專(zhuān)利名稱(chēng)：水處理裝置及其濾筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及水處理裝置和供其使用的濾筒領(lǐng)域。更具體地講，本發(fā)明涉及通過(guò)使用水處理裝置和濾筒來(lái)防止處理過(guò)的水被再次污染的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水中可含有很多不同種類(lèi)的污染物，所述污染物包括例如顆粒、有害的化學(xué)物質(zhì)和諸如細(xì)菌、寄生蟲(chóng)和病毒之類(lèi)的微生物組織。在很多情況下，必須要將這些污染物除去后，水才能夠使用。在水可飲用即適于使用前，必須去除其中的任何有害的污染物。盡管已有現(xiàn)代化的水處理方法，但對(duì)于普通人而言仍存在風(fēng)險(xiǎn)，特別是對(duì)于嬰兒和免疫系統(tǒng)受損的人具有相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)。
在美國(guó)和其它發(fā)達(dá)國(guó)家，市政處理過(guò)的水中典型地包含以下一種或多種雜質(zhì)懸浮固體、細(xì)菌、寄生蟲(chóng)、病毒、有機(jī)物質(zhì)、重金屬和氯。有時(shí)候，水處理系統(tǒng)的故障和其它問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致水中的細(xì)菌和病毒不能被完全清除。在不發(fā)達(dá)國(guó)家，由于一些地區(qū)人口密度不斷增加、水源不斷減少并且沒(méi)有水處理設(shè)備，與受到污染的水接觸已經(jīng)導(dǎo)致了致命的后果。由于飲用水源普遍與人和動(dòng)物的排泄物相鄰，因而微生物污染是一個(gè)影響健康的主要問(wèn)題。水中滋生微生物所產(chǎn)生的污染估計(jì)每年會(huì)造成大約六百萬(wàn)人死亡，其中有一半是5歲以下的兒童。
盡管已開(kāi)發(fā)了很多不同的水處理介質(zhì)來(lái)去除這些污染物，然而這些介質(zhì)通常被投入到引起處理過(guò)的水再次污染或防止不當(dāng)?shù)难b置或系統(tǒng)中。例如，很多水處理系統(tǒng)的濾筒和裝置之間的接口通常只包括在待處理的水和處理過(guò)的水之間的單一屏障(參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利4,735,716、4,857,189、4,948,505和5,486,288)。因此，單一屏障的任何破壞將極有可能導(dǎo)致所飲用的處理過(guò)的水再次被污染。
同樣，很多系統(tǒng)的型式在更換水處理濾筒時(shí)會(huì)導(dǎo)致裝置出口的污染(參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利4,735,716、4,857,189、4,948,505和5,486,288)。也就是說(shuō)，裝置常常被設(shè)計(jì)成使得受到污染的水直接接觸起到傳遞處理過(guò)的水作用的裝置一個(gè)或多個(gè)部分。
此外，很多水處理濾筒的屏障通常被定位成它們?nèi)菀妆皇褂谜呶廴净蛟谒鼈冞M(jìn)行包裝、運(yùn)輸或換句話(huà)講操縱時(shí)易于損壞的型式(參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利4,735,716、4,857,189、4,948,505、5,695,168、5,114,572、美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)2002/0100720和WO01/26772)。
另外，很多水處理濾筒的設(shè)計(jì)在某種程度上未能使交界面能夠機(jī)械地起到啟動(dòng)固定在與水處理濾筒接合的水處理裝置中的閥的作用，并且那些設(shè)計(jì)通常未能利用啟動(dòng)入水口和/或出口閥的機(jī)械優(yōu)點(diǎn)(參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利5,256,285、5,607,582和5,753,111)。
由于以上對(duì)改善水質(zhì)的關(guān)心和普遍興趣，一直期望提供一種降低處理過(guò)的水被再次污染的可能性的水處理系統(tǒng)。另外，期望提供一種能實(shí)現(xiàn)前述要求并能夠機(jī)械地啟動(dòng)閥的水處理濾筒。
發(fā)明概述在本發(fā)明的一方面，提供了一種用于處理水的濾筒。所述濾筒能夠可脫離地與一個(gè)水處理裝置接合。所述濾筒包括一個(gè)外殼、一個(gè)用于將未處理過(guò)的水引入濾筒的入水口、一個(gè)用于將處理過(guò)的水從濾筒中流出的排水口和一種用于處理未處理的水的處理介質(zhì)。處理介質(zhì)與入水口和排水口流體連通。所述濾筒還包括一個(gè)具有一個(gè)內(nèi)表面、一個(gè)外表面、一個(gè)近心端和一個(gè)遠(yuǎn)心端的第一管路，其中內(nèi)表面和/或外表面為密封表面。濾筒還包括一個(gè)具有一個(gè)內(nèi)表面、一個(gè)外表面、一個(gè)近心端和一個(gè)遠(yuǎn)心端的第二管路，其中內(nèi)表面和/或外表面為密封表面。第一管路從外殼伸出并環(huán)繞排水口。第一管路或第二管路的至少一部分環(huán)繞另一個(gè)，使得在第一管路和第二管路之間形成了一個(gè)間隙。所述間隙能夠存儲(chǔ)一定容積的水。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于可脫離地接合一個(gè)如上所述的水處理濾筒的裝置。所述裝置包括一個(gè)具有一個(gè)內(nèi)表面和一個(gè)外表面的出口外殼。出口外殼包括至少一個(gè)密封表面。裝置還包括一個(gè)具有一個(gè)內(nèi)表面和一個(gè)外表面的通氣口外殼。通氣口外殼包括至少一個(gè)密封表面。出口外殼內(nèi)表面的至少一部分形成并確定一個(gè)處理過(guò)的水出口通路。出口外殼的外表面和外殼的內(nèi)表面的至少一部分形成并確定一個(gè)通氣口。裝置與濾筒接合使得第一管路與出口外殼密封接合。第二管路與通氣口外殼密封接合使得第一管路的內(nèi)表面和出口外殼的內(nèi)表面流體連通。第一管路的外表面和第二管路的內(nèi)表面流體連通。
通過(guò)閱讀下面的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它方面(包括使用所述濾筒的方法在內(nèi))將變得顯而易見(jiàn)。
附圖概述雖然本說(shuō)明書(shū)通過(guò)特別指出并清楚地要求保護(hù)本發(fā)明的權(quán)利要求作出結(jié)論，但應(yīng)該相信由下列說(shuō)明并結(jié)合附圖可更好地理解本發(fā)明，其中

圖1為依照本發(fā)明所制成的一個(gè)水處理濾筒的透視圖。
圖2為圖1濾筒的入水口和第二末端的一個(gè)可供選擇的實(shí)施方案的底部平面視圖。
圖3為圖1水處理濾筒的頂部平面視圖。
圖4為沿著線(xiàn)A-A截取的圖1水處理濾筒的剖面?zhèn)纫晥D。
圖5-A為圖1水處理濾筒的頂平面視圖。
圖5-B為沿著線(xiàn)A-A截取的圖1水處理濾筒的剖面?zhèn)纫晥D。
圖6-A為圖1的第二管路的一個(gè)可供選擇的實(shí)施方案的側(cè)視圖，其中第二管路從第一管路向外伸出。
圖6-B為圖1的第二管路的一個(gè)可供選擇的實(shí)施方案的側(cè)視圖，其中第二管路從第一管路向內(nèi)伸出。
圖7為圖1的第二管路的一個(gè)可供選擇的實(shí)施方案的透視圖，其中第二管路包括一個(gè)凸輪表面。
圖8為沿著線(xiàn)A-A截取的圖2水處理濾筒的剖面?zhèn)纫晥D。
圖9為沿著線(xiàn)A-A截取的圖1水處理濾筒的剖面?zhèn)纫晥D。
圖10為圖2水處理濾筒的透視圖。
圖11為沿著線(xiàn)A-A截取的圖1水處理濾筒的一個(gè)可供選擇的實(shí)施方案的剖面?zhèn)纫晥D，其中濾筒包括一個(gè)第三管路，且其中濾筒被接合到一個(gè)通氣口外殼和一個(gè)臺(tái)式水處理裝置的一個(gè)出口外殼上，所述裝置以局部剖面視圖顯示。
圖12為接合到在本發(fā)明范疇之外的裝置的出口外殼上的在本發(fā)明范疇之外的一個(gè)水處理濾筒的剖面?zhèn)纫晥D，其沒(méi)有第二管路，所述裝置沒(méi)有通氣口外殼。
圖13為未與水處理濾筒接合的圖12出口外殼的局部視圖，并圖示說(shuō)明受到污染的水沿著出口外殼的外部而行并流進(jìn)出口外殼中。
圖14-A為圖11水處理濾筒的底平面視圖。
圖14-B為圖11水處理濾筒和圖11裝置的壓力容器的一個(gè)可供選擇實(shí)施方案的剖面?zhèn)纫晥D。
圖15為圖2水處理濾筒的側(cè)剖面視圖和圖11裝置的一個(gè)可供選擇實(shí)施方案的局部剖面?zhèn)纫晥D，所述裝置具有一個(gè)閥。
圖16為圖2水處理濾筒的分解透視圖和圖11裝置的一個(gè)可供選擇實(shí)施方案的分解透視圖，所述裝置為一個(gè)承口安裝的裝置。
發(fā)明詳述本文所用術(shù)語(yǔ)“凸輪表面”是指為了啟動(dòng)一個(gè)閥而物理接觸該閥的一個(gè)從動(dòng)件的所有表面總和。凸輪表面被進(jìn)一步定義和圖示說(shuō)明于美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10/424,200(Fluidic Cartridges And End Pieces Thereof)中。
本文所用術(shù)語(yǔ)“共軸的”是指一個(gè)第一主體完全在一個(gè)第二主體內(nèi)部(例如，一個(gè)第一圓筒完全在一個(gè)第二圓筒內(nèi)部，一個(gè)第一管路完全圍住一個(gè)第二管路等)。
本文所用術(shù)語(yǔ)“同心的”是指具有一個(gè)共同的中心。
本文所用術(shù)語(yǔ)“流體”是指氣體或液體。
本文所用短語(yǔ)“密封接合于”或“密封接合”是指至少兩個(gè)密封表面或它們的一部分相遇，形成一個(gè)流體流動(dòng)的屏障。
本文所用術(shù)語(yǔ)“密封表面”是指當(dāng)與另一個(gè)表面接合時(shí)能夠形成流體流動(dòng)障礙的一個(gè)預(yù)定表面或其一部分。所述表面可包括但不限于高度拋光的光滑表面或與所述拋光表面密封接合的O形環(huán)。
本文所用術(shù)語(yǔ)“環(huán)繞”意思是圍住至少一部分。
本文所用術(shù)語(yǔ)“管路”意思是一個(gè)用于傳輸或容納流體的細(xì)長(zhǎng)中空結(jié)構(gòu)。管路可能但不限于是圓柱形的。例如，本發(fā)明的管路可呈五邊形、六邊形、八邊形等。
本發(fā)明中使用的其他術(shù)語(yǔ)的定義會(huì)在討論時(shí)給出。
現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案作詳細(xì)介紹，其實(shí)施例在附圖中進(jìn)行了圖示說(shuō)明。所有圖中具有同樣最后兩位數(shù)字的號(hào)碼代表相同的或類(lèi)似的(非必要實(shí)施方案)元件(例如，22、122、222等)。本發(fā)明的水處理裝置和濾筒可被用于希望得到飲用水的地方，包括但不限于具有制冰機(jī)和或水口的冰箱、水臺(tái)架或冷卻器、承口安裝的、臺(tái)式的、水槽下的和/或整體住宅的水處理裝置、咖啡機(jī)等。
如圖1所示，水處理濾筒20的一個(gè)實(shí)施方案包括一個(gè)外殼22、和一個(gè)入水口24、一個(gè)排水口26、一個(gè)第一管路28、一個(gè)第二管路30、一個(gè)間隙32和一種水處理介質(zhì)34。如本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中所示，外殼22可為圓柱形的。然而，其也可為各種形狀和尺寸。外殼22可由多種材料中的一種或幾種材料制成，包括但不限于塑料、金屬及其合金、玻璃纖維等中的一種或組合物。外殼22可組成一個(gè)處在所形成的處理介質(zhì)末端處的端帽(例如34)，或可形成一個(gè)容納松散處理介質(zhì)的界限分明的隔室。
如本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中所示，入水口24可為被外殼22兩個(gè)末端所覆蓋的暴露介質(zhì)34的一部分。也就是說(shuō)，水可通過(guò)介質(zhì)34的暴露部分進(jìn)入濾筒20。如圖2所示，入水口224可任選地為一個(gè)圓形開(kāi)口并位于濾筒220的第二末端，與排水口26的位置相對(duì)。入水口224可任選地被置于濾筒220的側(cè)面或第一末端上。
如圖3所示，排水口26可為一個(gè)圓形的開(kāi)口，與濾筒20的縱向軸線(xiàn)36同心和同軸。入水口24和排水口26可改變尺寸并以起到最佳應(yīng)用效果的任何方式進(jìn)行定位。因此，入水口24和排水口26可以一致接近(例如使用同一開(kāi)口)、近程接近(例如使用同一表面或末端)或彼此遠(yuǎn)程接近(例如，位于相對(duì)的末端)進(jìn)行定位。
如圖3所示，第一管路28和第二管路30從外殼22中伸出使得第一管路28環(huán)繞排水口26，并且第二管路30環(huán)繞第一管路28，使得在第一管路28的外表面和第二管路30的內(nèi)表面之間形成了一個(gè)間隙32，其中外殼22的頂部相當(dāng)于間隙32的連續(xù)底板38(也就是說(shuō)，沒(méi)有開(kāi)口的底板)。第一和第二管路28和30可從外殼22中以在第一管路28或第二管路30的近心端和外殼22之間形成無(wú)泄漏路徑這樣一種方式伸出。就是說(shuō)，水只能在或是第一管路28或是第二管路30的遠(yuǎn)心端上溢出(即，間隙32的近心端是敞開(kāi)的)，否則，水可能被保持在間隙32中很長(zhǎng)一段時(shí)間(取決于其它條件)，因?yàn)闆](méi)有其它的溢出部件(即，間隙32的遠(yuǎn)心部分是水密的)。當(dāng)未將濾筒20密封接合到一個(gè)裝置(如下所述)上時(shí)，間隙32能夠容納一定的水量，優(yōu)選為約0.1毫升(本文中“ml”)至約6ml，更優(yōu)選為約1.6ml至約4.5ml，最優(yōu)選為約2.2ml至約3ml。另外，當(dāng)將濾筒20密封接合到一個(gè)裝置(如下所述)上時(shí)間隙32能夠容納一定的水量，優(yōu)選為約0.1ml至約5.5ml，更優(yōu)選為約0.5ml至約3ml，最優(yōu)選約0.8ml至約1.2ml。
如圖3所示，第一管路28可為圓形的，并且同心地和共軸地環(huán)繞排水口26，然而也可以任何方式環(huán)繞排水口26。第一管路28可由多種材料中的一種或幾種制成，包括但不限于塑料、金屬及其合金、玻璃纖維等中的一種或它們的組合。如圖4所示，第一管路28相當(dāng)于排水口26的連續(xù)伸出部。第一管路28的內(nèi)外表面可為一個(gè)密封表面44，并可包括一個(gè)或幾個(gè)0形環(huán)或其它此類(lèi)的密封表面，并可被一個(gè)或幾個(gè)肋40所支撐(參見(jiàn)圖16)。如本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案所說(shuō)明的那樣，第一管路28的密封表面44是其內(nèi)表面被高度拋光用于與一個(gè)O形環(huán)密封接合的部分。當(dāng)?shù)谝还苈?8不用O形環(huán)時(shí)，不存在交咬或撕裂或以某些其它方式破壞O形環(huán)完整性的可能(包裝、運(yùn)輸、消費(fèi)者操縱等)。同樣，當(dāng)?shù)谝还苈?8的密封表面為內(nèi)表面時(shí)，可將第一管路28的直徑保持一段距離，在防止普通消費(fèi)者能夠接觸密封表面、產(chǎn)生刻痕引起泄漏或用臟手接觸密封表面導(dǎo)致水污染等。當(dāng)?shù)谝还苈?8的密封表面為外表面時(shí)，可將第一管路28和第二管路30之間的間隙32保持一段距離，防止這些所關(guān)心的問(wèn)題發(fā)生。
另外，第一管路28相對(duì)于其密封表面44的高度對(duì)保護(hù)第一管路28的密封表面很重要。也就是說(shuō)，第一管路28的密封表面無(wú)論是位于內(nèi)表面還是外表面上均可被定位在第一管路28上，使得第一管路28的某些部分伸出密封表面之外以對(duì)其保護(hù)。第一管路28優(yōu)選地可伸出密封表面44的遠(yuǎn)端部分之外距離L1，距離L1優(yōu)選為約0.1厘米(本文中“cm”)至約2cm，更優(yōu)選為約0.2cm至約1cm，最優(yōu)選為約0.3cm至約0.5cm。同樣，第二管路30的高度通過(guò)伸出第一管路28的密封表面44之外和伸出第一管路28本身的遠(yuǎn)端之外可保護(hù)第一管路28的密封表面44。
如圖5-A和5-B所示，第二管路30可為圓形的，并且同心地和同軸地環(huán)繞第一管路28或排水口26，然而也可以任何方式環(huán)繞第一管路28和或排水口26。第二管路30可由多種材料中的一種或幾種制成，包括但不限于塑料、金屬及其合金、玻璃纖維等中的一種或組合物。第二管路30的內(nèi)表面或外表面可為一個(gè)密封表面46。如本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案所示的那樣，密封表面46可為第二管路30內(nèi)表面的一部分并被高度拋光以與一個(gè)O形環(huán)密封接合。第二管路30可包括或可不包括一個(gè)或多個(gè)O形環(huán)或其它此類(lèi)密封表面，并可或可不被一個(gè)或多個(gè)肋所支撐。如圖6-A所示，第二管路6A30不必從外殼22中伸出，而是可從第一管路28向外伸出，使得當(dāng)它從第一管路28中伸出時(shí)間隙6A32的底板6A38形成第二管路6A30的一部分。另外，如圖6-B所示，第二管路6B30可從第一管路28向內(nèi)伸出。如圖7所示，第二管路730也可起到凸輪表面42的作用，如美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10/424,200中所述以及如下面進(jìn)一步所描述和圖示說(shuō)明的那樣(參見(jiàn)圖15)。
當(dāng)?shù)诙苈?0沒(méi)有O形環(huán)時(shí)，不存在磕碰或撕裂或以某些其它方式破壞O形環(huán)的完整性的可能。同樣，當(dāng)?shù)诙苈?0的密封表面46為內(nèi)表面時(shí)，可將第二管路30的直徑保持一段距離，將間隙32保持一段距離，防止普通消費(fèi)者能夠接觸密封表面、產(chǎn)生刻痕引起泄漏或用臟手接觸密封表面46導(dǎo)致水污染等。當(dāng)?shù)诙苈?0的外表面沒(méi)有O形環(huán)并且不是密封表面時(shí)，更易于將其用作如上所述的凸輪表面(例如，42)。
另外，第二管路30相對(duì)于其密封表面46的高度對(duì)保護(hù)密封表面46很重要。也就是說(shuō)，第二管路30的密封表面46無(wú)論是位于內(nèi)表面還是外表面上均可被定位在第二管路30上，使得第二管路30的某些部分伸出密封表面46之外以對(duì)其保護(hù)。第二管路30優(yōu)選地可伸出其密封表面46的遠(yuǎn)端部分之外距離L2(參見(jiàn)圖5-B)，距離L2優(yōu)選為約0.1cm至約1.5cm，更優(yōu)選為約0.2cm至約0.9cm，最優(yōu)選為約0.3cm至約0.5cm。此外，如圖8所示，第一管路828的高度通過(guò)伸出第二管路830的密封表面846之外和伸出第二管路830自身的遠(yuǎn)端之外也可保護(hù)第二管路830的密封表面846。
如圖9所示，從外殼22的第一末端至外殼22的第二末端的距離L3(外殼22的高度)可優(yōu)選為約3cm至約20cm，更優(yōu)選為約5cm至約15cm，最優(yōu)選為約6.7cm至約8.4cm。從外殼22的第一末端至第一管路28的遠(yuǎn)心端的距離L4(第一管路28的高度)優(yōu)選可為0.5cm至約3cm，更優(yōu)選為約1cm至約2cm，最優(yōu)選為約1.2cm至約1.4cm。從外殼22的第一末端至第二管路30的遠(yuǎn)心端的距離L5(第二管路30的高度)優(yōu)選可為約0.5cm至3cm，更優(yōu)選為約0.7cm至約2cm，最優(yōu)選為約1cm至約1.5cm。從第一管路28的遠(yuǎn)心端至第二管路30的遠(yuǎn)心端的距離L6優(yōu)選可為約0cm至約1cm，更優(yōu)選為約0.1cm至約0.5cm，最優(yōu)選為約0.2cm至約0.3cm。從第一管路28的近心端至第二管路30的遠(yuǎn)心端的距離L7(第二管路30的高度)優(yōu)選可為約0.5cm至約3cm，更優(yōu)選為約0.7cm至約2.2cm，最優(yōu)選為約1cm至約1.5cm。從第二管路30的近心端至第一管路28的遠(yuǎn)心端的距離L8(第一管路28的高度)優(yōu)選可為約0.5cm至約3cm，更優(yōu)選為約0.9cm至約2cm，最優(yōu)選為約1cm至約1.5cm。
從濾筒20的縱向軸線(xiàn)36至第一管路28內(nèi)表面的距離L9優(yōu)選可為約0.3cm至約1.5cm，更優(yōu)選為約0.4cm至約1cm，最優(yōu)選為約0.6cm至約0.8cm。第一管路28的內(nèi)徑L10優(yōu)選可為約0.5cm至約3cm，更優(yōu)選為約0.9cm至約2.2cm，最優(yōu)選為約1.2cm至約1.5cm。
從濾筒20的縱向軸線(xiàn)36至第二管路30的內(nèi)表面的距離L11優(yōu)選可為約0.5cm至約2.5cm，更優(yōu)選為約0.8cm至約2cm，最優(yōu)選為約1cm至約1.3cm。第二管路30的直徑L12優(yōu)選可為約1cm至約5cm，更優(yōu)選為約1.7cm至約4cm，最優(yōu)選為約2cm至約2.5cm。間隙32的內(nèi)徑優(yōu)選為約0.5cm至約3.5cm，更優(yōu)選為約1cm至約2.5cm，最優(yōu)選為約1.5cm至約2cm，并且其外徑優(yōu)選為約1cm至5cm，更優(yōu)選為約1.5cm至約4cm，最優(yōu)選為約2cm至約2.6cm。第一管路28的外表面和第二管路30的內(nèi)表面之間的最大距離L13優(yōu)選可為約0.1cm至約2.5cm，更優(yōu)選為約0.2cm至約1.2cm，最優(yōu)選為約0.3cm至約0.5cm。
從外殼22的第一末端至第一管路28密封表面44的遠(yuǎn)心部分的距離L14優(yōu)選可為約0.4cm至約2cm，更優(yōu)選為約0.5cm至約1.5cm，最優(yōu)選為約0.8cm至約1cm。從外殼22的第一末端至第二管路30密封表面46的遠(yuǎn)心部分的距離L15優(yōu)選可為約0.4cm至約2.5cm，更優(yōu)選為約0.5cm至約2cm，最優(yōu)選為約0.7cm至約1cm。
由于濾筒20緊湊性的原因，希望在每個(gè)管路上保持密封表面44和46的同時(shí)盡可能地限制第一和第二管路28和30的高度。管路28和30與一個(gè)裝置接合的高度越小，每固定距離外殼22或處理介質(zhì)34的高度就越大(參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10/424,200)。因此，可以預(yù)見(jiàn)，第一管路28和第二管路30可為同一最小高度。另外，可以預(yù)見(jiàn)，密封表面44和46的每一個(gè)可從外殼22的第一末端延伸同樣的距離(因此，管路28和30的每一個(gè)將分別伸出每個(gè)密封表面44和46之外同樣的距離)。
如上所述，第一管路28的高度可被用來(lái)保護(hù)其密封表面44和第二管路30的密封表面46。類(lèi)似地，第二管路30的高度可被用來(lái)保護(hù)其密封表面46和第一管路28的密封表面44。因此，第一管路28和第二管路30高度之間的關(guān)系很重要。例如，第二管路30的高度優(yōu)選可為第一管路28高度的約1倍至約2.5倍，更優(yōu)選為約1.1倍至約2倍，最優(yōu)選為約1.2倍至約1.3倍(例如，如果第二管路30為第一管路28高度的1.1倍，并且第一管路28的高度為1.2cm，那么第二管路30的高度將為1.3cm)。反過(guò)來(lái)，第一管路28的高度優(yōu)選可為第二管路30高度的約1倍至約2.5倍，更優(yōu)選為約1.1倍至約2倍，最優(yōu)選為約1.2倍至約1.3倍。
第二管路30的遠(yuǎn)心端可從濾筒外殼22中的伸出量?jī)?yōu)選為第一管路28的遠(yuǎn)心端的伸出量的約1倍至2.5倍，更優(yōu)選為約1.1倍至約2倍，最優(yōu)選為約1.2倍至約1.3倍。(例如，如果第二管路30的遠(yuǎn)心端從濾筒外殼22中的伸出量為第一管路28的遠(yuǎn)心端伸出量的1.1倍，并且第一管路28的遠(yuǎn)心端從濾筒外殼22伸出1.2cm，那么第二管路30的遠(yuǎn)心端將從濾筒外殼22中伸出1.3cm)。反過(guò)來(lái)，第一管路28的遠(yuǎn)心端從濾筒外殼22的第一末端的伸出量?jī)?yōu)選可為第二管路30的遠(yuǎn)心端伸出量的約1倍至約2.5倍，更優(yōu)選為約1.1倍至約2倍，最優(yōu)選為約1.2倍至約1.3倍。
第二管路30的密封表面46的遠(yuǎn)心部分從濾筒外殼22中的伸出量?jī)?yōu)選可為第一管路28的密封表面44的遠(yuǎn)心部分伸出量的約1倍至3倍，更優(yōu)選為約1.1倍至約2倍，最優(yōu)選為約1.3倍至1.4倍(例如，如果第二管路30的密封表面46的遠(yuǎn)心部分從濾筒外殼22中的伸出量為第一管路28的密封表面44的遠(yuǎn)心部分的伸出量的1.1倍，并且第一管路28的密封表面44的遠(yuǎn)心部分從濾筒外殼22伸出0.9cm，那么第二管路30的密封表面46的遠(yuǎn)心部分將從濾筒外殼22伸出1cm)。反過(guò)來(lái)，第一管路28的密封表面46的遠(yuǎn)心部分從濾筒外殼22中的伸出量?jī)?yōu)選可為第二管路30的密封表面46的遠(yuǎn)心部分的伸出量的約1倍至3倍，更優(yōu)選為約1.1倍至約2倍，最優(yōu)選為約1.3倍至1.4倍。
第二管路30的至少一個(gè)密封表面從濾筒外殼22中的伸出量?jī)?yōu)選可為第一管路28的至少一個(gè)密封表面的伸出量的1倍至3倍，更優(yōu)選為約1.1倍至約2倍，最優(yōu)選為約1.3倍至1.4倍。反過(guò)來(lái)，第一管路28的至少一個(gè)密封表面從濾筒外殼22中的伸出量?jī)?yōu)選可為第二管路30的至少一個(gè)密封表面的伸出量的1倍至3倍，更優(yōu)選為約1.1倍至約2倍，最優(yōu)選為約1.3倍至1.4倍。
可將水處理介質(zhì)34盛放在濾筒外殼22內(nèi)部，并可以本領(lǐng)域所熟知的多種方式作用，包括但不限于去除或中和污染物，例如通過(guò)尺寸排除、電解、吸收、吸附、氧化、還原、化學(xué)消毒和離子交換等。污染物的實(shí)施例包括微生物、病毒、細(xì)菌、病原體、原生動(dòng)物、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物等。而且，還可添加諸如香味劑、維生素、礦物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分等之類(lèi)的有益添加劑。美國(guó)專(zhuān)利2,167,225、2,335,458、4,172,796、4,493,772、4,764,274、4,025,438、4,094,779和6,337,015描述了本領(lǐng)域所熟知的合適的處理介質(zhì)的實(shí)施例。例如，處理介質(zhì)可包括但不限于碳(例如活性碳，像多孔碳管或多孔碳?jí)K或與塑料粘合劑燒結(jié)的碳粉以及類(lèi)似物)、離子交換介質(zhì)(例如呈樹(shù)脂球、扁平的過(guò)濾膜和纖維狀過(guò)濾組織等形式)、沸石微?；蛲繉?例如銀涂層)、聚乙烯、或荷電改性噴熔或超細(xì)纖維玻璃織物、氧化鋁和硅藻土等中的一種或組合物。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的水處理介質(zhì)34可包含本領(lǐng)域已知的其它常規(guī)水處理介質(zhì)，如美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)09/935,810、09/935,962、09/628,632、09/832,581、09/832,580、09/736,749、09/574,456、09/564,919和09/347,223中所描述的那些介質(zhì)。
如圖10所示，外殼1022可另外包括如美國(guó)專(zhuān)利5,525,214、5,527,451、5,928,504和6,241,103中所述的一個(gè)槽48、一個(gè)切口50、一個(gè)凸輪52、一個(gè)肩部54和一個(gè)O形環(huán)56。
如圖11所示，濾筒20可被用于一個(gè)包括一個(gè)入水口外殼62、一個(gè)壓力容器64、一個(gè)通氣口外殼66和一個(gè)出口外殼68的水處理裝置60中。水處理濾筒和裝置可總稱(chēng)為“水處理系統(tǒng)”。第一和第二O形環(huán)70和72可分別環(huán)繞出口68和通氣口外殼66的每個(gè)內(nèi)外表面。這些O形環(huán)70和72可對(duì)使用者進(jìn)行屏蔽，使得第一和第二O形環(huán)70和72被定位在裝置60內(nèi)部使得它們是在普通使用者可達(dá)范圍之外，以便他/她不會(huì)損壞或污染O形環(huán)70和72。濾筒20的第一管路28可密封接合出口外殼68以及第二管路30可密封接合通氣口外殼66。第一管路28可裝配在出口外殼68上或其中，使得第一管路28的內(nèi)部或出口外殼68的內(nèi)部流體連通。同樣，第一管路30可裝配在通氣口外殼66上或其中，使得第二管路30的內(nèi)部和通氣口外殼66的內(nèi)部流體連通。
現(xiàn)在將描述水處理裝置60和濾筒20的功能。一旦如圖11所示將濾筒20密封接合到裝置60上，可將壓力容器64固定(例如摩擦裝配、螺紋裝配、螺栓連接、螺紋連接、緊固件、彈壓裝配和鎖連接等)到裝置60上使得受到污染的水通過(guò)入水口外殼62進(jìn)入系統(tǒng)并充滿(mǎn)壓力容器64，環(huán)繞濾筒外殼22和第二管路30的外表面，并通過(guò)處理介質(zhì)34進(jìn)入濾筒20。當(dāng)水流過(guò)處理介質(zhì)34時(shí)其得到處理，然后通過(guò)排水口26流出濾筒20。處理過(guò)的水被強(qiáng)制沿著第一管路28的內(nèi)表面流動(dòng)，無(wú)法透過(guò)第一O形環(huán)70，并被強(qiáng)制通過(guò)出口外殼68。
在任何水處理系統(tǒng)中均存在著幾種可能產(chǎn)生受到污染的水與處理過(guò)的水相混的情況。然而，本發(fā)明的濾筒20防止了很多這樣可能的問(wèn)題發(fā)生。例如，受到污染的水當(dāng)其充滿(mǎn)壓力容器64時(shí)向第二O形環(huán)72的密封性提出挑戰(zhàn)。如果第二O形環(huán)72存在著一個(gè)裂縫或第二管路30未能密封接合通氣口外殼66，則被密封接合到出口外殼68上的第一管路28將起到防止受受到污染的水滲入出口外殼68和處理過(guò)的水的作用。在經(jīng)過(guò)第二O形環(huán)72的受到污染的水對(duì)第一O形環(huán)70的密封性提出挑戰(zhàn)之前，間隙32將充滿(mǎn)受到污染的水。間隙32將起到安全容納受到污染的水的作用，這取決于間隙32的大小和通過(guò)第二O形環(huán)72泄露的受到污染的水的水量。也可將水處理裝置60設(shè)計(jì)成能通過(guò)將溢進(jìn)間隙32的受到污染的水排出、安全地遠(yuǎn)離處理過(guò)的水供給系統(tǒng)，防止或減輕受到污染的水對(duì)第一O形環(huán)70的密封性提出挑戰(zhàn)的程度。
當(dāng)更換水處理濾筒20時(shí)受到污染的水可能與處理過(guò)的水相混。如圖12所示，在不同于前述濾筒和裝置以及不為本發(fā)明或其可供選擇的實(shí)施方案的實(shí)施例的一個(gè)濾筒1220和裝置1260中，濾筒1220僅有一個(gè)在受到污染的水和排水口26之間的第一管路28。這將當(dāng)然會(huì)促使處理過(guò)的水再次被污染。例如，如圖13所示，當(dāng)更換水處理濾筒1220時(shí)，在拆除了壓力容器64之后，水粘附在密封接合發(fā)生的區(qū)域周?chē)?，使得拆卸濾筒1220時(shí)，受到污染的水74從出口外殼68的外表面滴下并流動(dòng)，甚至滾到出口外殼68的內(nèi)表面上。因此，當(dāng)插入一個(gè)新濾筒時(shí)，在密封接合位置下面的受到污染的水74將被推過(guò)出口外殼68，在此處其將會(huì)再次污染已經(jīng)處理過(guò)的水。然而，在前面圖11中所圖示說(shuō)明的水處理裝置60和濾筒20中，這樣的水聚集發(fā)生在第二管路30的外側(cè)，使得第一管路28和出口外殼68將不會(huì)與受到污染的水接觸。被新的水處理濾筒20的密封接合所捕集的任何受到污染的水可存留在間隙32中。
如圖14-A和14-B所示，濾筒1420也可具有一個(gè)與壓力容器1464的插口外殼78密封接合的第三管路76。插口外殼78可位于壓力容器1464上使得形成了穿過(guò)壓力容器1464的開(kāi)口80。O形環(huán)82可環(huán)繞插口外殼78，使得濾筒1420的第三管路76可密封壓力容器1464的開(kāi)口80。因此，如果受到污染的水進(jìn)入裝置1460以及未插入濾筒1420，則受到污染的水將溢過(guò)開(kāi)口80。然而，如果將包括一個(gè)第三管路76的濾筒1420插入壓力容器1464中，則如上所述壓力容器1464將充滿(mǎn)受到污染的水。第三管路76和插口外殼78將防止人們沒(méi)有把水處理濾筒1420放好而錯(cuò)誤地運(yùn)行水處理裝置1460。
如圖15所示以及如上所述，濾筒20的第二管路30的一部分可起到凸輪表面(例如，42)的作用，使得當(dāng)將濾筒20插入裝置1560時(shí)其接觸和啟動(dòng)閥86的從動(dòng)件84，由此啟動(dòng)閥86。術(shù)語(yǔ)“啟動(dòng)”或“被啟動(dòng)”是指機(jī)械動(dòng)作或運(yùn)動(dòng)和/或克服某個(gè)力而維持在某一位置(例如移動(dòng)從動(dòng)件或?qū)膭?dòng)件保持在打開(kāi)位置)。
如圖16所示，濾筒1620也可被用于采用壓力容器1664的其它裝置1660中。然而，本發(fā)明的濾筒20無(wú)需被用于具有壓力容器的裝置中。
本發(fā)明可附加包括將通過(guò)詞語(yǔ)和/或通過(guò)圖畫(huà)傳遞給消費(fèi)者的信息，即使用本發(fā)明將提供包括確保處理過(guò)的水供應(yīng)完善的有益效果并且該信息可包括優(yōu)于其它水處理產(chǎn)品的權(quán)利要求。在一個(gè)高度希望的變型中，信息可包括使用本發(fā)明防止已經(jīng)處理過(guò)的水再次污染。因此，使用與將通過(guò)詞語(yǔ)和/或圖畫(huà)傳遞給消費(fèi)者的信息有關(guān)的包裝，使用本發(fā)明將提供如前所述的特殊的相關(guān)的有益效果。該信息可包括如在所有普通媒體里的廣告以及包裝上或過(guò)濾器本身上的說(shuō)明和圖標(biāo)來(lái)告知消費(fèi)者。
所有引用文獻(xiàn)的相關(guān)部分均引入本文以供參考，任何文獻(xiàn)的引用不可解釋為是對(duì)其作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。
盡管說(shuō)明和描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方案，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此有意識(shí)地在附加的權(quán)利要求書(shū)中包括本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于處理水的水處理濾筒，所述水處理濾筒能夠密封地和可脫離地與水處理裝置接合，所述水處理濾筒的特征在于其包括(a)外殼、將水引入所述水處理濾筒中的入水口、將處理過(guò)的水從所述水處理濾筒流出的排水口、和用于處理水的處理介質(zhì)，所述處理介質(zhì)與所述入水口和所述排水口流體連通；(b)第一管路，所述第一管路包括內(nèi)表面、外表面、近心端和遠(yuǎn)心端，其中所述內(nèi)表面和所述外表面中的至少一個(gè)為密封表面；和(c)第二管路，所述第二管路包括內(nèi)表面、外表面、近心端和遠(yuǎn)心端，其中所述內(nèi)表面和所述外表面中的至少一個(gè)為密封表面；其中所述第一管路從所述外殼伸出并環(huán)繞所述排水口，并且其中所述第一管路或所述第二管路中的至少一部分環(huán)繞另一個(gè)，使得當(dāng)所述水處理濾筒未被密封接合到所述水處理裝置上時(shí)，在所述第一管路和所述第二管路之間形成了間隙。
2.如前述權(quán)利要求所述的水處理濾筒，其中所述第二管路的至少一個(gè)所述密封表面與所述第一管路的至少一個(gè)所述密封表面共面。
3.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水處理濾筒，其中所述第一管路的所述內(nèi)表面的至少一部分和所述第二管路的所述內(nèi)表面的至少一部分為密封表面。
4.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水處理濾筒，其中所述第一和第二管路沒(méi)有O形環(huán)。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水處理濾筒，其中所述第二管路的所述內(nèi)表面的直徑為約1cm至約5cm，并且其中所述第一管路的所述內(nèi)表面的直徑為約0.5cm至約3cm。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水處理濾筒，其中所述第二管路從所述第一管路伸出，并且所述第一管路從所述水處理濾筒外殼伸出。
7.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水處理濾筒，其中所述第二管路的所述外表面的一部分為凸輪表面。
8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水處理濾筒，其中所述處理介質(zhì)包括徑流碳?jí)K。
9.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水處理濾筒，其中所述第二管路的所述遠(yuǎn)心端與所述第一管路的所述遠(yuǎn)心端相比，從所述水處理濾筒外殼伸出的距離更遠(yuǎn)。
10.如權(quán)利要求1所述的水處理濾筒，其中所述第一管路的所述遠(yuǎn)心端與所述第二管路的所述遠(yuǎn)心端相比，從所述水處理濾筒外殼伸出的距離更遠(yuǎn)。
全文摘要
一種用于處理水的濾筒，所述濾筒能夠可脫離地接合一個(gè)水處理裝置。濾筒包括一個(gè)外殼、一個(gè)用于將未處理的水引入到濾筒中的入水口、一個(gè)用于將處理過(guò)的水從濾筒中流出的排水口和一種用于處理未處理的水的處理介質(zhì)。處理介質(zhì)與入水口和排水口流體連通。濾筒還包括一個(gè)具有一個(gè)內(nèi)表面、一個(gè)外表面、一個(gè)近心端和一個(gè)遠(yuǎn)心端的第一管路，其中內(nèi)表面和/或外表面為密封表面。濾筒還包括一個(gè)具有一個(gè)內(nèi)表面、一個(gè)外表面、一個(gè)近心端和一個(gè)遠(yuǎn)心端的第二管路，其中內(nèi)表面和/或外表面為密封表面。第一管路從外殼中伸出并環(huán)繞排水口。第一管路或第二管路的至少一部分環(huán)繞另一個(gè)，使得在第一管路和第二管路之間形成了間隙。間隙能夠容納一定的水量。第一管路從外殼向外伸出并環(huán)繞排水口，以及第二管路從外殼向外伸出并環(huán)繞第一管路，使得在第一和第二管路之間形成了一個(gè)間隙。當(dāng)濾筒未被接合到水處理裝置上時(shí)，間隙能夠容納約0.1ml至6ml的水，并使得第二管路的遠(yuǎn)心端與第一管路的遠(yuǎn)心端相比從外殼伸出的距離更遠(yuǎn)，并使得第二管路的至少一個(gè)密封表面與第一管路的至少一個(gè)密封表面相比從外殼伸出的距離更遠(yuǎn)。
文檔編號(hào)B01D35/30GK1784256SQ200480012090
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
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