PL198897B1

PL198897B1 - Filtr do cieczy

Info

Publication number: PL198897B1
Application number: PL355417A
Authority: PL
Inventors: Uwe Hofmann; Detlev Weyrauch; Ernst Reder
Original assignee: Brita Gmbh
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2008-07-31
Also published as: ATE272576T1; JP2003514647A; DE19952757A1; IL149232A0; WO2001032560A2; EP1230166B1; JP4974129B2; CA2389998A1; CA2389998C; US6841067B1; ZA200203132B; PL355417A1; EP1230166A2; DE50007316D1; ES2225287T3; AU778251B2; WO2001032560A3; AU2347101A; RU2241522C2; IL149232A

Abstract

Filtr (1) do cieczy, wyposa zony w wype lnio- ny materia lem filtruj acym (4) pojemnik (2), któ- rego dno (3) jest zaopatrzone w przynajmniej jeden siatkowy otwór odp lywowy cieczy, oraz w przykrywk e (5) o okre slonej wst epnie obj eto- sci (V i ), zaopatrzon a w przynajmniej jeden otwór wlotowy (8) dla wody, oraz otwór odpo- wietrzaj acy (10). Przykrywka (5) jest szczelnie osadzona na pojemniku (2). Miedzy pojemni- kiem (2) i przykrywk a (5) jest umieszczona tek- stylna siatka (12). Celem uniemozliwienia wy- dostawania si e z filtra cz astek o wielko sci oko lo 200 µm, równie z w warunkach ró znego stopnia zape lnienia pojemnika (2) materia lem filtruj a- cym (4), tekstylna siatka (12) jest zaopatrzona w si egaj ac a do objeto sci wewn etrznej (V i ), przykrywki (5) cz esc (13), której najbardziej oddalony od pojemnika (2) wierzcho lkowy ob- szar (14) w przewa zaj acym czasie eksploatacji filtra jest otoczony powietrzem. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest filtr do cieczy, zwłaszcza do wody, wyposażony w pojemnik, wypełniony przynajmniej częściowo materiałem filtrującym i zaopatrzony w dno z przynajmniej jednym sitowym otworem odpływowym dla przefiltrowanej cieczy oraz w przykrywkę o określonej objętości, szczelnie osadzoną na pojemniku i zaopatrzoną przynajmniej w jeden otwór wlotowy i otwór wylotowy dla cieczy oraz w otwór odpowietrzający. Między pojemnikiem i przykrywką umieszczony jest człon sitowy.

Znane są filtry służące do oczyszczania wody, w których jako materiał filtrujący jest zastosowany wymiennik jonowy oraz ewentualnie węgiel aktywny. Filtry te mają zwykle postać pojemników o pionowej osi podłu ż nej, do których woda dop ł ywa z góry przez otwory wlotowe, a odpł ywa przez otwory wylotowe usytuowane w dnie pojemnika zawierającego materiał filtrujący. Filtry te składają się najczęściej ze zbiornika zewnętrznego, stanowiącego pojemnik przefiltrowanej wody i zamykanego pokrywą oraz z połączonego z nim zbiornika wewnętrznego napełnianego na przykład wodą z kranu. Po przepłynięciu przez filtr - przefiltrowana woda gromadzi się w zbiorniku zewnętrznym i jest z niego pobierana, służąc na przykład do przygotowania pożywienia, zwłaszcza herbaty.

W celu uzyskania moż liwie skutecznego filtrowania cieczy pożądane jest, aby doprowadzana do filtra ciecz stykała się możliwie z największą powierzchnią materiału filtrującego i poddana została intensywnej i wszechstronnej działalności absorpcyjnej. W przypadku zastosowania jako materiału filtrującego granulatu, jego czynna powierzchnia filtrująca jest tym większa, im mniejsza jest średnica ziaren. Z tego względu stosowane materiały filtrujące mają bardzo drobne ziarna o średnicach mniejszych od 0,2 mm, zapewniając odpowiednio dużą czynną powierzchnię filtrującą. Istniejącą niedogodnością filtrów zawierających tak drobny materiał filtrujący jest wydostawanie się z filtra przez otwory wlotowe w przykrywce i otwory wylotowe w dnie pojemnika najmniejszych cząstek granulatu, które pływają na powierzchni przefiltrowanej wody sprawiając niemiłe wrażenie.

W celu wyeliminowania tej wady stosowane są w filtrach siatki z tworzywa sztucznego o bardzo małej wielkości otworów, zwykle mniejszej od 0,2 mm, umieszczone na górnej i dolnej powierzchni pojemnika filtra. Siatki te, mimo że przyczyniają się do zatrzymywania cząstek materiału filtrującego, ograniczają jednak w znaczący sposób przepływ wody.

Znane jest również rozwiązanie konstrukcyjne filtra do cieczy, zaopatrzonego w tekstylną siatkę, umieszczoną między pojemnikiem materiału filtrującego i przykrywką tego pojemnika. Siatka ta wykonana jest z tkaniny i umieszczona w pojemniku materiału filtrującego, sięgając pionowo w dół tego pojemnika. Okazało się jednak, że filtracja cieczy w tym znanym filtrze jest skuteczna tylko wówczas, gdy siatka tekstylna przylega do materiału filtrującego, natomiast w przypadku braku tego przylegania, nie następuje właściwy proces filtracji.

Dokonywano również badań skuteczności filtracji za pomocą filtra zaopatrzonego w płaską tekstylną siatkę, umieszczoną w płaszczyźnie między pojemnikiem materiału filtrującego i jego przykrywką. Okazało się jednak, że nad przykrywką zanurzoną w filtrowanej cieczy nie panuje dostatecznie duże ciśnienie hydrostatyczne, aby ciecz ta pokonała napięcie powierzchniowe, występujące w małych porach siatki, i przepłynęła przez nią. Jednakże nawet niewielkie wartości ciśnienia powietrza pod przykrywką wystarczyły do zablokowania przepływu cieczy.

W technice włókienniczej znane jest zjawisko powstawania „ż agla” polegają ce na tworzeniu się błony cieczy wewnątrz porów siatki i powodujące zablokowanie przepływu cieczy. Znaczące ograniczenie przepływu cieczy występowało również w tym przypadku, gdy w filtrze z siatką tekstylną wyginała się ona w dół względem płaszczyzny, w której zamocowane jest jej obrzeże, w kierunku materiału filtrującego.

Okazało się jednak, że problem przepływu cieczy można rozwiązać przez napełnienie pojemnika materiałem filtrującym prawie do jego obrzeża (czyli w 85% do 95%), bowiem odgięta w dół część siatki styka się wówczas z materiałem filtrującym, powodując przerwanie w tym miejscu napięcia powierzchniowego cieczy i jej przepływ. Okazało się jednak, że poduszka powietrzna tworzona pod przykrywką pojemnika znacznie zmniejsza wartość powstającego przeciwciśnienia, umożliwiając swobodny przepływ filtrowanej cieczy przez materiał filtrujący oraz skuteczne zatrzymywanie małych cząstek tego materiału.

Jednakże w przypadku, gdy materiał filtrujący wysycha, jego poziom w pojemniku opada, wskutek czego siatka tekstylna przestaje przylegać do powierzchni materiału powodując zablokowanie filtracji.

Badania eksploatacyjne tego rodzaju filtrów wykazały, że w praktyce dozowanie materiału filtrującego prowadzone jest z dużą tolerancją, wskutek czego w tych przypadkach, gdy pojemnik nie jest wystarczająco zapełniony tym materiałem, siatka tekstylna przestaje przylegać do jego powierzchni,

PL 198 897 B1 powodując zatrzymanie procesu filtracji. Natomiast w przypadku zbytnio zapełnionego pojemnika i filtracji twardej wody moż e dojść do eksplozji powodują cej zniszczenie filtra.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji takiego filtra, który wyeliminuje niedogodności znanych dotychczas filtrów do cieczy wyposażonych w siatkę tekstylną z oczkami o wielkości około 0,2 mm i umożliwi właściwy przepływ filtrowanej cieczy, niezależnie od wysokości zapełnienia pojemnika materiałem filtrującym oraz zapewni skuteczne działanie filtra również w warunkach niskiego poziomu tego materiału.

Cel ten zrealizowano w filtrze do cieczy według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że człon sitowy jest jednoczęściowy i ma postać wypukłą, przy czym jego wystająca część, przynajmniej w części okresu eksploatacji filtra, znajduje się we wnę trzu obję toś ci przykrywki, zaś mię dzy wewnętrzną powierzchnią tej wystającej części a wewnętrzną powierzchnią górnej ścianki przykrywki jest utworzona warstwa powietrza.

Człon sitowy stanowi korzystnie tekstylny człon sitowy.

Wystająca część członu sitowego znajdująca się wewnątrz przykrywki oraz otwór odpowietrzający w górnej ściance tej przykrywki znajdują się korzystnie ponad górnym obrzeżem jej otworu wlotowego dla wody.

Wystająca część członu sitowego, znajdująca się wewnątrz objętości przykrywki, przynajmniej w swej części ma korzystnie postać wypukłego sklepienia.

Wystająca część członu sitowego, znajdująca się wewnątrz przykrywki, ma korzystnie postać czaszy kulistej względnie postać dzwonu, natomiast dolna część tego członu sitowego ma swe zewnętrzne obrzeże przymocowane do górnego obrzeża pojemnika względnie do dolnego obrzeża przykrywki.

Człon sitowy jest wykonany korzystnie z tkaniny albo z dzianiny, albo z włókniny względnie ma postać perforowanego elementu uformowanego z tworzywa sztucznego, przy czym wielkość porów tego członu sitowego wynosi od 50 μm do 300 μm, a korzystnie od 80 μm do 200 μm.

Stosunek powierzchni przepływu A : B : C : D wynosi korzystnie około 1 : 2 : 10 : 20 z tolerancją ±50%, gdzie A jest łączną powierzchnią otworów odpowietrzających w przykrywce, B - łączną powierzchnią otworów wlotowych dla wody w przykrywce, C - sumą rzutów powierzchni porów służących do odpowietrzania wystającej części członu sitowego, znajdującej się wewnątrz przykrywki, D - łączną powierzchnią przepływu wody przez pory pierścieniowej, dolnej części członu sitowego.

Objętość wnętrza członu sitowego stanowi korzystnie przynajmniej 5% objętości materiału filtrującego, umieszczonego w pojemniku.

Wystająca część członu sitowego, znajdująca się wewnątrz przykrywki, jest korzystnie przynajmniej w swym wierzchołkowym obszarze wykonana z materiału hydrofobowego względnie hydrofobowanego.

Dolna część członu sitowego jest korzystnie, przynajmniej w obszarze otworów wlotowych dla cieczy, hydrofilna.

Odmiana filtra do cieczy według wynalazku charakteryzuje się tym, że jego sitowy człon jest przynajmniej w niektórych swoich punktach ruchomy, przemieszczając się między dwoma położeniami skrajnymi, przy czym przejściu członu sitowego od jednego do przeciwległego położenia skrajnego odpowiada zmniejszenie objętości poniżej tego członu sitowego o różnicę objętości ΔV.

Powierzchnia w umownej płaszczyźnie, ograniczonej obrzeżem członu sitowego, jest korzystnie mniejsza od rzeczywistej powierzchni tego członu sitowego.

Przykrywka jest zaopatrzona korzystnie przynajmniej w jeden otwór odpowietrzający, znajdujący się po tej samej stronie członu sitowego co otwór wlotowy dla wody.

Różnica objętości ΔV stanowi przynajmniej 1%, korzystnie przynajmniej 5%, a najkorzystniej przynajmniej 10% objętości materiału filtrującego w pojemniku.

Różnica objętości ΔV stanowi przynajmniej 1%, korzystnie przynajmniej 5%, a najkorzystniej przynajmniej 10% objętości znajdującej się poniżej członu sitowego.

Człon sitowy w swym dolnym położeniu krańcowym styka się korzystnie z powierzchnią materiału filtrującego względnie innego elementu połączonego z pojemnikiem.

Między powierzchnią górnej części członu sitowego, w jego górnym położeniu krańcowym, a wewnętrzną powierzchnią górnej ścianki przykrywki względnie pojemnika znajduje się korzystnie warstwa powietrza.

W górnym położeniu krańcowym członu sitowego przynajmniej jego część znajduje się korzystnie powyżej położenia, które ta sama część zajmuje w dolnym położeniu krańcowym, przy czym przepływ cieczy przez ten człon następuje pod działaniem jej siły ciężkości.

PL 198 897 B1

W górnym położeniu krańcowym zarówno górna część członu sitowego, oddalona od umownej płaszczyzny, jak i otwór odpowietrzający, znajdują się korzystnie ponad górnym obrzeżem otworu wlotowego dla wody.

Stosunek powierzchni przepływu A : B : C : D wynosi korzystnie około 1 : 2 : 10 : 20 z tolerancją ±50%, gdzie A jest łączną powierzchnią otworów odpowietrzających w przykrywce, B - łączną powierzchnią otworów wlotowych dla wody w przykrywce, C - sumą rzutów powierzchni porów członu sitowego, służących do odpowietrzania w jego górnym położeniu krańcowym, D - łączną powierzchnią przepływu wody przez pory pierścieniowej, dolnej części członu sitowego w jego górnym położeniu krańcowym.

Człon sitowy jest korzystnie zaopatrzony w obszary hydrofilne.

Grubość włókien członu sitowego wynosi od 5 μm do korzystnie od 10 μm do 60 μm.

Człon sitowy jest korzystnie wykonany z materiału sprężystego oraz ewentualnie elastycznego.

Filtr do cieczy według wynalazku działa analogicznie do znanych filtrów z pionowym przepływem wody pod działaniem siły ciężkości. Jednakże dzięki temu, że górna część członu sitowego umieszczona wewnątrz przykrywki jest otoczona powietrzem, które może przepływać z wnętrza na zewnątrz członu, niezależnie od poziomu cieczy znajdującej się na zewnątrz przykrywki. Przepływ ten następuje aż do wyrównania ciśnienia, umożliwiając niezakłócony przepływ filtrowanej cieczy do dołu. Dzięki temu filtr według wynalazku funkcjonuje skutecznie nawet wtedy, gdy następuje zalanie cieczą górnej części członu sitowego, niezależnie od poziomu napełnienia pojemnika materiałem filtrującym, a więc nawet wtedy, gdy materiał filtrujący jest wysuszony i skurczony.

Filtr do cieczy według wynalazku jest uwidoczniony w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym: fig. 1 - przedstawia domowy filtr do wody z wkładem filtracyjnym w stanie roboczym po około sekundzie po rozpoczęciu filtracji, w przekroju; fig. 2 -wkład filtracyjny filtra według fig. 1, w przekroju; fig. 3 - wkład filtracyjny w stanie roboczym napełniania naczynia po trzech sekundach po rozpoczęciu filtracji, w przekroju; fig. 4 - wkład filtracyjny w stanie roboczym podczas opróżniania naczynia, w przekroju; fig. 5 - wkład filtracyjny w stanie roboczym po opróżnieniu naczynia, w przekroju; fig. 6 - odmianę wkładu filtracyjnego napełnionego materiałem filtrującym tylko do 2/3 pojemności, w stanie roboczym napełniania naczynia po 2 s napełniania, w przekroju; fig. 7 - wkład filtracyjny według fig. 6 w stanie roboczym napełniania naczynia po 4 s napełniania, w przekroju; fig. 8 - wkład filtracyjny według fig. 6 w stanie roboczym napełniania naczynia po 6 s napełniania, w przekroju; fig. 9 - wkład filtracyjny według fig. 1 w stanie roboczym opróżniania naczynia, w przekroju; fig. 10 -wkład filtracyjny według fig. 9 w stanie roboczym opróżniania naczynia z tylko częściowo napełnionym pojemnikiem filtra, w przekroju; fig. 11 - przykrywkę odmiany rozwiązania konstrukcyjnego wkładu filtracyjnego, w przekroju; fig. 12 - odmianę wkładu filtracyjnego w stanie roboczym, w przekroju; fig. 13 - wkład filtracyjny według fig. 12 w stanie roboczym, w przekroju; fig. 14 - filtr do cieczy w drugim stanie roboczym, w przekroju; fig. 15 - filtr do cieczy w trzecim stanie roboczym, w przekroju; fig. 16 - filtr do cieczy w czwartym stanie roboczym, w przekroju; fig. 17 - filtr do cieczy w piątym stanie roboczym, w przekroju, a fig. 18 - filtr do cieczy w szóstym stanie roboczym, w przekroju.

Przedstawiony na fig. 1 filtr 1 do cieczy, zwłaszcza do wody, do użytku domowego składa się ze zbiornika zewnętrznego 22, zaopatrzonego w swej tylnej części w uchwyt 23, zaś w przedniej w otwór wylotowy 24 z przykrywką 25 oraz z umieszczonego wewnątrz niego zbiornika wewnętrznego 21 zamykanego pokrywą 26 zabezpieczającą jego wnętrze przed kurzem i zanieczyszczeniami. Pokrywa 26 jest zaopatrzona w uchwyt 27, służący do jej zdejmowania. Zbiornik wewnętrzny 21 opiera się swym pierścieniowym występem o obrzeże zbiornika zewnętrznego 22, w którym jest osadzony. W swej dolnej części zbiornik wewnętrzny 21 jest zaopatrzony w przedłużającą go do dołu tulejową część 20, wewnątrz której znajduje się właściwy filtr 1. Ten właściwy filtr 1, przedstawiony oddzielnie na fig. 2, składa się z pojemnika 2, którego dno 3 jest zaopatrzone w nieuwidocznione na rysunku otworki odpływowe dla przefiltrowanej wody oraz z wypełniającego ten pojemnik 2 materiału filtrującego 4. W swej górnej części właściwy filtr 1 jest zaopatrzony w przykrywkę 5 (przedstawioną oddzielnie na fig. 11), której dolne obrzeże 6 opiera się na górnym obrzeżu pojemnika 2.

Oś 7 właściwego filtra 1, stanowiąca równocześnie podłużną oś tulejowej części 20 zbiornika wewnętrznego 21, jest korzystnie pionowa, ułatwiając przepływ wody przez filtr pod działaniem siły

PL 198 897 B1 ciężkości. Jednakże oś 7 może być również w innych rozwiązaniach konstrukcyjnych filtra nachylona pod niewielkim kątem do pionu.

Górne obrzeże pojemnika 2 i dolne obrzeże 6 przykrywki 5 wyznaczają umowną płaszczyznę poziomą 35, oddzielającą objętość, materiału filtrującego 4 od wewnętrznej objętości Vi, wnętrza przykrywki 5.

Przykrywka 5 jest zaopatrzona na obwodzie swej dolnej, rozszerzonej części w cztery szczelinowe otwory wlotowe 8 dla wody, rozmieszczone pod kątem środkowym 90°. Górna część przykrywki 5 ma postać stożka ściętego, przy czym na zamykającej tej stożek górnej ściance 9 przykrywki są umieszczone, w określonej od siebie odległości otwory odpowietrzające 10.

Niefiltrowana woda 28, którą napełnia się górną część zbiornika wewnętrznego 21 wpływa pod działaniem siły ciężkości przez szczelinowe otwory wlotowe 8 w kierunku strzałek 29 do wnętrza przykrywki 5, powodując równocześnie wypieranie znajdującego się wewnątrz niej powietrza przez otwory odpowietrzające 10.

Między górnym obrzeżem pojemnika 2 właściwego filtra 1 i dolnym obrzeżem przykrywki 5 znajduje się człon sitowy 12, który dzieli wewnętrzną objętość Vi wnętrza przykrywki 5 na objętość częściową Vu pod członem i objętość częściową VO nad członem 12. W rozwiązaniu konstrukcyjnym właściwego filtra 1, przedstawionym na fig. 1 do 10, cały człon sitowy 12 zachowuje swój kształt pierwotny i znajduje się wewnątrz przykrywki 5. Natomiast w innym rozwiązaniu konstrukcyjnym właściwego filtra 1, przedstawionym na fig. 16 do 18, człon sitowy 12, ze względu na swą niewielką stabilność kształtową, opada w kierunku dna 3 pojemnika 2, przyjmując postać przedstawioną na fig. 17.

W rozwiązaniu konstrukcyjnym właściwego filtra 1, przedstawionym na fig. 1 do 10, górna część 13 sitowego członu 12, mająca postać czaszy kulistej, ma wierzchołkowy obszar 14 górnej części 13 członu sitowego 12 oddzieloną od górnej ścianki 9 przykrywki 5 warstwą powietrza, przy czym objętość a powietrza, zawarta we wnętrzu przykrywki 5, jest zależna od poziomu jej napełnienia wodą. Na fig. 1 i 2 objętość a powietrza we wnętrzu przykrywki 5 jest stosunkowo duża, zaś na fig. 3 i 4, ze względu na większe wypełnienie jej wodą - odpowiednio mniejsza.

Górne obrzeża 15 otworów wlotowych 8 dla wody w przykrywce 5 tworzą umowną poziomą płaszczyznę 16, powyżej której znajdują się zarówno otwory odpowietrzające 10 przykrywki 5, jak i górna część 13 czł onu sitowego 12.

Człon sitowy 12, znajdujący się we wnętrzu przykrywki 5, ma korzystnie postać sklepionej, wypukłej do góry kopuły, a najkorzystniej postać dzwonu, przy czym górna część 13 członu 12 ma korzystnie postać czaszy kulistej. Możliwe są jednak również inne postacie członu sitowego 12, który może być zaopatrzony w krawędzie i naroża, jak również mieć postać stożka, a także w przekroju kształt kwadratu, wieloboku itp. Dolna, wywinięta, płaska część członu jest przymocowana korzystnie do dolnego obrzeża 6 przykrywki 5 przez zgrzewanie, dzięki czemu materiał filtrujący, sięgający do wnętrza przykrywki 5, jest całkowicie zamknięty od góry tego członu 12.

Człon sitowy 12 ma korzystnie postać tkaniny, dzianiny, włókniny względnie postać perforowanego elementu z tworzywa sztucznego, przy czym wielkość porów członu sitowego wynosi od 50 μm do 300 μm korzystnie od 80 μ^ι do 200 μm, uniemożliwiając wydostawanie się przez człon sitowy nawet najmniejszych cząstek.

Człon sitowy 12 może być wykonany z różnych materiałów, a korzystnie z tworzywa sztucznego. W tym celu mogą być zastosowane włókna względnie tkanina poliestrowa, przy czym kształt członu jest nadawany przez głębokie formowanie materiału. W początkowej fazie wytwarzania członu sitowego 12 ma on we wszystkich swych częściach taką samą strukturę i taką samą wielkość porów. Również po uformowaniu struktura członu nie powinna się znacząco zmienić, tak aby jego odkształcenie nie przekraczało 20 - 30%. Możliwe są również niewielkie odkształcenia kątowe oraz ewentualne fałdy w miejscach przejścia od elementu przestrzennego (wypukłej kopuły) do płaszczyzny obrzeża członu. Jednakże również i w tych miejscach zarówno struktura członu, jak i wielkość porów nie powinna być zmieniona więcej od 20% do 30%. Na całej powierzchni członu nie powinny znajdować się tak małe pory, aby uniemożliwiły przepływ cieczy.

Stosunek powierzchni przepływu cieczy A : B : C : D winien wynosić korzystnie 1 : 2 : 10 : 20 z tolerancją około ±50%, gdzie oznaczają: A - łączną powierzchnię otworów odpowietrzających w przykrywce 5, B - łączną powierzchnię otworów wlotowych dla wody w przykrywce 5, C - sumą rzutów powierzchni porów górnej części 13 członu sitowego 12, znajdującego się wewnątrz przykrywki 5, i służących do odpowietrzania, D - łączną powierzchnię przepływu wody przez pory pierścieniowej, dolnej części członu sitowego 12.

PL 198 897 B1

W korzystnym rozwią zaniu konstrukcyjnym filtra według wynalazku, przedstawionym na fig. 2, pojemnik 2 ma objętość 140 ml, zaś pokrywka 5 - objętość wynoszącą od 30% do 40% objętości pojemnika 2. Wartości A, B, C i D wynoszą dla tego filtra odpowiednio: A = 24 mm², B = 66 mm², C = 300 mm², a D = 680 mm², przy czym łączna powierzchnia A równa jest powierzchni dwóch otworów odpowietrzających 10. łączna powierzchnia B równa jest powierzchni czterech otworów wlotowych dla wody, wartość C przyjęto jako 42,5% średniej arytmetycznej otwartej powierzchni filtracyjnej, przy czym wartość ta może mieć rozpiętość zawartą w granicach od 30% do 65%.

Zachowanie tych warunków zapewnia skuteczne napowietrzanie wnętrza właściwego filtra 1 oraz ciągły przepływ cieczy przez ten filtr.

Wytwarzanie członu sitowego 12 i jego przymocowanie na przykład do dolnych obrzeży 6 przykrywki 5 winno odbywać się w wyspecjalizowanej wytwórni, zapewniającej prawidłowe i szczelne połączenie ze sobą obydwu tych elementów, które w formie półproduktu dostarczane są do zakładu montującego filtry. Unika się wówczas konieczności manipulowania członem i możliwości jego uszkodzenia. Między górną ścianką 9 przykrywki 5 wierzchołkowym obszarem 14 górnej części 13 członu sitowego 12 winna być zachowana warstwa powietrza o grubości wynoszącej korzystnie około 2 mm. Umożliwia to zachowanie we wnętrzu członu przestrzeni powietrznej, zapewniającej suchość tej części członu nawet w przypadku pęcznienia materiału filtrującego 4, a tym samym korzystny przepływ powietrza.

Objętość i wnętrze członu sitowego 12 winny stanowić korzystnie przynajmniej 5% objętości materiału filtrującego 4 umieszczonego w pojemniku 2. Po nawilżeniu materiału filtrującego, jego wzrastająca o około 10% objętość musi się zmieścić nad umowną płaszczyzną poziomą 35, przechodzącą przez dolną krawędź 6 przykrywki 5. W tym celu pojemnika 2 nie zapełnia się w 100% materiałem filtrującym 4, przewidując w nim odpowiednią rezerwę objętości uwzględniającą to pęcznienie.

Człon sitowy 12 winien być korzystnie przynajmniej w swej górnej części 13, wykonany z materiału hydrofobowego względnie hydrofobowanego. Człony sitowe wykonane na przykład z poliestru mają własności hydrofilne, wykazując powinowactwo względem cieczy, zwłaszcza wody. Górna część 13 takiego członu sitowego 12 musi być więc hydrofobowana, na przykład przez wyposażenie go w składnik hydrofobowy albo hydrofobizujący, zapewniający, że oczka członu po jego nawilżeniu i obcieknięciu wody pozostaną otwarte.

W omówionym powyżej, korzystnym rozwią zaniu konstrukcyjnym filtra do cieczy według wynalazku suma rzutów C powierzchni służących do odpowietrzania porów górnej części 13 członu sitowego 12 wynosi C = 300 mm² i powierzchnia ta winna być hydrofobizowana, zapewniając pewność właściwej eksploatacji filtra. Wówczas, nawet w przypadku, gdy woda zaleje górną część 13 członu sitowego 12, zamykając krótkotrwale jej pory w wyniku zjawiska „żagla”, po upływie krótkiego czasu odprowadzane z filtra powietrze bez przeszkód przepłynie przez pory siatki do wody.

Natomiast dolna część członu sitowego 12 w obszarze otworów wlotowych 8 dla wody winna mieć korzystnie obszary hydrofilne, ułatwiające jej przepływ przez człon. W tym dolnym obszarze człon sitowy 12 winien mieć powierzchnię pokrytą bardzo cienką warstwą tworzywa sztucznego, zapewniającą jej hydrofilność.

W rozwiązaniu konstrukcyjnym filtra według wynalazku szczególnie korzystne jest zastosowanie - jako pół fabrykatu - do wytwarzania czł onu sitowego 12 wstę gowej pł askiej siatki tekstylnej o żądanej wielkości porów, a następnie jego plastyczne uformowanie do żądanej postaci, na przykład postaci dzwonu lub innej. W wyniku plastycznego formowania oraz stosowania odpowiedniej jakości i grubości włókien oraz sposobu ich tkania uzyskuje się trwałość kształtu członu sitowego 12. Formowanie odbywa się korzystnie przez głębokie tłoczenie płaskiej siatki z tworzywa sztucznego.

Półfabrykat członu sitowego korzystnie ma postać taśmy lub wstęgi odwijanej z rolki i głęboko tłoczonej do żądanej postaci, na przykład dzwonowej. Po formowaniu i wytłoczeniu człon jest wycinany, a następnie obwodowo zgrzewany, na przykład za pomocą ultradźwięków, z dolnym obrzeżem 6 przykrywki 5.

W przeciwieństwie do znanych filtrów do cieczy, otwory odpowietrzające w górnej ściance 9 przykrywki 5 filtra według wynalazku są stosunkowo duże. W rozwiązaniu konstrukcyjnym filtra przedstawionym na rysunku otworami tymi są dwie szczeliny o szerokości 1,5 mm i długości 8 mm, a więc mające powierzchnie 12 mm². Dzięki temu w trakcie przepływania cieczy do wnętrza przykrywki 5 powietrze zawsze wypływa tymi otworami z wnętrza przykrywki.

W rozwią zaniu konstrukcyjnym filtra do cieczy przedstawionym na fig. 11 cz ł on sitowy 12 skł ada się z dwóch oddzielnych części, a mianowicie z pierścieniowej części 17 o własnościach chlorofilowych, umieszczonej wewnątrz przykrywki 5, wokół jej wewnętrznej powierzchni pierścieniowej, oraz z kołowej, płaskiej części 18, umieszczonej w górnej części przykrywki 5 i przymocowanej na swym

PL 198 897 B1 obrzeżu do wewnętrznej powierzchni tej przykrywki 5 w odległości od 2 mm do 10 mm od górnej ścianki 9 przykrywki 5. Obydwie te części 17 i 18 członu sitowego 12 są trwale przymocowane do przykrywki, przy czym część 17 pełni funkcję osłony otworów wlotowych 8 dla cieczy, a część 18 - osłony otworów odpowietrzających 10.

Działanie filtra do cieczy przedstawionego na fig. 1 do 5 jest następujące:

Przed rozpoczęciem filtracji pojemnik 2 napełnia się całkowicie materiałem filtrującym 4 (w ilości 140 ml), po czym zbiornik wewnętrzny 21. napełnia się przeznaczoną do filtrowania wodą, na przykład z kranu. Woda ta przepływa przez cztery otwory wlotowe 8 w kierunku 29 do wnętrza właściwego filtra 1 i uzyskuje po około 1 s poziom uwidoczniony na fig. 1. Równocześnie powietrze znajdujące się nad materiałem filtrującym 4, wewnątrz przykrywki 5, wypływa z niej przez otwory odpowietrzające 10 w kierunku strzałek 11 (fig. 2). Ponieważ ciśnienie powietrza wewnątrz filtra 1 jest większe od ciśnienia wody 28 znajdującej się wewnątrz wewnętrznego naczynia 21, woda ta nie wpływa do filtra przez otwory odpowietrzające 10.

Górna część 13 członu sitowego 12, usytuowana nad otworami wlotowymi 8, a więc nad poziomą płaszczyzną odniesienia 16, nie pozwala na przepływ wody przez tę górną część 13 członu w kształcie dzwonu, która przepuszcza jedynie powietrze pozostając suchą.

Po 3 s od początku filtrowania (fig. 3) poziom 19 wody wewnątrz przykrywki 5 jest, w wyniku wypłynięcia części powietrza, odpowiednio wyższy niż przedstawiony na fig. 2, przy czym jest on taki sam zarówno we wnętrzu, jak i na zewnątrz członu sitowego 12, tworząc pod górną ścianką 9 przykrywki 5 warstwę powietrza o grubości około 3 mm. Objętość b powietrza jest więc znacznie mniejsza od objętości a odpowiadającej początkowi procesu filtracji. Materiał filtrujący 4 w pojemniku 2 filtra jest całkowicie zalany wodą, która wypływa z pojemnika przez nieuwidocznione na rysunku otwory wylotowe w jego dnie 3 w postaci kropel 31 i gromadzi się w zbiorniku zewnętrznym 22.

W stanie roboczym przedstawionym na fig. 4 większa część wody 28 zawartej w zbiorniku wewnętrznym 21 jest już przefiltrowana i zgromadzona w dolnej części zbiornika zewnętrznego 22. Natomiast poziom 19 wody wewnątrz przykrywki 5 jest taki sam jak w stanie roboczym przedstawionym na fig. 3, bowiem objętość b powietrza zawarta między tym poziomem 19 a górną ścianką 9 przykrywki 5 nie zmienia się, pozostawiając pod tą ścianką warstwę powietrza o grubości 3 mm (w rzeczywistości grubość tej warstwy powietrza może jeszcze ulec zmniejszeniu do grubości 1 mm).

W stanie roboczym filtra, przedstawionym na fig. 5, cała objętość wody zawartej w zbiorniku wewnętrznym 21 została przefiltrowana i spłynęła do dolnej części zbiornika zewnętrznego 22, a filtr jest przygotowany do opróżniania. Poziom 32' wody we właściwym filtrze 1 znajduje się poniżej górnego obrzeża 15 otworu wlotowego 8 dla wody, dzięki czemu powietrze może wypływać ze zbiornika wewnętrznego 21 i wpływać do wnętrza przykrywki 5 zarówno przez otwory odpowietrzające 10, jak i przez górną część otworu wlotowego 8 dla wody, przy czym powietrze to wypełnia objętość Vi wewnątrz przykrywki 5 i to zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz członu sitowego 12. Wpływ powietrza do wnętrza przykrywki 5 powoduje szybkie obniżanie się poziomu 32' wody, który zarówno w zbiorniku wewnętrznym 21, jak i wewnątrz przykrywki 5 wyrównuje się.

Figury 6 do 10 przedstawiają przebieg procesu filtrowania wody za pomocą filtra według wynalazku w sytuacji, gdy pojemnik 2 jest tylko w części napełniony materiałem filtrującym 4. Objętość materiału filtrującego wynosi w tym przypadku tylko 95 ml.

Figura 6 przedstawia stan roboczy napełniania filtra po około 2 s od jego rozpoczęcia. Zbiornik wewnętrzny jest napełniony przeznaczoną do filtrowania wodą do poziomu 32, przy czym woda ta przepływa szczelinowymi otworami dla wody 8 i spada kroplami 33 do wnętrza właściwego filtra 1, gromadząc się wewnątrz pojemnika 2 i uzyskując poziom 32”. Równocześnie powietrze znajdujące się nad materiałem filtrującym 4 wypływa przez górne otwory odpowietrzające 10, w górnej ściance 9 przykrywki 5, w kierunku strzałek 11, przy czym ciśnienie powietrza wewnątrz górnej części pojemnika 2 i wewnątrz przykrywki 5 jest większe niż ciśnienie wody w zbiorniku wewnętrznym 21. Ponieważ górna część 13 członu sitowego 12 znajduje się nad otworami wlotowymi 8 dla wody, nie może nastąpić jej zalanie, które zatrzymałoby odpływ powietrza z wnętrza przykrywki 5.

Figura 7 przedstawia stan roboczy napełniania filtra po około 4 s. W międzyczasie nastąpiło wypełnienie wodą przepływającą przez otwory wlotowe 8 przykrywki 5 do poziomu 32”. Przy tym poziomie wody górna część 13 członu sitowego 12 nie jest jeszcze nią zalana, umożliwiając swobodny wypływ powietrza przez człon sitowy 12 i otwory odpowietrzające 10, a tym samym swobodne odpowietrzenie wnętrza właściwego filtra 1.

PL 198 897 B1

Stan roboczy filtra, przedstawiony na fig. 8, 9 i 10, można porównać ze stanem roboczym filtra, którego pojemnik 2 jest całkowicie wypełniony materiałem filtrującym 4, przedstawionym na fig. 3, 4 i 5.

Figury 12 do 18 przedstawiają odmianę rozwiązania konstrukcyjnego filtra do cieczy, w którym człon sitowy 12 ma postać wypukłej przepony, zwłaszcza przepony tekstylnej, przemieszczającej się w kierunku pionowym między dwoma położeniami skrajnymi, przy czym podczas przechodzenia członu od jednego do przeciwległego położenia skrajnego objętość właściwego filtra 1 poniżej tego członu zmniejsza się o różnicę objętości Δν. Obrzeża członu sitowego 12, stanowiącego wypukłą przeponę, wyznaczają umowną płaszczyznę poziomą 35, przy czym najdalej od tej umownej płaszczyzny 35 położona jest górna część 37 członu sitowego 12, pozostająca w odległości około 2 mm od wewnętrznej powierzchni górnej ścianki 9 przykrywki 5. W czasie całego procesu filtracji po obydwu stronach górnej części 37 członu sitowego 12 znajdują się przestrzenie 36 (fig. 12 i fig. 13) wypełnione powietrzem, przy czym objętość tych przestrzeni powietrznych 36 zależy od stanu roboczego filtra. Górne obrzeża 38 otworów wlotowych 8 dla wody tworzą umowną poziomą płaszczyznę 16, przy czym otwory odpowietrzające 10 oraz górna część 37 członu sitowego 12 stanowiącego przeponę są usytuowane nad tą umowną płaszczyzną poziomą 16.

Człon sitowy 12 stanowiący przeponę może mieć dowolną postać, która umożliwia pionowy ruch jego poszczególnych punktów, będący wynikiem odkształcenia członu. Korzystne jest, aby postać członu sitowego 12 umożliwiała jego łatwe wytwarzanie i nie zabierała dużo miejsca w filtrze. W położeniu roboczym odpowiadającym początkowi filtracji kształt członu sitowego 12 jest korzystnie wypukły, co oznacza, że wielkość jego rzeczywistej powierzchni, ograniczonej obrzeżem członu jest większa od wielkości umownej płaszczyzny poziomej 35 przechodzącej przez to obrzeże. Powierzchnia członu sitowego 12 jest korzystnie powierzchnią czaszy kulistej albo półkuli przechodzącej na obrzeżu w obszar płaski. Pory członu sitowego 12 winny być tak małe, aby uniemożliwiały przedostawanie się przez człon małych cząstek, a równocześnie umożliwiały przepływ przez niego powietrza i wody w obydwu kierunkach. Im większa jest rzeczywista powierzchnia przepływu filtrowanej cieczy przez człon sitowy, tym szybciej następuje proces filtracji.

Przykrywka 5 pojemnika 2 na materiał filtrujący 4 jest zaopatrzona przynajmniej w jeden otwór odpowietrzający 10, usytuowany po tej samej stronie członu sitowego 12 jak otwór wlotowy 8 dla wody. Ponieważ przynajmniej w początkowym etapie filtracji w pojemniku 2 znajduje się powietrze - otwory odpowietrzające 10 umożliwiają jego ciągłe odprowadzanie z wnętrza pojemnika 2 i przykrywki 5.

Różnica Δν objętości wewnątrz pojemnika 2 w obydwu skrajnych położeniach członu sitowego 12, stanowiącego przeponę, winna stanowić przynajmniej 1%, korzystnie przynajmniej 5%, a najkorzystniej przynajmniej 10% objętości materiału filtrującego 4 w pojemniku 2 albo też objętości właściwego filtra 1 poniżej tego członu sitowego 12. Przy takich wartościach różnicy objętości Δν filtr według wynalazku działa prawidłowo nawet przy dużych różnicach napełnienia pojemnika 2 materiałem filtrującym 4.

W celu wyeliminowania powstawania zjawiska „żagla” człon sitowy 12 winien w swym dolnym położeniu krańcowym stykać się z powierzchnią materiału filtrującego 4 względnie z innym elementem konstrukcyjnym filtra, którym może być na przykład umieszczony wewnątrz pojemnika 2 pręt względnie zespół prętów 42. Stosowanie dodatkowych elementów konstrukcyjnych stykających się z członem sitowym 12 w jego dolnym położeniu ma tę zaletę, że nawet w przypadku wyjątkowo niskiego poziomu materiału filtrującego 4 likwidowany jest efekt „żagla” i ciecz swobodnie przepływa przez pory członu sitowego. Pręt lub zespół prętów 42 winien być tak umieszczony, aby stykał się z członem sitowym 12 tylko w przypadku bardzo małego zapełnienia pojemnika 2 materiałem filtrującym 4, natomiast przy większym napełnieniu winien znajdować się pod powierzchnią materiału filtrującego 4. Człon sitowy 12 stanowiący równocześnie przeponę może być wykonany z tkaniny, dzianiny, włókniny albo z odpowiednio uformowanego elementu wykonanego z tworzywa sztucznego, przy czym wielkość jego porów winna wynosić od 50 μm do 300 μm, a korzystnie od 80 μm do 200 μm.

Stosunek powierzchni przepływu A : B : C : D winien wynosić korzystnie 1 : 2 : 10 : 20 z tolerancją około ±50%, a korzystnie z tolerancją około ±25%, przy czym A oznacza łączną powierzchnię otworów odpowietrzających 9 w przykrywce 5, B - łączną powierzchnię otworów wlotowych 8 dla wody w przykrywce 5, C - sumę rzutów powierzchni służących do odpowietrzania porów członu sitowego w jego górnym położeniu krańcowym, a D - łączną powierzchnię przepływu wody przez pory członu sitowego w jego górnym położeniu krańcowym.

W szczególnie korzystnym rozwiązaniu konstrukcyjnym filtra objętość pojemnika 2, łącznie z objętością pokrywającego go członu sitowego wynosi od 150 ml do 200 ml.

PL 198 897 B1

Otwory wlotowe 8 dla cieczy w przykrywce 5, podobnie jak i w poprzednio omówionym rozwiązaniu konstrukcyjnym, są umieszczone korzystnie poniżej otworów odpowietrzających 10, znajdujących się w jej górnej ściance 9. W rozwiązaniu konstrukcyjnym filtra, przedstawionym na fig. 12, wielkości odpowiednich powierzchni wynoszą: A = 24 mm², B = 66 mm², C = 300 mm², a D = 680 mm².

Wartości A, B, C i D określono zgodnie z zasadami przyjętymi dla określenia tych wartości w poprzednio omówionej odmianie filtra.

Odległość górnej części 37 członu sitowego 12 od wewnętrznej powierzchni górnej ścianki 9 przykrywki 5 wynosi w omawianym rozwiązaniu konstrukcyjnym filtra około 2 mm. Dzięki temu pozostawiona zostaje wewnątrz członu sitowego 12 przestrzeń niezbędna w przypadku pęcznienia materiału filtrującego i zabezpieczająca tę górną część 37 członu sitowego przed zwilżeniem, a więc zapewniająca korzystny przepływ powietrza.

Grubość włókien członu sitowego 12, stanowiącego przeponę winna wynosić od 5 μm do 100 μm, a korzystnie od 10 μm do 60 μm, przy czym człon ten winien być wykonany z materiału sprężystego oraz ewentualnie elastycznego.

Podobnie jak i w przypadku poprzednio omówionej odmiany filtra do cieczy, według wynalazku, szczególnie korzystne jest wytwarzanie członu sitowego 12 stanowiącego przeponę, z wstęgowej, płaskiej, sprężystej oraz ewentualnie elastycznej siatki mającej postać taśmy lub wstęgi, formowanej następnie do żądanej postaci przepony i obwodowo zgrzewanej, na przykład za pomocą ultradźwięków do dolnego obrzeża przykrywki 5.

Działanie omówionej wyżej odmiany rozwiązania konstrukcyjnego filtra do wody według wynalazku jest następujące:

Do zbiornika wewnętrznego 21 wlewa się przeznaczoną do filtrowania wodę 28, która przez cztery otwory wlotowe 8 wpływa w kierunku strzałek 29 do wnętrza właściwego filtra 1 (fig. 12), przy czym po około 3 s od początku napełniania ustala się nad materiałem filtrującym 4 poziom 19 wody. Dzięki temu wewnątrz właściwego filtra 1 powstaje nieznaczne nadciśnienie powietrza, powodujące jego wypływ przez otwory odpowietrzające 10 w górnej ściance 9 przykrywki 5 kierunku strzałek 11. Ponieważ otwory wlotowe 8 dla wody znajdują się poniżej otworów odpowietrzających 10 - ciśnienie powietrza wewnątrz właściwego filtra 1 jest większe od ciśnienia hydrostatycznego wody 28 w zbiorniku wewnętrznym 21 na wysokości otworów odpowietrzających 10. Wskutek tego woda nie może się przedostać do filtra 1 przez otwory odpowietrzające 10. W początkowym procesie filtrowania człon sitowy 12, stanowiący przeponę, znajduje się w położeniu, w którym jego górna część 37 jest usytuowana ponad otworami wlotowymi 8 dla wody, a więc nad poziomą płaszczyzną 16, przy czym górna część 37 członu sitowego 12 znajduje się wewnątrz obejmującej ją przestrzeni powietrznej 36 umożliwiając odpływ powietrza z całej przestrzeni wnętrza przykrywki 5, znajdującej się nad poziomem 19 wody.

W stanie roboczym przedstawionym na fig. 13, uzyskanym bezpośrednio po rozpoczęciu procesu filtrowania, część członu sitowego znajdująca się nad poziomem 19 wody jest całkowicie sucha. Natomiast w stanie roboczym przedstawionym na fig. 14, powstałym po 5 s od rozpoczęcia filtrowania, poziom 19 wody w przykrywce 5 podniósł się tak wysoko, że przykrywa prawie cały człon sitowy 12 poza jego górną częścią 37, przy czym nad poziomem 19 wody pozostaje poduszka powietrzna w postaci przestrzeni powietrznej 36 o grubości około 3 mm pod wewnętrzną powierzchnią górnej ścianki 9 przykrywki 5. Przestrzeń powietrzna 36 przedstawiona na fig. 14, jest oczywiście odpowiednio mniejsza od przestrzeni powietrznej 36 na fig. 12 i 13.

W tym stanie roboczym materiał filtracyjny 4 jest całkowicie zalany wodą, zaś przez otwory wylotowe w jego dnie przefiltrowana woda wypływa do zbiornika zewnętrznego 22 w postaci kropel 31.

W stanie roboczym filtra przedstawionym na fig. 15 jego zbiornik wewnętrzny 21 jest prawie całkowicie opróżniony, zaś poziom 32 wody w tym zbiorniku jest odpowiednio obniżony w stosunku do poziomu uwidocznionego na fig. 12 i 14. Natomiast poziom 19 wody w przykrywce 5 jest nieco niższy w porównaniu do stanu roboczego przedstawionego na fig. 14, ponieważ po spłynięciu wody z górnej ścianki 9 przykrywki 5 i odkryciu otworów odpowietrzających 10 następuje łatwiejszy wypływ powietrza i niewielkie zmniejszenie przestrzeni powietrznej 36.

Na fig. 16 przedstawiony jest stan roboczy, w którym wewnątrz właściwego filtra 1 znajduje się jeszcze nieprzefiltrowana woda, przy czym jej poziom 41 jest znacznie obniżony w stosunku do poziomu 32 przedstawionego na fig. 15 i usytuowany poniżej górnych obrzeży 38 otworów wlotowych 8 dla wody w dolnej części przykrywki 5. Dzięki temu powietrze może wypływać ze zbiornika wewnętrznego 21, a jego objętość wewnątrz przykrywki 5 jest równa objętości VO tej przykrywki. Powoduje to szybkie obniżanie poziomu 4 wody we właściwym filtrze 1.

PL 198 897 B1

Ponieważ człon sitowy 12 stanowiący przeponę jest hydrofilny, powierzchnie jego porów stykające się z wodą zostają zwilżone wywołując zjawisko „żagla”. Wskutek tego pory członu sitowego 12 stają się nieprzepuszczalne, a sam człon nie pozwala na cyrkulację powietrza we właściwym filtrze 1, zaś pod nim powstaje podciśnienie, a sam człon opada w dół wraz z opadającym poziomem wody, przyjmując postać przedstawioną na fig. 16.

Figura 17 przedstawia końcowy stan roboczy filtra, po zakończeniu procesu filtracji. Człon sitowy 12, stanowiący przeponę, jest wygięty w dół, stykając się z powierzchnią materiału filtrującego 4 i tworzą c powierzchnię styku 39. Wskutek tego na powierzchni styku zanika zjawisko „żagla” i pory członu sitowego 12 stają się w tym miejscu przepuszczalne, umożliwiając niezakłócony przepływ pozostałego powietrza i wody do materiału filtrującego 4, przy czym powierzchnia przepuszczalna stanowi sumę powierzchni otwartych porów.

Figura 18 przedstawia odmianę przebiegu procesu ponownej filtracji, mającego miejsce wtedy, gdy człon sitowy 12 jest jeszcze wilgotny, a większość jego porów jest zamknięta w wyniku zjawiska „żagla”. Jednakże człon sitowy 12 znajduje się w położeniu początkowym w styku z materiałem filtrującym 4 (fig. 17), przy czym przez powierzchnię styku 39 nieprzefiltrowana woda 40 wpływa tak długo do pojemnika 2 materiału filtracyjnego 4, aż wskutek wzrastającej zawartości wilgoci człon sitowy 12 stanie się tak nieprzepuszczalny dla powietrza, że umożliwi odpływ powietrza pozostałego w materiale filtrującym 4 przez otwory wylotowe w dnie 3 pojemnika 2. Następnie pod szczelnie zamkniętym członem sitowym 12 powstaje nadciśnienie, powodujące jego wygięcie w górne położenie krańcowe uwidocznione na fig. 12, poczym w wyniku oddziaływania wysokiego ciśnienia hydrostatycznego nieprzefiltrowanej wody 28 w zbiorniku wewnętrznym 21 nastąpi usunięcie zjawiska „żagla” i powróci przepuszczalność członu sitowego 12. Wskutek tego nastąpi stan roboczy przedstawiony na fig. 12 i ciąg zdarzeń związany z procesem filtracji powtórzy się od nowa.

Claims

1. Filtr do cieczy, zwłaszcza do wody, wyposażony w pojemnik wypełniony przynajmniej częściowo materiałem filtrującym i zaopatrzony w dno, z przynajmniej jednym sitowym otworem odpływowym dla przefiltrowanej cieczy oraz w przykrywkę o określonej objętości, szczelnie osadzoną na pojemniku i zaopatrzoną przynajmniej w jeden otwór wlotowy i otwór wylotowy dla cieczy oraz w otwór odpowietrzający, przy czym między pojemnikiem i przykrywką umieszczony jest człon sitowy, znamienny tym, że człon sitowy (12) jest jednoczęściowy i ma postać wypukłą, przy czym jego wystająca górna część (13), przynajmniej w części okresu eksploatacji filtra, znajduje się we wnętrzu przykrywki (5) o objętości (Vi), zaś między wewnętrzną powierzchnią tej wystającej górnej części (13) a wewnętrzną powierzchnią górnej ścianki (9) przykrywki (5) jest utworzona warstwa powietrza.

2. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że człon sitowy (12) stanowi tekstylny człon sitowy.

3. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że górna część (13) członu sitowego (12) znajdująca się wewnątrz przykrywki (5) oraz otwór odpowietrzający (10) w górnej ściance (9) tej przykrywki (5) znajdują się ponad górnym obrzeżem (15) jej otworu wlotowego (8) dla wody.

4. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że górna część (13) członu sitowego (12), znajdująca się wewnątrz objętości (Vi) przykrywki (5), przynajmniej w swej części ma postać wypukłego sklepienia.

5. Filtr według zastrz. 4, znamienny tym, że górna część (13) członu sitowego (12), znajdująca się wewnątrz przykrywki (5), ma postać czaszy kulistej względnie postać dzwonu, natomiast dolna część tego członu sitowego (12) ma swe zewnętrzne obrzeże przymocowane do górnego obrzeża pojemnika (2) względnie do dolnego obrzeża przykrywki (5).

6. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że jego człon sitowy (12) jest wykonany z tkaniny albo z dzianiny, albo z wł ókniny wzglę dnie ma postać perforowanego elementu uformowanego z tworzywa sztucznego, przy czym wielkość porów tego członu sitowego (12) wynosi od 50 μm do 300 μm, a korzystnie od 80 μm do 200 μηι.

7. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek powierzchni przepływu A : B : C : D wynosi około 1 : 2 : 10 : 20 z tolerancją ±50%, gdzie A jest łączną powierzchnią otworów odpowietrzających (10) w przykrywce (5), B - łączną powierzchnią otworów wlotowych (8) dla wody w przykrywce (5), C - sumą rzutów powierzchni porów służących do odpowietrzania górnej części (13) członu sitowego (12), znajdującej się wewnątrz przykrywki (5), D - łączną powierzchnią przepływu wody przez pory pierścieniowej, dolnej części członu sitowego (12).

PL 198 897 B1

8. Filtr według zastrz. 1, znamienny tym, że objętość (Vi) wnętrza członu sitowego (12) stanowi przynajmniej 5% objętości materiału filtrującego (4), umieszczonego w pojemniku (2).

9. Filtr według zastrz. 6, znamienny tym, że górna część (13) członu sitowego (12), znajdująca się wewnątrz przykrywki (5), jest przynajmniej w swym wierzchołkowym obszarze (14) wykonana z materiału hydrofobowego względnie hydrofobowanego.

10. Filtr według zastrz. 6, znamienny tym, że dolna część członu sitowego (12) jest przynajmniej w obszarze otworów wlotowych (8) dla cieczy hydrofilna.

11. Filtr do cieczy, zwłaszcza do wody, wyposażony w pojemnik wypełniony przynajmniej częściowo materiałem filtrującym i zaopatrzony w dno z przynajmniej jednym sitowym otworem odpływowym dla przefiltrowanej cieczy oraz w przykrywkę o określonej objętości, szczelnie osadzoną na pojemniku i zaopatrzoną przynajmniej w jeden otwór wlotowy i otwór wylotowy dla cieczy oraz w otwór odpowietrzający, przy czym między pojemnikiem i przykrywką umieszczony jest człon sitowy, znamienny tym, że jego człon sitowy (12) jest przynajmniej w niektórych swoich punktach ruchomy, przemieszczając się między dwoma położeniami skrajnymi, przy czym przejściu członu sitowego (12) od jednego do przeciwległego położenia skrajnego odpowiada zmniejszenie objętości Vu poniżej tego członu sitowego (12) o różnicę objętości Δν.

12. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że powierzchnia w umownej płaszczyźnie (35), ograniczonej obrzeżem członu sitowego (12), jest mniejsza od rzeczywistej powierzchni tego członu sitowego (12).

13. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że jego przykrywka (5) jest zaopatrzona przynajmniej w jeden otwór odpowietrzający (10), znajdujący się po tej samej stronie członu sitowego (12) co otwór wlotowy (8) dla wody.

14. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że różnica objętości Δν stanowi przynajmniej 1%, korzystnie przynajmniej 5%, a najkorzystniej przynajmniej 10% objętości materiału filtrującego (4) w pojemniku (2).

15. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że różnica objętości Δν stanowi przynajmniej 1%, korzystnie przynajmniej 5%, a najkorzystniej przynajmniej 10% objętości (V_u) znajdującej się poniżej członu sitowego (12).

16. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że jego człon sitowy (12) w swym dolnym położeniu krańcowym styka się z powierzchnią materiału filtrującego (4) względnie innego elementu połączonego z pojemnikiem (2).

17. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że między powierzchnią górnej części (37) członu sitowego (12) w jego górnym położeniu krańcowym, a wewnętrzną powierzchnią górnej ścianki (9) przykrywki (5) względnie pojemnika (2) znajduje się warstwa powietrza.

18. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że w górnym położeniu krańcowym członu sitowego (12) przynajmniej jego część znajduje się powyżej położenia, które ta sama część zajmuje w dolnym położeniu krańcowym, przy czym przepływ cieczy przez ten człon (12) następuje pod działaniem jej siły ciężkości.

19. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że w górnym położeniu krańcowym zarówno górna część członu sitowego (12), oddalona od umownej płaszczyzny (35). jak i otwór odpowietrzający (10), znajdują się ponad górnym obrzeżem otworu wlotowego (8) dla wody.

20. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że jego człon sitowy (12) jest wykonany z tkaniny albo z dzianiny, albo z włókniny względnie ma postać perforowanego elementu uformowanego z tworzywa sztucznego, przy czym wielkość porów tego członu sitowego (12) wynosi od 50 μm do 300 μm, a korzystnie od 80 μm do 200 μm.

21. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że stosunek powierzchni przepływu A : B : C : D wynosi około 1 : 2 : 10 : 20 z tolerancją ±25%, gdzie A jest łączną powierzchnią otworów odpowietrzających (10) w przykrywce (5), B - łączną powierzchnią otworów wlotowych (8) dla wody w przykrywce (5), C - sumą rzutów powierzchni porów członu sitowego (12), służących do odpowietrzania w jego górnym położeniu krańcowym, D - łączną powierzchnią przepływu wody przez pory pierścieniowej, dolnej części członu sitowego (12) w jego górnym położeniu krańcowym.

22. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że jego człon sitowy (12) jest zaopatrzony w obszary hydrofilne.

23. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że grubość włókien członu sitowego (12) wynosi od 5 μηι do 100 μηι, korzystnie od 10 μm do 60 μm.

PL 198 897 B1

24. Filtr według zastrz. 11, znamienny tym, że jego człon sitowy (12) jest wykonany z materiału sprężystego oraz ewentualnie elastycznego.

Wykaz oznaczeń

1 właściwy filtr

2 pojemnik materiału filtrującego 4

3 dno pojemnika 2

4 materiał filtrujący wewnątrz pojemnika 2

5 przykrywka pojemnika 2

6 obrzeże przykrywki 5

7 pionowa oś filtra do cieczy

8 otwór wlotowy dla cieczy

9 górna ścianka przykrywki 5

10 otwór odpowietrzający w przykrywce 5

11 kierunek odpływu powietrza

12 człon sitowy

13 górna część członu sitowego 12

14 wierzchołkowy obszar górnej części 13 członu sitowego 12

15 górne obrzeże otworu wlotowego 8

16 pozioma płaszczyzna umowna przechodząca przez górne obrzeże otworów wlotowych 8

17 pierścieniowa część członu sitowego 12

18 płaski człon sitowy

19 poziom wody w przykrywce 5

20 tulejowa dolna część zbiornika wewnętrznego 21

21 zbiornik wewnętrzny

22 zbiornik zewnętrzny

23 uchwyt filtra

24 otwór wylotowy filtra

25 przykrywka otworu wylotowego

26 pokrywa

27 uchwyt pokrywy 26

28 woda niefiltrowana

29 kierunek przepływu wody ze zbiornika wewnętrznego 21

31 krople wody

32 poziom wody

32' poziom wody w zbiorniku zewnętrznym 22

32” poziom wody w pojemniku 2

33 krople wody

35 umowna płaszczyzna przechodząca przez obrzeże członu sitowego 12

36 przestrzeń powietrzna

37 górna część członu sitowego 12 położona najdalej od umownej płaszczyzny 35

38 górne obrzeże otworu wlotowego 8 dla wody

39 powierzchnia styku członu sitowego 12 z materiałem filtrującym 4

40 woda niefiltrowana

41 poziom wody w filtrze 1

42 pręt pionowy wewnątrz pojemnika 2 a większa przestrzeń powietrzna w przykrywce 5 b mniejsza przestrzeń powietrzna w przykrywce 5

Vi objętość wewnętrzna przykrywki 5

Vu objętość częściowa pod czołem sitowym 12 w przykrywce 5

Vo objętość częściowa nad członem sitowym 12 w przykrywce 5