Узел для применения в зоне, обеспечивающей пропускание текучей среды через нее - RU2728187C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к узлу для применения в зоне, обеспечивающей текучей среде, то есть, газу и/или жидкости, возможность прохождения через нее, каковой сборный узел включает фильтр для блокирования прохождения через зону объектов вместе с текучей средой, причем фильтр включает корпус фильтра, снабженный проемами. Во-вторых, изобретение относится к отсеку для содержания текучей среды, имеющему по меньшей мере одно отверстие в его стенке, чтобы обеспечивать текучей среде возможность проходить через нее, и включающему сборный узел, как упомянуто, причем фильтр сборного узла размещен в отверстии. В-третьих, изобретение относится к шлангу для транспортирования текучей среды, включающему сборный узел, как упомянуто, причем фильтр сборного узла позиционирован, по меньшей мере частично, в шланге. В-четвертых, изобретение относится к бытовому электроприбору, включающему отсек для содержания текучей среды, как упомянуто, и/или шланг для транспортирования текучей среды, как упомянуто, и также к применению сборного узла, как упомянуто, в бытовом электроприборе, в более общем смысле.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Зона, обеспечивающая текучей среде возможность проходить через нее, может быть найдена в многообразных контекстах, и может быть любой зоной в корпусе для обеспечения течения текучей среды, или отверстием, служащим в качестве впускного канала для текучей среды, чтобы создать для текучей среды пространство для принятия текучей среды, отверстием, служащим в качестве выпускного канала для текучей среды, для выведения текучей среды из определенного места, или отверстием, служащим в качестве комбинации впускного канала и выпускного канала. В любом случае такая зона фактически представляет собой проход для текучей среды, который может быть ограничен материалом одного или многих объектов. Например, зона может представлять собой отверстие на конце трубы, или может быть отверстием в стенке, ограничивающей объем для содержания текучей среды.

Примером области, в которой вполне применимо изобретение, является область устройств для водоподготовки, чтобы очищать воду, которые могут быть использованы домашних условиях для фильтрования воды перед поступлением ее в водопроводный кран, или в качестве оконечного устройства, которое может быть смонтировано на кране. Как правило, один вариант практического применения изобретения состоит в контексте устройств, которые предназначены для обработки воды с помощью механического фильтрования. Имеются механические фильтры для воды многообразных типов, и они имеют пористую природу, чем подразумевается, что они включают корпус фильтра, снабженный проемами, причем корпус фильтра предполагает присутствие материала, и его назначением является удерживание объектов, удаляемых из воды, и проемами, предполагающими отсутствие материала, и назначением которых создание для текучей среды возможности проходить через фильтр. Таким образом, когда течение воды происходит через механический фильтр для воды, объекты, которые могут присутствовать в воде на впускной стороне фильтра, улавливаются в фильтре, и предотвращается их поступление к выпускной стороне фильтра, при условии, что они не являются настолько мелкими, что они могут проходить через проемы фильтра. Механический фильтр для воды может принимать любую форму, которая пригодна в данной ситуации. Практические примеры включают диск, снабженный системой отверстий, слой из частиц песка, конструкцию, включающую разделенные промежутками лентообразные элементы, кусок хлопчатобумажной ткани, и блок плотного, но пористого материала, такого как керамический материал.

С позиции функции отфильтровывания объектов от текучей среды обычным является засорение фильтра с течением времени, что затрудняет течение текучей среды через зону, в которой находится фильтр, и что в конечном счете может приводить к полному блокированию этой зоны, если фильтр вовремя не заменяется или не очищается. Чтобы сохранять функционирование фильтра на самом высоком возможном уровне, желательно устранять факторы, которые известны как содействующие засорению фильтра, в результате которых забивание происходит в ускоренном темпе. Общеизвестным примером таких факторов является явление, называемое биологическим загрязнением, или биообрастанием.

Как правило, биообрастание представляет собой накопление на поверхностях организмов, таких как микроорганизмы, растения, водоросли, мелкие животные и тому подобные. Согласно некоторым оценкам, за биообрастание ответственны свыше 1800 видов, включающих более 4000 организмов. Таким образом, биообрастание обусловливается весьма многообразными организмами. Биообрастание подразделяется на микробиообрастание, которое включает образование биопленки и налипание бактерий, и макробиообрастание, которое включает закрепление более крупных организмов. В контексте фильтров особенно проблематичным является микробиообрастание, и может вызывать значительное сокращение интервала технического обслуживания, в особенности в ситуациях, в которых фильтры применяются для очистки воды или еще одной текучей среды, имеющей относительно высокое содержание создающих биообрастание организмов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения состоит в создании мер против биообрастания, которые применимы к фильтру, используемому в зоне для возможности прохода через нее текучей среды, которые эффективны без необходимости в обязательной механической очистке фильтра. Согласно изобретению, представлен сборный узел для применения в зоне, как упомянуто, причем сборный узел включает фильтр и по меньшей мере один противообрастательный источник для испускания ультрафиолетового излучения во время его работы, для исполнения противообрастательного воздействия по меньшей мере на часть фильтра, и причем существующий корпус фильтра в фильтре является по меньшей мере частично прозрачным для ультрафиолетового излучения.

В контексте изобретения воздействие против биообрастания по меньшей мере части фильтра осуществляется на основе применения по меньшей мере одного противообрастательного источника, который конфигурирован для испускания ультрафиолетового излучения во время его работы. Фильтр предназначен для обеспечения возможности пропускания ультрафиолетового излучения по меньшей мере через часть существующего корпуса фильтра, на основе которого получаются некоторые преимущественные возможности в отношении позиционирования по меньшей мере одного противообрастательного источника относительно фильтра, как будет разъяснено в последующем описании. В любом случае, при наличии фильтра, который по меньшей мере частично не блокирует пропускание ультрафиолетового излучения, эффекты против биообрастания, полученные в результате действия противообрастательного источника, усиливаются сравнительно с ситуацией, в которой используется традиционный фильтр. В частности, при надлежащей конструкции фильтра, в которой по меньшей мере части фильтра в стратегически важных положениях являются прозрачными для возможности ультрафиолетового излучения, испускаемого противообрастательным источником во время его работы, проходить через фильтр в этих положениях, могут быть достигнуты более обширные участки фильтра, чем было бы в случае непрозрачного фильтра, без необходимости в применении большего числа противообрастательных источников. Другими словами, согласно изобретению по меньшей мере один противообрастательный источник может быть применен для сохранения фильтра чистым более эффективным путем, но при модифицировании противообрастательного источника некоторым образом, и/или увеличением числа противообрастательных источников, но с корректированием конструкции фильтра.

Для ясности следует отметить, что выражение «существующий корпус фильтра», как используемое в этом тексте, следует понимать как применимое к природе материала корпуса фильтра, подчеркивая тот факт, что изобретение состоит не в создании возможности прохождения испускаемого противообрастательным источником ультрафиолетового излучения через проемы, присутствующие в корпусе фильтра, но относится к новой концепции обеспечения возможности пропускания ультрафиолетового излучения сквозь существующий материал корпуса фильтра.

Фильтр согласно изобретению может иметь любую фактическую природу, как было упомянуто ранее. В некоторых случаях применим фильтр с конкретной конструкцией, включающей несколько элементов и промежутков между элементами. В таких случаях, согласно изобретению, по меньшей мере один из элементов фильтра является, по меньшей мере частично, прозрачным для ультрафиолетового излучения. В практическом смысле этим подразумевается, что по меньшей мере часть присутствующего в фильтре материала является прозрачной для ультрафиолетового излучения.

В практическом варианте исполнения фильтр включает несущую раму и прозрачные участки, которые прозрачны для ультрафиолетового излучения, причем участки распределены по несущей раме. Несущая рама может включать материал, который не является прозрачным для ультрафиолетового излучения, и может быть изготовлена из материала любого типа, который обычно используется в области фильтров. Созданием комбинации материалов фильтра можно обеспечить частично прозрачный характер фильтра без необходимости в снижения прочности конструкции фильтра, в то же время возможное возрастание стоимости фильтра может быть сведено к минимуму. Прозрачные участки преимущественно распределяются на несущей раме так, чтобы достигать как эффекта пропускания ультрафиолетового излучения через них, так и необходимой прочности конструкции всего фильтра. Материалы, которые пригодны для применения на прозрачных участках, включают кварц, силиконы и фторид кальция. Может быть особенно благоприятным для прозрачных участков, чтобы они были прозрачны для ультрафиолетового излучения, имеющего длину волны в диапазоне от около 250 нм до 300 нм.

На основе способности по меньшей мере части фильтра пропускать ультрафиолетовое излучение через них, противообрастательный источник может быть встроен в фильтр, и по-прежнему способен исполнять свою функцию против биообрастания по меньшей мере на части фильтра. Фактически испускаемое противообрастательным источником ультрафиолетовое излучение во время его работы может пропускаться через фильтр в положениях, где фильтр исполняет свое действие, как было упомянуто. В традиционной ситуации ультрафиолетовое излучение не могло бы проходить дальше через фильтр, так как ультрафиолетовое излучение задерживалось бы материалом корпуса фильтра. Поэтому в такой ситуации встраивание противообрастательного источника в фильтр больше не содействовало бы достижению устранения биообрастания фильтра, пока противообрастательный источник не был бы размещен на каждом проеме корпуса фильтра, что является дорогостоящим и совершенно непрактичным по соображениям того, что проемы обычно имеют довольно малый размер. Напротив, изобретение предлагает экономически эффективное и практичное решение, в котором число противообрастательных источников, применяемых с фильтром, может быть сведено к минимуму, и в котором нет необходимости в наличии одного или многих противообрастательных источников в положении снаружи фильтра, что является благоприятным, когда речь заходит о защите противообрастательных источников от получения повреждений.

Число используемых с фильтром противообрастательных источников согласно изобретению может быть свободно выбрано по желанию. Число противообрастательных источников может варьировать от одного противообрастательного источника до многочисленных противообрастательных источников, все из которых могут быть встроены в фильтр.

В случае, когда фильтр включает несущую раму и прозрачные участки, распределенные по несущей раме, в отношении противообрастательного источника является весьма практичным встраивание его в несущую раму. В таком случае также число применяемых с фильтром противообрастательных источников может варьировать от одного противообрастательного источника до многочисленных противообрастательных источников.

Противообрастательный источник может быть приспособлен для испускания ультрафиолетового излучения коротковолнового UVC-типа, и еще более конкретно, ультрафиолетового излучения, имеющего длины волн в диапазоне от около 250 нм до 300 нм, во время его работы. Кроме того, противообрастательный источник может включать по меньшей мере один источник света, такой как светодиод (LED). Может быть достигнуто весьма практичное и эффективное исполнение изобретения, а именно, применение, в котором фильтр выполнен в виде световода для принятия ультрафиолетового излучения по меньшей мере от одного противообрастательного источника, причем ультрафиолетовое излучение вводится в объединенный фильтр/световод в положении противообрастательного источника, причем ультрафиолетовое излучение распределяется по всему объединенному фильтру/световоду, и причем ультрафиолетовое излучение выводится из объединенного фильтра/световода в любом надлежащем положении.

Кроме того, изобретение относится к отсеку для содержания текучей среды, имеющему по меньшей мере одно отверстие в его стенке для возможности прохода текучей среды через него, и включающему сборный узел, как описанный в вышеизложенном, то есть, сборный узел, включающий фильтр, который приспособлен для возможности пропускания ультрафиолетового излучения по меньшей мере через часть его существующего корпуса фильтра. Фильтр размещается в отверстии отсека так, чтобы обеспечивать возможность выполнения его функции, состоящей в блокировании прохода частиц через отверстие вместе с текучей средой. Следует отметить, что в контексте изобретения термин «отсек» предпочтительно следует понимать как по меньшей мере охватывающий любое место, пространство, камеру или емкость, которые по меньшей мере частично ограничены стенкой, в которой размещено отверстие для пропускания через него текучей среды из отсека наружу относительно отсека, и/или в противоположном направлении, какой бы ни могла быть ситуация.

Противообрастательный источник сборного узла может быть размещен внутри отсека, причем необязательно противообрастательный источник связан со стенкой отсека. На основе применения изобретения в фильтре, нет необходимости в наличии противообрастательного источника снаружи отсека для достижения действия против биообрастание на стороне фильтра, обращенной наружу от отсека, так что противообрастательный источник может быть хорошо защищен внутри отсека, практически без риска повреждения противообрастательного источника.

Во многих возможных вариантах осуществления изобретения, может быть практически полезным не поддерживать по меньшей мере один противообрастательный источник в постоянном активированном состоянии, чтобы экономить энергию и продлить срок службы противообрастательного источника. Ввиду этого представлен способ регулирования работы по меньшей мере одного противообрастательного источника в сборном узле, как определено выше, в котором противообрастательный источник активируется только на протяжении ограниченных периодов времени во взаимосвязи по меньшей мере с одной характеристикой течения текучей среды через фильтр, и в котором противообрастательный источник необязательно действует в синхронизации с течением текучей среды, или, в случае неравномерного потока текучей среды, в течение только предварительно заданного периода после возникновения течения текучей среды, причем упоминаются только немногие из возможностей, существующих в пределах более обширной концепции, подразумевающей взаимосвязь между активированным состоянием противообрастательного источника во время ограниченного периода времени и по меньшей мере одной характеристикой течения текучей среды.

Изобретение также относится к шлангу для транспортирования текучей среды, включающему сборный узел, как описанный выше, то есть, сборный узел, включающий фильтр, который приспособлен для пропускания ультрафиолетового излучения по меньшей мере через часть его существующего корпуса фильтра. Фильтр, по меньшей мере частично, размещается в шланге. Положение фильтра относительно шланга, если рассматривать вдоль длины шланга, может быть выбрано так, чтобы соответствовать данной ситуации, причем фильтр может быть размещен так, чтобы находиться в отверстии на конце шланга, хотя это не является обязательным в пределах области изобретения.

Отсек, как упомянутый выше, и/или шланг, как упомянутый выше, могут быть частью бытового электроприбора. Таким образом, изобретение применимо к бытовому электроприбору любого типа, имеющему некоторый объем для содержания фильтруемой текучей среды, такой как вода, и/или имеющему систему для транспортирования текучей среды и фильтрования текучей среды по время транспортирования. Кроме того, изобретение применимо к бытовым электроприборам, включающим сборный узел фильтра и по меньшей мере одного противообрастательного источника в более общем смысле, в том числе к бытовым электроприборам, которые фактически не имеют отсека для содержания текучей среды и/или шланга для транспортирования текучей среды, причем фильтр сконструирован согласно общему принципу обеспечения ультрафиолетовому излучению, испускаемому противообрастательным источником во время его работы, возможности проходить по меньшей мере через часть существующего корпуса фильтра в фильтре. Примеры бытовых электроприборов включают устройства для водоподготовки, устройства для приготовления напитков, водораздатчики, воздухоочистители, кондиционеры воздуха, сифонные устройства, посудомоечные машины и сушилки, и упомянуты лишь некоторые из возможных рядов изделий. Бытовые электроприборы часто называются также бытовыми принадлежностями или бытовой техникой.

Для полноты ниже приводится комментарий относительно действий против биообрастания с использованием ультрафиолетового излучения. Противообрастательный источник для генерирования ультрафиолетового излучения может включать источник света, который специально выбирается для испускания ультрафиолетового излучения С-типа, которое известно также как UVC-излучение, и, еще более конкретно, излучение с длиной волны приблизительно между 250 нм и 300 нм. Было обнаружено, что большинство обусловливающих биообрастание организмов убивается, делается неактивным или становится неспособным к размножению при воздействии на них определенной дозы ультрафиолетового излучения. Типичная интенсивность, которая представляется подходящей для осуществления мер против биообрастания, составляет 10 мВт на квадратный метр, будучи подводимой непрерывно или с надлежащей частотой. Очень эффективным источником для генерирования UVC-излучения является ртутная газоразрядная лампа низкого давления, в которой в среднем 35% подводимой мощности преобразуются в UVC-излучение. Еще одним пригодным типом лампы является ртутная газоразрядная лампа среднего давления. Лампа может быть оснащена оболочкой из специального стекла для отфильтровывания образующей озон радиации. Кроме того, при желании с лампой может быть использован реостат для регулирования силы света. Другими типами применимых UVC-ламп являются разрядные лампы с диэлектрическим барьером, которые известны для генерирования очень мощного ультрафиолетового излучения с разнообразными длинами волн и с высокими характеристиками преобразования электрической энергии в световую, и светодиоды (LED). В отношении LED следует отметить, что они обычно могут быть заключены в относительно малоразмерные конструкции и потреблять меньше энергии, чем другие источники света. Светодиоды (LED) могут быть изготовлены для испускания (ультрафиолетового) излучения с разнообразными желательными длинами волн, и их эксплуатационные параметры, больше всего в отношении выходной мощности, могут регулироваться в широких пределах. Согласно еще одной возможной альтернативе, источник света для испускания ультрафиолетового излучения может быть выполнен в форме люминесцентной лампы.

Основным преимуществом применения ультрафиолетового излучения для осуществления мер против биообрастания является то, что предотвращается налипание и укоренение микроорганизмов на поверхности, которая должна поддерживаться чистой. Ультрафиолетовое излучение также может быть использовано для удаления биообрастания, но предотвращение биообрастания с помощью обработки излучением является предпочтительным перед удалением биообрастания посредством обработки излучением, так как для последнего требуется более высокая входная мощность, связанная с повышенным риском того, что обработка излучением будет недостаточно эффективной. Ввиду того факта, что источники света для генерирования ультрафиолетового излучения могут быть размещены и конфигурированы так, что требуется только относительно низкий уровень подводимой мощности, источники света могут действовать в режиме непрерывного генерирования излучения против биообрастания в пределах большой поверхности фильтра, без экстремальных требований в отношении мощности, или источники света могут действовать в рабочем цикле, в котором источники света включаются в течение некоторого интервала времени в процентах, и отключаются в остальные интервалы времени, причем временной интервал может выбираться по порядку величины из минут, часов, или как-нибудь еще, сообразно данной ситуации. Поскольку не требуется высокая дополнительная мощность, источники света могут быть без труда использованы в существующих конструкциях.

Изобретение представляется в контексте применения по меньшей мере одного противообрастательного источника для осуществления мер против биообрастания фильтра, который приспособлен для возможности пропускания ультрафиолетового излучения, испускаемого противообрастательным источником во время его работы, по меньшей мере через часть существующего корпуса фильтра. Противообрастательный источник может быть размещен в любом подходящем положении относительно фильтра, каковое положение может быть вне фильтра, или интегрировано с фильтром. В случае использования по меньшей мере двух противообрастательных источников, все противообрастательные источники могут быть позиционированы снаружи фильтра, все противообрастательные источники могут быть встроены в фильтр, или одна часть противообрастательных источников может быть размещена снаружи фильтра, тогда как другая часть противообрастательных источников может быть встроена в фильтр. Преимущество встраивания противообрастательного источника в фильтр состоит в том, что, по сравнению с нахождением противообрастательного источника вне фильтра, опасность повреждения противообрастательного источника является относительно низкой.

Вышеописанные и другие аспекты изобретения будут очевидными, и разъяснены со ссылкой на него, из нижеследующего подробного описания нескольких вариантов исполнения сборного узла, включающего фильтр и по меньшей мере один противообрастательный источник для испускания ультрафиолетового излучения во время его работы, для осуществления мер против биообрастания по меньшей мере части фильтра. Варианты исполнения представляют собой лишь примеры многообразных возможных вариантов осуществления, существующих в пределах области изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Теперь изобретение будет более подробно разъяснено со ссылкой на фигуры, в которых одинаковые или сходные детали обозначены одинаковыми кодовыми номерами позиций, и в которых:

Фигуры 1-3 относятся к сборному узлу фильтра и по меньшей мере одного противообрастательного источника согласно первому варианту осуществления изобретения, в котором по меньшей мере один противообрастательный источник размещен снаружи фильтра, причем фигуры показывают сборный узел как используемый с впускным отверстием отсека для содержания жидкости, присутствующего в бытовом электроприборе, причем фигура 1 схематически показывает вид спереди фильтра, фигура 2 схематически показывает вид сбоку сборного узла и отсека, как упомянуто, и фигура 3 схематически показывает вид сбоку части фильтра;

Фигура 4 иллюстрирует примеры подхода, в котором лучи ультрафиолетового излучения, испускаемого противообрастательным источником во время его работы, могут проходить через элемент фильтра.

Фигура 5 относится к сборному узлу фильтра и по меньшей мере одного противообрастательного источника согласно второму варианту осуществления изобретения, в котором многочисленные противообрастательные источники встроены в фильтр, причем фигура схематически показывает вид сбоку части сборного узла;

Фигура 6 относится к сборному узлу фильтра и по меньшей мере одного противообрастательного источника согласно третьему варианту осуществления изобретения, в котором фильтр составлен волноводом для принятия ультрафиолетового излучения от нескольких противообрастательных источников, причем фигура схематически показывает перспективный вид сборного узла;

Фигуры 7 и 8 относятся к сборному узлу фильтра и по меньшей мере одного противообрастательного источника согласно четвертому варианту осуществления изобретения и пятому варианту осуществления изобретения, соответственно, в которых фильтр включает многочисленные слои, и в которых применен волновод для принятия ультрафиолетового излучения от нескольких противообрастательных источников, причем волновод также включает многочисленные слои, и волновод размещен относительно фильтра таким образом, что слои фильтра и слои волновода размещаются по направлению сквозного протока через фильтр в чередующемся порядке; и

Фигура 9 относится к сборному узлу фильтра и по меньшей мере одного противообрастательного источника согласно шестому варианту осуществления изобретения, в котором фильтр имеет форму полого цилиндра, и в котором противообрастательный источник имеет трубчатую форму и размещен так, чтобы быть протяженным через фильтр, причем фигура показывает сборный узел как используемый со шлангом для транспортирования текучей среды.

Фигуры являются только схематическими по природе, и необязательно выполненными в масштабе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фигуры 1-3 относятся к сборному узлу 1 фильтра 10 и по меньшей мере одного противообрастательного источника 20 согласно первому варианту осуществления изобретения, в котором по меньшей мере один противообрастательный источник 20 размещен внутри фильтра 10, причем фигуры показывают сборный узел 1 как используемый с впускным отверстием 31 отсека 30 для содержания жидкости, такой как вода, в бытовом электроприборе, таком как устройство для водоподготовки, в котором фильтр 10 размещен во впускном отверстии 31 так, чтобы блокировать проход объектов через впускное отверстие 31 вместе с подаваемой в отсек 30 жидкостью. Кроме того, в показанном примере отсек 30 имеет выпускное отверстие 32 для возможности выведения жидкости из отсека 30, и клапан 33 для настройки одного из открытого положения и закрытого положения выпускного отверстия 32. То обстоятельство, что показаны только одно впускное отверстие 31 и одно выпускное отверстие 32, не должно пониматься как подразумевающее, что изобретение ограничивается конкретным числом отверстий 31, 32. В зависимости от функции бытового электроприбора, фильтр 10 может быть размещен в положении выпускного отверстия 32 вместо положения впускного отверстия 31, или может быть так, что оба отверстия 31, 32 могут быть оснащены фильтром 10.

Как правило, назначением впускного отверстия 31 отсека является обеспечение для жидкости возможности протекать в отсек 30 из внешнего источника, и назначением выпускного отверстия 32 отсека 30 является обеспечение возможности вытекания жидкости из отсека 30 в заранее определенное место назначения. В показанном примере впускной трубопровод 34, только концевой участок которого показан в фигуре 2, используется для транспортирования жидкости в сторону впускного отверстия 31, и выпускной трубопровод 35, только первый участок которого показан в Фигуре 2, используется для транспортирования жидкости наружу из отсека 30. Благодаря применению фильтра 10 во впускном отверстии 31, предотвращается попадание в отсек 30 объектов, которые могут присутствовать в жидкости, вместе с поступающим потоком жидкости, как подаваемой через впускной трубопровод 34.

Фильтр 10 имеет механическую природу и включает корпус 11 фильтра, который снабжен проемами 12. Вообще говоря, корпус 11 фильтра способен служить как барьер в отверстии 31, 32, в которые вставлен фильтр 10, тогда как проемы 12 способны обеспечивать проход жидкости через фильтр 10. Фактически фильтр 10 предназначен для разделения отверстия 31, 32 по меньшей мере на два отверстия меньшего размера. В показанном примере корпус 11 фильтра включает многочисленные элементы 13, имеющие удлиненную форму и протяженные по существу параллельно относительно друг друга, в конфигурации с регулярными промежутками между ними, и также элементы, которые размещаются так, чтобы образовывать периферический ободок 14 фильтра 10. Однако этим не меняется то обстоятельство, что изобретение равным образом применимо к фильтру любого другого возможного типа, в том числе типа, в котором проемы 12 присутствуют в хаотичном естественном расположении в определенном фрагменте материала, такого как кусок хлопчатобумажной ткани или блок пористого материала.

Промежутки 12 между соседними элементами 13 фильтра 10 являются относительно малыми, так что фильтр 10 эффективно действует в пропускании только жидкости для поступления в отсек 30 снаружи, в то же время предотвращая также попадание в отсек 30 объектов, которые могут присутствовать в жидкости. Однако ввиду этого обстоятельства существует значительная опасность преждевременного засорения фильтра 10, в особенности в результате биообрастания. Чтобы значительно снизить эту опасность, предусматривается по меньшей мере один противообрастательный источник 20, который служит для испускания ультрафиолетового излучения во время его работы, благодаря чему можно осуществить меры против биообрастания по меньшей мере в части фильтра 10. Противообрастательный источник 20 может действовать непрерывно, но также возможно действие противообрастательного источника 20 только с определенными интервалами, причем ультрафиолетовое излучение может быть дозировано при надлежащей интенсивности. Сборный узел 1 согласно первому варианту осуществления изобретения включает по меньшей мере один противообрастательный источник 20, который размещен снаружи фильтра 10, в положении, покрывающем по меньшей мере значительную часть фильтра 10 ультрафиолетовым излучением. В показанном примере противообрастательный источник 20 имеет удлиненную трубчатую форму и размещается внутри отсека 30 на некотором расстоянии относительно фильтра 10, будучи протяженным по существу параллельно фильтру 10 по направлению, которое является по существу перпендикулярным направлению, в котором пролегают элементы 13 фильтра 10. Для крепления противообрастательного источника 20 в надлежащем положении внутри отсека 30 может быть использована конструкция любого подходящего типа. Ультрафиолетовое излучение, применяемое для осуществления мер против биообрастания по меньшей мере части фильтра 10, может быть типа, известного как UVC-излучение, которое известно как эффективное для предотвращения биообрастания поверхностей.

Ввиду того обстоятельства, что противообрастательный источник 20 размещен внутри отсека 30, внутренняя сторона 15 фильтра 10, обращенная к отсеку 30, находится под непосредственным воздействием противообрастательного источника 20. Таким образом, действие против биообрастания на этой стороне фильтра 10 было бы гораздо более сильным, чем на другой стороне фильтра 10, которая далее будет называться наружной стороной 16, если бы не предпринимались меры согласно изобретению, которые предусматривают конструкцию фильтра 10 с такой конфигурацией, которая по меньшей мере частично прозрачна для ультрафиолетового излучения. Этим путем предотвращается ситуация, в которой фильтр 10 забивается с его наружной стороны 16, без необходимости в размещении еще одного противообрастательного источника 20 на этой стороне фильтра 10, что является предпочтительным по соображениям конструкции и стоимости, помимо всего прочего.

В первом варианте исполнения сборного узла 1 согласно изобретению элементы 13 фильтра 10 являются частично прозрачными и частично непрозрачными. Фигура 3 иллюстрирует случай, что элементы 13 включают комбинацию прозрачного участка 17 и непрозрачного участка 18. Непрозрачные участки 18 элементов 13 могут быть выполнены из относительно прочного материала, чтобы служить в качестве армирования фильтра 10. Таким образом, фильтр 10 может включать несущую раму 19, которая состоит из непрозрачных участков 18 элементов 13, и элементов, образующих периферический ободок 14 фильтра 10. В показанном примере размещение прозрачных участков 17 и непрозрачных участков 18 выбирается так, чтобы иметь оптимальную конструктивную прочность и проницаемость для ультрафиолетового излучения. В частности, непрозрачные участки 18 присутствуют на внутренней стороне 15 фильтра 10, и пролегают по направлению наружной стороны 16 вдоль только части расстояния между двумя сторонами 15, 16 фильтра 10, в то же время будучи встроенными в прозрачные участки 17.

В сборном узле 1 согласно первому варианту осуществления изобретения эффект против биообрастания фильтра 10 достигается действием противообрастательного источника 20, размещенного внутри отсека 30 так, чтобы испускать ультрафиолетовое излучение в сторону внутренней стороны 15 фильтра 10. В фильтре 10 ультрафиолетовое излучение проходит по всему пути до наружной стороны 16 фильтра 10 через прозрачные участки 17 элементов 13 фильтра 10. Этим путем достигается эффект против биообрастания всего фильтра 10, так что сохраняется способность впускного отверстия 31, в котором находится фильтр 10, пропускать жидкость для поступления в отсек 30, не допуская процесса засорения фильтра 10, которое происходит вследствие того обстоятельства, что фильтр 10, исполняющий функцию фильтрации жидкости, захватывает и удерживает объекты из жидкости. Примеры пути, по которому ультрафиолетовое излучение может проходить через элемент 13 в положение, где элемент 13 включает комбинацию прозрачных участков 17 и непрозрачных участков 18, показаны в фигуре 4, причем лучи изображены стрелками. Более конкретно, в фигуре 4 показан вид в разрезе элемента 13 так, что может быть ясно, что некоторая часть излучения следует по такой траектории, что не достигает непрозрачного участка 18, и что некоторая часть излучения падает на непрозрачный участок 18, но может достигать наружной стороны 16 фильтра 10 любым путем вследствие отражения от непрозрачного участка 18 и дальнейшего распространения через прозрачный участок 17.

Подобно сборному узлу 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, сборный узел 2 согласно второму варианту осуществления изобретения включает фильтр 10 и по меньшей мере один противообрастательный источник 20. Различие между двумя вариантами исполнения заключается в том обстоятельстве, что во втором варианте исполнения по меньшей мере один противообрастательный источник 20 встроен в фильтр 10. Второй вариант исполнения может по-прежнему включать один или многие противообрастательные источники 20, размещенные снаружи фильтра 10, но предпочтительно, чтобы все противообрастательные источники 20 сборного узла 2 были встроены в фильтр 10, чтобы обходиться без необходимости принятия мер, направленных на осуществление стабильного позиционирования противообрастательных источников 20 внутри отсека 30. Кроме того, противообрастательные источники 20 очень хорошо защищены от возможного повреждения в случае интегрированной конфигурации противообрастательных источников 20 в фильтре 10.

Фигура 5 иллюстрирует, как может быть осуществлена интегрированная конфигурация противообрастательных источников 20 в фильтре 10. В показанном примере элементы 13 фильтра 10 включают прозрачные участки 17 и непрозрачные участки 18, причем непрозрачные участки 18 позиционированы на внутренней стороне 15 фильтра 10, и прозрачные участки 17 размещены на наружной стороне 16 фильтра 10. Каждый из непрозрачных участков 18 снабжен несколькими углублениями для размещения противообрастательных источников 20. Число углублений и связанных с ними противообрастательных источников 20 на каждый непрозрачный участок 18 может быть свободно выбрано в пределах области изобретения. Кроме того, не является существенным, чтобы каждый непрозрачный участок 18 был оснащен по меньшей мере одним противообрастательным источником 20, хотя это является предпочтительным для получения оптимальных результатов действий против биообрастания при минимальном расходовании энергии. Противообрастательные источники 20 могут быть выполнены в форме LED для испускания ультрафиолетового излучения. Для каждого из элементов 13 фильтра 13 практически полезным является создание матрицы из LED, протяженной в продольном направлении элементов 13. В показанном примере полное покрытие фильтра 10 для целей предотвращения биообрастания получается размещением светодиодов (LED) по сторонам непрозрачных участков 18 элементов 13, обращенных друг к другу, и на стороне непрозрачных участков 18, обращенной к прозрачным участкам 17. Как в случае с фильтром 10 сборного узла 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, фильтр 10 сборного узла 2 согласно второму варианту осуществления изобретения может быть достаточно прочным благодаря присутствию непрозрачных участков 18 его элементов 13, образующих несущую раму 19, и также может быть эффективным в сохранении чистоты под воздействием ультрафиолетового излучения, испускаемого противообрастательными источниками 20 во время их работы, причем противообрастательные источники 20 распределены по несущей раме 19.

В практическом варианте исполнения фильтр 10 сборного узла 1, 2 согласно изобретению может включать несущую раму 19 с силиконами или тефлоном. Также возможно, чтобы силиконы и кварц могли бы быть сэндвичеобразно нанесены способом, общеизвестным из области безопасных стекол.

Фигура 6 относится к сборному узлу 3 фильтра 10 и по меньшей мере одного противообрастательного источника 20 согласно третьему варианту осуществления изобретения, в котором фильтр 10 составлен волноводом 21 для принятия ультрафиолетового излучения от нескольких противообрастательных источников 20, размещенных снаружи волновода 21, в положениях для сведения ультрафиолетового излучения в волновод 21. Далее, в порядке примера, допускается, что противообрастательные источники 20 представляют собой источники света, такие как LED, для испускания ультрафиолетового излучения во время их работы, и что волновод 21 представляет собой световод, который является прозрачным для ультрафиолетового излучения. В фигуре 3 направление сквозного течения объединенного фильтра 10/световода 21, то есть, направление, в котором текучая среда, такая как вода или воздух, протекает через объединенный фильтр 10/световод 21 во время работы, которое имеет отношение к форме и позиционированию проемов 12 объединенного фильтра 10/световода 21, показано с помощью стрелок. Фигура 3 иллюстрирует то обстоятельство, что предпочтительным является такое размещение источников 20 света, чтобы сводить излучение в объединенный фильтр 10/световод 21 по направлениям, которые перпендикулярны направлению сквозного течения, что не меняет того обстоятельства, что в пределах области изобретения существуют другие возможности. В фигуре 3 объединенный фильтр 10/световод 21 показан как блок, имеющий квадратный периметр поперечного сечения. Это только один пример из многих возможных конфигураций объединенного фильтра 10/световода 21. Еще один пример представляет собой цилиндрическую форму объединенного фильтра 10/световода 21, имеющего круглый периметр поперечного сечения.

Во время работы сборного узла 3 объединенного фильтра 10/световода 21 и источников 20 света, источники 20 света активируются, по меньшей мере время от времени, для сведения излучения в объединенный фильтр 10/световод 21, и причем излучение распределяется по всему объединенному фильтру 10/световоду 21, и причем эффект против биообрастания получается на всем объединенном фильтре 10/световоде 21 в результате этого, очень эффективным путем благодаря тому, что корпус 11 действует как световод объединенного фильтра 10/световода 21.

Фигуры 7 и 8 относятся к сборному узлу 4, 5 фильтра 10 и по меньшей мере одного противообрастательного источника 20 согласно четвертому варианту осуществления изобретения и пятому варианту осуществления изобретения, соответственно, в которых фильтр 10 включает многочисленные слои 10а, 10b, 10с, 10d, и в которых также применен волновод 21 для принятия ультрафиолетового излучения от нескольких противообрастательных источников 20, причем волновод 21 также включает многочисленные слои 21а, 21b, 21с, и волновод 21 размещен относительно фильтра 10 таким образом, что получается чередующееся позиционирование слоев 10а, 10b, 10с, 10d фильтра и слоев 21а, 21b, 21с волновода по направлению сквозного течения через фильтр 10, как обозначено в фигурах с помощью пунктирной стрелки. В этой конфигурации волновод 21 приспособлен для пропускания фильтруемой текучей среды через фильтр 10 так, что поток текучей среды не блокируется волноводом 21.

Как показано в фигурах, волновод 21 предпочтительно выполнен так, чтобы быть взаимно дополнительным фильтру 10, в котором слои 21а, 21b, 21с волновода полностью заполняют промежутки, имеющиеся между слоями 10а, 10b, 10с, 10d фильтра, причем достигается максимальное воздействие на слои 10а, 10b, 10с, 10d фильтра ультрафиолетового излучения, выпускаемого из волновода 21 во время работы противообрастательных источников 20. Как слои 10а, 10b, 10с, 10d фильтра, так и слои 21а, 21b, 21с волновода могут иметь более или менее прямоугольную форму сечения, как показано в фигуре 7, или как слои 10а, 10b, 10с, 10d фильтра, так и слои 21а, 21b, 21с волновода могут быть клиновидными, как показано в фигуре 8, чем не подразумевается, что изобретение не охватывает также другие возможные формы как слоев 10а, 10b, 10с, 10d фильтра, так и слоев 21а, 21b, 21с волновода.

В фигурах 7 и 8 примеры путей ультрафиолетового излучения от положения сведения в волновод 21 до положения выведения из волновода 21 обозначены с помощью стрелок, протяженных от противообрастательных источников 20. Материал фильтра 10 является по меньшей мере частично прозрачным для ультрафиолетового излучения, испускаемого противообрастательными источниками 20 во время их работы, и направляемого в сторону фильтра 10 волноводом 21 так, что один или многие участки фильтра 10, которые не находятся в положении, обращенном к волноводу 21, все же могут быть под воздействием ультрафиолетового излучения. Таким образом, весь фильтр 10 может сохраняться чистым. Кроме того, в этом примере противообрастательные источники 20 представляют собой источники света для испускания ультрафиолетового излучения во время их работы, и волновод 21 представляет собой световод, который прозрачен для ультрафиолетового излучения.

Фигура 9 относится к сборному узлу 6 фильтра 10 и по меньшей мере одного противообрастательного источника 20 согласно шестому варианту осуществления изобретения, в котором фильтр 10 имеет форму полого цилиндра, и в котором противообрастательный источник 20 имеет трубчатую форму и размещается так, чтобы быть протяженным через фильтр 10. В частности, в этом варианте исполнения противообрастательный источник 20 может представлять собой люминесцентную ультрафиолетовую лампу. В фигуре 9 ультрафиолетовое излучение от ультрафиолетовой лампы 20, направленное на внутреннюю поверхность 15 фильтра 10, обозначено несколькими стрелками, протяженными от лампы 20 к фильтру 10. Кроме того, в фигуре 9 поток текучей среды, такой как вода или воздух, через фильтр 10 обозначен слегка изогнутой стрелкой. Как в случае показанного примера, предпочтительно, чтобы ультрафиолетовая лампа 20 являлась протяженной через фильтр 10 вдоль по меньшей мере значительной части общей длины фильтра 10.

Материал фильтра 10 является по меньшей мере частично прозрачным для ультрафиолетового излучения так, чтобы для целей сохранения обеих из внутренней поверхности 15 и наружной поверхности 16 фильтра 10 свободными от биообрастания было достаточным только наличие ультрафиолетовой лампы 20, которая размещена во внутреннем пространстве фильтра 10, причем нет необходимости в одной или многих дополнительных лампах 20 снаружи фильтра 10, чем не меняется то обстоятельство, что при желании такие лампы 20 могут иметься. Кроме того, в пределах области изобретения, когда желательно иметь эффект предотвращения биообрастания как на внутренней поверхности 15, так и на наружной поверхности 16 фильтра 10, возможна конфигурация, в которой ультрафиолетовое излучение подводится к фильтру 10 только снаружи фильтра 10, предпочтительно с помощью нескольких ламп 20, которые равномерно распределены вокруг периферии фильтра 10, ввиду того обстоятельства, что материал фильтра 10 является по меньшей мере частично прозрачным для ультрафиолетового излучения.

Фигура 9 показывает сборный узел 6 цилиндрического фильтра 10 и ультрафиолетовой лампы 20, как применяемый со шлангом 40 для транспортирования текучей среды. Такой шланг 40 может присутствовать в бытовом электроприборе, например, и может быть частью более крупной системы для транспортирования текучей среды через прибор. В показанном примере фильтр 10 и шланг 40 размещены в концентрической конфигурации, в которой часть фильтра 10 является протяженной в шланге 40, и в которой еще одна часть фильтра 10 выступает из отверстия 41 на конце шланга 40. В отношении шланга 40 возможно присоединение к любому другому подходящему компоненту бытового электроприбора для принятия отфильтрованной текучей среды из шланга 40 на конце, как упомянуто, или конец может быть свободным концом, выводящим текучую среду из прибора.

Квалифицированному специалисту в этой области технологии будет ясно, что область изобретения не ограничивается обсужденными выше примерами, но что некоторые изменения и модификации его возможны без выхода за пределы области изобретения, как определяемой пунктами прилагаемой формулы изобретения. Предполагается, что изобретение должно толковаться как включающее все такие изменения и модификации в той мере, насколько они находятся в пределах области пунктов формулы изобретения или их эквивалентов. В то время как изобретение было подробно иллюстрировано в фигурах и в описании, такие иллюстрация и описание должны толковаться только как иллюстративные или примерные, и не ограничивающие. Изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления. Чертежи являются схематическими, причем подробности, которые не требуются для понимания изобретения, могли быть опущены, и не обязательно выполнены в масштабе.

Вариации раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и исполнены квалифицированным специалистом в этой области технологии при практическом осуществлении заявленного изобретения, после изучения фигур, описания и пунктов прилагаемой формулы изобретения. В пунктах формулы изобретения слово «включающий» не исключает других стадий или элементов, и неопределенный артикль «a» или «an» не исключает множественного числа. Любые ссылочные позиции в пунктах формулы изобретения не должны толковаться как ограничивающие область изобретения. Выражение «многочисленные», как используемое в этом тексте, следует понимать как означающее «по меньшей мере два».

Элементы и аспекты, обсуждаемые для конкретного варианта исполнения или в отношении него, могут быть подходящим образом скомбинированы с элементами и аспектами других вариантов исполнения, если определенно не оговорено иное. Так, лишь только тот факт, что определенные меры перечисляются во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не показывает, что комбинация этих мер не может быть применена с пользой.

Термин «по существу», как применяемый в этом тексте, будет пониматься квалифицированным специалистом в этой области технологии как применимый к ситуациям, в которых предполагается определенный эффект, который может быть полностью достигнут в теории, но который имеет практические пределы для его фактического осуществления. Примеры такого эффекта включают параллельное размещение объектов и перпендикулярное размещение объектов. Где это применимо, термин «по существу» может быть понят как имя прилагательное, которое показывает процентную долю в 90% или выше, такую как 95% или выше, в особенности 99% или выше, еще более предпочтительно 99,5% или выше, в том числе 100%.

Термин «включает», как применяемый в этом тексте, будет пониматься квалифицированным специалистом в этой области технологии как охватывающий термин «состоит из». Таким образом, термин «включает» в отношении варианта исполнения может означать «состоит из», но в еще одном варианте исполнения может означать «содержит/включает по меньшей мере определенные признаки и, необязательно, один или многие другие признаки».

Практическое осуществление изобретения представляет собой применение в области бытовых электроприборов, как было разъяснено выше. Этим не изменяется то обстоятельство, что изобретение является значимым в любой ситуации, в которой присутствует фильтр, и в которой фильтр подвергается воздействию, в течение по меньшей мере части срока его службы, текучей среды, которая склонна вызывать биообрастание фильтра. Таким образом, изобретение также пригодно для применения в приборах для использования в промышленной среде, которая может быть морской средой.

В пределах области изобретения может быть выбран любой подходящий режим работы по меньшей мере одного противообрастательного источника 20, используемого для сохранения чистой по меньшей мере части фильтра 10. Возможно непрерывное выдерживание по меньшей мере одного противообрастательного источника 20 в активированном состоянии, но во многих практических случаях делать это может быть необязательно. Таким образом, также возможно включение по меньшей мере одного противообрастательного источника 20 и выключение во время надлежащих периодов времени. Например, когда фильтр 10 размещен в шланге 40 для транспортирования текучей среды, по меньшей мере один противообрастательный источник 20 может действовать в синхронизации с потоком текучей среды, то есть, быть активированным, когда текучая среда протекает через шланг 40, и отключаться, когда течения текучей среды нет, или может действовать без синхронизации с потоком текучей среды, то есть, быть активированным, когда текучая среда не протекает, и выключаться, когда текучая среда протекает через шланг 40, насколько это приемлемо в данной ситуации. Еще один возможный подход, который в особенности применим к ситуациям, в которых текучая среда выводится одной партией за один раз из контейнера или другого подходящего источника по потребности, включает действие по меньшей мере одного противообрастательного источника 20 в течение предварительно заданного периода после каждого выведения текучей среды, и удерживание противообрастательного источника 20 в выключенном состоянии вне этого предварительно заданного периода. В общем смысле, может быть предпочтительным включение по меньшей мере одного противообрастательного источника 20 и выключение во время надлежащих периодов времени в подходящей взаимосвязи по меньшей мере с одной характеристикой течения текучей среды, такой как возникновение течения, скорость течения, и т.д.

В порядке обобщения, сборный узел 1, 2, 3, 4, 5, 6, который предназначен для применения в зоне 31, 32, 41 для обеспечения возможности прохода через него текучей среды, включает фильтр 10 для блокирования попадания объектов через зону 31, 32, 41 вместе с текучей средой, и по меньшей мере один противообрастательный источник 20 для испускания ультрафиолетового излучения во время его работы для осуществления мер против биообрастания по меньшей мере части фильтра 10. Фильтр 10 включает корпус 11, 13 фильтра, снабженный проемами 12, причем существующий корпус 11, 13 фильтра является по меньшей мере частично прозрачным для ультрафиолетового излучения так, что может быть гарантировано действие против биообрастания всего фильтра 10, даже в случае, если противообрастательный источник 20 размещен только на одной стороне 15, 16 фильтра 10 и/или встроен в фильтр 10.

Реферат

Изобретение относится к узлу для применения в зоне, обеспечивающей возможность прохождения через нее текучей среды, то есть газа и/или жидкости. Узел для применения в зоне для обеспечения возможности прохода через него текучей среды содержит фильтр для блокирования прохождения объектов через зону вместе с текучей средой и по меньшей мере один противообрастательный источник для испускания ультрафиолетового излучения во время его работы для осуществления мер против биообрастания по меньшей мере части фильтра. Фильтр имеет механическую природу и содержит корпус фильтра, снабженный проемами, и по меньшей мере часть материала корпуса фильтра является прозрачной для ультрафиолетового излучения, позволяя ультрафиолетовому излучению проходить через материал корпуса фильтра. Изобретение обеспечивает создание мер против биообрастания, которые применимы к фильтру, используемому в зоне для возможности прохода через нее текучей среды, которые эффективны без необходимости в обязательной механической очистке фильтра. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формула