流体处理设备及其使用方法
流体处理设备及其使用方法
【专利说明】流体处理设备及其使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求BradleyPierik、Kevin Reilly 和 Ronald Pierik 的于 2012 年9 月 13日提交的美国临时专利申请N0.61/700, 864、于2013年5月29日提交的美国临时专利申请N0.61/828，514以及2013年6月10日提交的美国临时专利申请N0.61/833，310的优先权，这些专利申请的名称均为“Fluid Treatment Apparatus And Method Of Using Same”(流体处理设备及其使用方法)，这些专利申请特此以引用方式纳入。
技术领域
[0003]本发明涉及流体处理设备及其使用方法的领域。本发明的实施方式涉及便携式或个人式可回洗水过滤设备、其滤水器及其使用方法(特别地，回洗方法)的领域。
【背景技术】
[0004]得到干净的水是世界许多地区面临的问题。在消费水之前经常要处理水，以去除污染物。滤水器一般用于此目的。
[0005]在发展中国家，饮用水经常是不可得的或者难以得到。
[0006]露营的人会想要便携式的并且容易使用的滤水器，因为携带水是笨重的。如果经处理的水源不容易得到的，则灾民会需要用过滤装置；需要保存、运输和分发这些过滤装置。这些情况凸显了为了针对这些类型的应用提供干净水对便宜、便携式和易于使用的过滤装置的需要。
[0007]现有滤水器的常见问题是，难以产生足以驱动或抽取水通过滤水器的压力。通常，滤水器依赖于重力，装有泵，或需要用户的肺活量来驱动水通过滤水器。然而，这些加压装置中的每个都具有缺点。在世界的一些区域中，泵过贵或者带来维修挑战。使用重力产生压力需要有足够的竖直距离来建立水头压力，或者流速缓慢，这是不方便的。对于许多用户(诸如，儿童和老年人)来说，只用他们的肺活量形成足以使用过滤器的压力，这有挑战或者是不可行的。为此原因，需要带有产生压力的更简易装置的水处理系统。
[0008]水过滤系统另外的问题是，滤水器容易被碎肩堵住并且必须被清洁。在使用一段时间后，许多滤水器失去了效率。从未经处理的水直供滤出的颗粒物质可能已累积在滤水器中并且堵塞滤水器。可通过周期性回洗来恢复功效，周期性回洗是驱动水在与正常过滤模式逆流的方向上通过滤水器以移走累积在滤水器中的颗粒并且冲掉它们的过程。典型的清洁过程涉及通过用单独的泵或真空管(bulb)系统在这个逆流方向上产生压力或者拆卸该系统并且人工清洁滤水器来回洗滤水器。清洁过滤器通常是复杂的操作并且这些复杂性对于许多用户而言会是困难的。
[0009]相关技术的以上示例和与其相关的限制旨在是例证性而非排他性的。本领域的技术人员在阅读了说明书并且研宄了附图后，相关技术的其它限制将变得清楚。
【发明内容】
[0010]结合意在是示例性和例证性而范围不受限制的系统、工具和方法，描述和示出下面的实施方式及其一些方面。在各种实施方式中，已经减少或消除了上述问题中的一个或多个，而其它实施方式涉及其它改进。在本发明的第一方面，一种流体处理系统包括:上游部分，该上游部分适于传送流体并且处理所述流体内的杂质；以及下游部分，该下游部分与所述上游部分流体连通，其中，所述下游部分包括流量阀，以及其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在第一接合位置和第二接合位置之间交替，在该第一接合位置，所述流量阀处于打开位置，从而使流体能够流过所述下游部分，在该第二接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分，其中，所述上游部分被构造成可选择地从所述下游部分伸展并且回缩到所述下游部分，由此所述上游部分从所述下游部分的伸展使得流体在下游方向上流过所述上游部分，由此一定量的流体被保持在所述下游部分内，以及所述上游部分的回缩使得所述一定量的流体在上游方向上流过所述上游部分。
[0011]在本发明的第二方面，一种可回洗流体处理设备包括:上游部分，该上游部分适于传送流体并且处理所述流体内的杂质；下游部分，该下游部分与所述上游部分流体连通，其中，所述下游部分包括流量阀，以及其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在第一接合位置和(I)第二接合位置之间交替，在该第一接合位置，所述流量阀处于打开位置，从而使流体能够流过所述下游部分，在该第二接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分，其中，所述上游部分被构造成可选择地从所述下游部分伸展并且回缩到所述下游部分，由此所述上游部分从所述下游部分的伸展使得流体在下游方向上流过所述上游部分，由此一定量的流体被保持在所述下游部分内，以及所述上游部分的回缩使得流体在上游方向上流过所述上游部分。
[0012]在某些方面，所述上游部分的伸展在下游方向上驱动流体并且所述上游部分的回缩在上游方向上驱动流体，由此(i)回洗所述上游部分、(ii)清除气泡以消除气锁状况的风险、或(iii)当结合与所述上游部分流体连通的软管使用时开始虹吸。
[0013]在某些方面，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在第三接合位置之间交替，在所述第三接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分，其中，所述上游部分被牢固地固定，从而不相对于所述下游部分伸展和回缩。
[0014]在某些方面，当所述上游部分相对于所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。
[0015]在某些方面，当位于所述上游部分和所述下游部分之间的中间部分相对于所述上游部分和所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。
[0016]在某些方面，所述上游部分和所述下游部分的形状是圆柱体并且所述上游部分或所述下游部分包括用于阻止滚动的一个或多个表面突起。
[0017]在某些方面，所述上游部分包括适于密封连接到上游螺纹贮存器的上游螺纹连接器，并且所述下游部分包括适于非密封连接到下游螺纹贮存器的下游螺纹连接器。
[0018]在某些方面，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的微孔过滤膜来处理杂质。
[0019]在某些方面，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的超滤膜来处理杂质。
[0020]在某些方面，所述流量阀是弹簧-球阀组件。
[0021]在本发明的第三方面，一种用于过滤流体的套件包括:上游贮存器；下游贮存器；膜筒，该膜筒具有上游端和下游端，其中，所述膜筒包括在所述下游端处的致动突起；上游壳体，该上游壳体具有上游端和下游端，其中，所述上游壳体的所述下游端固定地连接到所述膜筒的所述上游端并且包括一个或多个凸块，所述一个或多个凸块沿着所述上游壳体的内表面周向设置；下游壳体，该下游壳体具有上游端和下游端，其中，所述下游壳体的所述上游端能移动地连接到所述膜筒的所述下游端并且包括一个或多个成形狭槽，所述一个或多个成形狭槽沿着所述下游壳体的外表面周向设置并且被构造成与所述上游壳体的所述一个或多个凸块接合；其中，所述下游壳体被构造成可选择地接合所述上游壳体并且在以下位置之间交替:(I)第一接合位置，该第一接合位置允许流体流过所述膜筒，(2)第二接合位置，该第二接合位置防止流体流动并且密封所述可回洗流体处理设备的所述下游端，(3)第三接合位置，该第三接合位置允许所述上游壳体脱离所述下游壳体的所述成形狭槽，从而允许用户抽吸所述可回洗流体处理设备；阀盖，该阀盖设置在所述下游壳体内，所述阀盖具有流量阀，该流量阀被构造成接合所述膜筒的所述下游端处的所述致动突起。
[0022]在某些方面，(i)所述上游壳体可包括用于接收流体的入口和围绕所述入口的内部螺纹部分，该内部螺纹部分被构造成提供所述上游壳体和所述上游贮存器之间的密封接合；(?)所述下游壳体可包括用于排放流体的出口和围绕所述出口的内部螺纹部分，该内部螺纹部分被构造成提供所述下游壳体和所述下游贮存器之间的非密封接合。
[0023]在本发明的第四方面，一种可回洗流体过滤系统包括:顶盖组件，该顶盖组件具有上游端和下游端，所述顶盖组件包括:一个或多个凸块，所述一个或多个凸块沿着所述顶盖组件的内表面周向设置；膜筒部分，该膜筒部分被构造成容纳水处理材料；以及在所述下游端处的致动突起；下游组件，该下游组件具有上游端和下游端，所述下游组件包括:一个或多个成形狭槽，所述一个或多个成形狭槽沿着所述下游组件的外表面周向设置并且被构造成接合所述顶盖组件的所述一个或多个凸块；以及阀盖部分，该阀盖部分具有流量阀，所述流量阀被构造成接合所述膜筒部分的所述致动突起。其中，所述下游组件以能移动的方式连接所述顶盖组件并且被构造成借助所述成形狭槽可选择地接合所述顶盖组件并且在以下位置之间交替:(I)第一接合位置，该第一接合位置允许流体流过所述水处理材料；
(2)第二接合位置，该第二接合位置防止流体流动并且密封所述可回洗流体过滤系统的所述下游端；以及(3)第三接合位置，该第三接合位置允许所述上游壳体脱离所述下游壳体的所述成形狭槽，从而允许用户抽吸所述可回洗流体过滤系统。
[0024]在本发明的第五方面，一种可回洗流体过滤设备可包括:膜筒，该膜筒具有上游端和下游端，其中，所述膜筒包括在所述下游端处的致动突起；上游壳体，该上游壳体具有上游端和下游端，其中，所述上游壳体的所述下游端固定地连接到所述膜筒的所述上游端并且包括一个或多个凸块，所述一个或多个凸块沿着所述上游壳体的内表面周向设置；上游端盖，该上游端盖固定地连接到所述上游壳体的所述上游端；下游壳体，该下游壳体具有上游端和下游端，其中，所述下游壳体的所述上游端能移动地连接到所述膜筒的所述下游端并且包括一个或多个成形狭槽，所述一个或多个成形狭槽沿着所述下游壳体的外表面周向设置并且被构造成接合所述上游壳体的所述一个或多个凸块；其中，所述下游壳体被构造成可选择地接合所述上游壳体并且在以下位置之间交替:(1)第一接合位置，该第一接合位置允许流体流过所述水处理材料，(2)第二接合位置，该第二接合位置防止流体流动并且密封所述可回洗流体过滤系统的所述下游端，(3)第三接合位置，该第三接合位置允许所述上游壳体脱离所述下游壳体的所述成形狭槽，从而允许用户抽吸所述可回洗流体过滤设备；下游端盖，该下游端盖固定地连接到所述下游壳体的所述下游端；以及阀盖，该阀盖设置在所述下游壳体内，所述阀盖具有流量阀，所述流量阀被构造成接合所述膜筒的所述下游端处的所述致动突起。
[0025]在某些方面，所述顶盖组件的上游端可提供用于接收水的入口。所述上游端还可包括围绕所述入口的内部螺纹部分，所述内部螺纹部分被构造成提供所述顶盖组件和第一贮存器之间的密封接合，也就是说，提供流体连通使得流体不会在连接的表面之间漏出的连接。所述顶盖组件还可包括一个或多个小凹口，所述凹口围绕所述螺纹部分的外边缘以提供空气路径，使得螺纹可非密封地连接到贮存器，也就是说，提供流体连通使得流体可在连接的表面之间漏出的连接。
[0026]在某些方面，所述下游组件的所述下游端至少提供用于排放水的出口。所述下游组件还可包括围绕所述出口的内部螺纹部分，该内部螺纹部分被构造成提供所述下游组件和第二贮存器之间的密封接合。所述下游组件还可包括一个或多个小凹口，所述凹口围绕所述螺纹部分的外边缘以提供空气路径。
[0027]在某些方面，所述水处理材料是中空纤维膜过滤器卷。
[0028]在某些方面，所述下游组件包括在所述下游组件的外表面上的用于阻止滚动的一个或多个表面突起。
[0029]在某些方面，所述流量阀是弹簧-球阀组件。
[0030]除了上述的示例性方面和实施方式之外，通过参照附图并且通过研宄下面的【具体实施方式】，其它方面和实施方式将变得清楚。
【附图说明】
[0031]在附图的参考图中示出示例性实施方式。本文中公开的实施方式和附图旨在被视为是例证性而非限制性的。
[0032]图1是根据本发明的一个实施方式的水过滤装置的立体图。
[0033]图2示出水过滤装置的滤水器的第一实施方式的分解图。
[0034]图3A示出第一滤水器的上游壳体的侧剖视图。
[0035]图3B示出第一滤水器的上游壳体的立体图。
[0036]图4A示出第一滤水器的膜筒的侧剖视图。
[0037]图4B示出第一滤水器的膜筒的侧视图。
[0038]图5A示出第一滤水器的柱塞的侧剖视图。
[0039]图5B示出第一滤水器的柱塞的侧视图。
[0040]图6A示出第一滤水器的下游壳体的侧剖视图。
[0041]图6B示出相对于图6A处于倒置方位的第一滤水器的下游壳体的立体图。
[0042]图7示出组装后的第一滤水器连同用于将滤水器连接到第一贮存器和第二贮存器的软管的侧剖视图。
[0043]图8A至图SC示出回洗第一滤水器时涉及的一系列操作。
[0044]图9A示出第一滤水器的侧剖视图，该视图示出第一滤水器的第一流动构造。
[0045] 图9B示出当第一滤水器处于第一流动构造时凸块在柱塞的成形狭槽中的第一接合位置。
[0046]图1OA示出第一滤水器的侧剖视图，该视图示出第一滤水器的第二流动构造。
[0047]图1OB示出当第一滤水器处于第二流动构造时凸块在柱塞的成形狭槽中的第二接合位置。
[0048]图1lA示出第一滤水器的侧剖视图，该视图示出第一滤水器的第三流动构造。
[0049]图1lB示出当第一滤水器处于第三流动构造时凸块在柱塞的成形狭槽中的第三接合位置。
[0050]图12A示出第一滤水器的侧剖视图，该视图示出第一滤水器的第四流动构造。
[0051]图12B示出当第一滤水器处于第四流动构造时凸块在柱塞的成形狭槽中的第三接合位置。
[0052]图13示出处于打开位置的水过滤装置的滤水器的第二实施方式的立体图。
[0053]图14A示出第二滤水器的端盖的侧视图。
[0054]图14B示出第二滤水器的端盖的剖视图。
[0055]图14C示出第二滤水器的端盖的俯视图。
[0056]图14D示出第二滤水器的端盖的仰视图。
[0057]图15A示出第二滤水器的上游壳体的侧视图。
[0058]图15B示出第二滤水器的上游壳体的剖视图。
[0059]图15C示出第二滤水器的上游壳体的俯视图。
[0060]图16A示出第二滤水器的膜筒的侧视图。
[0061]图16B示出第二滤水器的膜筒的剖视图。
[0062]图16C示出第二滤水器的膜筒的俯视图。
[0063]图17A示出第二滤水器的阀盖的俯视图。
[0064]图17B示出第二滤水器的阀盖的仰视图。
[0065]图17C示出第二滤水器的阀盖的侧视图。
[0066]图17D示出第二滤水器的阀盖的剖视图。
[0067]图18A示出具有第一导沟设计的第二滤水器的下游壳体的侧视图。
[0068]图18B示出第二滤水器的下游壳体的剖视图。
[0069]图18C示出第二滤水器的下游壳体的俯视图。
[0070]图19A示出处于打开位置的第二滤水器的立体图。
[0071]图19B示出当第二滤水器处于打开位置时凸块在成形狭槽中的第一接合位置。
[0072]图19C示出处于打开位置的第二滤水器的侧视图。
[0073]图19D示出处于打开位置的第二滤水器的剖视图。
[0074]图20A示出处于关闭位置的第二滤水器的立体图。
[0075]图20B示出当第二滤水器处于关闭位置时凸块在成形狭槽中的第二接合位置。
[0076]图20C示出处于关闭位置的第二滤水器的侧视图。
[0077]图20D示出处于关闭位置的第二滤水器的剖视图。
[0078]图21A示出处于解锁位置的第二滤水器的立体图。
[0079]图21B示出当第二滤水器处于解锁位置时凸块在成形狭槽中的第三接合位置。
[0080]图21C示出处于解锁位置的第二滤水器的侧视图。
[0081]图21D示出处于解锁位置的第二滤水器的剖视图。
[0082]图22示出水过滤装置的滤水器的第三实施方式。
[0083]图23示出水过滤装置的滤水器的第四实施方式。
[0084]图24示出水过滤装置的滤水器的第五实施方式。
[0085]图25示出水过滤装置的滤水器的第六实施方式。
[0086]图26示出水过滤装置的滤水器的第七实施方式。
[0087]图27示出水过滤装置的滤水器的第八实施方式。
[0088]图28A至图28E示出具有表面突起的滤水器的实施方式。
[0089]图29A至图29B示出具有抗密封凹口的滤水器的实施方式。
[0090]图30A至图30B示出具有第二导沟设计的滤水器的实施方式。
【具体实施方式】
[0091]在整个下面的说明书中，为了使本领域的技术人员更彻底地理解，阐述具体细节。然而，可不详细示出或描述熟知的元件，以避免不必要地混淆本公开内容。因此，说明书和附图应被视为是例证性而非限制性的。某些实施方式的类似特征可通过类似参考标号结合其它实施方式进行参照。因此，特定附图中示出的全部标号不一定结合该附图进行描述。
[0092]如本文中使用的，术语“处理”和“过滤”用于表示在去除流体中的污染物或消除污染物的活性的过程。在一些实施方式中，使用诸如微孔过滤膜或超滤膜的膜。微孔过滤膜可表示具有范围是0.1微米至10微米的孔的膜。超滤膜可表示具有范围是0.001微米至0.1微米的孔的膜。在一些实施方式中，使用活性炭。在一些实施方式中，使用诸如氯化的化学水处理技术。在一些实施方式中，使用诸如紫外光的辐射水处理技术。在一些实施方式中，使用多种水处理技术的组合。
[0093]如本文中使用的，使用术语“个人式滤水器”和“便携式滤水器”表示小得足以让单个人容易携带和使用的装置，例如，与一般难以移动并且为大量人提供经过滤的水的较大水过滤单元区不同。在需要进行回洗之前可被过滤的水量随进入水质和随时间变化用户对可接受产量的偏好的变化而变化。在一些实施方式中，个人滤水器可产生足够量的经过滤的水，以方便地满足一个人至八个人在I至30天、I至12个月、I至3年或其间任何时段内每天对经过滤的水的需要。
[0094]如本文中使用的，术语“下游”意指通过过滤器的典型流动方向。术语“上游”意指下游的反向，即，与通过过滤器的典型流动方向相反的方向。当在重力的影响下发挥作用时，通过过滤器的典型流动方向是从靠上的上游贮存器朝向相对靠下的下游贮存器。
[0095]图1示出根据本发明的一个实施方式的水处理装置10。水处理装置10包括第一贮存器20、滤筒30和第二贮存器40。第一贮存器20位于滤筒30的上游并且旨在包含未经过滤的水21。第二贮存器40位于滤筒30的下游并且旨在接收经过滤的水23。第一贮存器20和第二贮存器40要么直接要么间接地连接到滤筒30。当直接连接时，在第一贮存器20和滤筒30之间或者在第二贮存器40和滤筒30之间没有插入流体导管或软管，如所示出的。当间接连接时，可设置这种软管，如下文中进一步描述的。
[0096]在一些实施方式中，第一贮存器20和第二贮存器40被设计成可耐受通过挤压、滚动或折叠而人工重复施加压力的情况。在一些实施方式中，用于制成第一贮存器20和第二贮存器40的材料是柔性的，并且被设计成耐受大量挤压周期，同时仍然有效地发挥作用以容纳水并且安全保存经过滤的水。在一些实施方式中，用于制成第一贮存器20和第二贮存器40的材料坚固得足以耐受当用户用力地挤压第一贮存器20和第二贮存器40时产生的内部压力。在一些实施方式中，第一贮存器20和第二贮存器40由诸如抗断裂塑料的柔性无孔材料制成。可用于制成第一贮存器20和第二贮存器40的可能合适的塑料示例包括聚乙烯、聚丙烯、热塑性聚氨酯和其中许多材料层合在一起的层压材料或共挤材料。
[0097]在一些实施方式中，用于制成第一贮存器20和第二贮存器40的材料是透明的，使得用户既可看到未经过滤的水21又可看到经过滤的水23。这样可为用户提供关于滤筒30正有效处理未经过滤的水21的可视确认。
[0098]滤筒30可包含任何合适的用于处理受污染或可能受污染的水的水处理技术，使得水可饮用(即，安全饮用)。在一些实施方式中，在滤筒30中使用诸如微孔膜或超滤膜的膜。微孔过滤膜可表示具有范围是0.1微米至10微米的孔的膜。超滤膜可表示具有范围是0.001微米至0.1微米的孔的膜。在一些实施方式中，在滤筒30中使用活性炭。在一些实施方式中，在滤筒30中使用诸如氯化的化学水处理技术。在一些实施方式中，在滤筒30中使用诸如紫外光的辐射水处理技术。在一些实施方式中，在滤筒30中使用多种水处理技术的组合。
[0099]在图示实施方式中，第一贮存器20包括下游开口 24和刚性构件22。下游开口 24被确定大小并且被构造成密封地接合滤筒30上游端的上游接收部分32。开口 24可按任何合适方式(例如，通过摩擦配合、螺纹接合、或者借助将开口 24与上游接收部分32密封连接的连接器)密封地接合上游接收部分32。在图示实施方式中，上游接收部分32包括上游螺纹部分33并且开口 24包括互补螺纹部分35。螺纹部分33和35被确定尺寸并且被构造成提供第一贮存器20和滤筒30之间的密封接合。
[0100]其中开口 24可拆卸地连接到滤筒30的实施方式允许第一贮存器20易于拆卸，以方便保存、清洁或更换第一贮存器20。在其中开口 24可拆卸地连接到滤筒30的一些实施方式中，可设置盖或其它合适的闭合件，使得水可容纳在第一贮存器20内。
[0101]在图示实施方式中，第二贮存器40包括上游开口 44、刚性构件42和下游出口 45。在包括图示实施方式的一些实施方式中，下游出口 45包括流量控制器46。
[0102]上游开口 44被确定大小并且被构造成密封地接合滤筒30下游端的下游接收部分34。上游开口 44可按任何合适的方式(例如，通过摩擦配合、螺纹接合、或者借助将上游开口 44与下游接收部分34密封连接的连接器)密封地接合下游接收部分34。在图示实施方式中，下游接收部分34包括内部下游螺纹部分37并且开口 44包括互补外部螺纹部分39。螺纹部分37和39被确定尺寸并且被构造成提供第二贮存器40和滤筒30之间的密封接合。可结合上游贮存器20设置类似的结构。
[0103]其中上游开口 44可拆卸地连接到滤筒30的实施方式允许第二贮存器40易于拆卸，以方便保存、清洁或更换第二贮存器40。在其中上游开口 44可拆卸地连接到滤筒30的一些实施方式中，设置盖或其它合适的闭合件，使得水可容纳在第一贮存器20内。例如，可设置具有螺纹内表面50的螺旋盖48。螺纹内表面50被确定尺寸并且被构造成密封地接合上游开口 44。
[0104]在一些实施方式中，下游开口 24和上游开口 44被确定大小和/或被构造成使得上游贮存器20 (例如，第一贮存器)和下游贮存器40 (例如，第二贮存器)无法被互换。一个实施方式可具有，上游接收部分32包括外部螺纹部分并且开口 24包括互补内部螺纹部分，而下游接收部分34包括内部螺纹部分37并且开口 44包括互补外部螺纹部分39。这可以是有利的，因为它降低了上游贮存器和下游贮存器被意外调换的风险，因此降低了交叉污染的风险。
[0105]在一些实施方式中，滤筒30的螺纹部分被确定尺寸并且被构造成接合传统的液体贮存容器(诸如，汽水瓶或水瓶)。在一些实施方式中，下游出口 45被确定尺寸并且被构造成接合传统的液体贮存容器(诸如，汽水瓶或水瓶)。这些实施方式允许水处理装置10方便地提供经过滤的水，以保存在用户可利用的容器中。
[0106]刚性构件22和42是可选特征。在包括刚性构件22和/或42的那些实施方式中，刚性构件22和42可用于通过允许用户容易将第一贮存器20或第二贮存器40的一些部分卷在刚性构件22或42上来方便水处理装置10的使用，以允许用户提供对抗其内包含液体的较大挤压力。在滤水模式(即，在水正在传统方向上穿过滤筒30以形成经过滤的水时)下，用户可更容易地施加力，以挤压未经过滤的水21经过滤筒30进入第二贮存器40中，从而更快速地产生经过滤的水。在过滤器清洁模式(即，在经过滤的水正在上游方向上回流通过滤筒30时)下，用户可更容易地施加力，以挤压干净的水经过滤筒30进入第一贮存器20，从而有可能提高清洁滤筒30的效率。
[0107]第一贮存器20的上部部分可选地包括一个或多个孔26或钩，这样允许例如通过系于树枝或其它高结构的一条绳索容易地悬挂水处理装置10，以方便使用重力来迫使未经过滤的水21通过滤筒30。
[0108]刚性构件22可选地包括一个或多个孔，这些孔允许刚性构件22用作手柄，使得用户可携带水处理装置10。此实施方式允许例如通过树枝或其它高结构容易地悬挂水处理装置10，以方便使用重力来迫使未经过滤的水21通过滤筒30。
[0109]在一些实施方式中，贮存器20和/或40的构造使得重力和/或人工压力辅助过滤被优化。在一些实施方式中，第一贮存器20被成形成其高度比第一贮存器20的宽度高。在一些实施方式中，第一贮存器20被成形成使得其高度至少是第一贮存器20的宽度的两倍。这个构造使得通过第一贮存器20中的未经过滤的水21能够产生较大的压头(presshead)，从而提高重力辅助过滤的效率，因为压头与水的竖直高度成比例。这种构造还可增大用户通过挤压、卷绕或折叠贮存器20在第一贮存器20内产生的压力。
[0110]在一些实施方式中，滤筒30的构造使得重力辅助过滤被优化。例如，使用较长的滤筒(即，具有较大高度的滤筒)将类似地增大水在遭遇环境空气压力之前必须流过的高度。高度增大导致水处理装置10内的压头较高(即，产生更大量的水压来驱动未经过滤的水21通过滤筒30)。
[0111]在图示实施方式的使用中，未经过滤的水可通过开口 24被装载到第一贮存器2 0中。旋开螺纹部分33和35，以将第一贮存器20与滤筒30分开。未经过滤的水21通过开口 24被装载到第一贮存器20中。可选地，可将盖或其它合适闭合件固定在开口 24上方，以将未经过滤的水21保存在第一贮存器20中，直到用户准备开始过滤。可选地，用户可冲洗或擦拭第一贮存器20的外表面，以将病菌或其它污染物从第一贮存器20传递到从第二贮存器40取出进行使用的经过滤的水23的风险降至最低。
[0112]接着，第一贮存器20的开口 24连接到滤筒30的上游接收部分32。在图示实施方式中，通过将开口 24的螺纹部分35与上游接收部分32的螺纹部分33接合，将第一贮存器20连接到滤筒30。通过在第一贮存器20与滤筒30接合之前或之后接合螺纹部分37和39，也将第二贮存器40连接到滤筒30。
[0113]一旦水处理装置10已被填充未经过滤的水21并且被组装，在滤水模式下，驱动未经过滤的水21通过滤筒30以产生经过滤的水23。可通过人工压力或通过重力提供在滤水模式下使得未经过滤的水21经过滤筒30所需的力。在一些情况下，使用人工压力辅助进行重力过滤，即，人工压力辅助过滤。
[0114]在重力滤水模式下，在重力作用下迫使未经过滤的水21通过滤筒30。在重力滤水模式下，水处理装置10可以可选地以任何合适方式(例如，通过使用绳索将水处理装置10经由孔26系于较高结构或者通过将设置在第一贮存器20的上部部分上的钩连接到合适支承件等)悬于合适的支承点。允许水处理装置10悬于此支承点。另选地，用户可仅将水处理装置10保持在悬挂方式下。作用于未经过滤的水21的重力迫使未经过滤的水21通过滤筒30，经过滤的水23流入第二贮存器40中。
[0115]在人工压力过滤模式下，用户以任何合适的方式(例如，通过挤压、抓紧、或卷绕第一贮存器20)向第一贮存器20施加压力，以对着未经过滤的水21施加压力来迫使未经过滤的水通过滤筒30。在存在刚性构件22的实施方式中，用户可将第一贮存器20卷绕在刚性构件22周围，以对着未经过滤的水21施加力。
[0116]可通过从滤筒30取下第二贮存器40并且可选地例如用螺旋盖48闭合开口 44来保存经处理的水，螺旋盖48包括被确定尺寸并且被构造成密封地接合外部螺纹部分39的螺纹内部表面50。经过滤的水可另选地或者还可通过流量控制器46从第二贮存器40分配。流量控制器46可以是用于调节流体释放的任何合适装置(诸如，流量阀、龙头、喷嘴、软管或夹具等)。
[0117]在一些实施方式中，流量控制器46可位于第二贮存器40下侧。在另一个实施方式中，流量控制器46可位于第二贮存器40的底部边缘或端部。在存在刚性构件42的情况下，流量控制器46可被集成到刚性构件42中。
[0118]其中流量控制器46沿着贮存器40的侧边缘设置的实施方式(与其中流量控制器46位于贮存器40的底部边缘或端部的实施方式形成对照)允许刚性构件42用于进行卷绕，以增大贮存器40中的压力，而没有受流量控制器46干扰。
[0119]在一些实施方式中，滤筒30被构造成使得其长度等于贮存器20和40的宽度，使得贮存器20和40可卷绕在滤筒30周围，以方便存储。
[0120]参照图2，示出滤筒30的第一实施方式。滤筒30包括上游壳体51、膜筒60、柱塞70和下游壳体90。上游壳体51包括上游接收部分32、上游壳体凹陷52、上游凸块53、柱塞狭槽59和柱塞止动件58。膜筒60包括筒唇部61、外部O形环凹陷62和内部O形环凹陷64。柱塞70包括柱塞凸块79、可密封口 71和成形狭槽80。下游壳体90包括下游壳体凹陷97、卡口滑片99a、卡口狭槽9a、下游接收部分34和下游螺纹部分37。
[0121]上游壳体51、膜筒60、柱塞70和下游壳体90可由大体刚性的无孔塑料材料构成。可使用的可能合适的塑料示例包括聚丙烯(PP)、各种共聚物、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚酯和共聚酯。
[0122]参照图3A和图3B，上游壳体51的上游接收部分32用于接收待处理的进入水流并且包括上游螺纹部分33，如之前描述的。合适的管接头(诸如，上游软管管接头56)可以可选地被设置用于经由柔性流体导管(例如，上游软管27，如图7中所示)连接上游贮存器20，作为使用上游螺纹部分33的替代。在一些实施方式中，可有益的是，软管27是透明的，以便于可视地比较进入装置的水和退出装置的水，从而使用户增加对处理过程的信任度。
[0123]不管是否存在上游软管管接头56，在上游接收部分32内设置上游流体开口 57，以允许待处理的水进入。
[0124]具体地转到图3A，上游壳体51的内部包括筒凹陷54，筒凹陷54的下端由筒隔环55限定边界。筒凹陷54和筒隔环55是环形的并且形状与膜筒60的筒唇部61互补。另夕卜，参照图7，在组装时，将膜筒60插入上游壳体51内，直到筒唇部61的上边缘接合筒隔环55的下边缘。进一步将膜筒60插入上游壳体51中使得筒唇部61变形，直到它经过筒隔环55并且返回其原始形状。这样确保了上游壳体51和膜筒60之间的半永久扣合。
[0125]上游壳体51的内部还包括柱塞狭槽59，柱塞狭槽59具有终止于筒隔环55下方的上游端和由柱塞止动件58限定边界的下游端。柱塞狭槽59的形状与柱塞凸块79互补。设置至少一对柱塞狭槽59和一对柱塞凸块79。再返回图7，在将柱塞70插入上游壳体51内时，在上述膜筒扣合到上游壳体51内之后，将柱塞凸块79与柱塞狭槽59对准并且接合柱塞止动件58。进一步将柱塞下端78插入上游壳体51内使得柱塞凸块79变形，直到柱塞凸块79经过柱塞止动件58并且返回它们的初始形状。这样确保了上游壳体51和柱塞70之间的半永久扣合，所述半永久扣合基本上防止柱塞被取出。此后，通过将柱塞凸块79沿着柱塞狭槽59移动，允许柱塞70相对于上游壳体51轴向滑动。然而，防止柱塞70相对于上游壳体51旋转。
[0126]一旦膜筒60扣合到上游壳体51内并且将柱塞70顺着膜筒60插入以滑动扣合在上游壳体51内，就通过外部O形环凹陷62内的一对O形环提供膜筒60和柱塞70的内部之间的密封接合。这样防止经由上游流体开口 57进入上游壳体51的被污染的水绕过膜筒60并且相反迫使它流过膜筒60的膜接收部分63 (图4A)，如下文中将更完全描述的。类似地，内部O形环凹陷64容纳O形环，以密封膜112 (图9A)来防止被污染的水经过膜112和膜接收部分63之间。然后，可将下游壳体90安装到柱塞70上方。
[0127]参照图6A和图6B，下游壳体90包括下游壳体凹陷97，在该下游壳体凹陷97上方设置有卡口滑片99a。卡口滑片99a从下游壳体凹陷97的外部环形表面径向突出达比所述凹陷的深度略小的量。因此，卡口滑片99a没有突出超过下游壳体90的外径。卡口狭槽98a形成在卡口滑片99a、下游壳体凹陷97的外部环形表面和下游壳体90的下边缘之间。由于卡口滑片99a大体是L形，因此卡口狭槽98a具有卡口敞口端98b和卡口闭合端99b。
[0128]在将下游壳体凹陷97插入上游壳体凹陷52内时，下游壳体90被取向，使得上游凸块53对准卡口敞口端98b。因此，在将下游壳体90绕着滤筒30的中心轴线相对于上游壳体51旋转时，上游凸块53进入卡口敞口端98b并且接合在卡口狭槽98a内。此后，通过上游凸块53和卡口滑片99a之间的干涉，防止下游壳体90被从上游壳体51轴向抽出，同时允许下游壳体90进一步旋转仅达到由上游凸块53与卡口闭合端99b的接合所述允许的程度。
[0129]具体地，参照图6B，凸块96从下游壳体90的内部径向向内突出。凸块96具有一对平行分隔开的面，这对面垂直于滤筒30的中心轴线，但绕着该轴线相对于彼此旋转，在它们的端部通过倾斜面相互连接。
[0130]转到图5B，凸块96接合在形成在柱塞70外部的成形狭槽80内。当下游壳体90初始定位在柱塞70上方时，下游壳体90被取向，使得上游凸块53正好在卡口敞口端96b之外。成形狭槽80轴向地以及周向地定位在柱塞70上，使得当初始插入柱塞70时凸块96接合成形狭槽80的第三接合部分85。由于通过将柱塞凸块79接合在柱塞狭槽59内防止柱塞70相对于上游壳体51旋转，因此下游壳体90的进一步旋转使得凸块96以下文中将描述的方式沿着成形狭槽移动。
[0131]下游壳体90的旋转使得凸块96从第三接合部分85移动到第二接合部分84。成形狭槽80轴向地以及周向地定位在柱塞70上，使得上游凸块53进入卡口敞口端98b并且当凸块96处于第二接合位置时正好开始可旋转地接合在卡口狭槽98a内。因此，上游凸块53凭借被限制在卡口狭槽98a内，防止下游壳体90相对于上游壳体51轴向移动。下游壳体90只被允许绕着滤筒30的中心轴线在上游凸块53接合卡口闭合端99b的位置和凸块96接合第三接合部分85的位置之间旋转。在这个实施方式中，这对应于滤筒30的周长的仅仅不及一半的总旋转。
[0132]下游壳体90的进一步旋转使得凸块96从第二接合部分84移动到第一接合部分82。在这个位置，滤筒30处于第一流动构造，如下文中将进一步描述的。
[0133]另外，参照图5A，柱塞下端78装配有可密封口 71，可密封口 71包括从柱塞下端78突出的口壁77并且其下端装配有向外径向延伸的口唇部74。多个口肋73设置在口壁77的内部上并且径向向内突出以将闭合口端部72悬于它们的下边缘。口肋73之间的间隔是敞开的，从而允许在口端部72和口壁77之间形成孔口 75。退出膜112(图9A)进入形成在膜壳体60的下端和柱塞下端78之间的经处理水室82 (图9A)中的经处理水通过口开口76进入可密封口 71并且经过口肋73之间，通过孔口 75退出柱塞70。
[0134]参照图6A和图7，当如之前描述地将下游壳体90与上游壳体51组装在一起时，可密封口 71位于下游壳体90的口接收部分93内。成形狭槽80轴向地定位在在柱塞70上，使得当凸块96接合在成形狭槽80的第一接合部分81内时，径向向外延伸的口唇部74在口接收部分93内并且密封地接合径向向内延伸的密封唇部94。口壁77突出一定距离，使得口端部72与形成在口接收部分93中的口密封件95分隔开。这样允许经处理的水经过口孔75，通过下游流动开口 92退出。下游流动开口 92可设置在可选的管接头(诸如，下游软管管接头91)内，如所示出的，或者可仅仅允许经处理的水通过下游接收部分34退出下游壳体90。这被称为水滤筒30的第一流动构造。
[0135]短暂返回图7，应该注意，当设置下游软管管接头91时，下游软管管接头91可用于借助下游贮存器软管47连接下游贮存器40，作为借助下游螺纹部分37进行螺纹连接的替代。
[0136]参照图9A和图9B，进一步示出水滤筒30的第一流动构造。参照图9B，凸块96位于成形狭槽80的第一接合部分81。进入流110如之前描述地进入上游壳体51中并且被迫使进入膜112。示出膜分隔件120处于膜112的上游端，使膜在滤水器内居中。过滤流111经过膜并且一旦它退出膜112进入经处理水室82就被处理。此后，经处理流113经由可密封口 71退出经处理水室82，可密封口 71通过口孔75从经处理水室82向外延伸。经处理流113接着经过口端部72和口密封件95之间，以通过下游流动开口 92退出水滤筒30。第一流动构造可因此被称为“敞口 ”位置。
[0137]通过口唇部74与密封唇部94的密封接合，防止经处理流113从下游壳体90漏出。类似地，通过设置在内部O形凹陷64内的O形环，防止进入流110漏出膜112。另外，凭借位于O形环凹陷62内的O形环，防止漏出膜筒60。还可设置密封件，以防止至少当滤筒30处于第一流动构造时在柱塞70和上游壳体51之间的泄漏。值得注意的是，在处于第一流动构造时，下游壳体凹陷97大体重叠上游壳体凹陷52，使得下游壳体90邻接上游壳体51。
[0138]参照图1OA和图10B，示出滤筒30的第二流动构造。参照图10B，通过旋转下游壳体90，凸块96从第一接合位置81 (图9B中示出)移动到第二接合部分84。在解锁方向100(图8A)上旋转下游壳体90，解锁方向100在这个实施方式中是当从下游端观察时的逆时针方向。由于通过将上游凸块53接合在卡口狭槽98a内防止下游壳体90相对于上游壳体51轴向移动，所以凸块96沿着狭槽80移动使得柱塞70相对于下游壳体90轴向移动。凭借将柱塞凸块79沿着柱塞狭槽59移动，允许柱塞70相对于上游壳体51轴向移动。由第一接合部分81的长度限定提供的轴向移动量。选择这个长度，使得凸块96向第二接合部分84移动使得口端部72移动到下游流动开口 92中。这进而使得口密封件95变形并且密封口孔75，从而防止经处理水流退出滤筒30。因此，当凸块96在第二接合部分84内时，滤筒30处于其中防止经处理水从滤筒30流出的第二流动构造。第二流动构造可被称为“闭合”位置。
[0139]参照图8A、图8B和图8C，示出在滤筒30的回洗中执 行的一系列操作。基于正被处理的水的清洁度和通过滤筒30的可接受流动速率，滤筒30的用户可根据需要频繁或不频繁地执行回洗。在图8A中，滤筒30被示出处于下游壳体90邻接上游壳体51的第一流动构造。下游壳体90在解锁方向100 (当从下游端观察时，逆时针)上绕着滤筒30的中心轴线旋转使得上游凸块53脱离卡口敞口端98b，此时凸块96处于第三接合位置85，如图1lB中所示。这允许下游壳体92在伸展方向101上相对于上游壳体51轴向移动，如图8B中所不O
[0140]参照图11A，凭借凸块96和狭槽80的第三接合部分85之间的相互作用，下游壳体90在伸展方向101上的轴向移动使得柱塞72还相对于壳体51轴向移动。通过柱塞凸块79沿着柱塞狭槽79平移，允许进行这个轴向移动，并且这个轴向移动使得经处理水室82加大。这样使得形成负压，从而抽吸进入流110通过膜112，以形成经处理流113。经处理流113累积，如经处理水室82内的经处理水83的高度所指示的。通过口密封件95防止经处理水83通过孔75退出，口密封件95保持与孔75的接合，如之前参照第二流动构造描述的。因此，图1lA示出滤筒30的第三流动构造。第三流动构造可被称为:“预回洗”位置。
[0141]参照图8C，通过将下游壳体90在插入方向102上移动，进行回洗。参照图12A，下游壳体90在插入方向102上的移动使得经处理水室82的体积减小并且对经处理水83施压。这个压力迫使回洗流115在与正常过滤方向相反的方向上移动通过膜112并且将累积的碎肩从膜112移走。如受污染流116指示的，从上游壳体51排出受碎肩污染的水。受污染流116可返回上游贮存器20 ;另选地，可在进行回洗之前取出上游贮存器20并且可设置单独的受污染水贮存器(未示出)。因此，图12A示出滤筒30的第四流动构造。第四流动构造可被称为“回洗”位置。虽然描述了四种流动构造，但设想到，较少或另外的流动构造可与滤筒30结合。例如，由于流量阀在回洗位置期间也闭合，因此根据需要可省略“闭合”位置。
[0142]尽管为了恢复通过滤筒30的可接受流速而执行单个回洗周期经常是足够的，但可执行任何数量的连续预回洗和回洗周期。
[0143]参照图12B，由于凸块96保持与狭槽80的第三接合部分85接合，因此上游凸块53设置在卡口敞口端98B外部。当重新将下游壳体90插入上游壳体51内时，旋转下游壳体90 (当从下游端观察时，在逆时针方向上)使得凸块96向第二接合部分84 (图1OB中示出)移动，这使得上游凸块53重新接合卡口狭槽98a。这样防止了从上游壳体51轴向抽出下游壳体90。下游壳体90的进一步旋转使得凸块96达到第一接合部分81 (图9A中示出)，这将滤筒30恢复第一流动构造并且允许它再次净化水。
[0144]在回洗操作期间滤筒30的抽吸动作可用于三个目的:⑴回洗膜；(2)开始虹吸；
(3)清除造成气锁状况的任何气泡。
[0145]第一，抽吸动作允许用户通过回洗技术清洁滤筒130。具体地，如以上相对于第一水滤筒30讨论的，当上拉顶部部分时，在圆柱体内形成负压，从而使得水从上游抽进，通过过滤膜，进入圆柱体190中的腔体191。当下推顶部部分时，所述水沿它进入的通路被排出，从而冲洗掉可被捕获在膜中的任何碎肩。被称为回洗的这个过程使滤水器免于逐渐变得堵塞。回洗水通过滤水器的顶部退出，从而可被丢弃。
[0146]第二，当滤水器被构造为通过从上游容器虹吸水通过软管来接收水时，抽吸动作还提供填装滤筒和软管130的另外特征(S卩，开始虹吸)。当管被设置成倒U形状时形成虹吸，并且当液体在重力拉动下顺着管流动并且被排放达到比作为液体来源的上游贮存器的表面低的高度时，在因液体减低而提供动力的情况下(在没有泵的情况下)致使液体向上，超出上游贮存器表面。例如，当滤筒130的上游端附接到水源时，用户可解锁和回洗滤水器组件，从而将水抽入膜卷187中并且排出滤筒130和膜卷187中的任何空气。
[0147]此外，为了优化填装操作的效果，可有利的是，抽吸动作的行程容积(即在上下抽动柱塞时的内部容积变化)被构造成大于上游软管的内部容积。也就是说，如果软管容积大于或等于行程容积，则抽吸滤筒130将仅仅从软管吸出空气并且将所述空气排回到软管。然而，如果软管容积小于行程容积，则每次行程将首先从软管抽出空气，然后从上游容器抽出一些水，并且每次下行程将首先排出空气，然后排出一些水。因此，当使用较小的软管容积时，滤水器和软管将在用户进行抽吸时被填充水，而不是仅仅来回抽吸所述空气进出软管。例如，当行程容积是40mL并且软管的内部容积是22mL时，泵的每次行程将为滤水器/软管组件添加18mL的水。
[0148]第三，抽吸动作允许清除原本会形成气锁状况的任何空气气泡，这样可降低流速和/或完全防止流动。事实上，气锁状况是滤水器之中的相对常见的问题并且通常当在可抵抗水流动的空气-水界面处有表面张力时出现，从而有效堵塞滤水器。气锁尤其对于间歇使用的滤水器而言是个问题，因为它们被频繁填充和排空水，从而提供了使空气被捕获在错误位置中的机会。幸运的是，上述抽吸动作清除了滤筒130和/或膜卷187中的任何气泡，从而减轻了气锁的问题。
[0149]关于利用中空纤维膜过滤器的实施方式，在行业中常见的是使用亲水性(吸水)膜材料，因为材料的亲水性越高，驱动水通过膜所需的压力越小。然而，为了提高填充特征和气锁清除特征的效果，可有利的是，在膜卷中包括少量疏水性(排水)纤维。疏水性纤维形成空气经过膜卷的低抵抗路径。因此，通过包括一些疏水性纤维，空气和水都能够来回经过膜。在一些实施方式中，可优选的是，纤维中的5%至15%是疏水性纤维。更优选地，纤维中的10%是疏水性纤维。这可有助于从滤水器排出空气，从而更容易开始虹吸并且清除掉造成气锁的气泡。
[0150]应该注意，尽管在这个实施方式中例证性描述了膜112，但在不脱离如结合这个实施方式描述的滤水器的功能的情况下，可使用其它类型的可回洗过滤介质。
[0151]现在转到图13，示出水滤筒130的第二实施方式。如以下将更详细讨论的，滤筒130大体上包括上游壳体151、下游壳体190、端盖131a，131b、膜筒160、阀盖171和水处理材料(诸如，中空纤维膜过滤器卷187)。像第一实施方式的滤筒30 —样，滤筒130的形状可以是圆柱体并且装配有螺纹132和/或软管管接头133。类似地，上游壳体151、下游壳体190、端盖131a，131b、膜筒160和阀盖171也可由大体刚性的无孔塑料材料构成。可使用的可能合适的塑料示例包括聚丙烯(PP)、各种共聚物、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚酯和共聚酯。因为第二实施方式的滤筒130的基本功能与第一实施方式的滤筒30类似，所以为了简要起见，将不详细讨论共有元件和特征，因为它们会以不必要的细节混淆本发明。
[0152]图14A至图14D示出端盖131的四个视图，端盖131可熔接或以其它方式附着于滤筒130的各端部。端盖131大体是圆形的并且被确定大小成基本上适形于滤筒130的端部。螺纹132和/或软管管接头133可与各端盖131形成一体或者以其它方式附接于各端盖131并且被构造成配合例如标准瓶螺纹(例如，SP-410)或者柔性管材。软管管接头133可被构造成连接柔性管材，该柔性管材的内径例如是1/8英寸和I英寸之间，更优选地，1/8英寸和1/2英寸之间，或者最优选地，3/16英寸和1/4英寸之间。然而，预期的是，可调节直径以满足特定需要。这种管接头允许滤筒130与各种容器一起使用，这些容器包括汽水瓶、“软瓶”袋(像瓶子一样具有螺纹开口的结实包)、水桶、五加仑桶等。
[0153]在各端盖131的中心的是流体可经过的开口 186。开口 186可被构造成使得流体被引导通过螺纹132和/或软管管接头133的中心，以便流体可被最终引导进或引导出容器或软管。如图示的，端盖131可包括沿着其外周的多个肋177和内表面上的一个或多个支架突起181。可使用多个肋177固定第二组件(诸如，阀盖171或膜筒160)，而所述的支架突起181保持端盖131和第二组件之间的间隙，从而降低流动受阻的风险。另外，如图29至图29中示出的，一个或多个抗密封凹口可被装入端盖131中，以防止下游容器(S卩，凸缘)密封到端盖表面并且允许空气通过螺纹逸出，从而避免下游容器被施加压力。最后，可在端盖131的内表面上的开口 186周围设置一个或多个径向突起185。如以下将讨论的，可使用一个或多个径向突起185固定诸如(例如)弹簧183的第三组件。
[0154]参照图15A至图15C，示出上游壳体151的三个视图。具体地，图15A和图15C示出侧视图和俯视图，而图15B示出上游壳体151的剖视图。如图15B和图15C所示，上游壳体151的内表面可设置有一个或多个凸块180，凸块180被构造成接合下游壳体190的成形狭槽178，成形狭槽178用作导沟。
[0155]为了形成顶盖组件176，例如，可在上游壳体151的上游端的内周周围布置粘合剂。也就是说，粘合剂被布置在与具有接合下游壳体190的一个或多个凸块180的端部相反的端部上，该端部在图15B中被表示为表面C。可然后将第一端盖131a插入上游壳体151的容纳粘合剂的上游端中，从而将上游壳体151的表面C结合第一端盖131a的表面F，以形成水密性密封。
[0156]将参照图16A至图16C讨论膜筒160。具体地，图16A示出膜筒160的侧视图，而图16B示出剖视图并且图16C示出膜筒160的俯视图。膜筒160容纳膜卷187或其等同物。事实上，滤筒130可采用任何合适的水处理技术来处理受污染或可能受污染的水，使得水可饮用(即，安全饮用)。在一些实施方式中，在滤筒130中使用诸如微孔膜或超滤膜的膜。微孔过滤膜可表示具有范围是0.1微米至10微米的孔的膜。超滤膜可表示具有范围是0.001微米至0.1微米的孔的膜。在一些实施方式中，在滤筒130中使用活性炭。在一些实施方式中，在滤筒130中使用诸如氯化的化学水处理技术。在一些实施方式中，在滤筒130中使用诸如紫外光的辐射水处理技术。在一些实施方式中，在滤筒130中使用多种水处理技术的组合。
[0157]可以将膜卷187填充在膜筒160内部，在膜筒敞开的上端处填充树脂。膜卷187可占据膜筒160的整个内部腔体161，或者其绝大部分。填充树脂在膜卷187和膜筒160的壁之间形成水密性密封，从而引导基本上所有流体通过膜卷187。通过引导流体通过膜卷187而不是围绕膜卷187，提高了过滤效率。为了减少摩擦，可沿着膜筒160的外表面纵向设置一个或多个减少摩擦肋182。支承肋179之间的开口允许水在下游端退出膜筒160。
[0158]为了在膜筒160和下游壳体190之间形成水密性密封，可将O形环163(例如，AS568A-3190形环)放入膜筒160底部的径向密封压盖162中。如以下将更详细讨论的，膜筒160还包括下游端的致动突起164，致动突起164可用于致动流量阀。致动突起164可附着于膜筒160或者与膜筒160成一整体。
[0159]将参照图17A至图17D讨论阀盖171的细节。图17A至图17C示出阀盖171的俯视图、仰视图和侧视图，而图17D示出阀盖171的剖视图。参照图17D，将柱塞球172放置在阀盖171中位于由径向突起174限定的中心环面173中，以得到流量阀。柱塞球172可由例如塑料、橡胶和/或金属构成。然后，可将弹簧183插入中心环面173中并且放置在柱塞球172的顶部上。径向突起174引导柱塞球172，使得柱塞球172的动作可仅仅是在竖直方向(即，方向X)上。事实上，如上所述，第二端盖131b可在内表面上在开口 186周围容纳一个或多个径向突起185，径向突起185将弹簧183保持成对准轴向位置并且防止弹簧183堵塞开口，堵塞开口会限制水流过中心开口 188。
[0160]为了形成弹簧-球阀组件175，可将粘合剂放置在第二端盖131b内部上位于表面B上。接着，可将阀盖171、弹簧183和柱塞球172的组合插入第二端盖131b中，从而将第二端盖131b的表面B与阀盖171的表面D粘接，以形成水密性密封。一旦被组装，弹簧183就产生将柱塞球172压入阀盖171内表面上的径向阀座184中的力，此时滤水器处于“关”位置以形成水密性密封。当滤水器处于“开”位置时，膜筒160的端部上的致动突起164通过压缩弹簧183而按下柱塞球172或使柱塞球172从阀座184移位，从而允许水流过弹簧-球阀组件175。
[0161]现在将参照图18A至图18D描述下游壳体190。具体地，图18A和图18B分别示出第二滤水器的下游壳体190的侧视图和剖视图。如图所示，下游壳体190的上游端被构造成接合顶盖组件176，而底端被构造成附着于或熔接于弹簧-球阀组件175。
[0162]具体地，如图18A所示，下游壳体190装备有一个或多个成形狭槽178，成形狭槽178被构造成接合顶盖组件176上的一个或多个对应凸块180。一个或多个成形 狭槽178轴向和周向地定位在下游壳体190上。图18C所提供的是成形狭槽178的放大图。成形狭槽178使得用户能够在以下位置之间进行选择:(I)第一接合位置178a(即，“开位置”)，其允许流过膜和滤水器组件；(2)第二接合位置178b (即，“关位置”)，其阻止流动并且密封滤水器组件的“干净端”以进行保存；(3)第三接合位置178c(即，“解锁位置”)，其允许顶盖组件176脱离下游壳体190并且允许用户抽动顶盖组件176和膜筒以回洗膜卷187。
[0163]在最终组装期间，可将膜筒160插入下游壳体190的最宽端(即，下游端)，直到膜筒160的上游端从下游壳体190突出，从下游壳体190的窄端(即，上游端)突出例如两英寸，这样使得用户能够粘附顶盖组件176。可在组装之前将诸如硅树脂、聚四氟乙烯(例如，特氟龙(Teflon))或另一种水和食品安全润滑剂的润滑剂放入下游壳体190内位于与下游端相距几厘米的位置，以辅助方便组装和滤水器的整体功能。
[0164]接下来，可将粘合剂放在膜筒160的外周上位于表面A处。然后，可将顶盖组件176插入膜筒160上，从而将两个组件结合在一起并且形成水密性密封。具体地，端盖131的内表面B可结合膜筒160的上游端的外周表面A。如上所述，一个或多个支架突起181可设置在端盖131的内表面上，以保持膜筒160和端盖131之间的间隙。更具体地，所述一个或多个支架突起181防止膜筒160配合端盖131a的平坦表面，这种配合会防止水进入膜卷187。此外，如以上参照图16B描述的，可将O形环163放入膜筒160底部的径向密封压盖162中，以形成膜筒160和下游壳体190之间的水密性密封。
[0165]最终，可将粘合剂布置在下游壳体190的宽端的内周周围，布置在表面E处。然后，可将弹簧-球阀组件175插入下游壳体190中，从而结合第二端盖131b的表面F和下游壳体190的表面E，以形成水密性密封。接着，可将顶盖组件176压向下游壳体190并且进行旋转，直到顶盖组件176内表面上的凸块180接合下游壳体190上的成形狭槽178。此时，滤筒130组件现在发挥作用并且难以在不使得损害的情况下进行拆卸。
[0166]为了提供概述，通过下面的实例示出第二实施方式。这个实例是为了辅助理解本发明提供的并且不应被理解为是对本发明的限制。参照图19A至图21A，示出在滤筒130的回洗中执行的一系列操作。如上讨论的，基于正被处理的水的清洁度和通过滤筒130的可接受流动速率，滤筒130的用户可根据需要频繁或不频繁地执行回洗。
[0167]具体地，转到图19A，示出处于第一位置(即，打开位置)的第二滤筒130的立体图。滤筒130被示出为处于下游壳体190邻接上游壳体151的第一流动构造。在第一位置，滤筒130 “开”，这意味着水可从顶部进入，流过内部的多孔膜，经由“干净端”在底部退出。在过滤期间的正常流动方向是从顶部到底部，由此，滤水器的顶端是“脏端”并且底部是“干净端”。图19B示出在处于第一流动构造时成形狭槽178的第一接合位置和顶盖组件176的凸块180的相对位置。最后，图19C示出侧视图，而图19D示出处于打开位置的第二滤水器的剖视图。现在，转到图19D，注意到，致动突起164提供对抗柱塞球172的向下力，使得柱塞球172被推离阀座184，从而通过打破水密性密封并且允许流体在阀盖171和膜筒160之间自由流动来致动流量阀。
[0168]图20A示出处于第二位置(g卩，闭合位置)的第二滤筒130的立体图。在第二位置，滤水器“关”，这意味着停止水流动。下游壳体190在“关”方向(如箭头所指示的)上绕着滤筒130的中心轴线的旋转使得上游壳体151略微脱离下游壳体190。这允许弹簧加载的柱塞球172安置在阀盖171中，因此形成水密封性密封，从而阻挡水流过阀盖171。图20B示出处于第二流动构造时成形狭槽178的第二接合位置和顶盖组件176的凸块180的相对位置。图20C示出侧视图，而图20D示出处于闭合位置的第二滤水器的剖视图。现在，转到图20D，注意的是，致动突起164被回缩，因此从柱塞球172撤掉向下力，从而允许弹簧183的向上力将柱塞球172向着阀座184推动，从而通过形成水密性密封并且禁止流体在阀盖171和膜筒160之间流动来闭合流量阀。
[0169]图21A示出处于第三位置(即，解锁位置)的第二滤筒130的立体图。下游壳体190在解锁方向(如箭头所指示的)上绕着滤筒130的中心轴线的旋转使得上游壳体151脱离下游壳体190。这样允许下游壳体190在伸展方向101上相对于上游壳体151轴向移动，如图21A所示。图21B示出处于第三流动构造时成形狭槽178的第三接合位置和顶盖组件176的凸块180的相对位置。图21C示出侧视图，而图21D示出处于解锁位置的第二滤水器的剖视图。现在转到图21D，注意的是，如在第二位置一样，致动突起164保持回缩并且维持水密性密封(即，闭合流量阀)。
[0170]然而，不同于第二位置，滤筒130在第三位置时“解锁”，从而允许顶部部分被用户相对于底部部分向上102和向下101抽吸，如箭头所指示的。如针对第一实施方式的滤筒30所讨论的，滤筒130的抽吸动作可用作以下目的:(I)回洗膜；(2)开始虹吸；(3)清除造成气锁的任何气泡。
[0171]应该注意，尽管在这个实施方式中例证性描述了膜，但在不脱离结合这个实施方式描述的滤水器的功能的情况下可使用其它类型的可回洗过滤介质。此外，虽然描述了三种流动构造，但设想到，较少或另外的流动构造可与滤筒130结合。例如，由于所述阀在第三位置期间也闭合，因此根据需要可省略第二位置。
[0172]图22至图27示出根据多个另外实施方式的滤筒。因为多个另外实施方式的滤筒的基本功能与第一实施方式和第二实施方式的滤筒30和130类似，所以为了简要起见将不详细讨论共有元件和特征，因为它们会以不必要的细节混淆本发明。类似地，如以上讨论的，抽吸动作可用于以下目的:(I)回洗膜；(2)开始虹吸；(3)清除造成气锁的任何气泡。
[0173]现在转到图22，可通过设置环来控制第三实施方式的滤筒230，所述环可选地由多个部分构成以便于制造，所述环可被设置成选择性保持或释放上部组件201和下部组件202。上部组件201大体包括上游壳体251和端盖231，而下部组件202大体包括下游壳体290和端盖231。本领域的技术人员将认识到，虽然画出了一个这样的环，但存在实现相当功能的多个构造。当环处于第一位置时，上部组件201被保持而下部组件202被释放。这样允许下部组件202伸展，从而打开退出阀(exit valve)，这样水可经过滤水器，经由滤膜287进入膜筒260内。当环处于第二位置时，上部组件201被释放而下部组件202被保持。这样使退出阀保持关闭，同时允许上部组件201伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回洗膜287，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。处于各个位置的闭合的退出阀确保上部组件的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。当环处于第三位置时，上部组件和下部组件同时被保持。这将滤水器保持在闭合或“关”位置，这样没有水可流动，无法发生抽吸。
[0174]现在转到图23，可通过设置上部组件301来控制第四实施方式的滤筒330，上部组件301具有各种凸块，这些凸块可选择性地将上部组件301保持在各种位置或者释放上部组件301以进行伸展和回缩。上部组件301大体包括上游壳体351和端盖331，而下部组件302大体包括下游壳体390和端盖331。滤筒330还具有双向受流量控制的阀。该阀具有弹簧(可以是内置或单独的组件)，该弹簧趋于将阀返回没有阻挡流动的静止位置，除非任一方向上的流动强得足以偏转阀使得它阻挡流动。本领域的技术人员将认识到，虽然画出了一个这样的阀，但存在实现相当功能的多个构造。滤水器还具有环形干扰阀，通过从上部组件301延伸的塞来可选地打开或闭合该阀。当上部组件301处于第一位置时，塞被设置成不阻挡环形干扰阀，这样水可穿过滤水器。当上部组件301处于第二位置时，塞被设置成阻挡环形干扰阀，使得水无法穿过滤水器。当上部组件301处于第三位置时，上部组件301被释放，这样它可伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回洗在膜筒360内的膜287，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。上部组件301的伸展和回缩产生足以致动受流量控制的阀的压力，使得在上部组件301伸展和回缩期间阀都是闭合的。这样确保了，上部组件301的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。
[0175]现在转到图24，可通过设置上部组件401来控制第五实施方式的滤筒430，上部组件401具有各种凸块，这些凸块可选择性地将上部组件401保持在各种位置或者从下部组件402释放上部组件401以进行伸展和回缩。滤水器还具有双向受流量控制的阀。阀被附接到张力构件，张力构件可选择性将阀保持在中立位置，以不阻挡水流动离开滤水器。受流量控制的阀可被构造成阻挡逆方向上的所有流动，使得用户从不会意外地在逆方向上驱动水通过阀。这是有益的，因为这降低了意外误使用滤水器的风险。本领域的技术人员将认识到，虽然只画出了一个这样的阀，但存在实现相当功能的多个构造。当上部组件401处于第一完全伸展位置时，张力构件被接合以保持阀处于中立位置，从而不阻挡水流动离开滤水器。在第一位置，水可穿过滤水器。当上部组件401处于第二完全回缩位置时，张力构件不被接合以保持阀处于中性，这样受流量控制的阀可以阻挡水流离开滤水器。在第二位置，水无法穿过滤水器。当上部组件401处于第三位置时，上部组件401被释放，这样它可伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回在膜筒460内的洗膜487，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。上部组件401的伸展和回缩产生足以致动受流量控制的阀的压力，使得在上部组件401伸展和回缩期间阀都是闭合的。这样确保了，上部组件401的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。
[0176]现在转到图25，可通过设置上部组件501来控制第六实施方式的滤筒530，上部组件501具有各种凸块，这些凸块可选择性地将上部组件501保持在各种位置或者从下部组件502释放上部组件501以进行伸展和回缩。滤水器还具有双向受流量控制的阀。阀被附接到张力构件，张力构件可选择性将阀保持在中立位置，以不阻挡水流动离开滤水器。受流量控制的阀可被构造成阻挡逆方向上的所有流动，使得用户从不会意外地在逆方向上驱动水通过阀。这是有益的，因为这降低了意外误使用滤水器的风险。本领域的技术人员将认识到，虽然只画出了一个这样的阀，但存在实现相当功能的多个构造。当上部组件501处于第一完全回缩位置时，张力构件被接合以保持阀处于中立位置，从而不阻挡水流动离开滤水器。在第一位置，水可穿过滤水器。当上部组件501处于第二完全伸展位置时，张力构件不被接合以保持阀处于中性，这样流量受控阀可以阻挡水流动离开滤水器。在第二位置，水无法穿过滤水器。当上部组件501处于第三位置时，上部组件501被释放，这样它可伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回洗在膜筒560内的膜587，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。上部组件501的伸展和回缩产生足以致动受流量控制的阀的压力，使得在上部组件501伸展和回缩期间阀都是闭合的。这样确保了，上部组件501的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。
[0177]现在转到图26，可通过设置上部组件601来控制第七实施方式的滤筒630，上部组件601具有各种凸块，这些凸块可选择性地将上部组件601保持在各种位置或者从下部组件602释放上部组件601以进行伸展和回缩。滤水器还具有阀。除了当阀被上部组件601接合从而克服了弹簧力并且打开阀之外，弹簧保持阀抵靠其阀座。受流量控制的阀可被构造成阻挡逆方向上的所有流动，使得用户从不会意外地在逆方向上驱动水通过阀。这是有益的，因为这降低了意外误使用滤水器的风险。本领域的技术人员将认识到，虽然只画出了一个这样的阀，但存在实现相当功能的多个构造。当上部组件601处于第一完全回缩位置时，阀被上部组件601接合，因此打开阀门，从而不阻挡水流动离开滤水器。在第一位置，水可经过滤水器。当上部组件601处于第二位置时，阀没有被上部组件601接合，这样在弹簧力的作用下保持阀抵靠其阀座。在第二位置，水无法经过滤水器。当上部组件601处于第三位置时，上部组件601被释放，这样它可伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回洗在膜筒660内的膜687，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。在上部组件601的伸展和回缩期间，在弹簧力的作用下保持阀抵靠其阀座，使得在上部组件601伸展和回缩期间阀都是闭合的。这样确保了，上部组件601的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。
[0178]现在转到图27，可通过设置上部组件701来控制第八实施方式的滤筒730，上部组件701具有凸块，这些凸块可选择性地将上部组件701保持在各种位置或者从下部组件702释放上部组件701以进行伸展和回缩。滤水器还具有可选择性被上部组件701接合的环形干扰阀。环形干扰阀的塞具有凸块， 这些凸块在成形狭槽或沟道内移动，使得旋转环形干扰阀的塞使得组件选择性阻挡或不阻挡水流动。当上部组件701处于第一位置时，阀的塞被上部组件701接合，从而不阻挡水流离开滤水器。在第一位置，水可穿过滤水器。当上部组件701处于第二位置时，阀的塞被上部组件701接合，以阻挡水流离开滤水器。在第二位置，水无法穿过滤水器。当上部组件701处于第三位置时，上部组件701被释放，这样它可伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回洗在膜筒760内的膜787，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。在上部组件701的伸展和回缩期间，阀的塞被保持，使得水流受阻。这样确保了，上部组件701的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。
[0179]如图28A至28D中所示，可有利的是，在某些实施方式中，在壳体890、851的外表面上设置一个或多个表面突起280。表面突起280防止滤筒830在放置在平坦表面上时容易滚动，从而降低可因滤筒830滚离台面或案台导致的受损风向。表面突起280可结合上述实施方式中的任一个使用。例如，一个或多个表面突起280可被放置在下游壳体890 (如图所示)、上游壳体851、端盖或其组合上。事实上，多个表面突起280可沿着滤筒830的整个周长或其一部分放置。虽然示出椭圆形表面突起280，但预料到，可使用其它形状来促成特定设计或美观需要。例如，各表面突起280的形状可以是字母数字符号，这将一起拼出品牌名、消息、能力等。突起的形状甚至可以是正方形、圆形或圆顶形(或任何其它装饰用形状，即，水滴)。
[0180]如图28F中所示，通过在滤水器背面上设置突起，滤水器会停止，使得产品商标、字标、图像和/或功能位置指示符正面向用户，从而更容易看到特征。如本文中使用的，滤水器的背面是指与滤水器的显示例如产品商标、字标、图像和/或功能位置的表面装饰相反的表面。另选地，突起可设置在过滤装置的正面上并且还可被并入表面装饰中。当两个突起布置在同一轴向位置但径向分开几度使得这两个突起都能够同时接触硬表面时，特征用作防止滤水器在布置在表面上时滚动的稳定底座；通过将另外一对或多对突起特征放置在滤水器的相对端，滚动抵抗力急剧增大。
[0181]另选地，替代表面突起280，滤筒830可采用具有非圆形横截面(诸如，椭圆形或多边形横截面)的外部壳体或其它组件(例如，端盖)。例如，外部壳体的横截面可以是三角形、正方形、五边形、六边形、七边形、八边形等。然而，为了促成上述功能(诸如，回洗)，包括筒膜的内部组件和其它内部组件可保持大体圆形，从而允许它们根据需要发挥作用(例如，旋转)。
[0182]如图29所示，一个或多个抗密封凹口可并入端盖中。过滤装置的设计允许用户有使用瓶(诸如，塑料苏打瓶)作为用于收集经过滤水的下游容器的选择。许多塑料瓶包含凸缘、塑料环和其它特征，这些特征在被牢固紧固于端盖外面时，形成防止空气逸出下游容器的气密性密封。当经过滤水进入容器时，必须允许等量的空气离开容器或者容器将开始施压；当容器中的压力增大时，流速减小并且最终停止。通过将一个或多个小凹口或凹槽布置在端盖的螺纹部分的外边缘周围，形成允许空气从容器流出通过端盖的螺纹以绕过凸缘、环或原本将形成密封的其它特征的路径。因此，这些抗密封凹槽消除了向下游容器施压的可能性，而不论容器如何设计。
[0183]图30A至图30B示出具有第二导沟设计的滤水器的实施方式。如以上讨论的，过滤装置的下游壳体包含与位于顶盖内表面上的凸块接合的沟道/凹槽。当凸块首先接合沟道时，顶盖和下游壳体被固定在一起，使得在轴向方向上没有自由移动。这个位置被称为“关”，因为膜筒不能够致动流量阀。当顶盖相对于下游壳体顺时针旋转时，沟道使得顶盖/膜筒在下游壳体内轴向移动，从而最终致动流量阀，流量阀接着允许水流过装置。这被称为“开”位置。有益的是，当它们正在两个位置之间来回移动时并且当凸块脱离沟道使得滤水器可被回洗(即，清洁)时提供触觉反馈。通过在沟道形状中形成有意的方向变化，顶盖的运动被立刻和显著地中断，从而为用户提供触觉反馈来表明滤水器被置于“关”位置。
[0184]沟道的双扫形状提供了次要功能，该次要功能解决连续倾斜沟道形状有可能遭遇的问题(即，与瓶螺纹类似)。当滤水器被置于“开”位置时，阀内部的弹簧对膜筒进而对顶盖施加向上力。如果凸块接合倾斜表面，则顶盖由于力将能够旋转并且在沟道中前进，从而使得阀密封。通过将平坦表面置于“开”和“关”位置，防止任何轴向力使得顶盖旋转离开所需位置。
[0185]以上已经讨论了多个示例性方面和实施方式，本领域的技术人员将认识到其某些修改形式、排列形式、添加形式和子组合形式。因此，这里介绍的特征旨在被理解为包括在其真实精神和范围内的所有这些修改形式、排列形式、添加形式和子组合形式。此外，虽然依据过滤水讨论了实施方式，但上述实施方式可应用于除了水之外的其它流体。
【主权项】
1.一种流体处理系统，该流体处理系统包括: 上游部分，该上游部分适于传送流体并且处理所述流体内的杂质；以及 下游部分，该下游部分与所述上游部分流体连通， 其中，所述下游部分包括流量阀，以及 其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在以下位置之间交替: (1)第一接合位置，在该第一接合位置，所述流量阀处于打开位置，从而使流体能够流过所述下游部分，以及 (2)第二接合位置， 在该第二接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分， 其中，所述上游部分被构造成可选择地从所述下游部分伸展以及回缩到所述下游部分，由此 所述上游部分从所述下游部分的伸展使得流体在下游方向上流过所述上游部分，由此一定量的流体被保持在所述下游部分内，以及 所述上游部分的回缩使得所述一定量的流体在上游方向上流过所述上游部分。2.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述上游部分的伸展在下游方向上驱动所述流体并且所述上游部分的回缩在上游方向上驱动所述流体，由此(i)回洗所述上游部分，(ii)清除气泡以消除气锁状况的风险，或(iii)当结合与所述上游部分流体连通的软管使用时开始虹吸。3.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在第三接合位置之间交替，在所述第三接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分，其中，所述上游部分被牢固地固定，从而不相对于所述下游部分伸展和回缩。4.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，当所述上游部分相对于所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。5.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，当位于所述上游部分和所述下游部分之间的中间部分相对于所述上游部分和所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。6.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述上游部分和所述下游部分的形状是圆柱体，并且所述上游部分或所述下游部分包括用于阻止滚动的一个或多个表面突起。7.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述上游部分包括适于密封连接到上游螺纹贮存器的上游螺纹连接器，并且所述下游部分包括适于非密封连接到下游螺纹贮存器的下游螺纹连接器。8.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的微孔过滤膜来处理杂质。9.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的超滤膜来处理杂质。10.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述流量阀是弹簧-球阀组件。11.一种可回洗流体处理设备，所述可回洗流体处理设备包括: 上游部分，该上游部分适于传送流体并且处理所述流体内的杂质；以及 下游部分，该下游部分与所述上游部分流体连通， 其中，所述下游部分包括流量阀，以及 其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在以下位置之间交替: (3)第一接合位置，在该第一接合位置，所述流量阀处于打开位置，从而使流体能够流过所述下游部分，以及 (4)第二接合位置， 在该第二接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分， 其中，所述上游部分被构造成可选择地从所述下游部分伸展以及回缩到所述下游部分，由此， 所述上游部分从所述下游部分的伸展使得流体在下游方向上流过所述上游部分，由此一定量的流体被保持在所述下游部分内，以及 所述上游部分的回缩使得流体在上游方向上流过所述上游部分。12.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述上游部分的伸展在下游方向上驱动所述流体并且所述上游部分的回缩在上游方向上驱动所述流体，由此(i)回洗所述上游部分，(ii)清除气泡以消除气锁状况的风险，或(iii)当结合与所述上游部分流体连通的软管使用时开始虹吸。13.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在第三接合位置之间交替，在所述第三接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分，其中，所述上游部分被牢固地固定，从而不相对于所述下游部分伸展和回缩。14.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，当所述上游部分相对于所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。15.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，当位于所述上游部分和所述下游部分之间的中间部分相对于所述上游部分和所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。16.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述上游部分和所述下游部分的形状是圆柱体并且所述上游部分或所述下游部分包括用于阻止滚动的一个或多个表面突起。17.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述上游部分包括适于密封连接到上游螺纹贮存器的上游螺纹连接器，并且所述下游部分包括适于非密封连接到下游螺纹贮存器的下游螺纹连接器。18.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的微孔过滤膜来处理杂质。19.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的超滤膜来处理杂质。20.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述流量阀是弹簧-球阀组件。21.一种用于过滤流体的套件，该套件包括: 上游贮存器； 下游贮存器； 膜筒，该膜筒具有上游端和下游端，其中，所述膜筒包括在所述下游端处的致动突起； 上游壳体，该上游壳体具有上游端和下游端， 其中，所述上游壳体的所述下游端固定地连接到所述膜筒的所述上游端并且包括一个或多个凸块，所述一个或多个凸块沿着所述上游壳体的内表面周向设置； 下游壳体，该下游壳体具有上游端和下游端， 其中，所述下游壳体的所述上游端以能移动的方式连接到所述膜筒的所述下游端并且包括一个或多个成形狭槽，所述一个或多个成形狭槽沿着所述下游壳体的外表面周向设置并且被构造成与所述上游壳体的所述一个或多个凸块接合； 其中，所述下游壳体被构造成可选择地接合所述上游壳体并且在以下位置之间交替: (1)第一接合位置，该第一接合位置允许流体流过所述膜筒， (2)第二接合位置，该第二接合位置防止流体流动并且密封所述可回洗流体处理设备的所述下游端，以及 (3)第三接合位置，该第三接合位置允许所述上游壳体脱离所述下游壳体的所述成形狭槽，从而允许用户抽吸所述可回洗流体处理设备； 阀盖，该阀盖设置在所述下游壳体内，所述阀盖具有流量阀，该流量阀被构造成接合所述膜筒的所述下游端处的所述致动突起。22.根据权利要求21所述的套件，其中:⑴所述上游壳体包括用于接收流体的入口和围绕所述入口的内部螺纹部分，该内部螺纹部分被构造成提供所述上游壳体和所述上游贮存器之间的密封接合；以及(ii)所述下游壳体包括用于排放流体的出口和围绕所述出口的内部螺纹部分，该内部螺纹部分被构造成提供所述下游壳体和所述下游贮存器之间的非密封接合。
【专利摘要】一种便携式或个人式水过滤设备包括上游可拆卸贮存器、下游可拆卸贮存器和插入二者之间的可回洗过滤器。可回洗过滤器包括上游壳体和下游壳体，在上游壳体和下游壳体内装配膜筒和可滑动柱塞。下游壳体能够相对于上游壳体在两个或更多个位置之间旋转，这些位置包括例如打开流动位置、闭合流动位置和回洗位置。在回洗位置，下游壳体和柱塞能够相对于上游壳体和膜筒轴向伸展，以在柱塞中得到一定量的干净水，然后可通过将柱塞返回其开始位置而迫使干净水向后通过过滤器。这样将累积的碎屑从膜中移走并且消除因重复使用过滤器而观察到的流动放慢。
【IPC分类】B01D27/08, B01D29/68
【公开号】CN104902976
【申请号】CN201380057735
【发明人】B·S·佩里克, K·T·赖利, R·J·佩里克
【申请人】三分之二水公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年9月13日
【公告号】CA2884818A1, US20140076792, WO2014041432A2, WO2014041432A3...
【专利说明】流体处理设备及其使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求BradleyPierik、Kevin Reilly 和 Ronald Pierik 的于 2012 年9 月 13日提交的美国临时专利申请N0.61/700, 864、于2013年5月29日提交的美国临时专利申请N0.61/828，514以及2013年6月10日提交的美国临时专利申请N0.61/833，310的优先权，这些专利申请的名称均为“Fluid Treatment Apparatus And Method Of Using Same”(流体处理设备及其使用方法)，这些专利申请特此以引用方式纳入。
技术领域
[0003]本发明涉及流体处理设备及其使用方法的领域。本发明的实施方式涉及便携式或个人式可回洗水过滤设备、其滤水器及其使用方法(特别地，回洗方法)的领域。
【背景技术】
[0004]得到干净的水是世界许多地区面临的问题。在消费水之前经常要处理水，以去除污染物。滤水器一般用于此目的。
[0005]在发展中国家，饮用水经常是不可得的或者难以得到。
[0006]露营的人会想要便携式的并且容易使用的滤水器，因为携带水是笨重的。如果经处理的水源不容易得到的，则灾民会需要用过滤装置；需要保存、运输和分发这些过滤装置。这些情况凸显了为了针对这些类型的应用提供干净水对便宜、便携式和易于使用的过滤装置的需要。
[0007]现有滤水器的常见问题是，难以产生足以驱动或抽取水通过滤水器的压力。通常，滤水器依赖于重力，装有泵，或需要用户的肺活量来驱动水通过滤水器。然而，这些加压装置中的每个都具有缺点。在世界的一些区域中，泵过贵或者带来维修挑战。使用重力产生压力需要有足够的竖直距离来建立水头压力，或者流速缓慢，这是不方便的。对于许多用户(诸如，儿童和老年人)来说，只用他们的肺活量形成足以使用过滤器的压力，这有挑战或者是不可行的。为此原因，需要带有产生压力的更简易装置的水处理系统。
[0008]水过滤系统另外的问题是，滤水器容易被碎肩堵住并且必须被清洁。在使用一段时间后，许多滤水器失去了效率。从未经处理的水直供滤出的颗粒物质可能已累积在滤水器中并且堵塞滤水器。可通过周期性回洗来恢复功效，周期性回洗是驱动水在与正常过滤模式逆流的方向上通过滤水器以移走累积在滤水器中的颗粒并且冲掉它们的过程。典型的清洁过程涉及通过用单独的泵或真空管(bulb)系统在这个逆流方向上产生压力或者拆卸该系统并且人工清洁滤水器来回洗滤水器。清洁过滤器通常是复杂的操作并且这些复杂性对于许多用户而言会是困难的。
[0009]相关技术的以上示例和与其相关的限制旨在是例证性而非排他性的。本领域的技术人员在阅读了说明书并且研宄了附图后，相关技术的其它限制将变得清楚。
【发明内容】
[0010]结合意在是示例性和例证性而范围不受限制的系统、工具和方法，描述和示出下面的实施方式及其一些方面。在各种实施方式中，已经减少或消除了上述问题中的一个或多个，而其它实施方式涉及其它改进。在本发明的第一方面，一种流体处理系统包括:上游部分，该上游部分适于传送流体并且处理所述流体内的杂质；以及下游部分，该下游部分与所述上游部分流体连通，其中，所述下游部分包括流量阀，以及其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在第一接合位置和第二接合位置之间交替，在该第一接合位置，所述流量阀处于打开位置，从而使流体能够流过所述下游部分，在该第二接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分，其中，所述上游部分被构造成可选择地从所述下游部分伸展并且回缩到所述下游部分，由此所述上游部分从所述下游部分的伸展使得流体在下游方向上流过所述上游部分，由此一定量的流体被保持在所述下游部分内，以及所述上游部分的回缩使得所述一定量的流体在上游方向上流过所述上游部分。
[0011]在本发明的第二方面，一种可回洗流体处理设备包括:上游部分，该上游部分适于传送流体并且处理所述流体内的杂质；下游部分，该下游部分与所述上游部分流体连通，其中，所述下游部分包括流量阀，以及其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在第一接合位置和(I)第二接合位置之间交替，在该第一接合位置，所述流量阀处于打开位置，从而使流体能够流过所述下游部分，在该第二接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分，其中，所述上游部分被构造成可选择地从所述下游部分伸展并且回缩到所述下游部分，由此所述上游部分从所述下游部分的伸展使得流体在下游方向上流过所述上游部分，由此一定量的流体被保持在所述下游部分内，以及所述上游部分的回缩使得流体在上游方向上流过所述上游部分。
[0012]在某些方面，所述上游部分的伸展在下游方向上驱动流体并且所述上游部分的回缩在上游方向上驱动流体，由此(i)回洗所述上游部分、(ii)清除气泡以消除气锁状况的风险、或(iii)当结合与所述上游部分流体连通的软管使用时开始虹吸。
[0013]在某些方面，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在第三接合位置之间交替，在所述第三接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分，其中，所述上游部分被牢固地固定，从而不相对于所述下游部分伸展和回缩。
[0014]在某些方面，当所述上游部分相对于所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。
[0015]在某些方面，当位于所述上游部分和所述下游部分之间的中间部分相对于所述上游部分和所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。
[0016]在某些方面，所述上游部分和所述下游部分的形状是圆柱体并且所述上游部分或所述下游部分包括用于阻止滚动的一个或多个表面突起。
[0017]在某些方面，所述上游部分包括适于密封连接到上游螺纹贮存器的上游螺纹连接器，并且所述下游部分包括适于非密封连接到下游螺纹贮存器的下游螺纹连接器。
[0018]在某些方面，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的微孔过滤膜来处理杂质。
[0019]在某些方面，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的超滤膜来处理杂质。
[0020]在某些方面，所述流量阀是弹簧-球阀组件。
[0021]在本发明的第三方面，一种用于过滤流体的套件包括:上游贮存器；下游贮存器；膜筒，该膜筒具有上游端和下游端，其中，所述膜筒包括在所述下游端处的致动突起；上游壳体，该上游壳体具有上游端和下游端，其中，所述上游壳体的所述下游端固定地连接到所述膜筒的所述上游端并且包括一个或多个凸块，所述一个或多个凸块沿着所述上游壳体的内表面周向设置；下游壳体，该下游壳体具有上游端和下游端，其中，所述下游壳体的所述上游端能移动地连接到所述膜筒的所述下游端并且包括一个或多个成形狭槽，所述一个或多个成形狭槽沿着所述下游壳体的外表面周向设置并且被构造成与所述上游壳体的所述一个或多个凸块接合；其中，所述下游壳体被构造成可选择地接合所述上游壳体并且在以下位置之间交替:(I)第一接合位置，该第一接合位置允许流体流过所述膜筒，(2)第二接合位置，该第二接合位置防止流体流动并且密封所述可回洗流体处理设备的所述下游端，(3)第三接合位置，该第三接合位置允许所述上游壳体脱离所述下游壳体的所述成形狭槽，从而允许用户抽吸所述可回洗流体处理设备；阀盖，该阀盖设置在所述下游壳体内，所述阀盖具有流量阀，该流量阀被构造成接合所述膜筒的所述下游端处的所述致动突起。
[0022]在某些方面，(i)所述上游壳体可包括用于接收流体的入口和围绕所述入口的内部螺纹部分，该内部螺纹部分被构造成提供所述上游壳体和所述上游贮存器之间的密封接合；(?)所述下游壳体可包括用于排放流体的出口和围绕所述出口的内部螺纹部分，该内部螺纹部分被构造成提供所述下游壳体和所述下游贮存器之间的非密封接合。
[0023]在本发明的第四方面，一种可回洗流体过滤系统包括:顶盖组件，该顶盖组件具有上游端和下游端，所述顶盖组件包括:一个或多个凸块，所述一个或多个凸块沿着所述顶盖组件的内表面周向设置；膜筒部分，该膜筒部分被构造成容纳水处理材料；以及在所述下游端处的致动突起；下游组件，该下游组件具有上游端和下游端，所述下游组件包括:一个或多个成形狭槽，所述一个或多个成形狭槽沿着所述下游组件的外表面周向设置并且被构造成接合所述顶盖组件的所述一个或多个凸块；以及阀盖部分，该阀盖部分具有流量阀，所述流量阀被构造成接合所述膜筒部分的所述致动突起。其中，所述下游组件以能移动的方式连接所述顶盖组件并且被构造成借助所述成形狭槽可选择地接合所述顶盖组件并且在以下位置之间交替:(I)第一接合位置，该第一接合位置允许流体流过所述水处理材料；
(2)第二接合位置，该第二接合位置防止流体流动并且密封所述可回洗流体过滤系统的所述下游端；以及(3)第三接合位置，该第三接合位置允许所述上游壳体脱离所述下游壳体的所述成形狭槽，从而允许用户抽吸所述可回洗流体过滤系统。
[0024]在本发明的第五方面，一种可回洗流体过滤设备可包括:膜筒，该膜筒具有上游端和下游端，其中，所述膜筒包括在所述下游端处的致动突起；上游壳体，该上游壳体具有上游端和下游端，其中，所述上游壳体的所述下游端固定地连接到所述膜筒的所述上游端并且包括一个或多个凸块，所述一个或多个凸块沿着所述上游壳体的内表面周向设置；上游端盖，该上游端盖固定地连接到所述上游壳体的所述上游端；下游壳体，该下游壳体具有上游端和下游端，其中，所述下游壳体的所述上游端能移动地连接到所述膜筒的所述下游端并且包括一个或多个成形狭槽，所述一个或多个成形狭槽沿着所述下游壳体的外表面周向设置并且被构造成接合所述上游壳体的所述一个或多个凸块；其中，所述下游壳体被构造成可选择地接合所述上游壳体并且在以下位置之间交替:(1)第一接合位置，该第一接合位置允许流体流过所述水处理材料，(2)第二接合位置，该第二接合位置防止流体流动并且密封所述可回洗流体过滤系统的所述下游端，(3)第三接合位置，该第三接合位置允许所述上游壳体脱离所述下游壳体的所述成形狭槽，从而允许用户抽吸所述可回洗流体过滤设备；下游端盖，该下游端盖固定地连接到所述下游壳体的所述下游端；以及阀盖，该阀盖设置在所述下游壳体内，所述阀盖具有流量阀，所述流量阀被构造成接合所述膜筒的所述下游端处的所述致动突起。
[0025]在某些方面，所述顶盖组件的上游端可提供用于接收水的入口。所述上游端还可包括围绕所述入口的内部螺纹部分，所述内部螺纹部分被构造成提供所述顶盖组件和第一贮存器之间的密封接合，也就是说，提供流体连通使得流体不会在连接的表面之间漏出的连接。所述顶盖组件还可包括一个或多个小凹口，所述凹口围绕所述螺纹部分的外边缘以提供空气路径，使得螺纹可非密封地连接到贮存器，也就是说，提供流体连通使得流体可在连接的表面之间漏出的连接。
[0026]在某些方面，所述下游组件的所述下游端至少提供用于排放水的出口。所述下游组件还可包括围绕所述出口的内部螺纹部分，该内部螺纹部分被构造成提供所述下游组件和第二贮存器之间的密封接合。所述下游组件还可包括一个或多个小凹口，所述凹口围绕所述螺纹部分的外边缘以提供空气路径。
[0027]在某些方面，所述水处理材料是中空纤维膜过滤器卷。
[0028]在某些方面，所述下游组件包括在所述下游组件的外表面上的用于阻止滚动的一个或多个表面突起。
[0029]在某些方面，所述流量阀是弹簧-球阀组件。
[0030]除了上述的示例性方面和实施方式之外，通过参照附图并且通过研宄下面的【具体实施方式】，其它方面和实施方式将变得清楚。
【附图说明】
[0031]在附图的参考图中示出示例性实施方式。本文中公开的实施方式和附图旨在被视为是例证性而非限制性的。
[0032]图1是根据本发明的一个实施方式的水过滤装置的立体图。
[0033]图2示出水过滤装置的滤水器的第一实施方式的分解图。
[0034]图3A示出第一滤水器的上游壳体的侧剖视图。
[0035]图3B示出第一滤水器的上游壳体的立体图。
[0036]图4A示出第一滤水器的膜筒的侧剖视图。
[0037]图4B示出第一滤水器的膜筒的侧视图。
[0038]图5A示出第一滤水器的柱塞的侧剖视图。
[0039]图5B示出第一滤水器的柱塞的侧视图。
[0040]图6A示出第一滤水器的下游壳体的侧剖视图。
[0041]图6B示出相对于图6A处于倒置方位的第一滤水器的下游壳体的立体图。
[0042]图7示出组装后的第一滤水器连同用于将滤水器连接到第一贮存器和第二贮存器的软管的侧剖视图。
[0043]图8A至图SC示出回洗第一滤水器时涉及的一系列操作。
[0044]图9A示出第一滤水器的侧剖视图，该视图示出第一滤水器的第一流动构造。
[0045] 图9B示出当第一滤水器处于第一流动构造时凸块在柱塞的成形狭槽中的第一接合位置。
[0046]图1OA示出第一滤水器的侧剖视图，该视图示出第一滤水器的第二流动构造。
[0047]图1OB示出当第一滤水器处于第二流动构造时凸块在柱塞的成形狭槽中的第二接合位置。
[0048]图1lA示出第一滤水器的侧剖视图，该视图示出第一滤水器的第三流动构造。
[0049]图1lB示出当第一滤水器处于第三流动构造时凸块在柱塞的成形狭槽中的第三接合位置。
[0050]图12A示出第一滤水器的侧剖视图，该视图示出第一滤水器的第四流动构造。
[0051]图12B示出当第一滤水器处于第四流动构造时凸块在柱塞的成形狭槽中的第三接合位置。
[0052]图13示出处于打开位置的水过滤装置的滤水器的第二实施方式的立体图。
[0053]图14A示出第二滤水器的端盖的侧视图。
[0054]图14B示出第二滤水器的端盖的剖视图。
[0055]图14C示出第二滤水器的端盖的俯视图。
[0056]图14D示出第二滤水器的端盖的仰视图。
[0057]图15A示出第二滤水器的上游壳体的侧视图。
[0058]图15B示出第二滤水器的上游壳体的剖视图。
[0059]图15C示出第二滤水器的上游壳体的俯视图。
[0060]图16A示出第二滤水器的膜筒的侧视图。
[0061]图16B示出第二滤水器的膜筒的剖视图。
[0062]图16C示出第二滤水器的膜筒的俯视图。
[0063]图17A示出第二滤水器的阀盖的俯视图。
[0064]图17B示出第二滤水器的阀盖的仰视图。
[0065]图17C示出第二滤水器的阀盖的侧视图。
[0066]图17D示出第二滤水器的阀盖的剖视图。
[0067]图18A示出具有第一导沟设计的第二滤水器的下游壳体的侧视图。
[0068]图18B示出第二滤水器的下游壳体的剖视图。
[0069]图18C示出第二滤水器的下游壳体的俯视图。
[0070]图19A示出处于打开位置的第二滤水器的立体图。
[0071]图19B示出当第二滤水器处于打开位置时凸块在成形狭槽中的第一接合位置。
[0072]图19C示出处于打开位置的第二滤水器的侧视图。
[0073]图19D示出处于打开位置的第二滤水器的剖视图。
[0074]图20A示出处于关闭位置的第二滤水器的立体图。
[0075]图20B示出当第二滤水器处于关闭位置时凸块在成形狭槽中的第二接合位置。
[0076]图20C示出处于关闭位置的第二滤水器的侧视图。
[0077]图20D示出处于关闭位置的第二滤水器的剖视图。
[0078]图21A示出处于解锁位置的第二滤水器的立体图。
[0079]图21B示出当第二滤水器处于解锁位置时凸块在成形狭槽中的第三接合位置。
[0080]图21C示出处于解锁位置的第二滤水器的侧视图。
[0081]图21D示出处于解锁位置的第二滤水器的剖视图。
[0082]图22示出水过滤装置的滤水器的第三实施方式。
[0083]图23示出水过滤装置的滤水器的第四实施方式。
[0084]图24示出水过滤装置的滤水器的第五实施方式。
[0085]图25示出水过滤装置的滤水器的第六实施方式。
[0086]图26示出水过滤装置的滤水器的第七实施方式。
[0087]图27示出水过滤装置的滤水器的第八实施方式。
[0088]图28A至图28E示出具有表面突起的滤水器的实施方式。
[0089]图29A至图29B示出具有抗密封凹口的滤水器的实施方式。
[0090]图30A至图30B示出具有第二导沟设计的滤水器的实施方式。
【具体实施方式】
[0091]在整个下面的说明书中，为了使本领域的技术人员更彻底地理解，阐述具体细节。然而，可不详细示出或描述熟知的元件，以避免不必要地混淆本公开内容。因此，说明书和附图应被视为是例证性而非限制性的。某些实施方式的类似特征可通过类似参考标号结合其它实施方式进行参照。因此，特定附图中示出的全部标号不一定结合该附图进行描述。
[0092]如本文中使用的，术语“处理”和“过滤”用于表示在去除流体中的污染物或消除污染物的活性的过程。在一些实施方式中，使用诸如微孔过滤膜或超滤膜的膜。微孔过滤膜可表示具有范围是0.1微米至10微米的孔的膜。超滤膜可表示具有范围是0.001微米至0.1微米的孔的膜。在一些实施方式中，使用活性炭。在一些实施方式中，使用诸如氯化的化学水处理技术。在一些实施方式中，使用诸如紫外光的辐射水处理技术。在一些实施方式中，使用多种水处理技术的组合。
[0093]如本文中使用的，使用术语“个人式滤水器”和“便携式滤水器”表示小得足以让单个人容易携带和使用的装置，例如，与一般难以移动并且为大量人提供经过滤的水的较大水过滤单元区不同。在需要进行回洗之前可被过滤的水量随进入水质和随时间变化用户对可接受产量的偏好的变化而变化。在一些实施方式中，个人滤水器可产生足够量的经过滤的水，以方便地满足一个人至八个人在I至30天、I至12个月、I至3年或其间任何时段内每天对经过滤的水的需要。
[0094]如本文中使用的，术语“下游”意指通过过滤器的典型流动方向。术语“上游”意指下游的反向，即，与通过过滤器的典型流动方向相反的方向。当在重力的影响下发挥作用时，通过过滤器的典型流动方向是从靠上的上游贮存器朝向相对靠下的下游贮存器。
[0095]图1示出根据本发明的一个实施方式的水处理装置10。水处理装置10包括第一贮存器20、滤筒30和第二贮存器40。第一贮存器20位于滤筒30的上游并且旨在包含未经过滤的水21。第二贮存器40位于滤筒30的下游并且旨在接收经过滤的水23。第一贮存器20和第二贮存器40要么直接要么间接地连接到滤筒30。当直接连接时，在第一贮存器20和滤筒30之间或者在第二贮存器40和滤筒30之间没有插入流体导管或软管，如所示出的。当间接连接时，可设置这种软管，如下文中进一步描述的。
[0096]在一些实施方式中，第一贮存器20和第二贮存器40被设计成可耐受通过挤压、滚动或折叠而人工重复施加压力的情况。在一些实施方式中，用于制成第一贮存器20和第二贮存器40的材料是柔性的，并且被设计成耐受大量挤压周期，同时仍然有效地发挥作用以容纳水并且安全保存经过滤的水。在一些实施方式中，用于制成第一贮存器20和第二贮存器40的材料坚固得足以耐受当用户用力地挤压第一贮存器20和第二贮存器40时产生的内部压力。在一些实施方式中，第一贮存器20和第二贮存器40由诸如抗断裂塑料的柔性无孔材料制成。可用于制成第一贮存器20和第二贮存器40的可能合适的塑料示例包括聚乙烯、聚丙烯、热塑性聚氨酯和其中许多材料层合在一起的层压材料或共挤材料。
[0097]在一些实施方式中，用于制成第一贮存器20和第二贮存器40的材料是透明的，使得用户既可看到未经过滤的水21又可看到经过滤的水23。这样可为用户提供关于滤筒30正有效处理未经过滤的水21的可视确认。
[0098]滤筒30可包含任何合适的用于处理受污染或可能受污染的水的水处理技术，使得水可饮用(即，安全饮用)。在一些实施方式中，在滤筒30中使用诸如微孔膜或超滤膜的膜。微孔过滤膜可表示具有范围是0.1微米至10微米的孔的膜。超滤膜可表示具有范围是0.001微米至0.1微米的孔的膜。在一些实施方式中，在滤筒30中使用活性炭。在一些实施方式中，在滤筒30中使用诸如氯化的化学水处理技术。在一些实施方式中，在滤筒30中使用诸如紫外光的辐射水处理技术。在一些实施方式中，在滤筒30中使用多种水处理技术的组合。
[0099]在图示实施方式中，第一贮存器20包括下游开口 24和刚性构件22。下游开口 24被确定大小并且被构造成密封地接合滤筒30上游端的上游接收部分32。开口 24可按任何合适方式(例如，通过摩擦配合、螺纹接合、或者借助将开口 24与上游接收部分32密封连接的连接器)密封地接合上游接收部分32。在图示实施方式中，上游接收部分32包括上游螺纹部分33并且开口 24包括互补螺纹部分35。螺纹部分33和35被确定尺寸并且被构造成提供第一贮存器20和滤筒30之间的密封接合。
[0100]其中开口 24可拆卸地连接到滤筒30的实施方式允许第一贮存器20易于拆卸，以方便保存、清洁或更换第一贮存器20。在其中开口 24可拆卸地连接到滤筒30的一些实施方式中，可设置盖或其它合适的闭合件，使得水可容纳在第一贮存器20内。
[0101]在图示实施方式中，第二贮存器40包括上游开口 44、刚性构件42和下游出口 45。在包括图示实施方式的一些实施方式中，下游出口 45包括流量控制器46。
[0102]上游开口 44被确定大小并且被构造成密封地接合滤筒30下游端的下游接收部分34。上游开口 44可按任何合适的方式(例如，通过摩擦配合、螺纹接合、或者借助将上游开口 44与下游接收部分34密封连接的连接器)密封地接合下游接收部分34。在图示实施方式中，下游接收部分34包括内部下游螺纹部分37并且开口 44包括互补外部螺纹部分39。螺纹部分37和39被确定尺寸并且被构造成提供第二贮存器40和滤筒30之间的密封接合。可结合上游贮存器20设置类似的结构。
[0103]其中上游开口 44可拆卸地连接到滤筒30的实施方式允许第二贮存器40易于拆卸，以方便保存、清洁或更换第二贮存器40。在其中上游开口 44可拆卸地连接到滤筒30的一些实施方式中，设置盖或其它合适的闭合件，使得水可容纳在第一贮存器20内。例如，可设置具有螺纹内表面50的螺旋盖48。螺纹内表面50被确定尺寸并且被构造成密封地接合上游开口 44。
[0104]在一些实施方式中，下游开口 24和上游开口 44被确定大小和/或被构造成使得上游贮存器20 (例如，第一贮存器)和下游贮存器40 (例如，第二贮存器)无法被互换。一个实施方式可具有，上游接收部分32包括外部螺纹部分并且开口 24包括互补内部螺纹部分，而下游接收部分34包括内部螺纹部分37并且开口 44包括互补外部螺纹部分39。这可以是有利的，因为它降低了上游贮存器和下游贮存器被意外调换的风险，因此降低了交叉污染的风险。
[0105]在一些实施方式中，滤筒30的螺纹部分被确定尺寸并且被构造成接合传统的液体贮存容器(诸如，汽水瓶或水瓶)。在一些实施方式中，下游出口 45被确定尺寸并且被构造成接合传统的液体贮存容器(诸如，汽水瓶或水瓶)。这些实施方式允许水处理装置10方便地提供经过滤的水，以保存在用户可利用的容器中。
[0106]刚性构件22和42是可选特征。在包括刚性构件22和/或42的那些实施方式中，刚性构件22和42可用于通过允许用户容易将第一贮存器20或第二贮存器40的一些部分卷在刚性构件22或42上来方便水处理装置10的使用，以允许用户提供对抗其内包含液体的较大挤压力。在滤水模式(即，在水正在传统方向上穿过滤筒30以形成经过滤的水时)下，用户可更容易地施加力，以挤压未经过滤的水21经过滤筒30进入第二贮存器40中，从而更快速地产生经过滤的水。在过滤器清洁模式(即，在经过滤的水正在上游方向上回流通过滤筒30时)下，用户可更容易地施加力，以挤压干净的水经过滤筒30进入第一贮存器20，从而有可能提高清洁滤筒30的效率。
[0107]第一贮存器20的上部部分可选地包括一个或多个孔26或钩，这样允许例如通过系于树枝或其它高结构的一条绳索容易地悬挂水处理装置10，以方便使用重力来迫使未经过滤的水21通过滤筒30。
[0108]刚性构件22可选地包括一个或多个孔，这些孔允许刚性构件22用作手柄，使得用户可携带水处理装置10。此实施方式允许例如通过树枝或其它高结构容易地悬挂水处理装置10，以方便使用重力来迫使未经过滤的水21通过滤筒30。
[0109]在一些实施方式中，贮存器20和/或40的构造使得重力和/或人工压力辅助过滤被优化。在一些实施方式中，第一贮存器20被成形成其高度比第一贮存器20的宽度高。在一些实施方式中，第一贮存器20被成形成使得其高度至少是第一贮存器20的宽度的两倍。这个构造使得通过第一贮存器20中的未经过滤的水21能够产生较大的压头(presshead)，从而提高重力辅助过滤的效率，因为压头与水的竖直高度成比例。这种构造还可增大用户通过挤压、卷绕或折叠贮存器20在第一贮存器20内产生的压力。
[0110]在一些实施方式中，滤筒30的构造使得重力辅助过滤被优化。例如，使用较长的滤筒(即，具有较大高度的滤筒)将类似地增大水在遭遇环境空气压力之前必须流过的高度。高度增大导致水处理装置10内的压头较高(即，产生更大量的水压来驱动未经过滤的水21通过滤筒30)。
[0111]在图示实施方式的使用中，未经过滤的水可通过开口 24被装载到第一贮存器2 0中。旋开螺纹部分33和35，以将第一贮存器20与滤筒30分开。未经过滤的水21通过开口 24被装载到第一贮存器20中。可选地，可将盖或其它合适闭合件固定在开口 24上方，以将未经过滤的水21保存在第一贮存器20中，直到用户准备开始过滤。可选地，用户可冲洗或擦拭第一贮存器20的外表面，以将病菌或其它污染物从第一贮存器20传递到从第二贮存器40取出进行使用的经过滤的水23的风险降至最低。
[0112]接着，第一贮存器20的开口 24连接到滤筒30的上游接收部分32。在图示实施方式中，通过将开口 24的螺纹部分35与上游接收部分32的螺纹部分33接合，将第一贮存器20连接到滤筒30。通过在第一贮存器20与滤筒30接合之前或之后接合螺纹部分37和39，也将第二贮存器40连接到滤筒30。
[0113]一旦水处理装置10已被填充未经过滤的水21并且被组装，在滤水模式下，驱动未经过滤的水21通过滤筒30以产生经过滤的水23。可通过人工压力或通过重力提供在滤水模式下使得未经过滤的水21经过滤筒30所需的力。在一些情况下，使用人工压力辅助进行重力过滤，即，人工压力辅助过滤。
[0114]在重力滤水模式下，在重力作用下迫使未经过滤的水21通过滤筒30。在重力滤水模式下，水处理装置10可以可选地以任何合适方式(例如，通过使用绳索将水处理装置10经由孔26系于较高结构或者通过将设置在第一贮存器20的上部部分上的钩连接到合适支承件等)悬于合适的支承点。允许水处理装置10悬于此支承点。另选地，用户可仅将水处理装置10保持在悬挂方式下。作用于未经过滤的水21的重力迫使未经过滤的水21通过滤筒30，经过滤的水23流入第二贮存器40中。
[0115]在人工压力过滤模式下，用户以任何合适的方式(例如，通过挤压、抓紧、或卷绕第一贮存器20)向第一贮存器20施加压力，以对着未经过滤的水21施加压力来迫使未经过滤的水通过滤筒30。在存在刚性构件22的实施方式中，用户可将第一贮存器20卷绕在刚性构件22周围，以对着未经过滤的水21施加力。
[0116]可通过从滤筒30取下第二贮存器40并且可选地例如用螺旋盖48闭合开口 44来保存经处理的水，螺旋盖48包括被确定尺寸并且被构造成密封地接合外部螺纹部分39的螺纹内部表面50。经过滤的水可另选地或者还可通过流量控制器46从第二贮存器40分配。流量控制器46可以是用于调节流体释放的任何合适装置(诸如，流量阀、龙头、喷嘴、软管或夹具等)。
[0117]在一些实施方式中，流量控制器46可位于第二贮存器40下侧。在另一个实施方式中，流量控制器46可位于第二贮存器40的底部边缘或端部。在存在刚性构件42的情况下，流量控制器46可被集成到刚性构件42中。
[0118]其中流量控制器46沿着贮存器40的侧边缘设置的实施方式(与其中流量控制器46位于贮存器40的底部边缘或端部的实施方式形成对照)允许刚性构件42用于进行卷绕，以增大贮存器40中的压力，而没有受流量控制器46干扰。
[0119]在一些实施方式中，滤筒30被构造成使得其长度等于贮存器20和40的宽度，使得贮存器20和40可卷绕在滤筒30周围，以方便存储。
[0120]参照图2，示出滤筒30的第一实施方式。滤筒30包括上游壳体51、膜筒60、柱塞70和下游壳体90。上游壳体51包括上游接收部分32、上游壳体凹陷52、上游凸块53、柱塞狭槽59和柱塞止动件58。膜筒60包括筒唇部61、外部O形环凹陷62和内部O形环凹陷64。柱塞70包括柱塞凸块79、可密封口 71和成形狭槽80。下游壳体90包括下游壳体凹陷97、卡口滑片99a、卡口狭槽9a、下游接收部分34和下游螺纹部分37。
[0121]上游壳体51、膜筒60、柱塞70和下游壳体90可由大体刚性的无孔塑料材料构成。可使用的可能合适的塑料示例包括聚丙烯(PP)、各种共聚物、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚酯和共聚酯。
[0122]参照图3A和图3B，上游壳体51的上游接收部分32用于接收待处理的进入水流并且包括上游螺纹部分33，如之前描述的。合适的管接头(诸如，上游软管管接头56)可以可选地被设置用于经由柔性流体导管(例如，上游软管27，如图7中所示)连接上游贮存器20，作为使用上游螺纹部分33的替代。在一些实施方式中，可有益的是，软管27是透明的，以便于可视地比较进入装置的水和退出装置的水，从而使用户增加对处理过程的信任度。
[0123]不管是否存在上游软管管接头56，在上游接收部分32内设置上游流体开口 57，以允许待处理的水进入。
[0124]具体地转到图3A，上游壳体51的内部包括筒凹陷54，筒凹陷54的下端由筒隔环55限定边界。筒凹陷54和筒隔环55是环形的并且形状与膜筒60的筒唇部61互补。另夕卜，参照图7，在组装时，将膜筒60插入上游壳体51内，直到筒唇部61的上边缘接合筒隔环55的下边缘。进一步将膜筒60插入上游壳体51中使得筒唇部61变形，直到它经过筒隔环55并且返回其原始形状。这样确保了上游壳体51和膜筒60之间的半永久扣合。
[0125]上游壳体51的内部还包括柱塞狭槽59，柱塞狭槽59具有终止于筒隔环55下方的上游端和由柱塞止动件58限定边界的下游端。柱塞狭槽59的形状与柱塞凸块79互补。设置至少一对柱塞狭槽59和一对柱塞凸块79。再返回图7，在将柱塞70插入上游壳体51内时，在上述膜筒扣合到上游壳体51内之后，将柱塞凸块79与柱塞狭槽59对准并且接合柱塞止动件58。进一步将柱塞下端78插入上游壳体51内使得柱塞凸块79变形，直到柱塞凸块79经过柱塞止动件58并且返回它们的初始形状。这样确保了上游壳体51和柱塞70之间的半永久扣合，所述半永久扣合基本上防止柱塞被取出。此后，通过将柱塞凸块79沿着柱塞狭槽59移动，允许柱塞70相对于上游壳体51轴向滑动。然而，防止柱塞70相对于上游壳体51旋转。
[0126]一旦膜筒60扣合到上游壳体51内并且将柱塞70顺着膜筒60插入以滑动扣合在上游壳体51内，就通过外部O形环凹陷62内的一对O形环提供膜筒60和柱塞70的内部之间的密封接合。这样防止经由上游流体开口 57进入上游壳体51的被污染的水绕过膜筒60并且相反迫使它流过膜筒60的膜接收部分63 (图4A)，如下文中将更完全描述的。类似地，内部O形环凹陷64容纳O形环，以密封膜112 (图9A)来防止被污染的水经过膜112和膜接收部分63之间。然后，可将下游壳体90安装到柱塞70上方。
[0127]参照图6A和图6B，下游壳体90包括下游壳体凹陷97，在该下游壳体凹陷97上方设置有卡口滑片99a。卡口滑片99a从下游壳体凹陷97的外部环形表面径向突出达比所述凹陷的深度略小的量。因此，卡口滑片99a没有突出超过下游壳体90的外径。卡口狭槽98a形成在卡口滑片99a、下游壳体凹陷97的外部环形表面和下游壳体90的下边缘之间。由于卡口滑片99a大体是L形，因此卡口狭槽98a具有卡口敞口端98b和卡口闭合端99b。
[0128]在将下游壳体凹陷97插入上游壳体凹陷52内时，下游壳体90被取向，使得上游凸块53对准卡口敞口端98b。因此，在将下游壳体90绕着滤筒30的中心轴线相对于上游壳体51旋转时，上游凸块53进入卡口敞口端98b并且接合在卡口狭槽98a内。此后，通过上游凸块53和卡口滑片99a之间的干涉，防止下游壳体90被从上游壳体51轴向抽出，同时允许下游壳体90进一步旋转仅达到由上游凸块53与卡口闭合端99b的接合所述允许的程度。
[0129]具体地，参照图6B，凸块96从下游壳体90的内部径向向内突出。凸块96具有一对平行分隔开的面，这对面垂直于滤筒30的中心轴线，但绕着该轴线相对于彼此旋转，在它们的端部通过倾斜面相互连接。
[0130]转到图5B，凸块96接合在形成在柱塞70外部的成形狭槽80内。当下游壳体90初始定位在柱塞70上方时，下游壳体90被取向，使得上游凸块53正好在卡口敞口端96b之外。成形狭槽80轴向地以及周向地定位在柱塞70上，使得当初始插入柱塞70时凸块96接合成形狭槽80的第三接合部分85。由于通过将柱塞凸块79接合在柱塞狭槽59内防止柱塞70相对于上游壳体51旋转，因此下游壳体90的进一步旋转使得凸块96以下文中将描述的方式沿着成形狭槽移动。
[0131]下游壳体90的旋转使得凸块96从第三接合部分85移动到第二接合部分84。成形狭槽80轴向地以及周向地定位在柱塞70上，使得上游凸块53进入卡口敞口端98b并且当凸块96处于第二接合位置时正好开始可旋转地接合在卡口狭槽98a内。因此，上游凸块53凭借被限制在卡口狭槽98a内，防止下游壳体90相对于上游壳体51轴向移动。下游壳体90只被允许绕着滤筒30的中心轴线在上游凸块53接合卡口闭合端99b的位置和凸块96接合第三接合部分85的位置之间旋转。在这个实施方式中，这对应于滤筒30的周长的仅仅不及一半的总旋转。
[0132]下游壳体90的进一步旋转使得凸块96从第二接合部分84移动到第一接合部分82。在这个位置，滤筒30处于第一流动构造，如下文中将进一步描述的。
[0133]另外，参照图5A，柱塞下端78装配有可密封口 71，可密封口 71包括从柱塞下端78突出的口壁77并且其下端装配有向外径向延伸的口唇部74。多个口肋73设置在口壁77的内部上并且径向向内突出以将闭合口端部72悬于它们的下边缘。口肋73之间的间隔是敞开的，从而允许在口端部72和口壁77之间形成孔口 75。退出膜112(图9A)进入形成在膜壳体60的下端和柱塞下端78之间的经处理水室82 (图9A)中的经处理水通过口开口76进入可密封口 71并且经过口肋73之间，通过孔口 75退出柱塞70。
[0134]参照图6A和图7，当如之前描述地将下游壳体90与上游壳体51组装在一起时，可密封口 71位于下游壳体90的口接收部分93内。成形狭槽80轴向地定位在在柱塞70上，使得当凸块96接合在成形狭槽80的第一接合部分81内时，径向向外延伸的口唇部74在口接收部分93内并且密封地接合径向向内延伸的密封唇部94。口壁77突出一定距离，使得口端部72与形成在口接收部分93中的口密封件95分隔开。这样允许经处理的水经过口孔75，通过下游流动开口 92退出。下游流动开口 92可设置在可选的管接头(诸如，下游软管管接头91)内，如所示出的，或者可仅仅允许经处理的水通过下游接收部分34退出下游壳体90。这被称为水滤筒30的第一流动构造。
[0135]短暂返回图7，应该注意，当设置下游软管管接头91时，下游软管管接头91可用于借助下游贮存器软管47连接下游贮存器40，作为借助下游螺纹部分37进行螺纹连接的替代。
[0136]参照图9A和图9B，进一步示出水滤筒30的第一流动构造。参照图9B，凸块96位于成形狭槽80的第一接合部分81。进入流110如之前描述地进入上游壳体51中并且被迫使进入膜112。示出膜分隔件120处于膜112的上游端，使膜在滤水器内居中。过滤流111经过膜并且一旦它退出膜112进入经处理水室82就被处理。此后，经处理流113经由可密封口 71退出经处理水室82，可密封口 71通过口孔75从经处理水室82向外延伸。经处理流113接着经过口端部72和口密封件95之间，以通过下游流动开口 92退出水滤筒30。第一流动构造可因此被称为“敞口 ”位置。
[0137]通过口唇部74与密封唇部94的密封接合，防止经处理流113从下游壳体90漏出。类似地，通过设置在内部O形凹陷64内的O形环，防止进入流110漏出膜112。另外，凭借位于O形环凹陷62内的O形环，防止漏出膜筒60。还可设置密封件，以防止至少当滤筒30处于第一流动构造时在柱塞70和上游壳体51之间的泄漏。值得注意的是，在处于第一流动构造时，下游壳体凹陷97大体重叠上游壳体凹陷52，使得下游壳体90邻接上游壳体51。
[0138]参照图1OA和图10B，示出滤筒30的第二流动构造。参照图10B，通过旋转下游壳体90，凸块96从第一接合位置81 (图9B中示出)移动到第二接合部分84。在解锁方向100(图8A)上旋转下游壳体90，解锁方向100在这个实施方式中是当从下游端观察时的逆时针方向。由于通过将上游凸块53接合在卡口狭槽98a内防止下游壳体90相对于上游壳体51轴向移动，所以凸块96沿着狭槽80移动使得柱塞70相对于下游壳体90轴向移动。凭借将柱塞凸块79沿着柱塞狭槽59移动，允许柱塞70相对于上游壳体51轴向移动。由第一接合部分81的长度限定提供的轴向移动量。选择这个长度，使得凸块96向第二接合部分84移动使得口端部72移动到下游流动开口 92中。这进而使得口密封件95变形并且密封口孔75，从而防止经处理水流退出滤筒30。因此，当凸块96在第二接合部分84内时，滤筒30处于其中防止经处理水从滤筒30流出的第二流动构造。第二流动构造可被称为“闭合”位置。
[0139]参照图8A、图8B和图8C，示出在滤筒30的回洗中执 行的一系列操作。基于正被处理的水的清洁度和通过滤筒30的可接受流动速率，滤筒30的用户可根据需要频繁或不频繁地执行回洗。在图8A中，滤筒30被示出处于下游壳体90邻接上游壳体51的第一流动构造。下游壳体90在解锁方向100 (当从下游端观察时，逆时针)上绕着滤筒30的中心轴线旋转使得上游凸块53脱离卡口敞口端98b，此时凸块96处于第三接合位置85，如图1lB中所示。这允许下游壳体92在伸展方向101上相对于上游壳体51轴向移动，如图8B中所不O
[0140]参照图11A，凭借凸块96和狭槽80的第三接合部分85之间的相互作用，下游壳体90在伸展方向101上的轴向移动使得柱塞72还相对于壳体51轴向移动。通过柱塞凸块79沿着柱塞狭槽79平移，允许进行这个轴向移动，并且这个轴向移动使得经处理水室82加大。这样使得形成负压，从而抽吸进入流110通过膜112，以形成经处理流113。经处理流113累积，如经处理水室82内的经处理水83的高度所指示的。通过口密封件95防止经处理水83通过孔75退出，口密封件95保持与孔75的接合，如之前参照第二流动构造描述的。因此，图1lA示出滤筒30的第三流动构造。第三流动构造可被称为:“预回洗”位置。
[0141]参照图8C，通过将下游壳体90在插入方向102上移动，进行回洗。参照图12A，下游壳体90在插入方向102上的移动使得经处理水室82的体积减小并且对经处理水83施压。这个压力迫使回洗流115在与正常过滤方向相反的方向上移动通过膜112并且将累积的碎肩从膜112移走。如受污染流116指示的，从上游壳体51排出受碎肩污染的水。受污染流116可返回上游贮存器20 ;另选地，可在进行回洗之前取出上游贮存器20并且可设置单独的受污染水贮存器(未示出)。因此，图12A示出滤筒30的第四流动构造。第四流动构造可被称为“回洗”位置。虽然描述了四种流动构造，但设想到，较少或另外的流动构造可与滤筒30结合。例如，由于流量阀在回洗位置期间也闭合，因此根据需要可省略“闭合”位置。
[0142]尽管为了恢复通过滤筒30的可接受流速而执行单个回洗周期经常是足够的，但可执行任何数量的连续预回洗和回洗周期。
[0143]参照图12B，由于凸块96保持与狭槽80的第三接合部分85接合，因此上游凸块53设置在卡口敞口端98B外部。当重新将下游壳体90插入上游壳体51内时，旋转下游壳体90 (当从下游端观察时，在逆时针方向上)使得凸块96向第二接合部分84 (图1OB中示出)移动，这使得上游凸块53重新接合卡口狭槽98a。这样防止了从上游壳体51轴向抽出下游壳体90。下游壳体90的进一步旋转使得凸块96达到第一接合部分81 (图9A中示出)，这将滤筒30恢复第一流动构造并且允许它再次净化水。
[0144]在回洗操作期间滤筒30的抽吸动作可用于三个目的:⑴回洗膜；(2)开始虹吸；
(3)清除造成气锁状况的任何气泡。
[0145]第一，抽吸动作允许用户通过回洗技术清洁滤筒130。具体地，如以上相对于第一水滤筒30讨论的，当上拉顶部部分时，在圆柱体内形成负压，从而使得水从上游抽进，通过过滤膜，进入圆柱体190中的腔体191。当下推顶部部分时，所述水沿它进入的通路被排出，从而冲洗掉可被捕获在膜中的任何碎肩。被称为回洗的这个过程使滤水器免于逐渐变得堵塞。回洗水通过滤水器的顶部退出，从而可被丢弃。
[0146]第二，当滤水器被构造为通过从上游容器虹吸水通过软管来接收水时，抽吸动作还提供填装滤筒和软管130的另外特征(S卩，开始虹吸)。当管被设置成倒U形状时形成虹吸，并且当液体在重力拉动下顺着管流动并且被排放达到比作为液体来源的上游贮存器的表面低的高度时，在因液体减低而提供动力的情况下(在没有泵的情况下)致使液体向上，超出上游贮存器表面。例如，当滤筒130的上游端附接到水源时，用户可解锁和回洗滤水器组件，从而将水抽入膜卷187中并且排出滤筒130和膜卷187中的任何空气。
[0147]此外，为了优化填装操作的效果，可有利的是，抽吸动作的行程容积(即在上下抽动柱塞时的内部容积变化)被构造成大于上游软管的内部容积。也就是说，如果软管容积大于或等于行程容积，则抽吸滤筒130将仅仅从软管吸出空气并且将所述空气排回到软管。然而，如果软管容积小于行程容积，则每次行程将首先从软管抽出空气，然后从上游容器抽出一些水，并且每次下行程将首先排出空气，然后排出一些水。因此，当使用较小的软管容积时，滤水器和软管将在用户进行抽吸时被填充水，而不是仅仅来回抽吸所述空气进出软管。例如，当行程容积是40mL并且软管的内部容积是22mL时，泵的每次行程将为滤水器/软管组件添加18mL的水。
[0148]第三，抽吸动作允许清除原本会形成气锁状况的任何空气气泡，这样可降低流速和/或完全防止流动。事实上，气锁状况是滤水器之中的相对常见的问题并且通常当在可抵抗水流动的空气-水界面处有表面张力时出现，从而有效堵塞滤水器。气锁尤其对于间歇使用的滤水器而言是个问题，因为它们被频繁填充和排空水，从而提供了使空气被捕获在错误位置中的机会。幸运的是，上述抽吸动作清除了滤筒130和/或膜卷187中的任何气泡，从而减轻了气锁的问题。
[0149]关于利用中空纤维膜过滤器的实施方式，在行业中常见的是使用亲水性(吸水)膜材料，因为材料的亲水性越高，驱动水通过膜所需的压力越小。然而，为了提高填充特征和气锁清除特征的效果，可有利的是，在膜卷中包括少量疏水性(排水)纤维。疏水性纤维形成空气经过膜卷的低抵抗路径。因此，通过包括一些疏水性纤维，空气和水都能够来回经过膜。在一些实施方式中，可优选的是，纤维中的5%至15%是疏水性纤维。更优选地，纤维中的10%是疏水性纤维。这可有助于从滤水器排出空气，从而更容易开始虹吸并且清除掉造成气锁的气泡。
[0150]应该注意，尽管在这个实施方式中例证性描述了膜112，但在不脱离如结合这个实施方式描述的滤水器的功能的情况下，可使用其它类型的可回洗过滤介质。
[0151]现在转到图13，示出水滤筒130的第二实施方式。如以下将更详细讨论的，滤筒130大体上包括上游壳体151、下游壳体190、端盖131a，131b、膜筒160、阀盖171和水处理材料(诸如，中空纤维膜过滤器卷187)。像第一实施方式的滤筒30 —样，滤筒130的形状可以是圆柱体并且装配有螺纹132和/或软管管接头133。类似地，上游壳体151、下游壳体190、端盖131a，131b、膜筒160和阀盖171也可由大体刚性的无孔塑料材料构成。可使用的可能合适的塑料示例包括聚丙烯(PP)、各种共聚物、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(PC/ABS)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚酯和共聚酯。因为第二实施方式的滤筒130的基本功能与第一实施方式的滤筒30类似，所以为了简要起见，将不详细讨论共有元件和特征，因为它们会以不必要的细节混淆本发明。
[0152]图14A至图14D示出端盖131的四个视图，端盖131可熔接或以其它方式附着于滤筒130的各端部。端盖131大体是圆形的并且被确定大小成基本上适形于滤筒130的端部。螺纹132和/或软管管接头133可与各端盖131形成一体或者以其它方式附接于各端盖131并且被构造成配合例如标准瓶螺纹(例如，SP-410)或者柔性管材。软管管接头133可被构造成连接柔性管材，该柔性管材的内径例如是1/8英寸和I英寸之间，更优选地，1/8英寸和1/2英寸之间，或者最优选地，3/16英寸和1/4英寸之间。然而，预期的是，可调节直径以满足特定需要。这种管接头允许滤筒130与各种容器一起使用，这些容器包括汽水瓶、“软瓶”袋(像瓶子一样具有螺纹开口的结实包)、水桶、五加仑桶等。
[0153]在各端盖131的中心的是流体可经过的开口 186。开口 186可被构造成使得流体被引导通过螺纹132和/或软管管接头133的中心，以便流体可被最终引导进或引导出容器或软管。如图示的，端盖131可包括沿着其外周的多个肋177和内表面上的一个或多个支架突起181。可使用多个肋177固定第二组件(诸如，阀盖171或膜筒160)，而所述的支架突起181保持端盖131和第二组件之间的间隙，从而降低流动受阻的风险。另外，如图29至图29中示出的，一个或多个抗密封凹口可被装入端盖131中，以防止下游容器(S卩，凸缘)密封到端盖表面并且允许空气通过螺纹逸出，从而避免下游容器被施加压力。最后，可在端盖131的内表面上的开口 186周围设置一个或多个径向突起185。如以下将讨论的，可使用一个或多个径向突起185固定诸如(例如)弹簧183的第三组件。
[0154]参照图15A至图15C，示出上游壳体151的三个视图。具体地，图15A和图15C示出侧视图和俯视图，而图15B示出上游壳体151的剖视图。如图15B和图15C所示，上游壳体151的内表面可设置有一个或多个凸块180，凸块180被构造成接合下游壳体190的成形狭槽178，成形狭槽178用作导沟。
[0155]为了形成顶盖组件176，例如，可在上游壳体151的上游端的内周周围布置粘合剂。也就是说，粘合剂被布置在与具有接合下游壳体190的一个或多个凸块180的端部相反的端部上，该端部在图15B中被表示为表面C。可然后将第一端盖131a插入上游壳体151的容纳粘合剂的上游端中，从而将上游壳体151的表面C结合第一端盖131a的表面F，以形成水密性密封。
[0156]将参照图16A至图16C讨论膜筒160。具体地，图16A示出膜筒160的侧视图，而图16B示出剖视图并且图16C示出膜筒160的俯视图。膜筒160容纳膜卷187或其等同物。事实上，滤筒130可采用任何合适的水处理技术来处理受污染或可能受污染的水，使得水可饮用(即，安全饮用)。在一些实施方式中，在滤筒130中使用诸如微孔膜或超滤膜的膜。微孔过滤膜可表示具有范围是0.1微米至10微米的孔的膜。超滤膜可表示具有范围是0.001微米至0.1微米的孔的膜。在一些实施方式中，在滤筒130中使用活性炭。在一些实施方式中，在滤筒130中使用诸如氯化的化学水处理技术。在一些实施方式中，在滤筒130中使用诸如紫外光的辐射水处理技术。在一些实施方式中，在滤筒130中使用多种水处理技术的组合。
[0157]可以将膜卷187填充在膜筒160内部，在膜筒敞开的上端处填充树脂。膜卷187可占据膜筒160的整个内部腔体161，或者其绝大部分。填充树脂在膜卷187和膜筒160的壁之间形成水密性密封，从而引导基本上所有流体通过膜卷187。通过引导流体通过膜卷187而不是围绕膜卷187，提高了过滤效率。为了减少摩擦，可沿着膜筒160的外表面纵向设置一个或多个减少摩擦肋182。支承肋179之间的开口允许水在下游端退出膜筒160。
[0158]为了在膜筒160和下游壳体190之间形成水密性密封，可将O形环163(例如，AS568A-3190形环)放入膜筒160底部的径向密封压盖162中。如以下将更详细讨论的，膜筒160还包括下游端的致动突起164，致动突起164可用于致动流量阀。致动突起164可附着于膜筒160或者与膜筒160成一整体。
[0159]将参照图17A至图17D讨论阀盖171的细节。图17A至图17C示出阀盖171的俯视图、仰视图和侧视图，而图17D示出阀盖171的剖视图。参照图17D，将柱塞球172放置在阀盖171中位于由径向突起174限定的中心环面173中，以得到流量阀。柱塞球172可由例如塑料、橡胶和/或金属构成。然后，可将弹簧183插入中心环面173中并且放置在柱塞球172的顶部上。径向突起174引导柱塞球172，使得柱塞球172的动作可仅仅是在竖直方向(即，方向X)上。事实上，如上所述，第二端盖131b可在内表面上在开口 186周围容纳一个或多个径向突起185，径向突起185将弹簧183保持成对准轴向位置并且防止弹簧183堵塞开口，堵塞开口会限制水流过中心开口 188。
[0160]为了形成弹簧-球阀组件175，可将粘合剂放置在第二端盖131b内部上位于表面B上。接着，可将阀盖171、弹簧183和柱塞球172的组合插入第二端盖131b中，从而将第二端盖131b的表面B与阀盖171的表面D粘接，以形成水密性密封。一旦被组装，弹簧183就产生将柱塞球172压入阀盖171内表面上的径向阀座184中的力，此时滤水器处于“关”位置以形成水密性密封。当滤水器处于“开”位置时，膜筒160的端部上的致动突起164通过压缩弹簧183而按下柱塞球172或使柱塞球172从阀座184移位，从而允许水流过弹簧-球阀组件175。
[0161]现在将参照图18A至图18D描述下游壳体190。具体地，图18A和图18B分别示出第二滤水器的下游壳体190的侧视图和剖视图。如图所示，下游壳体190的上游端被构造成接合顶盖组件176，而底端被构造成附着于或熔接于弹簧-球阀组件175。
[0162]具体地，如图18A所示，下游壳体190装备有一个或多个成形狭槽178，成形狭槽178被构造成接合顶盖组件176上的一个或多个对应凸块180。一个或多个成形 狭槽178轴向和周向地定位在下游壳体190上。图18C所提供的是成形狭槽178的放大图。成形狭槽178使得用户能够在以下位置之间进行选择:(I)第一接合位置178a(即，“开位置”)，其允许流过膜和滤水器组件；(2)第二接合位置178b (即，“关位置”)，其阻止流动并且密封滤水器组件的“干净端”以进行保存；(3)第三接合位置178c(即，“解锁位置”)，其允许顶盖组件176脱离下游壳体190并且允许用户抽动顶盖组件176和膜筒以回洗膜卷187。
[0163]在最终组装期间，可将膜筒160插入下游壳体190的最宽端(即，下游端)，直到膜筒160的上游端从下游壳体190突出，从下游壳体190的窄端(即，上游端)突出例如两英寸，这样使得用户能够粘附顶盖组件176。可在组装之前将诸如硅树脂、聚四氟乙烯(例如，特氟龙(Teflon))或另一种水和食品安全润滑剂的润滑剂放入下游壳体190内位于与下游端相距几厘米的位置，以辅助方便组装和滤水器的整体功能。
[0164]接下来，可将粘合剂放在膜筒160的外周上位于表面A处。然后，可将顶盖组件176插入膜筒160上，从而将两个组件结合在一起并且形成水密性密封。具体地，端盖131的内表面B可结合膜筒160的上游端的外周表面A。如上所述，一个或多个支架突起181可设置在端盖131的内表面上，以保持膜筒160和端盖131之间的间隙。更具体地，所述一个或多个支架突起181防止膜筒160配合端盖131a的平坦表面，这种配合会防止水进入膜卷187。此外，如以上参照图16B描述的，可将O形环163放入膜筒160底部的径向密封压盖162中，以形成膜筒160和下游壳体190之间的水密性密封。
[0165]最终，可将粘合剂布置在下游壳体190的宽端的内周周围，布置在表面E处。然后，可将弹簧-球阀组件175插入下游壳体190中，从而结合第二端盖131b的表面F和下游壳体190的表面E，以形成水密性密封。接着，可将顶盖组件176压向下游壳体190并且进行旋转，直到顶盖组件176内表面上的凸块180接合下游壳体190上的成形狭槽178。此时，滤筒130组件现在发挥作用并且难以在不使得损害的情况下进行拆卸。
[0166]为了提供概述，通过下面的实例示出第二实施方式。这个实例是为了辅助理解本发明提供的并且不应被理解为是对本发明的限制。参照图19A至图21A，示出在滤筒130的回洗中执行的一系列操作。如上讨论的，基于正被处理的水的清洁度和通过滤筒130的可接受流动速率，滤筒130的用户可根据需要频繁或不频繁地执行回洗。
[0167]具体地，转到图19A，示出处于第一位置(即，打开位置)的第二滤筒130的立体图。滤筒130被示出为处于下游壳体190邻接上游壳体151的第一流动构造。在第一位置，滤筒130 “开”，这意味着水可从顶部进入，流过内部的多孔膜，经由“干净端”在底部退出。在过滤期间的正常流动方向是从顶部到底部，由此，滤水器的顶端是“脏端”并且底部是“干净端”。图19B示出在处于第一流动构造时成形狭槽178的第一接合位置和顶盖组件176的凸块180的相对位置。最后，图19C示出侧视图，而图19D示出处于打开位置的第二滤水器的剖视图。现在，转到图19D，注意到，致动突起164提供对抗柱塞球172的向下力，使得柱塞球172被推离阀座184，从而通过打破水密性密封并且允许流体在阀盖171和膜筒160之间自由流动来致动流量阀。
[0168]图20A示出处于第二位置(g卩，闭合位置)的第二滤筒130的立体图。在第二位置，滤水器“关”，这意味着停止水流动。下游壳体190在“关”方向(如箭头所指示的)上绕着滤筒130的中心轴线的旋转使得上游壳体151略微脱离下游壳体190。这允许弹簧加载的柱塞球172安置在阀盖171中，因此形成水密封性密封，从而阻挡水流过阀盖171。图20B示出处于第二流动构造时成形狭槽178的第二接合位置和顶盖组件176的凸块180的相对位置。图20C示出侧视图，而图20D示出处于闭合位置的第二滤水器的剖视图。现在，转到图20D，注意的是，致动突起164被回缩，因此从柱塞球172撤掉向下力，从而允许弹簧183的向上力将柱塞球172向着阀座184推动，从而通过形成水密性密封并且禁止流体在阀盖171和膜筒160之间流动来闭合流量阀。
[0169]图21A示出处于第三位置(即，解锁位置)的第二滤筒130的立体图。下游壳体190在解锁方向(如箭头所指示的)上绕着滤筒130的中心轴线的旋转使得上游壳体151脱离下游壳体190。这样允许下游壳体190在伸展方向101上相对于上游壳体151轴向移动，如图21A所示。图21B示出处于第三流动构造时成形狭槽178的第三接合位置和顶盖组件176的凸块180的相对位置。图21C示出侧视图，而图21D示出处于解锁位置的第二滤水器的剖视图。现在转到图21D，注意的是，如在第二位置一样，致动突起164保持回缩并且维持水密性密封(即，闭合流量阀)。
[0170]然而，不同于第二位置，滤筒130在第三位置时“解锁”，从而允许顶部部分被用户相对于底部部分向上102和向下101抽吸，如箭头所指示的。如针对第一实施方式的滤筒30所讨论的，滤筒130的抽吸动作可用作以下目的:(I)回洗膜；(2)开始虹吸；(3)清除造成气锁的任何气泡。
[0171]应该注意，尽管在这个实施方式中例证性描述了膜，但在不脱离结合这个实施方式描述的滤水器的功能的情况下可使用其它类型的可回洗过滤介质。此外，虽然描述了三种流动构造，但设想到，较少或另外的流动构造可与滤筒130结合。例如，由于所述阀在第三位置期间也闭合，因此根据需要可省略第二位置。
[0172]图22至图27示出根据多个另外实施方式的滤筒。因为多个另外实施方式的滤筒的基本功能与第一实施方式和第二实施方式的滤筒30和130类似，所以为了简要起见将不详细讨论共有元件和特征，因为它们会以不必要的细节混淆本发明。类似地，如以上讨论的，抽吸动作可用于以下目的:(I)回洗膜；(2)开始虹吸；(3)清除造成气锁的任何气泡。
[0173]现在转到图22，可通过设置环来控制第三实施方式的滤筒230，所述环可选地由多个部分构成以便于制造，所述环可被设置成选择性保持或释放上部组件201和下部组件202。上部组件201大体包括上游壳体251和端盖231，而下部组件202大体包括下游壳体290和端盖231。本领域的技术人员将认识到，虽然画出了一个这样的环，但存在实现相当功能的多个构造。当环处于第一位置时，上部组件201被保持而下部组件202被释放。这样允许下部组件202伸展，从而打开退出阀(exit valve)，这样水可经过滤水器，经由滤膜287进入膜筒260内。当环处于第二位置时，上部组件201被释放而下部组件202被保持。这样使退出阀保持关闭，同时允许上部组件201伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回洗膜287，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。处于各个位置的闭合的退出阀确保上部组件的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。当环处于第三位置时，上部组件和下部组件同时被保持。这将滤水器保持在闭合或“关”位置，这样没有水可流动，无法发生抽吸。
[0174]现在转到图23，可通过设置上部组件301来控制第四实施方式的滤筒330，上部组件301具有各种凸块，这些凸块可选择性地将上部组件301保持在各种位置或者释放上部组件301以进行伸展和回缩。上部组件301大体包括上游壳体351和端盖331，而下部组件302大体包括下游壳体390和端盖331。滤筒330还具有双向受流量控制的阀。该阀具有弹簧(可以是内置或单独的组件)，该弹簧趋于将阀返回没有阻挡流动的静止位置，除非任一方向上的流动强得足以偏转阀使得它阻挡流动。本领域的技术人员将认识到，虽然画出了一个这样的阀，但存在实现相当功能的多个构造。滤水器还具有环形干扰阀，通过从上部组件301延伸的塞来可选地打开或闭合该阀。当上部组件301处于第一位置时，塞被设置成不阻挡环形干扰阀，这样水可穿过滤水器。当上部组件301处于第二位置时，塞被设置成阻挡环形干扰阀，使得水无法穿过滤水器。当上部组件301处于第三位置时，上部组件301被释放，这样它可伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回洗在膜筒360内的膜287，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。上部组件301的伸展和回缩产生足以致动受流量控制的阀的压力，使得在上部组件301伸展和回缩期间阀都是闭合的。这样确保了，上部组件301的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。
[0175]现在转到图24，可通过设置上部组件401来控制第五实施方式的滤筒430，上部组件401具有各种凸块，这些凸块可选择性地将上部组件401保持在各种位置或者从下部组件402释放上部组件401以进行伸展和回缩。滤水器还具有双向受流量控制的阀。阀被附接到张力构件，张力构件可选择性将阀保持在中立位置，以不阻挡水流动离开滤水器。受流量控制的阀可被构造成阻挡逆方向上的所有流动，使得用户从不会意外地在逆方向上驱动水通过阀。这是有益的，因为这降低了意外误使用滤水器的风险。本领域的技术人员将认识到，虽然只画出了一个这样的阀，但存在实现相当功能的多个构造。当上部组件401处于第一完全伸展位置时，张力构件被接合以保持阀处于中立位置，从而不阻挡水流动离开滤水器。在第一位置，水可穿过滤水器。当上部组件401处于第二完全回缩位置时，张力构件不被接合以保持阀处于中性，这样受流量控制的阀可以阻挡水流离开滤水器。在第二位置，水无法穿过滤水器。当上部组件401处于第三位置时，上部组件401被释放，这样它可伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回在膜筒460内的洗膜487，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。上部组件401的伸展和回缩产生足以致动受流量控制的阀的压力，使得在上部组件401伸展和回缩期间阀都是闭合的。这样确保了，上部组件401的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。
[0176]现在转到图25，可通过设置上部组件501来控制第六实施方式的滤筒530，上部组件501具有各种凸块，这些凸块可选择性地将上部组件501保持在各种位置或者从下部组件502释放上部组件501以进行伸展和回缩。滤水器还具有双向受流量控制的阀。阀被附接到张力构件，张力构件可选择性将阀保持在中立位置，以不阻挡水流动离开滤水器。受流量控制的阀可被构造成阻挡逆方向上的所有流动，使得用户从不会意外地在逆方向上驱动水通过阀。这是有益的，因为这降低了意外误使用滤水器的风险。本领域的技术人员将认识到，虽然只画出了一个这样的阀，但存在实现相当功能的多个构造。当上部组件501处于第一完全回缩位置时，张力构件被接合以保持阀处于中立位置，从而不阻挡水流动离开滤水器。在第一位置，水可穿过滤水器。当上部组件501处于第二完全伸展位置时，张力构件不被接合以保持阀处于中性，这样流量受控阀可以阻挡水流动离开滤水器。在第二位置，水无法穿过滤水器。当上部组件501处于第三位置时，上部组件501被释放，这样它可伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回洗在膜筒560内的膜587，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。上部组件501的伸展和回缩产生足以致动受流量控制的阀的压力，使得在上部组件501伸展和回缩期间阀都是闭合的。这样确保了，上部组件501的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。
[0177]现在转到图26，可通过设置上部组件601来控制第七实施方式的滤筒630，上部组件601具有各种凸块，这些凸块可选择性地将上部组件601保持在各种位置或者从下部组件602释放上部组件601以进行伸展和回缩。滤水器还具有阀。除了当阀被上部组件601接合从而克服了弹簧力并且打开阀之外，弹簧保持阀抵靠其阀座。受流量控制的阀可被构造成阻挡逆方向上的所有流动，使得用户从不会意外地在逆方向上驱动水通过阀。这是有益的，因为这降低了意外误使用滤水器的风险。本领域的技术人员将认识到，虽然只画出了一个这样的阀，但存在实现相当功能的多个构造。当上部组件601处于第一完全回缩位置时，阀被上部组件601接合，因此打开阀门，从而不阻挡水流动离开滤水器。在第一位置，水可经过滤水器。当上部组件601处于第二位置时，阀没有被上部组件601接合，这样在弹簧力的作用下保持阀抵靠其阀座。在第二位置，水无法经过滤水器。当上部组件601处于第三位置时，上部组件601被释放，这样它可伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回洗在膜筒660内的膜687，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。在上部组件601的伸展和回缩期间，在弹簧力的作用下保持阀抵靠其阀座，使得在上部组件601伸展和回缩期间阀都是闭合的。这样确保了，上部组件601的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。
[0178]现在转到图27，可通过设置上部组件701来控制第八实施方式的滤筒730，上部组件701具有凸块，这些凸块可选择性地将上部组件701保持在各种位置或者从下部组件702释放上部组件701以进行伸展和回缩。滤水器还具有可选择性被上部组件701接合的环形干扰阀。环形干扰阀的塞具有凸块， 这些凸块在成形狭槽或沟道内移动，使得旋转环形干扰阀的塞使得组件选择性阻挡或不阻挡水流动。当上部组件701处于第一位置时，阀的塞被上部组件701接合，从而不阻挡水流离开滤水器。在第一位置，水可穿过滤水器。当上部组件701处于第二位置时，阀的塞被上部组件701接合，以阻挡水流离开滤水器。在第二位置，水无法穿过滤水器。当上部组件701处于第三位置时，上部组件701被释放，这样它可伸展和回缩，这构成多功能抽吸动作以回洗在膜筒760内的膜787，开始虹吸，或者清除造成气锁的任何气泡。在上部组件701的伸展和回缩期间，阀的塞被保持，使得水流受阻。这样确保了，上部组件701的伸展和回缩使得通过滤水器的入口来回流动，而没有通过滤水器的出口出现流动。
[0179]如图28A至28D中所示，可有利的是，在某些实施方式中，在壳体890、851的外表面上设置一个或多个表面突起280。表面突起280防止滤筒830在放置在平坦表面上时容易滚动，从而降低可因滤筒830滚离台面或案台导致的受损风向。表面突起280可结合上述实施方式中的任一个使用。例如，一个或多个表面突起280可被放置在下游壳体890 (如图所示)、上游壳体851、端盖或其组合上。事实上，多个表面突起280可沿着滤筒830的整个周长或其一部分放置。虽然示出椭圆形表面突起280，但预料到，可使用其它形状来促成特定设计或美观需要。例如，各表面突起280的形状可以是字母数字符号，这将一起拼出品牌名、消息、能力等。突起的形状甚至可以是正方形、圆形或圆顶形(或任何其它装饰用形状，即，水滴)。
[0180]如图28F中所示，通过在滤水器背面上设置突起，滤水器会停止，使得产品商标、字标、图像和/或功能位置指示符正面向用户，从而更容易看到特征。如本文中使用的，滤水器的背面是指与滤水器的显示例如产品商标、字标、图像和/或功能位置的表面装饰相反的表面。另选地，突起可设置在过滤装置的正面上并且还可被并入表面装饰中。当两个突起布置在同一轴向位置但径向分开几度使得这两个突起都能够同时接触硬表面时，特征用作防止滤水器在布置在表面上时滚动的稳定底座；通过将另外一对或多对突起特征放置在滤水器的相对端，滚动抵抗力急剧增大。
[0181]另选地，替代表面突起280，滤筒830可采用具有非圆形横截面(诸如，椭圆形或多边形横截面)的外部壳体或其它组件(例如，端盖)。例如，外部壳体的横截面可以是三角形、正方形、五边形、六边形、七边形、八边形等。然而，为了促成上述功能(诸如，回洗)，包括筒膜的内部组件和其它内部组件可保持大体圆形，从而允许它们根据需要发挥作用(例如，旋转)。
[0182]如图29所示，一个或多个抗密封凹口可并入端盖中。过滤装置的设计允许用户有使用瓶(诸如，塑料苏打瓶)作为用于收集经过滤水的下游容器的选择。许多塑料瓶包含凸缘、塑料环和其它特征，这些特征在被牢固紧固于端盖外面时，形成防止空气逸出下游容器的气密性密封。当经过滤水进入容器时，必须允许等量的空气离开容器或者容器将开始施压；当容器中的压力增大时，流速减小并且最终停止。通过将一个或多个小凹口或凹槽布置在端盖的螺纹部分的外边缘周围，形成允许空气从容器流出通过端盖的螺纹以绕过凸缘、环或原本将形成密封的其它特征的路径。因此，这些抗密封凹槽消除了向下游容器施压的可能性，而不论容器如何设计。
[0183]图30A至图30B示出具有第二导沟设计的滤水器的实施方式。如以上讨论的，过滤装置的下游壳体包含与位于顶盖内表面上的凸块接合的沟道/凹槽。当凸块首先接合沟道时，顶盖和下游壳体被固定在一起，使得在轴向方向上没有自由移动。这个位置被称为“关”，因为膜筒不能够致动流量阀。当顶盖相对于下游壳体顺时针旋转时，沟道使得顶盖/膜筒在下游壳体内轴向移动，从而最终致动流量阀，流量阀接着允许水流过装置。这被称为“开”位置。有益的是，当它们正在两个位置之间来回移动时并且当凸块脱离沟道使得滤水器可被回洗(即，清洁)时提供触觉反馈。通过在沟道形状中形成有意的方向变化，顶盖的运动被立刻和显著地中断，从而为用户提供触觉反馈来表明滤水器被置于“关”位置。
[0184]沟道的双扫形状提供了次要功能，该次要功能解决连续倾斜沟道形状有可能遭遇的问题(即，与瓶螺纹类似)。当滤水器被置于“开”位置时，阀内部的弹簧对膜筒进而对顶盖施加向上力。如果凸块接合倾斜表面，则顶盖由于力将能够旋转并且在沟道中前进，从而使得阀密封。通过将平坦表面置于“开”和“关”位置，防止任何轴向力使得顶盖旋转离开所需位置。
[0185]以上已经讨论了多个示例性方面和实施方式，本领域的技术人员将认识到其某些修改形式、排列形式、添加形式和子组合形式。因此，这里介绍的特征旨在被理解为包括在其真实精神和范围内的所有这些修改形式、排列形式、添加形式和子组合形式。此外，虽然依据过滤水讨论了实施方式，但上述实施方式可应用于除了水之外的其它流体。
【主权项】
1.一种流体处理系统，该流体处理系统包括: 上游部分，该上游部分适于传送流体并且处理所述流体内的杂质；以及 下游部分，该下游部分与所述上游部分流体连通， 其中，所述下游部分包括流量阀，以及 其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在以下位置之间交替: (1)第一接合位置，在该第一接合位置，所述流量阀处于打开位置，从而使流体能够流过所述下游部分，以及 (2)第二接合位置， 在该第二接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分， 其中，所述上游部分被构造成可选择地从所述下游部分伸展以及回缩到所述下游部分，由此 所述上游部分从所述下游部分的伸展使得流体在下游方向上流过所述上游部分，由此一定量的流体被保持在所述下游部分内，以及 所述上游部分的回缩使得所述一定量的流体在上游方向上流过所述上游部分。2.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述上游部分的伸展在下游方向上驱动所述流体并且所述上游部分的回缩在上游方向上驱动所述流体，由此(i)回洗所述上游部分，(ii)清除气泡以消除气锁状况的风险，或(iii)当结合与所述上游部分流体连通的软管使用时开始虹吸。3.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在第三接合位置之间交替，在所述第三接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分，其中，所述上游部分被牢固地固定，从而不相对于所述下游部分伸展和回缩。4.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，当所述上游部分相对于所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。5.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，当位于所述上游部分和所述下游部分之间的中间部分相对于所述上游部分和所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。6.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述上游部分和所述下游部分的形状是圆柱体，并且所述上游部分或所述下游部分包括用于阻止滚动的一个或多个表面突起。7.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述上游部分包括适于密封连接到上游螺纹贮存器的上游螺纹连接器，并且所述下游部分包括适于非密封连接到下游螺纹贮存器的下游螺纹连接器。8.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的微孔过滤膜来处理杂质。9.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的超滤膜来处理杂质。10.根据权利要求1所述的流体处理系统，其中，所述流量阀是弹簧-球阀组件。11.一种可回洗流体处理设备，所述可回洗流体处理设备包括: 上游部分，该上游部分适于传送流体并且处理所述流体内的杂质；以及 下游部分，该下游部分与所述上游部分流体连通， 其中，所述下游部分包括流量阀，以及 其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在以下位置之间交替: (3)第一接合位置，在该第一接合位置，所述流量阀处于打开位置，从而使流体能够流过所述下游部分，以及 (4)第二接合位置， 在该第二接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分， 其中，所述上游部分被构造成可选择地从所述下游部分伸展以及回缩到所述下游部分，由此， 所述上游部分从所述下游部分的伸展使得流体在下游方向上流过所述上游部分，由此一定量的流体被保持在所述下游部分内，以及 所述上游部分的回缩使得流体在上游方向上流过所述上游部分。12.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述上游部分的伸展在下游方向上驱动所述流体并且所述上游部分的回缩在上游方向上驱动所述流体，由此(i)回洗所述上游部分，(ii)清除气泡以消除气锁状况的风险，或(iii)当结合与所述上游部分流体连通的软管使用时开始虹吸。13.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述下游部分被构造成可选择地接合所述上游部分并且在第三接合位置之间交替，在所述第三接合位置，所述流量阀处于闭合位置，从而禁止流体流过所述下游部分，其中，所述上游部分被牢固地固定，从而不相对于所述下游部分伸展和回缩。14.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，当所述上游部分相对于所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。15.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，当位于所述上游部分和所述下游部分之间的中间部分相对于所述上游部分和所述下游部分旋转时，所述下游部分和所述上游部分在所述第一接合位置和所述第二接合位置之间交替。16.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述上游部分和所述下游部分的形状是圆柱体并且所述上游部分或所述下游部分包括用于阻止滚动的一个或多个表面突起。17.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述上游部分包括适于密封连接到上游螺纹贮存器的上游螺纹连接器，并且所述下游部分包括适于非密封连接到下游螺纹贮存器的下游螺纹连接器。18.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的微孔过滤膜来处理杂质。19.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述上游部分被构造成使用具有亲水性纤维和疏水性纤维的超滤膜来处理杂质。20.根据权利要求11所述的可回洗流体处理设备，其中，所述流量阀是弹簧-球阀组件。21.一种用于过滤流体的套件，该套件包括: 上游贮存器； 下游贮存器； 膜筒，该膜筒具有上游端和下游端，其中，所述膜筒包括在所述下游端处的致动突起； 上游壳体，该上游壳体具有上游端和下游端， 其中，所述上游壳体的所述下游端固定地连接到所述膜筒的所述上游端并且包括一个或多个凸块，所述一个或多个凸块沿着所述上游壳体的内表面周向设置； 下游壳体，该下游壳体具有上游端和下游端， 其中，所述下游壳体的所述上游端以能移动的方式连接到所述膜筒的所述下游端并且包括一个或多个成形狭槽，所述一个或多个成形狭槽沿着所述下游壳体的外表面周向设置并且被构造成与所述上游壳体的所述一个或多个凸块接合； 其中，所述下游壳体被构造成可选择地接合所述上游壳体并且在以下位置之间交替: (1)第一接合位置，该第一接合位置允许流体流过所述膜筒， (2)第二接合位置，该第二接合位置防止流体流动并且密封所述可回洗流体处理设备的所述下游端，以及 (3)第三接合位置，该第三接合位置允许所述上游壳体脱离所述下游壳体的所述成形狭槽，从而允许用户抽吸所述可回洗流体处理设备； 阀盖，该阀盖设置在所述下游壳体内，所述阀盖具有流量阀，该流量阀被构造成接合所述膜筒的所述下游端处的所述致动突起。22.根据权利要求21所述的套件，其中:⑴所述上游壳体包括用于接收流体的入口和围绕所述入口的内部螺纹部分，该内部螺纹部分被构造成提供所述上游壳体和所述上游贮存器之间的密封接合；以及(ii)所述下游壳体包括用于排放流体的出口和围绕所述出口的内部螺纹部分，该内部螺纹部分被构造成提供所述下游壳体和所述下游贮存器之间的非密封接合。
【专利摘要】一种便携式或个人式水过滤设备包括上游可拆卸贮存器、下游可拆卸贮存器和插入二者之间的可回洗过滤器。可回洗过滤器包括上游壳体和下游壳体，在上游壳体和下游壳体内装配膜筒和可滑动柱塞。下游壳体能够相对于上游壳体在两个或更多个位置之间旋转，这些位置包括例如打开流动位置、闭合流动位置和回洗位置。在回洗位置，下游壳体和柱塞能够相对于上游壳体和膜筒轴向伸展，以在柱塞中得到一定量的干净水，然后可通过将柱塞返回其开始位置而迫使干净水向后通过过滤器。这样将累积的碎屑从膜中移走并且消除因重复使用过滤器而观察到的流动放慢。
【IPC分类】B01D27/08, B01D29/68
【公开号】CN104902976
【申请号】CN201380057735
【发明人】B·S·佩里克, K·T·赖利, R·J·佩里克
【申请人】三分之二水公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年9月13日
【公告号】CA2884818A1, US20140076792, WO2014041432A2, WO2014041432A3...
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