[发明专利]具有多维结构的结构化材料带及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有多维结构的结构化材料带及其制造方法。 

背景技术

在工业和家庭应用中，固体颗粒通常必须与诸如气体或液体的流体介质分离。该实施例为离心滚筒，例如用于将水从清洁衣物排出的洗衣机滚筒。其它实施例为滤网壁或过滤器具，它们用于过滤盘、过滤板或过滤滚筒，以便将固体颗粒从诸如水或油的液体介质中或从诸如烟气、空调空气、污染工业气体或压缩空气的气态介质中排出。在上下文中，大多数情况下，希望获得尽管可能高的液体或气态介质与固体的分离度。为了获得较高的分离度，需要压力或加速力，其中所述力推压液态或气态介质优选通过可渗透的、例如带孔的或穿孔的或细网隔板，其形式例如为过滤支承件或过滤器具。这些压缩力或加速力是必须的，以使得加速介质，从而克服流体、固体颗粒与壁之间的摩擦力，并且引导流体通过所述隔板，固体颗粒可以作为过滤团块沉在所述隔板上。如果固体与流体的分离度是相同的，则所需的这些压缩力或加速力的幅值基本上通过壁的或隔板内的孔的布置的几何结构被确定。 

在这种情况中，一个缺点尤其在于，高加速和压缩力使得诸如过滤支承件和过滤器具的可渗透的壁承受高机械负载，并且因此需要产生高能量开支。 

而且，特别地在化学、医药和气体工业中，流体必须被分配或计量。这尽可能地借助于简单器具实现。此外，出于反应条件以及处理工艺的原因，组件内流体的停留时间通常应该尽可能地均匀。因此，应该尽可能地避免死水区域以及流体的局部聚集。 

这些复杂的相互影响更加详细地作为洗衣机滚筒以及用于过滤器 的隔板的实例被解释。 

由于高压缩力和加速力所导致的缺点在洗衣机滚筒的情况中被反映出来，尤其因为衣物在旋转甩干的过程中被压入滚筒壁的孔内。这造成了旋转甩干的衣物中的形式为酒窝的不期望的凹痕，并且此外造成了小的纤维微粒通过所述孔进入到桶内并从那里进入到滤网中。这在包括精细织物的衣物的情况中是特别不期望的。为了不使得衣物承受过大的负载，因此，洗衣液在旋转甩干的过程中经常不从清洁的衣物排至在技术领域中尽可能大的程度。通常，旋转甩干的衣物的残余水分然后随之在后一阶段借助于耗能干燥的方式被去除。 

专利公开文献DE 102005026175A1公开了一种用于衣物处理机的滚筒，其装备有椭圆形缺口，所述椭圆形缺口沿滚筒的内部的方向指向。因为平坦壁表面或圆柱形表面区域在几何学方面无法完全由椭圆形或圆形结构的这些缺口充满，所以总是存在最初非结构化平坦壁或圆柱形表面区域的一个区域，其并不由椭圆形或圆形缺口覆盖。用于洗液出口的孔、以下也称为泄流孔在沿径向最远离滚筒轴线的滚筒的该非结构化区域内设置。由于滚筒的旋转甩干转速是相同的，因此在泄流孔的区域中这造成了将洗液从洗衣滚筒排出的最高的离心力。在这种情况中，令人不满意的是洗液在滚筒壁的这种非结构化区域中的流动并不经历垂直于滚筒壁的任何几何倾斜，其中泄流孔在所述非结构化区域中设置。因此，没有有助于洗液朝向泄流孔加速流出的几何梯度。几何学径向流梯度仅仅在缺口所在的区域内存在，而在也设置泄流孔的外侧滚筒壁的区域内并不存在。 

专利公开文献DE 19954027A1公开了一种用于制造设有六角形蜂窝结构的洗衣机滚筒的壳体的方法。 

借助于这种蜂窝形表面，沿滚筒壁流动的洗液在拱形蜂窝结构上来回转向。因而出现了流的有利的漩涡。蜂窝结构大致具有拱形结构的轮廓(EP 0693008)，朝向滚筒内部的各沟槽分别由折叠部构成框架并因而完全充满滚筒的表面区域。这些泄流孔在这种情况中在六角形孔的星点处设置。这与专利公开文献DE 2005026175A1相比导致了一种改进，这是因为根据专利公开文献DE 19954027A1的泄流孔并不是 在光滑整体的圆柱形表面上设置，而是仅仅在折叠部的窄、例如直线表面上设置。因此，在专利公开文献DE 19954027A1的滚筒中，与专利公开文献DE 2005026175A1的滚筒相比，改进了旋转甩干过程中洗液的流出。然而，专利公开文献DE 19954027A1中折叠部与泄流孔的这种几何布置结构并不是令人满意的，这是因为对于在旋转甩干过程中去除洗液而言，在折叠部所在的区域内并不存在从折叠部朝向泄流孔的流的径向梯度。因为在这种情况中洗液无法尽可能高效地从衣物分离，所以衣物中的残余水分通常借助于干衣机内的耗能热学干燥而被去除。