.2到0.4mm并且由底層剛性框架或多孔支撐物(未示出)支撐。代表性實(shí)例描述于US2012/0010063中。膜(64)的孔隙尺寸(例如I到500微米)、形狀(例如，V形、圓柱形、槽形)以及均勻性可取決于應(yīng)用而改變。在許多優(yōu)選實(shí)施例中，膜(64)包括防腐金屬(例如，電成型鎳絲網(wǎng))，所述金屬包含具有從10微米到100微米的尺寸的均勻尺寸的孔。此類材料的代表性實(shí)例描述于US7632416、US7896169、US2011/0120959、US2011/0220586和US2012/0010063，其全部標(biāo)的物以引用的方式并入本文中。膜￠4)圍繞與經(jīng)過濾的流體出口(16)流體連通的濾過物腔室(66)。
[0032]標(biāo)的水力旋流器系統(tǒng)(10)可進(jìn)一步包含清潔組合件(68)以用于從過濾器組合件
(26)的膜表面￠4)移除碎片。在圖7B中說明代表性實(shí)施例，其中組合件￠8)安裝在過濾器組合件(26)的頂部表面上并且包含徑向向外延伸的一或多個輻條(70)。刷子(72)從輻條(70)的端部向下延伸并且嚙合(例如，觸碰或非常接近)膜襯底(64)的表面。雖然示出為刷子(72)，但是可以包含的替代的清潔構(gòu)件包含刮片、刮板或刮光機(jī)。在大多數(shù)實(shí)施例中使用2到50把刷子并且優(yōu)選地使用18到24把刷子。如由彎曲箭頭所表示，清潔組合件(68)圍繞過濾器組合件(26)旋轉(zhuǎn)使得刷子(72)掠過膜襯底(54)的表面并且移除碎片，例如，通過在表面附近形成湍流或通過直接接觸表面。一或多個槳狀物(74)可以安裝到至少一個輻條(70)的端部使得流入渦流腔室(24)中的流體使清潔組合件￠8)圍繞過濾器組合件(26)旋轉(zhuǎn)。使槳狀物(74)圍繞過濾器組合件均勻地間隔開為清潔組合件(68)的旋轉(zhuǎn)移動增添了穩(wěn)定性并且可幫助維持渦流腔室(24)中的渦流流體流。雖然示出為從膜襯底
(64)的表面徑向向外延伸，但是槳狀物可以是傾斜的(例如，距離徑向軸從-5°到-30°或5°到30° )以增大旋轉(zhuǎn)速度。在過濾器與清潔組合件(26、68)之間可以使用軸承以進(jìn)一步有助于旋轉(zhuǎn)而不會阻礙渦流流體流。在未示出的替代實(shí)施例中，清潔組合件(68)可以由例如電機(jī)、磁力等替代方法驅(qū)動。在又一實(shí)施例中，過濾器組合件可相對于固定清潔組合件移動。在另一實(shí)施例中，清潔組合件(68)可以同心地位于周圍膜表面(64)內(nèi)并且與所述周圍膜表面旋轉(zhuǎn)嚙合。
[0033]圖2和6說明進(jìn)一步包含流體處理路徑(28)的水力旋流器系統(tǒng)，所述流體處理路徑從槽入口(14)延伸并且連續(xù)地通過渦流腔室(24)、流出物分離腔室(30)和過程流體腔室(32)并且借助于過程流體出口(18)離開槽(12)。在操作中，加壓供給流體(例如，優(yōu)選地從4到120psi)經(jīng)由入口(14)進(jìn)入槽(12)并且遵循流體處理路徑(28)，所述流體處理路徑圍繞過濾器組合件(26)生成渦流。離心力推動更稠密材料朝向槽(12)的內(nèi)周壁
(22)而不太致密的液體朝向過濾器組合件(26)徑向向內(nèi)流動。此液體的一部分流過過濾器組合件(26)進(jìn)入到濾過物腔室(66)中并且可隨后借助于經(jīng)過濾的流體出口(16)作為“濾過物”離開槽(12)。剩余的“非濾過物”從渦流腔室(24)向下流動到流出物分離腔室(30)。渦流流動屏障(34)優(yōu)選地引導(dǎo)此類向下的流體的大部分(例如，優(yōu)選地至少75%并且在一些實(shí)施例中至少90%)到沿著或鄰近于槽(12)的內(nèi)周壁(22)的位置。此布置被認(rèn)為有助于維持渦流腔室(24)內(nèi)的渦流流動同時隨著流體進(jìn)入流出物分離腔室(30)破壞渦流流動。流體流在流出物分離腔室(30)中減緩并且更稠密材料(例如，顆粒)優(yōu)選地朝向流出物屏障(34)的中心沉淀并且進(jìn)入到流出物開口(38)中并且隨后可借助于流出物出口
(18)離開所述槽。流出物出口(18)可視情況包含閥門(47)(例如，單向止回閥)以選擇性地控制從槽(12)中移除流出物。流出物分離腔室(30)中的剩余的液體(下文稱為“過程流體”)向下流動到過程流體腔室(32)中。流出物屏障(36)將流出物分離腔室與過程流體腔室(34、36)之間的流體流的大部分(例如，優(yōu)選地至少75%并且在一些實(shí)施例中至少90%)引導(dǎo)到沿著或鄰近于流出物分離腔室的外圓周表面的位置，S卩，貫穿孔隙(42')。在大多數(shù)應(yīng)用中，過程流體表示可以重新使用、棄置或回收回入口(14)以用于進(jìn)一步處理的中間級產(chǎn)物?！盀V過物”通常表示可以重新使用或棄置的高級別產(chǎn)物?！傲鞒鑫铩北硎究梢赃M(jìn)一步處理或棄置的低級別產(chǎn)物。然而，應(yīng)了解在一些應(yīng)用中，流出物可表示貴重的產(chǎn)物。
[0034]圖2和6中所示的系統(tǒng)進(jìn)一步包含:再循環(huán)回路(A)，所述再循環(huán)回路包含流體處理路徑(28)，所述流體處理路徑從過程流體出口(18)延伸到入口(14);以及位于再循環(huán)回路㈧中的再循環(huán)泵(Z)，其適用于通過再循環(huán)回路㈧移動液體。流出物出口(18)駐存在再循環(huán)回路(A)外部。在一個操作模式中，水力旋流器(10)通過基本上關(guān)閉的閥門(47)操作以防止流出物從槽(12)中釋放。在優(yōu)選操作子模式中進(jìn)入流出物分離腔室(30)的時間平均流體體積的大于95%或甚至大于99%傳送到過程流體腔室(32)。因此，并入再循環(huán)回路㈧增大通過槽(12)的通路的數(shù)目以及流出物(例如，給定顆粒)將與流體流分離的概率。
[0035]在另一實(shí)施例中，再循環(huán)回路(A)是可加壓的。圖6示出了具有兩個泵的此類實(shí)施例。再循環(huán)泵(Z)適用于通過再循環(huán)回路(A)移動加壓流體，并且供給泵(Y)駐存在再循環(huán)回路(A)外部并且被適配成在高壓下將供給液體引入到再循環(huán)回路(A)中。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，供給泵⑴被適配成提供與由再循環(huán)泵⑵提供的相比更大的壓力增大，并且再循環(huán)泵(Z)被適配成驅(qū)動與通過供給泵(Y)引入的相比至少兩倍的體積的液體通過再循環(huán)回路(A)。更優(yōu)選地，再循環(huán)泵(Z)驅(qū)動至少四倍的體積的液體通過再循環(huán)回路(A)。
[0036]當(dāng)系統(tǒng)包含沿流體處理路徑(28)串聯(lián)的過濾器組合件(26)和流出物分離腔室
(30)這兩者時，分離泵(Y、Z)的使用提供進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)檠亓黧w處理路徑(28)的每一個通路僅引起流出物從系統(tǒng)中的部分移除，所以通常所需若干個通路。為了使交叉流過濾在渦流腔室(24)內(nèi)有效，最初施加的供給液體壓力必須超過過濾器組合件的跨膜壓力。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為用于較高跨膜壓力時更容易達(dá)到沿流體處理路徑(28)的均勻的流量，因此交叉流過濾器組合件(26)的相對端之間的壓降是施加到所述膜的較小組分(例如，小于20%、10%或1%)。由于與每個操作區(qū)域和通路相關(guān)聯(lián)的壓降是累積的，所以設(shè)計(jì)成圍繞單個泵的系統(tǒng)可以通過每個通路的重新加壓而具有很大的效率損失。相比之下，如果供給泵(Y)用于將加壓液體提供到由再循環(huán)泵(Z)驅(qū)動的加壓再循環(huán)回路，那么避免了與重新加壓到跨膜壓力和任何濾過物反向壓力相關(guān)聯(lián)的連續(xù)通路上的能量損失。再循環(huán)泵(Z)僅需要供應(yīng)能量以驅(qū)動流體通過再循環(huán)回路，并且在一些實(shí)施例中，形成膜表面￠4)與清潔組合件￠8)之間的相對運(yùn)動。當(dāng)再循環(huán)泵(Z)驅(qū)動由供給泵(Y)引入到再循環(huán)回路的供給液體的體積的至少兩倍、更優(yōu)選地至少四倍的體積的液體通過再循環(huán)回路時，使用分離泵來提供壓力和體積要求是尤其有利的。
[0037]實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明移除流出物分離腔室(30)中的流出物(例如，顆粒)強(qiáng)烈的取決于粒度。對于具有小于50微米的中值粒徑的顆粒移除效率可以是較低的。在過濾期間，顆?？梢阅酆?或壓實(shí)并且隨后由清潔組合件移除，增大了它們在流出物分離腔室(30)中的去除速率。同時，通過流出物分離腔室(30)的顆粒的移除有助于維持過濾中的高流量。
[0038]在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)可以包含與共同再循環(huán)泵(Z)并行的聚集在一起的多個流出物分離腔室(30)和/或過濾器組合件(26)。再循環(huán)泵(Z)可同時驅(qū)動流經(jīng)過再循環(huán)回路內(nèi)的兩個或兩個以上平行過濾器組合件(26)。類似地，再循環(huán)泵(Z)可驅(qū)動流經(jīng)過再循環(huán)回路(A)內(nèi)的兩個或兩個以上流出物分離腔室(30)。優(yōu)選地，再循環(huán)泵(Z)驅(qū)動流經(jīng)過平行可加壓槽(12)，所述槽包括過濾器組合件(26)和流出物分離腔室(30)兩者。加壓再循環(huán)回路㈧可以由共同供給泵⑴供給。
[0039]過濾器組合件(26)優(yōu)選地以小于50%、25%或甚至10%的回收率操作，允許高交叉流速和高清潔速率。雖然連續(xù)地執(zhí)行清潔，但是在膜￠4)上的任何給定位置處在可旋轉(zhuǎn)清潔組合件(68)的離散嚙合之間存在較短時間。穿過流出物分離