本申请要求2015年11月13日提交的新加坡专利申请no.10201509365q的优先权，该新加坡专利申请的全部内容出于所有目的以引用方式并入本文中。
实施方式总体上涉及过滤设备。
背景技术：
在水净化技术的发展进程中，将含有化学物质、生物污染物和/或其他固体颗粒的污水转化为干净的饮用水是全世界许多人面临的问题。
虽然已经开发了众多便携式水过滤系统来解决上述问题，但是这些系统在部署能力方面以及操作和/或维护的方便性方面常常受到限制。另外，便携式水过滤系统中的大部分需要用电力进行操作。
有一些便携式水过滤系统不需要用电力进行操作。例如，这些系统中的一些依赖于手动泵的使用，但是这些系统中使用的泵经常附接于容器的外部而未集成到系统中，从而使得这些系统笨重且不便于操作和/或运输。另外，这些系统利用了反冲洗机构，在该反冲洗机构中，如果使用者采取某些额外步骤(诸如，大幅改变泵配置以逆转通过过滤模块的水流，或者拆开过滤器进行清洁或者附接附加的笨重清洁配件)，则可只清洁和维护过滤模块。
因此，示例实施方式试图提供解决上述问题中的至少一些的过滤设备或便携式过滤设备。
技术实现要素：
根据各种实施方式，提供了一种过滤设备。所述过滤设备可包括过滤模块，所述过滤模块具有内部纵向腔室和包围所述内部纵向腔室的外部环形腔室。所述过滤模块还可包括：底座模块，该底座模块联接于所述过滤模块的端部；以及集成止回阀模块，该集成止回阀模块过所述底座模块与所述过滤模块的所述内部纵向腔室的对应端部联接。所述底座模块和所述集成止回阀模块可被配置成限定与所述过滤模块的所述外部环形腔室的对应端部相邻的环形底座腔室。所述集成止回阀模块可包括外壳，所述外壳具有用于外部流体连通的第一口、与所述环形底座腔室对接的第二口以及与所述内部纵向腔室对接的第三口。
附图说明
在附图中，类似的参考符号在不同的视图中通常指的是相同的部件。附图不一定按比例，而是通常重点放在例示本发明的原理。在下面的描述中，参照附图来描述各种实施方式，其中：
图1a和图1b示出根据各种实施方式的过滤设备的示意图；
图2a至图2c示出根据各种实施方式的过滤设备的各种视图；
图2d到图2f例示根据各种实施方式的图2a至图2c的过滤设备的操作；
图3示出根据各种实施方式的过滤设备的竖直剖视图；
图4示出根据各种实施方式的过滤设备的竖直剖视图；
图5a至图5c示出根据各种实施方式的过滤设备的各种视图；
图6示出根据各种实施方式的过滤设备的有切口的部分的立体图；
图7a至图7c示出根据各种实施方式的过滤设备的各种视图。
具体实施方式
以下在设备的背景下描述的实施方式对于相应方法而言是类似有效的，反之亦然。此外，应该理解，下面描述的实施方式可被组合，例如，一个实施方式的部分可与另一个实施方式的部分相组合。
应该理解，术语“上”、“上方”、“顶”、“底”、“下”、“侧”、“后”、“左”、“右”、“前”、“侧向”、“向上”、“向下”等在用于以下描述时是为了方便而使用的，并且有助于理解相对位置或方向，而不旨在限制任何装置或结构或任何装置或结构中的任何部分的取向。另外，单数术语“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。类似地，词语“或”旨在包括“和”，除非上下文另有明确规定。
图1a示出根据各种实施方式的过滤设备100的示意图。过滤设备100可包括过滤模块110，过滤模块110具有内部纵向腔室112和包围内部纵向腔室112的外部环形腔室114。过滤设备100还可包括与过滤模块110的端部联接的底座模块120。过滤设备100还可包括集成止回阀模块130，集成止回阀模块130穿过底座模块120并且与过滤模块110的内部纵向腔室112的对应端部联接。底座模块120和集成止回阀模块130可被配置成限定与过滤模块110的外部环形腔室114的对应端部相邻的环形底座腔室。集成止回阀模块130可包括外壳132，外壳132具有用于外部流体连通的第一口134、与环形底座腔室对接的第二口136以及与内部纵向腔室112对接的第三口138。
换句话讲，过滤设备100可包括过滤部件，过滤部件具有内部中空细长主体，用于闭合空间以形成内部纵向腔室112。内部中空细长主体可设置在外部中空细长主体的内部，使得内部中空细长主体的外部和外部中空细长主体的内部之间的空间可形成外部环形腔室114。过滤设备还可包括与过滤部件的端部附接的底座部件。过滤设备还可包括阀部件，阀部件穿过底座部件并且附接于过滤部件的内部中空细长主体。底座部件可被成形为，使得当阀部件穿过底座部件并且附接于内部中空细长主体时，底座部件的内部和阀部件的外部之间的空间可形成环形底座腔室。阀部件可以是具有壳体的单个整体部件。壳体可包括三个开口。第一开口可被配置用于与过滤设备外部的水源、储存器或其他部件流体连通。第二开口可被配置用于阀部件和环形底座腔室之间的直接流体连通。第三开口可被配置用于与封闭在内部中空细长主体内的内部纵向腔室流体连通。
图1b示出根据各种实施方式的过滤设备101的示意图。与图1a的过滤设备100类似，过滤设备101可包括过滤模块110，过滤模块110具有内部纵向腔室112和包围内部纵向腔室112的外部环形腔室114。与图1a的过滤设备100类似，过滤设备101还可包括与过滤模块110的端部联接的底座模块120。与图1a的过滤设备100类似，过滤设备101还可包括集成止回阀模块130，集成止回阀模块130穿过底座模块120并且与过滤模块110的内部纵向腔室112的对应端部联接。底座模块120和集成止回阀模块130可被配置成限定与过滤模块110的外部环形腔室114的对应端部相邻的环形底座腔室。集成止回阀模块130可包括外壳132，外壳132具有用于外部流体连通的第一口134、与环形底座腔室对接的第二口136以及与内部纵向腔室112对接的第三口138。
根据各种实施方式，集成止回阀模块130的外壳132可由一体形成的外壳构成。
根据各种实施方式，集成止回阀模块130可包括与第一口134联接的第一止回阀和与第二口136联接的第二止回阀。第一止回阀可以能去除地联接于第一口134。第二止回阀还可以能去除地联接于第二口136。
根据各种实施方式，过滤设备101还可包括与底座模块120能移除地联接的底盖150。底盖150和底座模块120可被配置成形成与环形底座腔室相邻的辅助底座腔室。
根据各种实施方式，底座模块120可包括在底座模块120的外壁中的开口。该开口可被配置成与辅助底座腔室对接。
根据各种实施方式，过滤设备101可包括被容纳在辅助底座腔室中的预滤器152。预滤器152可包含网、布、纸或海绵中的任一种。
根据各种实施方式，过滤设备101还可包括附接至底盖150的脚座154。
根据各种实施方式，过滤模块110的外部环形腔室114可包括多根膜纤维。多根膜纤维可在两端附接于过滤模块110。
根据各种实施方式，过滤模块110可包括在过滤模块110的外壁中的开口。
根据各种实施方式，底座模块120的环形底座腔室可与过滤模块110的外部环形腔室114同心。
根据各种实施方式，过滤设备101还可包括与过滤模块110的另一个端部联接的附加模块160。附加模块160可被配置成限定与过滤模块110的外部环形腔室114的对应端部相邻的环形附加腔室。附加模块160的环形附加腔室可与过滤模块110的外部环形腔室114同心。附加模块160可包括在附加模块160的外壁中的开口。
根据各种实施方式，底座模块120可包括分隔壁，以将环形底座腔室分成两个分隔的半环形底座腔室。集成止回阀模块130的第二口136可被配置成与两个半环形底座腔室中的一个对接。底座模块120可包括在底座模块120的外壁中的开口，以与两个分隔的半环形底座腔室中的另一个对接。
根据各种实施方式，附加模块160可包括空气阀。
根据各种实施方式，过滤设备101还可包括活塞模块170，活塞模块170被插入过滤模块110的内部纵向腔室112中。活塞模块170可包括活塞轴、活塞轴的一端处的手柄和活塞轴的另一端处的活塞头。活塞头可由双锥形橡胶活塞头构成。
根据各种实施方式，过滤设备101还可包括塞180，塞180与过滤模块110的内部纵向腔室的另一端联接。
图2a至图2c示出根据各种实施方式的过滤设备200的各种视图。图2a示出过滤设备200的立体图。图2b示出过滤设备200的中间部分的水平剖视图201和过滤设备200的顶视图202。图2c示出过滤设备200的竖直剖视图。图2d到图2f例示根据各种实施方式的图2a至图2c的过滤设备200的操作。
如图2c中所示，过滤设备200可包括过滤模块210，过滤模块110具有内部纵向腔室212和包围内部纵向腔室212的外部环形腔室214。因此，过滤设备210可包括内部中空细长主体211，用于闭合空间以形成内部纵向腔室212。内部中空细长主体211可设置在外部中空细长主体213的内部，使得内部中空细长主体211的外部和外部中空细长主体213的内部之间的空间可形成外部环形腔室214。因此，内部中空细长主体211可将内部纵向腔室212与外部环形腔室214分隔，使得容纳在内部纵向腔室212内的流体不可经过内部中空细长主体211而流向外部环形腔室214，反之亦然。
过滤设备200还可包括与过滤模块210的端部联接的底座模块220。底座模块220可联接于过滤模块210的底端。过滤设备200还可包括集成止回阀模块230，集成止回阀模块130穿过底座模块220并且与过滤模块210的内部纵向腔室212的对应端部联接。底座模块220和集成止回阀模块230可被配置成限定与过滤模块210的外部环形腔室214的对应端部相邻的环形底座腔室224。因此，集成止回阀模块230可以被装配成穿过底座模块220，用于联接于内部纵向腔室212的底端。以这种方式，集成止回阀模块230的外部和底座模块220的内部之间的空间可形成环形底座腔室224。
根据各种实施方式，集成止回阀模块230可包括外壳232，外壳132具有用于外部流体连通的第一口234、与环形底座腔室对接的第二口236以及与内部纵向腔室212对接的第三口238。因此，集成止回阀模块230可以是具有含三个口234、236、238的外壳232形式的整体主体的单个单元，使得集成止回阀模块230可以能被配置成引导水流过口234、236、238的各种组合。
根据各种实施方式，集成止回阀模块230的外壳232可由一体形成的外壳构成。
根据各种实施方式，集成止回阀模块230可包括与第一口234联接的第一止回阀和与第二口236联接的第二止回阀。第一止回阀可以能去除地联接于第一口234。第二止回阀也可以能去除地联接于第二口236。因此，第一止回阀和第二止回阀可被布置成引导水在预定方向上流动。由于第一止回阀和第二止回阀是可去除的，所以水的流动方向可改变。在发生故障时，也可更换止回阀。
根据各种实施方式，过滤设备200还可包括与底座模块220能移除地联接的底盖250。底盖250和底座模块220可被配置成形成与环形底座腔室224相邻的辅助底座腔室226。由于底盖250是可去除的，所以底盖250可被去除，以便能触及集成止回阀模块230和预滤器252以进行维护或重新配置。
根据各种实施方式，底座模块220可包括在底座模块220的外壁中的开口222。开口222可被配置成与辅助底座腔室226对接。开口222可允许污水进入辅助底座腔室226。
根据各种实施方式，过滤设备200可包括被容纳在辅助底座腔室226中的预滤器252。预滤器252可紧邻集成止回阀230的第一口234设置，使得流向第一口234的水可被过滤，以去除可能堵塞集成止回阀230的沉积物或石头。预滤器252可包含网、布、纸或海绵中的任一种。
根据各种实施方式，过滤设备200还可包括与底盖250附接的脚座(未示出)。脚座可允许过滤设备200以竖直取向稳定放置。
根据各种实施方式，过滤模块210的外部环形腔室214可包括多根膜纤维218。多根膜纤维218可在两端附接于过滤模块110。多根膜纤维218的附接可借助灌封技术进行，由此通过密封剂层灌封多根膜纤维218。
根据各种实施方式，过滤模块210可包括在过滤模块110的外壁中的开口216。开口216可允许过滤后的水离开过滤模块110。
根据各种实施方式，底座模块220的环形底座腔室224可与过滤模块210的外部环形腔室214同心。
根据各种实施方式，过滤设备200还可包括与过滤模块210的另一个端部联接的附加模块260。附加模块260可被配置成限定与过滤模块210的外部环形腔室214的对应端部相邻的环形附加腔室262。附加模块260的环形附加腔室262可与过滤模块210的外部环形腔室214同心。附加模块260还可包括在附加模块260的外壁中的开口264。开口264可以是空气阀以及在冲洗和清洁多根膜纤维218期间供污水离开的出口。
根据各种实施方式，过滤设备200还可包括活塞模块270，活塞模块270被插入过滤模块210的内部纵向腔室212中。活塞模块270可包括活塞轴272、活塞轴一端处的手柄274和活塞轴272另一端处的活塞头276。
图3示出根据各种实施方式的过滤设备300的竖直剖视图。图3的过滤设备300与图2a至图2d的过滤设备200的不同之处在于，过滤设备300可包括与过滤模块210的内部纵向腔室212的另一端联接的塞380，而非活塞模块270。在该实施方式中，可去除活塞模块270，以借助使用重力罐供给、电动泵等来促进过滤设备300的操作。因此，水源可与底座模块220中的开口222直接连接。
图4示出根据各种实施方式的过滤设备400的竖直剖视图。图4中的过滤设备400与图2a至图2d的过滤设备200的不同之处在于，过滤设备400的附加模块260可包括可去除的封盖466。可去除的封盖466可替换附加模块260中的开口264。可去除的封盖466可被去除，使得在冲洗和清洁多根膜纤维218期间污水可从附加模块260流出。
在图2a至图2f、图3和图4中描绘的实施方式中，过滤设备200、300、400可包含开口222和开口216，开口222被示出为入口或软管连接件，在此处可允许包含诸如微生物、胶体、悬浮固体和/或实体颗粒的污染物的污水进入过滤模块210，开口216用作出口，在此处可允许清洁水离开过滤模块210。
在图2c中描绘的实施方式中，过滤设备200的底部可包括底座模块220和底盖250，底座模块220被示出为装配于过滤模块210的定制管接头，并且底盖250被示出为带螺纹的盖。底盖250可被拆卸，以使预滤器252暴露。预滤器252可包括一个或多个狭缝253，诸如网、布、纸或海绵的材料可以可选地被安装于狭缝253，以从污水中去除悬浮的杂质。预滤器252可以能从底座模块220拆卸下来，并且一旦它变脏，就可进行更换。当预滤器252附接于底座模块220时，可拧上底盖250，从而将预滤器252固定就位。
过滤模块212可包括限定内部纵向腔室212的内部中空细长主体211，内部中空细长主体211可包括中空杆，被示出为集成手动活塞泵的活塞模块270可在中空杆内上下移动。过滤模块210可在过滤模块210的顶端处附接于附加模块260(附加模块260可包括端盖)以及在过滤模块210的底端附接于底座模块220。采用手动活塞泵形式的活塞模块270可被集成到内部纵向腔室212中，以易于操作和运输，但是当不需要时，可将其去除(例如，在具有高水位差的污水源的区域中，不需要使用手动活塞泵来获得清洁水，并且可选地，手动活塞泵可被去除，用示出为图3中的顶端盖的塞380来密封内部纵向腔室212)。
过滤模块210还可容纳用于过滤污水的多根膜纤维218，多根膜纤维218可包括管状/毛细管/多孔膜纤维。可存在位于过滤模块210的附加模块260的顶部的开口264，开口264可包括冲洗阀，并且冲洗阀可被“打开”或“闭合”。在其他实施方式中(参见图4)，作为冲洗阀的替代，可选地，可去除的封盖466可利用凹槽螺纹(凹槽螺纹位于中空杆上或内部纵向腔室212的壁上)或者通过某些其他装置(包括但不限于磁体、夹具或铰链)而被安装到过滤模块212的顶部上。
可包括含两个止回阀的t形接头231的集成止回阀模块230可被装配于内部纵向腔室212的底部并且被装配于底座模块220。位于t形接头231的底部234处的止回阀可允许污水单向向上流入内部纵向腔室212。位于t形接头231的中部236处的止回阀可允许污水单向流出内部纵向腔室212，并且向上流入多根膜纤维218。
当采用手动活塞泵形式的活塞模块270被上拉时(参见图2d)，污水可被顺着过滤模块210的内部纵向腔室212向上引入。随后，当手动操作活塞泵被下推时(参见图2e)，所施加的压力可造成污水顺着内部纵向腔室212下推，并且经由包括含两个止回阀的t形接头231的集成止回阀模块230向上推入多根膜纤维218。可通过采用手动活塞泵形式的活塞模块270的上下运动，将t形接头231中的每个止回阀交替地彼此打开和闭合。更具体地，当手动活塞泵被上拉时，位于t形接头231的中部236处的止回阀可闭合，位于t形接头231的底部234处的止回阀可同时打开。这样可允许污水进入内部纵向腔室212，并且防止过滤模块210中的水再次进入内部纵向腔室212。当活塞泵被向下推动时，位于t形接头231的中部236处的止回阀可打开，位于t形接头231的底部234处的止回阀可同时闭合，从而允许内部纵向腔室212中的污水进入过滤模块212，并且防止污水返回到底座模块220的底部。
当附加模块260的开口264处的冲洗阀处于“闭合”位置(参见图2f)时，或者当可选的可去除的封盖466(参见图4)被安装到过滤模块212的顶部上时，可利用内-外过滤过程来清洁污水。通过操作采用手动活塞泵形式的活塞模块270的人类使用者进行重复的抽吸动作(参见图2d至图2f)，进入过滤设备200的开口222(诸如，入口或软管连接件)的污水可顺着过滤模块212的多根膜纤维218被向上引入，并且可迫使清洁水经多根膜纤维218侧向离开。清洁水可积聚在过滤模块212的清洁水腔室217内，并且经由过滤模块210的外壁中的开口216(示出为出口)离开过滤模块212。清洁水腔室217可以是过滤模块210的外部环形腔室214内在膜纤维218的外部和外部中空细长主体213的内部之间的空间。另一方面，诸如比多根膜纤维218的孔径小的微生物、胶体、悬浮固体和/或实体颗粒的污染物可留在或者被捕获在多根膜纤维218的内腔内。
当附加模块260的开口264处的冲洗阀处于“打开”位置(参见图2f)时，或者当从过滤模块210的顶部去除可选的可去除的封盖466(参见图4)时，可使用冲洗机构来清洁多根膜纤维218的内腔，并且从它们清除微生物、胶体、悬浮固体和/或实体颗粒。操作采用集成手动活塞泵(参见图2d至图2f)形式的活塞模块270的人类使用者进行所述重复抽吸动作会造成进入诸如入口或软管连接件的开口222的水连同积聚的微生物、胶体、悬浮固体和/或实体颗粒一起被向上引入过滤模块210的多根膜纤维218的内腔中并且通过多根膜纤维218的顶部离开。在图2a至图2c中示出的实施方式中，污水随后可经由附加模块260的开口264处的冲洗阀离开过滤模块210。
在存在设置有充足水位差的水源的区域中，使用采用手动活塞泵形式的活塞模块270可能不是产生过滤水所必需的。如图3中描绘的，污水可经由底座模块220的开口222进入过滤模块210，并且随后的清洁过滤水可最终经由采用出口形式的开口216离开。随着污水进入底座模块220的开口222，可通过保持开口216处于打开状态来清除过滤设备300内的空气。一旦在开口216处观察到污水，就可关闭开口216，使得可在过滤设备300内累积压力，以便在多根膜纤维218处进行过滤。冲洗机构可与之前描述的相同。
图5a至图5h示出根据各种实施方式的过滤设备500的各种视图。图5a示出根据各种实施方式的过滤设备500的立体图。图5b示出根据各种实施方式的过滤设备500的中间部分的水平剖视图502和过滤设备500的顶视图503。图5c示出根据各种实施方式的过滤设备500的有切口的部分的立体图。图5d示出根据各种实施方式的过滤设备500的侧面竖直剖视图。图5e示出根据各种实施方式的过滤设备500的前竖直剖视图。图5f示出根据各种实施方式的过滤设备500的活塞头。图5g和图5h示出根据各种实施方式的过滤设备500的操作。图5i示出根据各种实施方式的过滤设备501的有切口的部分的立体图。
如图5a至图5e中所示，过滤设备500可包括过滤模块或膜模块510，过滤模块或膜模块510具有内部纵向腔室512和包围内部纵向腔室512的外部环形腔室514。因此，过滤模块510可包括内部中空细长主体511，用于闭合空间以形成内部纵向腔室512。内部中空细长主体511可设置在外部中空细长主体513的内部，使得内部中空细长主体511的外部和外部中空细长主体513的内部之间的空间可形成外部环形腔室514。根据各种实施方式，过滤模块510可包括两个圆柱体，即内部中空圆柱体和外部中空圆柱体。内部中空圆柱体可设置在外部中空圆柱体的内部。
过滤设备500还可包括与过滤模块510的端部联接的底座模块520。底座模块520可通过诸如粘合剂、搭扣配合部件、热粘合、焊接、螺纹配件、压缩配件等任何合适的紧固件或紧固件的组合而固定于过滤模块510。例如，如图5d和图5e中所示，底座模块520可包括在底座模块520的端部处的外螺纹部分542。过滤模块510可包括环绕过滤模块510的端部的边缘的对应的卡圈部分544(参见图5d和图5e)。卡圈部分544可围绕过滤模块510的边缘形成凹槽，用于接纳底座模块520的端部。卡圈部分544可包括用于与底座模块520的外螺纹部分542配合的内螺纹。根据各种实施方式，橡胶套筒545可被包括在由卡圈部分544形成的凹槽中，使得底座模块520的外螺纹部分542与过滤模块510的卡圈部分544的联接可形成水密联接。
过滤设备500还可包括集成止回阀模块530，集成止回阀模块530穿过底座模块520与过滤模块510的内部纵向腔室512的对应端部联接。底座模块520和集成止回阀模块530可被配置成限定与过滤模块510的外部环形腔室514的对应端部相邻的环形底座腔室524。
集成止回阀模块530可包括外壳532，外壳132具有用于外部流体连通的第一口534、与环形底座腔室524对接的第二口536以及与内部纵向腔室512对接的第三口538。根据各种实施方式，集成止回阀模块530的外壳532可采用诸如中空圆柱体的中空主体形式。第一口534可以是中空主体的一端处的开口，第三口538可以是中空主体的另一端处的另一个开口。第二口536可以是穿过中空主体的壁的开口。当外壳532是中空圆柱体时，第二口536可以是穿过中空圆柱体的壁的柱面的开口。
根据各种实施方式，底座模块520可包括中空主体521，环形板523位于中空主体521的中间部分处。当在集成止回阀模块530通过底座模块520的环形板与内部纵向腔室512联接的情况下底座模块520与过滤模块510联接时，环形底座腔室524可由底座模块520的中空主体521的壁525、底座模块520的环形板523和集成止回阀模块530的外部限定。因此，在集成止回阀模块530的第二口536与环形底座腔室524对接的情况下，水可从集成止回阀模块530流入环形底座腔室524。
根据各种实施方式，集成止回阀模块530的外壳532可由一体形成的外壳构成。根据各种实施方式，集成止回阀模块530的外壳532形状或尺寸可被确定成与内部纵向腔室512紧密配合同时与底座模块520的环形板523紧密配合。根据各种实施方式，集成止回阀模块530和内部纵向腔室512之间的连接可以是水密的。类似地，集成止回阀模块530和底座模块520的环形板523之间的连接可以是水密的。集成止回阀模块530还可包括与第一口534联接的第一止回阀533和与第二口536联接的第二止回阀535。第一止回阀533可以能去除地联接于集成止回阀模块530的第一口534。因此，第一止回阀533可以是能拆卸的，以允许第一止回阀533在反向方向上重新插入，从而允许流动方向逆转。第二止回阀535也可以能去除地联接于集成止回阀模块530的第二口536。
根据各种实施方式，过滤设备500还可包括与底座模块520能移除地联接的底盖550。底盖550可包括底盖螺纹。底盖550可通过旋拧方法固定于底座模块520。底盖550和底座模块520可被配置成形成与环形底座腔室524相邻的辅助底座腔室526。因此，辅助底座腔室526可由底座模块520的中空主体521的壁525、底座模块520的环形板523和底盖550限定。
根据各种实施方式，底座模块520可包括在底座模块520的外壁中的开口522。开口522可被配置成与辅助底座腔室526对接。因此，开口522可被配置成连接于污水源。开口522还可包括供连接的螺纹。根据各种实施方式，开口522可包括如图5a中所示的软管连接件。
根据各种实施方式，过滤设备500可包括被容纳在辅助底座腔室526中的预滤器552(参见图5d和图5e)。预滤器552可包含网、布、纸或海绵中的任一种。可在必要时通过去除底盖550触及并更换预滤器552。
根据各种实施方式，过滤设备500还可包括与底座模块520的底盖550附接的脚座(未示出)。
根据各种实施方式，过滤模块510的外部环形腔室514可包括多根膜纤维518(参见图5b、图5d和图5e)。多根膜纤维518可在两端附接于过滤模块510。可通过膜灌封技术将多根膜纤维518安装在外部环形腔室514的内部。因此，可通过外部环形腔室514的两端处的密封件519来灌封多根膜纤维518。以这种方式，可在多根膜纤维518的外部、外部中空细长主体513的内部和密封件519之间形成密封容积或清洁水隔室517。水可从多根膜纤维518的一端通过多根膜纤维518的内腔流向多根膜纤维518的另一端。另外，在加压条件下，水随后可经多根膜纤维518过滤，使得在密封容积517内获得清洁水。
根据各种实施方式，过滤模块510可包括在过滤模块510的外壁中的开口516。开口516可用作出口，可供清洁水通过其流出过滤模块510。如上所述，密封容积或清洁水隔室517可与其他腔室或隔室完好地密封。因此，可避免交叉污染。
根据各种实施方式，底座模块520的环形底座腔室524可与过滤模块510的外部环形腔室514同心。
根据各种实施方式，过滤设备500还可包括与过滤模块510的另一个端部联接的附加模块560。根据各种实施方式，附加模块560可包括顶盖。附加模块560可借助诸如粘合剂、搭扣配合部件、热粘合、焊接、螺纹配件、压缩配件等任何合适的紧固件或紧固件的组合而联接于过滤模块510，以将附加模块560固定于过滤模块510。例如，如图5d和图5e中所示，紧固件可包括螺纹，拧紧动作可用螺纹对附加模块560进行施压和固定。根据各种实施方式，附加模块560可包括在附加模块560的端部处的外螺纹部分546。过滤模块510可包括环绕过滤模块510的另一个端部的边缘的另一个卡圈部分548。卡圈部分548可围绕过滤模块510的边缘形成凹槽，用于接纳附加模块560的端部。卡圈部分548还可包括用于与附加模块560的外螺纹部分546配合的内螺纹。根据各种实施方式，橡胶套筒545可被包括在由卡圈部分548形成的凹槽中，使得附加模块560的外螺纹部分546与过滤模块510的卡圈部分548的联接可形成水密联接。
根据各种实施方式，附加模块560可被配置成限定与过滤模块510的外部环形腔室514的对应端部相邻的环形附加腔室562。附加模块560的环形附加腔室562可与过滤模块510的外部环形腔室514同心。附加模块560可包括在附加模块560的外壁中的开口564。开口564可包括冲洗点，污水可从冲洗点离开过滤设备500。因此，污水可在穿过过滤模块510中的多根膜纤维518之后从开口564被冲走。
根据各种实施方式，过滤设备500还可包括活塞模块570，活塞模块170被插入过滤模块510的内部纵向腔室512中。活塞模块570可包括活塞轴572、活塞轴的一端处的手柄574和活塞轴的另一端处的活塞头576。根据各种实施方式，活塞轴572和手柄574可由中空管制成。
根据各种实施方式，活塞头576可由双锥形橡胶活塞头构成(参见图5d和图5e)。图5f示出根据各种实施方式的双锥形橡胶活塞头571和用于将双锥形橡胶活塞连接于活塞轴572的连接件573。如所示出的，连接件573可呈圆柱形形状并且可在外表面上具有螺纹575。连接件573可例如借助过盈配合或其他合适的附接装置永久安装在活塞轴572的端部上。如所示出的，双锥形橡胶活塞571可包括至少两个对向截头圆锥形577。当双锥形橡胶活塞571联接于活塞轴572的端部时，两个对向的截头圆锥形577可保持与内部中空细长主体511的水密密封。根据各种实施方式，双锥形橡胶活塞571可包括用于与连接件573的外螺纹575配合的内螺纹579。因此，双锥形橡胶活塞571可被拧紧到连接件573上，以便联接于活塞轴572的端部。这样允许若橡胶耗尽，就可进行更换。
图5i示出根据各种实施方式的过滤设备501。图5i的过滤设备501与图5a的过滤设备500的不同之处在于，过滤设备501还包括连接件590。连接件590可被配置成将附加模块560连接于过滤模块510并且允许活塞模块570插入内部纵向腔室512中。连接件590可被配置成防止在活塞模块570的活塞移动期间发生泄漏。例如，连接件590可并入o形环的紧密配合概念。根据各种实施方式，连接件590可被配置成并且被确定尺寸，以允许活塞轴572不受阻碍地上下自由移动。
参照图5c，过滤设备500可包括连接部分592来取代图5i的过滤设备501的连接件590。连接部分592可与附加模块560一体地形成。连接部分592可被配置成防止在活塞模块570的活塞移动期间发生泄漏。连接部分592还可被配置成并且被确定尺寸，以允许活塞轴572不受阻碍地上下自由移动。
图5g和图5h例示根据各种实施方式的过滤设备500的操作。根据各种实施方式，图5i的过滤设备501也可按类似方式操作。
在使用中，清洁水可由过滤设备500、501产生。为了用过滤设备500产生清洁水，活塞模块570可被向上拉，以产生吸入压力，以便使污水通过底座模块520中的开口522进入过滤设备500、501。污水可经过辅助底座腔室526中的预滤器552，留下较大尺寸的颗粒和沉积物，这些颗粒和沉积物可能会损坏止回阀并且阻塞膜。水随后可流过集成止回阀模块530的第一口534处的第一止回阀533并且流过集成止回阀模块530的第三口538，进入过滤模块510的内部纵向腔室512。此时，集成止回阀模块530的第二口536处的第二止回阀535可被闭合。随后，活塞模块570的向下推动可推动水从内部纵向腔室512、通过集成止回阀模块530的第三口538并且通过集成止回阀模块530的第二口536处的第二止回阀535，进入环形底座腔室524。此时，集成止回阀模块530的第一口534处的第一止回阀533可被闭合，从而防止水回流到辅助底座腔室526。水从环形底座腔室524行进进入过滤模块510中的多根膜纤维518的内腔。根据各种实施方式，开始时，附加模块560中的开口564可被打开，以释放过滤设备500、501内的空气，用水进行填充。因此，水可填充辅助底座腔室526、内部纵向腔室512、环形底座腔室524、多根膜纤维518和环形附加腔室562。在过滤设备500、501充满水之后，可闭合附加模块560中的开口564。随后，活塞模块570的连续抽吸可增加多根膜纤维518的内腔内的水压力，使得水可经多根膜纤维518过滤。因此，可在密封容积517中产生和收集清洁水。然后，清洁水可通过过滤模块510的壁中的开口516从过滤设备500离开。
在使用中，可清洁多个膜过滤器518的内腔。为了清洁多个膜过滤器518的内腔，活塞模块570可被向上拉，以产生吸入压力，以便使水通过底座模块520中的开口522进入过滤设备500。水可经过辅助底座腔室526中的预滤器552。水随后可流过集成止回阀模块530的第一口534处的第一止回阀533并且流过集成止回阀模块530的第三口538，进入过滤模块510的内部纵向腔室512。此时，集成止回阀模块530的第二口536处的第二止回阀535可被闭合。随后，活塞模块570的向下推动可推动水从内部纵向腔室512、通过集成止回阀模块530的第三口538并且通过集成止回阀模块530的第二口536处的第二止回阀535，进入环形底座腔室524。此时，集成止回阀模块530的第一口534处的第一止回阀533可被闭合，从而防止水回流到辅助底座腔室526。连续的抽吸动作可造成水从环形底座腔室524行进通过多根膜纤维518的内腔，进入附加模块560。当附加模块560中的开口564被打开时，水可填充环形附加腔室562并且通过附加模块560中的开口564流出过滤设备500。活塞模块570的连续抽吸可冲洗水通过多根膜纤维518的内腔，使得处于膜的内腔内的颗粒、胶体、微生物和悬浮固体可被冲洗通过多根膜纤维518，从附加模块560中的开口564离开。因此，污水随后可通过附加模块560中的开口564从过滤设备500离开，并且可清洁多个膜过滤器。
在使用中，可借助产生反冲洗来清洁多个膜过滤器518的内腔和预滤器552。为了产生用于清洁的反冲洗，可通过去除跟随有集成止回阀模块530的底盖550，从过滤设备500去除集成止回阀模块530。在集成止回阀模块530被去除的情况下，第二口536处的第二止回阀535可被去除并且装配到附加模块560的开口564。随后，集成止回阀模块530和底盖550可被装回到过滤设备500。在从集成止回阀模块530去除第二止回阀535并且将其安装到附加模块560的开口564的情况下，可产生反冲洗来清洁多个膜过滤器518的内腔。
为了产生反冲洗，活塞模块570可被向上拉，以产生吸入压力，以便使水通过底座模块520中的开口522进入过滤设备500、501。水随后可流过集成止回阀模块530的第一口534处的第一止回阀533并且通过集成止回阀模块530的第三口538，进入过滤模块510的内部纵向腔室512。此时，当第一止回阀533打开以便水流入内部纵向腔室512时，装配在附加模块560的开口564处的第二止回阀535可被闭合。随后，活塞模块570的向下推动可推动水从内部纵向腔室512、通过集成止回阀模块530的第三口538并且通过集成止回阀模块530的第二口536，进入环形底座腔室524。此时，集成止回阀模块530的第一口534处的第一止回阀533可被闭合，从而防止水回流到辅助底座腔室526。另一方面，装配在开口564处的第二止回阀535可打开，以便从过滤设备500、501释放空气，使得水可从内部纵向腔室512流入辅助底座腔室526。随着活塞模块570继续进行抽吸动作，可从过滤设备500、501释放更多空气，并且水可从环形底座腔室524行进通过过滤模块510的多根膜纤维518的内腔，然后进入环形附加腔室562。一旦环形附加腔室562被填满，连续抽吸可造成在活塞模块570的向下冲程期间通过装配在开口564处的第二止回阀535流出。此时，底座模块520的开口522可被密封或覆盖，并且过滤模块510的开口516可联接于水源。后续的抽吸动作可造成水经由过滤模块的开口516进入密封容积517。当产生足够的压力时，水可经多根膜纤维518行进到多根膜纤维的内腔中。因此，在过滤期间滞留在膜表面上的颗粒、胶体、微生物和悬浮固体会被经多根膜纤维518行进进入内腔中的反冲水移走。膜内腔内的反冲水随后可被冲洗通过多根膜纤维518，进入环形附加腔室562中。反冲水随后可通过附加模块560的开口564处的第二止回阀535从环形附加腔室562流出，从而从过滤设备500、501离开。
图6示出根据各种实施方式的过滤设备600的具有切口的部分的立体图。过滤设备600可与图5a的过滤设备500类似，不同之处在于，过滤设备600还可包括与过滤模块510的内部纵向腔室512的另一端联接的塞680。根据各种实施方式，连接部分592可包括螺纹内壁，以允许塞680连接于连接部分592从而密封内部纵向腔室512。在该实施方式中，可去除活塞模块570，以通过使用重力罐供给、电动泵等来促进替代操作。根据各种实施方式，底座模块520的开口522可连接于泵或升高的水罐。
图7a至图7c示出根据各种实施方式的过滤设备700。图7a示出过滤设备700的具有切口的部分的立体图。图7b示出过滤设备700的侧竖直剖视图。图7c示出过滤设备700的前竖直剖视图。
如图7a至图7c中所示，过滤设备700与图5a至图5e的过滤设备500的不同之处可在于，底座模块720可包括分隔壁729，以将环形底部腔室分成两个分隔的半环形底座腔室742、744。因此，集成止回阀模块530的第二口536可被配置成与第一半环形底座腔室对接。另外，底座模块720可包括在底座模块720的外壁725中的开口764，以与第二半环形底座腔室744对接。因此，附加模块760可不包括开口564。根据各种实施方式，附加模块760还可包括空气阀(未示出)。
在该实施方式中，水可从集成止回阀模块530的第二口536流入第一半环形底座腔室742。从第一半环形底座腔室742起，水可从第一组746的多根膜纤维518的底部进入第一组746的多根膜纤维518。第一组746的多根膜纤维可设置在第一半环形底座腔室742的正上方。水可流过第一组746的多根膜纤维中的内腔，并且从第一组的多根膜纤维518的顶部离开，进入环形附加腔室762。从环形附加腔室762起，水可从第二组748的多根膜纤维518的顶部进入多根膜纤维518的第二组748。第二组748的多根膜纤维518可设置在第二半环形底座腔室744的正上方。水可向下流过第二组748的多根膜纤维518中的内腔，并且从第二组的多根膜纤维518的底部离开，进入第二半环形底座腔室744。因此，附加模块760的环形附加腔室762可用于将第一组746的多根膜纤维518中的水引导到第二组748的多根膜纤维518。因此，水可循环行进通过多根膜纤维518。另外，空气阀(未示出)可从附加模块760中的环形附加腔室762释放空气，使得环形附加腔室762可完全充满水。
在使用中，清洁水可由过滤设备700产生。为了用过滤设备700产生清洁水，活塞模块570可被向上拉，以产生吸入压力，以便使污水通过底座模块720中的开口722进入过滤设备700。污水可经过辅助底座腔室726中的预滤器552，留下较大尺寸的石头和沉积物，这些石头和沉积物可能会损坏止回阀并且阻塞膜。水随后可流过集成止回阀模块530的第一口534处的第一止回阀533并且通过集成止回阀模块530的第三口538，进入过滤模块510的内部纵向腔室512。此时，集成止回阀模块530的第二口536处的第二止回阀535可被闭合。随后，活塞模块570的向下推动可推动水从内部纵向腔室512、通过集成止回阀模块530的第三口538并且通过集成止回阀模块530的第二口536处的第二止回阀535，进入第一半环形底座腔室742。此时，集成止回阀模块530的第一口534处的第一止回阀533可被闭合，从而防止水回流到辅助底座腔室726。分隔壁729可防止水流入第二半环形底座腔室744。从第一半环形底座腔室742起，水可向上行进通过第一半环形底座腔室742正上方的第一组746的多根膜纤维518的内腔。水可随后进入环形附加腔室762并且向下流过第二半环形底座腔室744正上方的第二组748的多根膜纤维518的内腔。在底座模块720的第二半环形底座腔室744的外壁725中的开口764闭合的情况下，活塞模块570的连续抽吸可增加多根膜纤维518的内腔内的水的压力，使得水可经多根膜纤维518过滤。因此，可在密封容积517中产生和收集清洁水。然后，清洁水可通过过滤模块510的壁中的开口516从过滤设备700离开。
在使用中，可清洁多个膜过滤器518的内腔。为了清洁多个膜过滤器518的内腔，活塞模块570可被向上拉，以产生吸入压力，以便使水通过底座模块720中的开口722进入过滤设备700。水可经过辅助底座腔室726中的预滤器552。水随后可通过集成止回阀模块530的第一口534处的第一止回阀533并且通过集成止回阀模块530的第三口538，流入过滤模块510的内部纵向腔室512。此时，集成止回阀模块530的第二口536处的第二止回阀535可被闭合。随后，活塞模块570的向下推动可推动水从内部纵向腔室512、通过集成止回阀模块530的第三口538并且通过集成止回阀模块530的第二口536处的第二止回阀535，进入第一半环形底座腔室742。此时，集成止回阀模块530的第一口534处的第一止回阀533可被闭合，从而防止水回流到辅助底座腔室726。分隔壁729可防止水流入第二半环形底座腔室744。从第一半环形底座腔室742起，水可随后向上行进通过第一半环形底座腔室742正上方的第一组746的多根膜纤维518的内腔，并且可进入环形附加腔室762。从环形附加腔室762起，水可向下流过第二半环形底座腔室742正上方的第二组748的多根膜纤维518的内腔，进入第二半环形底座腔室744。在底座模块720的第二半环形底座腔室744的外壁725中的开口764打开的情况下，水可通过开口764离开过滤设备700。以这种方式，多根膜纤维518的内腔内的颗粒、胶体、微生物和悬浮固体可被冲洗通过多根膜纤维518的内腔，进入第二半环形底座腔室744并且从第二半环形底座腔室744中的开口764离开。因此，第二半环形底座腔室744的壁725中的开口764可用作在水循环通过多根膜纤维518以清洁多根膜纤维518的内腔之后冲洗掉污水的冲洗点。
根据各种实施方式，可提供一种便携式水过滤系统，该便携式水过滤系统可包括：(a)过滤模块；和(b)位于所述过滤模块内的集成手动活塞泵。
根据各种实施方式，可提供一种净化污水的方法，其中，污水在手动活塞泵所产生的压力的作用下被引入过滤模块中，随后驱除净化水。
根据各种实施方式，可提供一种用于清洁过滤模块的方法，其中，可使用水在手动活塞泵所产生的压力的作用下从所述过滤模块的膜纤维的内腔冲洗掉积聚的污染物(包括但不限于微生物、胶体、悬浮固体和/或实体颗粒)。
根据各种实施方式，可去除的底盖(或底部盖)、可去除的底座模块(或底部部分)和可去除的附加模块(或顶部部分)可方便诸如过滤模块、集成止回阀模块、预滤器或可更换止回阀的部件的更换。
根据各种实施方式，其中多根膜纤维在两端被灌封和密封的过滤模块可使交叉污染最小化，因为清洁水输出与污水隔离。
根据各种实施方式，活塞模块或泵被集成在过滤模块中，用于均匀地进行流量分配。
根据各种实施方式，可借助打开或关闭(即，打开或闭合)用作冲洗点的开口来容易地实现多根膜纤维的内腔的冲洗。
根据各种实施方式，在操作过滤装置时具有灵活性，由此，活塞模块或泵手柄可被连接件取代，以允许诸如电动泵、重力罐供给等的不同输入。
根据各种实施方式，与多根膜纤维接触的底座模块(或底部部分)中的底座腔室可被分成两个部分，以允许水循环行进通过多根模纤维，从而允许附加模块(或顶部部分)中的开口(或冲洗点)转移到底座模块。这可增加冲洗的功效。
根据各种实施方式，集成止回阀可包括具有含两个单向止回阀的t形通道的主体。可从集成止回阀的主体拆卸各止回阀，以允许流动方向逆转。这样可允许水在逆向路径上行进，形成反冲洗过程，以恢复多根膜纤维的性能。
各种实施方式可通过提供具有集成手动活塞泵的便携式水过滤系统来克服现有技术的限制，该便携式水过滤系统可被广泛部署，并且容易操作、运输和/或维护。更具体地，具有其集成手动活塞泵的根据实施方式的过滤设备的流线型配置使得容易在全世界任何位置(即使在没有电力的区域中)进行部署、操作和/或运输。各种实施方式中使用的独特冲洗机构还可以允许容易且方便地清洁过滤模块，而不需要大幅改变泵配置以逆转通过过滤模块的水流，或者拆卸过滤模块进行清洁，或者附接附加的笨重清洁配件。各种实施方式可包括过滤模块和可去除的手动活塞泵，可去除的手动活塞泵可被集成到过滤模块中，以便进行操作和运输。各种实施方式可利用内-外过滤处理。污水可能会进入管状/毛细管膜的内腔，并且在集成手动活塞泵所产生的压力驱动力的作用下过滤出来。可在膜管的外部产生和收集过滤后的清洁水将比膜表面的孔径大的颗粒、胶体、微生物和悬浮固体留在膜的内腔内。
虽然已经参照具体实施方式特别示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在随附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下，可在对所述具体实施方式进行形式和细节上的各种改变、修改、变形。因此，本发明的范围由随附权利要求指示，因此旨在涵盖落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化。