专利名称：饮用水容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于净化液体(尤其是水)的方法、装置以及系统。
背景技术：
已公知用于过滤液体(尤其是用于过滤水以获得饮用水)的过滤装置和方法。例示为美国专利No. 789，968和No. 1，090, 283.这种过滤装置通常容纳有带反应物的过滤介质，过滤介质能够去除被过滤的水中的有害物质或其它不期望的物质。WO 2004/071961公开了一种水处理装置和用于处理水的方法。所述装置包括集水室和过滤室，该过滤室包括一组反应物，所述反应物包括聚阳离子、聚阴离子以及可选的其他组分。所述过滤器包括插设于彼此之间的空间中的向上延伸的圆形壁和向下延伸的圆形壁。水借助于重力流过过滤器。WO 2005/092798公开了另一种水过滤装置和方法。
发明内容
根据本发明，提供了一种新颖的净化系统，该净化系统用于过滤在重力作用下流动的液体，本文有时也称作“液体过滤器”或“过滤器”。根据本发明的优选实施方式，所述液体为水。本发明提供一种液体净化系统，该液体净化系统用于将液体从源或储存器过滤到净化的液体贮器中。根据优选但不专有的应用，本发明的系统适于利用重力将液体从位于所述过滤器上方的源或储存器过滤并净化到位于所述过滤器下方的净化液体贮器中。所述过滤器包括具有顶部和底部的壳体，该壳体包含容纳有液体处理介质的大致水平取向的过滤空间。应注意，术语“顶部”、“底部”、“水平的”、或“水平取向”仅是为了方便而提供的参考系，以描述过滤器各部件的相对位置和取向。根据所述过滤器的其中一个实施方式，在利用重力过滤对液体进行过滤期间，“顶部”面向上，而“底部”面向下。然而，在其它使用模式以及/或者其它实施方式中，该取向可以不同，例如，在根据本文所教导的过滤器在便携式饮用水容器的底部的情况下，该过滤器在过滤期间使“顶部”向上取向，而在使用期间使“底部”向上取向。过滤器的壳体在过滤器的顶部设置有一个或多个液体进口，并在过滤器的底部设置有一个或多个液体出口。所述一个或多个液体进口和所述一个或多个液体出口被构造成使得液体沿大致横向方向流过液体处理介质，例如，沿大致径向从位于壳体的顶部周边部分的一个或多个进口流到位于围绕壳体底部中央的底部出口，或者从位于壳体中央顶部的进口流到位于壳体底部周边部分的一个或多个周边出口。术语“大致横向方向”意指以下
3事实，即，所述流动(如以下将要描述的那样具有曲线流路，由于其是利用重力流动，所以通常还具有大致向下的走向(trend))具有大致水平的走向，该大致水平的走向比竖直的走向更为显著。一个或多个第一壁从过滤空间的底壁向上延伸到该过滤空间中，一个或多个第二壁从该过滤空间的顶壁向下延伸到该过滤空间中。这些壁中的每个壁均限定封闭路径，第一和第二壁被构造成共同使得沿大致横向方向从一个或多个进口流到一个或多个出口的流体流动成采取大致曲线流路。一个或多个第一或第二壁用作阻挡件，使得水不能沿直径路径流动，而只能沿曲线路径流动。在本发明的一些实施方式中，所述壁被构造成使得第一壁中至少一个或第二壁中的至少一个壁分别延伸到形成在两个相邻的相对第二壁或第一壁之间的空间中。根据本文所教导的一个实施方式，第一壁的顶点为这样，即沿着液体流路越远的各顶点与沿着液体流路越近的第一壁的顶点相比位于更低的高度(level)。根据本发明的一个实施方式，液体进口位于过滤器的周边，出口位于过滤器的底壁的中央部。根据该实施方式，液体从周边沿大致径向的、整体下降的曲线流路流到过滤器的中央出口。根据本发明的另一个实施方式，进水口形成在上壁的中央部分处，出口限定在过滤器的底部的周边部分处。根据该实施方式，液体沿大致径向的、整体下降的流路从中央进水口流到周边出口中。根据本发明的一些优选实施方式，液体进口和出口被设置成使得液体大致均勻地流过过滤器的整个内部过滤空间，使得整个过滤介质均参与该过滤过程。例如，在进水口位于过滤器的上部周边的情况下，一个或多个进水口被布置成沿过滤器的周边具有基本均勻的圆周分布。类似地，在出水口位于过滤器的底部的周边部分的情况下，这样的一个或多个出口被布置成在所述周边处具有基本均勻的圆周分布。例如，进水口可以包括沿过滤器的顶部周边等距分布的多个孔；也可以包括沿过滤器的顶部周边的许多(例如2、3、4、5、6、或 8个)细长的弧形开口。根据本发明的一个实施方式，第一和第二壁同心、通常同轴且基本平行于过滤器的竖直轴线。根据本发明的一个实施方式，第一和第二壁中的每个壁均为圆形壁。本发明还提供了一种液体过滤器，该液体过滤器具有以上所限定的类型的壳体， 该过滤器包括形成在所述壳体顶部的一个或多个通气口。在过滤器为具有如上所述内壁的类型情况下，通气口通常为通向围绕最外缘的第二壁的空间中的口。这样的口排出空气，这些空气如果不被释放可能会留置在过滤空间内，这样会减弱连续的过滤处理。这些通气口通常形成为比液体进口的高度更高的高度处。根据本发明的一个实施方式，液体进口和通气口通过倾斜的、从所述进口向所述孔上升的壁部连接。本发明的用于净化水目的的系统具体为一种用于生产饮用水的装置。在这种情况下，所述装置可包括具有本身已公知的反应物的过滤介质，例如在WO 2004/071961和WO 2005/092798中所描述的那些过滤介质。根据本发明的一个实施方式，所述液体处理介质可包括向饮用水释放有益物质的部件。这种物质可以具有营养价值或健康价值，或者可以具有对水进行消毒的作用。这种物质的一个具体示例为碘。通过本发明的一个实施方式，所述净化装置包括通常布置在所述过滤器的进口上方的多孔基板，该多孔基板将所述有益物质释放于水。例如，这种多孔基板可以呈网状网、 多孔材料或纤维材料等形式。从而水在通过所述进口进入所述过滤器空间之前与所述基板接触。根据一个实施方式，还设置有吸附基板，用于吸附可能从所述多孔基板释放到所述源水储存器中的物质。这种吸附基板通常布置在释放物质的多孔基板的上方，并且在碘的情况下，吸附基板可以是活性炭、多孔材料或纤维材料等。根据本发明的一个实施方式，过滤空间具有布置在液体进口与过滤空间之间的流路中的流动延迟室。该流动延迟室在其室内或一端或两端处可包括呈一个或多个网、网眼、 多孔材料、纤维材料等形式或者是它们的任意组合的流动阻挡件。本发明还提供了一种净化系统，该净化系统用于将水过滤并净化成饮用水，所述净化系统具有上述类型的壳体，并包括结合有碘并能够将所述碘释放于源水的聚合物基板。结合有碘并能够将所述碘释放到周围水介质中的聚合物普遍公知的。示例为诸如尼龙 6、尼龙6，6、尼龙11和天然蛋白质之类的聚酰胺、由二异氰酸酯和二醇制备的聚氨酯(例如由甲苯二异氰酸和短链聚乙二醇、聚丁二醇、聚己内酯制成的链段聚合物)、聚脲、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、壳聚糖、聚乙烯吡啶和其它聚合物以及带有酰胺和胺以及氨基甲酸酯基的共聚物。碘可以包含在这种聚合物中，所述碘呈中性碘(I2)或碘化物阴离子(If)与酰胺、胺或氨基甲酸酯键的静电和配位络合物的形式，其中这种络合物可达到载体重量的50% w/w。碘根据接触时间、温度及在载体中的配位过程而通过溶解逐渐释放到水中。通常，包括碘释放聚合物的净化系统还包括用于随后从水中吸收碘的部件。这种部件通常包含在过滤空间内的过滤介质中。本发明还提供一种用于将水过滤成饮用水的过滤器，该过滤器具有上述类型的壳体，并包括陶瓷过滤装置，该陶瓷过滤装置通常装配在出水口处，用于与已过滤的水接触， 以从水中吸收重金属。根据本发明的一些实施方式，所述净化系统被构造成用于与便携式饮用水容器相关联使用。这种容器通常包括饮用水储存器，其具有可密封的分配出口 ；本文所公开的净化系统，其装配在容器的基部，使得所述出口从所述过滤器通向所述储存器中；以及水贮器，其用于接收源水并将其供给到所述液体进口中。所述容器具有过滤位置，在该过滤位置，所述容器通过使其基部向外取向而倒置，用于将源水过滤成蓄积在储存器中的饮用水。根据本发明的便携式水容器的一个实施方式，所述水贮器装配在所述过滤器的顶侧上，并具有塌缩状态和伸展状态，在所述塌缩状态，所述水贮器被压紧而与所述顶侧相邻。为了过滤源水，所述贮器打开成所述伸展状态。通常，根据该实施方式的饮用水容器包括过滤器罩，用于在所述水贮器处于塌缩状态时装配在所述水贮器上。所述罩因此还用作用于所述容器的基部。所述过滤器罩的装配可以是螺纹型配合或者是任何其它便利的配合机构。根据本发明的一个实施方式，所述过滤器包括一体式通气口，用于使所述饮用水储存器通气。所述通气口具有至少一个第一开口和至少一个第二开口，所述第一开口通向所述饮用水储存器中，所述第二开口通向外部。在本发明的一个实施方式中，其中所述过滤器与所述便携式饮用水容器集成为一体，至少一个第二出口通常可例如通过0型环密封， 所述0型环被所述过滤器罩压缩。根据另一个方面，本发明还提供一种方法，该方法用于过滤和净化源液体，该方法包括引导所述液体以大致横向、整体下降的曲线流路流过过滤介质。
为了理解本发明并了解本发明在实践中如何实施，以下参考附图仅通过非限制性实施例的方式来描述优选实施方式，在附图中图1为根据本发明的一个实施方式的过滤器的剖视图；图2为根据本发明的另一个实施方式的过滤器的剖视图；图3为示出将图1的过滤器装配在便携式饮用水容器以及源水贮器上的局部剖视图，其中源水贮器处于缩回且覆盖有过滤器罩的状态；图4示出了图3的饮用水容器，其中源水贮器处于伸展状态；图5示出了根据本发明一个实施方式的结合在台式水过滤装置中的过滤器；图6A和图6B分别为根据本发明另一个实施方式的过滤器的剖切立体图和剖视图；图7A和图7B示出了穿过根据本发明另一个实施方式的过滤器的剖切立体图，显示出用于使饮用水储存器通气的一体式通气口，其中图7A示出了处于密封状态的通气口， 图7B示出了处于打开通风状态的通气口 ；图7C和图7D分别示出了放大两倍的图7A和图7B的圈起部分。
具体实施例方式在下列描述中，将描述本发明的用于将源水过滤并净化成饮用水的特定实施方式。应理解，本发明并不局限于该实施方式，本发明的过滤器可用于过滤和净化任何其它液体。首先参照图1，示出了总体上标以附图标记100表示的过滤器装置，该过滤器装置包括外壳102，在该特定实施方式中，外壳102由上过滤器部件104和下过滤器部件106形成，上过滤器部件104和下过滤器部件106通过外缘锁扣和对应的槽108以卡合型的布置装配在一起。这两个过滤器部件共同限定了过滤空间110。在使用时，过滤空间110填充有过滤介质，过滤介质可包括诸如树脂、活性炭等本身已知的组分等，用于通过介质去除令人作呕的物质或其它不期望的物质。过滤介质的成分可以根据源水质量、期望的饮用水质量而定，通常可以设计成满足于可接受或规章限制的标准。设计合适的过滤组分所需要考虑的因素本身已公知。过滤器设计成用于将水从过滤器上方的水源过滤到饮用水贮器中，饮用水贮器可以放置在过滤器下方。过滤器包括许多(在该特定实施方式中为两个)第一组壁112和第二组壁116，第一组壁112从底壁114向上延伸，第二组壁116从过滤器的上壁118向下延伸。该特定实施方式中的所有壁限定了圆形路径，所有壁均平行且同轴。一个或多个进水口 122形成在周边上部中，并且通常设置成允许较均勻的进水口遍布于过滤器的整个周边。这可以通过以圆阵列等距间隔开的多个开口来实现；或者可选的是可以通过一个或若干个位于顶部中的环形开口来实现。过滤器在其中央底部处具有出水口 124。第一壁112和第二壁116以楔形接合的方式交错布置，使得一个或多个第二壁装配在两个相邻的第一壁之间的空间中，反之也使得一个或多个第一壁装配在两个相邻的第二壁之间的空间中。因此，在进水口 122与出水口 IM之间限定了大致横向的、整体下降的曲线流路。第一壁112具有这样的顶点，即沿流路越远的各顶点与沿着流路越近的第一壁的顶点相比处于更低的高度。这是确保在重力下水过滤的产量较高的重要特性。水沿着由波浪箭头130表示的曲线流路流过过滤器。水沿大致径向从进水口 122流到出水口 124，通过过滤空间110(至少通过其主要部分)的水流具有大致横向取向且具有略向下的走向，如箭头132所示。过滤器还包括一个或多个通气口 134，用于释放可能留置在过滤器内的空气，如虚线箭头136所示。通气口通常呈细长的圆周开口或者多个以圆阵列等距地间隔开的出口的形式。图2示出了过滤器200的另一个实施方式。图2中与图1中的功能类似的元件采用百位增加了 100的相同的附图标记。过滤器200包括形成在上壁218中的中央进水口 208，并具有一个或多个位于底壁214的周边部分中的周边出水口 224。在该实施方式中，进水口 208与出水口 2M之间限定了大致横向的、整体下降的曲线流路。箭头232表示该大致横向的略向下走向的路径。第一壁212的顶点配置成位于沿流路逐减小的高度处，在该实施方式中所述流路限定在从中央到周边之间。现在参照图3，其示出了与图1所示的过滤器类似的过滤器100，该过滤器100结合到便携式饮用水容器300中。过滤器100形成过滤组件302的一部分，该过滤组件302除了过滤器100外，还包括示出为呈塌缩状态的水贮器304和通常以螺纹式接合的方式装配在塌缩的水贮器304上的过滤器罩306。过滤器罩306具有平坦底部308，该平坦底部308 在图3所示的状态下可用作容器300的支撑基部。在相对端，饮用水容器300具有由封闭件312密封的分配出口 310，分配出口 310具有装配在分配开口 310的颈部316上的间隔件 314，间隔件314适于典型地以螺纹型的方式接合并密封开口。封闭件312具有侧部318，侧部318包围瓶的上部320。该封闭件312装配成当如下所述为了过滤水而被倒置时用来支撑瓶。现在参照图4，其以倒置的方式示出了容器300的底部，其中过滤器100位于上部， 源水贮器304伸展至完全打开状态，从而限定内贮器空间322，该内贮器空间322可接收将由过滤器100过滤并净化的源水，从该图可以看到，源水贮器304具有波纹型构造。如可看到的那样，进水口 122与贮器空间流体连通，由此引入贮器空间的水可以穿过过滤器，如箭头130示出的那样，而进入饮用水容器300中。这样的过滤之后，贮器304会塌缩，于是可将过滤器罩308适当地放置成如图3所示的状态。图5示出了图1所示的过滤器100的类型的过滤器，该过滤器结合在台式水过滤装置500中。装置500由分隔件502分隔成源水贮器504和具有分配阀出口 508的饮用水储存器506。装置500装配有支脚509。通气口 510沿装置500的侧壁延伸到饮用水储存器506中，并在水被过滤到储存器506中的同时允许空气释放。源水贮器504由罩512覆盖，并且当抬起罩512时，可将源水填充到贮器504中， 于是可以以前面示出且描述的方式通过过滤器100将水过滤到贮器506中以供后续使用。现在参照图6A和图6B，示出了具有外壳602的过滤器装置600，外壳602以与图1 的过滤器类似的方式由两个过滤器部件形成，这两个过滤器部件包括上过滤器部件604和下过滤器部件606，这两个过滤器部件通常焊接在一起，并共同限定过滤空间610。过滤空间610在使用时填充有过滤介质，用于过滤并去除水中的有毒或有害或不想要的物质。该过滤器装置包括预处理装置639，该预处理装置639包括罩件640和水处理室641，水处理室641限定在罩件640与上壁618之间，并容纳有多孔基板642。多孔基板 642适于向水中释放碘。多孔基板642可例如呈由聚氨酯制成的海绵的形式。多孔基板通常在其中吸附有碘，并且可例如由乙烯-醋酸乙烯酯涂层覆盖，该涂层用于提供对释放参数的部分控制，并通过抑制存储期间的碘释放来增进存储稳定性。涂层可例如通过喷射形成。碘的消毒功能在于其能够去除水中的微生物。通常，碘随后会被过滤空间610内的过滤介质吸收。如可看到的那样，罩件640具有多个允许水进出的开口 644，这些开口通常被细网覆盖，细网一方面允许水进出，另一方面具有许多功能，包括过滤出颗粒物质并维持保持在其下的多孔基板642的完整性。过滤器装置600还包括均未审结的专利申请系列号 No. 60/828, 643和60/872，489中所述类型的过滤器状态测量装置650，这些专利申请的内容通过引用结合于此。过滤器装置600包括呈环形开口形式的进水口 622，进水口 622遍布于上壁618的整个周边，以使得在过滤器的整个周边上水能基本均勻流入。环形开口 622通常也由细网覆盖。过滤器装置600还包括通气口 634，用于释放可能随水进来的气泡。通气口 634形成在比进水口 622的高度更高的高度处，并且通过壁部635连接，壁部635倾斜并从进水口 622上升到通气口 634。进水口 622通向流动延迟室660，流动延迟室的底部由壁部662限定，壁部662包括通常由网元件覆盖的圆周开口 664。在本发明的一些实施方式中，室660可以由流动延迟基板(其可以是多孔基板、纤维基板、海绵等)填充。在其它实施方式中，流动延迟功能在覆盖开口 664的网中实现。流动延迟室660用于延缓水流，以为碘释放件642的消毒作用留出时间。过滤空间610内包括第一组壁612A和612B，这些壁为圆形且与更靠周边的壁 612A同心，更靠周边的壁612A的顶点高于壁612B的顶点的高度，壁612B环绕出水口 624。 该过滤空间还包括向下延伸的第二壁616，第一和第二壁一起使得水采取大致横向但为曲线的流路穿过过滤介质。盖672装配在圆形壁670上，圆形壁670从过滤器装置600的底部围绕开口 6M向下延伸，盖672保持陶瓷过滤件674，根据本发明的特定实施方式，该陶瓷过滤件674设计成过滤并去除水中的金属(例如砷等)。过滤件674为多孔的，从而允许水从其流过。盖672 的底部具有通常被网覆盖的大的开口，以允许水从其流过。如所看到的那样，过滤件674由盖672压靠被容纳在槽678中的0形环676上，0形环提供水密密封，从而确保水完全流过过滤件674。开口拟4通常还由网680覆盖。现在参照图7A至7D，其示出了根据本发明另一个实施方式的过滤器装置700。过滤器700具有过滤器主体702，该过滤器主体702结合有一体式通气装置704，用于对装配到过滤器700的顶面706(顶面706是本文所示状态下的顶面；当在过滤期间倒置时变成过滤器的底面)的饮用水储存器(未示出)进行通气。该过滤器包括过滤器罩708，该过滤器罩708的功能与图3和图4所示的相似，并具有底面709，当其处于正常使用模式时(即除了过滤水时)，能够使瓶(在图7A和图7B中未示出)直立在该底面709上。过滤器罩708具有内螺纹710，该内螺纹710与主体702上的外螺纹接合，因此通过转动可在图7A所示的完全接合或关闭的状态与如图7C所示的部分打开状态以及用于过滤水的完全打开状态(未示出)之间转换，在完全接合或关闭的状态中，罩708的上缘714抵靠台肩716紧配合。过滤器罩708可以与图3和图4所示的实施方式中类似的方式容纳折叠式水贮器(图 7A和图7B中未示出)。在过滤器主体702中限定过滤空间716，过滤器主体702包括进水口 718、通气口 720、流动延迟室722以及装配有盖7 的出水口 724，盖7 可以保持与图6A和图6B中的过滤件674功能类似的陶瓷过滤件。预处理装置730设置成具有与图6A和图6B中的预处理装置639类似的功能。通气装置707具有主通气通道734，主通气通道734具有通向饮用水储存器(未示出)的第一开口 736和可以通向外部的第二开口 738，最佳可从图7C和图7D看出。0形环 740具有双重功能，一方面，在关闭状态下其用于确保罩708与主体702之间的液密密封。 另一方面，其用作第二开口 738的阀。在关闭状态下，0形环740被压缩而密封开口 738，如图7C中可以看出。当罩打开时，0形环740被释放而形成允许空气流出的圆形截面形状， 如图7D中的箭头750所示，结果用已过滤的饮用水填充水容器。
权利要求
1.一种饮用水容器，该饮用水容器包括饮用水储存器，该饮用水储存器具有可密封的分配出口 ；过滤器，该过滤器装配在所述容器的基部处，使得所述出水口通向所述储存器；以及水贮器，用于引进源水，并将其供给到所述液体进口 ；所述容器具有水过滤位置，在该水过滤位置，所述容器被倒置成使其底部向上取向，以用于将源水过滤成蓄积在所述储存器中的饮用水。
2.根据权利要求1所述的饮用水容器，其中，所述通气口一体形成在所述过滤器内。
3.根据权利要求1或2所述的饮用水容器，其中，所述水贮器装配到所述过滤器的所述顶侧，并具有塌缩状态和伸展状态，在所述塌缩状态，所述水贮器被压紧而邻近所述顶侧， 其中所述贮器能打开成所述伸展状态，以便引进源水。
4.根据权利要求3所述的饮用水容器，该饮用水容器包括过滤器罩，用于在所述贮器位于塌缩状态时装配在该贮器上，所述罩还用作用于所述容器的基部。
5.根据权利要求4所述的饮用水容器，其中，所述过滤器罩的配合为螺纹型配合。
6.根据权利要求4或5所述的饮用水容器，该饮用水容器包括圆周密封件，以用于确保在所述过滤器罩与所述过滤器之间的液密密封。
7.根据权利要求6所述的饮用水容器，该饮用水容器包括储存器通气口，用于在过滤的同时使所述储存器通气，该储存器通气口一体形成在所述过滤器内，所述通气口具有一个或多个位于所述过滤器的外侧壁处的外侧开口，使得所述开口在将所述过滤器罩装配到所述过滤器时被所述密封件密封，而在打开所述罩时被打开。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的饮用水容器，其中所述过滤器包括具有顶部和底部的壳体，该壳体包含过滤空间，该过滤空间容纳有液体处理介质，在该过滤器的顶部具有一个或多个液体进口，在该过滤器的底部具有一个或多个液体出口，所述液体进口和所述液体出口被构造成使得液体沿大致横向方向流过所述液体处理介质；以及两个或更多个第一壁，所述第一壁从所述过滤空间的底壁向上延伸到所述过滤空间中，并终止于顶点；以及一个或多个第二壁，所述第二壁从所述过滤空间的顶壁向下延伸到所述过滤空间中，每个所述壁均限定封闭路径，所述第一壁和所述第二壁共同使得所述液体沿从所述进口到所述出口的曲线流路流动，所述第一壁的顶点为这样，即沿液体流路越远的各顶点与沿所述流路越近的第一壁的顶点相比位于更低的高度。
9.根据权利要求8所述的饮用水容器，其中，所述第一壁中的至少一个或所述第二壁中的至少一个延伸到形成在两个邻近的相对壁之间的空间中。
10.根据权利要求8或9所述的饮用水容器，其中，所述第一壁与所述第二壁同心布置。
全文摘要
本发明提供一种饮用水容器，该饮用水容器包括饮用水储存器，该饮用水储存器具有可密封的分配出口；过滤器，该过滤器装配在所述容器的基部处，使得所述出水口通向所述储存器；以及水贮器，用于引进源水，并将其供给到所述液体进口；所述容器具有水过滤位置，在该水过滤位置，所述容器被倒置成使其底部向上取向，以用于将源水过滤成蓄积在所述储存器中的饮用水。
文档编号C02F1/00GK102351257SQ20111026996
公开日2012年2月15日 申请日期2007年8月28日 优先权日2006年8月28日
发明者亚伯拉罕·J·多姆, 哈伊姆·怀尔德 申请人:斯特劳斯水业有限公司