灌注式装有水瓶的水过滤器制造技术

一种重力进给灌注式滤水器（１０），包括一框罩（１１），一螺旋状过滤器（３０，８０），包括杀菌物质及一环状收集室。在螺旋状过滤器及收集室下方设有数个多孔分隔盘、过滤介质（６４）及一胞囊膜（７０）。本装置（１０）可明显有效地降低过滤水中细菌、病毒及胞囊的数目。滤水装置可以放大以用于市政用水及其他系统。流动路径的构造可为有最小宽度且布置活性颗粒物质的窄沟道，以改进滤除及处理效率，同时使流动阻力最低。螺旋状设计则使其在有限空间内布置更紧凑。布置颗粒物质的沟道破坏层流，并创造出不利于细菌污染物（例如牙医水处理管路中常见的生物膜）生长的环境。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
〔相关申请〕本申请是1996年5月2日申请的美国第08/641,762号申请案(审查中)的部分继续申请，并且要求享有1996年12月9日提出的美国第032,315号临时申请和1997年2月6日提出的美国第60/038,826号申请。〔
〕本专利技术一般涉及一种水处理装置，尤其涉及将微生物、农药原药和胞囊物质或金属物质从水中移除的装置和方法。本专利技术装置具有用于灌注式单元、管线内加压水系统、或市政水处理工厂时能达到最佳化的特征。〔技术背景〕在水中有许多种污染物，而中央水处理工厂经常无法适当地移去所有的污染物。例如，用于陆上或工业的除草剂、杀虫剂、PCB化学药品可能由于错误使用、遗弃、或工厂排放而进入饮用水。环境中自然生成的无机化合物在通过石块或土壤之后也可能进入水中，而有机化合物可能因农药误用、遗弃或工业生产时排放而出现在饮用水中。此外还有社区水处理系统中残存的细菌、病毒和寄生胞囊，正逐渐出现问题，因为易染病者人口日渐增加，这正是1996年8月6日的安全饮用水修正法案中所特别强调的。另一份参考文献是，“食物微生物学国际杂志”，标题为“敏感的群众-谁正在冒大险”，1996年出版，第113-123页。最常见的胞囊为动物排泄出来的肠梨形虫和隐胞子虫。在使用地表水作为主要水源的饮水系统中有时可以发现这两种胞囊。申请人已知现有技术中有很多种推荐的便携式过滤装置，其中使用灌注式者均未能减少微生物，而非灌注式单元声称可减少微生物，但其主要目的是改善水的口感、味道和/或颜色。迪尔(DeAre)的美国专利5,076,922揭示了一种与水壶一起使用的过滤装置，这种过滤装置填充以常规树脂和活性碳的组合来吸收铅和氯，以改善水的口感和品质。然而，这种过滤装置无法有效地减少微生物，例如细菌、病毒和胞囊。在此微生物即包含细菌、病毒和胞囊。西顿(Ceaton)的美国专利5,116,500揭示一种便携式净水组，通过滤器的水在进入一个含有活性碳的螺旋结构之前先经过无烟煤和离子交换材料。米德(Mead)的美国专利5,308,482揭示一种可同时杀死细菌和病毒的便携式水净化装置。这种过滤器在通路中提供一种杀微生物树脂(例如碘)，以增加水与碘接触时间，以及一个贮水槽将碘加入水中，并在过滤器之后设一活性碳单元，但此专利对于除去胞囊无任何揭示。在减少细菌、病毒和胞囊方面，加压水净化装置通常比较有效。例如，所罗门(Solomon)等人的美国专利5,205,932揭示一种在线压力驱动式水净化滤毒罐，其包括五个抑制细菌作用的净化连续阶段，每一阶段使用不同介质聚合物球体、铜锌合金、二氧化镁、阴离子交换树脂和活性碳。水处理的组合对细菌生长有阻碍，并且可以除去或大幅减少水中有机和无机污染物量。休斯(Hughes)的美国专利5,407,573同样也揭示一种输水管中在线配置的水过滤器，其过滤器包括多个对齐的容室，水通过第一容室(含有杀菌材料，例如碘)并进入一个接触时间延长室，使杀菌剂与水中微生物接触时间加长。然后，水通过一个除去杀菌的容室、一个含有使抑制细菌介质的容室，以及一个胞囊膜过滤网。这些装置不是便携式，而且不适合用于例如灌注式水壶。1980年代的水过滤工业的特征是水过滤装置主要是使饮用水喝起来更适入口(例如使用粒状活性炭系统)。由于年龄层老化以及对更健康生活更加注重，1990年代的水过滤工业比较注重除去细菌和/或有毒物质和胞囊物质，特别是针对可能因饮用未过滤的水或脏水而导致危险的各种病患(例如爱滋病)。为了避免这些问题，水过滤工业倾向于依赖系统，例如在排水管下方的逆项式以及在线系统，一般相信可以除去细菌，进而确信重力水壶式过滤器无法满足这些目的。因此，本专利技术的目的之一在于提供一种改进的灌注式滤水器，例如设有水壶的单元。本专利技术另一目的在于提供一种可使用水壶的改进的便携式滤水器。本专利技术又一目的在于提供一种可移去微生物(例如寄生胞囊、细菌和病毒)的改进的滤水器。本专利技术进一步的目的在于提供一种使水与杀菌物质接触路径延长的改进的滤水器。本专利技术再一目的在于提供一种灌注式单元，以除去水中的细菌。本专利技术又一目的在于提供一种大小可调节的过滤器设计，其可用于市政水系统、便携式系统、在线系统，其提供一条满布杀菌物质的窄沟流动通道，以破坏层流并确保与进入沟道的水流和杀菌物质湍流式接触。本专利技术还有一目的在于提供一种独特的氧化还原循环，在杀死微生物上更有效。本专利技术再一目的在于提供一种改进的过滤水的方法，可以显著地除去寄生胞囊、细菌和病毒。本专利技术进一步的目的在于提供一种改进的过滤水的方法，其提供一条破坏层流的流体路径，以防止生物膜在过滤器和水管中聚集，并利用杀菌物质与所净化的水接触时间延长来改进效果。〔本专利技术概述〕上述目的及其他目的是通过由本专利技术滤水器和滤水方法来实现。本专利技术提供一种可以净化液体(例如水)的过滤器，其包括一个构件，此构件有一个或多个沟道，每一条沟道有一入口和一出口。在一实施方案中，每一沟布置至少一种可与流经沟道的液体作用的物质。该物质优选可以杀死微生物，将其他毒素(例如某些金属，特别是重金属)从液体中滤除，或是将有益或需要的养分，包括食物，补充到水中。为了要减少液体中的微生物，杀菌剂最好是KDF物质的任何特殊配方(典型的为55或85％铜)。这些杀菌剂提供快速起伏氧化还原循环，以有效地杀死液体中的微生物。为得到最小型化，沟道可安排成螺旋状(spiral或helical)，或可排成同心的数个螺旋流通路径，这也在本专利技术范围之内。依据本专利技术的过滤器优选用作重力进给的灌注式装有水罐的过滤器单元。然而，过滤器大小可以调节，以用于市政供水系统、在线过滤系统、或其他本领域普通技术人员已知的过滤系统。上述过滤器极优选的特征在于在沟道中放置反应物质，并使沟道壁狭窄使该反应物质破坏层流，迫使液体以湍流低阻力的流动关系方式来与反应物质起更密切的相互作用。在一优选实施方案中通过使沟道侧壁相互间距离为反应物质平均颗粒尺寸厚度的一倍或二倍来实现破坏层流的目的。依据本专利技术的另一特征在于提供一重力进给的灌注式装有水罐的过滤器单元，其包括一个有一沟道的构件，沟道有一入口和一出口。沟道中至少有一种物质可以与经由入口流入沟道的流体反应，使得液体在流出出口时其细菌减少。依据本专利技术的又一特征在于过滤器可设在水罐中，以仅在重力下使流经过滤器的水得到净化，该过滤器包括一框罩，框罩有一入口让水进入，以及一出口让水流出过滤器。在框罩中有一多孔胞囊膜以除去水中的胞囊。依据本专利技术的其他特定实施方案，本专利技术提供一种可以净化液体(例如水)的过滤器。过滤器包括一框罩，框罩有一入口让液体进入和一出口。螺旋状过滤器构造包括一条以顺时针或逆时针方向螺旋状卷绕的螺条，以形成一中空芯，并在螺旋一端形成一出口。螺条上附着不同的杀菌颗粒。框罩入口将液体经由中空芯导入螺旋过滤器构造，而液体在螺旋卷绕螺条端部离开螺旋构造。另外，过滤器构造也可为多层同心圆筒状或水平层。在螺旋状过滤器构造和框罩之间设有一环状收集室，以容纳离开螺旋构造的液体。环状收集室包括多个出口孔，离开收集室出口孔的液体则流经一定体积的提供的过滤介质。液体流与过滤介质接触之后经由出口离开框罩。杀菌物质最好包括生物活性金属(例如铜锌合金)或是卤化树脂(例如碘)或两者。若本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种净水过滤器，包括：一框罩，其包括一个进水的入水口和一个出水口；一个螺旋状过滤器构造，包括一个螺旋状卷绕螺条，以形成一中空芯并在外部形成一出口，该螺条包含一第一杀菌物质及一第二杀菌物质，该入水口导引流体流经螺旋状构造中空芯，和水在 该出口离开该螺旋状构造；一个环状收集室，设在螺旋状过滤器构造与该框罩之间，并可容纳离开螺旋状构造的水，该环状收集室包括多个出口孔；以及一种过滤介质，水离开环状收集室出口孔后流入该过滤介质并与过滤介质接触，并由框罩出水口离开框罩。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BR莫扎耶尼，
申请(专利权)人：BTL国际责任有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]