專利名稱：內部礦泉過濾器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種內部過濾器。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種內部過濾器，其包括一個過濾器本體和一個互補相配的過濾袋，過濾袋具有一個圍繞過濾器本體外部的外套和一個延伸到過濾器本體中的內口袋。過濾器本體可安裝到礦泉水循環(huán)系統(tǒng)中，以便將顆粒和殘屑從水中過濾掉。當?shù)V泉水循環(huán)流動時，通過過濾器本體在過濾袋口袋內產生渦流，從而將殘屑俘獲到口袋內以便隨后將其除去，并且不會有殘屑從過濾器上脫落并掉回到礦泉水中的危險。與現(xiàn)有技術的過濾器相比，本發(fā)明的礦泉過濾器的結構和材料可使水流過過濾器的流速較高，并增強了礦泉循環(huán)系統(tǒng)的泵的性能和壽命。而且，本發(fā)明的礦泉過濾器造價低廉，長期使用后，可方便地清潔過濾袋并重復進行使用，或者可簡單地將其拋掉。該過濾器也可與游泳池一起使用。

圖1是本發(fā)明內部礦泉過濾器的剖視透視圖，其示出了設置在圓筒形過濾器本體上的過濾袋；圖2是圖1所示過濾器本體的透視圖；圖3是圖1所示過濾器本體的排出端的局部透視圖；圖4是過濾器本體第一實施例的透視圖；圖5是過濾器本體第二實施例的透視圖；圖6是圖1所示過濾袋的剖視透視圖；圖7是設置在圖1、2和3所示過濾器本體上的過濾袋的剖視透視圖；圖8是圖7沿8-8的豎直截面圖；圖9是安裝在礦泉過濾器容納槽內的本發(fā)明內部礦泉過濾器的透視圖
圖10是在礦泉水循環(huán)系統(tǒng)工作過程中所述內部礦泉過濾器的剖視透視圖；圖11是顯示在礦泉水循環(huán)系統(tǒng)工作過程中所產生的渦流的運動情況的豎直截面圖；圖12是顯示從礦泉過濾器容納槽中取下過濾袋的局部截面圖。
具體實施方式如圖所示，本發(fā)明的內部礦泉過濾器采用一個可拆卸地設置在圓筒形過濾器本體上并可安裝在礦泉水循環(huán)系統(tǒng)中的過濾袋，以便將礦泉水中的顆粒和殘屑過濾掉。盡管本發(fā)明的礦泉過濾器是作為用于普通礦泉系統(tǒng)中而進行描述和說明的，但本發(fā)明還可與建在地面上和地面下的游泳池、熱水槽、Jacuzzis或者涉及需要過濾循環(huán)水的其它任何系統(tǒng)一起使用。
特別是，如圖1所示，本發(fā)明優(yōu)選實施例的內部礦泉過濾器F包括圓筒形過濾器本體FB和過濾袋B，過濾袋B具有圓筒形外套20和從外套的入口端同心向內延伸的口袋22。過濾器本體圓筒24的上端是敞開的，從而形成一個用于通過礦泉水循環(huán)系統(tǒng)的泵28(圖9)向下經過圓筒抽取礦泉水的入口26。圓筒24的下端由底壁30封閉，底壁30的中部設有排出孔32(圖3)。圓筒24的側壁34設有礦泉水輔助開孔36，以便使礦泉水經過過濾袋外套20而被抽入到圓筒24中。在使用內部礦泉過濾器F時，經過過濾器循環(huán)的全部礦泉水將通過過濾袋并由其進行過濾。而且，排出孔32的面積小于入口26的面積，因此，在夾帶殘屑的礦泉水沿箭頭所示方向(圖10和11)在口袋22中循環(huán)并最終離開的過程中，就會產生渦流37。過濾袋上設有把手38，以便可方便地將過濾袋從過濾器本體中提起進行清洗或進行更換。
與排出孔32同軸的短管40離開圓筒底壁30向下延伸，從而形成排出孔和礦泉水循環(huán)系統(tǒng)的泵28(圖9)的吸入端之間的通水連接裝置。管40設有用于同導管44螺紋連接的螺紋42，導管44與泵28相連。優(yōu)選的普通螺紋尺寸為1.50mps，且螺紋大徑大約為1.90″。該螺紋結構通過管60與孔64相適應，且圓形開口的尺寸大約為1-1/2″。
如圖2所示，孔66是圓形的，且公稱直徑最好約為0.60″。在該實施例中，在圓筒24上，每排16個徑向間隔地設有這種孔，且共設有6個平行且周向延伸的排，從而在整個圓筒側壁上形成96個均勻分布的通孔。圓筒的長度和直徑可以有多種，當圓筒的整體尺寸變化時，孔的形狀也因此而變化，以便保持孔在整個圓筒壁上基本上均勻的分布。在圖2所示的實施例中，就象礦泉過濾器技術中通常的情況那樣，圓筒的公稱外徑為5-1/2″，長度為8″，從而允許本發(fā)明的過濾器可與當前市場上的大部分礦泉裝置一起使用。
過濾器本體FB可由現(xiàn)有技術中多種不同的防水材料制成。優(yōu)選的材料是熱塑性材料，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)。這些材料便于獲得，相對較便宜，并易于通過現(xiàn)有技術中的注模法和成型技術進行處理。由于過濾器本體制成一個整體，因此，在本發(fā)明中，注模法是可行和有效的。在另一個實施例中，螺紋管40可單獨通過模制或機加工來制成，并在第二操作過程中將其粘結或焊接到過濾器本體上。
如圖4所示，本發(fā)明另一個實施例的過濾器本體FB采用一個具有輔助水孔的圓筒46，在整個圓筒壁上設有小孔48，從而形成一個網狀結構。最好，孔是方形的?？?8沿平行且周向延伸的排相互間隔地布置在大致整個圓筒24的壁上，但由于孔比通孔36小，因此，孔的數(shù)目和排數(shù)都明顯地增加了。在該實施例中，公稱外徑為5-1/2″且長度為8″的圓筒24具有33排孔，且每排有69個1/8″的孔，因此，在管形壁上一共有2277個孔?？椎臄?shù)目明顯超過了圖2所示過濾器本體FB上的通孔數(shù)，因此，從過濾器本體外部到其內部的流體的總流動面積不必同量增大，但是其明顯地增大了。例如，在所述的實施例中，96個通孔(圖2)的總流動面積為27.1in2，而2277個孔(圖3)的總流動面積為35.6in2。如同過濾器本體FB一樣，網狀過濾器本體FB包括帶有排出孔32的平的壁30。中部外螺紋管40從壁30伸出，用于與礦泉循環(huán)系統(tǒng)相連接。圓筒24的前部形成礦泉水入口26。
如圖4所示，其示出了本發(fā)明過濾器本體FB的第三實施例。過濾器本體FB為一個具有礦泉水輔助孔的圓筒24，所述的孔是形成于其側壁周圍的矩形長槽52。槽52由徑向間隔并沿圓筒的側壁延伸的縱向棱條54形成。如同過濾器本體FB和前述的網狀過濾器本體FB一樣，棱條形過濾器本體FB包括一個入口26和一個整體底壁30。底壁30上設有中部圓形排出孔32，從該排出孔伸出一個整體的螺紋管56，用于與礦泉循環(huán)系統(tǒng)的管道相連接。
在棱條形過濾器本體FB的實施例中，如圖5所示，正如前述過濾器本體FB和網狀過濾器本體FB那樣，圓筒的公稱外徑大約為5-1/2″，總長度大約為8″。12個縱向棱條54圍繞過濾器本體的周邊以大約30°的間隔均勻分布，每個棱條的徑向寬度大約為0.125″。在該實施例中，12個槽52的總流動面積大約為110in2，比過濾器本體FB和FB的總流動面積明顯增大。下面將對各實施例的總流動面積在使用時對內部礦泉過濾器性能的影響進行說明。
如圖6、7和8所示，本發(fā)明的過濾袋F包括大致為管狀的外套20，外套20沿周向內接縫60與大致為錐形的內口袋22相連。外套具有上入口端62和下出口端64，口袋具有一個與外套的上端相延續(xù)的上端66和一個下端68。內接縫60由外套和口袋一起沿其各自的上端而形成?？诖南露?8通過縫合、焊接或其它的成型方式封閉，從而在大致為錐形的空腔70的底部形成一個倒圓的頂端。
最好，在本發(fā)明的過濾袋F中，外套20和口袋22由已知的、用于過濾的耐用多孔纖維材料制成?？梢岳斫?，可采用多種織物材料來進行流體過濾，以便有效地將殘屑和顆粒物質除去，同時使流體可自由地通過過濾介質。在優(yōu)選實施例中，所選的材料具有大約40-50微米的孔隙度。這種材料的重量通常具有12oz/yd2的量級。適當?shù)牟牧习ň郾?PP)、聚乙烯(PE)、聚酯氈或玻璃纖維。最好是聚丙烯，其使用壽命比其它類似的織物材料長。
橫跨口袋22的敞口上端61設有弧形把手38，其在內接縫60處與過濾袋20相連接。把手相對的第一和第二端部在內接縫處大約成180°固定在外套和口袋的相對兩側。可利用已知的任何連接裝置將把手縫合、焊接或以其它的方式連接到過濾袋上。把手的長度足夠地長，以便其可較松地橫跨在口袋開口上，從而在不使用時，把手可垂落在口袋內，而在握住把手時，就可方便地向上提起把手，從而將過濾袋從過濾器本體中取出。把手可由與外套和口袋相同的材料制成，或者由已知的耐用和收縮小且廣泛使用的普通棉紡材料和聚酯紡織材料制成。
如圖7和8所示，內接縫60可通過將口袋的上邊緣圈圍在外套的上端而形成，從而口袋的上端大致自身折回180°，并與外套上端的內表面和外表面相接觸。在優(yōu)選實施例中，在外套上端和口袋上端的圈圍部分之間留有足夠的間隙，從而在內接縫60的周圍形成一個環(huán)形或圓形的空腔70。圓形截面的支承環(huán)72設置在圓形空腔內。支承環(huán)的公稱直徑最好大致與過濾器本體的公稱直徑相等，以便在將過濾袋放置在過濾器本體上時，可支承在過濾器本體的頂端，從而使過濾袋定位在過濾器本體中，并保持口袋的上端在使用過程中是敞開的。支承環(huán)72由任何適當?shù)膭傂曰虬雱傂圆牧侠鐭崴苄圆牧匣虿讳P鋼制成。除了支承環(huán)有機械性能的要求外，所選的材料必須是防水和耐腐蝕的。為了保持支承環(huán)72在圓形空腔70中的位置并固定內接縫60，可采用雙縫74。如圖8所示，可在圓形空腔的下方經口袋上端的外圈圍部分，經外套的上端，然后再經口袋上端的內部穿過進行縫合，從而將內接縫固定在一起?？梢岳斫獾氖牵瑑冉涌p也可通過其它的縫合方式、焊接、鉚接或其它已知的織物連接方式進行固定。
如圖1所示，在制備本發(fā)明的內部礦泉過濾器F時，通過使外套的下端30在過濾器本體的頂端上滑動，直到頂部內接縫60基本上與過濾器本體的頂端平齊，從而將過濾袋FB定位在過濾器本體上。為了將過濾袋松弛且實用地安裝配合在過濾器本體上，外套22的內徑至少比過濾器本體的外徑大0.100″，但不能超過0.300″，這樣就會在過濾袋和過濾器本體之間沿周向產生至少0.050″的間隙。因此，在過濾器本體的公稱外徑為5-1/2″時，過濾袋外套的內徑至少為5.600″。為了使過濾袋覆蓋在過濾器本體的外表面周圍，外套的總軸向長度最好基本上等于過濾器本體圓筒的軸向長度。在此情況下，當使過濾袋沿過濾器本體和過濾器本體頂端附近的內接縫盡可能遠地向前推進時，外套的出口端64就基本上靠近過濾器本體的底端。
如圖11所示，在過濾袋的外套20沿過濾器本體圓筒24的外表面向前滑動時，口袋22就經過濾器本體的入口26插入?？诖目傞L度最好可使得在將過濾袋設置于過濾器本體上時，口袋的底端基本上位于排出孔32附近。在此情況下，過濾袋20的有效過濾表面面積是最大的，而且不會有過濾器本體出口端處的孔被封堵住的危險。
如圖9所示，水循環(huán)系統(tǒng)包括通過設置在礦泉水槽81中的管道44相互連接的泵28和排出噴管80。在礦泉裝置的壁84上設有凹入的過濾器容納槽82。在過濾袋B覆蓋在圖1、4或5所示的過濾器本體上定位之后，就可將本發(fā)明的內部礦泉過濾器方便地定位在容納槽82中。如上所述，過濾器本體的外螺紋管40與泵28吸入端上游的管道44相連，這樣就可使過濾器F與礦泉水循環(huán)系統(tǒng)相連。最好，過濾器F豎直設置在過濾器容納槽的底板83上，并與容納槽保持水密。在安裝好后，就關閉過濾器容納槽的門86，使其蓋住容納槽的開口，以避免使用者不小心與過濾器相接觸。
在使用前述內部礦泉過濾器時，第一步是將礦泉水槽81中充入水(未示出)。在現(xiàn)有技術的普通礦泉裝置中，過濾器容納槽82和過濾器F本身是這樣的，即在礦泉水槽適當?shù)爻淙胨畷r，整個過濾器就浸入到水中，過濾器的頂部通常位于水面下方至少2英寸。由于本發(fā)明的內部礦泉過濾器F代替了現(xiàn)有技術中的普通礦泉過濾器，因此，它也在礦泉裝置中位于水面的下方。當?shù)V泉水槽充水時，泵28就開始工作使水在循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)。泵具有入口(吸入)側88和出口(排出)側90，因此，水就沿箭頭92所示的方向泵送通過系統(tǒng)。如果需要，如圖9所示，將一個大的O形圈93可拆卸地設置在過濾袋B的上部周圍，以便在泵工作過程中將過濾袋牢固地保持在過濾器本體上。
在工作時，礦泉水槽81中的水首先流過過濾器容納槽的門86上的流入窗口94。窗口設置在門上，從而當門關閉且礦泉裝置中適當?shù)爻淙胨畷r，水位就應當下落到窗口的頂部和底部邊緣之間。在此情況下，通常浮在水表面上的大的殘屑，例如葉子、枝條、毛發(fā)、昆蟲等就會經窗口漂浮到過濾器容納槽82中。然后，泵28就向下經過過濾器F進行抽水。由于過濾器本體上端的入口26比其封閉底端的排出孔32相對要大，因此，過濾器口袋22就形成圖10和11所示的情況。本領域技術人員可以理解，由于礦泉裝置中的水位位于過濾器的頂部邊緣上方，且通常漂浮在水上的大的殘屑會流過過濾器容納槽的門上的窗口，因此，過濾器內的渦流效應就會將大的殘屑96拉入并俘獲到口袋中，以便最終將其除去。
在礦泉水循環(huán)系統(tǒng)工作時，流經本發(fā)明過濾器F的水的渦流效應及其產生的強大吸力也會在過濾器內產生負壓或真空壓力，并可將過濾袋20的外套22緊緊地拉住并使其貼靠在過濾器本體的外部?？赏ㄟ^過濾器本體的各種實施方式(圖2-4)來增大水的流量，從而使緊緊地將外套拉住并使其貼靠在過濾器本體外表面上的效應增強。另外，由于在使用時外套被緊緊地拉住并貼靠在過濾器本體的外表面上，因此就形成緊配合。因此，流經礦泉水輔助入口的全部礦泉水必須流過過濾袋外套。
本發(fā)明的內部礦泉過濾器的設計結構在礦泉裝置的使用和壽命方面具有優(yōu)點。過濾袋B的孔隙度、口袋22的結構和通過流經口袋并流出過濾器本體的水的相對不受阻礙的渦旋作用而獲得的渦流效應共同作用，從而使流經過濾器的流速比現(xiàn)有技術通常所采用的濾筒式過濾器的流速要高得多。通常，新的且干凈的濾筒式過濾器的流速的量級為每分鐘100加侖，其受到褶皺過濾介質的材料和結構的限制。而這里所描述的過濾袋B的流速每分鐘超過150加侖，流速增大了約50％。顯然，流速增大可使礦泉裝置的效率提高。例如，增大的流速使礦泉裝置噴管80噴出更強的水流，從而對使用者有更好的放松和治療效果。通過本發(fā)明過濾器所獲得的增大的流速提高了有關多個“整體”射流或“瀑布”的噴管結構的性能。而且，由于循環(huán)泵28只需克服較小的過濾器阻力就可有效地進行工作，因此其不必作很大的功來產生大的流速，從而延長了泵的使用壽命。
如圖12所示，當過濾袋B變臟效應進行清潔或更換時，就關閉礦泉循環(huán)系統(tǒng)，并打開過濾器容納槽82的門86。然后，通過簡單地握住把手38，向上拉過濾袋并將其拉出過濾器本體，從而將過濾袋20從過濾器本體FB中提起。使用過程中由過濾器俘獲的殘屑大部分留在過濾袋口袋中。在此情況下，當取出過濾袋時，減小了殘屑落到口袋外并掉回到礦泉水或循環(huán)系統(tǒng)的干凈水中的可能性，而在現(xiàn)有技術的普通濾筒式過濾器中，在取出過濾器時，全部的殘屑被俘獲在過濾器的外側，易于從過濾器上落下并返回到礦泉裝置中。而且，由于在不拆卸或取出過濾器本體支承的情況下就可將過濾袋B取出，因此減少了過濾器的裝卸和操作，從而減小了所俘獲的殘屑松動脫落并掉回到礦泉水中的可能性。除了較好地保持了礦泉水的清潔度以外，本發(fā)明的礦泉過濾器還便于使用，因為減少了過濾袋的裝卸，且只需簡單地向上提起過濾袋的把手就可清潔或更換過濾袋。
當過濾袋B從礦泉裝置上取出時，可簡單地對過濾袋進行翻卸或清洗，以便將所俘獲的殘屑清除掉。另外，出于過濾袋結構和材料的緣故，也可在普通的洗衣機和干燥機中對過濾袋進行洗滌或清洗，以便更徹底地對過濾袋進行清洗和清潔。正如現(xiàn)有技術中的那樣，還可對過濾袋進行消毒并采用化學方法將任何曬黑的洗滌劑和其它油漬以及鈣化結垢物等分解清除掉，過濾袋可浸泡在由水和磷酸三鈉或鹽酸這樣的活性成分組成的清洗液中。如果過濾袋已使用了數(shù)月或者表現(xiàn)出磨損或其它影響使用的缺陷，使得對過濾袋進行清洗和重復使用已不是最佳的選擇時，可將該過濾袋拋掉并換一個新的過濾袋使用。在生產本發(fā)明過濾器時所使用的材料和方法是公知的，并且是較為便宜的，從而使得用完過濾袋就將其扔掉成為使用者在維護礦泉裝置過程中的一種方便和經濟的選擇。
盡管上面已對本發(fā)明實施例進行了描述和說明，但顯然，在不脫離本發(fā)明宗旨和范圍的情況下，還可做出各種的變型。因此，上面所進行的描述并不是為了限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍由所附的權利要求書進行限定。
權利要求
1.一種用于具有水循環(huán)系統(tǒng)的礦泉裝置或水池的內部過濾器，其包括一個包括圓筒的過濾器本體，該圓筒的一端具有入水口，其另一相對端具有排水口，該圓筒的側面設有輔助入水口；一個包括圓筒形外套的過濾袋，該圓筒形外套從過濾器本體的后端伸出并圍繞過濾器本體的外部，該過濾袋還具有一個口袋，該口袋從外套的前端向內同心地延伸，并從主入水口向后伸入過濾器本體中；因此，當水循環(huán)系統(tǒng)工作時，水就抽入到主入水口中，并經過濾袋流入過濾器本體的內部，同時，水就橫向流過過濾袋外套和輔助水口而進入過濾器本體區(qū)域中，且全部的水向后流動，然后經過濾器本體排出口而流出過濾器本體。
2.根據權利要求1所述的過濾器，其還包括一個設置在過濾袋上用于將過濾袋從過濾器本體區(qū)域中取出的把手。
3.根據權利要求1所述的過濾器，其中，過濾器本體排出口小于過濾器本體的礦泉水入口，從而流經過濾器本體的礦泉水形成渦流，以便將大得以致不能通過過濾袋口袋的殘屑俘獲到口袋中。
4.根據權利要求1所述的過濾器，其還包括一個連接到外套上的支承環(huán)，以便使過濾器本體的端部貼靠在過濾器本體礦泉水入口附近。
5.根據權利要求1所述的過濾器，其還包括一個可拆卸地設置在過濾袋上部周圍的O形圈，以便將過濾袋支承在過濾器本體上。
全文摘要
一種用于礦泉裝置的內部礦泉過濾器，其具有一個過濾器本體，該過濾器本體的一端具有入口，其另一相對端具有排出口，該過濾器本體的側面設有輔助礦泉水入口。該過濾器還包括一個過濾袋，該過濾袋具有一個圍繞過濾器本體外部的外套和一個口袋，該口袋從外套前端向內延伸，并從主礦泉水入口伸入過濾器本體中。當?shù)V泉水循環(huán)系統(tǒng)工作時，就將礦泉水抽入到主礦泉水入口中，并經過濾袋口袋流入過濾器本體中，同時，礦泉水就橫向流過過濾袋外套和輔助礦泉水口而進入過濾器本體中，且全部的礦泉水向后流動，并經過濾器本體排出口而流出過濾器本體。
文檔編號B01D35/00GK1535752SQ0311055
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月10日 優(yōu)先權日2003年4月10日
發(fā)明者格雷格·W·利弗通, 格雷格 W 利弗通 申請人:A·H·設備公司, A H 設備公司