭槽宽度可以随与进入分配器中的入口的距离而增加。当有多于一个擦拭器时，开口样式通常与每个擦拭器相关联。开口样式可以相对于擦拭器交替，使得每两个擦拭器之间有一开口样式。清理组件_支撑和驱动清理组件可以在一端或两端处被一个或多个轴承支撑，例如，滚珠轴承和径向轴承(journal bearing)。在图4和图13示出的实施方式中，清理组件300由套筒轴承330支撑于入口管118上，所述入口管延伸进壳体。还可以包括一个或多个密封件，如0型环密封件322，以限制流体在轴承周围流动。传动轴404穿透盖401，还可以由一个或多个轴承支撑且由一个或多个密封件密封。该传动轴可以例如通过花键传动、方形传动或联锁面齿轮来耦接至清理组件300。盖组件400包括电机402，所述电机耦接至传动轴404且驱动清理组件300来旋转。具有电机402和轴404的盖组件可以从壳体移除，从而使轴404从清理组件300脱离连接。在其他实施方式中，分配器不与盖组件脱离连接，而是与盖组件一起移除。在另一个实施方式中，如图2和图3中示出且在图14中进一步示出，清理组件完全由传动轴支撑，所述传动轴被轴承支撑且在壳体的一端处密封。电机402 (在壳体的外侧)耦接至传动轴404且驱动清理组件400来旋转。在又一些实施方式中，清理组件由其他机构驱动，如通过手或通过涡轮驱动。涡轮的位置可以布置成使得流入壳体的流体通过涡轮并转动清理组件。例如，在图2和图3中示出的实施方式中，清理组件可以包括位于壳体的入口区118中的涡轮(未示出)。从入口区118经过而到达分配区210的流体将通过涡轮，从而驱动清理组件来旋转。在图13中示出的实施方式中，涡轮(未示出)可以位于分配器310内侧，使得从入口管118经过而到达分配器310的流体引起清理组件300旋转。以此种方式，无需外部动力源来驱动清理组件300。流动流体的动力可独自提供给传动机构。清理组件-入口区分隔器在某些实施方式中，可使用一个或多个分隔器以引导壳体中的流体，如将流体从入口引导至分配器。例如，当清理组件(如图14)包括分配器310时(分配器在一端打开而通向入口区)，有利的是将入口区118与分配区210分隔开。在该实施方式中，分隔器345从分配器310向外径向伸出，驱使流体流过分配器而到达过滤器。在一个实施方式中，该结构通过轴承、密封件或这两者接合过滤组件或壳体的内侧壁。在另一个实施方式中，分隔器不接合过滤组件或壳体，而是允许少量流体在分隔器周围漏出。在其他实施方式中，分隔器附接至过滤器或壳体并向内朝向分配器伸出。清理组件-收集区分隔器清理组件的旋转驱使颗粒朝向壳体的一端移动，在此颗粒收集在收集区中。收集区和清理组件通常配置为朝向排放出口推动颗粒。在某些实施方式中，分隔器可以将入口区或非过滤区与收集区分隔开。当清理组件包括分配器310时，该分配器在该区域中可以不具有开口 314，如图3 中示出，以避免紊流，但可以具有或不具有擦拭器316。收集区116中的擦拭器316可以是直的、螺旋形的或采用其他有用的形状且可以接合或不接合壳体壁。在图4中示出的实施方式中，接合过滤器的相同擦拭器继续通过收集区116而到达壳体的端部。在其他实施方式中，附加的擦拭器布置在清理组件上以接合壳体的端部。有利的是将收集区与分配区物理地分隔开，以避免颗粒返回到过滤表面。在图2和图3示出的实施方式以及图11和图12示出的实施方式中，这是通过随分配器旋转的分隔器325实现的。在其他实施方式中，分隔器是非旋转的，而是固定至过滤器壁或壳体壁。在另一些实施方式中，旋转分隔器325与固定分隔器结合使用。分隔器可以具有一个或多个开口，所述开口通常靠近过滤器壁布置，所述开口配置为允许颗粒容易地进入收集区116，但防止颗粒返回至非过滤分配区210。根据所述开口的形式，一个或多个开口可以是固定的或旋转的，或两者的组合。分隔器可以由挠性擦拭器组成，如刷子或刮板，或采用刚性结构形式，或者挠性或刚性结构的组合。在图15中示出的实施方式中，分隔器325通过清洗擦拭器316的延续部分形成并从旋转分配器310伸出。擦拭器环绕分配器310，形成外部弧。开口 332是通过在擦拭器环绕回到自身上或环绕到另一擦拭器上之前终止所述弧而形成的。清理组件_操作清理组件可以一种或多种模式操作。在某些实施方式中，每当开启流体泵送系统时，清理组件以单个恒定速率旋转。在其他实施方式中，根据检测到的过滤污垢染的水平，清理组件以多个固定速率中的一个旋转。过滤材料的污垢通常导致流量减少以及跨膜压力增加。这可通过压力传感器、流量传感器或本领域技术人员公知的其他传感器测得。例如，压力传感器可以采用压力开关的形式，当达到设定的跨膜压力水平时所述压力开关将接通。所述压力传感器也可以采用电压变换器(transducer)的形式，所述电压变换器产生与经过过滤材料的压差成比例的电力输出。清理组件的旋转速率也可以与支流的固体含量成比例地设定。这可通过使用本领域技术人员公知的一个或多个传感器完成，例如，浊度传感器和悬浮固体传感器。另一个模式是仅与那些可能导致污垢的颗粒的密集度成比例地设定旋转速率。这可通过在支流上使用颗粒计数器或者结合在入口和滤后出口处使用悬浮体传感器来完成。从而，过滤系统可以配置为响应于来自浊度传感器、悬浮体传感器和颗粒计数器中的一个或多个的信号来调节清理组件的旋转速度。清理组件可以包含一个或多个擦拭器，以使清理组件的单次旋转将一次或多次擦拭过滤材料的部分。此类擦拭器可以以从每秒一次至每秒20次的方式经过过滤材料的部分，但过滤材料的每个部分将或多或少地被擦拭。例如，具有4个擦拭器并且以150 RPM旋转的清理组件将以10次/秒的方式擦拭过滤器10。清理组件_效率通过如此处说明的表面过滤器，由于跨膜压作用在阻塞孔隙的颗粒的区域上而产生孔隙阻塞颗粒上的固位力(retentive force)。当颗粒上的固位力大于擦拭器给予的动力时将导致产生污垢。不同的擦拭器设计可或多或少地对清洗不同组成的颗粒有效。擦拭器有效性的特征在于清洗有效性因素。关于给定擦拭器设计的清洗有效性部分取决于孔隙宽度和跨膜压。清洗有效性通常保持在基本100%，直到达到临界压力，此时随着压力继续增力口，清洗有效性迅速地降低至0%。在临界压力处或之上，擦拭器不能影响直径持续增加的孔隙阻塞颗粒。在临界跨膜压之外的操作形成衰减的通量曲线，或换句话说，该临界跨膜压·是总过滤速率随时间降低的压力。例如，对于具有20微米宽的狭槽的筛网以及具有直径为
0.006英寸的尼龙丝的尼龙刷的临界压力大致为3psi且可以小至2psi或者甚至是lpsi。在本发明的一个实施方式中，过滤系统在临界跨膜压之下连续操作。在另一个实施方式中，过滤系统在临界压力以上操作，但在较短的时间内周期性地降低至临界压力之下，从而允许擦拭器清洗过滤器。临界压力可通过随时间监控在各种压力下的过滤速率以及确定清洗有效性降低至不可接受水平所处的压力来确定。跨膜压调节可以多种方式实现过滤系统的控制跨膜压的操作，例如在临界跨膜压之下的操作。在本发明的某些实施方式中，过滤系统通过变速泵供给，变速泵由驱动电子装置和压差变换器控制。驱动电子装置改变泵叶轮的速度，泵叶轮改变泵的流量和压力输出，以产生相对恒定的跨膜压。在其他实施方式中，过滤系统由单速泵供给，并且附加部件用于调节跨膜压。在图16中示意性地示出了示意性的过滤系统以及附加的流体系统部件。当过滤系统由单速泵512供给时，由于过滤污垢引起的流量降低导致泵供给的压力增加并且随后导致在壳体非过滤区处的压力增加。可通过减少壳体非过滤区中的压力或增加壳体的滤后区上的压力来保持跨膜压。在本发明的一个实施方式中，入口处的流动通过流体系统部件509限制，从而减少非过滤区的压力，如图16中示出。这可通过被动调节器实现，例如，压力调节器和压差调节器；或通过流量控制阀实现，例如，球阀和蝶阀。在另一个实施方式中，滤后出口 511处的流动是通过流体系统部件503限制的，从而增加壳体的滤后区上的压力。这可通过使用流量控制阀或被动调节器实现，例如，背压调节器和背压差调节器。在某些实施方式中，跨膜压是通过入口处的压力调节器和滤后出口处的背压调节器的组合来保持的。在某些实施方式中，背压差调节器位于滤后出口处并且压力调节器没有位于入口处。在又一些实施方式中，压差调节器位于入口处并且背压调节器位于滤后出口处。在某些实施方式中，使用流量控制阀或减压阀来增加排放出口 506处的流动。通过入口的增加的流量降低了泵供给的压力并因而降低了壳体的未过滤区上的压力。在其他实施方式中，出口处的流量限制器与压力源结合使用，以主动地提升壳体的滤后区中的压力，从而减少经过过滤材料的压差。在某些实施方式中，被动流体和压力贮存器501功能性地位于过滤材料和滤后出口处的任何调节器503之间。这提供了贮存器，以便当出现污垢时使经过过滤材料的压力和流量相等。所述忙存器可采用蓄电槽(accumulator tank)501的形式或简单地为被捕获在壳体中的气泡，其中所述贮存器可与壳体的滤后区连通。排放净化收集在收集区中的颗粒可通过一种或多种方法从壳体中排净(purge)。在某些实施方式中，对该系统供给的泵关闭且排放阀打开。然后壳体中的颗粒和流体排出。这例如对于游泳池以及要考虑成本并期望例行维修的其他商业应用来说是有用的。在其他实施方 式中，排放阀全开而泵继续运行。这冲洗收集区，同时也导致壳体的未过滤区中压力突降。该压力的降低可有助于使可能保留颗粒的任何孔隙畅通。当压力和流体贮存器存在于滤后出口处时，少量的流体可以回流通过过滤器的孔隙，从而进一步有利于排出卡住的颗粒。通过同时关闭位于滤后出口处并在贮存器之后的阀来进一步辅助该被动回反冲，如图16中的阀503。在其他实施方式中，该过滤系统运转，同时排放出口仅保持稍微开启。小部分的流体(通常范围为1%至10%)通过带有滤出的颗粒的排放而离开。该自然性的连续排放通常被称为旁通流量或盐水流。在其他实施方式中，该系统作为错流过滤器操作。在此类配置中，一定量的流动通过排放流出并形成与过滤器表面相切的流速。该切向流动作为清洗机构，该清洗机构可自身工作或与擦拭器结合工作，以减少或消除污垢。在错流应用中，该旁通流最优以约50%运行，但范围可以是从约10%至90%。在某些实施方式中，旁通流单个通过过滤系统。在其他实施方式中，旁通流被泵送回该系统并多次通过过滤器。也可能从该系统排净颗粒，而基本不影系统的压力和流动。某些实施方式使用位于排放出口处的旋转阀。此类阀具有阀元件，阀元件具有一个或多个腔，所述腔可通过阀元件的旋转而首先通向收集区然后通向排放装置。该阀周围的密封件保持该收集区中的压力。旋转阀可以由电机或手驱动。在一个实施方式中，该阀耦接至分配器且同时驱动。如果耦接至分配器，所述阀将通常通过一个或多个齿轮耦接，以相对于分配器减少阀的转速。典型的传动比为1:100，但可低至I :10或高至1:1。在一个实施方式中，每当过滤器操作时，所述阀以连续的方式操作。在其他实施方式中，一个或多个传感器或开关操作该阀。该阀可由定时器操作；响应于过滤污染；或响应于收集区中聚集的固体。过滤污垢可由增加的压差或减少的流量表示，所述压差或流量可由压力和流量传感器检测。固体聚集可由各种传感器检测，例如，光学传感器和声传感器。在一个实施方式中，所述阀是附接排放出口的独立单元。在其他实施方式中，所述阀整合入壳体的端部或侧壁。结论在之前的说明中，描述了各种示例性实施方式。然而，显而易见，在不违背权利要求中定义的本发明的宽泛精神和范围的情况下，可对这些实施方式进行各种修改和变化。因此，说明书和附图仅应视为示意性的而 不是限制性的。
权利要求
1.一种流体过滤装置，包括 中空壳体，包括入口和滤后出口 ； 中空过滤组件,位于所述壳体内侧且包括具有内表面和外表面的过滤材料,其中所述过滤材料包括在所述内表面处比在所述外表面处窄的扩展孔隙；以及旋转式清理组件，位于所述过 滤组件内侧。
2.根据权利要求I所述的过滤装置，其中，所述过滤材料包括平滑内表面。
3.根据权利要求I所述的过滤装置，其中，所述过滤材料包括电化成型的镍筛网。
4.根据权利要求I所述的过滤装置，其中，所述孔隙在所述孔隙开口的最小宽度处的边界基本上限定所述工作表面上的最高局部点。
5.根据权利要求I所述的过滤装置，其中，所述扩展孔隙是槽形孔隙。
6.根据权利要求5所述的过滤装置，其中，所述槽形孔隙的长度基本上关于所述清理组件的旋转轴线定向。
7.根据权利要求I所述的过滤装置，其中，所述孔隙在最窄点处的宽度为从约I微米至约500微米。
8.根据权利要求I所述的过滤装置，其中，所述中空壳体是圆柱形的。
9.根据权利要求I所述的过滤装置，其中，所述过滤组件是圆柱形的。
10.根据权利要求I所述的过滤装置，其中，所述清理组件包括擦拭器。
11.根据权利要求10所述的过滤装置，其中，所述擦拭器是螺旋形的。
12.根据权利要求10所述的过滤装置，其中，所述擦拭器紧靠所述过滤材料的内表面而预先装载。
13.根据权利要求10所述的过滤装置，其中，所述擦拭器不接触所述过滤材料的内表面。
14.根据权利要求I所述的过滤装置，还包括转动所述清理组件的电机。
15.根据权利要求I所述的过滤装置，其中，所述清理组件包括具有一个或多个开口的分配器。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述分配器在所述过滤器的长度上延伸。
17.根据权利要求15所述的过滤装置，其中，所述分配器包括开口端， 所述开口端与所述壳体中的所述入口连通。
18.根据权利要求I所述的过滤装置，还包括在所述滤后出口处的背压差调节器。
19.根据权利要求18所述的过滤装置，其中，所述背压差调节器配置为将经过所述过滤材料的压力调节为小于5psi。
20.根据权利要求I所述的过滤装置，还包括在所述入口处的压力调节器以及在所述滤后出口处的背压调节器。
21.根据权利要求20所述的过滤装置，其中，所述压力调节器和所述背压调节器配置为将经过所述过滤材料的压力调节为小于5psi。
22.一种过滤装置，包括 壳体； 环形过滤器，在所述壳体内，所述环形过滤器包括外表面和平滑内表面； A 口，位于所述壳体内，并与所述过滤器的内表面连通；以及出口，位于所述壳体内，并与所述过滤器的外表面与所述壳体之间的空间连通； 背压差调节器，位于所述出口处，所述背压差调节器配置为将经过所述过滤器的压力调节为小于5psi。
23.根据权利要求22所述的过滤装置，还包括位于所述过滤器内的清理组件。
24.根据权利要求23所述的过滤装置，其中，所述清理组件包括擦拭器。
25.根据权利要求22所述的过滤装置，其中，所述过滤器包括电铸筛网。
26.根据权利要求25所述的过滤装置，其中，所述电铸筛网为电铸镍筛网。
27.根据权利要求22所述的过滤装置，其中，所述孔隙是槽形孔隙。
28.根据权利要求22所述的过滤装置，其中，所述过滤器包括在所述内表面处比在所述外表面处窄的孔隙。
29.一种过滤流体的方法，包括 提供过滤装置，所述过滤装置包括 壳体； 环形过滤器，位于所述壳体内，所述环形过滤器包括内表面、外表面、以及在所述外表面处比在所述内表面处宽的孔隙； 以及 清理组件，包括位于所述过滤器内的一个或多个擦拭器； 将所述流体供给至所述过滤器的内侧； 使所述流体通过所述过滤器；以及 在所述过滤器内侧使所述清理组件旋转，使得所述一个或多个擦拭器擦拭所述过滤器的内表面。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述一个或多个擦拭器是螺旋形的。
31.根据权利要求29所述的方法，其中，所述擦拭将被过滤的颗粒从所述过滤器的内表面移动至所述壳体内的收集区。
32.根据权利要求29所述的方法，其中，所述一个或多个擦拭器接触所述过滤器的内表面。
33.根据权利要求29所述的方法，其中，所述擦拭器中的至少一个是刷子、刮板或刮刀。
34.根据权利要求29所述的方法，其中，所述过滤器是电铸镍筛网。
35.根据权利要求29所述的方法，其中，所述流体通过位于所述环形过滤器内的分配器供给至所述过滤器的内侧。
36.一种过滤流体的方法，包括 使所述流体通过包括扩展孔隙的环形过滤器，其中所述环形过滤器具有内表面和外表面，并且所述孔隙从所述内表面扩展至所述外表面，并且其中所述流体从所述环形过滤器的内部流至所述外部； 以及 将经过所述过滤器的压力保持为小于约5psi。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述过滤器位于一壳体内，所述壳体包括与所述过滤器的内部流体连通的入口以及与所述过滤器的外部流体连通的出口。
38.根据权利要求37所述的方法，其中，使用位于所述出口处的背压差调节器保持所述压力。
39.根据权利要求37所述的方法，其中，使用在所述入口处的压差调节器以及在所述出口处的背压调节器来保持所述压力。
40.根据权利要求37所述的方法，其中，使用在所述入口处的压力调节器以及在所述出口处的背压调节器来保持所述压力。
41.根据权利要求37所述的方法，还包括用一个或多个擦拭器擦拭所述过滤器的内表面。
42.根据权利要求41所述的方法，其中，所述一个或多个擦拭器在所述环形过滤器内旋转。
43.根据权利要求36所述的方法，其中，所述过滤器包括电铸筛网。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，所述电铸筛网为电铸镍筛网。
全文摘要
本发明披露了过滤流体的流体过滤装置和方法。所述装置总体上包括壳体和环形过滤组件，其中过滤组件位于壳体内侧且包括过滤材料。过滤材料可以例如是具有平滑工作表面和扩展孔隙的电铸镍筛网。旋转式清理组件包括可以位于该过滤组件内侧的分配器和擦拭器。
文档编号B01D29/64GK102971059SQ201180023733
公开日2013年3月13日 申请日期2011年3月10日 优先权日2010年3月12日
发明者大卫·J·莱维特 申请人:螺旋水科技有限公司