过滤系统的制作方法
【专利摘要】本发明呈现一种具有集成式歧管阀的过滤系统。过滤系统只采用一个枢转元件?歧管的枢转。歧管阀包括用于关于流体源的进入和排出管线的双重对准方案的双孔眼设计。本发明没有下述的多元件式旋转阀：该多元件式旋转阀具有内部可转动零件、或致动元件?如手柄，该致动元件用来启动旋转阀，允许使用者转动其转动元件。在这种设计中可运动元件的减少，降低了失效的可能性，并且提高了过滤系统的可靠性。
【专利说明】过滤系统
[0001 ] 本发明是国际申请日为2012年12月20日、国际申请号为PCT/US2012/070987、中国国家申请号为201280069811.6、发明名称为“过滤系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]总体而言，本发明涉及一些水过滤系统，这些水过滤系统将至少一个过滤筒与歧管相组合，并且更具体地说，本发明涉及一种如下类型的水过滤系统:具有可去除式滤筒，同时在过滤筒更换期间保持水流动。更具体地说，本发明涉及一种家用水过滤系统，这种家用水过滤系统具有过滤筒，这些过滤筒设计为能够没有水溢出地被更换，并且在过滤器更换期间不用移除或停止去往家庭的水流。该水过滤系统设计成通过减少运动元件而提高可靠性，以实现上述属性。
【背景技术】
[0003]作为通过对现有技术参考的证据，已知的是，在水过滤系统中采用阀，以便于过滤筒的去除和置换。如果过滤系统设计成具有旁通特征，其中从源到端点的流体流动在过滤筒更换期间保持不中断，则阀必须能够提供至少两条相异的流动路径。当将过滤筒固定在歧管内、并且将流体从流体源引导到歧管时，第一条路径穿过用于过滤的滤筒，并且从歧管排出到其目的地;在滤筒更换期间、当希望流体停止或者从流体源直接流动到歧管和穿过歧管时，第二条路径将旁路通过或者说“绕过”(被去除的)过滤筒，并且从歧管排出到其目的地。
[0004]此外，总体而言，期望的是，在去除过滤筒期间，将歧管-滤筒接口密封，而避免出现不合期望的泄漏或滴落。期望的是，滤筒的去除是一种简单的过程，这种简单的过程可以由最终使用者(其典型地是未经训练的人员)迅速而又高效地实现。对于这个问题的解决方案一直是未能令人满意的，因为这些期望的功能已经将复杂性引入到过滤系统歧管和滤筒设计中，增大了元件零件的数量，增加了制造成本，并且部分地由于添加了多个运动零件而降低了产品可靠性。
[0005]尽管现有技术已经试图消除这些问题，但在装置中仍然有缺陷，这些缺陷迫切期待另一种解决方案。例如，在2002年10月8日授予Rief等的、标题为“AUTOMATIC-LOCKINGSHUT-OFF VALVE FOR LIQUID SUCT1N SYSTEMS” 的美国专利N0.6,460,564中，讲到一种旋转关闭阀，这种旋转关闭阀具有致动器壳体、基座部件、真空-反应部件、弹簧、及活塞。将致动器壳体附加到与塞子相邻的阀体上，并且形成致动器腔室，该致动器腔室与阀腔室流体连通。在形成致动器腔室的一个端部的位置中，将基座部件附加到致动器壳体上。基座部件也形成:(I)套筒，活塞的一部分穿过该套筒延伸；(2)导向件，它接合活塞的一部分；以及
(3)第一弹簧支座。一旦关闭阀被致动，它就要求通过使复位/超弛杠杆返回到准备位置而手动复位。这种设计是元件密集型的，并且当实现这种旋转阀时没有旁通构造。
[0006]在2011年10月13日为Gale等公开的、标题为“FILTRAT1N SYSTEMS”的美国专利公开文本N0.2011/0247974中，公开了一种过滤系统，这种过滤系统包括过滤歧管和过滤筒。过滤歧管包括支架、用手柄致动的多元件阀、歧管进给端口、及歧管过滤端口。多元件旋转阀由支架保持，并且包括固定部分和旋转部分，该固定部分连结到支架上。重要的是，手柄可操作地连接到阀的旋转部分上，并且包括滤筒提升机构，以在手柄转动时将滤筒提升和固定到歧管上。滤筒提升机构具有凸轮形斜坡或凸轮形凸耳接合特征。手柄可转动到过滤位置和脱开、维修或更换位置。当手柄在脱开位置中时，歧管进给端口由阀阻塞。过滤筒具有外部滤筒表面，该外部滤筒表面具有凸轮形凸耳或凸轮形斜坡中的一者，用来接合提升机构接合特征。
[0007]美国专利公开文本N0.2011/0247974的设计的旋转部分是多元件型设计，该多元件型设计具有两部分式外壳，该两部分式外壳具有第一和第二圆柱形部分。第一圆柱形部分等同于进给通道。第二圆柱形部分等同于过滤通道。第一圆柱形部分和第二圆柱形部分均包括旁通通道的一部分。当旋转部分在锁定位置中时，旁通通道将进给水源流体连接到过滤歧管的过滤出口上。当转动手柄时，阀的旋转部分接合和转动。另外，当转动手柄时，滤筒提升机构接合在过滤筒上的兼容特征，由此将过滤筒升离滤筒支承搁架和将过滤筒拉向过滤歧管。为了将水源脱开和更换滤筒，由手柄致动阀的旋转部分。在滤筒保持在竖向位置中的同时，手柄向上运动。在功能上，这种设计试图提供用于当手柄从向下(过滤)位置运动到向上(维修)位置时的进入水的导流或旁通。
[0008]美国专利公开文本N0.2011/0247974的设计的手柄连结到歧管上，该歧管保持旋转阀。手柄明确地连接到阀的旋转部分的端部上。随着手柄被转动，阀的旋转部分被转动；然而，滤筒始终保持在其构造(过滤)位置中，就是说，在竖向位置中。手柄转动和旋转阀转动不转动过滤筒。
[0009]多元件阀-它具有嵌套在固定部分内的阀的旋转部分并且仅响应分离手柄的转动，要求另外的元件，增加用于制造的另外复杂性，及降低过滤系统的可靠性。此外，关于当手柄被致动(向上运动)时使过滤筒保持在其构造(过滤)位置中，水不是正在过滤-即系统在旁通模式中-的唯一指示是手柄的定位，这可能最终误导或迷惑使用者，使他们认为仍然正在进行水过滤。
[0010]在2009年 9 月24 日为 Eserkaln 等公开的、标题为“MODULAR DRINKING WATERFILTRAT1N SYSTEM WITH LOCKING ARRANGEMENT TO ASSURE FILTER CARTRIDGECOMPATIBILITY”的美国专利公开文本N0.2009/0236271中，讲到一种模块式过滤系统，这种模块式过滤系统使用可更换式过滤筒，该过滤筒包括锁定装置，以防止流动控制阀主轴在过滤头中的转动。锁定装置包括:用弹簧偏置的锁定销，其承载在过滤头上；以及相匹配的解锁销，在过滤筒上，以通过中间适配器环而操作，该中间适配器环设置在组件上，以与锁定和解锁销的位置相匹配。阀主轴布置在外部壳体上，用于在过滤本体轴线上在流动和非流动位置之间的往复旋转运动，借此提供外部壳体进口开口和出口开口与滤筒进口和出口的连接和脱开。过滤筒的转动将主轴(旋转阀的形式)从非流动位置转动到流动位置。为了去除过滤筒，使滤筒在相反方向上旋转，使主轴在同一方向上转动以将阀关闭。水流动通过这个动作而停止、不旁通。主轴是与歧管分离和相异的另外可运动元件。
[0011]在2006年6月6日授予Stankowksi等的、标题为 “DISPOSABLE FLUID SEPARAT1NDEVICE AND MANIFOLD ASSEMBLY DESIGN WITH EASY CHANGE-OUT FEATURE” 的美国专利N0.7，056 ,436;以及在2001年2月27日授予Magnus s on等的、标题为“DRIPLE SSPURIFICAT1N MANIFOLD AND CARTRIDGE” 的美国专利N0.6，193,884中，讲到在去除过滤筒时其它水停止设计。在这两种设计中，水流动在滤筒去除期间都停止;然而，没有旁通特征。
【发明内容】
[0012]考虑到现有技术的问题和缺陷，本发明的一个目的是提供一种水过滤系统，这种水过滤系统具有可转动的可去除式滤筒，该滤筒在过滤筒更换期间维持水流动。
[0013]本发明的另一个目的是提供一种家用水过滤系统，其中，过滤筒设计为能够没有水溢出地被去除，并且在过滤器更换期间无需停止通往家庭的水流。
[0014]本发明的再一个目的是提供一种家用水过滤系统，这种家用水过滤系统包括无滴落过滤筒更换设计，该无滴落过滤筒更换设计使运动零件最少，并且在滤筒更换期间将水流动改向。
[0015]本发明的又一个目的是提供一种水过滤系统，这种水过滤系统消除多元件旋转阀和对于致动手柄的需要。
[0016]借助于阅读说明书，本发明的其它目的将部分地显明，并且将部分地明晰。
[0017]本领域的技术人员将明晰的以上和其它目的在本发明中实现，本发明涉及一种具有过滤模式和旁通模式的过滤系统，这种过滤系统包括:过滤筒组件，其包括过滤介质、储液槽、过滤帽、紧固件、及进入端口和排出端口，该进入端口和排出端口从过滤帽延伸，并且与过滤介质流体连通;安装支架，其具有左侧和右侧，该左侧和右侧具有相应左流体端口和右流体端口，流体端口与歧管以及外部流体管线流体连通，安装支架支承过滤筒组件和歧管;歧管与过滤筒组件以及安装支架的流体端口流体连通，歧管包括在左侧上的至少第一孔眼和第二孔眼、和在右侧上的相应的至少第一孔眼和第二孔眼，当过滤系统在过滤模式中时，歧管左侧和右侧的第一孔眼分别与过滤筒组件的进入端口和排出端口流体连通、并且与安装支架的流体端口流体连通，从而使流体流动贯穿过滤筒组件，当过滤系统在旁通模式中时，歧管左侧和右侧的第二孔眼与安装支架的流体端口流体连通，从而使流体流动绕过过滤筒组件。
[0018]过滤系统包括的歧管可枢转地连接至安装支架，从而当歧管相对于安装支架枢转到第一位置时，过滤系统处于过滤模式中，并且当歧管相对于安装支架枢转到第二位置时，过滤系统处于旁通模式中。
[0019]在歧管左侧上的至少第一孔眼和第二孔眼可以彼此相邻，并且在歧管右侧上的至少第一孔眼和第二孔眼可以彼此相邻。周边弹性密封件可以分别绕在歧管左侧和右侧上的至少第一孔眼和第二孔眼固定。
[0020]在歧管左侧和右侧上的第一孔眼沿竖向的定位优选地分别高于第二孔眼，从而当过滤筒组件的纵向轴线是竖向的，并且歧管枢转到第一位置时，第一孔眼与安装支架的左流体端口和右流体端口流体连通，从而使过滤系统处于过滤模式中，并且从而当过滤筒组件的纵向轴线转动离开竖向，并且歧管枢转到第二位置时，第二孔眼与安装支架的左流体端口和右流体端口流体连通，从而使过滤系统处于旁通模式中。
[0021]相邻第一孔眼和第二孔眼可以包括肾形外部边界。
[0022]过滤系统还可以包括:在安装支架的左侧和右侧上的弯曲支承突出部分；以及在储液槽上的至少一个滤筒凸起。当将过滤系统置于过滤模式中时，安装支架的弯曲支承突出部分优选地与至少一个滤筒凸起可滑动地接触。
[0023]歧管可以至少包括左枢轴凸起和右枢轴凸起，该左枢轴凸起和右枢轴凸起与在安装支架左侧和右侧上的相应左枢轴凸起接纳器和右枢轴凸起接纳器可转动地接触。
[0024]过滤系统可以包括在歧管和安装支架上的至少一个导向导轨-台肩螺栓组合，该组合用来将歧管与安装支架可滑动地匹配，至少一个导向导轨将歧管导向成从第一位置枢转到第二位置。
[0025]可以采用过滤盖，该过滤盖具有过滤盖的顶部表面和过滤盖的底部表面，该过滤盖的顶部表面与歧管相邻并且相接触，该过滤盖的底部表面与过滤帽的顶部表面相邻并且相接触。过滤盖可以包括至少一个肋或凹槽，该至少一个肋或凹槽形成在或者连结到过滤盖的底部表面上，并且过滤帽包括至少一个对应凹槽或肋，该至少一个对应凹槽或肋形成在或者连结到过滤帽的顶部表面上，从而过滤盖的底部表面通过将少一个肋和凹槽分别匹配而邻接过滤帽的顶部表面。
[0026]过滤盖可以包括至少一种伸出形状或嵌入形状，该至少一种伸出形状或嵌入形状形成在或者连结到过滤盖的底部表面上，并且过滤帽可以包括至少一种相应的嵌入形状或伸出形状，该至少一种相应的嵌入形状或伸出形状形成在或者连结到过滤帽的顶部表面上，从而过滤盖的底部表面通过将至少一种伸出和嵌入形状分别匹配而邻接过滤帽的顶部表面。
[0027]过滤盖也可以包括至少一个肋或凹槽，该至少一个肋或凹槽形成在或者连结到过滤盖的顶部表面上，并且歧管具有底部表面，该底部表面包括至少一个对应凹槽或肋，该至少一个对应凹槽或肋形成在或者连结到歧管的底部表面上，从而过滤盖的顶部表面通过将少一个肋和凹槽分别匹配而邻接歧管的底部表面。
[0028]在第二方面，本发明涉及一种用于过滤系统的歧管，这种歧管包括:阀，其包括在歧管的左侧上的第一孔眼和第二孔眼、和在歧管的右侧上的相应的第一孔眼和第二孔眼，在歧管左侧上的第一孔眼和第二孔眼彼此相邻，并且在歧管右侧上的第一孔眼和第二孔眼彼此相邻，在歧管左侧和右侧上的第一孔眼沿竖向的定位分别高于第二孔眼，从而当歧管枢转到第一位置时，第一孔眼与安装支架的左流体端口和右流体端口流体连通，并且当歧管枢转到第二位置时，第二孔眼与安装支架的左流体端口和右流体端口流体连通；以及至少一根枢轴，其用以为歧管提供相对于安装支架的可枢转转动。
[0029]枢轴可以包括在歧管上的至少一个枢轴凸起或枢轴凸起接纳器，该至少一个枢轴凸起或枢轴凸起接纳器与在安装支架上的至少一个互补枢轴凸起接纳器或枢轴凸起可转动地接触。可选择地，枢轴可以包括在歧管上的至少一个枢轴销或接纳枢轴销的孔眼，该至少一个枢轴销或接纳枢轴销的孔眼与在安装支架上的至少一个互补孔眼或枢轴销可转动地接触。
[0030]歧管可以具有歧管的底部表面，该歧管的底部表面包括多个肋或凹槽，这些肋或凹槽与嵌在过滤盖的顶部表面内的多个互补凹槽或肋相匹配。
[0031]在第三方面，本发明涉及一种用来固定过滤筒组件的歧管-安装支架组合体，该组合体包括歧管和安装支架，该歧管包括:阀，其包括在歧管的左侧上的第一孔眼和第二孔目艮、和在歧管的右侧上的相应的第一孔眼和第二孔眼，在歧管左侧上的第一孔眼和第二孔眼彼此相邻，并且在歧管右侧上的第一孔眼和第二孔眼彼此相邻，在歧管左侧和右侧上的第一孔眼沿竖向的定位分别高于第二孔眼，从而当歧管枢转到第一位置时，第一孔眼与安装支架的左流体端口和右流体端口流体连通，并且当歧管枢转到第二位置时，第二孔眼与安装支架的左流体端口和右流体端口流体连通;至少一个枢轴凸起或枢轴凸起接纳器；以及至少一个台肩螺栓或导向导轨，该安装支架包括:至少一个枢轴凸起接纳器或枢轴凸起，其与在歧管上的至少一个互补枢轴凸起或枢轴凸起接纳器可转动地接触，其用以为歧管提供可枢转转动；至少一个导向导轨或台肩螺栓，其与在歧管上的至少一个互补台肩螺栓或导向导轨可滑动地接触，用来可滑动地将歧管配合到安装支架上，至少一个导向导轨将歧管导向成从第一位置枢转到第二位置。
[0032 ]在第四方面，本发明涉及一种可更换式过滤器，这种可更换式过滤器包括:过滤介质；过滤帽，其包括至少一个识别凹槽、肋、伸出形状、或嵌入形状，该至少一个识别凹槽、肋、伸出形状、或嵌入形状形成在或者连结到过滤帽的顶部表面上，从而具有至少一个互补肋、凹槽、嵌入形状、或伸出形状的过滤盖通过将至少一个肋、凹槽、伸出形状、或嵌入形状匹配而邻接过滤帽的顶部表面;紧固件；以及进入端口和排出端口，其从过滤帽延伸，并且与过滤介质流体连通。
[0033]在第五方面，本发明涉及一种可更换式过滤器，这种可更换式过滤器包括:过滤介质;过滤帽；紧固件;进入端口和排出端口，其从过滤帽延伸，并且与过滤介质流体连通；以及弹性过滤袋，其包围过滤介质，该过滤袋具有孔眼，以提供渗透性和减压性能。
【附图说明】
[0034]相信是新颖的本发明的特征和本发明的元素特性详细地在所附的权利要求书中陈述。特征仅用于说明目的，并且没有按比例画出。然而，本发明本身就组织和操作方法而论都可以通过参考随后的、联系附图所做的详细描述而被更好地理解，在附图中:
[0035]图1是水过滤系统的分解立体图，该水过滤系统具有歧管阀，该歧管阀具有集成式旁通特征。
[0036]图2是在图1中所示的歧管的立体图。
[0037]图3是图2的歧管的左视图。
[0038]图4描绘的是本发明的过滤系统的一个优选实施例，该过滤系统配置在过滤模式中。
[0039]图5是图1的右安装支架的前视图。
[0040]图6描绘的是图5的右安装支架的内部正面。
[0041]图7A描绘的是当过滤系统在过滤模式中时过滤筒组件的定位。
[0042]图7B描绘的是当过滤系统在维修模式中时过滤筒组件的定位。
[0043]图8是过滤系统的上部部分的横截面、部分透明图。
[0044]图9A是分解图，表明当过滤筒组件在过滤模式中时右安装支架的流体端口与集成式歧管阀的过滤端口的对准。
[0045]图9B是分解图，表明当过滤筒组件在维修模式中时右安装支架的流体端口与集成式歧管阀的旁通端口的对准。
[0046]图10描绘的是歧管在各安装支架之间的放置、和枢转动作的定位的立体图，关于该枢转动作，歧管相对于各安装支架而转动。
[0047]图11描绘的是使过滤介质装在过滤袋中的情况下过滤筒组件的一部分的分解图，该过滤介质和过滤袋都可插入在过滤储液槽中。
[0048]图12描绘的是过滤袋的顶部部分的分解侧视图。
[0049]图13描绘的是可更换式过滤组件50。
[0050]图14描绘的是过滤帽的顶部表面、和过滤盖的底部表面，该过滤帽的顶部表面具有伸出肋和伸出形状，该过滤盖的底部表面具有与过滤帽的肋相对应的凹槽、和与过滤帽的伸出形状相对应的伸出形状。
【具体实施方式】
[0051]在描述本发明的优选实施例时，这里将对附图的图1-14进行参考，在这些附图中，类似附图标记表示本发明的类似特征。
[0052]当前，为了更换在整个家用过滤系统中的过滤器，消费者必须切断到整个住宅的水。水必须从下游管、或另一个阀排出，该另一个阀刚好布置在必须切断过滤系统之后。一旦过滤系统已经与水源隔离，就常常使用专用工具去除壳体，该壳体包围过滤器。在将新过滤器放回到壳体中之前，必须将旧过滤器与在储液槽中的任何沉积物一道从壳体去除。一旦已经清洁壳体，就将新过滤器放置到壳体中。然后将壳体手动地固定到歧管上。再次接通全部水阀，以确认适当组装。因为水管线很可能被排空，所以在水管线中可能有过量空气，这些过量空气必须压出。
[0053]本发明涉及一种家用水过滤系统，这种家用水过滤系统容纳可更换式过滤筒。过滤系统一般放置在水管线上在到家庭中的进口上，以便对整个家庭进行水过滤。期望的是，方便地进行过滤筒的去除和更换，而不用去除水源或停止到住宅的水流动。优选实施例强调元件的最少使用，这些元件包括单件歧管阀，该单件歧管阀可以与歧管是整体的，通过滤筒本身的运动而被致动，并且不要求操作另外的元件，如手柄或旋转阀。
[0054]图1是水过滤系统的分解立体图，该水过滤系统具有本发明的歧管阀特征。水过滤系统包括过滤筒组件10。过滤筒组件10是适于维持压力的容器，并且包括储液槽2、可更换式过滤器50、夹具或卡箍带条17、及过滤盖4，全部都由夹具17固定。可更换式过滤器50是组件，最终使用者将按要求更换该组件。这个组件包括:过滤介质I，例如碳块，由过滤袋8包围；过滤帽3;以及各种相关联的O形圈7。进入端口5和排出端口6从过滤帽3延伸，并且彼此流体连通并且与歧管20流体连通。夹具或卡箍带条17将可更换式过滤器50固定到过滤盖4和储液槽2上。可更换式过滤器50在图13A中描绘。图13B是可更换式过滤器50的分解图。歧管20相对于左安装支架21和右安装支架22绕左枢轴凸起和右枢轴凸起18是可转动的，这些左枢轴凸起和右枢轴凸起18可转动地与安装支架21、22匹配。歧管20优选地是单件回转元件，该单件回转元件绕枢轴凸起18是可转动的。枢轴凸起18优选地由枢轴凸起接纳器支承在安装支架21、22中，这些枢轴凸起接纳器优选地是圆柱形凹陷。在一个可选择实施例中，枢轴凸起可以用至少一个枢轴销代替，并且枢轴凸起接纳器可以用孔眼或通孔代替。可以采用这些和其它枢轴构造，以保证歧管能够相对于各安装支架枢转。
[0055]双孔眼阀12形成在可枢转歧管20上。这种双孔眼设计消除对多元件旋转阀的需要，该多元件旋转阀否则将采用可转动零件。此外，由于只有歧管20需要枢转以将流体流动改向，所以不再需要任何用以致动阀的另外元件(如手柄)。借助于直接固定到歧管20上的过滤筒组件10，该设计允许最终使用者简单地将滤筒升高，远离竖向，这使歧管20绕枢轴凸起18枢转。这种作用将整体双孔眼阀12重新定位，并且将进入流体从双孔眼中的一个孔眼改向到另一个孔眼，而在设计中无需内部可转动元件，并且无需作用在内部可转动元件上的致动手柄。
[0056]过滤筒组件10由左和右安装支架21、22固定到歧管20上。安装支架21、22将左侧滤筒凸起9和右侧凸起(未示出)固定在储液槽2的顶部部分上。每个双孔眼集成式歧管阀12由弹性密封件14限定轮廓，以防止在重新定位期间的流体泄漏。进入端口5和排出端口6在歧管20的相应两侧上对准，以依据流体流动的希望方向与歧管阀12的相应端口流体连通。
[0057]图2是歧管20的立体图。双孔眼集成式阀12构造成两个分离和相异的上部和下部流体端口:过滤端口 15a和旁通端口 15b，该过滤端口 15a和旁通端口 15b当过滤系统在过滤模式中时，用来在一个方向上将水流动引导到过滤筒组件10和从过滤筒组件10引导水流动，并且当过滤系统在维修模式中时，引导水流动在分离可选择方向上绕过(或者说旁路通过)过滤筒组件10。在优选实施例中，这些双孔眼12的组合几何形状形成肾形形状，但不限于任何特定几何形状。它们也优选地彼此相邻，由薄壁分离，以允许在最小泄漏的情况下使流体流动快速地改向；然而，各孔眼也可以间隔开，条件是在流体流动从一个端口到另一个端口的转换期间不允许泄漏。双孔眼形成在歧管20上，并且优选地与歧管20成整体。如下文更详细地论述的那样，当过滤筒组件10向上并且远离竖向而枢转时，进入和排出管线的对准直接彼此连接，从而流体绕过过滤筒组件1，并且直接没有过滤地流动到家中。
[0058]图3是歧管20的左视图。螺纹孔19形成在歧管上的三个位置处。螺纹孔19固定台肩螺栓32(参照图4)，这些台肩螺栓32可滑动地连结到在安装支架21、22中的弧形导向导轨210a、b、c上。歧管20的底部表面23邻接过滤筒组件10。
[0059]图4描绘的是本发明的过滤系统的一个优选实施例，该过滤系统配置在过滤模式中。安装支架21、22包括后侧平表面240，该后侧平表面240具有用来将过滤系统连结到墙壁或其它外部安装表面上的通孔。在过滤模式期间，过滤筒组件10的纵向轴线对准成，与安装支架21、22的后侧表面240的平面相平行。按这种方式，当安装支架21、22典型地连结到墙壁或其它竖向支承表面上时，过滤筒组件10在过滤模式中是大致竖向的。台肩螺栓32在每个导向导轨210a、b、c的一个端部处示出。
[0060]图5是右安装支架22的前视图。安装支架21、22可以由分立元件形成。在一个优选实施例中，安装支架具有单件、整体构造，但可以用在多元件设计中。流体端口224横向向外延伸，用于连接到外部流体管线(未示出)上。弯曲支承突出部分222形成在安装支架21、22的下部部分上。突出部分222支承滤筒凸起9，这些滤筒凸起9部分地由于过滤筒组件10和在滤筒中残余流体的重量，承受向下力，并且当过滤系统在过滤模式中时承受流体压力。突出部分222按限定半径弯曲，以允许当将转动过滤筒组件10自由地转动到用于过滤模式的位置中时与滤筒凸起9的恒定接触。当在过滤模式中时，突出部分222的弹性允许过滤筒组件10的妥帖配合。当将过滤系统投入维修模式中时，过滤筒组件10转动得远离竖向轴线，远离安装支架21、22，直到滤筒凸起9避开相应安装支架21、22的每个突出部分222。在这时，可以将滤筒拉离歧管20，并且可以更换可更换式过滤器50。
[0061]图6描绘的是右安装支架22的内部正面。按类似样式，左安装支架21与右安装支架22相同地形成，具有对称颠倒特征。安装支架21、22包括至少一个弧形导向导轨，并且优选地包括三个弧形导向导轨21 Oa、b、c，这三个弧形导向导轨21 Oa、b、c优选地是整体形成的槽口。弧形导向导轨210a、b、c滑动地接纳相应台肩螺栓32，这些台肩螺栓32连结在歧管20的每一侧上。导向导轨210a、b、c允许歧管20滑动地从竖向位置(在该竖向位置中，底部表面23与过滤筒组件10的纵向轴线相垂直，如图4所示)枢转到以一定角度离开竖向。导向导轨210a、b、c在歧管20的转动期间提供结构支承，并且保证歧管20的转动停止点被限定、并且与将过滤筒组件10放置在过滤模式或维修模式中相一致。
[0062]图7A和7B描绘的是当过滤系统在过滤模式中时(图7A)、和当过滤系统在维修模式中时(图7B)过滤筒10的定位。在图7A中，过滤筒组件10的纵向轴线与竖向轴线40共线。在图7B中，过滤筒组件10转动成离开竖向轴线40大约角度Θ，从而凸起9避开突出部分222，以允许滤筒去除。在这个位置中，对于最终使用者而言显然可知的是，系统在旁通模式中，因为过滤筒组件10不再是竖向的。
[0063]图8是过滤系统的上部部分的横截面、部分透明图。描绘了右安装支架22的内部，以表示对于过滤筒组件10的进入端口5的流体连接。在这个图中，除圆形流体端口28之外，安装支架21基本上全部都是透明的，该圆形流体端口 28与外部流体管线流体连通。除双孔眼阀12之外从这个图中去除的是歧管20，以便表示流体端口28与进入端口5的对准。按类似对准样式，在进入端口 5后面是排出端口 6 (未示出)，该排出端口 6与在右安装支架22上的肾形阀12的上部端口 15a对准。当在这个位置中时，过滤筒组件10在过滤模式中。过滤筒组件10的进入端口和排出端口 5、6是竖向的，并且与歧管阀12的上部端口 15a、以及在安装支架21、22上的流体端口 28 二者都流体连通。
[0064]图9A和9B代表分解图，示出了当过滤筒组件10在过滤模式中时(图9A)、和当它在维修模式中时(图9B)右安装支架22的流体端口 28与歧管20的双孔眼集成式歧管阀12的对准。对准线100表示歧管阀12相对于流体端口 28的相对放置。流体端口 28或者为了过滤目的而与歧管阀12的上部端口 15a流体连通，或者为了维修目的而与歧管阀12的下部部分15b流体连通。当在维修模式中时，歧管20向上枢转，如在图9B中描绘的那样，转动离开竖向轴线。歧管20的台肩螺栓32滑动地定位在安装支架22的弧形导向导轨2 1a、b、c内，并且由它们导向。流体流动从歧管阀12的上部(过滤)端口 15a改向到歧管阀12的下部(旁通)端口 15b，而由于弹性密封件14的属性，没有任何泄漏，该弹性密封件14将歧管阀12的上部和下部部分15a、b的周边密封。歧管20的单一转动运动使歧管阀12的上部端口 15a相对于流体端口 28移动，就是说，歧管20的枢转使歧管阀12相对于在安装支架21、22上的流体端口 28运动。安装支架21、22不转动。歧管是过滤系统的唯一转动元件，负责将流体流动改向。作为后果，本发明的旁通特征没有内部运动零件，唯一枢转运动是歧管本身的运动。没有旋转阀。因此，不要求致动旋转阀所需的任何另外元件，如手柄。在本发明中，没有用手柄支配的内部可转动元件。由于过滤筒组件10连结到歧管20上，所以将系统投入到维修模式中的歧管20的转动通过简单地将过滤筒组件10向上运动可以容易地启动，从而歧管20如图7B所示。这具有的额外益处是能够向使用者发出如下信号:滤筒准备好可被更换，因为它不再处于竖向操作位置。
[0065]在图9A的对准定位中，过滤系统在过滤模式中，并且来自流体源的流体转向成，穿过流体端口 28，穿过在歧管20的一侧上的歧管阀端口 12的上部过滤端口 15a，在继续其穿过过滤筒排出端口返回的路径之前到过滤筒组件10(未示出)，到在歧管20的相对侧上的歧管阀端口 12的对应上部过滤端口 15a，然后进入家中。
[0066]内装旁通特征允许在滤筒更换期间，流体未过滤地流到家中。在过滤筒组件10更换之后，人们简单地将滤筒枢转回竖向位置，这将歧管阀12的上部过滤端口 15a与流体端口28重新对准。这种新对准将过滤系统放回过滤模式中。
[0067]图10描绘的是歧管20在安装支架21、22之间的放置、以及枢轴凸起18的定位的立体图，歧管20绕这些枢轴凸起18转动。唯一运动零件是枢转歧管20，这显著地提高过滤系统的可靠性，并且方便制造。
[0068]本发明的过滤系统的优点是在过滤器与壳体之间的连接、和更换过滤器的容易(不需要用于切断水阀或打开壳体的工具)。
[0069]重要的是，集成式歧管阀具体地设计成是双孔眼阀，如所公开的优选肾形实施例，尽管其它双孔眼构造是可能的。双孔眼设计便于在转动之后流体流动从过滤位置到更换位置的转动切断和改向。周边密封件14保证，在转换期间，当流体首先流到双孔眼(旋转)阀中的一个孔眼中并且然后改向流到另一个孔眼中时，没有泄漏。因而，按这种方式实现流体流动的无滴落、快速改向。这种双孔眼设计的各孔眼的相邻位置有利于借助于孔眼的简单枢转实现流体改向的无缝、无滴落转换。
[0070]在一些实施例中，过滤筒组件10包括柔性可透过过滤袋8，该柔性可透过过滤袋8包围过滤介质I。这种柔性材料优选地由聚乙烯等制成。图11描绘的是过滤筒组件10的一部分的分解图，所示的过滤介质I装在过滤袋8中，该过滤介质I和过滤袋8都可插入在过滤储液槽2内。图12描绘的是过滤袋8的顶部部分的分解侧视图。孔眼或通气孔29形成在过滤袋8上，布置在顶部附近，使过滤袋8是可透过的，并且保证在过滤系统的操作期间的有限流体和气体流动。借助于使过滤袋是可透过的，当去除和更换过滤筒组件时，孔眼29允许减压。这些孔眼在储液槽2的顶部的高放置也限制淤积物的量，这些淤积物否则将收集在储液槽2的底部处。如果不使过滤袋8通过相关联的孔眼29而成为是可透过的，则过滤袋8的加压可能要求过滤储液槽2的刚性，以保证过滤袋的结构完整性，因为过滤袋8的弹性性质可能使它在没有储液槽2的支承的情况下在压力下显著地膨胀。孔眼29保证，这种不合期望的膨胀将不会发生。在没有孔眼29的情况下，当更换过滤器50时，过滤袋8可能关于储液槽2的内部建立真空，使得难以容易地抽取。
[0071]过滤筒组件10的建造包括将过滤帽压到碳块(过滤介质I)上。过滤袋8然后优选地摩擦焊接到过滤帽上，尽管可以采用在业内的其它连结装置。然后将密封O形圈7放置在过滤帽上。过滤袋8和过滤帽3两者优选地由HDPE材料制成。过滤帽3优选地比过滤袋8厚，以增加强度。过滤帽3可由聚丙烯(稍硬材料)制成，并且仍然产生良好摩擦焊缝。图13描绘的是本发明的可更换式过滤器50，该可更换式过滤器50包括过滤介质1、过滤袋8、及过滤帽3。
[0072]为了适应各种使用者环境-其中对于特定用途可能要求不同过滤器、并且一种过滤器类型用另一种过滤器类型的更换是不合期望的，在本发明的一个实施例中，过滤帽3的顶部表面和过滤盖4的邻接底部表面可以包括:多个肋，在过滤帽的顶部表面和/或过滤盖的底部表面上方延伸；以及多个对应凹槽，嵌在过滤帽的顶部表面和/或过滤盖的底部表面内，用来接纳肋。肋和对应凹槽的任何组合将容许唯一特定过滤帽与对应过滤盖的匹配，因而禁止不合期望的过滤器更换。除肋/凹槽匹配结构之外，在另一个实施例中，可以采用伸出和嵌入形状，以完成相同的更换过滤器识别功能。肋/凹槽匹配结构和伸出/嵌入形状匹配结构可以单独或组合地使用。作为说明性例子，图14描绘的是过滤帽3的顶部表面、和过滤盖4的底部表面，该过滤帽3的顶部表面具有伸出肋34和伸出形状35，该过滤盖4的底部表面具有与肋34相对应的凹槽37、和与伸出形状35相对应的嵌入形状38。
[0073]在一个可选择实施例中，过滤盖4的顶部表面和歧管20的邻接底部侧可以包括:多个肋，在过滤盖的顶部表面和/或歧管底部侧表面上方延伸；以及多个对应凹槽，嵌在过滤盖的顶部表面和/或歧管底部侧表面内，用来接纳肋。肋和对应凹槽的任何组合将容许唯一特定过滤盖与对应歧管的匹配，因而禁止不合期望的过滤筒组件更换。按与过滤帽/过滤盖识别方案相似的方式，在另一个实施例中，伸出和嵌入形状可以用在过滤盖的顶部表面/歧管底部侧表面上，以完成相同的更换过滤器识别功能。肋/凹槽匹配结构和伸出/嵌入形状匹配结构可以单独或组合地使用。
[0074]本发明呈现一种具有集成式歧管阀12的过滤系统。该过滤系统仅采用一个可枢转元件-歧管20的枢转。歧管阀12包括用于关于流体源的进入和排出管线的双重对准方案的双孔眼设计。重要的是，本发明无需下述这样的多元件型旋转阀:该多元件型旋转阀具有内部可转动零件、或致动元件-如手柄，该致动元件用来启动旋转阀，允许使用者转动其转动元件。在这种设计中可运动元件的减少，降低了失效的可能性，并且提高了过滤系统的可靠性。
[0075]尽管联系具体优选实施例，已经具体地描述了本发明，但显然的是，多种可选择例、修改及变更对于本领域的技术人员鉴于以上描述将是显明的。因此预期到的是，所附的权利要求书将包容任何落在本发明的真实范围和精神内的这样的可选择例、修改及变更。
【主权项】
1.一种过滤筒，其包括: 过滤介质； 过滤储液槽；以及 过滤帽，其固定地连结至所述过滤介质，所述过滤帽具有顶部表面，所述顶部表面包括形成在或者连结到所述过滤帽的顶部表面上的至少一个识别凹槽、肋、伸出形状、嵌入形状或其任何组合，用以与具有互补匹配底部表面的过滤盖相匹配。2.根据权利要求1所述的过滤筒，其中，所述过滤盖包括底部肋、凹槽、伸出形状、嵌入形状或其任何组合，所述底部肋、凹槽、伸出形状、嵌入形状或其任何组合与所述过滤帽的顶部表面互补，并且通过从所述过滤盖的所述底部表面将所述至少一个肋、凹槽、伸出形状或嵌入形状匹配到所述过滤帽的顶部表面而邻接所述过滤帽的所述顶部表面。3.根据权利要求1所述的过滤筒，其包括以防水密封形式包围所述过滤介质并且能够插入到储液槽中的弹性过滤筒罩。4.根据权利要求1所述的过滤筒，其包括弹性过滤筒罩，所述弹性过滤筒罩包围所述过滤介质，并且能够插入到储液槽中，所述过滤筒罩包括至少一个孔眼，以提供渗透性和减压性能。5.根据权利要求4所述的过滤筒，其中，所述弹性过滤筒罩固定至所述过滤帽。6.根据权利要求1所述的过滤筒，其中，所述过滤帽包括进入端口和排出端口，其从所述过滤帽的顶部表面延伸，并且与所述过滤介质流体连通。7.—种过滤筒组件，其包括: 储液槽，其用于维持压力； 过滤介质，其能被插入所述储液槽中； 过滤帽，所述过滤帽固定地连结至所述过滤介质，所述过滤帽具有顶部表面，所述顶部表面包括形成在或者连结到所述过滤帽的顶部表面上的至少一个识别凹槽、肋、伸出形状、嵌入形状或其任何组合； 过滤盖，其底部具有的互补的肋、凹槽、嵌入形状、伸出形状或任何组合与所述过滤帽的顶部表面互补，通过将所述至少一个互补的肋、凹槽、伸出形状、或嵌入形状从所述过滤盖的底部表面匹配到所述过滤帽的顶部表面而邻接所述过滤帽的所述顶部表面;以及 夹具，其用以将所述储液槽固定至所述过滤盖，所述夹具沿周边包围所述过滤盖以及所述储液槽。8.根据权利要求7所述的过滤筒组件，其中所述夹具是卡箍带条。9.根据权利要求7所述的过滤筒，其包括弹性过滤筒罩，所述弹性过滤筒罩包围所述过滤介质，并且固定至所述过滤帽。10.根据权利要求9所述的过滤筒，其中，所述弹性过滤筒罩包括至少一个孔眼。11.根据权利要求7所述的过滤筒，其中，所述过滤帽包括进入端口和排出端口，其从所述过滤帽的顶部表面延伸，并且与所述过滤介质流体连通。12.根据权利要求7所述的过滤筒，其包括在所述储液槽上的至少一个凸起，用于将所述储液槽固定至歧管。
【文档编号】B01D35/30GK105920912SQ201610367929
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2012年12月20日
【发明人】M·J·舍尔曼, D·T·巴尔德韦尔, L·福伊克斯, S·K·威尔逊, S·J·哈恩, E·R·克利姆佩尔, J·博耶拉尔森, S·胡达, D·W·费舍尔, F·A·布里加诺
【申请人】Kx技术有限公司