專利名稱：具有可調孔隙率的過濾器的制作方法
具有可調孔隙率的過濾器發(fā)明領域本發(fā)明涉及過濾器。更具體地說，本發(fā)明涉及具有可調孔隙率的過濾器。
背景技術：
過濾器被用在從諸如液體或氣體的流體中去除懸浮顆粒雜質的許多應用中。例如，過濾器可以用于從待利用的流體，如作為燃料，作為工業(yè)過程的組分、在農業(yè)中或用于人類或動物消耗，或從處置之前的廢流體中去除雜質。通常來說，過濾器包括被包封在框架或封閉物內的過濾材料(filter material)。 待過濾的流體被引導穿過封閉物中的開口、穿過過濾材料且通過另一個開口離開封閉物。 典型的過濾材料包括具有諸如開口或空隙的孔的固體材料，待過濾的流體被引導流過孔。 孔的尺寸通常匹配待從流體中去除的固體顆粒的尺寸。因而，待過濾的流體可以穿過過濾材料，同時懸浮的固體顆粒被俘獲在過濾材料的孔內。通常，給定的過濾材料被設計成過濾尺寸落入特定尺寸范圍內的懸浮顆粒。為了使過濾器適于過濾不同尺寸范圍的懸浮顆粒， 替換過濾材料，或使用不同的過濾器。過濾材料可以包括基本上均勻(homogeneous)的多孔物體，諸如物體海綿、紗網(wǎng)、 織物、紙或多孔陶瓷?？蛇x擇地，過濾材料可以包括濾網(wǎng)或篩，濾網(wǎng)或篩內的材料被制造具有孔或開口。可選擇地，過濾材料可以包括容納在容器內的粒狀或顆粒材料的集合體。單個顆粒之間的空間產生了粒狀過濾材料內的孔。這種粒狀材料可以包括，如，砂、礫、卵石、或諸如玻璃、炭、木材、陶瓷或塑料的人造的或天然的材料制造的顆粒。已經描述了包括用于容納呈球、塊或顆粒的集合體形式的過濾材料的容器的過濾器設備。例如Wiilip等人(FR 2870466) ,Hard (US 2003/042213)和 Ko jicic，deceased 等人(US 4, 649, 996)描述了這樣的設備。已經描述了可以改變由過濾材料過濾的粒徑的過濾器設備。例如，在WO 0043097 中，Lederman描述了粒狀過濾介質(filter media)被分層的過濾器，且顆粒的尺寸，以及因而孔隙率從底部到頂部降低。因而，當流體向上流過過濾器時，下面的層去除較粗的顆粒且上面的層去除較細的顆粒。過濾材料可以是可壓縮的。例如，過濾材料可以包括線或纖維。當過濾材料是可壓縮的時，通?？梢酝ㄟ^壓縮材料來降低可壓縮材料的孔隙率。降低孔隙率通常與材料內的較小孔徑和較小顆粒的俘獲相關。例如，在US 2008/0257805中，Dew描述了一種過濾系統(tǒng)，其中纖維塊過濾介質被壓縮，以便達到期望的孔隙率。當借助于流過流體的壓縮空氣清潔過濾介質時，減輕了壓縮。Masuda 等人(US 5，248，415)、Wang (CN 1475292)、Ding (CN 101066511)、Suzuki 等人(JP 63093312)、Schreiber 等人(DE 19738067)、Kobayashi 等人 (JP 2002/058916)和Makino (JP 58109109)還描述了不同構型的具有壓縮的纖維塊過濾材料或壓縮的海綿、泡沫或纖維過濾材料的系統(tǒng)。就非彈性的纖維材料而言，壓縮可能不是可逆的。例如，材料可能呈現(xiàn)滯后，這是因為去除壓縮力可能不一定使材料可逆地膨脹以便增大孔隙率。當過濾器用于從流體過濾固體顆粒時，顆粒通常被俘獲在過濾材料的孔內。因而，持續(xù)使用過濾器可能導致相當大部分的孔被堵塞。孔的這種堵塞可以阻止流體流過過濾器。因此，通?？梢圆粫r地沖洗過濾器，以便從過濾器的孔中去除顆粒。例如，可以使流體沿與過濾期間不同的路徑流過過濾器，以便使顆粒脫離過濾器的孔并流至廢棄物儲器。通常，通過反洗進行洗滌，流體在洗滌期間流過過濾器的方向與過濾期間的流動是相反的。由于纖維狀、海綿狀或泡沫狀材料的大的表面積和復雜的表面結構，這樣的材料可能難以通過反洗或沖洗進行清潔。Tadokoro (JP 6079108)描述了粒狀物質與纖維塊狀過濾介質混合的過濾器。粒狀物質被描述為有利于在反洗期間對纖維塊的清潔。在US 6，969，469中，Xie描述了可壓縮的碎屑橡膠過濾介質。當被置于豎直的過濾器容器內時，碎屑橡膠顆粒受到其上的顆粒的重量的壓縮。因而，位于容器內的較低處的顆粒比其上的顆粒的壓縮度高。因而，過濾器的孔隙率從過濾器的頂部到底部降低。由于顆粒受到堆內的其他顆粒的重量的壓縮，所以不可能通過增大容器的容積來減輕壓縮。本發(fā)明的目的是提供一種具有可壓實的過濾介質的過濾器，其包括可逆變形的均勻顆粒，其中顆?？扇菀椎赝ㄟ^反洗過程進行清潔，且調節(jié)容積可逆地調節(jié)了過濾介質的孔隙率。在閱讀本發(fā)明和瀏覽附圖之后，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)勢將變得明顯。發(fā)明概述因而，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，提供了一種過濾器，包括可調節(jié)容積的過濾室 (filter chamber)。過濾室包封可壓實的過濾介質，待過濾的流體可以流過該過濾介質。過濾介質包括多個過濾顆粒(filter particle)，多個過濾顆粒中的顆粒具有初始形狀，當施加變形力時，多個過濾顆粒中的顆粒是可變形的，且當去除變形力時，多個過濾顆粒中的顆粒能夠基本上恢復其初始形狀。過濾介質的孔隙率通過調節(jié)過濾室的容積是可調節(jié)的，以便獲得過濾介質的期望孔隙率。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述多個過濾顆粒中的顆粒包括熱固性聚合物(thermosetic polymer)。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述多個過濾顆粒中的顆粒包括均勻的外表此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述多個過濾顆粒中的顆粒包括選自由下述材料組成的組的材料天然橡膠、合成橡膠、塑料、含氟彈性體(fluoroelastomer)和聚硅氧燒(silicone)。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述多個過濾顆粒中的顆粒的形狀是選自由以下形狀組成的組的形狀球形、橢球形、柱形、多面體、凸多面體或凹多面體。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述多個過濾顆粒中的顆粒包括排斥其內的所述流體或污染顆粒的材料。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，過濾介質包括聯(lián)結的層(cascaded layers) 0此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，室包括兩個開口，一個開口用作流入口且一個開口用作流出口。 此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述兩個開口中的開口包括穿孔的壁。
此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述多個過濾顆粒中的顆粒的直徑在0.5mm 到30mm的范圍內。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述多個過濾顆粒中的顆粒的直徑在Imm到 IOmm的范圍內。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，所述多個過濾顆粒中的顆粒的硬度在根據(jù)肖氏硬度測試的“A”級的20到80的范圍內。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，提供了一種過濾方法，包括提供過濾器，該過濾器包括可調節(jié)容積的過濾室。過濾室包封可壓實的過濾介質，待過濾的流體可以流過該過濾介質。過濾介質包括多個過濾顆粒，多個過濾顆粒中的顆粒具有初始形狀，當施加變形力時，多個過濾顆粒中的顆粒是可變形的，且當去除變形力時，多個過濾顆粒中的顆粒能夠基本上恢復其初始形狀。該方法還包括通過調節(jié)過濾室的容積獲得過濾介質的期望孔隙率，以便獲得所述過濾介質的期望孔隙率，以及使待過濾的流體流過所述過濾介質。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，該方法包括擴大過濾室的容積，以使所述多個顆粒中的顆?；謴推涑跏夹螤睿灰约笆瓜礈炝黧w流過過濾介質并從過濾介質去除污染顆粒。此外，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，使洗滌流體流過過濾介質的步驟包括使洗滌流體在與過濾期間的流動方向相反的方向上流動。附圖簡述為了更好地理解本發(fā)明，并理解其實際應用，提供了下面的附圖并在下文參考這些附圖。應該注意到，附圖僅作為實例而給出，且絕不是限制本發(fā)明的范圍。相同的部件由相同的參考數(shù)字表示。

圖1闡釋了根據(jù)本發(fā)明實施方案的處于呈過濾構型的具有可壓實過濾介質的過
1 ' O圖2闡釋了根據(jù)本發(fā)明實施方案的可壓實過濾介質的反洗。實施方案的詳細描述在下面的詳細描述中，為了充分理解本發(fā)明，闡明了許多具體的細節(jié)。然而，本領域的技術人員將會理解，無需這些具體的細節(jié)就可以實施本發(fā)明。在其他情形中，并未詳細描述眾所周知的方法、過程、部件、組件、單元和/或流程，以便不會使本發(fā)明變得模糊不清。根據(jù)本發(fā)明實施方案的過濾器包括具有可調節(jié)容積的過濾室。過濾室包封可壓實的彈性過濾介質，該過濾介質包括可變形的彈性過濾顆粒的集合體。待過濾的流體可以通過過濾入口進入過濾器。過濾室的至少一個壁包括穿孔、孔、窗口、端口、網(wǎng)眼或使待過濾的流體能夠進入過濾室的其他形式的開口。開口被設計成使待過濾的流體可以流過開口，而過濾顆粒被留在室內部。流體可以通過過濾出口離開過濾器。過濾器被構建成使流入過濾入口至過濾出口的流體必須穿過過濾室內的過濾介質?？蓧簩嵉倪^濾介質包括由可變形的彈性材料制成的過濾顆粒。過濾顆粒具有初始形狀，諸如，如球形、橢球形、柱形、多面體、凸多面體或凹多面體。包括無定形形狀的其他形狀也是適合的。當考慮到通過擠出制造時，可以優(yōu)選具有圓形或多邊形截面的柱形顆粒。典型地，過濾顆?；蛑辽倨渫獗砻娌豢蓾B透待過濾的流體。過濾顆粒通常呈現(xiàn)均勻的外表面(外部沒有明顯的纖維狀結構或多孔結構)?；旧暇鶆虻慕Y構產生了相對于類似尺寸的纖維塊或纖維狀結構小的表面積。過濾顆粒通?？梢杂上鹉z(合成的或天然的)、塑料、聚硅氧烷、含氟彈性體或任何其他可變形的彈性材料制成。通常，材料是熱固性的。彈性材料通過變形力是基本上可逆地可變形的，使得當去除變形力時，過濾顆粒基本上恢復其初始形狀。顆粒材料的選擇可以基于待過濾流體的特征決定。例如，顆粒材料可以被選擇成使顆粒不與待過濾的流體反應，或當與待過濾的流體接觸時，顆粒的性質不發(fā)生變化。形成過濾介質的過濾顆?？梢杂芯鶆虻某叽绾徒M成。例如，基于許多目的，粒徑的范圍可以在0.5毫米(mm)到30mm。在典型的過濾器構型中，諸如為了水過濾、水回收、水脫鹽和廢水處理，粒徑可以在Imm到IOmm的范圍內。通常的硬度值可以在根據(jù)ASTM D2240 的肖氏硬度測試的“A”級中處于20到80的范圍內。對于拉伸，通常的彈性值可以在0到 700%的范圍內，而對于壓縮，通常的彈性值可以在0到65%的范圍內?？蛇x擇地，過濾顆粒關于尺寸、形狀、密度、質量、硬度、彈性、電導率或熱導率、磁特性或電磁特性、表面特性或組成的特性可以從顆粒到顆粒是變化的。通過借助或不借助分隔物有意地進行分層可以將具有變化特性的過濾顆粒組織成變化特性的各層。當被攪拌并允許沉降時，具有變化特性的過濾顆?？梢栽诖怪狈较蜃越M織成層。過濾室的至少一個壁，或過濾室的至少一個壁的一部分是可移動的。移動過濾室的可移動的壁可以增大或減小室的容積?？蛇x擇地，過濾室的容積可以以另一種方式調節(jié)， 例如通過內部結構的膨脹，諸如氣囊。當容積減小時，室的壁可以施加趨于使過濾介質壓實的壓實力。向過濾介質施加壓實力使過濾顆粒變形，使得過濾顆粒的填塞變得更致密。通常，當過濾介質被壓實時，過濾顆粒之間的空間變小，因而減小了過濾介質的孔隙率。另一方面，當室的容積增大時，壓實力減小。當壓實力減小時，顆粒的彈性可以趨于減輕顆粒的變形，因而增大了顆粒之間的空間和過濾介質的孔隙率。當流體流過過濾室內的過濾介質時，流體通常穿過過濾顆粒之間的空間。懸浮在流體中的呈污染顆粒形式的污染物可以被俘獲在過濾顆粒之間的空間中。由于過濾顆粒和過濾顆粒表面的基本上均勻的結構，所以通常的流體或污染顆粒并不會被過濾顆粒或其表面附著，其也不會被過濾顆?；蚱浔砻嫖栈蛭?。因而，過濾顆粒之間的空間的典型尺寸可以決定由過濾介質俘獲的污染顆粒的細度或粗糙度。朝內移動過濾室的可移動的壁或以其他方式減小過濾室的容積可以增強過濾介質的壓實。高壓實度的過濾介質可以降低過濾室內的過濾介質的孔隙率。根據(jù)室的構型和過濾顆粒的特性，可以將孔隙率降低至，如接近零的值。當孔隙率接近零時，過濾介質可以俘獲幾乎所有懸浮的污染顆粒，且可以阻止流體本身流過過濾室。另一方面，朝外移動過濾室的可移動的壁，或以其他方式增大過濾室的容積。增大室的容積可以降低過濾介質的壓實。例如，可以降低過濾介質的壓實，直到過濾顆粒的彈性使顆?；旧匣謴偷狡渥冃沃暗某跏夹螤睿⑹惯^濾介質恢復到其未被壓實的容積。過濾室的容積的進一步的膨脹可以使過濾顆粒能夠在，如流過過濾介質的流體的力的作用下彼此自由分離。例如，過濾室可以被膨脹到諸如洗滌流體通過過濾室，以便去除任何被俘獲的污染顆粒的狀態(tài)。過濾顆粒的彈性可以使得當去除壓實力時，使過濾顆粒以基本上重復的方式基本上恢復到他們的初始形狀。因而，過濾顆粒的彈性可以通過調節(jié)過濾室的容積來實現(xiàn)過濾介質的孔隙率的可逆的且可重復的調節(jié)。因而，過濾器和過濾室可以被校準，使得給定的室容積與給定的過濾器孔隙率和給定的過濾細度相關。根據(jù)本發(fā)明實施方案的過濾器可以具有兩種典型的構型。在過濾構型時，減小過濾室的容積以便降低過濾介質的孔隙率。通常，根據(jù)待過濾流體的性質和待由過濾器去除的污染顆粒的典型尺寸來調節(jié)孔隙率。待過濾的流體可以通過過濾入口流入過濾器中。流體隨后通過過濾室，在過濾室內，流體被過濾且污染顆?？梢员贿^濾介質去除。經過濾的流體隨后可以通過過濾出口流出過濾器。如果要去除若干尺寸范圍的污染顆粒，那么可以聯(lián)結若干過濾器或具有不同孔隙率的若干過濾介質。就聯(lián)結的過濾室而言，流體通常流過一系列過濾室，每一個室的過濾介質的孔隙率小于前一個室的過濾介質的孔隙率?？蛇x擇地， 單個過濾室可以包含分層的過濾介質，其中每一層可以具有由過濾介質的尺寸、彈性、形狀或其他特性確定的不同的孔隙率水平。過濾器還可以被構建為洗滌構型。在洗滌構型時，增大過濾室的容積，使得過濾介質的孔隙率極大地增加。在此構型中，過濾顆粒的彈性可以使過濾顆?；旧匣謴偷剿麄冏冃沃暗男螤睢Ｔ诖藰嬓椭?，釋放了被俘獲的污染顆粒，且流過過濾介質的流體從過濾顆粒之間的空間去除被釋放的污染顆粒，將他們洗掉。洗滌流體可以在與過濾期間的流動方向相反的方向上流動，或在過濾流的方向上流動。當增大過濾介質的容積且顆粒之間的空間變大時，已經聚積在這些空間內且不會粘到顆粒上的污物和污染顆粒被釋放且成為漂浮的。此特征使過濾介質的洗滌非常容易且需要比其他常規(guī)的過濾介質少的洗滌流體。通常，洗滌過濾介質所需要的洗滌液體的最少量與過濾介質的容積是相同的數(shù)量級，而在其他常規(guī)的過濾設備中，所要求的洗滌液體的量遠大于過濾介質的容積。因而，洗滌本發(fā)明實施方案的過濾介質的能量輸入基本上小于其他通常的過濾器。通常，洗滌流體可以通過洗滌入口流入過濾器中。通常，洗滌入口可以位于過濾出口附近。洗滌出口可以位于過濾室的另一側，使得洗滌流體可以從洗滌入口穿過過濾室流至洗滌出口。因此，洗滌出口通常可以位于過濾入口附近。通常，洗滌流體流過過濾室的方向與處于過濾構型時流體流過過濾室的方向相反。流過過濾室的洗滌流體可以從過濾顆粒之間和從過濾顆粒的表面去除被俘獲的污染顆粒。洗滌流體可以攜帶所去除的污染顆粒通過洗滌出口離開過濾器并進入合適的儲器。通常，洗滌流體的路徑保持與被過濾的流體路徑分開。例如，洗滌流體可以被防止污染經過濾的流體，或待過濾的流體可以被防止污染洗滌流體。因此，當打開洗滌入口和洗滌出口時，可以關閉過濾入口和過濾出口，且反之亦然。現(xiàn)在參考附圖。圖1闡釋了根據(jù)本發(fā)明實施方案的處于過濾構型時的具有可壓實的過濾濾介質的過濾器。典型的過濾器裝置10顯示為呈過濾構型。過濾器裝置10的流體罐12包封過濾室20。雖然流體罐12和過濾室20顯示為豎直的圓柱形，但是流體罐、過濾室或兩者的形狀可以呈適于給定的構型或應用的任何形式。其他合適的形式可以包括，例如水平定位的或傾斜定位的圓柱形、或可選擇的形狀。其他可能的形狀可以包括，如具有近似矩形側面的箱，或具有圓形、橢圓形或多面體橫截面的環(huán)形室。過濾室20包封包括變形的過濾顆粒18的過濾介質。如圖1所示，過濾顆粒18處于他們壓實的、變形的狀態(tài)。當處于其自然的、未變形的狀態(tài)時，過濾顆粒18是，例如球形的。因此，變形的過濾顆粒18可以呈變形的球形的形式，諸如凹球狀體、凸球狀體或扁球狀體。變形的過濾顆粒18的尺寸和特性可以是均勻的，或可以包括具有一范圍內的形狀、尺寸、密度、硬度和彈性或其他特性的顆粒。變形的過濾顆粒18被一個或多個穿孔的壁，諸如穿孔的壁16限制在過濾室20內。穿孔的壁包括穿孔結構或類似網(wǎng)狀結構內的開口。開口被構建成使流體可以隨意流過開口，而過濾顆粒18不能。例如，開口可以小于變形的過濾顆粒18的顆粒的最小尺寸。雖然穿孔的壁16顯示為圓柱形的，但是穿孔的壁可以呈任何合適的形狀。具體而言，靜止的或可移動的穿孔部分或在以其他方式被封閉的壁內的窗口可以起到穿孔的壁的作用。變形的過濾顆粒18也被一個或多個靜止的壁，諸如靜止的壁22和至少一個可移動的壁，諸如可移動的壁M限制。雖然靜止的壁22和可移動的壁對被顯示為圓形的盤，但是它們可以是任何合適的形狀。如圖所示，靜止的壁22包括流體端口 23。流體端口 23被定位成使通過穿孔的壁16進入過濾室20的流體必須通過流體端口 23離開，且反之亦然。 在本發(fā)明的可選擇的實施方案中，可以使用向過濾介質施加可控的壓力的可充氣的氣囊或類似設備以按照期望的方式壓實過濾介質或增大過濾介質來改變過濾器容積?？蛇x擇地，過濾室內的開口可以按照可選擇的方式被定位到穿孔的壁16和流體端口 23。開口被定位成引導通過一個開口進入室的流體，以便在通過另一個開口離開之前， 橫貫過濾介質的一部分。例如，用于流體進入和離開的合適的開口可以被設置在過濾室的相對的側面上，或設置在室的不同壁上，或設置在室的單個壁上。過濾室可以被合適地成形，或可以被設置有內部結構，諸如壁、分隔物或擋板，以引導流體通過過濾介質的足夠的部分?？梢苿拥谋贛可以通過由合適的機構，諸如例如活塞沈提供的力朝內或朝外移動。活塞沈上的力可以由本領域已知的合適的機構提供。例如，供電的馬達或手動曲柄可以操作合適的傳動機構，以便提供作用于活塞26的朝內的或朝外的力。經由活塞沈施加到可移動的壁M的朝內的力可以提供使變形的過濾顆粒18保持在壓實狀態(tài)的壓實力?？蛇x擇地，容積調節(jié)機構可以包括可以朝內或朝外移動的若干可移動的壁。待過濾的流體，諸如具有懸浮污染顆粒的不純的流體30通過過濾入口 14進入過濾器10的罐12。當呈過濾構型時，不純的流體30從罐12通過穿孔的壁16進入過濾室20 中。例如，不純的流體30可以在過濾入口 14處被加壓，以便驅動不純的流體30流過過濾器10和過濾室20。進入過濾室20的流體穿過包括變形的過濾顆粒18的過濾介質。當不純的流體30穿過變形的過濾顆粒18之間時，流體被過濾且污染顆?？梢詮牧黧w被去除。 經過濾的流體的流動被限制成使經過濾的流體可以通過一個或多個端口，諸如靜止的壁22 內的端口 23離開過濾室20。端口 23被定位成使從穿孔的壁16流至端口 23的流體必須橫貫變形的過濾顆粒18之間足夠的距離以從流體去除期望量的污染顆粒。通過端口 23流出過濾室20的經過濾的流體32隨后可以通過過濾出口 28流出過濾器裝置10的罐12。流出過濾出口觀的經過濾的流體32可以被引至將被利用、存儲或處置的經過濾的流體32的目的地。可選擇地，經過濾的流體32可以被引至另一個過濾器或另一次處理的過濾入口 14 以便進行進一步的過濾或處理?？商娲^濾入口 14和過濾出口 28的，可以以可選擇的方式構建合適的流體入口和出口。例如，入口和出口可以位于過濾器的相對側上，位于過濾器的不同的壁上或位于相同的壁上。過濾器可以被設置有內部結構以確保從入口流至出口的流體被弓I導通過過濾室的合適的開口?？梢哉{節(jié)施加到活塞沈上的壓實力以過濾特定尺寸范圍的污染顆粒。例如，特定構型的過濾器裝置10和過濾顆粒18可以經受校準過程。在這樣的校準過程中，如施加的給定的壓實力可以與從特定組成的流體濾去特定尺寸的特定組成的懸浮污染顆粒相關。當從流體去除污染顆粒時，污染顆?？梢跃鄯e在變形的過濾顆粒18之間的空間內。當污染顆粒聚積在空間內時，空間可能被堵塞，阻止流體通過空間。當空間被堵塞時，可以更換過濾器裝置的過濾室20或過濾顆粒18。可選擇地，可以去除過濾顆粒18之間的空間內的聚積的污染顆粒。使用根據(jù)本發(fā)明實施方案的過濾器可以消除使用化學品(其通常用于從過濾顆粒釋放污染顆?；蛴糜趯⑿〉奈廴绢w粒聚結成較大的團聚的污染顆粒)的需要且因而更加環(huán)保。例如，流過過濾室20的清潔或洗滌流體可以去除聚積的污染顆粒。 例如，可以采用反洗來去除聚積的污染顆粒，在反洗中，洗滌流體在與被過濾的流體的流動方向基本上相反的方向上流動。圖2闡釋了根據(jù)本發(fā)明實施方案的可壓實的過濾介質的反洗。如圖2所示，過濾器裝置10呈反洗構型?；钊蚝瓦B接的可移動的壁M已經被回縮，從過濾顆粒18去除壓實壓力。當去除壓實壓力時，過濾顆粒18的彈性使過濾顆粒18基本上膨脹至它們初始的、未變形的狀態(tài)。在所示的實施例中，膨脹的過濾顆粒18的形狀是球形的。進一步地回縮可移動的壁M可以進一步擴大過濾室20的容積。當，如流過過濾室20的流體迫使膨脹的過濾顆粒18彼此分離時，進一步的擴大可以為它們的分離提供空間。在過濾室20的反洗過程中，來自儲器或其他洗滌流體源的洗滌流體38通過洗滌入口 34流入過濾器裝置10。當呈反洗構型時，過濾出口觀被關閉。洗滌流體38通過端口 23、膨脹的過濾顆粒18之間流入過濾室20中，并通過穿孔的壁16流出過濾室20。在反洗過程中，洗滌流體38流過過濾室20的方向與過濾期間流體流動的方向相反(圖1)。由于可移動的壁對的回縮，洗滌流體38可以在膨脹的過濾顆粒18的每一個顆粒之間和其周圍流動。在膨脹的過濾顆粒18周圍流動可以使任何聚積的污染顆粒懸浮在流體中。污染顆粒在洗滌流體中的懸浮可以使流體成為廢流體。廢流體40通過穿孔的壁16 流出過濾室20并通過洗滌出口 36流出罐12。當呈反洗構型時，過濾入口 14被關閉。來自洗滌出口 36的廢流體40可以被引導至廢流體儲器。通過洗滌流體38從過濾顆粒18去除污染顆?？梢越柚^濾顆粒18的組成得到促進。過濾顆粒18的基本上平滑的、均勻的、無纖維或線的表面可以防止污染顆粒吸收、吸附或附著在過濾顆粒18內或到其上，或者吸收、吸附或附著到過濾顆粒18的表面上。不存在吸收、吸附或附著可以促進污染顆粒的去除。此外，過濾顆粒18的表面可以任選地被涂覆排斥流體或污染顆粒的材料，或顆粒本身可以由排斥流體或污染顆粒的材料制成。應該清楚，此說明書中闡明的實施方案的描述和附圖僅僅用于更好地理解本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。還應該清楚，本領域的技術人員在閱讀本說明書之后能夠對附圖和上述實施方案做出調節(jié)或修改，這些仍將由本發(fā)明覆蓋。
權利要求
1.一種過濾器，包括可調節(jié)容積的過濾室，所述過濾室包封可壓實的過濾介質，待過濾的流體能流過所述過濾介質，所述過濾介質包括多個過濾顆粒，所述多個過濾顆粒中的顆粒具有初始形狀，當施加變形力時，所述多個過濾顆粒中的顆粒是可變形的，且當去除變形力時，所述多個過濾顆粒中的顆粒能夠基本上恢復其初始形狀，所述過濾介質的孔隙率通過調節(jié)所述過濾室的所述容積是可調節(jié)的，以便獲得所述過濾介質的期望孔隙率。
2.如權利要求1所述的過濾器，其中所述多個過濾顆粒中的顆粒包括熱固性聚合物。
3.如權利要求1所述的過濾器，其中所述多個過濾顆粒中的顆粒包括均勻的外表面。
4.如權利要求1所述的過濾器，其中所述多個過濾顆粒中的顆粒包括選自由下述材料組成的組的材料天然橡膠、合成橡膠、塑料、含氟彈性體和聚硅氧烷。
5.如權利要求1所述的過濾器，其中所述多個過濾顆粒中的顆粒的形狀是選自由以下形狀組成的組的形狀球形、橢球形、柱形、多面體、凸多面體或凹多面體。
6.如權利要求1所述的過濾器，其中所述多個過濾顆粒中的顆粒包括排斥其內的所述流體或污染顆粒的材料。
7.如權利要求1所述的過濾器，其中所述過濾介質包括聯(lián)結的層。
8.如權利要求1所述的過濾器，其中所述室包括兩個開口，一個開口用作流入口且一個開口用作流出口。
9.如權利要求8所述的過濾器，其中所述兩個開口中的開口包括穿孔的壁。
10.如權利要求1所述的過濾器，其中所述多個過濾顆粒中的顆粒的直徑在0.5mm到 30mm的范圍內。
11.如權利要求1所述的過濾器，其中所述多個過濾顆粒中的顆粒的直徑在Imm到 IOmm的范圍內。
12.如權利要求1所述的過濾器，其中所述多個過濾顆粒中的顆粒的硬度在根據(jù)肖氏硬度測試的“A”級的20到80的范圍內。
13.一種過濾方法，包括提供過濾器，所述過濾器包括可調節(jié)容積的過濾室，所述過濾室包封可壓實的過濾介質，待過濾的流體能流過所述過濾介質，所述過濾介質包括多個過濾顆粒，所述多個過濾顆粒中的顆粒具有初始形狀，當施加變形力時，所述多個過濾顆粒中的顆粒是可變形的，且當去除所述變形力時，所述多個過濾顆粒中的顆粒能夠基本上恢復其初始形狀；通過調節(jié)所述過濾室的所述容積獲得所述過濾介質的期望孔隙率，以便獲得所述過濾介質的期望孔隙率；以及使待過濾的流體流過所述過濾介質。
14.如權利要求13所述的方法，包括擴大所述過濾室的所述容積，以使所述多個顆粒中的所述顆?；謴推涑跏夹螤?；以及使洗滌流體流過所述過濾介質并從所述過濾介質去除污染顆粒。
15.如權利要求14所述的方法，其中使洗滌流體流過所述過濾介質的步驟包括使所述洗滌流體在與過濾期間的流動方向相反的方向上流動。
全文摘要
一種過濾器包括可調節(jié)容積的過濾室。過濾室包封可壓實的過濾介質，待過濾的流體可以流過該過濾介質。過濾介質包括多個過濾顆粒。過濾顆粒具有初始形狀且當施加變形力時是可變形的，當去除變形力時，能夠基本上恢復其初始形狀。過濾介質的孔隙率是通過調節(jié)過濾室的容積可調節(jié)的，以便調節(jié)過濾介質的壓實。
文檔編號B01D24/00GK102186551SQ200980141571
公開日2011年9月14日 申請日期2009年8月10日 優(yōu)先權日2008年8月29日
發(fā)明者尼爾·奧茲 申請人:費托弗雷克斯有限公司