芯盖、过滤器组件和流体容器的制作方法

本实用新型的实施例总体上涉及用于水罐和其他流体容器的水过滤系统。更具体地，本实用新型的实施例涉及一种可互换芯盖，所述可互换芯盖被配置成用于与过滤器组件的滤芯一起使用。

背景技术：

水过滤在家中、办公室和其他地方已经变得普遍，以用于生产更清洁且口感更好的水。相应地，水容器(例如，水罐)已经配备有过滤系统。在一些情况下，这些过滤系统可以采用滤芯，其中，一片过滤介质片围绕滤芯被缠绕和固定。滤芯可以包含多个不同的开口，所述开口允许未过滤的水穿过滤介质而进入滤芯的内部。经过滤的水然后可以经过滤芯的开口端排出。

虽然如刚才所述的过滤器组件在某些情况下已经被证明是有用的，但是仍然存在某些问题。例如，滤芯典型地配置有具有固定直径的出口，所述出口基于相关联的过滤器组件中采用的一种或多种过滤介质而针对特定流量或流量范围来确定尺寸。从多个不同的角度来看，这可能是有问题的。

例如，制造商将被要求生产一系列不同的滤芯，每个滤芯具有与一种或多种特定的过滤介质匹配的特定出口直径，所述特定过滤介质被期望与所述滤芯一起使用。这是一种低效的制造方法，因为它需要改变工具和/或工艺来制造具有不同出口尺寸的滤芯。

相关的问题是，在制造过程中必须小心注意以确保具有适当出口直径的滤芯与有待同所述滤芯一起使用的所述一种或多种过滤介质正确地相匹配。例如，具有相对较小的出口直径和相应较低的流量的滤芯可能不能提供令人满意的消费者体验。作为另一个例子，具有相对大的出口直径和相应高的流量的滤芯可能不能实现流体与一种/多种过滤介质之间的足够的接触时间，从而限制了过滤器组件的有效性。

进一步地，具有固定直径的滤芯配置对于消费者也可能是有问题的。例如，即使消费者愿意为相对较高的流量交换一定程度的过滤有效性，但滤芯的固定直径可能阻止此类折衷，从而导致消费者方面的不满。同样，即使消费者愿意接受减少的流量来交换过滤性能的相对改进，滤芯的固定直径也可能防止此类折衷，再次导致消费者方面的不满。

鉴于例如上述问题，有用的是提供不限于固定流量或流量范围的滤芯。同样，有用的是提供具有与采用滤芯的一种/多种过滤介质类型对应的流量或流量范围的滤芯。最后，有用的是提供可以容易地配置成提供多个期望流量中的任何一个流量的滤芯。

技术实现要素：

在本实用新型范围内的一个或多个实施例在克服现有技术中的一个或多个缺点方面可能是有效的。一个实例实施例涉及一种芯盖，所述芯盖被配置成当在过滤器组件中采用时传递特定的流量或流量范围。这样，所述芯盖实现流量调节功能等等。

根据本实用新型的实施例的芯盖可以各自被配置成传递特定的流量或流量范围。然而，虽然所述芯盖被配置成传递对应流量中的任何差异，但是所述芯盖中的每一个都具有共同的接口配置，所述共同的接口配置使得所述芯盖能够在相同的滤芯或具有相同配置的滤芯中互换使用。因此，例如在制造期间，通过简单地选择具有期望流量的芯盖，就可以容易地定制与特定的滤芯相关联的流量。芯盖可以具有简单的构造、并且可以在某些情况下采取整体单件式结构的形式。

在至少一些实施例中，一旦安装在所述滤芯中，所述芯盖就与所述滤芯永久地接合。在其他实施例中，所述芯盖与所述滤芯可释放地接合，使得滤芯中的现有芯盖可以被另一个滤芯移除和替代。

所述芯盖可以包含能够被使用者的感觉感知的标记。所述标记可以直接指示或参考例如所述流量或流量范围中的任何一个或多个、和/或适合所述芯盖的一种/多种过滤介质的类型，所述芯盖被配置成传递所述流量或流量范围中的任何一个或多个。同样，所述标记可以采用能够被使用者的一种或多种感觉感知的任何形式，其实例包括颜色、数字、字母、形状和符号。因此，一些标记(例如，凸起的字母或数字)可以被使用者看到且感觉到，而其他标记(例如，颜色)仅可在视觉上感知到。然而，在任何情况下，本实用新型的范围不限于使用任何特定的标志或标记。

最后，所述芯盖的一些实施例可以与包含滤芯的过滤器组件结合使用，过滤介质围绕所述滤芯被缠绕两次或更多次。在一个特定实施例中，所述过滤介质是层压体，所述层压体包含位于两层非织造材料之间的一层活性炭纤维(ACF)介质。所述芯盖的又其他实施例与过滤器组件结合使用，所述过滤器组件包含含有过滤介质(例如，离子交换树脂(IER))的滤芯或滤筒(filter cartridge)，所述过滤介质可以在某些情况下与活性炭颗粒结合。

前述实例仅以通过举例的方式提供，并且不旨在以任何方式限制本实用新型的范围。一贯地，本文披露了在本实用新型的范围内的过滤器组件的多种不同的其他实施例以及相关联的过滤介质和芯盖。

附图说明

为了描述可以获得本披露的至少一些方面的方式，将通过参考在附图中所展示的具体实施例来进行更具体的描述。应理解的是，这些附图中仅描绘了本实用新型的实例实施例并且因此不应被认为是限制其范围，通过使用这些附图将更具体且详细地描述并解释本实用新型的实施例，在附图中：

图1是过滤器组件和相关联的保持架的实例实施例的顶部透视图；

图2是图1的实例过滤器组件的分解视图；

图3是过滤器组件和相关联的芯盖的实例实施例的顶部透视图；

图4是包含芯盖的实例滤芯的顶部透视图；

图5a和图5b是实例滤芯和芯盖的截面视图；

图6是实例滤芯和芯盖的分解视图；

图7是实例芯盖的底部透视图；并且

图8是实例芯盖的顶部透视图。

具体实施方式

现在将详细参照本披露的不同实施例的多个方面，这些实施例的实例在附图中被展示。虽然结合这些实施例进行了描述，但应当理解并不旨在将本披露局限于这些实施例。

通常，在需要过滤流体时和/或在流体从容器分配之前，本实用新型的实施例可以结合如过滤器组件和流体容器等装置来使用。在一个特定实例中，本实用新型的实施例可以与水罐结合使用，但是本实用新型的范围不限于这个实例环境并且更一般地延伸到可以有用地采用此类实施例的任何环境。例如，本实用新型的实施例可以与任何水容器或其他流体容器一起使用，其实例包含但不限于瓶子、玻璃水瓶、以及壶。

A.实例过滤器组件

现在将注意力指向图1和图2，提供了关于过滤器组件的细节，过滤器组件的一个实例总体上以100指示。过滤器组件100的实施例可以与保持架50结合使用，保持架可以是流体容器(例如，本文披露的实例流体容器)的可移除元件。总体上，过滤器组件100可以可释放地与保持架50接合，并且保持架50进而连接至流体容器。在图1和图2的具体实例中，过滤器组件100可以被配置成以推入配合或卡扣配合安排可释放地接合保持架50。这样，过滤器组件100可以包含此类结构(未示出)：通过将过滤器组件100推入保持架50中直至过滤器组件100卡入或锁入保持架50中，而可以与保持架50的对应结构(未示出)可释放地接合。同样，通过在靠近保持架50的底部的位置处推动过滤器组件100，过滤器组件100可以从保持架50移除。然而，本实用新型的范围不限于前述实例，并且可以使用能够使保持架50和过滤器组件100彼此可释放地接合的任何其他结构。

如图2最佳所示，实例过滤器组件100包含滤芯200，所述滤芯可以包含一个或多个密封元件250(例如，O形环)，所述密封元件在滤芯 200和流体容器彼此接合时将滤芯200密封至流体容器(未示出)，以防止未过滤的流体绕过滤芯200并且流出流体容器。在图3的实例中，过滤器组件100进一步包含附接至滤芯200的过滤介质300。特别地，过滤介质 300可以缠绕在滤芯200周围以形成多个堆叠层，如下面讨论的图2、图3 和图5a-5b所示。在美国专利申请序列号14/XXX,XXX(案号482.554)中披露了可以与滤芯200的实施例结合使用的过滤介质300的一些实例，所述美国专利申请的名称为ACTIVATED CARBON FIBER FILTER MEDIA LAMINATE[活性炭纤维过滤介质层压体]，并且在本披露的“相关申请”部分中被标识。然而，本实用新型的范围不限于使用这种过滤介质。

继续参考图1和图3，过滤器组件100进一步包含芯盖400。总体上，芯盖400可以限定流动控制开口402，所述流动控制开口能够控制流体流出过滤器组件100的流量。芯盖400可以以任何合适的方式(例如，螺纹、卡合安排或任何其他类型的相应互补结构)可移除地附接至滤芯 200。在前述的“相关申请”中披露了滤芯和芯盖的一些实例互补结构。

现在特别关注图3和图4，并且继续关注图2，披露了实例过滤器组件100，其中省略了保持架50。图2和图3表明过滤介质300围绕滤芯 200缠绕多次。因而，为了例如在流体分配过程中进入滤芯200，有待过滤的流体必须穿过过滤介质300的层。更详细地说，参考图3和图4，从过滤器组件100外部的位置穿过过滤介质300的流体进入中空内部202，然后可以通过芯盖400离开滤芯200。

B.实例芯盖

继续关注图4，并且现在将注意力指向图5a至图8，提供了关于芯盖的实例实施例的细节，其中一个实例以400指示。总体上，芯盖400 可以由任何合适的一种或多种材料制成。芯盖400的实例实施例由化学惰性材料制成。在至少一些实施例中，芯盖400基本上或完全由塑料制成。此外，芯盖400可以具有整体单件式构造。同样，芯盖400可以使用任何合适的生产工艺来构造，其中一个实例是注射模制。

如图4所示，芯盖400可以被配置成使得当芯盖400被滤芯200 完全接收时，芯盖400的上表面402与滤芯200的末端表面204基本上齐平。在所展示的实例中，芯盖400和滤芯200的对应接收结构被指示为总体上圆形形状。然而，可以采用其他形状，并且本实用新型的范围不限于所展示的实例。

继续参考图4，芯盖400限定流体通路404，所述流体通路被安排成当芯盖400如指示被定位时用于与滤芯200的内部202流体连通。关于流体通路404的进一步细节可以在下面对其余附图的讨论中找到。

现在将注意力指向图5a和图5b，提供了关于芯盖400与滤芯200 之间的实例接口的一些方面的细节。在所展示的实例中，滤芯200限定了凹陷206，所述凹陷的大小被确定成且被配置成用于接收芯盖400。总体上，当芯盖400被接收在凹陷206中时，凹陷206与芯盖400的流体通路404轴向对准，并且凹陷206与滤芯200的内部202流体连通。凹陷206 的深度由环形肩台208限定，所述深度总体上可以与芯盖400的总高度对应。除其他之外，环形肩台208可以用来限制芯盖400插入凹陷206中的深度。然而，可替代地可以采用具有可比较功能的任何其他结构。

如尤其在图5a中进一步指示的，滤芯200可以包含一个或多个互补结构210，所述互补结构被配置成永久地或可释放地接合芯盖400的一个或多个对应的互补结构406。在图5a所展示的特定实施例中，互补结构 210包括围绕凹陷206的周界布置的多个长形突出部。图5b的实例包含四个突出部，但是可以采用任何合适数量的突出部，例如，一个、两个、三个或者多于四个的任何数量。总体上，突出部径向延伸到凹陷206中，以便在芯盖400被移入凹陷206中的位置时将所述突出部定位成接合芯盖 400的互补结构406。

特别地，互补结构406可以采取环形圈的形式，所述环形圈被布置在芯盖400的外部周围并且从芯盖400侧表面408沿径向方向向外延伸。当至少为环形圈的形式时，互补结构406被配置和安排成当芯盖400插入凹陷206中时滑过互补结构210，所述互补结构可以呈如上所讨论的突出部形式。

在其未变形的布置中，互补结构210和406可以共同形成过盈配合。例如，互补结构406在例如呈环形圈的形式时的外径可以比互补结构 210在例如呈突出部的形式时的内径相对更大。这样，除非芯盖400变形到一定程度，否则芯盖400不能完全插入凹陷206中。相应地，芯盖400 的至少一些实施例被配置为弹性地变形到能够将芯盖400完全插入到凹陷 206中所需的程度。

在至少一些实施例中，这个功能通过由芯盖400的内壁410和外壁412限定的悬臂配置来实现。特别地，因为外壁412的底端是不受约束的，所以其在径向上能够在一定程度上移动。对应地，例如当芯盖400插入到凹陷206中时,可以改变位于外壁412上的互补结构406的径向位置。因此，当互补结构406遭遇滤芯200的互补结构210时，通过引起外壁412 发生弹性变形，施加在芯盖400上的插入力F(见图5a)暂时克服互补结构406与210之间的干涉。在互补结构406被定位在互补结构210下方之后，外壁412恢复其未变形状态，其中外壁412的自由端未偏转，从而将芯盖400锁定在凹陷206中，如图5b所示。

如果需要确保芯盖400永久地保持在凹陷206中，那么可以修改互补结构210和406中的一个或两个以增加这些结构彼此干涉的程度。另一方面，如果需要能够将芯盖400从凹陷206移除，那么可以相应地实现互补结构210与406之间的过盈配合。

虽然图5a和图5b的实例利用过盈配合来确保滤芯200中的芯盖 400保持永久或可移除，但是可以采用多种不同的其他互补结构来接合芯盖400和滤芯200，无论是永久地接合还是可释放地接合。作为后者的实例，芯盖外壁412可以包含与限定凹陷206的壁212的对应螺纹(未示出) 接合的螺纹(未示出)。因此，以这种方式配置的芯盖400可以在滤芯200 中容易地安装、移除和更换。

从上述讨论可以理解，本文所披露的互补结构仅是用于永久地或可释放地取决于实施例地接合芯盖400和滤芯200的装置的结构实施方式的一些示例。相应地，可替代地可以采用具有可比较功能的任何其他结构。

现在参考图6至图8，提供了关于芯盖400的实例实施例的结构和操作的附加细节。如所示出的，芯盖400的实施例可以包含与滤芯200 的对应结构接合的附加结构。例如，芯盖400可以包含一个或多个索引槽 414，所述索引槽可释放地接合滤芯200的对应索引引导件214或多个索引引导件214(如果适用的话)。在所展示的实例中，索引引导件214采取从滤芯200的壁212延伸的轴向定向突出部的形式。索引槽414和索引引导件214可以用于通过将芯盖400插入滤芯200中以相对于滤芯200的特定方式来定向芯盖400，使得索引引导件214被接收在索引槽414中。索引引导件214和索引槽414也可以彼此协作以防止芯盖400在凹陷206中的轴向旋转。

C.流动控制

继续特别参考图7和图8，芯盖400的流体通路404是用于流动控制的装置的实例结构实施方式。然而，或者可以采用具有可比较功能的任何其他结构。总体上，流体通路404的直径D可以根据需要选择以实现通过流体通路404的特定流量或流量范围。这个概念体现在以下等式中： Q＝VxA，其中Q是期望的流量，V是流速，A是流体通路404的面积。面积A是直径D的函数，因此：A＝πxD²/4。在流体通路404为非圆形的实施例中，面积A可以通过其他合适的等式容易地获得，然后根据需要选择以获得期望的流量或流量范围。

虽然实例流体通路404在附图中被指示为总体上圆柱形的形状并且因此具有相对恒定的直径，但是本实用新型的范围不限于此。因此，例如，流体通路404可以具有锥形类型的配置，其中直径从流体通路404的第一端至流体通路404的第二端增大或减小。

本实用新型可以在不偏离本实用新型的精神或必要特征的情况下以其他具体形式体现。所描述的这些实施例应当在所有方面都仅被视为说明性而不是限制性的。所有在权利要求的意义和等效范围内的变化都被包涵在权利要求的范围内。