专利名称：带织物插入件的过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有一充填了过滤材料的过滤杯和一盖子的液体过滤装置。过滤杯的底部具有至少一个如滤网的液体出孔；而盖子上设置有至少一个如滤网的液体入孔，并以液体密封方式连接于过滤杯。
已知有多种上文所述类型的过滤装置，如水过滤装置，其中的过滤材料采用离子交换器和/或活性碳。已知的过滤装置有筒形的，其中心轴线是严格垂直的，其盖子在顶部而过滤杯的底则位于下部。液体，尤其是待过滤的水从顶部进入盖子，而从底部向下流出过滤杯。设置在一水净化装置中的漏斗中插入已知的过滤装置，该漏斗是安置于一过滤液体的接受或收集容器中，其顶部最好设置有一可卸下的盖子。用户将如自来水从顶部送入漏斗中，等自来水通过过滤装置进入收集容器后，此过滤后的水就可沏茶或调制诸如此类的饮料。
已知的过滤杯和盖子具有形成为入孔和出孔的窄缝隙，这些零件利用注模工艺很容易制出。这样的过滤装置最好采用注模塑料。
为了尽量有效地过滤，希望使液体进入过滤装置所通过的过滤材料的面积尽量大，并迫使液体进行一个尽量充分而全面的吸附步骤。已知的是，当使用颗粒状材料作为过滤材料时，每个过滤颗粒的尺寸愈小，其有效作用表面积愈大。碰巧的是，过滤材料中现有颗粒的大小约为200μm和更小。这样，供待过滤液体可使用的有效作用表面积是足够大了。然而，伴随此优点也带来其缺点，即有些最小尺寸的颗粒通过了盖子上的入孔和底部的出孔。如一些黑色活性碳颗粒会浮在液体的表面，给用户带来麻烦，这是不希望的。
这种过滤装置的制造商自然想减小入孔和出孔的尺寸。对于将这些孔做成窄缝的情况，利用注模法是很容易办到的，然而，要以可再生产的和受控制的方式将窄缝的宽度精确控制到小于200μm，没有成功。特别是，活性碳颗粒可为片状的，它们的最小尺寸达到250μm或更小些，如此正是这些可由用户用光学方法可看到的颗粒，能通过代表注模工艺的下极限的入口缝和出口缝。
现今已将纤维网形式的平面筛状织物放在过滤杯底部的内表面上，用此办法防止较小颗粒从此通过。但是，其不利的是，微生物会积聚在这样的纤维网和如用纸浆制成的筛状织物上。
也有一些用塑料注模滤网状织物，它们带有较小尺寸的孔，如为200μm，将它们试验性地安放在过滤杯的顶部和底部，以求挡柱过滤材料。然而，至今产生的问题是用这样的滤网使液体的通流(through-flow)发生了困难，达到令人费解的程度。
本发明的目的在于对过滤装置提供改进措施以达到这种程度，即使如≤200μm宽的小颗粒不能通过盖子上的孔，也能保持上述过滤装置的正常功能。
由于填充技术和操作技术的原因，填充材料在已知的过滤杯中所占体积仅大致为杯子总的内部容积的85％至95％，接着将盖子以液体密封的方式配装和固定于过滤杯的顶缘上。
然而，按照能实现上述发明目的考虑本发明的技术时，在过滤杯与盖子之间设置有一织物插件，它至少有一织物件插入过滤杯中，如此，就明显改善了保留性能(retaining ability)，并确保有良好的通流。
设想有一平面通过杯子的顶缘，特别是在此考虑的过滤杯，盖子则位于此平面以液体密封方式封盖于过滤杯上。如在过滤杯与盖子之间，大致在这设想的平面区上设置一平的织物插件，将会发生待过滤液体难以流过的问题。原因很清楚，这是因为浸没在待过滤的液体中的盖子的上方，水的高度并不高，所以重力造成的液体压力并不大。另外，正如大家所知的，液体有表面张力，尤其在网孔尺寸很小情况下，表面张力的负作用能达到在盖子下的轻微的空气背压力足以阻止液体流过的程度。使用平的织物插件不会减轻这种缺点。
按照本发明，现提供一种织物插件，它至少有一织物件(fabric piece)，也就是有其筛网织物(sieve fabric)的一面积，该织物件从所说的平面伸入过滤杯中，也就是说沿着过滤材料的方向。当用过滤材料填充过滤杯，几乎呈“直到过滤杯的顶部”时，也就是说占有了多达85％或95％的过滤杯容积时，按本发明的新织物插件的这一段伸出的织物与过滤材料相接触。这样，在这点上的液体表面张力就被阻断了，结果使液体开始从此流过，盖子下方的空气垫被挤出，从而，反抗液柱压力的任何背压力明显减小，最后消失了。待过滤的液体就能毫无问题地通过过滤材料，过滤材料的小颗粒同时被非常好地挡柱。
按本发明，当将伸入的这段突伸织物做成部分圆顶状则是特别有利的。除在本发明中最好是用塑料制作织物的情况外，制作具有大致象网结构的织物件是为人所知的。显然，即使当塑料是非织造布的，“织物”这一词也能用于这种网状的滤网结构。细塑料丝彼此以直角或某一角度交叉编织，用此方法织出的孔尺寸不比用注模工艺制成的窄缝的尺寸小些。
由于织成网状，用塑料制作的一段织物可做成各种表面形状。圆顶形可取任何表面曲率，这样，就能设想出咖啡过滤器形状的织物件、截头锥体形织物件或诸如此类的。
按照本发明，尤其可取的是将织物做成球表面的一部分，并将它固定于一保持环。这样的部分球面可用熟知的方式沿一平面截取一球面而制得，该平面沿一小圆与球面相交，以制取一球形帽，也可称之为球顶或帽罩。而保持环正位于这球顶或帽形织物件的小圆内。从该保持环所在的平面，球形帽似的织物可伸向过滤材料。
具体说，从制造的观点来看，按照本发明的另一方案，将该织物件固定于诸肋上是有利的。诸肋最好是用与其它零件(杯体、滤网盖等等)相同的塑料或一种相似的材料制作，使滤网织物能在诸肋之间被喷注。这些肋条能追随圆顶形或伸入过滤杯的织物件的其他外形，并能稳定住这种外形。用过滤材料最大限度地填充于过滤杯是特别有利的，其中，在填充了一种圆锥体的过滤材料并在其中心区有一隆起区之后，当放置在过滤杯的自由顶边时，使球帽形的织物件经受到一定的压力，该压力能使一十分精细的织物件变形。该形状保持肋抵抗这一小的压力，而十分精确地保持住伸入的织物件的外形。
在本发明的又一有利的方案中，更深地伸入过滤杯中的编织件外包围着一环形肋。当不是肋条，而是织物件自身与过滤材料相接触时，则在一侧为伸出的织物件与在另一侧为填充的过滤材料之间常常互相接触得较好，此时，由于液体是与织物件自身接触，故使表面张力被截断了。在对过滤杯的自动充填设备中，有时形成了一种圆锥体的过滤材料，直立得更突出的那部分大致位于中心部位。在目前所讨论的实例中，如使用了一球帽织物件，如这个球帽的顶尖的向下最伸出的那点首先会与过滤材料相接触。这里所述的环形肋确保向下最伸出的织物件，而不是如肋条，首先与过滤材料接触。这样，就可靠地破坏了液体的表面张力，在按照本发明的过滤装置工作期间不再会阻挡液体的流通。
按照本发明，当织物的孔径在50μm至300μm范围内是有利的，最好取80μm至200μm。当孔径大小在上述范围内时，本发明的过滤装置能毫无流通问题地工作，并可采用十分有效的过滤材料，而带有较大的有效表面积(小颗粒材料)，又无小颗粒漏过或飘过小孔的危险。
从制造方面来看，以一种不可卸方式将盖子连结于织物插件是有利的。注模制造厂商能模制盖子，注射织物插件，再如用焊接方法将这两部分连结在一起。然后，可将这中间产品运送到可从库房中找到的现成的填充设备，由一自动封闭机将它抓住，以便将它放在已充填了填充材料的过滤杯上，并将它们结合起来。无论是机器，还是制造厂的工作人员都不用烦扰这些织物插件，以及特别仔细地运输和安排它们，然而，盖子必须正确定位以封住过滤器插件，当织物插件以一不可卸方式连结于盖子时，不需要附加任何专门的装配工序。
在上述类型的过滤装置中使用亲水化的塑料织物也是有好处的。为了改善，即缩短待过滤液体的通流时间，最好是将塑料制的滤网织物用能使该织物变成亲水性的物质加以处理一下。这些物质可为影响塑料表面的液体。
以一类似方式，按照本发明，在上述的过滤装置中可采用经过抑菌处理的塑料织物。为此，有许多不同的方法，其中是蒸汽、照射等等的作用。
根据下面结合附图对一较佳实施例进行的描述，将会对本发明的其它目的、特点和应用能力有更清楚的了解。这些附图为
图1是按照本发明的过滤装置的剖面图；图2是从过滤杯侧面看的织物插件的平面视图；以及图3是在织物插件装在盖子上后的、通过盖子的截面图。
在图1中完全以剖面图方式表示出的、按照一较佳实施例的过滤装置包括一下部，它是一带有颗粒状过滤材料1的过滤杯2，该杯的底部3具有带滤网装置(图中未表示出)的诸出口孔4，并在其一处向里以某一角度延伸以形成一排气凹槽5。过滤杯2的侧壁终止在一密封法兰6的顶部，法兰6包围一设想的水平面；该过滤装置还包括一总的用“7”标号的盖子，盖子外部下方的法兰8终止在同一设想水平面处，并插入密封法兰中，并以如焊接方式很容易形成两法兰间的液体密封连接。在此实施例中，除了过滤杯2和装在其上的盖子7外，该过滤装置还包括一作为其第三部分的织物插件9，它有一也围绕着设想水平面的保持环10。这样，织物插件9的保持环10装配于盖子7和过滤杯2，在公共结合面范围内，该三个零件能用如焊接方式以液体密封形式彼此连接。
另外，在过滤杯内可看见诸条堆垛肋条11，这些肋条从底部3向上延伸超过了大致过滤杯2高度的一半，并以朝内侧倾斜方式有序地分布在侧壁上，例如三个一组。在一个堆垛在另一个之内之后，最终做好的过滤杯2安放在这些堆垛条11上以作存放。在将该过滤装置组装之前，可将空的过滤杯2存放在库房中的杆状架上。
盖子7包括一邻接于外部法兰8的下方外部12，在其表面上设置了许多按一环状排列的待过滤液体的入口孔13。按照图1和3的、通过盖子7的有关的垂直段的右侧一直延伸通过一入口孔13。
盖7的这个外部12朝着顶部变窄，并终止在一握持部分14，该握持部分14具有一可握住的凹部和诸换气缝16以及设置在这些换气缝上方的一些换气孔17，在工作中空气从下上升经过这些换气孔扩散到过滤装置之外。最后，在盖子7的内表面上可看到诸条保持肋18，这样，通过这些保持肋在盖子7内形成了与织物插件9的一接触表面。
从下方沿着图3中的箭头A所示的方向看，主要在中心部位可看得见的织物插件9包括一用倾斜的阴影线表示的球帽形织物件19，该织物插件9应认为是一种滤网结构物。该滤网织物的整个用阴影线表示的表面是伸向过滤材料1方向的圆顶状织物件19，该织物件19是注模成型在平面保持环10上而形成的。具有设置在中央部位的圆形肋21的诸肋条20也被注模成型在织物件19上，使之保持为一球帽状的稳定的形状。
在背离面向下且朝着过滤杯2的圆顶部分的一侧，也就是在表示工作时的形状的图1和3中的朝上的那一侧，有四个沿外周均匀分布的定位突块22安装在保持环10上，当保持环10位于其正确位置时，这些突块朝上突出与盖子7上的四个保持肋18的接触表面相吻合。这情况从各附图中可看到。
在组装完过滤杯2、盖子7和织物插件9后，织物插件能装配在图3所示的位置上，在该位置状态诸定位突块2与诸保持肋18相接触，保持环10位于盖子7的周边法兰8上。在这一结构中，织物插件9以液体密封方式被焊在盖子7上。
过滤杯2中充填了过滤材料1，此后，将盖子7装在如图1所示的位置上，法兰8以液体密封方式被焊在密封法兰6上。
然后，将按图1所示的、以上述方法装好的过滤装置放到一过滤设备中，并供用户使用，从顶部灌入的液体，最好是待过滤的水，经过也可被认为是滤网缝的诸液体入口孔13流进盖子7，再流经织物插件9、过滤材料1，然后通过出口孔4离开过滤杯2，该出口孔利用滤网装置截留住过滤材料1。
权利要求
1.一种带有一充填了过滤材料(1)的过滤杯(2)和一盖子(7)的液体过滤装置，过滤杯的底部(3)具有至少一个如滤网的液体出孔(4)，而盖子上设置有至少一个如滤网的液体入孔(13)，并以液体密封方式连接于过滤杯(2)，其特征在于，在过滤杯(2)与盖子(7)之间设置了一织物插件(9)，该织物插件(9)设置有至少一个伸入过滤杯(2)中的织物件(19)。
2.如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，突伸的织物件(19)至少部分呈圆顶状。
3.如权利要求1或2所述的过滤装置，其特征在于，织物件(19)的形状如一球帽，它固定于一保持环(10)。
4.如权利要求3所述的过滤装置，其特征在于，织物件(19)装配于诸肋条(20)上。
5.如权利要求1至4所述的过滤装置，其特征在于，最远伸入过滤杯(2)中的织物件(19)外有有一圆形肋条(21)。
6.如权利要求1至5所述的过滤装置，其特征在于，织物(19)的孔的尺寸在50μm至300μm的范围中，最好为从80μm至200μm。
7.如权利要求1至6所述的过滤装置，其特征在于，盖子(7)以不可卸下的方式连续于织物插件(9)。
8.在按照权利要求1至7中任一项所述的过滤装置中使用一亲水性塑料织物。
9.在按照权利要求1至8中任一项所述的过滤装置中使用一抑菌处理过的塑料织物。
全文摘要
本发明描述了一种带有一充填了过滤材料(1)的过滤杯(2)和一盖子(7)的液体过滤装置,过滤杯的底部(3)具有至少一个如滤网的液体出孔(4),而盖子上设置有至少一个如滤网的液体入孔(13),并以液体密封方式连接于过滤杯(2)。为了将过滤装置改进得使即使如≤200μm宽的小颗粒也不能通过盖子上的孔,按照本发明,在过滤杯(2)与盖子(7)之间设置了一织物插件(9),该织物插件(9)设置有至少一个伸入过滤杯(2)中的织物件(19)。
文档编号B01D27/08GK1178714SQ9711739
公开日1998年4月15日 申请日期1997年8月6日 优先权日1997年8月6日
发明者乌韦·贝尔谢 申请人:百利他华塞尔过滤器系统有限公司