专利名称：用于水净化的滤筒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于过滤水的滤筒，且更具体地涉及用于水的重 力过滤的节省成本的滤筒，该过滤基本上没有微粒污染物(包括微生 物，如包嚢)，同时始终提供相对高的输出水流率。
背景技术：
和现有技术
水典型地包含污染物，其包括微粒物质、化学品和微生物。对于 饮用水，为了维持良好的健康，尤其需要在饮用前将有害污染物从液 体中去除。
已知若干不同的用于水的净化的方法，在这些方法的基础上已经 设计出许多器件和装置，且可买到这些器件和装置。这些方法和器件 根据水中存在的杂质的类型而不同。
一般大于3微米的微粒物质使用布质滤器或者深度滤器过滤，该
深度过滤器是例如活性碳床或已经模制成块的粘土。碳和粘土还具有 是高多孔性材料的优点，多孔性材料还通过吸附而有利于去除可溶性 杂质，例如溶解的有机化合物、使得水具有刺激性臭味和味道的化合 物、杀虫剂和杀虫剂残留等。世界上许多偏远的缺水地区可获得的水 都被包括铁和铝的氧化物及氢氧化物的土壤严重污染。
本发明人体验到，目前可获得的带碳块的滤筒在使用时经常阻 塞，特别是在重力式水过滤器中，并且在使用一段时间之后提供的水 流率非常低，这是消费者不希望的。由于这种阻塞，消费者经常试图 通过在水中摇动或反冲水来更新滤筒。目前可获得的滤筒难于更新。 因此，消费者要求用新的滤筒替换滤筒，而这花费较大。本发明人在
共同未决申请801/MUM/2005(或其对等申请EP05077094.0)中试图通过提供一种滤筒解决该问题，这种滤筒提供了具备期望质量的水的一 贯高流率，并使得易于清洁和替换在其中提供的碳块，且确保滤筒的 总成本最小化。
共同未决申请所提供的用于过滤水的滤筒包括设置在容器中的 碳块，容器具有用于水的排出的孔，其中，所述碳块利用紧固部件和 衬垫部件能够可拆卸地附接在所述容器中，使得所有进入的水在排出 所述滤筒之前穿过所述碳块。
虽然该共同未决申请的发明提供了 一种用于过滤水的经济的滤 筒，并同时提供高流率和良好的过滤功效，但是据观察，输出水的流 率不像所希望的那样一致。当过滤器被闲置一段时间不用时，会观察 到此问题会更严重。经过广泛的试验，本发明人已开发出对于该问题 的新颖的解决方法，其确保更改滤筒以提供一贯的高流率。
因此，本发明的基本目标是提供一种节省成本的滤筒，与现有技 术的滤筒相比，该滤筒确保了所期望的微粒去除(包括微生物，如包 嚢)，同时对于大量的进入水更一贯地提供所期望的高流率。
发明概述
根据本发明提供了用于过滤水的滤筒，滤筒包括设置在容器中的 碳块，其中，所述碳块利用紧固部件和衬垫部件能够可拆卸地附在所 述容器中，且所述滤筒包括在容器中定位在碳块下用于容纳排出碳块
的水的聚集室，所述聚集室包括
(a) 设有至少 一个排水口的圆顶形保持架板，所述板紧邻碳块定
位，
(b) 用于水的出口喷嘴具有进口端和出口端，所述进口端紧邻所述 氺反的底面定4立，
使得通过碳块的所有水在通过排水口排出以填充聚集室并通过 喷嘴排出之前在板的顶部和碳块之间的空间中聚集。 尤其优选的是，碳块是碳盘。
5发明详述
本发明人观察到，尤其当共同未决申请801/MUM/2005的碳块闲 置一段时间时，排出滤筒的水的输出流率是不一致的。在不希望受理 论限制的情况下，不一致的流率归因于"气穴，，问题。气穴是在许多 低压(包括重力供料)过滤装置中观察到的严重问题，尤其是在下流才莫 式的那些运转中。当这种过滤器被闲置一段时间时，空气会进入水流 路径的空腔中。随后，当滤筒再次用于过滤水时，比水轻的空气在过 滤器的空腔中、尤其是靠近过滤介质(在本发明中^_》友块)的底侧， -故以气泡的形式俘获，并造成反向压力和过滤表面积损失，这二者都 会促成水流率的减小。本发明人已经开发出据信能使该问题最小化的 滤筒，从而导致一贯高的过滤率。
据信在本发明中提供的构造特征，即靠近碳块定位的圆顶形保持 架板(HP)、在所述板上的排水口(DP)和具有紧邻板的底面定位的进口 端的用于水的出口喷嘴(ON)，都有效地协调工作，以确保本发明的滤 筒随着时间流逝而一贯地提供所期望的高流率。此外，据信当空气在 碳块的下游被俘获时，本发明的构造特征确保了气泡有效地聚结成单 个气泡，该单个气泡被朝向靠近出口喷嘴的进口端的小的容积引导。 另外，所过滤的水首先聚集在所述板上，没有分散的空气气泡，并且 由所聚集的水施加的压力确保单个气泡首先通过排出喷嘴挤出，从而 使滤筒免除"气穴，，问题，从而巧妙而有效地解决了该问题。
本发明的碳块高度优选为碳盘。盘可以具有圆形、椭圓形、正方 形或多边形横截面，优选地是圓形截面。当使用碳盘时，优选的尺寸 是如下的尺寸，其使得最长的长度与厚度的比值在2: l至20: l范 围内，更优选地在3: 1至15: l范围内。
在滤筒的容器中的聚集室包括紧邻碳块的底面的圓顶形保持架 板。保持架板优选地具有带有谷部和峰部的褶皱。谷部在保持架板的 顶面上形成凹槽。凹槽优选地成螺旋形地定向。保持架板具有至少一 个排水口，优选地具有2个排水口，且更优选地具有4个或更多个排水口。聚集室还包括具有进口端和出口端的水的出口喷嘴。出口喷嘴 的进口端紧邻保持架板的底面，优选地定位成大约与圆顶形保持架板 的周缘成等距离。
紧固部件可以是封闭件，该封闭件可卡装在将碳块设置到容器上 的容器或夹具上。衬垫部件可以是垫片、O形环或任何其它用作衬垫 的部件，其在紧固部件用来将两个物件固定在一起时提供水密性。
根据本发明的优选方面，紧固部件是螺紋式封闭件，其包括用于 进水的孔并可柠到容纳碳块的容器上。容器设有相应的螺丝，用于推 动碳块抵靠提供在容器的底部中的衬垫部件，从而将碳块附在滤筒 中。封闭件可在其底面上设有向下凸出的构件，当将封闭件拧到容器 上时，该构件被推动抵靠碳块的顶表面，从而推动碳块的底面抵靠定 位于容器的底部中的村垫部件，从而确保必要的密封性。当希望将碳 块从滤筒拆离时，将封闭件从容器旋开，从而释放碳块。在封闭件上 提供一个或多个孔用于使水进入到碳块上。优选地是，孔包括封闭件
的顶表面的至少30%的表面积。
本发明特别适合并构造成能够过滤由包括灰尘和微生物(例如原 生动物包嚢，如隐孢子虫和贾第鞭毛虫的包嚢)的微粒污染的水。本 发明能够去除99%(去除率21og)的包嚢，优选地为去除99.9%(去除率
31og)的包嚢。对数去除率定义为输入微粒数量的10gK)减去输出微粒数 量的l0gK)。碳块由活性碳制成，更优选地由粉末活性碳制成。
理想地，包括可替换的沉积物过滤器，该沉积物过滤器在外部包 围碳块，使得水在穿过碳块之前通过沉积物过滤器。沉积物过滤器优 选地符合碳块的形状。沉积物过滤器可为可清洗的或可替换的，并优 选地是织造物或非织造物，更优选地是具有微孔的非织造物。该沉积 物过滤器确保了通常大于3微米的微粒的过滤。该沉积物过滤器可以 在流动的自来水下用轻柔的擦洗进行洗涤和漂洗。
容器和紧固部件优选地由聚合材料制成。优选的聚合材料包括聚 丙烯，聚乙烯，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物或苯乙烯-丙烯腈聚合物。衬垫部件优选地由天然橡胶或合成橡胶、合成弹性体、特氟纶、 丁腈橡胶或硅树脂制成。
用语碳块用来表示利用活性碳微粒制备的块，该活性碳微粒利用 聚合物粘合剂在热和压力的作用下粘合到一起。用语聚合物粘合剂优
选地是具有小于5克/10分钟的熔体流动速率(MFR)的粘合剂，优选地 小于2克/10分钟，更优选地小于1克/10分钟。熔体流动速率(MFR) 利用ASTMD1238(IS01133)测试方法测量。根据本发明所使用的粘合 剂的容积密度优选地小于或等于0.6g/cm3，更优选地小于或等于 0.5g/cm3，此外,优选地小于或等于0.25g/cm3。
碳块优选地包括具有微粒的粉末活性碳(PAC)，这种微粒使得不 多于5%的介质通过200目筛孔的滤网而不多于5%的介质保留在12 目筛孔的滤网上。PAC优选地选自烟煤、椰壳、木材或石油沥青。PAC 的表面积优选地选择成使得其超过500 m2/g，更优选地超过1000 m2/g。
优选地，PAC具有小于2的尺寸均匀系数，或更优选地小于1.5, 四氯化碳的量超过50%,更优选地超过60%。 PAC优选地具有大于 800的》典量，更优选地大于1000。
按重量计算的粘合剂材料与PAC微粒的比例选择成使其优选地 在l: l至l: IO范围内，更优选地在l: 2至1: 6范围内。
借助于上述本发明的滤筒，使得从起始高度200mm下降到50mm 在重力下能够达到600至50毫升/分钟的平均水流率，优选地为200 至50毫升/分钟的平均水流率，而不损害对微粒(包括微生物和化学 品污染物)去除率的要求。
根据本发明的另一方面，提供了以在50至600毫升/分钟范围内 的流率获得过滤水的方法，该方法包括步骤
(i) 通过本发明的滤筒过滤水；以及
(ii) 只要水流率低于所希望的值就利用提供所希望的流率的碳块 替换在滤筒中的碳块。本发明利于将碳块从滤筒中轻易地拆除以对其进行更新，其后， 碳块可轻易地再次附在滤筒中。
本发明的细节、目标和优点参考下面本发明的非限定示范性实施
例在下文详细i兌明
附图简述
在附图中
图1是带有碳盘过滤器的本发明滤筒的示意图，该碳盘过滤器组 装在包括圓顶形保持架板和出口喷嘴的容器中。
图2是典型的带有褶皱的圆顶形保持架板的详细构造的示意图。
附图详述
参考图1，滤筒包括安装在衬垫(G)上的碳盘(CB)，衬垫(G)提供 在具有聚集室(CC)的容器(R)的底部中，聚集室(CC)设有圆顶形保持架 板(HP)和用于排水的出口喷嘴(ON)。出口喷嘴具有进口端(IE)和出口 端(OE)。圓顶形保持架板靠近碳块的底面定位。圓顶形保持架板在板 的周缘端部或靠近板的周缘端部具有两个排水口(DP)。出口喷嘴的进 口端(IE)靠近圆顶形保持架板的底面定位，优选地与周缘端部等距离 的定位。容器具有封闭件(CL),封闭件(CL)在其顶表面(未显示)上具 有用于进水的孔。封闭件具有螺紋(ST1)，利用螺紋(ST1)将封闭件拧 在设有相应螺紋(ST2)的容器上。在封闭件上提供了向下凸出的构件 (M),用于当封闭件拧在容器上时推动碳盘抵靠衬垫。衬垫确保了防 漏的出口 ，使得所有供应给滤筒的水在排出滤筒之前都经过^ 友块。
参考图2,圆顶形保持架板在顶面上具有褶皱(C)而形成凹槽 (GR)。
当使用时，水通过提供在其上(未显示)的孔进入封闭件(CL)并流 过能够过滤的碳盘(CB)，并首先在碳盘和圆顶形保持架之间的空间中 聚集，然后通过排水口(DP)排出而进入到聚集室的底部部分(B)。水聚集并填充聚集室。当水填充至出口喷嘴(ON)的进口端(正)的高度时， 水通过进口端(IE)进入出口喷嘴，朝向下的方向流动并通过出口喷嘴 的出口端(OE)排出滤筒。
因此本发明提供了这样 一种滤筒，其确保所希望的微粒去除率， 同时对于大量的水非常一贯地提供所希望的高水流率，并且在给定量 的碳所过滤的水的量方面提供更高的效率。
权利要求
1.一种用于过滤水的滤筒，包括设置在容器中的碳块，其中所述碳块利用紧固部件和衬垫部件能够可拆卸地附在所述容器中，其中所述滤筒包括聚集室，所述聚集室定位在所述容器中所述碳块下方，用于容纳排出所述碳块的水，所述聚集室包括(a)设有至少一个排水口的圆顶形保持架板，所述板紧邻所述碳块定位，(b)具有进口端和出口端的用于水的出口喷嘴，所述进口端紧邻所述板的底面定位，使得通过所述碳块的所有水在通过所述排水口排出以填充所述聚集室并通过所述喷嘴排出之前在所述板的顶部和所述碳块之间的空间聚集。
2. 根据上述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述 碳块是碳盘。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的滤筒，其特征在于，所 述板在其顶面上提供有褶皱，使得在所述褶皱的凹槽中聚集的水导向 所述排水口。
4. 根据权利要求3所述的滤筒，其特征在于，所述凹槽成螺旋 形的定向。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述 喷嘴的所述进口端离所述保持架板的周缘是等距的。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在子，所述 紧固部件是螺紋的封闭件，所述封闭件包括用于进水的孔，并且所述 封闭件能够柠到设有相应螺紋的所述容器上，用于推动所述碳块抵靠 在所述容器的底部中提供的所述衬垫。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述 滤筒的包嚢去除率能够大于21og。
8. 根据上迷权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述 容器和所述紧固部件由选自聚合物的材料制成，所述聚合物包括聚丙 烯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物或苯乙烯-丙烯腈聚合 物。
9. 根椐上迷权利要求中任一项所述的滤筒，其特征在于，所述 衬垫部件由天然橡胶或合成橡胶、合成弹性体、特氟纶、丁腈橡胶或 硅树脂制成。
10. —种以在50至600毫升/分钟范围内的流率获得过滤的水的 方法，包括步骤(i) 通过根据上述权利要求中任一项所述的滤筒过滤水；以及(ii) 只要水的流率低于所希望的值就利用提供所希望的流率的 碳块替换所述滤筒中的碳块。
全文摘要
本发明涉及一种用于过滤水的滤筒，与现有技术的滤筒相比，该滤筒确保了所期望的微粒(包括微生物，如包囊)去除，同时对于大量的进入水更一贯地提供所期望的高流率。因此，本发明提供用于过滤水的滤筒，该滤筒包括设置在容器中的碳块(CB)，其中，所述碳块利用紧固部件(ST1，ST2)和衬垫部件(G)能够可拆卸地附在所述容器中，且所述滤筒包括在容器(CB)中定位在碳块下用于容纳排出碳块的水的聚集室(CC)，所述聚集室包括设有至少一个排水口(DP)的圆顶形保持架板(HP)，所述板紧邻碳块定位，并且用于水的出口喷嘴(ON)具有进口端和出口端(IE，OE)，所述进口端(IE)紧邻所述板的底面定位，使得通过碳块的所有水在通过排水口排出以填充聚集室并通过喷嘴排出之前在板的顶部和碳块之间的空间中聚集。
文档编号B01D39/20GK101309738SQ200680043086
公开日2008年11月19日 申请日期2006年10月20日 优先权日2005年11月22日
发明者M·M·米斯特里, M·斯里瓦斯塔瓦, N·穆克赫杰 申请人:荷兰联合利华有限公司