过滤装置的制造方法
【专利说明】过滤装置
[0001]本发明涉及用于净化液体的过滤装置，且该过滤装置可在家庭环境中用于自来水和家庭所需的其它液体的额外净化。
[0002]—般而言，已知的用于净化液体的槽式(jig-type，夹槽式)的过滤装置的设计包括三个元件:漏斗形式的用于净化水的器皿和夹槽形式的用于过滤后的水的器皿，以及过滤装置，前述二者通过该过滤装置连通。将液体倾倒入用于净化水的器皿，液体在重力作用下流动通过过滤装置，并收集在用于过滤后的水的器皿内。在这种情况下，过滤装置由两个工作区域组成，即上部区域和下部区域。上部工作区域具有盖，盖具有使初始液体进入并抽出空气的开口，下部区域的底部具有至少一个排出净化的液体的出口开口，且通常填充有过滤材料。在这种过滤装置中，通常使用活性炭作为过滤材料。
[0003]已知了以下关于本发明的技术的相关【背景技术】:专利US5049272(MIIK BOlD24/04 ；B01D 24/02 ；C02F 1/28，1991 年 9 月 17 日公开)、专利 US8216465 (Μ Π K BOlD27/02 ；C02F 1/00，2012 年 7 月 10 日公开)、专利 US8101076(Mn K BOlD 27/00 ；C02F1/00，2012年 I 月 24 日公开)、专利 RF2262976(MIIK BOlD 24/10 ；C02F 1/18，2005 年 10月 27 日公开)、专利 RF2410330(Mn K C02F 1/00 ；B01D 27/00，2011 年 I 月 27 日公开)和专利 DE4422709(Mn K A47J31/60 ；B01J 47/00 ；B01J 47/02 ；C02F 1/00 ；C02F 1/42，1996年4月I日公开)。
[0004]从现有技术已知了根据专利US4895648(Mn K BOlD 36/00，BOlD 29/00，C02F1/00，1990年I月23日公开)的具有螺帽(其具有中空管)的过滤模块的设计。过滤模块具有主体和盖或上部工作区域，该上部工作区域由两阶圆锥环形部分组成，其中下阶圆锥环形部分的侧表面上设有一排直的竖直开口用于使初始液体进入，其中盖设有适于具有中空管的帽型附接件的连接部分。具有中空管的附接件具有将其固定在过滤模块的盖的连接部分上的内螺纹。中空管用于畅通无阻地排出积聚在过滤模块的上部部分中的空气，且不会影响初始液体在模块内的分配。
[0005]使用具有相对于轴线布置在中央处的中空管的附接件，以及在盖的下部台阶的侧表面上设置一排不会通过该中空管向模块主体供给部分初始液体的孔，这不会对液体进行均匀软化。此外，在该设计中，未设置用于固定填充物的器件，因此不会抑制溢出的过滤材料颗粒的排出，当用水填充模块时，过滤材料会部分浮起，且在使用期间处于悬浮状态。
[0006]本领域已知了根据专利 US59889424(M Π K C02F 1/28，C02F 1/00，C02F009/00，1999年11月23日公开)的滤筒设计，其由底部带有出口开口的主体、用于固定填充物的器件和盖组成，用于固定填充物的器件布置在主体与盖之间，盖具有用于使初始液体进入的上部狭缝开口和侧面狭缝开口。滤筒盖的内部空间填充有不溶且不可压缩的过滤材料，例如聚丙烯纤维。主体的内部空间填充有颗粒状过滤材料，例如活性炭，其中为了防止填充物被冲走，不溶且不可压缩的过滤材料(例如，聚丙烯纤维)放置在主体底部。
[0007]在使用期间，颗粒状材料是密封的，这使得形成了防止液体流动的空隙。因此，增加水净化的时间，模块边缘处与中央处的过滤材料的高度会出现差值，这会导致水净化质量下降。根据专利US5989424的滤筒设计未提供足以连续过滤的排气口，当向其填充液体时，来自主体的液体会向外推动滤筒，这导致初始液体的过滤时间增加，即降低了模块的过滤能力。盖的填充物并非可软化待过滤液体的材料。
[0008]现有技术已知了根据专利“过滤装置(Filtering device) ”(ΜΠ K BOlD 24/10，C02F 1/18，2010年4月12日公开)的装置的设计。该发明的技术本质与本发明最为接近，因此被选为原型。装置由主体、固定器件和盖组成，主体填充有过滤材料(为化合物的组合物)且底部具有出口开口，固定器件布置在主体与盖之间，盖通过摩擦焊接一起焊接至主体，其中盖的上部部分具有用于抽出空气的开口，以及用于使初始液体进入装置内腔的侧面缝隙开口。
[0009]所描述的发明的缺点之一是待过滤液体的软化令人不满意。所示的侧面盖开口的构造并非分配构造，无法将初始液体足够均匀地进给入过滤装置的盖的内部空间。
[0010]所请求保护的发明旨在改进根据专利US7695615的现有设计。
[0011]本领域已知的具有附属过滤模块的槽式类型的过滤装置在整个使用寿命期间无法均匀地软化液体，这是因为当在模块的使用寿命初期使用这些装置时，对水进行了超级软化(hypersoftening，过度软化)，而在使用寿命的末期时，水根本未经软化。
[0012]所请求保护的本发明旨在解决饮用水硬度增大有关的问题，同时对待过滤水进行净化，除去溶解的铁、机械悬浮物和杂质。目前，世界各地有关水质的最广泛的问题是饮用水增大的硬度。
[0013]使用所请求保护的本发明所实现的目的和技术效果是，创造了一种重力供给的用于净化液体的过滤装置，该过滤装置在整个使用寿命期间可均匀地软化待过滤液体，同时保持其过滤能力。
[0014]使用本发明时，实现了所阐述的目的和技术效果，过滤装置由两个工作区域、至少一个固定器件和至少一个调节元件组成，其中，上部工作区域被构造成具有用于使水进入并抽出空气的开口，在底部具有至少一个出口开口的下部工作区域填充有第一过滤材料，其中，上部工作区域被构造成使得能够在整个使用寿命期间调节待过滤液体的硬度值，上部工作区域为具有内腔的容器形式，该内腔填充有第二过滤材料，该容器具有至少两组形状和尺寸不同的液体流分配器，其中，第一组流分配器的总面积大于第二组流分配器的总面积，且调节元件为至少一个设置在上部工作区域内的导管和固定器件的阀，该阀在液体过滤过程中与导管相互连接，其中，容器由上壁、侧壁和下壁组成，该下壁具有开口和导管，侧壁与下壁连接；其中，导管被构造成使待过滤液体流过第一过滤材料而不与第二过滤材料相互作用，其中，上部工作区域优选通过摩擦焊接方法与下部工作区域连接，或上部工作区域为装置的可移除部分，或上部工作区域与下部工作区域整体形成，其中第一组流分配器为布置在容器上壁上的一组开口和容器侧壁上的一排上部开口，而第二组流分配器为布置在容器侧壁上的位于第一排开口下方的一组开口，第一过滤材料优选包括纤维和颗粒状吸附剂的混合物，其中优选地使用离子交换纤维作为纤维吸附剂，且优选地使用活性炭、离子交换树脂或它们的混合物作为颗粒状吸附剂，且所述活性炭、所述离子交换树脂或它们的混合物占所述颗粒状吸附剂的大部分；其中第二过滤材料优选包括颗粒状吸附剂，优选使用离子交换树脂作为颗粒状吸附剂，优选使用离子交换树脂和活性炭作为颗粒状吸附剂，且所述活性炭、所述离子交换树脂占所述颗粒状吸附剂的大部分，且第二过滤材料的密度优选小于第一过滤材料的密度。
[0015]所提出的本发明的特征的重要性如下。为了实现所阐述的技术结果，即在过滤装置的整个使用寿命期间同时获得经净化和均匀软化的液体，则必须净化所有进行过滤的初始液体，其中通过过滤材料对该液体的大部分进行过滤。装置的上部工作区域的结构性实施方式提供经计算的停留持续时间和上部工作区域中的初始液体的体积，使得在过滤装置的整个使用寿命期间可均匀地软化待过滤液体，其中第一组流分配器的总面积大于第二组流分配器的总面积。
[0016]考虑到原型过滤装置的工作区域填充有第一过滤材料(使用纤维和颗粒材料的混合物)的情况，装置在整个使用寿命期间提供预设液体净化模式。当利用可软化液体且使液体通过材料填充被选择为原型的过滤装置(专利US7695615)的盖时，观察到固定器件的阀存在令人不满意的操作，即增加过滤时间。
[0017]所请求保护的本发明的特征避免了这些缺点，从而实现了所请求保护的技术效果。所请求保护的过滤装置的本质为，装置的上部工作区域的构造，其利用导管以及第一组流分配器和第二组流分配器在装置内分配待过滤液体，从而每单位时间提供预设体积的待过滤液体。
[0018]所请求保护的过滤装置与原型的设计的比较分析表明所请求保护的技术方案与原型不同，并解决了所提出的问题。
[0019]参考附图更详细地解释了本发明的实质，在附图中:
[0020]图1示出了过滤装置的全视图。
[0021]图2示出了通过焊接实现的填充有过滤材料的过滤装置的总体剖面图。
[0022]图3示出了过滤装置的上部工作区域在纵向方向上的总体剖面图。
[0023]图4示出了过滤装置的上部区域的总体底视图。
[0024]图5示出了以单元实现的过滤装置的总体剖面图。
[0025]图6示出了过滤装置的总体顶视图。
[0026]图7示出了过滤装置的总体底视图。
[0027]图8示出了用过滤装置净化液体的槽式类型装置的全视图。
[0028]图9示出了处于特殊外壳内的过滤装置的全视图。
[0029]图10示出了过滤装置的轴测剖面图。
[0030]过滤装置(图1)由上部工作区域I和下部工作区域2组成，其中装置可设有领部(collar)3，其用于提高将装置固定并密封在待过滤液体器皿内的安全性。下部工作区域的壁的形状根据技术确定，且可具有多种构造(图1、图9)。上部工作区域I和下部工作区域2通过例如摩擦焊接(图2)或超声波彼此连接。在使用超声波的情况下，可在工作区域的连接点处设置至少一个导管(图中未示出)，初始液体的至少一部分通过该导管流入下部工作区域2，而不会与第二过滤材料相互作用。