新型过滤器、过滤单元、处理设备、方法和用途与流程

文档序号:30390674发布日期:2022-06-11 15:23阅读:128来源:国知局
新型过滤器、过滤单元、处理设备、方法和用途与流程

1.本发明涉及一种过滤器,尤其涉及一种适用于过滤微纤维的过滤器,所述微纤维可以例如来自纺织品的洗涤。本发明还涉及包括一种所述过滤器的过滤单元、一种包括所述过滤单元的处理设备(尤其是洗衣机)以及一种采用所述过滤器或过滤单元的方法或用途。


背景技术:

2.处理和清洗纺织品和织物的传统方法通常涉及使用大量水的水清洗。这些方法通常包括水浸织物,然后去除污垢,悬浮含水污垢和用水冲洗。已知本领域使用固体颗粒来改善并优化这些常规方法。例如pct专利公开wo2007/128962公开了一种使用多种固体颗粒清洗脏污基材的方法。其他披露相关清洗方法的pct专利公开包括:wo2012/056252;wo2014/006424;wo2015/004444;wo2014/147391;wo2014/006425;wo2012/035343和wo2012/167545。
3.然而,在使用大量水的常规方法和使用固体颗粒的方法中,仍然存在一个问题,即在来自这些方法的废液进入排水管之前,必须充分去除来自基材的固体废物纤维和颗粒,例如棉绒。特别是,对由合成材料(例如丙烯酸、尼龙和聚酯)制成的衣服进行处理(例如洗涤),会导致衣物上的微小颗粒或纤维被去除,并与废液一起排入排水管。合成材料的微纤维随后会到达水道,对河流和海洋生物产生负面影响。随着对废塑料材料的存在对河流、湖泊、海洋造成的潜在损害的日益认识,越来越需要显著减少或消除固体材料进入排水系统和污水系统。联合国目标14包括防止和显著减少各种海洋污染的目标,包括海洋垃圾和营养物污染,特别是来自陆地活动的污染。
4.pct专利公开wo2019/122862公开了一种用于设备的离心过滤单元,该离心过滤单元特别适用于处理设备,例如洗衣机。过滤单元特别适用于过滤固体材料,例如可能来自例如纺织品基材的清洁的纤维。
5.虽然pct公开wo2019/122862提供了出色的过滤,但是本发明人寻求在以下一个或多个方面进一步提高性能:
6.i.进一步改善过滤器在固体材料过满和/或通过过滤器的流速开始下降到所需限制以下之前,过滤器所能承受的重复清洗循环的次数或总工作量;
7.ii.提供一种过滤器,其中过滤器内的过滤介质不易堵塞,也就是说,过滤器可以以自清洁过滤介质的方式进行运转。堵塞是指当进料进入过滤介质时,过大的固体材料在过滤介质的表面上积聚,堵塞会不必要地降低进料流速和过滤器的整体效率,还导致需要拆卸和清洗过滤器;
8.iii.对于任何给定尺寸的过滤器,特别是对于过滤进料中存在的特别小的固体材料,进一步提高通过过滤器的流速;
9.iv.提供一种过滤器,其中固体材料可以更容易地去除;
10.v.提供一种易于扩展的过滤器,使其可以应用于过滤来自例如家用洗衣机或来自
工业或商业纺织品处理机的进料;
11.vi.提供一种过滤器,其中在运转期间进一步减少液体在积聚的固体材料上的流动,以免干扰固体材料。
12.vii.提供一种过滤器,该过滤器能够压实和/或部分干燥固体材料,同时不会引起任何一个或多个上述所需改进的问题;
13.根据这些期望的改进,本发明人设计了一种如本文所述的新型“过滤器”。


技术实现要素:

14.根据本发明的第一方面,提供了一种适用于过滤单元的过滤器,所述过滤器可围绕旋转轴旋转,所述过滤器包括:a)第一端、第二端和连接所述过滤器的第一端和所述过滤器的第二端的一个或多个侧壁,其中所述过滤器的第一端、第二端和一个或多个侧壁限定过滤室;b)位于所述过滤器的第一端的入口,其中所述入口被配置为允许进料进入所述过滤室;c)具有第一表面的过滤介质,其中所述第一表面是进料通过其进入所述过滤介质并被过滤的表面;和其中满足以下一项或多项要求:i)所述第一表面的至少一部分被定向成使得当所述过滤器运转并绕所述旋转轴旋转时,积聚在所述第一表面上的任何固体材料被推离所述第一表面;ii)所述过滤器的至少一个侧壁可以具有穿孔,条件是所述穿孔占据所述至少一个侧壁不超过50%的表面积;iii)所述过滤器还包括由所述过滤室内的一个或多个表面限定和约束的流道,所述流道具有至少一部分,所述部分在运转期间不与所述过滤器的旋转轴重合,在运转期间也不相对于所述旋转轴呈径向;iv)所述过滤器包括多个过滤介质,其中至少一些所述过滤介质是层叠的。
15.应当理解,本文所述的过滤器是离心过滤器。
16.过滤介质
17.过滤介质通常具有穿孔。
18.通常,按照优选度增加的顺序,过滤介质的穿孔的平均最大尺寸为至少约1μm、至少约2μm、至少约5μm、至少约10μm、至少约20μm、至少约30μm和至少约40μm。通常,过滤介质的穿孔的平均最大尺寸不超过约2mm,优选不超过约1mm,优选不超过约500μm,优选不超过约250μm,更优选不超过约100μm。通常,穿孔的平均最大尺寸为约10μm至约250μm。平均值优选为算术平均值。
19.对于进料中是或包括纤维的固体材料颗粒,通常且特别地,纤维的最长线性尺寸大于约1μm且通常不超过约5mm,通常不超过约1mm,并且这些穿孔尺寸提供了有利的过滤效率。
20.通常,防止进料中至少约50wt%、至少约60wt%、至少约70wt%、至少约80wt%、至少约90wt%、至少约95wt%或至少约99wt%的固体材料通过过滤器。
21.可以容易地测量过滤器能够防止通过的固体材料的重量百分比,例如,通过测量
当从过滤单元移除时的过滤器的质量,然后将已知质量的固体材料与已知体积的水混合以制成进料。然后在过滤单元中运转过滤器以过滤进料并尽可能从进料中去除固体材料。通过移除过滤器并在过滤结束时重新测量其质量,可以计算收集到的固体的质量,因此,也可以计算收集到的固体相对于与水混合制成进料的固体的质量的百分比。
22.通常,防止最大尺寸大于约2mm、大于约1mm、大于约500μm、大于约200μm、大于约100μm、大于约50μm、大于约32μm、大于约10μm、大于约5μm或大于约1μm的固体材料通过过滤器。
23.过滤介质可以是海绵、多孔陶瓷、网、编织网或具有孔的层状表面的形式。过滤介质优选包括单层,该单层优选具有上述平均尺寸的孔。
24.优选地,过滤介质的形状尽可能平坦。因此,优选过滤器的长宽比大于5∶1,更优选大于10∶1,该长宽比由其最长线性长度与其深度进行限定。
25.过滤介质具有第一表面,其中第一表面是进料通过其进入过滤介质并被过滤的表面。优选地,所述过滤介质的第一表面是平面的。本发明人发现平面表面在本发明中特别有效,因为固体材料不容易堵塞这样的表面。本发明人还发现,具有平面表面的过滤介质的过滤器的运转具有更好的“自清洁”能力。应当理解,优选地所有或基本上所有进料都通过过滤介质并由此被过滤。
26.过滤介质的第一表面可以可选地为波纹状、凸状或凹状,在这种情况下,优选至少一部分这样的表面如本发明第一方面的要求i中所述进行定向。对于波纹状、凸状或凹状表面,优选的是波纹的幅度或凸状或凹状的程度相对较小,使得这些表面可以相对于旋转轴作为整体进行对齐或定向。
27.优选地,过滤介质是平面的。过滤介质本身也可以可选地为波纹状、凸状或凹状,尽管这些形状是不太优选的。本发明人发现平面过滤介质在本发明中特别有效,因为存在于进料中的固体材料不易堵塞这种过滤介质。本发明人还发现,具有平面过滤介质的过滤器的运转具有更好的“自清洁”能力。
28.优选地,过滤介质的第一表面不与一个或多个侧壁中的任何一个重合或共享。
29.特别优选编织网、网或具有孔的层状表面形式的过滤介质。
30.具有多个层的过滤介质也是可能的,所述多个层可以可选地具有不同平均尺寸的孔。
31.过滤介质通常附接到过滤器支架上。过滤器支架通常是刚性结构,可以由热塑性塑料、热固性塑料、金属、合金、陶瓷等制成。更优选地,多个过滤介质附接到过滤器支架上。优选地,与支架结合的过滤介质或多个介质基本上是平面的,更特别地,呈圆盘形状,具有或不具有朝向圆盘圆周的切口部分。
32.优选地,附接到每个过滤器支架上的过滤介质具有相同的尺寸,更优选地是等间距的。
33.过滤器支架上的过滤介质的优选布置是使每个过滤器占据一段过滤器的位置,其中过滤器支架和过滤介质的组合基本上为圆盘形,具有或不具有朝向圆盘圆周的切口部分。
34.过滤介质和支架优选地采用过滤层的形式。
35.进料
36.本文中所使用的“进料”是由过滤器进行过滤的材料。通常,进料是包括固体材料的液体。通常,进料包括已经用于处理基材的处理制剂。进料中固体材料的量可以根据被处理的基材、处理的类型和处理的阶段而变化。因此,进料中的固体浓度可能变化很大。
37.所收集的固体材料通常包括源自基材(也称为“棉绒”)、污垢或其组合的纤维或颗粒。
38.优选地,进料是流体。优选地,进料不是糊状或半固体的形式。进料优选是液体,尤其是含水液体。当进料包括除水以外的液体时,这些液体可以是醇、酮、醚、环酰胺等。优选地,液体包括至少50wt%、更优选至少80wt%、最特别是至少90wt%的水。
39.进料中存在的固体材料可以是颗粒形式。优选地,颗粒是或包括纤维。进料优选包括至少一些纤维作为固体材料。进料中的纤维可以是天然的、合成的、半合成的或其混合物。
40.对于是或包括纤维的颗粒,纤维的最长线性尺寸大于约1μm且通常不超过约5mm,通常不超过约1mm。最长线性尺寸大于约1μm并且通常不长于约5mm、通常不长于约1mm的纤维通常被称为“微纤维”。
41.在进入过滤器之前,进料优选包括小于30wt%,更优选小于20wt%,尤其是小于10wt%的固体材料(作为固体材料和液体总质量的百分比)。
42.进料优选包括至少0.001wt%,更优选至少0.01wt%,尤其是至少0.1wt%的固体材料(作为固体材料和液体总质量的百分比)。
43.优选地,进料包括约0.01wt%至约5wt%的固体材料,更优选地包括约0.1wt%至约3.5wt%的固体材料(作为固体材料和液体的总质量的百分比)。
44.第一端、第二端和一个或多个侧壁
45.过滤器的第一端、第二端和一个或多个侧壁可以各自独立地是或包括热塑性塑料、热固性塑料、金属、合金或陶瓷材料。
46.位于过滤器的第一端的入口可以沿着旋转轴定位。替代地或另外地,第一端中的入口可以位于过滤器的第一端中,进一步远离旋转轴,例如朝向侧壁与第一端相交的地方。
47.第二端优选具有易于与过滤单元的驱动装置接合的表面。
48.优选地,第一端、第二端和侧壁形成过滤器形状,该过滤器形状易于绕旋转轴旋转,在旋转时不会引起任何实质性的不平衡或振动。当从第一端看向第二端时,过滤器的优选形状具有旋转对称性。过滤器的优选形状是或近似于圆柱形。圆柱形是最优选的,尽管基于具有或不具有平滑边缘的高阶多边形的棱柱很好并且非常适合近似圆柱形。高阶多边形包括具有5条或更多条边的多边形,例如6、7、8、9和10条边。
49.优选地,一个或多个侧壁附接到第一端;并且第二端可从一个或多个侧壁拆卸。实现所述可拆卸性的合适方式包括夹子、螺栓、螺钉、磁铁、螺纹、干涉表面等。在第二端可从一个或多个侧壁拆卸的情况下,优选提供密封件。合适的密封件的示例包括o形圈、垫圈等。
50.本发明人已经发现这种“可拆卸性”特别有助于容易地拆卸过滤器以及接近和清除积聚在一个或多个侧壁的内表面上的固体材料。
51.甚至更优选地,过滤器被构造成使得第一端和侧壁可以从过滤器分离,留下第二端和过滤介质。这样,可以在不干扰过滤介质的情况下移除第一端和侧壁。
52.第一端和/或第二端中的过滤介质
53.优选地,过滤器具有位于过滤器的第一和/或第二端的过滤介质。这种过滤介质可以对进料进行过滤,但也可以有助于在将过滤器从过滤单元中移除之前和将积聚的固体材料从过滤器中移除之前对积聚的固体材料进行脱水。优选地,在这种过滤介质存在于第一端和/或第二端的情况下,可以通过旋转过滤器,尤其是旋转过滤器以使液体从积聚的固体材料中旋出,来实现积聚的固体材料的脱水。
54.叶轮
55.过滤器可选地包括叶轮。在过滤器包括叶轮的情况下,叶轮在过滤器运转期间与过滤器本身一起旋转。叶轮的旋转有助于推动料液通过过滤器。在存在叶轮的情况下,过滤器既可以用作过滤器,也可以用作液体泵。叶轮可以采用从旋转轴径向向外延伸的多个叶片的形式。典型的叶轮具有2至10个叶轮叶片,优选2、3、4、5、6、7或8个叶片,更优选这些叶片在过滤室中等距隔开。
56.叶轮可以是过滤器内的叶轮层的形式。过滤器中可以存在多个叶轮,这些叶轮可以是叶轮层的形式。
57.优选地,叶轮层基本上为圆盘形,具有或不具有朝向圆盘圆周的切口部分。
58.导向层
59.过滤器可以包括导向层,该导向层有助于将已经通过过滤介质的液体流导向流道的共用部分。
60.优选地,导向层为圆盘形式,具有或不具有朝向圆周的切口部分。
61.层的组合
62.当过滤器包括多种过滤介质时,其中至少有一些过滤介质是层叠的,如要求iv所述。优选另外具有一个或多个导向层和可选地一个或多个叶轮层,其优选也是堆叠的。
63.优选地,过滤器包括导向层、过滤层和可选的叶轮层。优选地,这些层与导向层、可选的叶轮层和过滤层以该顺序或相反的顺序堆叠,从最靠近第一端延伸到最远离第一端。
64.更优选的顺序是过滤层、可选叶轮层、导向层、可选叶轮层、过滤层。在该顺序中,一个导向层与两个过滤层和可选地两个叶轮层相关联。
65.当过滤器包括层时,过滤层、导向层和任选的叶轮层中的每一个优选地具有可以对齐的开孔。优选地,开孔位于每层的圆周周围,靠近侧壁。这些对齐的开孔优选形成流道的共用部分。
66.这些层优选也是圆盘形的。
67.每层优选地具有朝向圆周的切口部分,这些切口部分彼此对齐。通过这种对齐,切口部分提供了在所述过滤器的运转过程中存在于进料中的固体材料能够积聚在一个或多个侧壁的内表面上的区域。
68.这些层优选地还具有开口,一个或多个引导件可以通过这些开口插入。这些引导件用于锁定和对齐各层。这样,在过滤器使用时的运转和旋转过程中,形成流道的共用部分的上述开孔被适当地固定就位。
69.这些层优选地由位于最靠近第一端的顶层终止。
70.每层优选具有轴向开孔,该轴向开孔允许进料流向一种或多种过滤介质。层中的轴向开孔优选与第一端中的入口对齐。
71.积聚区域
72.优选地,过滤器包括一个或多个区域,在所述过滤器的运转期间,所进料中存在的固体材料在所述一个或多个区域上可以积聚在一个或多个侧壁的内表面。
73.过滤器可以包括围绕侧壁内表面的单个区域,特别是当侧壁是圆柱形时。
74.过滤器可以包括围绕侧壁内表面的多个区域。这些区域可以彼此分离。
75.每个区域优选位于过滤介质的径向外侧。
76.当过滤器包括不止一种过滤介质时,可以使每个区域与一种或多种过滤介质相关联。
77.可选地,过滤器可以包括多个区域,并且每个区域可以单独地打开或从过滤器分离。通过这种方式,本发明人发现可以容易地接近和去除积聚在过滤器中的固体材料。
78.当过滤器包括如在本发明的第一方面中的要求iv所述的多个堆叠层时,每一层优选地具有一个或多个朝向圆周的对齐的切口部分。通过这种对齐,切口部分提供了在所述过滤器的运转过程中存在于进料中的固体材料能够积聚在一个或多个侧壁的内表面上的区域。固体材料在侧壁内表面周围区域的积聚避免了进料流通过过滤器时的堵塞。
79.出口
80.过滤器优选包括一个或多个出口,过滤后的进料通过该出口离开过滤器。在要求iii是强制性的情况下,流道优选地终止于过滤器中的流道出口。优选地,除了已过滤的进料之外,没有其它种类的液体流离开过滤器或过滤单元。
81.过滤器中的出口可以是位于例如第一和/或第二端的一个或多个过滤介质的形式。如上所述,这些特别适用于对固体材料进行脱水。不太优选的是,出口可以来自可选地存在于侧壁中的穿孔。
82.在任何情况下,出口优选地位于第一端和/或第二端。典型地,出口朝向第一端或第二端的外围,并且进一步远离旋转轴。
83.滤筒
84.根据本发明第一方面的过滤器优选为滤筒的形式。优选地,滤筒可以容易地插入过滤单元中,并附接到过滤单元内的驱动装置上。
85.要求i)
86.优选地,过滤介质的第一表面的至少一部分被定向成使得当过滤器运转并绕旋转轴旋转时,积聚在所述第一表面上的任何固体材料被推离所述第一表面。
87.优选地,积聚在所述第一表面上的任何固体材料在从过滤器的旋转轴径向向外的方向上被推动。优选地,固体材料被推向一个或多个侧壁。积聚在第一表面的固体材料可以被推动,以便沿着过滤介质的表面滑动,只要它最终被推动远离第一表面。
88.除非有相反的说明,词语“第一表面”是指进料通过其进入过滤介质并被过滤的表面。应当理解,在现有技术的过滤器中,这是过滤器的表面,固体材料将倾向于在该表面上积聚。
89.本发明人发现,当第一表面的部分如本发明第一方面的要求i所述定向时,过滤介质不容易堵塞或在所述第一表面上积聚固体材料。在这种过滤器的运转过程中,从理论上讲,过滤器围绕旋转轴的旋转在停留在第一表面上的过滤材料上引起或施加向心力,该向心力反过来推动和移动固体材料远离第一表面。这样,过滤器在运转时具有“自清洁”过滤介质的能力。
90.第一表面的定向可以在平行于径向平面或相对于径向平面成角度的平面中。按照优选度增加的顺序,当过滤器运转时,所述第一表面的至少一部分优选地定向在与径向平面成不超过50度、不超过40度、不超过30度、不超过20度、不超过10度、不超过5度、不超过3度、不超过2度的平面中。在图1中,这个角度标为α。
91.径向平面优选地被限定为当过滤器运转并绕旋转轴旋转时垂直于旋转轴的平面。
92.或者,所述第一表面的至少一部分可以定向成使其面向至少一个侧壁。在这种情况下,第一表面的至少一部分可以平行于旋转轴定向,或者可以相对于旋转轴成一定角度定向。按照优选度增加的顺序,平行于旋转轴成的角度优选不大于40度、不小于30度、不大于20度、不大于10度、不大于5度、不大于3度、不大于2度。在图3中,这个角度标为β。
93.按照优选度增加的顺序,如要求i中所述的所述第一表面的部分为所述第一表面的表面积的至少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%或全部(即100%)。百分比基于面积,因此举例来说,具有总面积为10cm2的第一表面和面积为5cm2的如上所述定向的部分的过滤介质等于50%。
94.优选地,在过滤器的运转期间,进料在远离旋转轴并朝向一个或多个侧壁的方向上流过所述第一表面。
95.优选地,过滤介质的第一表面不与一个或多个侧壁中的任何一个重合或共享。
96.当进料通过过滤介质时,优选在其通过过滤介质时沿非径向向外的方向进行。
97.进料可以在平行于旋转轴或与旋转轴偏移一定角度的方向上通过过滤介质。按照优选度增加的顺序,偏移角度不超过50度不超过40度、不超过30度、不超过20度、不超过10度、不超过5度和不超过2度。
98.进料可以沿径向向内的方向通过过滤介质。该进料方向特别适合于面向至少一个侧壁的第一表面。
99.也就是说,进料可以沿从远离旋转轴到靠近旋转轴的方向通过过滤介质。该方向可以相对于旋转轴成一定角度,并且按照优选度增加的顺序,优选与旋转轴平行不超过40度、不超过30度、不超过20度、不超过10度、不超过5度、不超过3度、不超过2度。
100.要求ii)
101.优选地,过滤器的至少一个侧壁可以具有穿孔,条件是所述穿孔占据所述至少一个侧壁不超过50%的表面积;
102.按照优选度增加的顺序,过滤器的至少一个侧壁可以具有穿孔,条件是所述穿孔占据所述至少一个侧壁的表面积不超过40%、不超过30%、不超过20%、不超过10%、不超过5%、不超过3%、不超过2%、不超过1%和不超过0.5%。举例来说,侧壁的总面积为10cm2,穿孔的总面积为2cm2,相当于20%。
103.按照优选度增加的顺序,当过滤器具有两个或更多个侧壁时,那么过滤器的两个或更多个侧壁可以具有穿孔,条件是所述穿孔占据所有侧壁总表面积的总量不超过40%、不超过30%、不超过20%、不超过10%、不超过5%、不超过5%、不超过3%、不超过2%、不超过1%。
104.更优选地,至少一个侧壁没有穿孔。甚至更优选地,过滤器中不存在具有穿孔的侧壁。
105.本发明人确定,如上所述的侧壁提供了特别合适和有效的表面,在过滤器的运转
过程中,固体材料可以积聚在该表面上。特别地,本发明人发现,当需要从过滤器中去除积聚的固体材料时,较低水平的侧壁孔隙率使得过滤器更容易清洁。还发现,当过滤器已经运转了许多循环或者已经过滤了较大总量的进料时,在过滤器的侧壁中使用孔导致增加了孔变得堵塞和/或流速降低的倾向。
106.优选地,一个或多个侧壁附接到第一端;并且第二端可从一个或多个侧壁拆卸。这种“可拆卸性”使过滤器易于拆卸,并允许接触和清洁积聚在一个或多个侧壁的内表面上的固体材料。
107.甚至更优选地,过滤器被构造成使得第一端和侧壁可以从过滤器分离,留下第二端和过滤介质。这样,可以在不干扰过滤介质的情况下移除第一端和侧壁。
108.优选地,过滤器包括一个或多个区域,在所述过滤器的运转期间,所进料中存在的固体材料在所述一个或多个区域上可以积聚在一个或多个侧壁的内表面。
109.要求iii)
110.优选地,过滤器还包括由过滤室内的一个或多个表面限定和约束的流道,所述流道具有至少一部分,所述部分在运转期间不与所述过滤器的旋转轴重合,在运转期间也不相对于所述旋转轴呈径向。
111.优选地,流道的至少一部分由通道、管、管道等形式的一个或多个表面进行限定和约束。
112.优选地,流道终止于过滤器中的流道出口。
113.优选地,过滤器中的流道出口位于过滤器的第二端。
114.优选地,所述流道不受一个或多个表面的限定和约束,所述一个或多个表面包括任一所述侧壁的内表面。
115.优选地,所述流道与所述一个或多个侧壁以及所述过滤器的旋转轴分离。
116.优选地,过滤器具有流道,该流道被构造成使得在运转时,沿流道流动的过滤后的进料不会干扰已经积聚在一个或多个侧壁的内表面上的固体材料。
117.本发明人已经发现,使用这些流道的一个优点是,它降低了干扰已经积聚在一个或多个侧壁的内表面上的固体材料的趋势。第二个优点是过滤后的进料可以容易地离开过滤器,从而提供良好的流速。
118.优选地,过滤器包括多个过滤介质。
119.优选地,过滤器包括如本发明的第一方面的要求iii中限定的多个流道。
120.优选地,过滤器包括多个过滤介质和多个流道,更优选地,每个流道与过滤介质相关联。
121.优选地,每个流道开始于相关联的过滤介质附近,更优选地,流道开始于进料刚刚通过相关联的过滤介质的位置附近。优选地,流道不包括穿过过滤介质的通道。
122.优选地,流道的至少一部分是共用的,并且更优选地终止于过滤器中的共享流道出口。
123.当过滤器运转时,流道的共用部分优选地相对于过滤后的进料的流动从更靠近第一端向第二端延伸。流道的共用部分可以平行于旋转轴,或者可以相对于旋转轴成角度。按照优选度增加的顺序,平行于旋转轴成的角度优选不超过60度、不超过30度、不超过20度、不超过10度、不超过5度、不超过3度、不超过2度。流道的共同部分优选地不靠近中心轴线。
流道的共用部分优选从旋转轴向外朝向一个或多个侧壁至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%和至少80%。因此,半径为10cm的圆柱形过滤器,其中共用部分平行于旋转轴延伸,但是距离旋转轴8cm,距离侧壁2cm,等于80%向外朝向圆柱形侧壁。
124.尽管2、3、4、5、6、7、8、9和10个共用部分是容易适用的,但是过滤器可以具有任意数量的流道共用部分。
125.优选地,过滤器具有多个流道出口。优选地,每个流道共用部分有一个流道出口。
126.要求iv)
127.优选地,过滤器包括多个过滤介质,其中至少一些过滤介质是层叠的。
128.优选地,其中堆叠层中的过滤介质都具有相同的形状,这些形状选自具有平面、波纹、凹面和凸面形状的那形状。
129.优选地,堆叠层中的过滤介质都具有平面形状。
130.层叠的过滤介质的数量优选为至少2层、至少3层、至少4层、至少5层和至少6层。可以堆叠任意数量的过滤介质,尽管堆叠不超过1000个,更优选不超过100个,尤其是不超过50个。
131.优选堆叠层,使得每层基本平行于径向平面。这些层优选地基本平行于第一端和第二端。
132.优选地,所有层都在基本平行的平面内。
133.本文中的“基本平行”优选是指相对于平行的角度为20
°
或更小,更优选为10
°
或更小,并且不需要完全或精确平行。
134.当过滤器为圆柱形时,这些层优选为圆盘形式,可选地具有一个或多个朝向圆盘圆周的切口部分。优选地,圆盘基本平行于第一端和第二端并且基本平行于径向平面堆叠。
135.盘优选被堆叠,使得盘的中心与旋转轴对齐。
136.优选地,每个过滤介质都与进料流体连通。
137.优选地,每层具有位于旋转轴附近的开孔,该开孔可以与位于过滤器第一端的入口对齐。
138.多个堆叠的过滤介质的至少一部分可以被布置成并联而非串联地过滤来自入口的进料。多个过滤介质的至少一部分可以布置成各自平行地接收来自入口的未过滤的进料。这样,进料通过入口进入过滤室并通过一种过滤介质。
139.多个过滤介质的至少一部分可以包括相同的孔径。多个过滤介质的至少一部分可以包括相同的过滤材料。
140.本发明人已经发现,当过滤器包括多个层叠的过滤介质时,对于给定的过滤器尺寸,可以显著提高流速。此外,通过具有这种堆叠的过滤介质,可以以协同的方式同时满足本发明的其他要求。
141.综合要求i)至iv)
142.尽管本发明很好地满足要求i)至iv)中的任何一个要求,但已经发现这些要求的组合协同工作。要求i)、ii)、iii)和iv)中的任何一项可以单独地或组合地与任何其他要求相结合。
143.优选的要求组合包括:i)+ii);i)+iii);i)+iv);ii)+iii);或ii)+iv);iii)+iv)。进一步优选的组合包括:i)+ii)+iii);i)+iii)+iv);和i)+ii)+iv)。一种优选的组合是要
求i)、ii)和iii)。
144.最优选的组合是i)至iv)的所有要求。在这样的组合中,需求以合作的方式极其有效地一起工作。
145.第一实施例
146.在第一实施例中,过滤器优选为大致圆柱形,因此第一端和第二端大致为圆形,并且过滤器具有单个圆柱形侧壁。
147.优选地,过滤器具有多个过滤介质,过滤介质的第一表面优选地定向成使得当过滤器运转并绕旋转轴旋转时,积聚在所述第一表面上的任何固体材料被推离过滤介质的第一表面。过滤介质优选是平面的,并且第一表面优选基本平行于径向平面定向。过滤介质优选地位于第一端和第二端,并且优选地等距隔开。优选地,过滤介质定位成更远离旋转轴,并且更朝向第一端和第二端的最外圆周。过滤介质附加地用作该过滤器的出口。过滤器包括位于第一端的入口,该入口轴向定位并且在使用时允许进料进入过滤室。过滤器包括叶轮,叶轮的形式为从旋转轴向外突出的多个扁平叶片。圆柱形侧壁优选没有任何穿孔。过滤器不包括本发明的第一方面的要求iii中限定的流道。过滤器没有层叠的过滤介质。第一端优选地可从侧壁和第二端拆卸。第二端优选具有易于与过滤单元的驱动装置接合的表面。已经发现这种过滤器特别简洁,并且可以特别节省成本地构造。在该实施例中,进入过滤介质的进料穿过过滤介质,然后通过第一和第二端立即离开过滤室。
148.第二实施例
149.在第二实施例中,过滤器优选为大致圆柱形,因此第一端和第二端大致为圆形,并且过滤器具有单个圆柱形侧壁。
150.过滤器包括位于第一端的入口,该入口轴向定位并且在使用时允许进料进入过滤室。
151.优选地,过滤器具有多个过滤介质,过滤介质的第一表面优选地定向成使得当过滤器运转并绕旋转轴旋转时,积聚在所述第一表面上的任何固体材料被推离第一表面。过滤介质优选是平面的,并且第一表面基本平行于径向平面定向。多个过滤介质优选位于过滤器支架上,该支架与过滤介质组合成盘状的层的形式。这就是过滤层。过滤层具有朝向圆盘圆周的切口部分。过滤器优选包括多个这样的盘形层。如下所述,过滤层优选与其它层堆叠在一起。
152.过滤器优选地还包括导向层,该导向层用于将通过过滤介质后的液体流导向流道的共用部分。这些导向层为圆盘形式,具有朝向圆周的切口部分。
153.过滤器优选地还包括叶轮层,该叶轮层大致呈圆盘形,具有朝向圆周的切口部分。每个叶轮层优选包括2至10个叶轮叶片。
154.过滤器优选包括顶层,该顶层终止最靠近第一端的层。
155.过滤器中的每一层都具有轴向开孔,以允许进入过滤器的进料流向过滤层。
156.这些层优选以堆叠的方式存在于过滤器中。
157.存在的每一层都具有朝向圆周对齐的切口部分。通过这种对齐,切口部分提供了在所述过滤器的运转过程中存在于进料中的固体材料能够积聚在一个或多个侧壁的内表面上的区域。
158.圆柱形侧壁优选没有任何穿孔。
159.优选地,过滤层;并且更优选地,过滤层、导向层和可选叶轮层都具有围绕其圆周的靠近侧壁的开孔。当层堆叠在过滤器中时,这些开孔优选地对齐,以便提供流道的一个或多个共用部分。优选地,过滤器包括位于第二端的一个或多个流道出口。
160.本发明人已经发现,该实施例提供了特别好的流速和特别好的抗堵塞性。因此,该实施例提供了一种过滤器,其能够过滤许多处理循环或大的总进料量。
161.第三实施例
162.在第三实施例中,过滤器优选为大致圆柱形,因此第一端和第二端大致为圆形,并且过滤器具有单个圆柱形侧壁。
163.过滤器包括位于第一端的入口,该入口轴向定位并且在使用时允许进料进入过滤室。优选地,过滤介质的第一表面被定向成使得当过滤器运转并绕旋转轴旋转时,积聚在所述第一表面上的任何固体材料被推离所述第一表面。通过这种方式,过滤器在运转和旋转过程中是“自清洁”的。
164.过滤介质的第一表面优选定向成使其面向侧壁。过滤介质的第一表面优选基本平行于旋转轴定向。过滤介质可以采取曲面或圆柱面的形式。过滤介质优选地围绕旋转轴。可以使用几种过滤介质来包围旋转轴。
165.优选地,侧壁没有穿孔。
166.过滤器优选没有堆叠的过滤介质。
167.过滤单元
168.根据本发明的第二方面,提供了一种包括根据本发明第一方面的过滤器的过滤单元。应当理解,本文所述的过滤单元是离心过滤单元。
169.优选地,过滤单元包括过滤单元外壳、用于使过滤器围绕旋转轴旋转的驱动装置、在使用期间允许进料进入过滤单元的外壳入口和在使用期间允许进料离开过滤单元的外壳出口。
170.驱动装置优选是或包括马达,尤其是电动马达。当存在时,叶轮也可以由驱动装置旋转。优选地,叶轮连接到过滤器上,使得叶轮以与过滤器相同的速度旋转。这样,叶轮不直接接合驱动装置,而是在过滤器被驱动装置旋转时进行旋转。
171.过滤单元可以包括用于控制驱动装置的旋转的控制器。优选地,运转或对控制器进行编程以使驱动装置以第一速度旋转过滤器,用于从进料中过滤固体材料,并以第二速度旋转过滤器,用于对过滤后的固体材料进行脱水。通常,用于使过滤后的固体材料脱水的第二速度高于用于从进料中过滤固体材料的第一速度。运转过滤单元使得过滤器以第二速度旋转增加了离心力,并且能够更好地从包含在过滤器内的已过滤的固体材料中去除液体。这样脱水压缩了固体材料,例如形成“滤饼”,这提高了从过滤室中去除固体材料的容易程度。压缩的固体材料更容易处理,也更卫生,可以和普通垃圾一起处理。这样压缩固体材料有利地增加了需要清空或清洁过滤室之间的间隔。脱水还有益地保存了使用离心过滤单元的设备中的液体。
172.在进料的过滤期间,过滤单元中过滤器的旋转速度可以根据各种因素进行选择,例如,过滤器的直径、所使用的过滤介质的类型和/或进料中固体材料的浓度。
173.过滤单元可以是或包括热塑性塑料、热固性塑料、金属、合金或陶瓷材料。
174.过滤单元可以是防水的。优选地,防水是指除了通过过滤单元出口之外,没有进料
离开过滤单元。因此,不存在进料可能泄漏的间隙、开孔或类似物。防水的过滤单元特别适合于在基本水平的方向上运转,也就是说,过滤器的旋转轴基本水平地对齐。此外,防水的过滤单元可以位于任何处理设备(例如洗衣机)的水位之下。因此,举例来说,防水的过滤单元可以位于洗衣机中的滚筒下方和/或集水槽下方。防水的过滤单元的另一个优点是可以在大于1个大气压的压力下强制进料通过过滤单元。防水的过滤单元的又一个优点是过滤器的内容物可以保持湿润,直到过滤器需要清洁,例如去除多余的积聚固体材料。本发明人已经发现,允许过滤单元的内容物干燥,尤其是允许过滤介质干燥,会导致过滤介质或媒介过早堵塞。
175.过滤单元可以对环境开放。
176.过滤单元可能不防水。
177.过滤单元可以在过滤单元外壳中具有除外壳入口和外壳出口之外的一个或多个开口。在这种情况下,一个或多个开口优选位于第一端。
178.对环境开放或者不防水的过滤单元优选地配置成在基本垂直的方向上进行运转。“在基本垂直的方向上”是指过滤器的第一端基本垂直地布置在过滤器的第二端的上方,并且旋转轴基本垂直地对齐。
179.处理设备
180.根据本发明的第三方面,提供了一种处理设备,用于用包括液体的处理制剂对基材进行处理,该处理设备包括用于旋转基材和处理制剂的滚筒、用于旋转滚筒的驱动装置以及根据本发明第一方面的过滤器或根据本发明第二方面的过滤单元。
181.优选地,处理设备是洗衣机、纺织品处理机或鞣革机。
182.合适的纺织品处理机包括那些适于上色(例如染色)、石洗、磨蚀和施加表面处理的机器。
183.处理设备的滚筒可以具有允许在任何给定时间处理不超过15kg的干燥基材的容量。
184.处理设备的滚筒可以具有允许在任何给定时间处理超过15kg的干燥基材的容量。
185.处理设备的滚筒可以具有不超过120升的容量。这种滚筒尺寸特别适用于家用设备,例如家用洗衣机。滚筒优选地具有至少1升并且更优选地至少10升的容量。
186.处理设备的滚筒可以具有超过120升的容量,例如它可以具有超过200升、超过400升、超过900升或超过1400升的容量。这种较大尺寸的滚筒特别适用于商业或工业应用。滚筒的容量可以具有任何上限,优选滚筒的容量不超过20,000升或不超过10,000升。
187.用于旋转滚筒的驱动装置优选是马达,尤其是电动马达。
188.液体优选是含水的。优选地,处理制剂中的液体如对进料液体所述。
189.该液体可以包括选自染料、颜料、表面活性剂、酶、酸、碱、缓冲剂、氧化剂、助洗剂、杀菌剂、抗染色剂、鞣剂的一种或多种处理添加剂。
190.处理设备优选地电连接到根据本发明第二方面的过滤单元。
191.处理设备可以包括控制器单元,该控制器单元优选地连接到根据本发明第二方面的过滤单元。
192.处理设备中的控制器可以直接控制过滤单元中的驱动装置。因此,处理设备中的控制器可以包括装载有程序的存储器,当由处理器运转时,该程序控制过滤单元中的驱动
装置。这样,过滤单元处于处理设备的直接控制之下。
193.或者,过滤单元可以包括控制器。过滤单元中的控制器可以感测或被发送与处理设备中的控制器的动作相关的信息,并且过滤单元中的控制器具有装载有程序的存储器,当由处理器运转时,该程序控制过滤单元中的驱动装置。这样,过滤单元不在处理设备的直接控制下,而是它“知道”处理设备正在做什么,并且可以相应地响应。例如,过滤单元中的控制器可以感测到处理设备中的废物阀已经打开和/或废物泵已经启动,然后它可以通过给过滤单元的驱动装置供电来响应,以便开始使用过滤单元进行过滤。
194.优选地,设备包括:桶,其中可旋转地安装有滚筒,所述滚筒具有侧壁,并且所述侧壁包括一个或多个开孔,所述开孔被构造成允许所述处理制剂离开滚筒;进入装置,其可在打开位置和关闭位置之间移动,在打开位置可以在滚筒中放置至少一个基材,在关闭位置上基本密封设备;收集器,其中所述收集器位于所述滚筒的下方,并被配置为收集离开滚筒的所述处理制剂;本文公开的过滤器或过滤单元;以及收集器和过滤器或过滤单元的入口之间的第一流道。
195.过滤器或过滤单元的出口可以流体连接到滚筒。这样,已经通过过滤器的液体可以返回到滚筒。或者,过滤器或过滤单元的出口可以流体连接到排水管。优选地,设备还包括控制阀,该控制阀被配置为使得离开过滤器出口的滤液选择性地再循环到滚筒或送到排水管。
196.该设备还可以包括用于将所述处理制剂从所述收集器再循环到所述滚筒的再循环装置,其中过滤器或过滤单元包括在再循环装置中。这样,过滤器在处理制剂从收集器再循环到滚筒的过程中过滤处理制剂。通常,再循环装置包括泵和连接收集器和滚筒的管道。
197.该设备可以包括第二过滤元件,该第二过滤元件定位成使得处理制剂在进入过滤器或过滤单元的入口之前穿过第二过滤元件。第二过滤元件可以是粗过滤器,以防止大块或固体材料进入过滤器,例如,在洗衣服时口袋中的硬币或其他物品。
198.该设备可以被配置成使得用处理制剂对基材的处理能够在存在固体颗粒材料的情况下进行。例如,该设备可以配置成使得固体颗粒材料能够通过开孔离开滚筒并且被收集在收集器中。当这样配置时,优选地,该设备包括用于将固体颗粒材料和所述处理制剂从收集器再循环到滚筒的再循环装置。
199.通常,再循环装置包括收集器和滚筒之间的管道或导管,该管道或导管可以描述为“流道管道”。
200.优选地,再循环装置包括第一泵。第一泵有助于将离开收集器出口的固体颗粒材料转移回滚筒。为了使第一泵正常运转,收集器中的至少一部分处理制剂也与所述固体颗粒材料一起离开收集器并进入再循环装置,从而再循环到滚筒。优选地,再循环装置包括分离器。再循环装置分离器的功能是从已经从收集器再循环的处理制剂中分离固体颗粒材料,使得基本上只有固体颗粒材料重新进入滚筒。优选地,再循环装置分离器安装在设备的进入装置中。或者,再循环装置分离器优选地安装在进入装置上方。
201.由再循环装置分离器分离的处理制剂优选被引导回收集器。处理制剂可以通过进入装置中的排水管返回收集器。或者,处理制剂可以通过管道返回到收集器,其中管道不穿过进入装置。
202.在设备包括用于再循环固体颗粒材料的再循环装置的情况下,过滤器或过滤单元
优选位于分离器和收集器之间的再循环装置中,使得由再循环装置分离器分离的处理制剂经由过滤器的入口进入过滤器。离开过滤器出口的过滤后的处理制剂被引导至收集器。这样,已经通过再循环装置分离器的至少一部分残留固体材料可以通过过滤器从处理制剂中去除。优选地,通过过滤器去除处理制剂中基本上所有的残留固体材料。处理制剂通过过滤器的重复再循环会导致处理制剂的“抛光”。
203.或者,在设备包括用于再循环固体颗粒材料的再循环装置的情况下,过滤器可以位于收集器和排水管之间。这样,在处置处理制剂之前,去除处理制剂中的至少一部分残留固体材料。因此,减少了进入排水管的固体材料的量。
204.在设备的替代布置中,其中设备被配置为使得能够在存在固体颗粒材料的情况下使用处理制剂对基材进行处理,固体颗粒材料不能通过开孔离开滚筒。在固体颗粒材料不能通过开孔离开滚筒的情况下,该设备优选地包括用于固体颗粒材料的筒内存储器。
205.在基材的处理包括用固体颗粒材料处理的情况下,固体颗粒材料优选地包括多种颗粒。固体颗粒材料的颗粒可以是聚合物和/或非聚合物颗粒。
206.方法
207.根据本发明的第四方面,提供了一种使用根据本发明第一方面的过滤器或根据本发明第二方面的过滤单元过滤包含颗粒形式的固体材料和液体的进料并在进料流过过滤器时旋转过滤器的方法。
208.第四方面的方法特别适合于过滤如上所述的固体材料。
209.优选地,颗粒是或包括纤维。
210.特别地,本发明第四方面的方法特别适合于过滤是或包括纤维的颗粒,并且至少一些所述纤维具有1μm至1mm的最长线性尺寸。本发明人已经发现过滤器、过滤单元、处理设备和方法特别适合于过滤和至少部分去除这种尺寸的纤维。
211.在本发明第四方面的方法中被过滤的固体材料通常包括源自基材(也称为“棉绒”)、污垢或其组合的纤维或颗粒。如本文所用,“基材”可以是或包括纺织品和/或动物皮肤基材。在优选实施例中,基材是或包括纺织品。纺织品可以是或包括合成纤维、天然纤维或其组合。纺织品可以包括已经经历一种或多种化学改性的天然纤维。
212.优选地,纺织品已经在包括液体的处理制剂中进行处理过。
213.所述处理优选包括洗涤、上色(尤其是染色和着色)、磨蚀、老化、软化、漂白、消毒、脱浆和脱绒、鞣制及其组合。
214.该方法特别适用于过滤来自如前所述的处理或处理设备的进料。
215.优选地,处理设备用于旋转(尤其是翻滚)滚筒中的一个或多个基材(尤其是一个或多个为或包括纺织品的基材)和液体。
216.优选地,进料中的至少一些纤维是或包含合成纤维。合成纤维的示例包括尼龙、聚酯、聚氨酯、丙烯酸、丙烯腈等。
217.本发明人发现,本发明的过滤器、过滤单元、处理设备和方法有助于防止合成纤维从处理基材的设备释放到水道和环境中。优选地,基本上所有来自基材的合成纤维都被防止从设备中释放。减少从设备中释放的源自基材的合成纤维的量可以具有显著的环境效益。
218.当进料通过过滤器时,其温度可以是5-95℃,更优选5-70℃,尤其是10-60℃。
219.通常,在进料进入过滤器之前,过滤器用液体、更优选用含水液体、尤其是用水进行灌注。
220.通常,在进料进入过滤器之前,过滤器或过滤单元被旋转并提高到所需的速度。
221.在优选的方法中,过滤器或过滤单元优选以第一速度旋转,用于从进料中过滤固体材料,并以第二(优选地更高的)速度旋转,用于将过滤后的固体材料脱水。
222.可以通过以第一速度旋转过滤器来过滤源自许多处理的许多进料。当过滤器或过滤单元已经积聚了大量的固体材料并且需要或将会受益于清洗时,通常使用第二较高的速度。
223.按照优选度增加的顺序,根据本发明第一方面的过滤器或根据本发明第二方面的过滤单元能够在被堵塞或需要清洁之前过滤来自至少2、3、4、5、10、20、30、50和100次处理的进料。
224.按照优选度增加的顺序,根据本发明第一方面的过滤器或根据本发明第二方面的过滤单元能够在被堵塞或需要清洁之前过滤总体积为至少10、50、100、500、1000、5000和10000升的进料。过滤器在被堵塞或需要清洗之前所能承受的总容积可称为“总运转容积”。
225.可以运转过滤器或过滤单元,使得进料流过过滤器一次(且仅一次)。这种方法或运转相对较快。
226.可以运转过滤器或过滤单元,使得进料通过过滤器循环数次。这种运转方法可以提供特别好的过滤效率,尽管所需的过滤时间可能会稍长一些。优选地,进料通过过滤器循环至少2、3、4和5次。优选地,进料通过过滤器循环不超过100次。
227.用途
228.优选地,根据本发明的第五方面,提供了根据本发明第一方面的过滤器或根据本发明第二方面的过滤单元用于过滤进料的用途。
229.进料和进行过滤的方式优选如上所述。
附图说明
231.参考以下附图进一步说明本发明,其中:
232.图1示出了过滤器的部分横截面中过滤介质的第一表面的定向的示意图,其中过滤介质的第一表面在与径向平面成角度α的平面中定向。
233.图2示出了过滤器的部分横截面中过滤介质的第一表面的替代定向的示意图,其中过滤介质的第一表面在平行于径向平面的平面中定向。
234.图3示出了过滤器的部分横截面中过滤介质的第一表面的替代定向的示意图,其中过滤介质的第一表面平行于旋转轴并面向过滤器的侧壁。
235.图4示出了根据本发明的过滤器的3d横截面图。
236.图5示出了替代过滤器的分解等距视图,其中过滤器的许多层被分离并部分拆卸。
237.图6是根据本发明的替代过滤器的横截面图。
具体实施方式
239.现在将参考非限制性的附图进一步阐述本发明。
240.图1示出了过滤器的部分横截面中过滤介质的第一表面的定向的示意图,其中第
一表面在与径向平面成角度α的平面中定向。
241.图1示出了过滤介质(1)、过滤介质的第一表面(2)和标记为(a)的径向平面,该平面指向远离旋转轴(c)的方向。径向平面(a)是当过滤器运转并绕旋转轴旋转时垂直于旋转轴(c)的平面。第一端(5)和第二端(6)部分示出。当过滤器运转时,过滤介质的第一表面(2)定向在相对于径向平面成角度α的平面中。标记为(b)的箭头示出了进料通过过滤介质(1)时的流动方向。侧壁(3)具有内表面(4),在过滤器的运转期间,固体材料将积聚在该内表面上。当过滤器运转并围绕旋转轴(c)旋转时,积聚在第一表面(2)上的任何固体材料被向心地推离过滤介质的第一表面(2)。因此,如图(1)所示的过滤器将倾向于自清洁第一表面(2),而固体材料将倾向于积聚在侧壁(3)的内表面(4)上。
242.图2示出了过滤器的部分横截面中过滤介质的第一表面的定向的示意图,其中过滤介质的第一表面在平行于径向平面的平面中定向。
243.图2示出了过滤介质(1)、第一表面(2)和标记为(a)的径向平面,该平面指向远离旋转轴(c)的方向。第一端(5)和第二端(6)部分示出。当过滤器运转时,过滤介质的第一表面(2)定向在平行于径向平面(a)的平面中。标记为(b)的箭头示出了进料通过过滤介质(1)时的流动方向。侧壁(3)具有内表面(4),在过滤器的运转期间,固体材料将积聚在该内表面上。当过滤器运转并围绕旋转轴(c)旋转时,任何积聚在所述第一表面(2)上的固体材料被向心地推动沿着并最终远离过滤介质的第一表面(2)。因此,如图(2)所示的过滤器将倾向于自清洁第一表面(2),而固体材料将倾向于积聚在侧壁(3)的内表面(4)上。优选地,在过滤介质的第一表面(2)上的进料(未示出)的流动沿着标记为(a)的箭头,并且在远离旋转轴的方向上平行于径向平面。
244.图3示出了过滤器的部分横截面中过滤介质的第一表面的定向的示意图,其中第一表面面向过滤器的侧壁。
245.图3示出了过滤介质(1)和第一表面(2)。第一端(5)和第二端(6)部分示出。过滤介质具有第一表面(2),该第一表面(2)相对于箭头(d)成角度β定向,该箭头(d)平行于标记为箭头(c)的旋转轴。过滤介质的第一表面(2)定向成使其面向侧壁(3)。侧壁(3)具有内表面(4),在过滤器运转期间固体材料将积聚在该内表面上。当过滤器运转并绕旋转轴(c)旋转时,积聚在所述第一表面(2)上的固体材料被向心地推离过滤介质的第一表面(2)。因此,如图(3)所示的过滤器将倾向于自清洁第一表面(2),而固体材料将倾向于积聚在侧壁(3)的内表面(4)上。标记为(b)的箭头示出了进料通过过滤介质(1)时的方向。标记为(a)的箭头示出了从旋转轴(c)向外延伸的径向平面。
246.图4示出了根据本发明的过滤器(100)的3d截面图。该过滤器呈圆柱形。
247.过滤器(100)具有第一端(101)、第二端(102)和侧壁(103)。第一端(101)和第二端(102)基本上是圆形的,侧壁(103)是圆柱形的。圆柱形侧壁(103)没有穿孔。过滤器运转期间的旋转轴由线(c)示出。过滤器(100)具有位于第一端(101)中的四个等间距的过滤介质(104),其中一个过滤介质(104)完整示出,两个部分示出,以及位于第二端(102)中的四个过滤介质(104’)。过滤介质(104、104’)位于更远离旋转轴(c)并且更朝向第一端(101)或第二端(102)的最外圆周。过滤介质(104,104’)用作过滤器(100)的出口。过滤介质(104、104’)是平面的并且具有第一表面(109、109’),该第一表面(109、109’)定向在平行于径向平面的平面中。第一端(101)具有轴向定位的入口(105),进料(由箭头f示出)能够通过该入
口进入过滤室(106)。过滤器(100)具有叶轮,该叶轮具有从旋转轴向外突出的四个扁平叶片(107),示出了其中两个叶片。过滤器(100)的旋转导致进料从过滤室行进并通过过滤介质(104、104’,如箭头b所示)流出。在使用中,固体材料优先积聚在侧壁(103)的内表面(108)上。当过滤器(100)在运转期间旋转时,固体材料被向心地推向侧壁(103)的内表面(108),否则这些固体材料会积聚在进料通过的过滤介质(104,104’)的表面(109,109’)上。第一端(102)可从侧壁(103)和第二端(101)拆卸,并且当过滤器(100)需要清洁时,这种可拆卸性便于接近和清除积聚的固体材料。
248.图5示出了替代过滤器(200)的分解等距视图,其中过滤器的许多层被分离并部分拆卸。过滤器是圆柱形的。
249.过滤器具有第一端(201)、第二端(202)和侧壁(203)。第一端(201)和第二端(202)基本上是圆形的,侧壁(203)是圆柱形的。第一端(201)、第二端(202)和侧壁(203)形成过滤室。圆柱形侧壁(203)没有穿孔。过滤器(200)包括多个平面的过滤介质,这些过滤介质位于呈圆盘形式的过滤器支架上。过滤介质和支架的组合称为过滤层(204a、204b1、204b2和204c),这些过滤层(204a、204b1、204b2和204c)以其中心沿旋转轴堆叠。进料通过的过滤介质的第一表面定向在平行于径向平面的平面中。
250.过滤器(200)包括基本圆盘形的叶轮层(205a、205b1、205b2和205c)、圆盘形的导向层(206a、206b和206c)和顶层(207),该顶层(207)终止最靠近第一端(201)的层。每个叶轮层包括六个叶片。过滤层(204a、204b1、204b2和204c)、叶轮层(205a、205b1、205b2和205c)、导向层(206a、206b和206c)和顶层(207)堆叠在过滤器(200)中。第一端(201)具有轴向定位的入口(208),进料能够通过该入口进入过滤室。每一层(207、206a、b、c、205a、b1、b2、c和204a、b1、b2、c)具有沿旋转轴(c)定位的轴向孔(220),该轴向孔允许进入过滤室的进料流向过滤器(200)内的过滤介质。每一层(207、206a、b、c、205a、b1、b2、c和204a、b1、b2、c)具有朝向圆盘的圆周对齐的切口部分(209)。这些切口部分(209)提供了围绕侧壁(203)的内表面(未示出)的区域,固体材料可以在该区域中积聚,而不会在进料通过过滤器时阻碍进料的流动。除了顶层(207)之外,每一层(206a、b、c、205a、b1、b2、c和204a、b1、b2、c)都设置有开孔(210a、210b、210c),这些孔围绕每一层的圆周靠近侧壁。当所述层堆叠时,这些开孔对齐,以形成流道的共用部分,该共用部分允许已经通过过滤介质的进料经由第二端(202)中的十二个流道出口(211)容易地离开过滤器(200),图5中示出了其中的八个出口。进料通过其进入过滤器(200)的过滤介质的表面是间隔开的,以允许液体的流动和积聚的固体材料的移动。
251.在过滤器(200)的运转期间,固体材料积聚在由层的切口部分(209)产生的区域中和侧壁(203)的内表面上。固体材料被向心地推离第一表面并径向向外朝向侧壁(203),否则该固体材料会倾向于积聚在进料通过的过滤介质的第一表面上。通过这种方式,过滤器(200)在运转和旋转期间是“自清洁”的。
252.层中的开口(213)和第一和第二端(201,202)提供了一种用于使层对齐以及使用导杆(未示出)将层和过滤组件锁定在一起的装置。o形环(212)形式的密封件设置在第二端(202)中,使得其可容易地从第一端(201)和侧壁(203)拆卸。
253.图6是根据本发明的替代过滤器的横截面图。过滤器是圆柱形的。
254.该过滤器具有过滤介质(1),该过滤介质(1)具有围绕旋转轴(c)的第一表面(2)。
侧壁(3)是圆柱形的,具有内表面(4),并且没有穿孔。侧壁(3)附接到基本圆形的第一端(5)和基本圆形的第二端(6)。第一端(1)中的入口(7)允许进料(如箭头f所示)在运转期间进入过滤器。在使用中并且过滤器旋转时,小箭头示出进料的流动方向。第一表面(2)面向侧壁(3)。第一表面(2)定向成平行于旋转轴(c)并且平行于侧壁(3)。过滤介质(1)也用作过滤器的出口。
255.在使用中,过滤器旋转,进料进入过滤室(如箭头f所示)。进料通过过滤介质(1)。过滤介质(1)被定向成使得当过滤器运转并围绕旋转轴(c)旋转时,积聚在第一表面(2)上的任何固体材料被推离第一表面(2)。固体材料倾向于积聚在没有穿孔的侧壁(3)的内表面(4)上。通过这种方式,过滤器在运转和旋转过程中是“自清洁”的。
256.概括
257.贯穿本说明书的描述和权利要求,词语“包括”和“包含”及其变体意味着“包括但不限于”,并且它们不旨在(并且不)排除其他部分、添加剂、组件、整体或步骤。贯穿本说明书的描述和权利要求,除非上下文另有要求,否则单数包括复数。特别地,在使用不定冠词的情况下,除非上下文另有要求,否则说明书将被理解为考虑复数以及单数。
258.结合本发明的特定方面、实施例或实例描述的特征、整体、特性、化合物、化学部分或基团应理解为适用于本文描述的任何其它方面、实施例或示例,除非与其不兼容。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征,和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤,可以以任何组合进行组合,除了其中至少一些这样的特征和/或步骤相互排斥的组合。本发明不限于任何前述实施例的细节。本发明延伸到本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的一个或任何新颖的组合,或者延伸到如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新颖的一个或任何新颖的组合。
259.以下是本发明的编号条款:1.一种适用于过滤单元的过滤器,所述过滤器可围绕旋转轴旋转,所述过滤器包括:a)第一端、第二端和连接所述过滤器的第一端和所述过滤器的第二端的一个或多个侧壁,其中所述过滤器的第一端、第二端和一个或多个侧壁限定过滤室;b)位于所述过滤器的第一端的入口,其中所述入口被配置为允许进料进入所述过滤室;c)具有第一表面的过滤介质,其中所述第一表面是进料通过其进入所述过滤介质并被过滤的表面;和其中满足以下一项或多项要求:i)所述第一表面的至少一部分被定向成使得当所述过滤器运转并绕所述旋转轴旋转时,积聚在所述第一表面上的任何固体材料被推离所述第一表面;ii)所述过滤器的至少一个侧壁具有穿孔,条件是所述穿孔占据所述至少一个侧壁不超过50%的表面积;iii)过滤器还包括由过滤室内的一个或多个表面限定和约束的流道,所述流道具有至少一部分,所述部分在运转期间不与所述过滤器的旋转轴重合,在运转期间也不相对于所述旋转轴呈径向;iv)所述过滤器包括多个过滤介质,其中至少一些所述过滤介质是层叠的。
2.根据条款1所述的过滤器,其中所述第一表面的至少一部分被定向成使得当所述过滤器运转并绕所述旋转轴旋转时,积聚在所述第一表面上的任何固体材料被推离所述第一表面。3.根据条款1或2所述的过滤器,其中,当所述过滤器运转时,所述第一表面的至少一部分定向在与径向平面不超过50度的平面中。4.根据条款3所述的过滤器,其中,当所述过滤器运转时,所述第一表面的至少一部分定向在与径向平面不超过20度的平面中。5.根据条款3或4所述的过滤器,其中所述部分至少是所述第一表面的表面积的50%。6.根据条款3至5中任一项所述的过滤器,其中,在运转期间,所述进料沿远离所述旋转轴并朝向所述一个或多个侧壁流动的方向流过所述第一表面。7.根据前述条款中任一项所述的过滤器,其中所述第一表面是平面的。8.根据前述条款中任一项所述的过滤器,其中所述过滤介质是平面的。9.根据前述条款中任一项所述的过滤器,其中所述过滤器的至少一个侧壁具有穿孔,条件是所述穿孔占据所述至少一个侧壁不超过50%的表面积。10.根据条款9所述的过滤器,其中所述过滤器的至少一个侧壁具有穿孔,条件是所述穿孔占据所述至少一个侧壁不超过10%的表面积。11.根据条款10所述的过滤器,具有两个或更多个侧壁,其中所述过滤器的两个或更多个侧壁具有穿孔,条件是所述穿孔占据所有侧壁的总表面积的总和不超过10%。12.根据条款9至11中任一项所述的过滤器,其中没有侧壁具有穿孔。13.根据条款1至12中任一项所述的过滤器,其中所述一个或多个侧壁附接到所述第一端;并且第二端可从所述一个或多个侧壁拆卸。14.根据前述条款中任一项所述的过滤器,包括一个或多个区域,在所述过滤器的运转期间,所述进料中存在的固体材料在所述一个或多个区域上可以积聚在所述一个或多个侧壁的内表面。15.根据前述条款中任一项所述的过滤器,其还包括由过滤室内的一个或多个表面限定和约束的流道,所述流道具有至少一部分,所述部分在运转期间不与所述过滤器的旋转轴重合,在运转期间也不相对于所述旋转轴呈径向。16.根据条款15所述的过滤器,其中所述流道的至少一部分由通道、管、管道等形式的一个或多个表面进行限定和约束。17.根据条款15或16所述的过滤器,其中所述流道终止于所述过滤器中的流道出口。18.根据条款17所述的过滤器,其中,所述过滤器中的流道出口位于所述过滤器的第二端。19.根据条款15至18中任一项所述的过滤器,其中,所述流道不受一个或多个表面的限定和约束,所述一个或多个表面包括任一所述侧壁的内表面。20.根据条款15至19中任一项所述的过滤器,其中,所述流道与所述一个或多个侧壁以及所述过滤器的旋转轴分离。21.根据条款15至20中任一项所述的过滤器,其中,所述流道被配置成使得在运转
时,沿所述流道流动的过滤后的进料不会干扰已经积聚在所述一个或多个侧壁的内表面上的固体材料。22.根据条款15至21中任一项所述的过滤器,其包括多个过滤介质和多个流道,每个流道与过滤介质相关联。23.根据条款22所述的过滤器,其中所述多个流道的至少一部分是共用的,并且终止于所述过滤器中的共享流道出口。24.根据前述条款中任一项所述的过滤器,其包括多个过滤介质,其中至少一些过滤介质层叠。25.根据条款24所述的过滤器,其中堆叠层中的过滤介质都具有相同的形状,优选地,其中所述形状选自具有平面、波纹、凹面和凸面形状的那些形状。26.根据条款25所述的过滤器,其中所述堆叠层中的过滤介质都具有平面形状。27.根据条款24至26中任一项所述的过滤器,包括至少四种层叠的过滤介质。28.根据前述条款中任一项所述的过滤器,其中满足要求i和ii。29.根据条款28的过滤器,其中满足要求i、ii和iii。30.根据条款29的过滤器,其中满足要求i、ii、iii和iv。31.根据前述条款中任一项所述的过滤器,其中所述过滤介质包括穿孔,可选地,其中所述穿孔的平均最大尺寸不超过1mm。32.根据前述条款中任一项所述的过滤器,具有位于所述过滤器的第一和/或第二端的过滤介质,或者具有位于所述过滤器的第一和/或第二端的其他过滤介质。33.一种过滤单元,包括根据前述条款中任一项所述的过滤器。34.根据条款33所述的过滤单元,其中所述过滤单元包括过滤单元外壳、用于使所述过滤器围绕旋转轴旋转的驱动装置、在使用期间允许进料进入所述过滤单元的外壳入口和在使用期间允许进料离开所述过滤单元的外壳出口。35.根据条款33或34所述的过滤单元,其是防水的。36.根据条款34所述的过滤单元,其在所述过滤单元外壳中具有除外壳入口和外壳出口之外的一个或多个开口。37.一种处理设备,用于使用包括液体的处理制剂对基材进行处理,所述处理设备包括用于旋转所述基材和所述处理制剂的滚筒、用于旋转所述滚筒的驱动装置和根据条款1至32中任一项所述的过滤器或根据条款33至36中任一项所述的过滤单元。38.根据条款37所述的处理设备,其是洗衣机、纺织品处理机或鞣革机。39.一种过滤进料的方法,所述进料包括颗粒形式的固体材料和液体,所述方法包括使用根据条款1至32中任一项所述的过滤器或根据条款33至36中任一项所述的过滤单元,并且在所述进料流过所述过滤器的同时旋转所述过滤器。40.根据条款39所述的过滤进料的方法,其中所述颗粒是或包括纤维。41.根据条款40所述的过滤进料的方法,其中至少一些所述纤维具有1μm至1mm的最长线性尺寸。42.根据条款40或41所述的过滤进料的方法,其中所述纤维来源于已经在包括液体的处理制剂中处理过的基材。43.根据条款1至32中任一项所述的过滤器或根据条款33至36中任一项所述的过
滤单元用于过滤进料的用途。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1