專利名稱：濾水器套筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用來從飲用水中濾除化學物質(zhì)和含水微粒的濾水器。更特別地，本發(fā)明涉及自含可更換的濾水器套筒組件，該組件自有碳塊濾水器壓力罐以及配備有單向止回閥的入口和出口。本發(fā)明的濾水器套筒被設(shè)計成一次性的并可以很容易地由用戶進行更換。設(shè)在本發(fā)明的套筒的入口和出口內(nèi)的單向止回閥被設(shè)計用來防止被污染水倒流進入供水入口并在更換過程中用來防止水從套筒的入口和出口處泄漏出來。
目前用于處理飲用水的生活用水處理系統(tǒng)采用了一個具有可拆除的底部的圓筒形壓力槽。該底部的底面設(shè)有入口和出口，且其頂端配上一個外螺紋元件以便采用螺紋配合方式在其上容納一個圓筒形濾水器。讓過濾器部件固定在底部上，則外螺紋元件與底部的底面上的出口及過濾器部件本身呈液體聯(lián)通。當?shù)撞抗潭ㄔ趬毫ζ鞯耐鈿げ糠稚蠒r，入口與由濾水器部件和壓力器外殼內(nèi)部之間的空間所限定的一個區(qū)域相聯(lián)通。
在使用中，入口與一個水龍頭或類似部件相連，當該部件打開時，允許水在過濾器部件和壓力器外殼內(nèi)部之間的流入壓力罐中，在其中水由壓力迫使經(jīng)過過濾器部件。碳過濾器部件通常在位于遠離底部的一端上有一個無孔塑料帽，而在近端有一個其設(shè)有內(nèi)螺紋的無孔塑料帽，該螺紋適于與底部的外螺紋元件進行螺紋連接。然而，襯有多孔塑料材料的空芯的過濾器將允許水在管線壓力下流經(jīng)空芯中的多孔塑料并繼續(xù)通過出口流出。過濾器套筒的出口通?；蛘吲c一個用戶可從中取水使用的龍頭相連，或者與一個如紫外光腔室的第二級水處理系統(tǒng)相連，以便殺滅在過濾階段未被捕獲的細菌及其它生物體。
生活用水過濾系統(tǒng)周期性地需要進行維護，尤其是為了更換過過濾器部件的目的。為了使用戶得以更換過濾器部件，用戶必需首先關(guān)掉水源，并從入口和出口管道附件上拆下壓力罐。對于從壓力罐的入口和出口上拆除管道附件以及打開壓力器以得到過濾器來說，拆除和更換過濾器通常需要一系列種類齊全的工具。其它的系統(tǒng)采用可快速拆除配件和適于用于打開的壓力器的方式使用戶較容易地得到濾水器。在任何情況下，如果過濾器在拆除壓力器之前已經(jīng)使用的話，則在維修過程中，過濾后的和未過濾的水都將留在過濾器和壓力罐內(nèi)。一旦入口和出口的管道配件從壓力罐上被拆下，則過濾后的水將流出壓力罐出口。由于這樣很臟，且甚至很危險，尤其是當水處理系統(tǒng)中包含任何電子部件時，甚至更嚴重的是未過濾的水從壓力罐入口流出，因此，使得被設(shè)計成只處理過濾水的水處理系統(tǒng)的組件被污染。
根據(jù)本發(fā)明，這些和其它在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的問題通過提供一種自含的濾水器套筒而得以解決，這種套筒以一個壓力容器為主要特征，該壓力容器通常呈圓筒形，并且有一個通常為球形的端和一個通常平的底部，該底部適于與模制的入口和出口適配，入口和出口與壓力容器內(nèi)部液體相通。本發(fā)明的濾水套筒具有焊接結(jié)構(gòu)，并以下列組裝部件為主要特征一個壓力容器外殼;一個內(nèi)部模制有一個入口的底部和一個具有環(huán)狀墊圈座的突出的插配元件;一個適合于設(shè)置在環(huán)狀墊圈座上和模制的突出的出口上的彈性體O形環(huán)墊圈;一個設(shè)在出口附近和出口上游的彈性體出口球形止回閥;一個位于入口附近及入口上游的彈性體球形止回閥;一個其中有與底部入口和出口相對應的通孔的底板;一個適合于與過濾器元件螺紋連接的外螺紋元件;一個適于在外螺紋元件和過濾器元件之間實現(xiàn)密封的彈性體環(huán)狀壓縮墊圈;一個過濾器元件;具有一個圓形端的壓力器外殼;沿底部徑向設(shè)置的不對稱突起，用來將底部安裝在相應地適于容納這些突起的水處理裝置上。
本發(fā)明的濾水器套筒可以具有既與龍頭相連，也與第二級水處理系統(tǒng)(如紫外線處理部分)相連的出口。為便于公開，本發(fā)明是作為相對于紫外線型水處理系統(tǒng)來說的過濾部分而被采用的，其中第二部分是利用紫外線殺滅已過濾的水中的生物體。
在組裝時，與過濾套筒相連的螺紋管接頭被焊接在過濾器底部，并將球形止回閥永久地封閉在出口處。過濾器元件以螺紋連接方式固定在外螺紋元件上，抓住入口止回球，使壓縮墊圈在其間實現(xiàn)密封。整個組件均被置于壓力器外殼內(nèi)并以水密方式在套筒底部被焊接在外殼上。這種安裝方式得到了自含的、可自由維護的、一次性的濾水器套筒，它能夠承受住.34mpa的內(nèi)部壓力，進而超過了對于用在可攜帶水處理中的壓力器來說的國家公共衛(wèi)生基金組織標準(NationalSanitationFoundationStandard)第53號的最小性能指標。


圖1是沿圖3的線Ⅱ-Ⅱ部分剖開的本發(fā)明的濾水器套筒的透視圖;
圖2是本發(fā)明的濾水器套筒的一個分解圖;
圖3是本發(fā)明的濾水器套筒的一個立面圖;
圖4是本發(fā)明的濾水器套筒的一個剖面圖;以及圖5是同樣以剖開表示的包含本發(fā)明的濾水套筒的一個水處理系統(tǒng)的剖視圖。
參照附圖，且特別參照圖1和圖2，其中圖1是部分剖面圖，而圖2是分解的，總的用10代表濾水器套筒。濾水器套筒由兩個主要部分構(gòu)成一個壓力容器外殼20，它基本上呈圓形，且一般一端為球形，和一個壓力容器底部30，它通常呈圓平面形。與壓力器底部30共軸設(shè)置的是一個出口，總的以11表示，在圖1中以剖開示出。出口11的主要部件是中空的、通常為圓筒形的出口接頭12，它與出口11同軸設(shè)置，并從壓力容器外殼20向遠端伸出。在壓力容器外殼20附近及內(nèi)部設(shè)有一個螺紋管接頭13。螺紋管接頭13是中空的，并且與壓力容器外殼20和出口管接頭12呈液體連通。出口管接頭12的一端是向外呈錐形的，并終止于一個遠端限制開孔14，進而在出口接頭12開始呈錐形的位置和遠端限制開孔14和圓周之間限定了一外斜面15。斜面15的內(nèi)部限定了一個環(huán)形密封壁19。
設(shè)在出口管接頭12內(nèi)的是一個第一彈性體出口球形止回閥16，它按照與環(huán)形密封壁19相互密封的關(guān)系處于其通常的關(guān)閉位置。設(shè)置在壓力容器底部30和斜面15之間的出口管接頭12的外徑上的是一個環(huán)狀O形環(huán)墊圈座17，在其中設(shè)有一個彈性體出口O形環(huán)墊圈18，在圖1和圖4中以剖面方式更清楚地表示。
特別參照圖1和圖4，靠近出口11并設(shè)置在壓力器底部30內(nèi)的是一個總的以25表示并剖開示出的入口。特別參照圖4，一個斜的入口開孔26為第二彈性體入口止回球形閥27提供了一個密封表面。位于壓力器底部30上的螺紋管接頭13附近的以剖面表示的入口閥套28將第二球形止回閥27保持在斜的入口開孔26的斜面上。通過重力的作用使第二球形止回閥27保持就位，并且當水進入斜的入口開孔26時，由于水壓的作用而移位，進而允許水流入分段的入口閥套28，并因此而進入到壓力容器外殼20中進行過濾。
特別參照圖4，利用一個過濾器35來防止入口球形止回閥27脫離入口閥套28的約束，當以螺紋固定在螺紋管接頭13上時，過濾器35將靠在分段的入口閥套28的開口處，進而大體上將入口球形止回閥27限制在其中。通過在接頭12一端安置一個螺紋管接頭13而將出口球形止回閥16限制在出口管接頭12中。
參照圖5，以分段的入口閥套28、斜的入口開孔26和第二球形止回閥27與過濾器入口的水通道31呈液體聯(lián)通，進而當水壓施加于斜的入口開孔26時，壓力將使得止回閥27在分段的入口閥套28中移動，使水在其分段之間進入到壓力容器外殼20中。在從入口25流入壓力容器外殼20中之后，未過濾的水將充滿由壓力容器外殼20的內(nèi)壁中的過濾器35的外周之間的區(qū)域限定的一個空間42，在該空間中，在壓力作用下，水將進入過濾器35并向下流動，流出出口11。
繼續(xù)參照圖5，過濾水流出出口11的通道用流向并進入紫外線處理腔60的箭頭表示。在紫外線處理腔60中，過濾后的水暴露在紫外光下，進而殺滅微生物，而后將流出紫外線腔60并最終流出水龍頭(未示出)以便被用戶所使用。
現(xiàn)在參考圖1，一組兩個或更多個不對稱突起32從壓力器底部的外周徑向伸出，并適合于與位于圖5所示的蓋板65上的開孔或相應的爪(未示出)相匹配以便將套筒10固定在圖5中以70表示的水處理系統(tǒng)70內(nèi)的正確位置上。然而，水處理系統(tǒng)70和蓋板65只是為了參考的目的而表示出的，而不是作為本發(fā)明的過濾套筒10的最佳實施例而給出的。應該理解的是，通過或許對出口11和不對稱突起32作出局部改動，過濾器套筒10可以適合于提供給具有不同形狀的各種水處理系統(tǒng)而不會偏離本發(fā)明的精神范疇。
參考圖5，位于水處理系統(tǒng)70的蓋板65中的出口襯套8與紫外線處理腔60呈液體連通，并適合于容納出口管接頭12，同時，O形環(huán)墊圈18在兩者間產(chǎn)生水密密封。當出口管接頭12插入到出口襯套8中時，與其同軸地設(shè)置在出口襯套8內(nèi)的垂直銷9將進入出口管接頭12中，進而與第一球形止回閥16相接觸，并使其從環(huán)狀密封壁16處移開。為了使過濾器套筒10在水龍頭處理系統(tǒng)70的蓋板65上準確地對中，則用戶將用手轉(zhuǎn)動過濾器套筒10直到不對稱突起32在蓋板65上的準確位置上與相應的爪(未示出)對齊?，F(xiàn)在將第一球形止回閥16移開，則出口打開，允許過濾后的水從過濾器套筒10中流經(jīng)此處，通過出口襯套8，并進入紫外線處理腔60，此后，水就從該腔中流出水龍頭(未示出)。
水處理系統(tǒng)70的蓋板65既可以與用戶用來取水的水龍頭相管接，也可以，優(yōu)選地，與上述第二級相管接，其中水在紫外線處理腔60中經(jīng)過處理。
繼續(xù)參照圖5，在操作過程中，水處理系統(tǒng)70的蓋板65上的一個口將被管接到加壓水上，并與入口25液體聯(lián)通。當施加水壓時，壓力將使第二球形止回閥27移位，允許水進入到分段的閥套28的截面之間的入口25，進入到壓力容器外殼20充注空間42。在壓力作用下，水將通過滲透作用進入過濾器35，通過過濾器虹吸(Wicking)并通過重力作用，向下流經(jīng)螺紋管接頭13和出口11。讓過濾器套筒10就位，銷子9將出口球形止回閥16移開，進而允許水流經(jīng)出口11進入襯套8，并進入水龍頭，或在優(yōu)選實施例中，進入紫外線處理腔60。
當用戶需要取下過濾器套筒10進行維護時，用戶應用于轉(zhuǎn)動套筒10，直到不對稱突起32(如圖1所示)與水處理系統(tǒng)70的蓋板65上的對應的爪相脫離，然后，將整個過濾器套筒10抬離蓋板68，因此，將出口管接頭12拉出襯套8，允許出口球形止回閥16落在環(huán)形密封壁19上，因此，防止了水從出口11中漏出。同時，由于在入口球形止回閥27上不再施加水壓，則該閥將保持在其正常的閉合位置上，與斜的入口開孔26密封接觸，如圖4所示，因此，當從蓋板65上取下套筒10時，防止了未經(jīng)過濾的水漏出。安裝一個新的套筒10采用與上述完全相反的步驟。
下面參考圖2，本發(fā)明的過濾套筒10通常具有焊接結(jié)構(gòu)，因而在組裝過程中，過濾器35以螺紋方式固定在壓力容器底端30上的螺紋管接頭13上，并用一個平墊圈29密封。然而，通過焊接或另外牢固地將兩部分粘在一起的方式將壓力容器外殼20和壓力容器底部30彼此牢固地連接起來達到一種水密密封，這樣就提供了一種滿足或超過國家公共衛(wèi)生基金組織標準(NationalSanitationFoundationStandard)第53號的結(jié)構(gòu)。
對于過濾器套筒10的所有模制部分來說的優(yōu)選材料是NorylPX1543，這是一種改性的對聚苯氧化物(polyphenyleneoxide)，它允許套筒在0～50psi的壓力之間能夠承受10，000次循環(huán)和承受15分鐘的150psi的流體靜壓力，這些都滿足或超過了上面提到的國家公共衛(wèi)生基金組織標準第53號。
因此，獲得了一種小巧的，很結(jié)實的一次性濾水器套筒，這種套筒在生產(chǎn)方面及對于用戶來說購買一個水處理系統(tǒng)中的更換套筒都相對較便宜。
以上所述是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，可以進行各種變換和改進而不會偏離本發(fā)明的精神和更寬的方面，如在所附的權(quán)利要求書中所公開的，該權(quán)利要求將根據(jù)專利法的原則，(包括等同物原則)進行解釋。
權(quán)利要求
1.一個濾水器套筒，其組成包括一個基本圓筒形的壓力容器所述壓力容器具有一個基本球形的第一端和一個通常為平的第二端；所述第二端包括一個與所述壓力容器液體連通的入口和一個出口；所述入口和出口中的一個與所述壓力容器同軸設(shè)置；所述入口和所述出口中的另一個在其附近設(shè)置；所述出口還包括一個第一球形止回閥，它適用于當濾水器套筒不在工作狀態(tài)時，阻塞該出口；所述入口包括一個第二球形止回閥，適于允許水只向著壓力容器的所述第一端的方向流動。
2.如權(quán)利要求1所述的濾水器套筒，還包括一個濾水器。
3.如權(quán)利要求1所述的濾水器套筒，其中所述第二端還包括至少兩個不對稱突起，它們沿徑向設(shè)置在其周邊附近，并適合于與一個水處理系統(tǒng)的帶開孔的蓋板相匹配，以便將所述過濾水器套筒保持就位。
4.如權(quán)利要求2所述的濾水器套筒，其中所述過濾器包括織物篩網(wǎng)和碳。
5.如權(quán)利要求1所述的濾水器套筒，其中所述第一端還包括一個壓力容器外殼及所述第二端包括一個壓力容器底部。
6.如權(quán)利要求5所述的濾水器套筒，其中所述壓力器外殼和壓力器底部是由對聚苯氧化物構(gòu)成的。
7.如權(quán)利要求1所述的濾水器套筒，其中所述出口還包括同軸設(shè)置在所述出口的一個通常為圓筒形的中空管接頭，其中的一個較大部分從所述第二端伸出，而其中一個較小部分朝向所述第一端延伸。
8.如權(quán)利要求7所述的濾水器套筒，其中所述中空管接頭還包括一個限定了一個受約束開口的開口端。
9.如權(quán)利要求8所述的濾水器套筒，其中所述受約束開口還包括一個限定了一個環(huán)狀密封壁的內(nèi)表面，其上所述第一球形止回閥是以密封方式設(shè)置的。
10.如權(quán)利要求1所述的濾水器套筒，其中所述中空管接頭還包括一個設(shè)置在其外徑周圍的徑向墊圈座，其上設(shè)有一個墊圈。
11.如權(quán)利要求9所述的濾水器套筒，其中所述第一球形止回閥適合于由一個設(shè)在水處理系統(tǒng)入口處的銷子從所述環(huán)狀密封壁移開。
12.如權(quán)利要求1所述的濾水器套筒，其中所述入口還包括一個襯套，它沿著相對于所述第二端的近似方向向內(nèi)伸出;所述襯套具有與所述入口和所述壓力容器外殼呈液體連通的分段內(nèi)壁;所述襯套具有一個較大直徑，一個位于遠離較大直徑端的具有較小直徑的一個通常為圓筒形開口處的斜的密封表面;及所述襯套內(nèi)設(shè)有與所述斜的密封表面密封接觸的所述第二球形止回閥。
13.如權(quán)利要求12所述的濾水器套筒，其中所述第二球形止回閥適于通過水壓從所述斜密封表面處移開。
14.一個濾水器套筒，其組成包括一個基本上為圓筒形的壓力容器;所述壓力器包括一個壓力容器外殼和一個壓力容器底部;所述壓力容器外殼具有一個開口的第一端和一個通常為球形的第二端;所述壓力容器還包括一個通常為圓的和平的壓力器底部;所述壓力容器底部包括一個壓力容器出口，它相對于所述壓力容器底部圓周同軸設(shè)置，并從中穿過，與所述壓力容器外殼液體相通;所述壓力容器底部還包括一個壓力容器入口，該入口設(shè)置在所述壓力容器出口附近并從底部穿過，與所述壓力容器外殼液體相通;所述壓力容器出口包括一個同軸設(shè)置在所述出口的通常為圓筒形的中空管接頭，其中一個較大部分從所述第二端伸出，而一個較小部分朝向所述第一端延伸;所述中空管接頭具有一個限定了一個受約束開口的開口端;所述收縮開口具有一個限室一個環(huán)狀密封表面的內(nèi)表面;在所述腔室內(nèi)按照與所述環(huán)狀密封壁密封的關(guān)系設(shè)置了一個第一彈性體球形止回閥;所述中空管接頭包括設(shè)置在其外徑附近的徑向墊圈座，其上設(shè)有一個墊圈;所述入口包括一個襯套，它沿著相對于所述第二端的相近方向向內(nèi)伸出;所述襯套具有與所述入口和所述壓力容器外殼液體相通的分段內(nèi)壁;所述襯套具有一個較大直徑，一個位于遠離所述較大直徑端的具有較小直徑的通常的圓筒形的開口處的斜的密封表面;在所述襯套內(nèi)，按照與所述斜密封表面密封的關(guān)系設(shè)置一個第二彈性體球形止回閥;和所述壓力容器底部還包括至少兩個不對稱突起，它們沿徑向設(shè)置在其外周附近并適合于與水處理系統(tǒng)的蓋板上的一對相應的爪相配合，以便將濾水器套筒保持就位。
15.如權(quán)利要求14所述的濾水器套筒，其中所述第一彈性體球形止回閥適于通過水處理系統(tǒng)中的銷子從所述環(huán)狀密封壁移開。
16.如權(quán)利要求14所述的濾水器套筒，其中所述第二彈性體球形止回閥適于通過水壓從斜的密封表面移開。
17.一種濾水器套筒，其組成包括一個基本上的為圓筒形的壓力容器;所述壓力容器具有一個基本上為球形的第一端和一個基本上平的第二端;所述第二端包括與所述壓力容器液體相通的一個出口和一個入口;所述出口還包括一個正常情況下關(guān)閉的第一球形止回閥;所述入口還包括一個正常情況下關(guān)閉的第二球形止回閥，當在所述入口處施加水壓時，該閥打開;及當把所述濾水器套筒安裝在一個水處理系統(tǒng)中時，用來連接和打開所述正常情況下關(guān)閉的第一球形止回閥的裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的濾水器套筒，其中所述用于連接和打開的裝置包括一個設(shè)置水處理系統(tǒng)的蓋板上的銷子，用來移開設(shè)置在所述正常情況下關(guān)閉的第一球形止回閥中的球體。
19.如權(quán)利要求17所述的濾水器套筒，其中所述第二端還包括至少兩個不對稱突起，它們沿徑向設(shè)置在其周邊附近，并適于與水處理系統(tǒng)中的一個帶開孔的蓋板相配合以便將所述濾水器套筒保持就位。
20.如權(quán)利要求17所述的濾水器套筒，其中所述出口還包括一個與所述出口同軸設(shè)置的帶受約束開口的通常的圓筒形的中空管接頭，其較大部分從所述第二端中伸出，而其較小部分朝向所述第一端延伸。
21.如權(quán)利要求20所述的濾水器套筒，其中所述受約束開口還包括一個限定了一個環(huán)狀密封壁的內(nèi)表面，其中所述第一球形止回閥以密封方式處于所述的正常關(guān)閉位置上。
22.一種自含一次性過濾器套筒包括一個基本上為圓筒形的壓力器;所述壓力器具有一個基本上為球形的第一端和一個基本上平的第二端;所述第二端包括一個正常情況下關(guān)閉的入口球形止回閥和一個正常情況下關(guān)閉的出口球形止回閥;及其中所述的正常情況下關(guān)閉的入口球形止回閥當施加水壓時則打開，而所述的正常情況下關(guān)閉的出口球形止回閥當與設(shè)置在容納所述過濾器套筒的水處理系統(tǒng)上的銷子相接合時則打開。
全文摘要
一個用于處理飲用水的水處理系統(tǒng)中的自含一次性濾水器套筒在入水口和出水口具有單向球形止回閥。通常為圓筒形的濾水器套筒的一端一般為球形，而另一端基本上是平的，并且具有焊接的塑料結(jié)構(gòu)。在平的一端的外周附近徑向設(shè)置的不對稱突起適合于與水處理系統(tǒng)中的一個帶開孔的蓋板配合。
文檔編號B01D27/10GK1091673SQ9410159
公開日1994年9月7日 申請日期1994年2月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月16日
發(fā)明者丹尼斯·J·庫爾 申請人:阿姆威公司