過濾裝置的制造方法
【專利說明】過濾裝置
[0001]本發明涉及用于凈化液體的過濾裝置，且該過濾裝置可在家庭環境中用于自來水和家庭所需的其它液體的額外凈化。
[0002]—般而言，已知的用于凈化液體的槽式(jig-type，夾槽式)的過濾裝置的設計包括三個元件:漏斗形式的用于凈化水的器皿和夾槽形式的用于過濾后的水的器皿，以及過濾裝置，前述二者通過該過濾裝置連通。將液體傾倒入用于凈化水的器皿，液體在重力作用下流動通過過濾裝置，并收集在用于過濾后的水的器皿內。在這種情況下，過濾裝置由兩個工作區域組成，即上部區域和下部區域。上部工作區域具有蓋，蓋具有使初始液體進入并抽出空氣的開口，下部區域的底部具有至少一個排出凈化的液體的出口開口，且通常填充有過濾材料。在這種過濾裝置中，通常使用活性炭作為過濾材料。
[0003]已知了以下關于本發明的技術的相關【背景技術】:專利US5049272(MIIK BOlD24/04 ；B01D 24/02 ；C02F 1/28，1991 年 9 月 17 日公開)、專利 US8216465 (Μ Π K BOlD27/02 ；C02F 1/00，2012 年 7 月 10 日公開)、專利 US8101076(Mn K BOlD 27/00 ；C02F1/00，2012年 I 月 24 日公開)、專利 RF2262976(MIIK BOlD 24/10 ；C02F 1/18，2005 年 10月 27 日公開)、專利 RF2410330(Mn K C02F 1/00 ；B01D 27/00，2011 年 I 月 27 日公開)和專利 DE4422709(Mn K A47J31/60 ；B01J 47/00 ；B01J 47/02 ；C02F 1/00 ；C02F 1/42，1996年4月I日公開)。
[0004]從現有技術已知了根據專利US4895648(Mn K BOlD 36/00，BOlD 29/00，C02F1/00，1990年I月23日公開)的具有螺帽(其具有中空管)的過濾模塊的設計。過濾模塊具有主體和蓋或上部工作區域，該上部工作區域由兩階圓錐環形部分組成，其中下階圓錐環形部分的側表面上設有一排直的豎直開口用于使初始液體進入，其中蓋設有適于具有中空管的帽型附接件的連接部分。具有中空管的附接件具有將其固定在過濾模塊的蓋的連接部分上的內螺紋。中空管用于暢通無阻地排出積聚在過濾模塊的上部部分中的空氣，且不會影響初始液體在模塊內的分配。
[0005]使用具有相對于軸線布置在中央處的中空管的附接件，以及在蓋的下部臺階的側表面上設置一排不會通過該中空管向模塊主體供給部分初始液體的孔，這不會對液體進行均勻軟化。此外，在該設計中，未設置用于固定填充物的器件，因此不會抑制溢出的過濾材料顆粒的排出，當用水填充模塊時，過濾材料會部分浮起，且在使用期間處于懸浮狀態。
[0006]本領域已知了根據專利 US59889424(M Π K C02F 1/28，C02F 1/00，C02F009/00，1999年11月23日公開)的濾筒設計，其由底部帶有出口開口的主體、用于固定填充物的器件和蓋組成，用于固定填充物的器件布置在主體與蓋之間，蓋具有用于使初始液體進入的上部狹縫開口和側面狹縫開口。濾筒蓋的內部空間填充有不溶且不可壓縮的過濾材料，例如聚丙烯纖維。主體的內部空間填充有顆粒狀過濾材料，例如活性炭，其中為了防止填充物被沖走，不溶且不可壓縮的過濾材料(例如，聚丙烯纖維)放置在主體底部。
[0007]在使用期間，顆粒狀材料是密封的，這使得形成了防止液體流動的空隙。因此，增加水凈化的時間，模塊邊緣處與中央處的過濾材料的高度會出現差值，這會導致水凈化質量下降。根據專利US5989424的濾筒設計未提供足以連續過濾的排氣口，當向其填充液體時，來自主體的液體會向外推動濾筒，這導致初始液體的過濾時間增加，即降低了模塊的過濾能力。蓋的填充物并非可軟化待過濾液體的材料。
[0008]現有技術已知了根據專利“過濾裝置(Filtering device) ”(ΜΠ K BOlD 24/10，C02F 1/18，2010年4月12日公開)的裝置的設計。該發明的技術本質與本發明最為接近，因此被選為原型。裝置由主體、固定器件和蓋組成，主體填充有過濾材料(為化合物的組合物)且底部具有出口開口，固定器件布置在主體與蓋之間，蓋通過摩擦焊接一起焊接至主體，其中蓋的上部部分具有用于抽出空氣的開口，以及用于使初始液體進入裝置內腔的側面縫隙開口。
[0009]所描述的發明的缺點之一是待過濾液體的軟化令人不滿意。所示的側面蓋開口的構造并非分配構造，無法將初始液體足夠均勻地進給入過濾裝置的蓋的內部空間。
[0010]所請求保護的發明旨在改進根據專利US7695615的現有設計。
[0011]本領域已知的具有附屬過濾模塊的槽式類型的過濾裝置在整個使用壽命期間無法均勻地軟化液體，這是因為當在模塊的使用壽命初期使用這些裝置時，對水進行了超級軟化(hypersoftening，過度軟化)，而在使用壽命的末期時，水根本未經軟化。
[0012]所請求保護的本發明旨在解決飲用水硬度增大有關的問題，同時對待過濾水進行凈化，除去溶解的鐵、機械懸浮物和雜質。目前，世界各地有關水質的最廣泛的問題是飲用水增大的硬度。
[0013]使用所請求保護的本發明所實現的目的和技術效果是，創造了一種重力供給的用于凈化液體的過濾裝置，該過濾裝置在整個使用壽命期間可均勻地軟化待過濾液體，同時保持其過濾能力。
[0014]使用本發明時，實現了所闡述的目的和技術效果，過濾裝置由兩個工作區域、至少一個固定器件和至少一個調節元件組成，其中，上部工作區域被構造成具有用于使水進入并抽出空氣的開口，在底部具有至少一個出口開口的下部工作區域填充有第一過濾材料，其中，上部工作區域被構造成使得能夠在整個使用壽命期間調節待過濾液體的硬度值，上部工作區域為具有內腔的容器形式，該內腔填充有第二過濾材料，該容器具有至少兩組形狀和尺寸不同的液體流分配器，其中，第一組流分配器的總面積大于第二組流分配器的總面積，且調節元件為至少一個設置在上部工作區域內的導管和固定器件的閥，該閥在液體過濾過程中與導管相互連接，其中，容器由上壁、側壁和下壁組成，該下壁具有開口和導管，側壁與下壁連接；其中，導管被構造成使待過濾液體流過第一過濾材料而不與第二過濾材料相互作用，其中，上部工作區域優選通過摩擦焊接方法與下部工作區域連接，或上部工作區域為裝置的可移除部分，或上部工作區域與下部工作區域整體形成，其中第一組流分配器為布置在容器上壁上的一組開口和容器側壁上的一排上部開口，而第二組流分配器為布置在容器側壁上的位于第一排開口下方的一組開口，第一過濾材料優選包括纖維和顆粒狀吸附劑的混合物，其中優選地使用離子交換纖維作為纖維吸附劑，且優選地使用活性炭、離子交換樹脂或它們的混合物作為顆粒狀吸附劑，且所述活性炭、所述離子交換樹脂或它們的混合物占所述顆粒狀吸附劑的大部分；其中第二過濾材料優選包括顆粒狀吸附劑，優選使用離子交換樹脂作為顆粒狀吸附劑，優選使用離子交換樹脂和活性炭作為顆粒狀吸附劑，且所述活性炭、所述離子交換樹脂占所述顆粒狀吸附劑的大部分，且第二過濾材料的密度優選小于第一過濾材料的密度。
[0015]所提出的本發明的特征的重要性如下。為了實現所闡述的技術結果，即在過濾裝置的整個使用壽命期間同時獲得經凈化和均勻軟化的液體，則必須凈化所有進行過濾的初始液體，其中通過過濾材料對該液體的大部分進行過濾。裝置的上部工作區域的結構性實施方式提供經計算的停留持續時間和上部工作區域中的初始液體的體積，使得在過濾裝置的整個使用壽命期間可均勻地軟化待過濾液體，其中第一組流分配器的總面積大于第二組流分配器的總面積。
[0016]考慮到原型過濾裝置的工作區域填充有第一過濾材料(使用纖維和顆粒材料的混合物)的情況，裝置在整個使用壽命期間提供預設液體凈化模式。當利用可軟化液體且使液體通過材料填充被選擇為原型的過濾裝置(專利US7695615)的蓋時，觀察到固定器件的閥存在令人不滿意的操作，即增加過濾時間。
[0017]所請求保護的本發明的特征避免了這些缺點，從而實現了所請求保護的技術效果。所請求保護的過濾裝置的本質為，裝置的上部工作區域的構造，其利用導管以及第一組流分配器和第二組流分配器在裝置內分配待過濾液體，從而每單位時間提供預設體積的待過濾液體。
[0018]所請求保護的過濾裝置與原型的設計的比較分析表明所請求保護的技術方案與原型不同，并解決了所提出的問題。
[0019]參考附圖更詳細地解釋了本發明的實質，在附圖中:
[0020]圖1示出了過濾裝置的全視圖。
[0021]圖2示出了通過焊接實現的填充有過濾材料的過濾裝置的總體剖面圖。
[0022]圖3示出了過濾裝置的上部工作區域在縱向方向上的總體剖面圖。
[0023]圖4示出了過濾裝置的上部區域的總體底視圖。
[0024]圖5示出了以單元實現的過濾裝置的總體剖面圖。
[0025]圖6示出了過濾裝置的總體頂視圖。
[0026]圖7示出了過濾裝置的總體底視圖。
[0027]圖8示出了用過濾裝置凈化液體的槽式類型裝置的全視圖。
[0028]圖9示出了處于特殊外殼內的過濾裝置的全視圖。
[0029]圖10示出了過濾裝置的軸測剖面圖。
[0030]過濾裝置(圖1)由上部工作區域I和下部工作區域2組成，其中裝置可設有領部(collar)3，其用于提高將裝置固定并密封在待過濾液體器皿內的安全性。下部工作區域的壁的形狀根據技術確定，且可具有多種構造(圖1、圖9)。上部工作區域I和下部工作區域2通過例如摩擦焊接(圖2)或超聲波彼此連接。在使用超聲波的情況下，可在工作區域的連接點處設置至少一個導管(圖中未示出)，初始液體的至少一部分通過該導管流入下部工作區域2，而不會與第二過濾材料相互作用。