ES2225287T3

ES2225287T3 - Dispositivo de filtracion para liquidos.

Info

Publication number: ES2225287T3
Application number: ES00987068T
Authority: ES
Inventors: Uwe Hofmann; Detlev Weyrauch; Ernst Reder
Original assignee: Brita SE
Current assignee: Brita SE
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: ATE272576T1; JP2003514647A; DE19952757A1; IL149232A0; WO2001032560A2; EP1230166B1; JP4974129B2; CA2389998A1; PL198897B1; CA2389998C; US6841067B1; ZA200203132B; PL355417A1; EP1230166A2; DE50007316D1; AU778251B2; WO2001032560A3; AU2347101A; RU2241522C2; IL149232A

Abstract

Dispositivo de filtración (1) para líquidos con un recipiente (2) del filtro, llenado por lo menos parcialmente con material filtrante (4), cuyo fondo (3) dispone de por lo menos un orificio de salida, similar a un tamiz, para el líquido, y con una tapa (5), que determina un volumen interior (Vi) y está provista de por lo menos un orificio de entrada (8) para el líquido y de por lo menos un orificio de ventilación (10) para el aire saliente, y está unida de forma estanca a líquidos con el recipiente (2) del filtro, donde un elemento plano (12), similar a un tamiz, está dispuesto entre el recipiente (2) del filtro y la tapa (5) caracterizado porque el elemento plano (12), similar a un tamiz, es de una sola pieza y está cerrado, y porque por lo menos temporalmente durante la filtración como mínimo una parte (13) del elemento plano (12), similar a un tamiz, sobresale hacia dentro del volumen interior (Vi) de la tapa (5) y está dispuesta a una distancia de la pared superior (9) de la tapa (1).

Description

Dispositivo de filtración para líquidos.

La invención se refiere a un dispositivo de filtración de líquidos, con un recipiente del filtro, llenado por lo menos parcialmente con material filtrante, cuyo fondo tiene por lo menos un orificio de salida similar a un tamiz para el líquido, y con una tapa, que determina un volumen interior (V_{i}) provista de por lo menos un orificio de entrada de líquido y de por lo menos un orificio de ventilación para el aire saliente, y está unida de forma estanca a líquidos con el recipiente del filtro, donde un elemento plano, similar a un tamiz, está dispuesto entre el recipiente del filtro y la tapa.

El dispositivo de filtración anteriormente caracterizado es conocido. Sirve para filtrar agua, y como material filtrante se utilizan intercambiadores de iones y/o carbón activo. El dispositivo de filtración conocido tiene la forma de un cartucho cuyo eje longitudinal central está dispuesto verticalmente, con preferencia de tal manera que la tapa se encuentra arriba y el fondo del recipiente del filtro abajo y el líquido, con preferencia el agua a filtrar, entra desde arriba en la tapa y sale por el fondo del recipiente del filtro. El líquido, preferentemente el agua a filtrar, entra desde arriba por el orificio de entrada y sale de la cámara del filtro en la parte inferior a través de los orificios de salida en el fondo. El dispositivo de filtración conocido se introduce en un embudo, previsto para este fin de un dispositivo de purificación de agua, que se coloca sobre un recipiente colector del líquido filtrado y se cierra preferentemente arriba mediante una tapa amovible. El usuario llena por ejemplo con agua del grifo desde arriba el embudo que, después de haber atravesado el dispositivo de filtración, pasa al recipiente colector y puede utilizarse para la preparación de alimentos, preferentemente para la preparación de té, o similares.

A fin de lograr una filtración o también un tratamiento del agua lo más eficaz posible, es deseable proporcionar al líquido entrante en el dispositivo de filtración, con preferencia agua, una superficie del material filtrante lo más grande posible, u obligar al líquido a someterse a una actividad de adsorción lo más intensiva y extensa posible. Como es conocido, con granulados como material filtrante se obtiene una superficie activa tanto mayor cuanto más pequeño es el tamaño de las partículas filtrantes individuales. Puede darse el caso de que en el material filtrante existan partículas con un tamaño de aproximadamente 200 \mum, e incluso más pequeñas. De este modo, la superficie activa, ofrecida al líquido a filtrar, es satisfactoriamente alta. No obstante, esta ventaja está unida con la desventaja de que algunas de las partículas de granulado más pequeñas pasan por los orificios de entrada en la tapa y, en el caso de que no haber tomado medidas especiales en el lado del fondo, atraviesan los orificios de salida en el fondo y salen de esta manera del dispositivo de filtración. Las partículas flotan parcialmente en la superficie del líquido, por ejemplo partículas negras de carbón activo, por lo que molestan al usuario y son indeseables.

Actualmente existen tejidos de tamiz planos, inyectados de plástico, con un tamaño reducido de los poros, por ejemplo de 200 \mum, y se ha intentado colocar los mismos a título de experimento en los lados superior e inferior del recipiente del filtro o de la cámara del filtro, respectivamente, a fin de retener el material filtrante. Pero aparecieron dificultades con respecto al paso del líquido por este tipo de tamiz en una medida hasta ahora no explicable.

En el dispositivo de filtración de líquidos inicialmente descrito se ha previsto, frente a dispositivos más antiguos, un elemento plano textil, similar a un tamiz, situado entre el recipiente del filtro y la tapa de modo que incluso partículas de granulado pequeñas, con una anchura de por ejemplo 200 \mum, no pueden salir a través de los orificios de entrada en la tapa. En este documento no se tienen en consideración medidas adoptadas en el lado del fondo, por lo que los perfeccionamientos y nuevas medidas se refieren sólo a los orificios en la tapa. Como elemento plano textil, similar a un tamiz, se ha utilizado, en un ejemplo de realización preferido del dispositivo de filtración inicialmente descrito, una pieza interpuesta de un tejido que debe sobresalir hacia dentro del recipiente del filtro. En una forma de realización, la pieza de tejido conocida está curvada y penetra por lo tanto en cierta medida en dirección vertical hacia abajo en el recipiente del filtro. La mejora decisiva de la capacidad de retención, gracias a la utilización del elemento plano textil en el dispositivo de filtración conocido, y un buen flujo se han garantizado siempre que el elemento plano textil se encuentra en contacto con el material filtrante. Desventajosamente, aparecieron problemas cuando no se produjo este contacto entre el elemento plano textil por un lado y el material filtrante en el recipiente del filtro por otro lado.

Es posible imaginarse un plano que discurre por el borde superior de un recipiente del filtro, a lo largo del cual se cierra el recipiente del filtro de forma estanca a líquidos con la tapa. Se ha descubierto que no es posible resolver los problemas de flujo disponiendo un elemento textil plano no curvado entre el recipiente del filtro y la tapa aproximadamente en la zona de este plano imaginado. Este hecho se ha explicado de tal manera que por encima de la tapa, sumergida en el líquido a filtrar, se encuentra una columna de líquido no muy alta, por lo que la presión del líquido, originada por la gravedad, no es muy grande. Asimismo, se conoce la tensión superficial de un líquido que, sobre todo en el caso de poros de tamiz pequeños, tiene consecuencias negativas de tal modo que una contrapresión de aire mínima debajo de la tapa es suficiente para bloquear incluso el flujo del líquido. En la tecnología de tejidos, este cierre de los poros a través de una película de humedad se denomina formación de membranas. La utilización de un elemento textil plano no curvado no ha podido solucionar el problema, por lo que, en el dispositivo de filtración conocido del tipo inicialmente mencionado, el elemento plano textil sobresale del plano mencionado hacia abajo y hacia dentro del recipiente del filtro, o sobresale en dirección al material filtrante.

Muchos problemas se han solucionado de esta manera. Durante el llenado del recipiente del filtro "casi hasta el borde", es decir, hasta un 85% o hasta un 95%, esta parte sobresaliente del elemento plano tendrá contacto con el material filtrante, por lo que se rompe en este punto la tensión superficial con la consecuencia de que el líquido empieza a fluir en este punto, expulsando una bolsa de aire que puede existir debajo de la tapa, por lo que se reduce en gran medida y, al final, desaparece una contrapresión eventualmente existente, dirigida en contra de la presión de la columna de líquido. El líquido a filtrar puede fluir sin problemas a través del material filtrante y las partículas pequeñas del material filtrante se retienen de modo excelente.

En los casos en los cuales se seca el material filtrante, el nivel del mismo en el recipiente del filtro desciende desde arriba hacia abajo, con la consecuencia de que falta el contacto con la parte del elemento plano, curvada hacia abajo, por lo que el dispositivo de filtración conocido deja de funcionar. En la producción a gran escala de los dispositivos de filtración conocidos pueden aparecer tolerancias en la dosificación del material filtrante en el recipiente del filtro. En cierto número de casos falta por lo tanto también el contacto entre el elemento plano y el material filtrante. Si se llena una cantidad excesiva de material filtrante en el recipiente del filtro, en el caso de agua dura puede producirse una expansión tan fuerte que revienta el cartucho de filtro, compuesto del recipiente del filtro y de la tapa. Si se llena una cantidad de material filtrante insuficiente, se pone en peligro el contacto deseado con el elemento plano textil. Asimismo, se desea obtener un funcionamiento correcto del dispositivo de filtración independientemente de la altura de llenado del material filtrante.

En el documento WO 96/21621 se describe un cartucho de filtro que dispone entre la tapa y el recipiente del filtro de un elemento plano, similar a un tamiz, montado de tal manera que se encuentra por completo en contacto con la sección recta de la tapa y tiene en el centro un orificio de gran tamaño, que corresponde al diámetro de una pieza tubular de la tapa. En la pieza tubular de la tapa está dispuesto de forma plana un segundo elemento similar a un tamiz.

En el documento US 5,049,272 se describe un cartucho de filtro con una pieza de tela no tejida con una forma troncocónica y un orificio central. La pieza de tela no tejida está fijada en el interior de la tapa del cartucho.

Los cartuchos descritos en los documentos WO 98/17582 A y WO 98/05401 A disponen de una tapa con varias ventanas, equipadas individualmente con un elemento plano similar a un tamiz.

Por lo tanto, el objetivo de la invención consiste en perfeccionar el dispositivo de filtración del tipo inicialmente mencionado de tal manera que,

a): manteniendo el efecto de retención del elemento plano textil para partículas con un tamaño de alrededor de 200 \mum,

b): incluso con alturas de llenado distintas del material filtrante en el recipiente del filtro, se excluye una ralentización del flujo del líquido por el material filtrante, de modo que se garantizan un flujo y una ventilación correctos y,

c): en especial con alturas de llenado bajas, se garantiza un funcionamiento seguro.

"Funcionamiento seguro" significa lograr un flujo y una ventilación correctos.

Este objetivo se logra de acuerdo con la invención gracias a que el elemento plano, similar a un tamiz, se compone de una sola pieza y está cerrado y que, por lo menos temporalmente durante el proceso de filtración, como mínimo una parte del elemento plano, similar a un tamiz, sobresale hacia adentro del volumen interior (V_{i}) de la tapa y está dispuesta a una distancia de la pared superior de la tapa.

El espacio interior del dispositivo de filtración, delimitado por el recipiente del filtro y la tapa correspondiente, forma la cámara del filtro. El elemento plano, similar a un tamiz, es preferentemente un elemento plano textil.

Por lo tanto, la invención ofrece instrucciones contrarias a las medidas del dispositivo de filtración inicialmente mencionado. Es decir, el elemento plano textil debe sobresalir, por lo menos con cierta parte, hacia arriba dentro de la tapa o del volumen interior de la misma. Por este motivo, dicha parte del elemento plano textil, similar a un tamiz, debe sobresalir del plano anteriormente mencionado entre el recipiente del filtro y la tapa hacia arriba y hacia dentro de la tapa.

Según las instrucciones de la invención debe seleccionarse la parte sobresaliente de tal manera que arriba, en la zona del punto más alto del elemento plano, exista una transición de aire al aire. El dispositivo de filtración de acuerdo con la invención funciona por gravedad. De forma similar a los dispositivos de filtración conocidos, el líquido a depurar, por ejemplo agua, se llena desde arriba en un embudo por encima del dispositivo de filtración, configurado como cartucho, el agua pasa por el material filtrante en el cartucho de filtro, que se encuentra en el recipiente del filtro, hacia abajo a causa de la columna de agua situada encima del mismo (peso, gravedad) y sale hacia abajo en una jarra colectora. La dirección longitudinal de la jarra colectora, del cartucho, del recipiente del filtro, de la tapa y también del embudo se encuentra en el dispositivo de filtración por gravedad en general aproximadamente en la vertical. El dispositivo de filtración garantiza un funcionamiento correcto, incluso cuando se mantienen inclinados este eje y el dispositivo completo, por lo que el eje mencionado encierra un ángulo con la vertical. En cualquier caso, la parte del elemento plano textil más alejada del recipiente del filtro se encuentra "arriba", con motivo de la demostración del tipo de construcción, del diseño y del funcionamiento del dispositivo de filtración se habla del punto o de la zona más alta, o del punto o de la zona superior, del elemento plano textil en la tapa. A diferencia del dispositivo de filtración con funcionamiento por gravedad, existen dispositivos que funcionan por presión que, a continuación, no se tienen en cuenta con más detalle.

Si a ambos lados de la parte del elemento plano textil, situada arriba en la tapa, es decir, dentro del elemento plano y fuera del elemento plano (pero en ambos casos dentro de la tapa), se encuentra aire, por ejemplo en forma de una bolsa de aire, sorprendentemente se evita un escape del aire con eliminación de la bolsa de aire a causa del equilibrio de presión entre el líquido y el aire. Más bien, en la parte por la que escapa el aire, que se encuentra en el punto más alto, es decir, en la parte más alejada del recipiente del filtro situado abajo, se presenta una transición entre el aire dentro del elemento plano al aire fuera del elemento plano. Esto se encuentra en vigor de forma independiente de la altura del líquido fuera de la tapa. Si al principio se requiere una desaireación, el aire sale correctamente a través de esta transición de aire al aire hacia arriba hasta alcanzar el equilibrio mencionado, por lo que el espacio de aire arriba, debajo de la pared superior de la tapa, se ha vuelto relativamente pequeño y para el paso del líquido desde arriba hacia abajo ya no se requiere una ventilación adicional. El dispositivo de filtración sigue funcionando de modo correcto, incluso cuando se inunda excepcionalmente la parte superior del elemento plano. Se ha demostrado que estas condiciones se mantienen incluso para diferentes alturas de llenado del material filtrante en el recipiente del filtro. Esto es válido para dispositivos de filtración configurados de forma diferente, y es válido en especial para una misma geometría exterior del dispositivo de filtración convencional doméstico con alturas distintas del material filtrante. Como consecuencia, el funcionamiento correcto del nuevo dispositivo de filtración se garantiza en un número de casos mucho mayor que en los dispositivos conocidos, independientemente de la altura de llenado en el recipiente del filtro, si el material filtrante se ha secado o si el recipiente del filtro está "sobrellenado", hasta más allá del plano anteriormente mencionado entre el recipiente del filtro y la tapa, a causa de una expansión del material filtrante. La filtración y el tamiz funcionan de modo correcto cuando el elemento plano textil se aplica en la configuración y el diseño según la invención, incluso cuando el elemento plano textil no se encuentra en contacto con el material filtrante. Si la parte más alejada del elemento plano textil, que se extiende hacia arriba en el recipiente, es lo suficientemente grande, y si también la tapa es lo suficientemente grande, se compensa cualquier aumento del volumen del material filtrante, causado por la expansión del mismo, sin que se produzcan presiones perjudiciales.

Incluso las tapas de dispositivos de filtración conocidos, y aún más las tapas según la primera forma de realización de la invención, están configuradas tan grandes que su volumen interior es alrededor de un 30% del volumen del recipiente del filtro. Normalmente se requieren volúmenes adicionales alrededor de un 10% para alojar el material filtrante que se expande. Por lo tanto, es suficiente si el volumen interior, proporcionado por la parte del elemento que sobresale hacia dentro de la tapa, es superior o igual a un 5% del volumen del material filtrante en el recipiente del filtro.

Según la primera forma de realización de la invención es ventajoso si la parte alejada del elemento superficial, que se encuentra arriba en la tapa, y el orificio de ventilación están dispuestos por encima del extremo más alto del orificio de entrada. Para comprender esta medida, hay que imaginarse de nuevo un plano horizontal entre el lado superior del recipiente del filtro y el lado inferior de la tapa, mientras que un nuevo plano horizontal discurre por el extremo más alto del orificio de entrada más alto y en paralelo al plano horizontal entre el recipiente del filtro y la tapa. Si se tiene en cuenta que la parte superior del elemento plano se encuentre por encima de este nuevo plano, se logra un funcionamiento especialmente seguro, es decir, el líquido a depurar fluye de modo correcto a través de los orificios de entrada hacia abajo, mientras que el aire desplazado de esta manera puede escapar correctamente hacia arriba. En lo anteriormente expuesto debería estar garantizado también que los orificios de ventilación se encuentren por encima de este plano horizontal imaginado. Estas medidas favorecen también la transición de aire al aire en la parte superior del elemento plano, a fin de garantizar un funcionamiento correcto, tanto durante el llenado, el servicio principal de filtración como hacia el final del mismo cuando el agua no filtrada sale lentamente del embudo. Estas medidas se encuentran en vigor tanto para uno o varios orificios de entrada en la tapa, como también para diseños distintos de los orificios de entrada, por ejemplo orificios que se extienden en forma de ranuras verticales desde el borde inferior de la tapa hacia arriba.

Una forma favorable de la tapa dispone abajo de una zona similar a una superficie exterior cilíndrica (con un pequeño biselado troncocónico), en la que están dispuestos, de manera distanciada en la circunferencia, varios orificios de entrada, por ejemplo cuatro orificios. A esta parte inferior más grande del volumen de la tapa, cuya circunferencia exterior es aproximadamente igual a la circunferencia exterior del recipiente del filtro, sigue hacia arriba una superficie de transición troncocónica anular, conectada en el borde de la circunferencia ancha de una parte de la tapa en forma de copa invertida. En esta parte de la tapa en forma de copa, el fondo de la misma constituye la pared superior de la tapa que comprende por lo menos un orificio de ventilación, con preferencia dos orificios de ventilación distanciados entre sí, para el aire que sale.

De acuerdo con la primera forma de realización de la invención es conveniente si la parte del elemento plano, que sobresale hacia dentro del volumen interior de la tapa, está por lo menos parcialmente curvada. El elemento plano puede tener la forma de campana, domo, semiesfera, parte de una esfera, etc. No obstante, es posible que la forma del elemento plano, preferentemente textil, tenga también vértices, puntas y bordes, por lo que la parte sobresaliente hacia dentro de la tapa puede tener la forma de cubo, pirámide, paralelepípedo rectangular o similar. A través de estas medidas se logra una conformación del elemento plano textil económica y técnicamente correcta sin soportes costosos, como por ejemplo aros o nervios envueltos mediante inyección. Se evita la necesidad de moldes de inyección adicionales, por lo que la fabricación resulta obviamente más sencilla y económica.

En otra configuración ventajosa de la primera forma de realización de la invención, la parte sobresaliente del elemento plano tiene la forma de calota esférica y está fijada en su zona inferior exterior en el borde superior del recipiente del filtro y en el borde inferior de la tapa, con preferencia mediante soldadura. La calota esférica no debe considerarse como tal desde el punto de vista estrictamente matemático geométrico, sino que el elemento plano textil tiene con preferencia en su zona superior la forma de calota esférica y puede estar moldeado en la zona inferior de modo saliente hacia fuera. Pueden seguir a continuación zonas troncocónicas. El elemento plano textil puede sobresalir hacia dentro de la tapa también con una parte plana, un borde o un vértice. Mediante la fijación del elemento plano en el borde inferior de la tapa se garantiza que el espacio llenado con material filtrante, que se encuentra en su mayor parte en la zona del recipiente del filtro, pero que, a causa de los hechos anteriormente descritos, puede extenderse en mayor o menor medida hacia dentro de la tapa, esté encerrado o encapsulado completamente mediante paredes laterales y tamices. Los poros del elemento plano textil, similar a un tamiz, son lo suficientemente pequeños para evitar que partículas más pequeñas salgan hacia fuera de este espacio de filtración. No obstante, los fluidos pueden entrar y/o salir a través del elemento plano textil.

Asimismo, de acuerdo con la primera forma de realización es favorable si el elemento plano es un tejido, un género de punto por trama, una tela no tejida o una pieza moldeada de plástico, y si el tamaño de los poros del elemento plano se encuentra en la gama comprendida entre 50 \mum y 300 \mum, preferentemente entre 80 \mum y 200 \mum. El elemento plano textil puede estar fabricado de distintos materiales, preferentemente de plástico. Pueden utilizarse hilos sintéticos, o el elemento completo puede estar moldeado. Por ejemplo, mediante embutición profunda de un material sintético de poliéster es posible fabricar un elemento plano textil de este tipo. De acuerdo con la invención es pensable cualquier estructura del elemento plano textil. Después de la fabricación, el elemento plano tiene en primer lugar una misma estructura en toda la superficie, y también más o menos el mismo tamaño de poros. Durante la transformación de un elemento plano textil no curvado, según las instrucciones de la invención debe observarse que la estructura no se modifique de manera esencial, es decir, que el elemento plano textil no se expanda o deforme plásticamente en mas de un 20% a un 30%. Son admisibles ligeras deformaciones angulares como se producen por ejemplo en la transición de un cuadrado a un paralelogramo. En este marco son admisibles incluso pliegues, ya que estos son con frecuencia inevitables al transformar en formas angulosas el elemento plano textil no curvado. Sólo debe observarse que, además de los bordes y vértices, no se modifique esencialmente la estructura del elemento plano, es decir, no más de un 20% a un 30%, y que no haya aumentado en esta medida el tamaño de los poros. Por lo tanto, el efecto de tamiz debe conservarse después del moldeo. El elemento plano textil tampoco debe tener un tamaño de los poros tan pequeño en toda su superficie que se ponga en peligro el paso del
líquido.

Asimismo, es conveniente si en la primera forma de realización de acuerdo con la invención la relación entre las áreas de sección transversal fluidotécnicas
A : B : C : D es aproximadamente de 1 : 2 : 10 : 20, con una tolerancia de alrededor de \pm50%, donde

A \; =: la sección transversal total de paso libre de los orificios de ventilación en la tapa;

B \; =: la sección transversal total de paso libre de los orificios de entrada de líquido en la tapa;

C \; =: la sección transversal total de paso libre proyectada de los poros, que sirve para la ventilación, de la parte del elemento plano situada arriba en la tapa; y

D \; =: la sección transversal total de paso libre para el líquido a través de los poros de la parte inferior anular de la superficie exterior del elemento plano.

En una forma de realización especialmente apropiada de la invención se utiliza un dispositivo de filtración cuyo recipiente del filtro tiene un volumen de 140 ml. Si se coloca en un recipiente de este tipo por ejemplo la tapa anteriormente descrita, con la parte inferior ensanchada y la parte superior más estrecha en forma de copa invertida, donde los orificios de entrada de líquido se encuentran en la parte inferior ensanchada y los orificios de ventilación para el aire saliente en el fondo superior de la tapa, en una forma de realización especialmente preferida es:

A \approx 24 mm^{2}

B \approx 66 mm^{2}

C \approx 300 mm^{2} y

D \approx 680 mm^{2}.

El área de la sección transversal libre A se compone de la suma de dos orificios de ventilación en la tapa. El área de la sección transversal libre B se compone de cuatro orificios de entrada de líquido en la parte inferior ensanchada de la tapa. En el área de la sección transversal libre proyectada C para el aire en la parte superior del elemento plano se ha utilizado un promedio aritmético de la superficie abierta del filtro del elemento plano de aproximadamente un 42,5%. Este valor puede situarse en un intervalo comprendido aproximadamente entre un 30% y un 65%.

Para la superficie D, es decir, el área de paso libre del líquido en la zona inferior del elemento plano textil con el diámetro mayor se ha utilizado un promedio aritmético de la superficie abierta del filtro del elemento plano de aproximadamente un 42,5%. Este valor puede situarse en un intervalo comprendido aproximadamente entre un 30% y un 65%.

Si se mantiene esta relación, o estas relaciones individuales, según las instrucciones de la invención, como por ejemplo A : B = 1 : 2, etc., se garantiza por un lado una ventilación correcta y por otro lado el paso del líquido. Las gamas indicadas del tamaño de los poros del elemento plano textil permiten evitar problemas de flujo, por lo que es posible utilizar materiales filtrantes muy eficaces con elevadas superficies activas (partículas pequeñas), sin que las partículas puedan escurrirse a través de los orificios.

Por motivos de fabricación puede ser ventajoso unir de forma inseparable la tapa con el elemento plano textil después de su moldeo. Por ejemplo, un fabricante de piezas inyectadas puede inyectar la tapa, moldear el elemento plano textil y unir ambas piezas entre sí de manera estanca a los líquidos, por ejemplo mediante soldadura.

Este producto intermedio (la tapa con el elemento plano textil) puede suministrarse a la empresa de llenado, donde se mantiene disponible en almacenes y un equipo de cierre automático lo recoge, lo coloca en el recipiente del filtro llenado y lo une con el mismo. Ni el equipo automático ni el personal del fabricante tiene que ocuparse de los elementos planos textiles individuales y transportar y colocar los mismos con especial cuidado. Para cerrar el recipiente del filtro, en cualquier caso es preciso posicionar la tapa correctamente, y no se necesita ningún paso de montaje por separado si el elemento plano textil está unido de forma inseparable con la tapa.

La parte alejada del elemento plano, que se encuentra arriba en la tapa, está dispuesta a una distancia de la pared superior de la tapa. De este modo se consigue especialmente bien que se forme un espacio de aire debajo de la pared superior de la tapa. La distancia entre dicha parte del elemento plano por un lado y la superficie interior de la pared superior de la tapa por otro lado es de 2 mm en un ejemplo de realización preferido. De esta manera está disponible un espacio máximo para la expansión del material filtrante en el elemento plano textil, mientras que se mantiene seca la parte alejada del elemento plano, situada en la tapa, de modo que allí existe una transición de aire al aire.

De acuerdo con la invención es posible dimensionar el volumen interior, proporcionado por el elemento plano, superior o igual a un 5% del volumen de llenado del material filtrante en el recipiente del filtro. Se ha mencionado anteriormente que, en el caso de un llenado del recipiente del filtro al 100% con material filtrante, en el caso de humectación puede producirse una expansión del volumen en aproximadamente un 10%. Este volumen de un 10% del material filtrante puede expandirse en el espacio del elemento plano textil por encima del plano, definido inicialmente como plano horizontal imaginado que pasa por el borde inferior de la tapa. Normalmente, un recipiente del filtro no se llena al 100% con material filtrante, y con seguridad no sólo con el intercambiador de iones, susceptible a la expansión. En cualquier caso queda disponible un espacio suficiente para la expansión del material filtrante. Por lo tanto, los valores previstos según la invención, garantizan un funcionamiento seguro. Frente a dispositivos de filtración conocidos se excluye así ventajosamente que la expansión afecte al flujo de agua.

Asimismo, es favorable si la parte alejada del elemento plano que, de acuerdo con la invención se encuentra arriba en la tapa, tiene por lo menos en la zona superior material hidrófobo o tratado de manera hidrófoba. Un elemento plano textil, fabricado por ejemplo de poliéster, tiene propiedades hidrófilas, es decir, tiene cierta afinidad al líquido, con preferencia agua. Sería necesario aplicar un tratamiento hidrófobo a esta parte. A través de la medida de acuerdo con la invención de equipar la parte superior del elemento plano con un componente hidrófobo, o tratado de manera hidrófoba, se consigue que, después de una humectación y una vez escurrida el agua, las mallas o los poros del elemento plano textil se mantengan abiertas. La parte hidrófoba proporciona a esta parte del elemento plano textil propiedades hidrófugas. La parte hidrófoba debe estar prevista en la zona donde se pretende lograr la transición de aire al aire dentro de la tapa. Por lo general, se trata de la parte más alejada del recipiente del filtro del elemento plano, que se encuentra arriba en la tapa. En la forma de realización especial y preferida anteriormente mencionada con una sección transversal de paso libre d para la ventilación C = 300 mm^{2} sería posible aplicar un tratamiento hidrófobo a esta superficie C. Proveer una superficie tan extensa con una parte hidrófoba sirve para garantizar la seguridad de funcionamiento del dispositivo de filtración.

En casos excepcionales puede ser que el agua entre en contacto con la parte superior del elemento plano textil, o que en la fase inicial de la filtración inunde la misma brevemente, e intente cerrar los poros mediante formación de membranas. Gracias a la hidrofugación de acuerdo con la invención se logra que el aire a expulsar del dispositivo de filtración pase casi sin obstáculos al agua.

No el agua circundante, sino las membranas en los poros del elemento plano textil impiden el paso del aire al medio colindante (agua y/o aire).

Cuando, en otra configuración ventajosa de la primera forma de realización de la invención, la parte inferior del elemento plano, en la zona de los orificios de entrada para el paso del líquido, se provee de partes hidrófilas, esto fomenta obviamente el paso del líquido a filtrar. En esta zona inferior al lado de los orificios de entrada de líquido es posible tratar el elemento plano textil también con sustancias mediante las cuales el elemento plano se vuelve aún más hidrófilo. Estas sustancias pueden ser líquidos que modifican la superficie del plástico.

Es posible utilizar un elemento plano textil en forma de cinta continua para su transformación y el moldeo de la parte autoestable del elemento, que sobresale hacia dentro de la tapa, y para fijarla en la tapa de un dispositivo de filtración de líquidos. Resulta ventajoso seleccionar un elemento plano textil autoestable o con estabilidad de forma. Un elemento plano de este tipo, con el tamaño deseado de los poros, es plásticamente deformable. Una curvatura en forma de domo o campana en un elemento plano textil de este tipo se mantiene por sí misma. La forma concreta seleccionada, por ejemplo también un paralelepípedo rectangular, se mantiene en lo esencial estable. Es posible influir en la estabilidad de forma mediante el grosor de los hilos utilizados para la fabricación del elemento plano, el número de hilos, el tipo de ligamento y el material de los hilos. También puede seleccionarse como elemento plano textil un tejido fabricado de un plástico mediante embutición profunda. Anteriormente se han mencionado la estabilidad angular y la estabilidad contra una deformación permanente. Si durante la transformación de un elemento plano textil, por ejemplo en un paralelepípedo rectangular o una campana, se producen pliegues, estos se mantendrán de manera autoestable en su lugar, tal como se desea.

Antes de la transformación se puede fabricar el elemento plano textil, por ejemplo en forma de hoja o cinta, mediante embutición profunda. Es posible desenrollar el elemento plano textil de una bobina y transformarlo a continuación en la forma deseada, como por ejemplo una campana o un paralelepípedo rectangular. Los poros o mallas en este elemento plano textil se mantendrán estables después del moldeo sin dilatación o deformación esenciales. De esta manera está garantizado que se mantenga el efecto de tamiz.

Después de la transformación del elemento plano textil (a la forma de campana, paralelepípedo rectangular o similar) se recorta o estampa el elemento plano a medida y se suelda en la circunferencia, por ejemplo mediante ultrasonido, con el borde exterior inferior de la tapa (en su extremo libre abierto).

Otro procedimiento de fabricación se desarrolla de tal manera que el elemento plano textil se sujeta en primer lugar, después de desenrollarlo en forma de cinta de una bobina, se moldea durante la sujeción y, mientras que se sujeta, se coloca en esta forma en la tapa, se suelda en el borde exterior inferior de la misma y se estampa a continuación.

La invención no afecta de ninguna manera la eficacia del dispositivo de filtración. El elemento plano textil mantiene la capacidad de retención de partículas pequeñas del material filtrante, y también se excluye una ralentización del flujo del líquido a través del material filtrante, incluso cuando el recipiente del filtro está llenado sólo parcialmente, es decir, con poco material filtrante. De forma inesperada ya no tiene importancia que, para el funcionamiento, el elemento plano textil mantenga siempre un contacto físico con el material filtrante. Incluso cuando en el dispositivo de filtración de acuerdo con la invención no se produce ningún contacto entre el elemento plano textil y el material filtrante, se mantiene plenamente el funcionamiento del dispositivo de filtración. Si, por otro lado, el recipiente del filtro está llenado por completo con material filtrante, por lo que, debido a una expansión de aproximadamente un 10% hasta un 20% como máximo, se ralentizaría el flujo en dispositivos de filtración convencionales, o incluso se reventaría el dispositivo, gracias a la invención se excluyen también estos efectos negativos.

Debido a la presión diferencial (presión hidrostática) entre los orificios de entrada de líquido en la zona inferior de la tapa por un lado y los orificios de ventilación en la pared superior de la tapa por otro lado se garantiza que el aire escape siempre hacia arriba y el líquido entre abajo, y no de forma inversa. La presión en el espacio de aire arriba en la tapa es siempre tan alta que expulsa el aire hacia arriba, y el líquido no entra bajo presión o fluye a través de los orificios de ventilación.

Frente a dispositivos de filtración convencionales, los orificios de ventilación en la pared superior de la tapa se dimensionan de acuerdo con la invención relativamente grandes. Por ejemplo, en una forma de realización preferida se prevén dos orificios de ventilación en forma de ranura, cada una con una anchura de 1,5 mm y una longitud de 8 mm.

De esta manera está garantizado que, con la presión existente debajo de la pared superior de la tapa, el aire siempre salga por estos orificios cuando el líquido se suministra desde abajo.

El aire puede salir de la tapa, atravesando el elemento plano textil dentro de la tapa desde abajo hacia arriba, si a ambos lados del elemento plano textil se encuentra aire y se evita la formación de membranas.

La formación de membranas en la parte superior del elemento plano textil se impide a través de los componentes hidrófobos. Incluso cuando el líquido entra en contacto con las mallas o poros en esta parte superior del elemento plano textil, a causa de un vuelco o por otros motivos, estos poros se mantienen abiertos después de haber restablecido la posición derecha del dispositivo de filtración.

En un dispositivo de filtración, en el cual el elemento plano, similar a un tamiz, está dispuesto de tal manera que constituye, junto con las paredes del recipiente del filtro, un volumen (V_{u}) en el cual se encuentra el material filtrante, el elemento plano similar a un tamiz es por lo menos parcialmente móvil, de modo que puede adoptar dos posiciones extremas y posiciones intermedias situadas entre aquellas, donde a través de la transición de la primera a la segunda posición extrema disminuye el volumen (V_{u}) en un volumen diferencial \DeltaV. Debido a que el elemento plano, similar a un tamiz, está dispuesto de forma móvil, es posible adaptar el volumen (V_{u}), en el cual se encuentra el material filtrante, a las condiciones deseadas. A través de esta medida se evita eficazmente que reviente el cartucho de filtro, ya que una fuerte expansión del material filtrante sólo tiene como consecuencia que el elemento plano flexible adopte una posición cercana a la primera posición extrema, de modo que aumenta el volumen (V_{u}) en el cual se encuentra el material filtrante.

El elemento plano, similar a un tamiz, puede ser en principio cualquier objeto que cumpla la función de tamiz deseada y que sea lo suficientemente móvil.

Incluso cuando el elemento plano puede tener en principio cualquier forma, por ejemplo, puede estar dispuesto de manera completamente recta, no obstante, en una forma de realización preferida se prevé que el área de un plano de referencia, que discurre por el borde del elemento plano, sea inferior al área real del elemento plano. De esta manera está garantizado que el elemento plano se curve en por lo menos una dirección hacia fuera del plano de referencia. La parte del elemento plano, que sobresale del plano de referencia, tiene con preferencia la forma de una calota esférica. La calota esférica no debe considerarse como tal desde el punto de vista estrictamente matemático geométrico, sino que el elemento plano textil tiene con preferencia la forma de calota esférica y puede estar moldeada en forma de copa redondeada que se extiende radialmente hacia fuera. Pueden seguir a continuación zonas troncocónicas. El elemento plano textil puede sobresalir del plano de referencia también con una parte plana, un borde o un vértice. Los poros del elemento plano textil, similar a un tamiz, son lo suficientemente pequeños para evitar que incluso las partículas más pequeñas salgan hacia fuera del volumen (V_{u}) del llamado "espacio de filtración". No obstante, los fluidos pueden entrar y/o salir a través del elemento plano textil.

La superficie aumentada del elemento plano tiene además la ventaja de aumentar el área de paso para los líquidos a filtrar, por lo que se facilita una filtración rápida.

Según una forma de realización preferida del dispositivo de filtración se prevé por lo menos un orificio de ventilación para que el aire pueda salir, dispuesto en el mismo lado del elemento plano, similar a un tamiz, que el orificio de entrada. Debido a que, por lo menos al principio del proceso de filtración, se encuentra normalmente aire en la cámara del filtro, los orificios de ventilación mencionados garantizan un escape rápido del aire a través de los orificios de filtración, por lo que, en especial al principio del proceso de filtración, no se retarda el flujo del líquido.

Incluso cuando es posible obtener por lo menos parcialmente la ventaja según la invención con un volumen diferencial \DeltaV muy pequeño, según una forma de realización especialmente preferida se prevé que el volumen diferencial sea de por lo menos un 1%, con preferencia como mínimo un 5%, y especialmente preferido como mínimo un 10% del volumen de llenado del material filtrante en el recipiente del filtro.

Opcionalmente es posible seleccionar el volumen diferencial también de tal manera que sea por lo menos un 1%, con preferencia por lo menos un 5% y especialmente preferido por lo menos un 10% del volumen V_{u}. Gracias a la movilidad mínima anteriormente mencionada del elemento plano, similar a un tamiz, se logra que el dispositivo de filtración de acuerdo con la invención funcione de modo correcto, incluso con fuertes variaciones del nivel de llenado del material filtrante.

A través de una forma especial del elemento similar a un tamiz puede lograrse que la formación de membranas inicialmente mencionada sólo se produzca de manera limitada. La formación de membranas se evita en una forma de realización preferida de tal manera que el elemento plano, similar a un tamiz, entra en contacto, en la segunda posición extrema, con la superficie convenientemente ajustada del material filtrante y/o con otro componente. Debido a que el elemento plano, similar a un tamiz, se encuentra en contacto con la superficie del material, se rompen las membranas en la zona de contacto y el líquido puede pasar casi sin obstaculización a través del elemento tamiz. Se sobrentiende que el contacto mencionado entre el elemento plano, similar a un tamiz, por un lado y la superficie del material filtrante por otro lado también puede sustituirse por un contacto del elemento plano, similar a un tamiz, con otro componente. Este componente adicional puede ser por ejemplo una barra, dispuesta en lo esencial en el centro del recipiente del filtro, que en la segunda posición extrema entra en contacto con el elemento plano, similar a un tamiz, por lo que se rompen las membranas en los puntos de contacto. Este componente adicional tiene además la ventaja de garantizar la rotura de las membranas de líquido por contacto en la segunda posición extrema del elemento plano, similar a un tamiz, también cuando el material filtrante tenga un nivel de llenado muy bajo, o incluso falte por completo. Debido a que normalmente se logra una mayor superficie de contacto cuando el elemento plano, similar a un tamiz, entra en contacto con el material filtrante que en el caso de un contacto con otro componente, este se dispone con preferencia de tal modo que pueda entrar en contacto con el elemento plano, similar a un tamiz, cuando el nivel de llenado en el recipiente del filtro es muy bajo, mientras que en todos los otros casos se encuentra por debajo del nivel de llenado del material filtrante.

Según otra solución especialmente preferida de la segunda forma de realización de la presente invención se prevé que el elemento plano, similar a un tamiz, sobresalga, en la primera posición extrema, del plano de referencia en dirección contraria con respecto a la segunda posición extrema. Preferentemente, la parte del elemento plano, alejada del plano de referencia, no entra en contacto con la pared de la cámara del filtro o de la tapa cuando se encuentra en su primera posición extrema. Debido a que, durante todo el proceso de filtración, en una parte de la cámara del filtro, en lo esencial alejada del material filtrante, se encuentra normalmente una bolsa de aire, a través de la característica anteriormente descrita se logra que en la primera posición extrema se encuentre aire a ambos lados de la parte del elemento plano más alejada del plano de referencia. Ya que por lo menos en una pequeña zona del elemento plano, similar a un tamiz, se forma una transición de aire al aire, se impide en esta zona eficazmente la formación de membranas.

El dispositivo de filtración de acuerdo con la invención funciona con preferencia por gravedad, de modo que, en la primera posición extrema del elemento, por lo menos una parte del elemento plano se encuentra a mayor altura que la misma parte en la segunda posición extrema. No obstante, se sobrentiende que el dispositivo de filtración de acuerdo con la invención puede utilizarse de modo que funcione por presión. "Más alto" y "más bajo" se entiende en este caso en sentido de flujo, por lo que el elemento plano se mueve hacia abajo cuando se desplaza en lo esencial en la dirección del flujo del líquido a filtrar.

Especialmente preferida es una forma de realización en la cual la parte del elemento plano, alejada del plano de referencia, y los orificios de ventilación se encuentran en la primera posición extrema por encima del extremo más alto del orificio de entrada. De esta manera se garantiza que prácticamente durante todo el proceso de filtración se forme una bolsa de aire cerca del orificio de ventilación en la cual penetra el elemento plano en su primera posición extrema, de modo que por lo menos en una parte del elemento plano existe una transición de aire al aire.

El elemento plano textil se compone con preferencia de un tejido, género de punto por trama, fibras colocadas, tela no tejida o de una pieza moldeada de plástico y tiene preferentemente un tamaño de los poros comprendido entre 50 \mum y 300 \mum, y preferentemente entre 80 \mum y 200 \mum.

Como se ha mencionado anteriormente, el elemento plano, similar a un tamiz, está curvado hacia arriba en su primera posición extrema, de modo que, casi durante todo el proceso de filtración, penetra por lo menos con una parte en una bolsa de aire existente en la zona de los orificios de ventilación, por lo que en la zona del punto más alto del elemento plano existe una transición de aire al aire. El dispositivo de filtración de acuerdo con la invención está preferentemente diseñado de tal manera que la relación entre las áreas de sección transversal fluidotécnicas A : B : C : D sea aproximadamente de 1 : 2 : 10 : 20 con una tolerancia de alrededor de \pm50%, preferentemente alrededor de \pm25%, donde

C \; =: la sección transversal total de paso libre de los poros, que sirve para la ventilación, de la parte del elemento plano en la primera posición extrema; y

D \; =: la sección transversal total de paso libre para el líquido a través de los poros de la parte inferior, en lo esencial anular, del elemento plano en la primera posición extrema.

En una forma de realización especialmente apropiada de la invención se utiliza un dispositivo de filtración cuya cámara del filtro tiene un volumen de aproximadamente 150 ml hasta 200 ml. Los orificios de entrada de líquido están dispuestos con preferencia por debajo de los orificios de ventilación del aire saliente, situados en el fondo superior de la tapa de la cámara de vacío. En una forma de realización especialmente preferida, A es alrededor de 24 mm^{2}, B alrededor de 66 mm^{2}, C alrededor de 300 mm^{2} y D alrededor de 680 mm^{2}.

La sección transversal libre A es la suma de las áreas de todos los orificios de ventilación en la tapa. La sección transversal libre B se compone de todos los orificios de entrada de líquido. Como sección transversal de paso libre C para el aire en la parte superior del elemento plano se ha utilizado un promedio aritmético de la superficie de filtro abierta alrededor de un 42,5%. Existe un intervalo de variación comprendido aproximadamente entre un 30% y un 65%.

Para la superficie D, es decir, el área de paso libre del líquido en la zona inferior del elemento plano textil con el diámetro superior se ha utilizado un promedio aritmético de la superficie abierta del filtro del elemento plano de aproximadamente 42,5%. Con respecto a este valor existe también un intervalo de variación comprendido aproximadamente entre un 30% y un 65%.

Si se mantiene esta relación, o estas relaciones individuales, según las instrucciones de la invención, como por ejemplo A : B = 1 : 2, etc., se garantiza por un lado una ventilación correcta y por otro lado el flujo del líquido. Las relaciones de tamaño de los poros del elemento plano textil permiten evitar problemas de flujo, por lo que es posible utilizar materiales filtrantes muy eficaces con elevadas superficies activas (partículas pequeñas), sin que las partículas puedan escurrirse a través de los orificios. Como se ha mencionado anteriormente, según la invención resulta ventajoso si la parte más alejada del elemento plano, situada arriba en la tapa, está dispuesta en la primera posición extrema a una distancia de la pared superior de la tapa, o de la cámara del filtro. De esta manera se consigue especialmente bien la formación de un espacio de aire debajo de la pared superior de la tapa o de la cámara del filtro. La distancia entre dicha parte del elemento plano por un lado y la superficie interior de la pared superior de la tapa es alrededor de 2 mm en un ejemplo de realización preferido. En este caso se dispone de un espacio máximo para la expansión del material filtrante en el llamado espacio de tamiz y, al mismo tiempo, se mantiene seca la parte del elemento plano que se encuentra en la zona superior de la cámara del filtro, de modo que en esta zona existe una transición de aire al aire.

De manera especialmente preferida, la segunda forma de realización del dispositivo de filtración de acuerdo con la invención dispone de un elemento plano, similar a un tamiz, que comprende partes hidrófilas. Las partes hidrófilas garantizan que, cuando la presión hidrostática en el elemento plano, similar a un tamiz, descienda por debajo de un determinado valor, se produce una humectación completa del elemento plano, similar a un tamiz, y tiene lugar la formación de membranas anteriormente mencionada. A causa de la diferencia de presión originada, el elemento plano, similar a un tamiz, se mueve preferentemente bajo el efecto del peso del líquido entrante desde la primera posición extrema en dirección a la segunda posición extrema hasta que entre en contacto con la superficie del material filtrante o un componente correspondiente. Debido al contacto se interrumpe nuevamente la formación de membranas, por lo que el líquido puede pasar a través del elemento plano, similar a un tamiz.

Para este fin se fabrica el elemento plano, similar a un tamiz, con preferencia de un material flexible y/o elástico. El grosor del hilo del elemento plano, preferentemente textil, se encuentra en la gama comprendida entre 5 \mum y 100 \mum, preferentemente entre 10 \mum y 60 \mum.

Es posible utilizar un elemento plano flexible y/o elástico en forma de cinta para la transformación en un elemento, similar a un tamiz, por lo menos parcialmente móvil que se fijará dentro de una cámara del filtro de un dispositivo de filtración de líquidos. Antes de la transformación es posible fabricar este elemento plano textil, por ejemplo mediante embutición profunda, en forma de hoja o cinta. Se puede desenrollar el producto plano textil desde una bobina y transformarlo en la forma deseada, por ejemplo una campana o un paralelepípedo rectangular. Los poros o mallas en este producto plano textil se mantienen incluso después del moldeo sin alargamientos o distorsiones excesivos. De esta manera está garantizado que se conserve el efecto de tamiz.

Después del moldeo del elemento textil plano (en forma de campana o paralelepípedo rectangular o similar), el elemento plano se recorta o estampa convenientemente y se suelda en su circunferencia, por ejemplo mediante ultrasonidos, con el borde exterior inferior de la tapa (en su extremo libre abierto).

La segunda forma de realización de la invención no afecta en absoluto al funcionamiento del dispositivo de filtración. El efecto de retención del elemento plano textil para las partículas pequeñas del material filtrante se mantiene y, al mismo tiempo se excluye una ralentización del flujo del líquido a través del dispositivo de filtración, incluso cuando el recipiente del filtro está sólo parcialmente llenado, es decir, poco llenado.

Otras ventajas, características y posibilidades de aplicación de la presente invención se desprenden de la siguiente descripción de formas de realización preferidas con referencia a los dibujos adjuntos. En las figuras 1 a 10 se muestra la primera forma de realización.

Fig. 1 Vista en corte longitudinal a través de un dispositivo de filtración de acuerdo con la invención, dispuesto en el sistema completo, donde este dispositivo de filtración es el cartucho de filtro mismo y se muestra un estado de funcionamiento después de aproximadamente un segundo.

Fig. 2 Vista en corte longitudinal a escala aumentada a través del dispositivo de filtración (cartucho de filtro) según la invención, en el mismo estado de funcionamiento que en la figura 1.

Fig. 3 Representación similar a la de la figura 1, pero en el estado de funcionamiento de llenado después de por ejemplo 3 segundos.

Fig. 4 Vista similar, pero en el estado de funcionamiento de vaciado.

Fig. 5 Otra vez una vista similar en el estado de funcionamiento de vaciado.

Figuras 6 a 10 Otra forma de realización en la cual el dispositivo de filtración está llenado sólo hasta escasamente dos tercios con material filtrante, donde se muestra:

Fig. 6 Vista en corte como en la figura 1, en el estado de funcionamiento de llenado después de por ejemplo 2 segundos.

Fig. 7 La misma vista en corte como en la figura 6, pero en el estado de funcionamiento de llenado después de por ejemplo 4 segundos.

Fig. 8 Vista similar a la de la figura 7, pero en el estado de funcionamiento de llenado después de por ejemplo 6 segundos.

Fig. 9 Vista similar en corte longitudinal, pero en el estado de funcionamiento de vaciado, similar a la figura 4 para la otra forma de realización.

Fig. 10 Otra vista similar en corte longitudinal del dispositivo de filtración en el estado de funcionamiento de vaciado (de la segunda forma de realización con un recipiente del filtro sólo parcialmente llenado), similar a la representación de la primera forma de realización en la figura 5.

Fig. 11 Vista en corte longitudinal a través de un dispositivo de filtración en forma de cartucho de filtro, dispuesto en un sistema completo, en un primer estado de funcionamiento.

Fig. 12 Vista en corte longitudinal a escala aumentada del dispositivo de filtración en forma de cartucho según la figura 11.

Fig. 13 Vista en corte longitudinal del sistema completo en un segundo estado de funcionamiento.

Fig. 14 Vista en corte longitudinal del sistema completo en un tercer estado de funcionamiento.

Fig. 15 Vista en corte longitudinal del sistema completo en un cuarto estado de funcionamiento.

Fig. 16 Vista en corte longitudinal del sistema completo en un quinto estado de funcionamiento.

Fig. 17 Vista en corte longitudinal del sistema completo en un sexto estado de funcionamiento.

El dispositivo de filtración de líquidos, señalado generalmente con 1, según ambas formas de realización de la invención se encuentra en la parte 20 inferior en forma de casquillo de un embudo 21. El embudo está colocado sobre una jarra colectora 22, que lleva en su lado posterior un asa 23 y en su lado delantero la boca de salida 24 con la tapa 25 de la boca de salida. Arriba está colocada en el embudo 21 una pieza de recubrimiento 26 ligeramente curvada que evita la caída de partículas de polvo o similares al interior del embudo 21. Esta pieza de recubrimiento 26 puede retirarse con la mano cogiendo la misma de la parte 27 sobresaliente. El aparato, que se muestra en su totalidad en las figuras 1 y 11, se llena en primer lugar con agua 28 sin tratar que, conforme a las flechas 29 curvadas, fluye hacia abajo en el dispositivo de filtración 1, sale del mismo hacia abajo según la flecha 30 y se recoge en la jarra colectora 22.

El dispositivo de filtración, en general señalizado con 1, se explica a continuación más detalladamente con referencia a las figuras 2 y 10.

El embudo 21 con el casquillo 20, dispuesto abajo en el centro, aloja el dispositivo de filtración 1, principalmente el recipiente 2 del filtro en cuyo fondo 3 se encuentran orificios de salida no representados, similares a un tamiz, para el líquido, en este caso el agua, para que este pueda salir hacia abajo por gravedad a lo largo de la flecha 30. El corte discurre en esta figura a través del centro del dispositivo de filtración 1, de modo que hay que imaginarse los orificios de salida no representados situados delante y detrás del plano de corte. El recipiente 2 del filtro está llenado con material filtrante 4. En la zona superior, el dispositivo de filtración 1 se compone de la tapa 5. La tapa 5 está unida a lo largo de su borde inferior 6 con el borde superior del recipiente 2 del filtro, por lo que el borde superior del recipiente 2 del filtro coincide con el borde inferior 6 de la tapa 5.

El funcionamiento por gravedad del dispositivo de filtración es óptimo si el eje longitudinal 7 del dispositivo de filtración 1, que coincide con el eje longitudinal del casquillo 20 del embudo, se encuentra en la vertical. Esto se logra sencillamente colocando la jarra colectora 22 en una superficie horizontal. De esta manera se obtienen las posiciones "arriba" y "abajo". Se puede apreciar que la tapa 5 está prevista arriba y el recipiente 2 del filtro más abajo en el dispositivo de filtración 1. Es posible imaginarse un plano horizontal que discurre en estado montado según las figuras 2 ó 12, respectivamente, a través del borde superior del recipiente 2 del filtro y el borde inferior 6 de la tapa 5 y separa el volumen del material filtrante 4 del volumen interior V_{i} o V_{d}, respectivamente, dentro de la tapa. El espacio completo en la tapa hasta este plano, que discurre por su borde inferior 6, véase la figura 2, es dicho volumen interior V_{i} o V_{d}, respectivamente, de la tapa 5.

La tapa 5 está provista en la circunferencia de su parte inferior ensanchada de cuatro orificios de entrada 8 para el agua (el líquido). Los cuatro orificios de entrada están previstos en la circunferencia de la tapa 5 con una distancia entre sí de 90º. La superficie en forma de aro parcial de la parte inferior ensanchada de la tapa, situada entre estos orificios, está cerrada.

Hacia arriba sigue la parte superior más estrecha de la tapa 5 similar a una copa invertida, en la pared superior 9 de la tapa 5 pueden apreciarse dos orificios de ventilación 10, distanciados entre sí, para dejar salir el aire. Las flechas 11 curvadas simbolizan el aire que fluye a través de estos orificios de ventilación 10, preferentemente durante la entrada de líquido a través de las ranuras 8.

Entre el recipiente del filtro 2 y la tapa 5 está dispuesto un elemento plano similar a un tamiz, señalado con 12, que en la segunda forma de realización según las figuras 11 a 17 divide el volumen interior V_{i} del recipiente del filtro en los dos volúmenes parciales V_{o} y V_{u}. Este elemento tiene la forma de una campana en la primera forma de realización, representada en las figuras 1 a 10, y en los estados de funcionamiento de las figuras 11 a 14. Esta campana es la parte 13 del elemento que sobresale hacia dentro del volumen V_{i} o V_{d} de la tapa 5. En las formas de realización representadas en las figuras 1 a 10, el elemento 12 plano textil completo está curvado de tal manera que constituye la parte 13 sobresaliente, debido a que todo el elemento 12 plano textil sobresale hacia arriba en el espacio interior de la tapa 5. En otro estado de funcionamiento de la segunda forma de realización, representado por ejemplo en la figura 16, el elemento 12 similar a un tamiz, está doblado hacia abajo o ha descendido sobre el material filtrante 4, debido a su autoestabilidad reducida, y adopta, en función del volumen de llenado del material filtrante 4, como máximo una posición inversamente simétrica, con respecto al borde inferior 6 de la tapa 5, de su forma de campana anteriormente descrita. En las figuras 15 y 17 se refleja un estado intermedio del elemento 12 plano textil entre sus posiciones extremas superior e inferior.

En la primera forma de realización de la invención según las figuras 1 a 10, la parte del elemento 12 plano textil, dispuesta a mayor distancia del recipiente 2 del filtro situado más abajo, se señala con 14. Se trata de la zona alrededor del punto más alto del elemento 12 plano, o de la parte 13 sobresaliente del mismo. Como se puede apreciar con claridad, esta parte superior más alejada del elemento plano se encuentra a una distancia de la superficie interior de la pared superior 9 de la tapa 5. El elemento 12 plano textil sobresale, en forma de la parte 13 del elemento, de tal manera hacia arriba en la tapa 5 que en su parte superior 14 se encuentra aire tanto dentro como fuera del elemento 12 plano textil, es decir, a ambos lados del mismo. Se muestran espacios de aire de diferentes tamaños, correspondientes a los distintos estados de funcionamiento, en las figuras 1 y 2 se señala con "a" el espacio de aire, que aún está relativamente grande (en función del estado de llenado). Este espacio de aire "a" en las figuras 1 y 2 se encuentra tanto dentro como fuera del elemento 12 plano textil, o de la parte 13 sobresaliente de este elemento.

Los extremos 15 más altos de los orificios de entrada 8 de agua están unidos entre sí a través de un plano 16 horizontal. Estas relaciones demuestran que tanto los orificios de ventilación 10, dispuestos en la pared superior 9 de la tapa 5, como la parte 14 superior del elemento 12 plano, se encuentran completamente por encima del plano 16, que discurre por los puntos 15 más altos de los orificios de entrada 8.

En primer lugar se describe el funcionamiento de la primera forma de realización de la invención con referencia a las figuras 1 a 3 y 5. Esta forma de realización está caracterizada porque el recipiente 2 del filtro está completamente llenado con material filtrante 4, que determina por ejemplo un volumen de material de 140 ml. En el estado de funcionamiento según la figura 1 se llena el embudo 21 con agua. El agua fluye a través de los cuatro orificios de entrada 8 según las flechas 29 curvadas al interior del cartucho de filtro (dispositivo de filtración) 1. Por encima del material filtrante 4 se establece el nivel 19 de agua, que alcanza después de aproximadamente un segundo la altura mostrada en la figura 1. Al mismo tiempo escapa el aire según las flechas 11 curvadas hacia arriba por las ranuras de ventilación 10. Se trata del aire que se encuentra por encima del material filtrante 4. Debido a que la presión del aire dentro del cartucho de filtro 1 es superior a la presión del agua 28 sin tratar fuera del cartucho de filtro 1, el agua no puede entrar en el cartucho de filtro desde fuera a través de los orificios de ventilación 10.

Se puede apreciar la parte superior 14 del elemento 12 plano textil, dispuesta por encima de los orificios de entrada 8, es decir, por encima del plano 16 horizontal a través de los extremos 15 más altos de los orificios de entrada 8. Por lo tanto, la mitad superior en forma de campana, representada en esta figura, del elemento plano textil no puede quedar inmediatamente sumergida. De esta manera se logra una desaireación óptima del interior del dispositivo de filtración 1 en forma de cartucho.

En la figura 3 se muestra de nuevo el estado de funcionamiento de llenado, pero aproximadamente 3 segundos después del inicio. El nivel 19 de agua en la tapa 5 es más alto en comparación con el nivel mostrado en las figuras 1 y 2. Este nivel 19 de agua se extiende tanto en el interior del elemento 12 plano textil como fuera del mismo, pero dentro de la tapa 5. El nivel 19 de agua ha ascendido en la figura 3 a aproximadamente 3 mm por debajo de la pared 9 superior de la tapa 5. Se puede apreciar en la figura 3 el espacio de aire "b" mucho más reducido. Abajo en el recipiente 2 del filtro, el material filtrante 4 está por completo cubierto de agua. El agua sale por la parte inferior del dispositivo de filtración 1, provisto abajo también de un elemento plano envuelto mediante inyección, en forma de las gotas 31 representadas. El agua se recoge abajo en la jarra
colectora 22.

En la figura 4 se muestra el estado de funcionamiento de vaciado, ya que el nivel 32 de agua en el embudo 21 ha descendido a un nivel mucho más bajo en comparación con las figuras 1 a 3. No obstante, el nivel 19 de agua en la tapa 5 sigue sin modificación frente al estado según la figura 3 (llenado). Debido a que los orificios de ventilación 10 en la pared 9 superior de la tapa 5 ya no están cubiertos de agua, porque el nivel 32 de agua se encuentra debajo del nivel de la pared 9 superior, el espacio de aire "b" (figura 3) puede reducirse. Mientras que la distancia del nivel 19 de agua en la tapa se muestra también en la figura con 3 mm, esta distancia podría reducirse a 1 mm. Pero no siempre se da este caso. Por este motivo no se muestra en la figura 4 esta reducción del espacio de aire. En la figura 5 se muestra nuevamente el estado de funcionamiento de vaciado, pero el vaciado ha progresado aún más en comparación con el estado reflejado en la figura 4. El nivel 32' de agua en el embudo 21 es inferior en comparación con el nivel 32 de agua en la figura 4. El nivel 32' de agua ya se encuentra por debajo del extremo 15 más alto del orificio 8 de entrada de agua en la parte inferior de la tapa 5. Por lo tanto, el aire del espacio en el embudo puede entrar en el volumen interior V_{i} de la tapa 5 no sólo a través de los orificios 10 de ventilación, sino también por la parte superior de los orificios de entrada 8 de agua, es decir, tanto dentro como fuera del elemento 12 plano textil. Debido a esta entrada adicional de aire a través de los orificios 10, y en especial adicionalmente por los orificios 8, se origina un descenso rápido del nivel 32' de agua en la tapa 15. Pero en la figura 5 se muestra el estado en el cual el nivel de agua dentro de la tapa 5 ha alcanzado la misma altura como el nivel 32' de agua en el embudo 21 fuera de la tapa.

En las figuras 6 a 10 se muestra una segunda forma de realización del dispositivo de filtración 1 de acuerdo con la invención en la cual el recipiente 2 del filtro sólo está llenado con material filtrante 4 hasta la mitad o hasta dos tercios. Suponiendo que el volumen de material filtrante sea de 140 ml en la forma de realización según las figuras 1 a 5, el volumen de llenado de la segunda forma de realización según las figuras 6 a 10 es de 95 ml.

En la figura 6 se muestra de nuevo el estado de llenado 2 segundos después del inicio. El embudo 21 está nuevamente llenado de agua hasta el nivel 32. El agua, simbolizada en el dispositivo de filtración 1 mediante las gotas 33 de agua, entra a través de cuatro orificios de entrada 8 al interior del dispositivo de filtración 1, configurado como cartucho de filtro. Debido al llenado de sólo 95 ml de material filtrante 4, este alcanza un nivel 34 de llenado en el recipiente 2 del filtro. Por encima de este nivel 34 de llenado se establece un nivel 32'' de agua en el recipiente 2 del filtro. Al mismo tiempo escapa el aire, que se encuentra en el dispositivo de filtración 1 por encima del material filtrante 4, a través de los orificios 10 de ventilación superiores en la pared superior 9 de la tapa 5 siguiendo las flechas 11.

La presión en el espacio de aire "c" en la parte superior del recipiente 2 del filtro es superior a la presión del agua fuera de la tapa 5. Por lo tanto, el agua no puede fluir al interior de la tapa a través de los orificios de ventilación 10 en la pared superior 9 de la tapa 5. Debido a que, además, la mayor parte del elemento 12 plano textil, es decir, la parte 13 del elemento sobresaliente en forma de campana, se encuentra por encima de los orificios de entrada 8 de agua, no es posible que se produzca inmediatamente una inmersión de la parte superior del elemento 12 plano textil. De esta manera se consigue una desaireación óptima dentro del dispositivo de filtración 1 en forma de cartucho.

En la figura 7 se muestra el estado de funcionamiento de llenado después de aproximadamente 4 segundos. Debido al volumen de llenado inferior de sólo aproximadamente 95 ml, el agua puede salir del recipiente 2 del filtro, en función del grado de humedad del material filtrante 4, mientras que se establece el nivel 32'' de agua en el recipiente de tamiz y, a continuación, por encima en la tapa 5. Esto no se puede apreciar en la figura 7.

En el espacio por encima del nivel 34 de llenado del material filtrante 4 se establece desde abajo hacia arriba un nivel de agua, reflejado en la figura 7 a través del nivel 32'' de agua. La parte superior del elemento 12 plano textil, o de la parte 13 sobresaliente del elemento, respectivamente, no entra en contacto con el agua que fluye al interior a través de los orificios de entrada 8. A ambos lados de la parte 14 más alejada del recipiente 2 del filtro, es decir, el punto 14 más alto de la parte 13 sobresaliente del elemento 12 plano, existe un pequeño espacio de aire, de modo que desde dentro del elemento 12 plano hacia el exterior del mismo (todo dentro de la tapa 5) existe una transición de aire al aire, por lo que se consigue una buena expulsión del aire. De esta manera se consigue una desaireación óptima dentro del dispositivo de filtración en forma de
cartucho.

Las figuras 8, 9 y 10 son comparables con las figuras 3, 4 y 5 de la primera forma de realización. Si no se tiene en cuenta la mayor cantidad de material filtrante 4 en la primera forma de realización, las condiciones de funcionamiento son las mismas.

A continuación se describe la segunda forma de realización según las figuras 11 a 17.

Los bordes del elemento 12 plano, similar a un tamiz, definen un plano de referencia, señalado con el número de referencia 35. La parte del elemento similar a un tamiz, que en la primera posición extrema está más alejada del plano de referencia 35, lleva el número de referencia 37. Se trata de la zona en la proximidad del punto más alto del elemento 12 plano. Esta parte alejada, doblada hacia arriba, del elemento 12 plano está dispuesta de modo claramente apreciable que entre la superficie interior de la pared 9 superior de la tapa 5 y la zona 37 del elemento 12 plano existe una distancia. Así está garantizado que el elemento 12 plano sobresalga de tal modo hacia arriba en la tapa 5 que se encuentre aire tanto dentro como fuera, es decir, a ambos lados del elemento 12 plano textil en la parte 37 superior del mismo. Para mayor claridad, el espacio llenado de aire dentro del cartucho de filtro se ha señalado con 36 en las figuras 11 y 12. El tamaño del espacio de aire encerrado depende del estado de funcionamiento del dispositivo de filtración, tal como se puede apreciar claramente a continuación. Como se desprende con claridad de las figuras 11 y 12, el espacio de aire 36 se encuentra en este estado de funcionamiento tanto dentro como fuera del elemento 12 plano textil.

Los extremos 38 más altos de los orificios de entrada 8 de agua se unen entre sí mediante un plano 16 horizontal. Estas relaciones ilustran que tanto los orificios de ventilación 10, dispuestos en la parte más alta de la pared superior 9 de la tapa 5, como la parte superior 37 del elemento 12 plano se encuentran por encima de este plano 16 horizontal que discurre a través de los extremos 38 más altos de los orificios de entrada 8.

A continuación se describe el funcionamiento de esta segunda forma de realización del dispositivo de filtración según la invención con referencia a las figuras 11 a 17. Para iniciar el proceso de filtración, se llena en primer lugar agua 28 sin tratar en el embudo 21. Este estado de funcionamiento se refleja en las figuras 11 y 12. El agua fluye a través de los cuatro orificios de entrada 8 al interior del dispositivo de filtración 1 (cartucho de filtro), siguiendo las flechas 29 curvadas. Por encima del material filtrante 4 se establece un nivel 19 de agua que crece rápidamente al principio del proceso de filtración. Aproximadamente tres segundos después del llenado de agua 28 sin tratar en el embudo 21, el nivel 19 de agua alcanza la altura reflejada en la figura 11. De esta manera aparece en el cartucho de filtro 1 una ligera sobrepresión que garantiza que el aire inicialmente existente en el interior del cartucho de filtro escape hacia arriba a través de las ranuras de ventilación 10 siguiendo las flechas 11 curvadas. Debido a que los orificios de entrada están dispuestos debajo de los orificios de ventilación 11, la presión de aire dentro del cartucho e filtro 1 es superior a la presión hidrostática del agua sin tratar 28 fuera del cartucho de filtro 1 a la altura de los orificios de ventilación 10. Por lo tanto, el agua no puede fluir al interior del cartucho de filtro a través de los orificios de ventilación 10.

Como se ha mencionado anteriormente, la parte 37 superior se encuentra en la primera posición extrema del elemento plano, similar a un tamiz, por encima de los orificios de entrada 8, es decir, por encima del plano 16 horizontal determinado por los extremos 38 más altos de los orificios de entrada 8. Por lo tanto, el agua sin tratar tampoco inunda en este estado de funcionamiento completamente el elemento plano, similar a un tamiz. Más bien, la parte superior 37 del elemento 12 plano textil se mantiene dentro del espacio de aire 36 conservando una transición de aire al aire. Mediante la parte 37 superior del elemento 12, similar a un tamiz, se consigue una desaireación óptima dentro del dispositivo de filtración 1 en forma de cartucho.

El estado de funcionamiento reflejado en las figuras 11 y 12 se alcanza inmediatamente después de iniciar la filtración, siempre que el elemento 12, similar a un tamiz, esté completamente seco. En la figura 13 se muestra otro estado de funcionamiento del dispositivo de filtración de acuerdo con la invención. En la situación representada han transcurrido aproximadamente cinco segundos desde el inicio del proceso de filtración, es decir, en la figura 13 se ilustra una situación que se alcanza alrededor de dos segundos después de la que se muestra en la figura 11. Se puede apreciar con claridad que el nivel 19 de agua en la tapa 5 ha crecido en comparación con el nivel de agua en las figuras 11 y 12. Este nivel 19 de agua se extiende a través del elemento 12 plano, similar a un tamiz, de modo que discurre tanto dentro como fuera del mismo, pero se encuentra dentro de la tapa 5, es decir, también en este estado de funcionamiento existe una bolsa o un espacio de aire que lleva en esta figura igualmente el número 36. El nivel 19 de agua ha crecido en este estado de funcionamiento hasta aproximadamente 3 mm por debajo de la pared superior 9 de la tapa 5. El espacio de aire 36 está claramente reducido en comparación con las figuras 11 y 12. En este estado de servicio, el agua ha penetrado completamente por el medio filtrante, por lo que en la zona inferior del dispositivo de filtración 1 sale agua en forma de las gotas representadas, señaladas con el número de referencia 31. El agua se recoge en la jarra colectora 22.

En la figura 14 se muestra otro estado de funcionamiento del dispositivo de filtración de acuerdo con la invención. Mientras tanto, el embudo 21 está casi vacío. El nivel 32 de agua en el embudo 21 ha descendido por lo tanto a un nivel considerablemente más bajo en comparación con las figuras 11 y 13. No obstante, el nivel 19 de agua en la tapa 5 se mantiene sin variación frente al estado reflejado en la figura 14. Debido a que los orificios de ventilación 10 en la pared superior 9 de la tapa 5 ya no están cubiertos de agua, porque el nivel 32 de agua se encuentra por debajo del nivel de la pared 9 superior, en los orificios de ventilación se produce una transición de aire al aire de modo que, en función de la velocidad de filtración, el volumen de aire 36 puede reducirse temporalmente aún más. Pero en todos los estados de funcionamiento se mantiene por lo menos un pequeño espacio de aire 36. Debido a que no siempre puede observarse esta reducción descrita del espacio de aire, esta no se refleja en la figura 14.

En la figura 15 se muestra finalmente un estado de funcionamiento en el cual el embudo 21 está completamente vacío. En este estado sólo se encuentra aún agua sin tratar en el cartucho de filtro 1. El nivel de agua 41 en el recipiente del filtro 1 está claramente más bajo que el nivel de agua 32 en la figura 14. El nivel de agua 41 se encuentra en este estado de funcionamiento por debajo del extremo 38 más alto de los orificios de entrada 8 de agua en la parte inferior de la tapa 5. De este modo puede entrar aire desde el volumen del embudo 21, tanto por los orificios de ventilación 10 como por los orificios de entrada 8 de agua, al interior del volumen V_{d} de la tapa 5. Por lo tanto, se acelera el descenso del nivel de agua 41. El elemento 12 plano textil está fabricado de tal manera que tenga propiedades hidrófilas. Por lo tanto, se humectan todas las superficies del elemento 12 plano textil que entran en contacto con el agua. La humectación provoca, junto con la tensión superficial conocida de líquidos, la formación de una película de humedad dentro de los poros del elemento 12 plano textil. En la tecnología de tejidos se habla de la formación de membranas.

Debido a esta formación de membranas se cierran prácticamente los poros individuales del tejido similar a un tamiz. Estas membranas pueden mantenerse, incluso después de la salida completa del agua, durante un periodo relativamente prolongado de por ejemplo 30 minutos, por lo que el elemento 12 plano textil actúa como una campana cerrada que contrarresta una circulación del aire en el cartucho de filtro.

Si el nivel 41 de agua en el recipiente del filtro 1 desciende aún más en dirección hacia el borde superior del material de llenado, debajo del elemento plano textil aparece un vacío parcial que provoca prácticamente un hundimiento del elemento 12 plano textil, similar a un tamiz, y el nivel de agua 41 descendiente lo arrastra hacia abajo en dirección del flujo. Este estado se muestra de forma esquemática en la figura 15.

Se sobrentiende que, en algunas formas de realización, el elemento 12 similar a un tamiz puede descender incluso durante un estado de funcionamiento anterior. Se logra el objetivo de la invención, aunque de esta manera se retarde ligeramente el proceso de filtración.

Por último, en la figura 16 se muestra el estado final después de haber terminado el proceso de filtración. El elemento 12 plano textil está curvado hacia abajo, por lo que entra en contacto con la superficie del material filtrante 4. El punto de contacto, que lleva aquí el número de referencia 39, puede ser también una superficie de contacto en función de la altura de llenado del material filtrante.

Debido a este contacto 39 se abre un número suficiente de membranas en los poros del elemento 12 plano, similar a un tamiz, por lo que se establece una sección transversal libre, compuesta de la suma de las áreas de los poros abiertos, permitiendo una transición no obstaculizada de una corriente residual de aire y agua al material de llenado 4.

Se puede apreciar que la modificación del volumen parcial, originada por el movimiento del elemento plano similar a un tamiz, en el cual se encuentra el material filtrante, debería adaptarse con respecto a la expansión del material filtrante a causa de variaciones de la humedad.

Finalmente, en la figura 17 se muestra de nuevo el principio del proceso de filtración. La figura 17 se diferencia de la figura 11 en lo esencial porque los poros del elemento 12 plano textil, similar a un tamiz, en la figura 17 están aún húmedos, de modo que la mayoría de los poros del elemento 12 plano textil están cerrados debido a la formación de membranas.

En primer lugar, el elemento plano 12 textil se encuentra aún en contacto con el material filtrante 4, tal como se muestra en la figura 16. A través de este punto de contacto 39 fluye agua 40 en el material filtrante 4 hasta que, debido al contenido de humedad aumentado, se establece una barrera estanca al aire que impide la salida del aire residual, que se encuentra en la unidad del filtro 1, a través del material filtrante 4 y los orificios de salida.

Por lo tanto, debajo del elemento plano 12 obturado, similar a un tamiz, en la figura 16 se produce una sobrepresión. Esta sobrepresión empuja el elemento plano 12, similar a un tamiz, hacia arriba, tal como se desprende de la figura 17, y éste vuelve a la primera posición extrema representada en la figura 11.

Debido al fuerte aumento de la presión hidrostática del agua sin tratar en el embudo 21 se rompen las membranas en el elemento plano 12, similar a un tamiz, de modo que se restablece en lo esencial el estado de funcionamiento descrito con referencia a la figura 11. A partir de este momento se repite la secuencia descrita de estados de funcionamiento.

Lista de símbolos de referencia

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1  \;  \;  Dispositivo de filtración\cr  2
 \;  \;  Recipiente del filtro\cr  3
 \;  \;  Fondo del recipiente del filtro\cr  4
 \;  \;  Material filtrante\cr  5
 \;  \;  Tapa\cr  6  \;  \; 
Borde inferior de la tapa 5\cr  7  \;  \;  Eje
longitudinal del dispositivo de filtración\cr  8
 \;  \;  Orificios de entrada de líquido\cr  9
 \;  \;  Pared superior de la tapa\cr  10
 \; Orificio de ventilación\cr  11  \; Flecha
curvada de la dirección de flujo del aire\cr  12
 \; Elemento plano similar a un tamiz\cr  13
 \; Parte sobresaliente del elemento plano\cr  14
 \; Parte alejada superior del elemento plano textil\cr  15
 \; Extremo superior del orificio 8 de entrada\cr  16
 \; Plano horizontal a través de 15\cr  19
 \; Nivel de agua en la tapa 5\cr  20  \; Parte en
forma de casquillo del embudo\cr  21  \; Embudo\cr  22
 \; Jarra colectora\cr  23  \; Asa de la jarra
colectora\cr  24  \; Boca de salida\cr  25
 \; Tapa de la boca de salida\cr  26  \; Pieza de
tapa curvada\cr  27  \; Parte sobresaliente\cr  28
 \; Agua sin tratar\cr  29  \; Flecha curvada
(dirección de flujo de entrada)\cr  30  \; Flecha
(dirección de flujo de salida)\cr  31  \; Gotas de agua
salientes\cr  32  \; Nivel de agua superior en el embudo
21\cr  32' Nivel de agua inferior en el embudo 21\cr  32'' Nivel de
agua superior en el recipiente del filtro\cr  33  \; Gotas
de agua en el dispositivo de filtración\cr  34  \; Nivel de
llenado en el recipiente del filtro\cr  35  \; Plano de
referencia\cr  36  \; Espacio de aire\cr  37
 \; Parte del elemento plano similar a un tamiz\cr 
 \;  \;  \;  \;  \; 
más alejada del plano de referencia\cr  38  \; Extremo
superior del orificio de entrada\cr  39  \; Punto o
superficie de contacto\cr  40  \; Agua entrante sin
tratar\cr  41  \; Nivel de agua en el recipiente del
filtro\cr  a  \;  \;  Volumen de aire mayor en la
tapa según\cr 
 \;  \;  \;  \;  \;  la
figura 1\cr  b  \;  \;  Volumen de aire menor en
la tapa según\cr 
 \;  \;  \;  \;  \;  la
figura 3\cr  c  \;  \;  Volumen de aire en el
dispositivo de filtración\cr 
 \;  \;  \;  \;  \; 
según la figura 6\cr  V _{i}   \;  \; Volumen
interior de la tapa\cr  V _{u}   \;  \; Volumen
parcial inferior\cr  V _{o}   \;  \; Volumen
parcial
superior\cr}

Claims

1. Dispositivo de filtración (1) para líquidos con un recipiente (2) del filtro, llenado por lo menos parcialmente con material filtrante (4), cuyo fondo (3) dispone de por lo menos un orificio de salida, similar a un tamiz, para el líquido, y con una tapa (5), que determina un volumen interior (V_{i}) y está provista de por lo menos un orificio de entrada (8) para el líquido y de por lo menos un orificio de ventilación (10) para el aire saliente, y está unida de forma estanca a líquidos con el recipiente (2) del filtro, donde un elemento plano (12), similar a un tamiz, está dispuesto entre el recipiente (2) del filtro y la tapa (5) caracterizado porque el elemento plano (12), similar a un tamiz, es de una sola pieza y está cerrado, y porque por lo menos temporalmente durante la filtración como mínimo una parte (13) del elemento plano (12), similar a un tamiz, sobresale hacia dentro del volumen interior (V_{i}) de la tapa (5) y está dispuesta a una distancia de la pared superior (9) de la tapa (1).

2. Dispositivo de filtración de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el elemento plano, similar a un tamiz, es un elemento plano
textil.

3. Dispositivo de filtración de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque la parte (13) alejada del elemento plano (12), que se encuentra arriba en la tapa (5), y el orificio de ventilación (10) están dispuestos por encima del extremo (15) más alto del orificio de entrada (8).

4. Dispositivo de filtración de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque la parte (13) del elemento plano (12), que sobresale hacia dentro del volumen interior (V_{i}) de la tapa (5), está por lo menos parcialmente curvada.

5. Dispositivo de filtración de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la parte (13) sobresaliente del elemento plano (12) tiene la forma de una calota esférica y está fijada en la zona inferior exterior en el borde superior del recipiente (2) del filtro y en el borde inferior (6) de la
tapa (5).

6. Dispositivo de filtración de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque el elemento plano (12) es un tejido, genero de punto por trama, una tela no tejida o una pieza moldeada de plástico y porque preferiblemente el tamaño de los poros del elemento plano (12) se sitúa en el intervalo de 50 \mum hasta 300 \mum y preferentemente entre 80 \mum y 200 \mum.

7. Dispositivo de filtración de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizado porque la relación entre las áreas de sección transversal fluidotécnicas A : B : C : D es aproximadamente 1 : 2 : 10 : 20 con una tolerancia de alrededor de \pm50%, donde

A \; =: la sección transversal total de paso libre de los orificios (10) de ventilación en la tapa (5);

B \; =: la sección transversal total de paso libre de los orificios (8) de entrada de líquido en la tapa (5);

C \; =: la sección transversal total de paso libre proyectada de los poros, que sirve para la ventilación, de la parte (13) del elemento (12) plano, situada arriba en la tapa (5); y

D \; =: la sección transversal total de paso libre para el líquido a través de los poros de la parte inferior anular de la superficie exterior del elemento (12) plano.

8. Dispositivo de filtración de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque el volumen interior (V_{i}), proporcionado por el elemento plano (12), es \geq 5% del volumen de llenado de material filtrante (4) en el recipiente (2) del filtro.

9. Dispositivo de filtración de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque la parte (13) alejada del elemento plano (12), situada arriba en la tapa (5), dispone por lo menos en la zona superior de material hidrófobo o tratado de forma hidrófoba.

10. Dispositivo de filtración de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 caracterizado porque la parte inferior del elemento plano (12) dispone de partes hidrófilas en la zona de los orificios de entrada (8) para el paso del líquido.

11. Dispositivo de filtración de acuerdo con la reivindicación 1, donde el elemento plano (12) similar a un tamiz está dispuesto de tal manera que constituye junto con las paredes del recipiente (2) del filtro un volumen (V_{u}) en el cual se encuentra el material filtrante (4), caracterizado porque el elemento plano (12) similar a un tamiz es por lo menos parcialmente móvil, de modo que puede adoptar dos posiciones extremas y posiciones intermedias situadas entre aquellas, donde en la transición entre la primera y la segunda posición extrema el volumen (V_{u}) se reduce en un volumen diferencial \DeltaV.

12. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con la reivindicación 11 caracterizado porque el área de un plano de referencia (35), trazado a través del borde del elemento plano (12), es inferior al área real del elemento plano (12).

13. Dispositivo de filtración de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12 caracterizado porque por lo menos un orificio de ventilación está dispuesto en el mismo lado del elemento plano (12) similar a un tamiz que el orificio de entrada (8).

14. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 13 caracterizado porque el volumen diferencial \DeltaV es por lo menos un 1%, con preferencia por lo menos un 5%, y con especial preferencia por lo menos un 10% del volumen de llenado del material filtrante (4) en el recipiente (2) del filtro.

15. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 14 caracterizado porque el volumen diferencial \DeltaV es por lo menos un 1%, con preferencia por lo menos un 5%, y con especial preferencia por lo menos un 10% del volumen V_{u}.

16. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 15 caracterizado porque el elemento plano (12) similar a un tamiz entra en contacto, en la segunda posición extrema, con la superficie correspondientemente ajustada del material filtrante (4) y/o con otro componente.

17. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 16 caracterizado porque la parte (37) del elemento plano (12), alejada del plano de referencia (35), no entra en contacto en la primera posición extrema con la pared de la
tapa (5).

18. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 17 caracterizado porque el dispositivo de filtración (1) funciona por gravedad, donde en la primera posición extrema del elemento (12) por lo menos una parte del elemento (12) se encuentra a mayor altura que la misma parte en la segunda posición extrema.

19. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con la reivindicación 18 caracterizado porque en la primera posición extrema la parte del elemento plano (12) alejada del plano de referencia (35) y el orificio de ventilación (10) están situados por encima del extremo más alto del orificio de entrada (8).

20. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 19 caracterizado porque el elemento plano (12) es un tejido, genero de punto por trama, elemento de fibras colocadas, una tela no tejida o una pieza moldeada de plástico y porque el tamaño de los poros del elemento plano (12) se sitúa preferentemente en el intervalo de 50 \mum hasta 300 \mum, y con especial preferencia entre 80 \mum y 200 \mum.

21. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 18 a 20 caracterizado porque la relación entre las áreas de sección transversal fluidotécnicas A : B : C : D es aproximadamente
1 : 2 : 10 : 20 con una tolerancia de alrededor de \pm50%, con preferencia alrededor de \pm25%, donde

A \; =: la sección transversal total de paso libre de los orificios (10) de ventilación;

B \; =: la sección transversal total de paso libre de los orificios (8) de entrada de líquido;

C \; =: la sección transversal total de paso libre de los poros del elemento (12) plano que sirve para la ventilación en la primera posición extrema; y

D \; =: la sección transversal total de paso libre para el líquido a través de los poros de la parte inferior, en lo esencial anular, del elemento (12) plano en la primera posición extrema.

22. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 21 caracterizado porque el elemento plano (12) similar a un tamiz dispone de partes hidrófilas.

23. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 20 a 22 caracterizado porque el grosor del hilo del elemento plano (12) textil se sitúa entre 5 \mum y 100 \mum, preferentemente entre 10 \mum y 60 \mum.

24. Dispositivo de filtración (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 a 23 caracterizado porque el elemento plano (12) está fabricado de un material flexible y/o elástico.