供水装置及相关方法与流程

文档序号:25997827发布日期:2021-07-23 21:13阅读:102来源:国知局
供水装置及相关方法与流程

相关申请交叉引用

本申请要求于2018年11月20日提交的,名称为″供水装置及相关方法″的美国临时申请no.62/770,061,以及于2019年11月15日提交的,名称为″供水装置及相关方法″的美国非临时申请no.16/685,227的优先权,二者均通过引用整体并入本文。

本公开一般地涉及水的制备和供应领域。更具体地说,本公开涉及制备和储存适于清洗运载工具的水。

附图说明

结合附图,根据以下描述和所附权利要求,本实施例将变得更充分清楚。应当理解,附图仅描绘了示例实施例,并且因此不应被认为是对本公开范围的限制,这些实施例将会被参考附图进行具体和详细地描述和解释。

图1a是根据一些实施例的供水装置的立体图。

图1b是图1a的供水装置的正面立体图。

图1c是图1a-1b的供水装置的储存容器的一部分的侧视立体图。

图2a是图1a-1c的供水装置的盖的底侧的立体图。

图2b是根据一些实施例的供水装置的盖的底侧的立体图。

图3a是根据一些实施例的供水装置的储存容器的内部的顶部立体图。

图3b是图3a的供水装置的储存容器的出水孔的立体图。

图3c是图3a-3b的供水装置的出水孔处的部件的分解截面侧视图。

图3d是根据一些实施例的在出水孔处的部件的分解截面侧视图。

图4是示出根据一些实施例的水处理系统的操作的示例的流程图。

图5是根据一些实施例的水处理系统的系统图。

图6是根据一些实施例的示例供水装置的截面图。

图7是根据一些实施例的供水装置的截面图。

图8是图7的供水装置的顶部立体图。

图9是根据一些实施例的供水装置的正面立体图。

具体实施方式

将被容易理解的是,本文中的图中一般地描述和示出的实施例的部件可以以多种不同的配置被布置和被设计。因此,如图所示,以下对多种实施例的更详细的描述并不旨在限制本公开的范围或所要求保护的范围,而仅仅是多种实施例的代表。尽管在附图中展示了实施例的多个方面,但是除非特别指出,否则附图不必按比例绘制。

本文所使用的未处理的水,是指还没有被处理以成为特别适于清洗(例如,包括冲洗等)光滑表面(例如,运载工具表面)而不会留下明显水渍的水。未处理的水可以包含但不限于例如,不溶性固体(例如,沙子,土壤颗粒,植物碎屑,其他不溶性固体,或它们的组合),以及可溶性物质(例如,二氧化碳(co2),糖(c12h22o12),盐(nacl),钙(ca),镁(mg),其他可溶性物质,或它们的组合)。悬浮在水中的不溶性固体可能会在清洗,冲洗等过程中损坏表面,例如划痕,擦伤等。可溶性物质可溶解在水中,从而使可溶性物质的阳离子和阴离子与水分子松散结合,然后在清洗,冲洗等过程中可被转移到将水施加到其上的涂层,表面处理(finish),或材料的分子上,并可导致涂层,表面处理,或材料降解。例如,在用于清洗,冲洗等的水中存在不溶性固体时,运载工具可能会产生运载工具表面处理的划痕,擦伤等。水中的被溶解的可溶性物质的存在可能会在化学上影响运载工具的表面处理。未处理的水也可能在运载工具表面处理上留下水渍。

本文所使用的已处理的水,是指已使用颗粒物过滤器,反渗透单元的半透膜,离子交换树脂柱,或其组合进行处理的水。已使用颗粒物过滤器处理以去除在通过颗粒物过滤器之前可能存在于水中的颗粒物的水,在本文中有时可被称为″已过滤的水″。同样,通过使水通过反渗透单元的半透膜而使用反渗透单元处理的水在本文中有时可被称为″净化水″。此外,使用离子交换树脂柱处理的水在本文中有时可被称为″去离子水″。

在地球表面标准条件下,所有或几乎所有未处理的水都含有以被溶解的矿物质形式存在的杂质。水中矿物质的存在产生了水的导电率/电阻率。例如,典型海水的导电率在10,000微西门子每厘米(10kμohm/cm)至50kμohm/cm之间,电阻率在20ohm至100ohm(20-100ω)之间。典型的城市水源输送的水的导电率/电阻率为1,000μohm/cm至100μohm/cm,及1,000ω(1kω)至10kω。所谓的纯水的导电率/电阻率为1μcohm/cm至0.1μohm/cm,及1兆欧(mω)至10mω。超纯水接近0.055μcohm/cm及18.2mω。纯水和超纯水范围内的水由于水分子与聚集的阳离子/阴离子具有很强的亲和力,因此具有对一些表面造成损害的风险。

废水是指可以包括水的材料,该材料在反渗透过程中没有通过半透膜而被引导到诸如废水或污水排放管。

去离子(或去-离子)水是指已经通过离子交换树脂柱的水,其目的是用危害较小的阳离子和阴离子替换对运载工具表面,表面处理,涂层,或材料更有害的阳离子和阴离子,或通过去除阳离子和阴离子。

水渍(和多个水渍)是指在环境空气中干燥后被留在表面的干燥矿物质沉积物区域。由于可溶性物质的溶解或不溶性固体的悬浮,水中可能存在矿物质。在地球表面正常条件下,所有,或几乎所有未处理的水都含有一定量的矿物质。水渍是不雅观的,并留在运载工具表面,例如,可能会影响表面处理,导致表面处理的保护性能退化和/或降低。试图去除表面处理上的水渍实际上可能会损坏表面处理。因此,最好首先避免产生水渍。

此外,短语″被连接至″和″被耦合至″在本文中以其普通含义使用,并且足够宽泛以指代两个或更多个实体之间的任何合适的耦合或其他形式的相互作用,包括机械的,流体的,和热的相互作用。即使两个部件彼此不直接接触,它们也可以彼此连接或耦合。

术语″一个″(″a″和″an″)可以被描述为一个,但不限于一个。例如,尽管本公开可以叙述具有″一行缝线″的标签,但是本公开还设想该标签可以具有两行或更多行缝线。

除非另有说明,否则所有范围都包括两个端点以及端点之间的所有数字。如本文所使用的,术语″基本上″表示在公差之内的精度,诸如百分之三十(30%),百分之二十(20%),百分之十(10%),百分之五(5%),百分之三(3%),百分之二(2%),百分之一(1%),或百分之一(1%)的任何多种分数。例如,术语″至少基本上平的″表示在完美平面的预定公差水平内的平坦度。

贯穿整个说明书中,对″一个实施例″,″该实施例″,或″一些实施例″的引用意味着结合该实施例或被包括在至少一个实施例中的实施例描述的特定特征,结构,或特性。因此,贯穿本说明书所叙述的″一个实施例″,″该实施例″,″一些实施例″,或其变型未必全部指代相同的一个或多个实施例。本文公开的实施例涉及水的处理和提供已处理的水,特别是用于运载工具清洗。与现有系统相比,本文公开的实施例是低成本的,同时提供足够的水来清洗和冲洗运载工具。通过本文的实施例实现的成本节省部分地可以由于流过离子交换单元的水速相对较低(例如,以加仑/分钟为单位),这延长了离子交换单元的寿命。而且,本文公开的实施例使用颗粒物过滤器,反渗透单元,离子交换单元,或其组合来处理的水。在同时使用反渗透单元和离子交换单元的实施例中,可以实现至少基本上无斑点的清洗,与不足以进行真正的无斑点清洗的反渗透系统形成对比。在没有经高纯度处理过的水的情况下进行清洗可能会在清洗过程中产生斑点,尤其是在炎热,阳光充沛的夏日,这使得难以避免在冲洗之前在运载工具上水垢沉积。此外,本文公开的实施例提供了足够的储存以清洗和冲洗运载工具。由于储存了该水量,因此已处理的水的温度在两次清洗之间可以具有足够的时间上升到环境温度水平,如果被放在阳光下,甚至更高。结果,所提供的已处理的水的温度可比城市系统提供的水高得多,因此可更适合于清洗运载工具。

图1a是根据一些实施例的供水装置100的简化的立体图。在一些实施例中,供水装置100包括运载工具清洗供水装置。图1a包括线6,该线6表示用于图6-7中的截面图的截面的位置。该装置100包括储存容器110,其被配置成密封被储存在其中的已处理的水以与周围空气中的污染物隔离。储存容器110还被配置成容纳一个或多个水处理设备(例如,颗粒物过滤器,反渗透过滤器,离子交换柱,其他水处理设备,或其组合),以从未处理的水中生产出已处理的水。形成储存容器110的材料可以适于放置(作为示例但不限于)在住宅或商业车库内;户外的露台,车道,人行道等;或者大楼附近的户外等。储存容器110可以包含至少基本上平的外部部分112,其可以允许将储存容器110紧密相邻并齐平地放置在(作为示例但不限于)如图1a所示壁20,或围栏等。在一些实施例中,储存容器110可以被配置成储存约十五(15加仑)或更多的已处理的水,并且是固定的或便携式的。该水量可足以为整个运载工具清洗提供高纯度的已处理的水,而不仅仅是冲洗阶段。

该装置100还包括盖116,以覆盖储存容器110。盖116可以耦合在储存容器110的上部,以封闭在储存容器110的上部中的开口。在所示的实施例中,盖116是全直径的。盖116可以,例如,经由铰链118耦合到储存容器110,使得盖子116可以被耦接以允许进入储存容器110的内部。盖116还可以包含手柄117,以便于打开盖116。盖116可以被配置成密封储存容器110(例如,气密密封)。由于去离子水具有离子回补(recharge)的趋势,因此储存容器110可以被配置成将污染物密封在外并过滤由于储存容器110内已处理的水的排出而被引入的空气。结果,储存容器110可以长时间储存已处理的水。

储存容器110可定义电源线孔114,压力阀孔120,进水孔122,反渗透(ro)废水孔124,和穿过储存容器110外壁(例如,图1c中的壁111)的出水孔126。电源线130可耦合至外部电源30并穿过电源线孔114以向储存容器110内的增压泵(参见,图3a中的330)提供电力。电源线孔114在电源线130周围密封,以防止在储存容器110的内部与储存容器110的外部之间通过该电源线线孔的流体(例如,水,空气,或两者)连通。孔120,122,124,126可以允许在储存容器110的内部与储存容器110的外部之间的流体连通,如下文进一步描述的。电源线和管道的穿透可能是紧密度容限的。对于管道,紧密配合可在鼓上保持气密性,同时固定管道,从而无需额外的支撑支架,配件,或软管夹(hoseclamps)。增压泵电源线的紧密度容限(tighttolerance)可保持气密性并当装置100b被移动或在运输中时限制泵移动的能力。

在一些实施例中,装置100包括进水联接器138。进水联接器138可耦合至外部水源并穿过进水孔122以将未处理的水从外部水源输送至装置100。例如,进水联接器138可与水源10(图5)耦合,以接收来自水源10的未处理的水,并将未处理的水通过进水孔122输送到装置100中进行处理。

装置100还包括背压调节阀142。废水排放管可以耦合到储存容器110内部的反渗透单元(例如,图2a的反渗透单元180),并从反渗透单元接收废水,以便将废水通过背压调节阀142排放到储存容器110的外部。背压调节器可以使用户调节供水压力的波动和膜的闪蒸(堵塞)。这使得能够在ro单元180的整个生命周期中维持对ro膜的最佳背压,并调节进料压力变化以获得更高的渗透率,从而最大程度地减少废水。

装置100还包括出水阀146。出水阀146可以在出水孔126处耦合,或者进一步在从出水孔126延伸的软管的下方耦合,以允许将已处理的水从储存容器110中抽出。作为示例但不限于,外部水管线或软管9可经由出水配件150耦合至出水阀146,使得已处理的水可被输送至外部水管线或软管9(例如,被输送到压力清洗机)。

装置100包括溢流设备134,该溢流设备包括泄压阀(pry),真空泄压阀(vrv),和颗粒物(pm)过滤器。溢流设备134可以耦合在压力阀孔口120处。溢流装置134可以操作以排出已处理的水,以防止储存容器110被装得过满,并且还可以使储存容器110内外的压力大致相等。换句话说,炎热的环境温度可以导致储存容器110内的已处理的水和空气膨胀,储存容器110内的压力可增加至高于环境气压,并且溢流装置134可操作以允许空气或水逸出到储存容器110的外部,以使储存容器110内的压力与周围气压大致相等。类似地,如果凉爽条件导致已处理的水和储存容器110内的任何空气收缩,则溢流装置134可操作以允许足够的环境空气进入储存容器110,从而使储存容器110内的压力与周围气压大致相等。而且,当在装置100的使用期间储存容器110充满已处理的水或排空时,空气可以通过溢流设备134进入或逸出储存容器110。溢流设备134的颗粒物过滤器可以包含过滤器以防止空气中的污染物通过溢流装置134进入储存容器110。

在一些实施例中,储存容器110还可以包含搭扣115或其他部件以接收锁。盖116可以被配置成允许搭扣115穿过盖116的一部分,从而允许搭扣115接收锁,由此盖116可以被固定防止由,例如,儿童,动物,一阵风等打开。

图1b是图1a的供应装置100的简化的正面立体图。如先前所讨论的,盖116经由铰链118被耦合至储存容器110。在一实施例中,其中储存容器110包含平的外部部分112,铰链118可以被设置在该平的外部部分的上部。盖116的手柄117和储存容器110的搭扣(hasp)115可以远离铰链118。溢流设备134可以被设置在储存容器110的上部附近,位于储存容器的适当的溢流水位(level),以便将空气排出储存容器110或将其排入储存容器110,以维持储存容器110内部的压力与周围气压之间的大致平衡。出水阀146被设置在储存容器110的底部附近(例如,以允许通过重力从储存容器110废水)。已示出,出水配件150被牢固地固定在出水阀146上;然而,出水配件150可以半刚性地被耦合至出水阀146,或者通过诸如软管或管的柔性部件(未示出)耦合至出水阀146。

储存容器110可以由任何合适的材料形成,诸如,作为示例但不限于,对紫外线具有高抗性的聚合物或树脂材料。在一些实施例中,储存容器110被配置成当储存容器110被放置在阳光下时使已处理的水能够被阳光加热。例如,储存容器110可以由能够吸收太阳能并将太阳能传递到储存容器110内的已处理的水的材料形成。储存容器110可以被配置成具有多种装饰外观中的任何一种。例如,储存容器110可以包括装饰容器,该装饰容器包括装饰容器的外表面的至少一部分的装饰纹理。在不改变供水装置100的功能的情况下,一个实施例和另一个实施例的储存容器110的形状和表面纹理都可以不同。作为示例但不限于,储存容器110可以具有木桶的形状和表面设计,如图1a-1b所示,储存容器110的形状可以像篮子或装饰花瓶,并具有篮子编织或其他纹理。储存容器110可具有带有面板外观(凸起,平的,模制等)的直线侧面。储存容器110可以具有石头或岩石结构,柴火盒,和许多其他的外观。在一些实施例中,储存容器110可具有大体上平的外部部分112,其适于将储存容器110放置成与墙壁,围栏,或其他结构相邻。换句话说,储存容器110可以具有适于在多种建筑设置中使用的外观,诸如维多利亚时代或伊丽莎白时代的房屋,现代联排别墅,乡村农场等。

图1c是图1a-1b的供水装置100的储存容器110的一部分的简化的侧立体图。示出至少基本平的外部部分112以供参考。在图1c的实施例中,浮阀160被耦合在并穿过储存容器110的外壁111的上部,以便调节储存容器110内储存的已处理的水的水位(level)。在一些实施例中,浮阀160可以被安装在盖116或其他合适的位置。

图2a是图1a-1c的供水装置100的盖116的底侧或底部的简化的立体图。在一些实施例中,一个或多个水处理设备可以被耦合到盖116的底侧。当盖116被关闭时,在供水装置100的操作期间,被与其耦合的部件可进入储存容器110以被容纳在储存容器110内。例如,被耦合到盖116底侧的是颗粒物过滤器(也被称为″pm过滤器″或″颗粒过滤器″)170,反渗透单元(也被称为″ro单元″或″ro过滤器″)180,和离子交换单元(也被称为″ix单元″或″ix树脂柱″)190。在一些实施例中,可以安装ix单元190,使得ix单元190至少基本上垂直于盖116延伸,使得当盖116在水平方向被关闭时,ix单元190至少在基本上竖直的定向。ix单元190的竖直定向允许通过树脂柱的最佳接触和流量分布,以避免水窜,这提高了效率,并确保在树脂的整个使用寿命内已处理的水的高去离子质量。通过ro预处理,具有2.5英寸乘10英寸树脂罐的ix装置190可持续产生1,800加仑或更多的0至5兆欧姆质量的已处理的水。通过ro预处理,具有4.5英寸乘20英寸树脂罐的ix装置190可持续产生8,500加仑或更多的0至5兆欧姆已处理的水。在一些实施例中,ix单元190可包括树脂柱,该树脂柱包括被设计成提供不超过100,000ohms/cm(100kω-cm)的水纯度的双层的,阳离子和阴离子树脂。在一些实施例中,ix单元190可包括强酸阳离子和弱碱阴离子树脂。在一些实施例中,ix单元190可包括平顶滤柱,其可被直接安装到盖116的底侧或容器顶部的底侧,而无需特殊安装。在一些实施例中,ix单元190可允许二氧化硅和二氧化碳通过,从而产生对金属(诸如铝和在一些运载工具中被发现的其他金属)无腐蚀性的已处理的水,并延长树脂的使用寿命。在一些实施例中,树脂可包括非变色树脂,其可具有比变色树脂更长的寿命。

图2中的pm过滤器170,ro单元180,和ix单元190的布置是一种布置的示例,并且本公开考虑了其他布置。所示的压敏螺线管(″螺线管″)162被耦合在ro单元180处。螺线管162可以在其他位置被耦合到供水装置100,诸如,作为示例但不限于,外部覆盖物116的底侧,在ix单元190处,储存容器110的内壁等。

供水管线(参见图1a中的138)可穿过进水孔(参见图1a中的122)并耦合到螺线管162。进水联接器138可分别串联耦合螺线管162,pm过滤器170,ro单元180,ix单元190,螺线管162,和浮阀160。当水(例如,所谓未处理的水)流过进水联接器138时,水再次流过螺线管162,pm过滤器170,ro单元180,ix单元,螺线管162(或者,在一些实施例中,通过第二螺线管),和浮阀160。螺线管162的使用可确保仅当浮阀160被打开时水才流过供水装置100。在一些实施例中,螺线管162确保水仅以上述串联顺序流过供水装置100的部件。在一些实施例中,其中浮阀160被配置成当已处理的水的水位超过阈值水位时切断对ix单元190的净化水供应,但是压敏螺线管(下文讨论)被配置成当已处理的水的水位超过阈值水位时,允许滴流继续流在ro单元180的膜的外表面上。

盖116可包括垫圈119或以其他方式配置成当被关闭至储存容器110时,在储存容器110的内部和外部环境之间形成密封。

图2b示出了根据本公开的一个实施例的供水设备100’。提供装置100’包括储存容器110’和覆盖到储存容器110’的盖。在所示的实施例中,盖是具有部分直径的溢出盖配置。溢出盖可包括两部分,第一部分116’和第二部分116”。在一些实施例中,盖可以包含在打开时在盖中形成的第三部分116”’,第三盖116”’与第一部分116’和第二部分116”一起工作。盖可以耦合在储存容器110’的上部,以便将开口封闭在储存容器110’的上部。盖的第二部分116”可以耦合盖的第一部分116’,例如,经由铰链118’使盖的第二部分116”可以被耦接,以允许通过开口进入储存容器110’的内部。盖还可以包含把手(未示出),以便于打开盖的第二部分116”。盖的第二部分116”可以被配置成密封储存容器110′(例如,气密密封)。由于去离子水具有离子回补的趋势,储存容器110’可以被配置成将污染物密封在外并过滤经由储存容器110’内已处理的水的排出被引入的空气。结果,储存容器110’能够长时间储存已处理的水。

在一些实施例中,一个或多个水处理设备可以被耦合到盖的第二部分116”和第三部分116”’的底侧。在所示的实施例中,ro单元180’被耦合到盖的第二部分116”的底侧,并且pm过滤器170’和ix单元190可以被耦合到与盖的第一部分116’重合的盖的第三部分116”’的底侧。

图3a是根据一些实施例的供水装置300的储存容器310的内部的简化的俯视立体图。供水装置300可以类似于图1a-2的供水装置100。应当被理解的是,本文预期可以组合装置100和装置300的元件。供水装置300包含增压泵330。当存在水时,增压泵330可被设置成搁置在储存容器310的内部底部的水中。增压泵330可以被配置有被延伸的入口(未示出),使得增压泵330可位于供水装置300中或其上的其他位置,前提是当存在水时,入口被设置在储存容器310底部的水中。软管或管332可将334增压泵330耦合到出水配件(或出水口)350,出水口配件(或出水口)350进一步被耦合到出水孔320。出水配件350和出水孔320可以类似于上面讨论的出水配件150和出水孔120。在一些实施例中,出水配件350可包括单件配件。在一些实施例中,出水配件350可与储存容器310一体形成。在一些实施例中,出水配件350可以包括(例如,黄铜)1.5英寸至2英寸深的阳mpt(阳管螺纹)与3/4英寸内螺纹3/4英寸管配件,以允许直接连接到内部增压泵,作为示例但不限于,外部球阀/花园软管。

增压泵330可以被配置成在压力下将已处理的水输送到的出水配件350。在一些实施例中,增压泵330被配置成将已处理的水加压到足够的压力,以从出水口供给和/或充注压力清洗机(如果需要)。作为非限制性示例,压力可以是约每平方英寸10至20磅(10-20psi)。在一些实施例中,从储存容器310到与其连接的任何压力清洗机,任何配件或软管的内径不得小于0.59英寸,以防止压力清洗机上出现气蚀。

在一些实施例中,产生约1,700至2,500psi的压力清洗机电机和泵可被容纳在储存容器310中以便以约1.2至6加仑/分钟(gpm)的速率排放已处理的水,而不是增压泵330或除增压泵330之外。在这样的实施例中,供水装置100本身能够提供压力清洗而不需要外部压力清洗机。

图3b是图3a的供水装置300的储存容器310的出水孔320的简化的立体图。出水孔320可以穿过并靠近储存容器310的壁311的底部被布置。在一些实施例中,出水孔320可以被配置有螺纹322以接收图3a的出水配件350。

图3c是图3a-3b的供水装置300的出水孔320处的部件的简化的被分解的截面侧视图。示出了软管332,出水阀340的一部分,出水接头350,以及穿过储存容器310的壁311的一部分的出水孔320。出水阀340,出水孔320,出水配件350,和软管332分别被配置有螺纹344,322,354和356,以及334。然而,应当被注意的是,在一些实施例中,出水配件350可与储存容器310的壁311一体形成,在这种情况下,将不需要螺纹322,354。出水阀340的螺纹344,322和出水孔320与出水配件350的螺纹354相符。软管332的螺纹334与出水配件350的螺纹356相符。出水配件350可经由匹配的螺纹354和322通过出水孔320被耦合。垫圈352,或其他部件可以围绕出水配件350的螺纹354被耦合,以便被设置在出水配件350和壁311的一部分之间以形成防水密封。阀门340可经由螺纹344,354被耦合至出水配件350的一部分,当出水配件350穿过出水孔320被设置时,出水配件350可从出水孔320突出。垫圈342,或其他部件可被设置在围绕从出水孔320突出的出水配件350的螺纹354,以便被设置在出水阀340和壁311之间以形成防水密封。软管332可以经由螺纹334,356耦合到出水配件350。垫圈352可被设置为围绕软管332的螺纹334,以便被设置在软管332的一部分和出水配件350的一部分之间,以形成防水密封。

在一个实施例中,可以省略出水阀340,并且普通软管被直接地装配到从出水孔320伸突的出水配件350的一部分上。

图3d是根据一些实施例的出水孔320处部件的简化的被分解截面侧视图。在图3d所示的实施例中,出水孔320没有螺纹。出水附件350被配置有与螺纹354相邻的非螺纹部分358。出水配件350可以被配置成螺纹354完全穿过出水孔320,并且出水配件350的非螺纹部分358被配置成穿过出水孔320并在出水孔320内布置。如图3c所述,出水阀340可以耦接至出水附件350。间隔件348可以被设置在围绕出水配件350的从出水孔320突出的部分,以便位于壁311和出水阀340之间并确保紧密配合。如图3c所述,软管332可耦合到出水配件350。本申请还设想了出水孔320和出水配件350的其他配置。

图4是示出根据一些实施例的水处理系统400的操作示例的简化的流程图。水处理系统400可以被包括在供水装置中,诸如供水装置100,300(图1a-3d),并被容纳在储存容器内,诸如储存容器110,310(例如,容纳已处理的水的相同储存容器)。水处理系统400可以被连接404到水供应系统,由此未处理的水可被供应至水处理系统400。当储存容器内的已处理的水的水位处于或高于阈值水位时,浮阀408可通过浮子的操作而被关闭412。在一些实施例中,当浮阀408被关闭412时,压敏螺线管(下文讨论)可允许滴流在ro装置膜的外表面继续。当储存容器内的已处理的水的水位下降到阈值水位以下时,浮阀408可打开416。当浮阀408打开416时,将被供应的水引导通过颗粒物过滤器420,反渗透单元424,和离子交换单元428来处理被供应的水。已处理的水被输送到储存容器432。

如果水处理系统400的内部压力436(储存容器432内的压力)大于440(例如,超过)环境气压,则溢流设备被设置并配置为打开444以将空气和/或水排出储存容器以使内部压力436与环境气压相等。溢流装置还被配置成如果内部压力436低于448(例如,小于)环境气压时打开452,以便将空气进入储存容器以使内部压力436与环境气压相等。当溢流装置被打开452以使空气进入储存容器时,空气通过颗粒物过滤器(未示出),以防止引入可能影响储存容器中的已处理的水的空气中的物质。

不管内部压力436和溢流设备的状态如何,水处理系统400都待命于出水阀460。出水阀460被关闭464的情况下,水处理系统400等464出水阀打开468。在出水阀460打开468的情况下,如果存在增压泵472,并且开着476(例如,通电),则从水处理系统400排出已处理的水的增压流480。在出水阀460打开468的情况下,如果没有增压泵472或关闭(断电)484,则水流通过重力488排出。应当注意的是,与环境气压相比,储存容器432内的内容物的任何压差都可以影响已处理的水通过出口的排放。此外,随着已处理的水480,488的排出,内部压力436可能下降,以打开448溢流装置,以使空气452进入到储存容器中。类似地,当浮阀408打开416从而水流入并流过水处理系统400时,溢流装置可以打开440以从储存容器中排出空气。

图5是根据一些实施例的水处理系统500的简化的系统图。水处理系统500类似于图4的水处理系统400,并且可以被包括在图1a-3d的供水装置100,300中。此外,在一些实施例中,水处理系统500可根据图4的流程图操作。

水处理系统500可连接到外部水源,例如龙头10或水管11,其可被配置成提供未处理的水。更具体地说,联接器/接头12可将水处理系统500的供水管14耦合到龙头10或软管11。供水管线14可以穿过储存容器(例如,图1a-1b,3a-3b,和4的储存容器110,310,和432)的壁511,并进入压敏螺线管(″螺线管″)520。螺线管520可包含第一入口522,第二入口526,第一出口524,和第二出口528。供水管线14可将未处理的水从供水装置10或11输送至螺线管520的第一入口522。未处理的水可通过螺线管520到达第一出口524。从螺线管520的第一出口524,水可以被输送到颗粒物过滤器(pm过滤器)530。

pm过滤器530可以被配置成从未处理的水中去除颗粒。pm过滤器530可以类似于图2a的pm过滤器170和如参考图4被讨论的用于颗粒物过滤420的pm过滤器。更具体地,pm过滤器350可从未处理的水中收集不溶性固体,诸如沙子,土壤颗粒,蔬菜碎屑等,同时允许水继续流过水处理系统500。pm过滤器530可被配置成去除特定尺寸以上的不溶性固体,使得保留在水中的任何不溶性固体对于可使用水处理系统500中的水清洗(包括冲洗等)的运载工具的表面,表面处理,或材料而言可能无关紧要。

水(已过滤的水)可从pm过滤器530输送至反渗透单元(″ro单元″)540。ro单元540可以类似于图2a的ro单元180和参考图4在上文被讨论的用于执行反渗透424的ro单元。ro单元540可被配置成从已过滤的水中去除杂质。ro单元540可从已过滤的水中移走被溶解的可溶性物质,这些物质可能对运载工具的表面,表面处理,或材料有害。作为非限制性示例,ro单元540可被配置成实现的水的导电率/-电阻率不超过10μohm/cm和100kω。更具体地,ro单元540可被配置成实现导电率/-电阻率约为50μohm/cm和50kω。在一些实施例中,已处理的水具有导电率低于12ppm的纯度。

ro单元540可产生废水和净化水。废水可由ro单元540通过废水管542转向以输送到水处理系统500的外部。更具体地,废水管542可在通过储存容器110,310,432的壁511离开之前或之后穿过背压调节器544。在一些实施例中,例如,废水可自废水管542流出546到污水收集系统。在一些实施例中,废水可自废水管542流出546并到地面上。在一些实施例中,废水通过可位于壁511附近的排放管(未示出)离开546。

净化水可被传送到离子交换单元(″ix单元”)550。例如,ix单元550可包括离子交换树脂柱(未示出)。ix单元550可以类似于图2a的ix单元190和用于执行图4的离子交换428的ix单元。ix单元550可以从已过滤的水和净化水去除矿物质。来自ro单元540的净化水仍可含有溶解的矿物质的阳离子和阴离子,其可能对运载工具的表面,表面处理,或材料有害。ix单元550可以用较不可能影响运载工具的表面,表面处理,或材料的阳离子替代(置换)有害阳离子。类似地,ix单元550可以用较不可能影响运载工具的表面,表面处理,或材料的阴离子替代(置换)有害阴离子。在一个实施例中,ix单元550可去除这样的有害阳离子和阴离子。在地球表面标准条件下,净化至该程度的导电率/电阻率的水不太可能形成水渍,并且不太可能影响运载工具的表面或表面处理。

从ix单元550,水(已处理的水)可以被传送到螺线管520的第二入口526,然后传送到螺线管520的第二出口528。从螺线管520的第二出口528,水可以被传送到浮阀560。在图5的实施例中,供水管线14可以通过储存容器110的壁511离开以便在浮阀560的端部处耦合,以便适当地将浮阀560设置在储存容器110的壁511处。浮阀560可以包括浮子562。浮子562可以被配置成响应于储存单元110内储存的已处理的水590的水位592而进行耦接564。随着水位592减小,浮子562可以进行耦接以便打开浮阀560。当浮阀560打开时,水可以循环通过水处理系统500并且已处理的水可以向前移动通过浮阀560,浮阀560可以流体静力地减小供水管线14内的压力,进而使螺线管520允许已处理的水朝向浮阀560流动,并且同时未处理的水朝向pm过滤器530,ro单元540,和ix单元550流动。

在供水管线14穿过储存容器110的壁511的每个位置处,密封组件512可绕供水管线14的圆周设置,以便产生水密密封。

图6是根据一些实施例的示例供水装置600的简化的截面图。在图1a-1c的供水装置100的一些实施例中,可以包括示例供水装置600。在这样的实施例中,图6所描绘的截面图可以沿着图1a的线6截取。而且,与图1a-1c的特征类似的图6的特征用图1a-1c的附图标记表示,其中前导数字增加到″6″。例如,图6中所描绘的实施例包括储存容器610,其在一些方面类似于图1a-1c的储存容器110。因此,以上关于类似标识的特征阐述的相关公开可能不在下文中重复。此外,供水装置100以及300,400,500和图1a-5中所示的相关部件的特定特征可能未被附图中的附图标记示出或标识或者在下面的书面描述中具体讨论。然而,这样的特征可以清楚地与在其他实施例中描绘的和/或关于这样的实施例所描述的特征相同或基本上相同。因此,这些特征的相关描述同样适用于图6中所描绘的供水装置600和相关部件的特征。关于图1a-5中所示的供水装置100,300和水处理系统400,500和相关部件所描述的特征的任何合适的组合以及相同特征的变型可使用于图6的供水装置600和相关部件,反之亦然。本公开的此模式同样适用于后续图(例如,图7和图8)中所描绘的和下文描述的进一步实施例,其中在一些情况下,前导数字可进一步增加。

供水装置600包括储存容器610,颗粒物过滤器(pm过滤器)630,反渗透单元(ro单元)640,和离子交换单元(ix单元)650。pm过滤器630,ro单元640,和ix单元650可以耦合到储存容器610的盖616的下侧。例如,支架632可以围住pm过滤器630的一部分并且经由附接硬件634附连到盖616的下侧。同样地,ro单元640的一部分可以被支架642围住,其可以通过附接硬件634耦合到盖616的下侧。类似地,ix单元650可包括或者具有与其耦合的凸缘652,该凸缘652通过附接硬件634将ix单元640耦合到盖616的下侧。已处理的水690包含在储存容器610中。储存容器610中的已处理的水690的量仅作为示例。

在盖616通过耦链耦合到储存容器610的实施例中,通过打开盖616,可以方便地检修供水装置600的部件(例如,pm过滤器630,ro单元640,ix单元650等),其可以至少部分地从储存容器610取回部件。

应注意,在一些实施例中,盖616的下侧可包括用于pm过滤器630,ro单元640,ix单元650,或其组合的预模制安装件。在这样的实施例中,附接硬件634可以被省略或由盖616的下侧上的预模制配件取代。

图7是根据一些实施例的供水装置700的简化的截面图。供水装置700包括类似于图6的储存容器610,pm过滤器630,ro单元640,和ix单元650的储存容器710,pm过滤器730,ro单元740,和ix单元750。供水装置700包括盖716,其在图7中以部分打开位置示出。尽管供水装置700的盖716,pm过滤器730,ro单元740,和ix单元750不被安装到图7中的盖716的下侧。而是pm过滤器730,ro单元740,和ix单元750被安装到靠近储存容器710的顶部的屏障718。已处理的水790被示出在储存容器710中以供参考。

可以形成屏障718以在储存容器710的顶部限定井720。井720可以被配置成容纳pm过滤器730,ro单元740,和ix单元750的至少一部分。如图7所示,pm过滤器730和ro单元740中的一个或多个可以搁置在和/或固定到屏障718的上表面,位于井720的被配置的部分内。

在一些实施例中,ix单元750可以穿过屏障718内的孔并且耦合到屏障718(例如,经由合适的附接硬件,在屏障718上或在屏障718中的预模制安装件,或其组合)。在诸如图7的实施例的实施例中,屏障718可具有与图1a的柄部117类似的柄部,并且还可被配置成允许搭扣(诸如图1的搭扣115)穿过使得可以容纳锁以固定盖716和屏障718,以防止被,例如,儿童,动物,一阵风等打开。

本公开涵盖了盖716和屏障718的其他配置。例如,盖716的下侧可以,例如,通过模制形状配置成,通过摩擦配合,卡入/卡合模制件等来接收pm过滤器730,ro单元740,和ix单元750。

图8是图7的供水装置700的简化的顶部立体图。如先前所讨论的,供水装置700包括储存容器710,盖716,屏障718,井720,pm过滤器730,ro单元740,和ix单元750。图7还示出了用于盖716和浮阀860的铰链818。

在一些实施例中,pm过滤器730和ix单元750可以包括2英寸(2″)×10英寸(10″)的壳体。在一些实施例中,这些壳体的主体可以穿过屏障718。pm过滤器730和ix单元750的壳体的主体的一部分(例如,约3英寸)可以在屏障718上方延伸到井720中。

在一些实施例中,浮阀860可以容纳在储存容器710内并且以多种配置中的任一种安装到屏障718的侧壁或底部。在一些实施例中,压敏螺线管(例如,螺线管162,520)(未示出)可安装到屏障718的底部或屏障718的顶部,位于井720内。

屏障718可以被配置成防止人(例如,儿童)落入储存容器710,这可能导致人窒息或溺死。因此,屏障718可以包括刚性材料。在一些实施例中,屏障718可以包括至少大体上连续的材料。在一些实施例中,屏障718可以包括刚性网。

图7和8示出了耦合到屏障718而非盖716的pm过滤器730,ro单元740,和ix单元750(与图6中耦合到盖616的类似元件形成对比)。然而,明显的是,在一些实施例中,pm过滤器730,ro单元740,或ix单元750中的一个或多个可耦合到屏障718,并且pm过滤器730,ro单元740,或ix单元750中其他的一个或多个可耦合到盖716。不管pm过滤器730,ro单元740,和ix单元750是否耦合到盖716或屏障718,孔,凹口,或凹槽可在屏障718中形成以根据需要或期望容纳pm过滤器730,ro单元740,和/或ix单元750的几何结构。作为非限制性示例,pm过滤器730,ro单元740,和/或ix单元750可耦合到盖并且竖直向下延伸通过孔或伸入由屏障718限定的凹部中。

类似地,应当理解,在以上对实施例的描述中,出于精简本公开的目的,有时在单个实施例,附图,或其描述中将多种特征组合在一起。然而,本公开的方法不应被解释为反映任何权利要求需要比该权利要求中明确记载的特征更多的特征的意图。而是,如以下权利要求所反映的,创造性方面在于比任何单个前述公开的实施例的所有特征更少的特征的组合。因此,在此具体实施方式之后的权利要求由此被明确地并入该具体实施方式中,其中每个权利要求自身作为单独的实施例。本公开包括独立权利要求及其从属权利要求的所有组合。

图9是根据一些实施例的供水装置900的前立体图。供水装置900包括与上文所讨论的那些类似的供水装置100,300。供水装置100,300包括容纳其中的水处理系统400,500,位于与已处理的水相同的容器内。供水装置900还包括基座单元980。基座单元980被配置成将供水装置100,300提升到地面以上。基座单元980还容纳压力清洗系统,该压力清洗系统包括压力清洗泵982和压力清洗马达984,位于在底座单元980内限定的空腔内。在这样的实施例中,可以不需要增压泵330(图3a),472(图4)来供给外部压力清洗机。在一些实施例中,供水装置100,300包括基座出口,该基座出口被配置成将储存在供水装置100,300中的已处理的水输送至压力清洗泵982和压力水泵984。压力清洗泵982和压力清洗马达984被配置成对已处理的水加压,并将已处理的水输送至供水装置900的出水口990。在基座单元980中包括压力清洗泵982和压力清洗马达984使得供水装置900能够用根据本文公开的实施例的已处理的水提供压力清洗。

在一些实施例中,基座单元980包括在基座单元980的外部的至少一部分上的装饰形状和/或装饰纹理,与如上所述的供水装置100,300的类似或互补。在一些实施例中,基座单元980和供水装置100,300的储存容器可以一起形成一体的单件式单元。在一些实施例中,基座单元980可以是喷射注模成型的,而供水装置100,300的储存容器可以是滚塑成型的。

权利要求中关于特征或元件的术语″第一″不一定暗示存在第二或另外的此类特征或元件。本领域技术人员将显然知道,可以改变上述实施例的细节而不脱离本发明的基本原理。本发明的实施例的专有所有权或特权被要求保护以及定义如下。

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