專利名稱：簡(jiǎn)化的水凈化方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水的凈化技術(shù)及裝置，進(jìn)一步敘述，涉及藉簡(jiǎn)化的裝置對(duì)被處理的水同時(shí)進(jìn)行加熱及過濾而將水提純的方法及裝置。
有許多凈化水的方法及裝置，例如，其中包括，由本申請(qǐng)的發(fā)明人之一發(fā)明的申請(qǐng)于1986年6月9日的申請(qǐng)?zhí)枮?72，162的美國(guó)共同待批的專利申請(qǐng)以及申請(qǐng)于1987年5月27日的申請(qǐng)?zhí)枮?54，571的專利申請(qǐng)。盡管上述的共同待批專利申請(qǐng)中所描述的裝置及方法已受到公眾的注意，然而本發(fā)明的目的是提供更為簡(jiǎn)化的方法及更低成本的裝置，尤其可以滿足于大量生產(chǎn)的要求，同時(shí)與前述發(fā)明相比又不降低或甚而提高凈化的效果。
本發(fā)明的方法和裝置，其特征在于包括一種由能耐受使內(nèi)容物升溫和維持在沸點(diǎn)溫度下的高溫的材料制成的容器(桶體);含有在處理?xiàng)l件下從水中吸附和過濾不希望要的物質(zhì)，并在操作期間所處的溫度條件下進(jìn)一步解吸先前吸附的毒性物質(zhì)的活性炭。
容器上設(shè)置一個(gè)進(jìn)氣孔，促使可揮發(fā)物質(zhì)的逸出，還設(shè)置一個(gè)壺口，其中含有機(jī)械過濾器，當(dāng)容器中的內(nèi)容物從所述壺口傾出時(shí)，可將水中可能存在的固體沾污物或其它顆粒物俘獲。所述容器可用置于其內(nèi)部的電加熱器或外部的熱源，諸如爐子、微波烤爐等上進(jìn)行加熱。
在容器中注入液體(水)，至注水線為止，然后在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)將液體加熱至沸點(diǎn)溫度。沸騰的水產(chǎn)生有效的湍動(dòng)保證了被處理的水與活性炭之間具有良好的相互作用，從而保證活性炭對(duì)水中的組成物的良好的吸附作用。由于熱能及加熱伴隨產(chǎn)生的對(duì)流及沸騰過程而取得了極好的循環(huán)作用，當(dāng)然也可采用機(jī)械泵。通過在本裝置的出口處設(shè)置的機(jī)械過濾器可達(dá)到過濾作用。容器蓋子上設(shè)有通孔，以便水蒸發(fā)時(shí)揮發(fā)性物質(zhì)逸出，同時(shí)也便于處于沸水相同溫度下的被吸附物質(zhì)的解吸。
該裝置還可以設(shè)置一個(gè)起保護(hù)作用的封蓋，該封蓋僅當(dāng)該裝置使用時(shí)才撤去，而在使用前用于防止污染。該封蓋在使用時(shí)撤去，而該裝置則以與上述相同的方式加以使用。該裝置可采用比較廉價(jià)的材料制造，但是，因經(jīng)受得住六、七個(gè)月諸如微波爐的加熱而保證安全使用。
對(duì)于本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)先采用的實(shí)施例，采用某種方式使沿著容器的高度而產(chǎn)生一個(gè)溫度梯度，并在該容器上的近底部設(shè)置一個(gè)進(jìn)口，而在距進(jìn)口上部的某個(gè)預(yù)定的位置設(shè)置一個(gè)出口。容器進(jìn)一步設(shè)置一個(gè)可敞開的頂部，該敞開的頂部用可撤去的放氣蓋封住。液體通過進(jìn)口注入容器，當(dāng)水面上升至出口水位時(shí)，便從出口水位流出貯入貯存罐。對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)先采用的實(shí)施例，加熱器從蓋子上懸下，當(dāng)水面達(dá)到預(yù)定的高度時(shí)，加熱器可向下伸入容器以開始對(duì)容器中的水進(jìn)行加熱。
在容器進(jìn)口的上方設(shè)置一個(gè)過濾器，在將水注入容器時(shí)使顆粒物質(zhì)過濾而排在容器之外。在容器的底部裝填活性炭，以使之在加熱過程中與液體相互作用而吸收液體中不需要的組成物質(zhì)。對(duì)加熱元件的額定功率及注水速率時(shí)行選擇，以保證在水流自出口流出之前，液體的溫度有足夠的時(shí)間達(dá)到其沸點(diǎn)。最好在出口上方設(shè)置一個(gè)過濾器，使水自出口流出時(shí)，濾去依舊留在液體中的顆粒物質(zhì)。在容器上蓋上可撤去的開孔的蓋子保證揮發(fā)性物質(zhì)的逸出。蓋上還設(shè)有一個(gè)可架住加熱元件的延長(zhǎng)端的開口，該加熱元件延長(zhǎng)端架在蓋子上，加熱元件與之相連，向下懸入容器，并且最好使之沿容器縱軸懸下。容器的軸長(zhǎng)與直徑的選擇以能獲得上述的溫度梯度為佳。
在本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)先采用的實(shí)施例中，藉設(shè)置電子控制器使凈化裝置達(dá)到自動(dòng)化，當(dāng)被凈化暫存于貯存罐中的水面達(dá)到某一個(gè)預(yù)定的較高的水位時(shí)，使凈過程周期性地暫停。通過浮動(dòng)控制開關(guān)重新開動(dòng)凈化過程，自動(dòng)地將水注入凈化容器，接通加熱元件的電源，向貯存罐中補(bǔ)給凈化水。
上述所有的實(shí)施例中，還可包括可撤去的保護(hù)原裝容器的封口，該封口可防止其損壞，并可防止其在備用期間被污染，當(dāng)該容器在使用時(shí)，所述封口可方便地除去。
本發(fā)明的目的之一為，提供新穎的凈水方法及裝置，同時(shí)提供加熱及機(jī)械過濾，以達(dá)到所需的凈化水平。
本發(fā)明的另一個(gè)目的為，提供具有所述特征的廉價(jià)的水凈化裝置，該裝置可適用于微波加熱裝置。
本發(fā)明的再一個(gè)目的為，提供一種新穎且高度簡(jiǎn)化的凈水裝置，在該高度簡(jiǎn)化且廉價(jià)的裝置中提供有加熱、雜質(zhì)吸附及機(jī)械過濾作用。
上述目的及其它的目的，通過閱讀以下的附圖及說明將更為顯而易見。


圖1至4為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例的正視局部剖視圖。圖1及3表示具有壺口的實(shí)施例;圖2表示具有帶龍頭的壺口的實(shí)施例;而圖4表示的實(shí)施例既可用于水凈化也可用于飲料的凈化。
圖5表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的剖視圖，該實(shí)施例可提供基本上連續(xù)的凈化水流。
圖6表示一個(gè)可適用圖5中的裝置的預(yù)裝的凈化裝置的正視圖。
圖7表示與圖5所示實(shí)施例類似的，并采用可選擇的加熱裝置的凈水裝置的局部正視圖。
圖8表示與圖5所示裝置類似，但其操作可充分達(dá)到自動(dòng)化的裝置的示意圖。
以下為對(duì)本發(fā)明的詳述及其優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明的凈水方法包括以下步驟1.將欲處理的水與活性炭單獨(dú)混和，或與混有助于凈水的其它物質(zhì)，諸如離子交換樹脂的活性炭相混;
2.加熱使水/炭混合物在幾分鐘內(nèi)達(dá)到212°F溫度(標(biāo)準(zhǔn)氣壓下，海平面)，隨后使混合物沸騰5分鐘左右;
3.用過濾器乘熱對(duì)混合物過濾，或冷卻后過濾;以及4.收集凈化的水供飲用、炊事或其它用途。
盡管上述四個(gè)基本步驟中采用的技術(shù)在水凈化領(lǐng)域是眾所周知的，然而將這些技術(shù)集中而互相關(guān)聯(lián)地用于簡(jiǎn)化凈水裝置的方法則從未有過。
由于本發(fā)明方法很簡(jiǎn)便，使該方法能實(shí)際應(yīng)用的方式，包括以下列舉的若干個(gè)必需的組成因素而形成的許多組合方式1.將要加熱的水與凈化劑相混。這一步可通過將活性炭，或如有必要將摻入其它凈水劑的活性炭放入開口的桶體，將待處理的生水注入并淹沒凈化劑，并將水與活性炭混合而方便地完成。
2.加熱可運(yùn)用桶體外部的煤氣爐、電阻加熱器，也可用微波爐及感應(yīng)加熱完成。
此外，電力加熱器或其它加熱器亦可安置于桶體之內(nèi)部。
為了獲得所需的循環(huán)，也通過加熱產(chǎn)生的熱能(及對(duì)流)及沸騰使水/凈化劑混合物獲得循環(huán)。但是，循環(huán)作用也可藉機(jī)械泵的作用使之加強(qiáng)并加以控制(如水流速率)。
過濾裝置可以僅僅為一層細(xì)的聚酯纖維形成的無紡織物濾墊，被處理的水混合物在加熱之后，依其重力通過流經(jīng)過濾墊層并將顆粒物質(zhì)除去。此外，過濾器可以包括一層或多層機(jī)械的多孔材料形成的過濾器，被處理的水混合物靠重力或水泵控制或水壓而流經(jīng)過濾器。
以下對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例及對(duì)上述凈水裝置各種能力的運(yùn)用進(jìn)行說明。
圖1表示一個(gè)水瓶狀的桶體，最好采用耐加熱不變形或不產(chǎn)生其它降解的材料制作。例如，該水瓶狀桶體可由不銹鋼、玻璃或陶瓷制作，并按典型的方式，用一只煤氣爐或一個(gè)電阻加熱器等外部熱源對(duì)其底部進(jìn)行加熱。
桶體10上設(shè)有一個(gè)大蓋子11，其上面設(shè)孔，以便向桶體10注入欲處理生水至“注水線”，也便于使在凈化過程產(chǎn)生的揮發(fā)氣體及蒸汽逸向大氣。
水瓶狀容器內(nèi)一部分體積用于設(shè)置活性炭。如采用體積為2.5升的桶體，在其底部首先加入500毫升活性炭顆粒。然后再向桶體10中注入待凈化的生水，至預(yù)定位置。進(jìn)行充分加熱，以使混合物在幾分鐘內(nèi)溫度上升至沸點(diǎn)，并在此溫度下繼續(xù)加熱5分鐘左右，隨后停止。
水瓶10及其內(nèi)容物接著進(jìn)行冷卻，或在未冷卻之前，或乘熱時(shí)，使凈化水流經(jīng)設(shè)于水瓶壺口13內(nèi)的機(jī)械過濾器14而倒出水瓶。過濾器最好用輕輕充填的聚酯纖維制作。壺口13中應(yīng)填充足夠的過濾物，以防止活性炭12及水中沉淀出的物質(zhì)與凈化的水一起從桶體中漏出。
如圖1所示的凈水裝置在其中的活性炭失去活性之前可以重復(fù)凈化許多次數(shù)。例如，對(duì)于一般的家庭經(jīng)過4個(gè)月的使用，如果處理常用的“硬質(zhì)”城市自來水(比如，含有350ppm的可溶性礦物質(zhì))，至少可處理而獲得300桶體體積的凈水(約為150至200加侖)。
重新裝填時(shí)，將壺口過濾器14拆開，除去失活的活性炭12，將桶體洗凈并加入新的壺口過濾器及活性炭，以備再次使用。
圖2表示圖1所示實(shí)施例的一種變體，適合于安置于柜頂上或裝在廚房間中使用。該實(shí)施例中，在殼體內(nèi)部桶體15的底部設(shè)置一個(gè)電阻加熱器16進(jìn)行加熱。過濾器17安置于桶體15底部的近處，并遮蓋壺口18，以保證當(dāng)龍頭19打開時(shí)將顆粒除去。圖2的實(shí)施例與圖1所示實(shí)施例在操作上十分相似。如有必要，開孔的蓋子20可撤去以向容器15中注水，此外，將液體直接通過蓋子的凹陷部分20a注入。
圖3表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，可用微波爐能量，例如，采用典型的微波爐進(jìn)行熱處理。桶體21體積可以是2升，采用可與飲水和食物接觸的又可用微波爐加熱的塑料制作。本實(shí)施例意圖在于，在凈化水總量達(dá)到200加侖或200加侖以上時(shí)，將該凈化器連同其中用舊的過濾器及失活的活性炭一起扔掉，然后再買一個(gè)新的來代替。
這類方便型的凈化器中大約加入500毫升的活性炭顆粒22。在壺口24中設(shè)置厚度大約為1.50英寸的聚酯纖維墊層23，用設(shè)有開孔25a的有孔的隔板25將該過濾器與容器的主體分開。
凹形蓋26具有其上設(shè)開孔26b的凹形部分26a。在蓋子26的環(huán)狀邊沿26c上用臨時(shí)運(yùn)輸封口層27粘貼，同樣在開口及壺口24上也粘貼這類封口層，以防止裝配成的凈水器受損和污染。封口層可以采用薄紙或金屬箔，將之粘貼于容器上。
在使用時(shí)，將臨時(shí)的封口層27及28除去，將生水直接通過凹形蓋注入容器，也可暫時(shí)把蓋子取下，待在容器21中注入水之后，再蓋上蓋26。圖1所示凈水器連同其中所盛的水，置于微波爐上加熱15至20分鐘(時(shí)間取決于微波爐的功率)。上述時(shí)期之內(nèi)，壺中成盛的水至少保持沸騰幾分鐘。水經(jīng)過熱處理之后，從容器中傾出，用于沖制熱飲料，如果容器及其所盛物允許被冷卻，可將溫水傾入冰箱的罐中冷卻?；蛘撸枰獣r(shí)，也可將圖3所示的容器整體放入冰箱中。
圖3實(shí)施例根據(jù)生水的硬度及質(zhì)量，大約估計(jì)經(jīng)過3至6月之后可處理總量大約為200加侖水。
圖4表示本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，既可以用于凈水也可以用于制造飲料。在本實(shí)施例中，本桶體30的底部設(shè)有底部過濾器34和龍頭35，該實(shí)施例可以為微波爐加熱型。
當(dāng)經(jīng)微波爐加熱并沸騰之后，將桶體置于所示的飲料瓶36上，使之置于瓶上的上開口端36a。在筐38上可以盛放咖啡，凈化后的水通過筐38上的孔38a，滲入筐38中從而將咖啡的香味帶出。將手控桿35拉至右邊(對(duì)于圖4而言)，以打開龍頭使加熱純化的水流入飲料筐38中。
上述的實(shí)施例可完成以下的目的1.生水經(jīng)過加熱可將其中所有細(xì)菌有效地殺滅。
2.活性炭有效地吸附大多數(shù)雜質(zhì)或有毒的有機(jī)污染物。
3.毒性重金屬濃度可有效地降低。
4.生水的暫時(shí)硬度可降低。
5.顏色、氣味及不需要的氣體可除去和/或有效地減低。
6.由于在凈化操作中，活性炭被加熱，更多的可揮發(fā)的有毒物質(zhì)從活性炭上洗脫或脫吸，安全地從凈化水中逸向大氣，因而活性炭上就存在更多的細(xì)孔用以吸附更多的大分子量污染物(如殺蟲劑及PCB′S)，因而提高了活性炭的效力。
7.被處理的生水與一次通過型的凈化器所用活性炭的低接觸“停留”時(shí)間比較，有長(zhǎng)得多的接觸“停留”時(shí)間(10分鐘或更多)。
8.生水經(jīng)本發(fā)明的方法及裝置凈化后，制成的飲料(熱或冷)不僅外觀好，物理及化學(xué)分析質(zhì)量亦十分出色。
上述的實(shí)施例可很好地用于污水的批量?jī)艋?。下面的將要敘述的?shí)施例，可對(duì)污染水流進(jìn)行連續(xù)處理，其可以建成的尺寸范圍很大，小至家庭使用的每小時(shí)處理1加侖的程度，大則可至每小時(shí)處理幾百加侖，用于商業(yè)或工業(yè)的大型裝置。
在此所述的本實(shí)施例，采用開口(開孔)的豎直水凈化系統(tǒng)，其中含有活性灰或活性炭與其它凈水的化學(xué)藥物的混合物，活性炭(或如果存在其它化學(xué)藥物)與豎直型水凈化桶體的體積比例為1∶3。
污染水經(jīng)凈化后以恒定的較小的流速?gòu)耐绑w底部或其近處導(dǎo)出。水的運(yùn)動(dòng)途經(jīng)為，經(jīng)過設(shè)于桶體底部的活性炭之后垂直地向上運(yùn)動(dòng)。
被凈化的水在桶體中運(yùn)動(dòng)的過程中，在其被從桶體頂部放出之前被加熱達(dá)到其沸騰溫度，即212°F左右(在通常的海平面氣壓下)。
選擇特別的流速以滿足下列兩個(gè)要求1.將被凈化的水在凈化器中的留時(shí)間，即，水自底部進(jìn)口流至頂部出口的時(shí)間，控制在10至20分鐘內(nèi);以及2.當(dāng)被凈化的水到達(dá)頂部而將從桶體中流出時(shí)，水溫升高到212°F左右。
在桶體的進(jìn)口及出口處都設(shè)置了過濾器，用以防止固體顆粒穿過而進(jìn)入桶體并防止細(xì)的炭粒和已穿入桶體的顆粒排出桶體。以下，結(jié)合本發(fā)明的特別的實(shí)施例對(duì)此目的及功能進(jìn)行敘述。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的方法而制的可連續(xù)供水的凈水裝置的局部剖視圖。生水，即受污染的水W在壓力推動(dòng)下，在標(biāo)有A的設(shè)置在凈化器桶體42底部的凈化器進(jìn)口通過導(dǎo)管41進(jìn)入。生水W向上通過安置于桶體42的底部的多孔性機(jī)械過濾器43，然后繼續(xù)向上緩緩上升，并通過占桶體42總體積百分之三十至四十的活性炭顆粒床44?；钚蕴款w粒通常在20至50目左右的范圍內(nèi)。
在桶體內(nèi)部設(shè)置加長(zhǎng)的電阻加熱器45，使其縱軸盡量沿著桶體42的中心軸線，適當(dāng)?shù)匕仓眉訜崞魇蛊浯蟛糠譄崮茉谕绑w的上半部分釋出，將加熱器始終置于被凈化水的水位46之下，加熱器穿過桶體，并按以下將詳細(xì)描述的方式加以使用。加熱器45的上端45a被安置于沿環(huán)口54的蓋51的邊緣部分。
在操作過程中，凈化水47當(dāng)上升到預(yù)定的較高水位時(shí)，在標(biāo)有“B”的地方流出壺口48進(jìn)入收集槽49。注水壺口48上設(shè)有多孔機(jī)械過濾器50，防止活性炭的細(xì)顆粒、沉淀的物質(zhì)及其它的各種顆粒混在凈化水流47一塊流出容器42。
安置在桶體42的上端的開口上的開孔蓋子51上設(shè)有許多小孔52，便于水汽及其它蒸汽53逸向大氣。蓋子51上設(shè)有合適尺寸的孔54，允許加熱器45插入(及拆除)桶體42，并使加熱器安置于開孔蓋子51的中央。
沿桶體42左側(cè)豎直標(biāo)出的溫度值表示桶體各個(gè)水位的平均水溫。顯然，容器中自底部至頂部存在一個(gè)溫床梯度。如圖所示，如果進(jìn)口水溫為通常的65°F左右，水溫隨炭溫一起上升，直至最高水位46時(shí)水溫已經(jīng)接近212°F，水汽及其它蒸汽53從水面46逸出，穿過容器42上部空間，隨后通過蓋子51上的小孔52。
圖5所示裝置開始操作時(shí)，將生水通過導(dǎo)管41，緩慢地在容器內(nèi)上升。當(dāng)水位超過加熱元件5后。再開動(dòng)，加熱器就不會(huì)損壞。當(dāng)生水上升至最高水位46時(shí)停止進(jìn)水。繼續(xù)對(duì)水(及炭)進(jìn)行加熱直至桶體42中的水開始沸騰。
如重新將生水從導(dǎo)管41中導(dǎo)入，便可如上述方式進(jìn)行連續(xù)操作。然而，在最初使用時(shí)，最好將最初的若干體積的水放掉，因?yàn)榇怂锌赡芎形词褂眠^的水凈化系統(tǒng)的各部件中所帶的各種污染物。這些污染物可能存在于未使用過的新過濾器中、炭粒中或存在于水凈化系統(tǒng)的各個(gè)表面及管道中。最初的加熱應(yīng)該保證使凈化系統(tǒng)的各部分充分消毒、以保證隨后收集的水47能安全地飲用或作為其它衛(wèi)生用處。
應(yīng)該注意的是，炭44將被放置于桶體42的較低的溫度較低處，使之累積起來，因?yàn)樗牧魉偈中?每分鐘1.67英寸左右)，故不致被上升水流嚴(yán)重?cái)嚮臁?br> 然而，在桶體上部區(qū)域中，加熱器45放出熱能，形成強(qiáng)烈的對(duì)流熱流，并按箭頭55所示方向流動(dòng)。該對(duì)流熱流能量大、速度快并具較大的湍動(dòng)性，可攪動(dòng)活性炭中一大部分顆粒，把這些顆粒驅(qū)入桶體42的上部區(qū)域，以保證活性炭能與水及水中所帶的污染物發(fā)生充分的接觸。
發(fā)生在桶體42的上端的強(qiáng)有力的沸騰，使受強(qiáng)對(duì)流熱流驅(qū)動(dòng)的炭顆粒上的揮發(fā)性有機(jī)污染物脫吸，揮發(fā)并與水蒸汽一起通過46水位以上的空間，最后通過開孔52進(jìn)入大氣。在此處理過程中所有種類的細(xì)菌都被殺死。
如果存在礦物質(zhì)，而引起的水的暫時(shí)硬化，由于加熱后，和其它的化學(xué)物質(zhì)一塊在水的溶解度的下降，而沉淀出來或在桶體內(nèi)結(jié)垢。
應(yīng)該明確的是，本發(fā)明的實(shí)施例提供一系列不同大小及形狀的凈化器，諸如，包括一個(gè)可盛1或2升(大約1至2夸特)，每小時(shí)產(chǎn)生大約2加侖凈水的桶體的凈化器。中等大小的凈水器擁有的桶體容量為2或3加侖，可以每小時(shí)產(chǎn)生10至15加侖左右的凈化水速度，供餐館或機(jī)關(guān)等使用。此外，大容量的凈水器擁有容量為50加侖(或更多)的桶體，每小時(shí)可提供250加侖(或更多)凈水。
中等大小的水凈化裝置，舉例而言，容量為10升(大約2.5加侖左右)，即為A點(diǎn)至B點(diǎn)之間的容水體積。桶體42可用塑料材料制造，其豎直高度為50厘米(大約為20英寸)，其內(nèi)徑為16.7厘米(大約為6.6英寸)。
生水，受污染的水，以大約每小時(shí)50升(每小時(shí)大約為12.5加侖)的速度自進(jìn)口導(dǎo)管41導(dǎo)入。大約有95%或更多的凈化水，即每小時(shí)以45升的速率從壺口50流出。
在此情況下，生水在桶體42內(nèi)的停留時(shí)間為以每小時(shí)50升的速率，放出10升水所需的時(shí)間，換言之，即為1/5小時(shí)(12分鐘)。
桶體內(nèi)放入3升活性炭顆粒。加水燒沸的時(shí)間大約為水停留時(shí)間的一半(即6分鐘)，考慮到熱量向環(huán)境的損失，采用5.0KW功率的電加熱元件來加熱。按每度電花費(fèi)10美分的成本算，每?jī)艋?加侖水花費(fèi)4美分的電費(fèi)。
圖6表示的為本發(fā)明的另一個(gè)變換的實(shí)施例，該實(shí)施例特別適用于小型或中型凈水器。
完整的凈水裝置56，不包括加熱元件，經(jīng)預(yù)包裝及封口后，經(jīng)輸送到用戶而最終加以使用。使用者操作十分簡(jiǎn)便除去防止損壞的臨時(shí)保護(hù)封層57a、57b、57c;將導(dǎo)管41與位于容器56底部上被臨時(shí)封層57c遮蓋著的孔上相連接;把水加至所要求的位置;然后，將加熱元件安置在圖5所示的位置。
預(yù)包裝的裝置56包括新填裝的活性炭及兩個(gè)新的多孔過濾器，例如過濾器43及50，分別安置于如圖5所示的容器的底部及壺口之處。
裝置56被設(shè)計(jì)成為適用于家庭的形式，在凈化200加侖水之后，即，使用6月左右后，將預(yù)裝的裝置扔掉后，用另一個(gè)新的預(yù)裝的裝置來代替。中型或大型的裝置可從設(shè)備上拆除后，送回廠家進(jìn)行重新填充。
圖7表示的為本發(fā)明的又一個(gè)變換的實(shí)施例，采用不銹鋼的桶體60。在桶體60的外圍設(shè)置了電阻熱器68。圖7所示實(shí)施例的操作類似于圖5所示的實(shí)施例，能獲得如上述各實(shí)施例相同的良好效果。
圖7所示的裝置，為本發(fā)明的另一種變換形式，因其桶體62采用塑料材料制作而作了改進(jìn)，加熱元件68可采用微波爐或其它感應(yīng)加熱器，用常用方式對(duì)容器中的液體進(jìn)行感應(yīng)加熱。
圖8表示按需要可自動(dòng)提供凈水的自動(dòng)操作系統(tǒng)。
生水從導(dǎo)管71進(jìn)入，在壓力下，送入水流調(diào)節(jié)閥69，通過電磁控制閥70提供恒定的，預(yù)定的生水流，使之從進(jìn)口A進(jìn)入桶體72。
加熱器75僅當(dāng)水位達(dá)到上部的水位線76時(shí)才開啟。凈化水77以與上述的相同的方式，引入貯存罐79中。然而，當(dāng)貯存罐79將要被凈化水充滿時(shí)(水面上升至上水位UL)，電磁控制閥70可用浮動(dòng)控制開關(guān)73關(guān)閉。
凈化水通過閥門83從貯存罐79中放出。當(dāng)貯存罐79中的凈化水流入較低水位LL，浮動(dòng)控制開關(guān)73通過控制箱82對(duì)電磁控制閥70進(jìn)行控制，將插頭82a插入電源插座，使控制箱通上電。通過如虛線82b所示的電聯(lián)接器75，控制箱82也可以重新開動(dòng)加熱開關(guān)73及電磁控制閥70分別通過導(dǎo)線82d及82c與控制箱82聯(lián)接。
利用如圖8所示的裝置，該水凈化系統(tǒng)僅當(dāng)需時(shí)才自動(dòng)地生產(chǎn)凈水，貯存罐79中維持一定數(shù)量的補(bǔ)充用水。
對(duì)于某些應(yīng)用方式，在水進(jìn)入凈化器桶體72之前需進(jìn)行特殊的處理?？梢酝ㄟ^設(shè)置凈化裝置84來完成，例如可采用特種樹脂制成的去離子柱，或者裝置84也可為化學(xué)處理裝置，用于除去濃度特別高的某種礦物質(zhì)或其它污染物。
上述的各實(shí)施例，用于對(duì)生水及自來水進(jìn)行處理的多種應(yīng)用，可提供十分經(jīng)濟(jì)的裝置，完滿地用于生產(chǎn)可安全飲用的凈水。
此外，采用活性炭作為凈水劑可獲得以下所需的作用1.通過加熱而殺滅受污染的生水中的各種細(xì)菌;
2.活性炭有效吸附大多數(shù)種類的有毒的有機(jī)污染物;
3.可有效地減低高濃度的有毒重金屬濃度;
4.如果生水暫時(shí)硬度過高也可降低;
5.氣味、顏色及不需要的氣體可除去或有效地減小;
6.在凈化操作的加熱階段，有較多的被活性炭吸附的揮發(fā)性有毒物質(zhì)自活性炭上脫落或解吸而安全地逸向大氣，從而自被凈化的水中除去，留下更多的炭孔供吸附比一般數(shù)量更多的大分子量的污染物(諸如，殺蟲劑及PCB′S)，而使活性炭產(chǎn)生更高的效力;
7.生水在裝置內(nèi)與活性炭的接觸時(shí)間(10分鐘或更多)，即“停留”時(shí)間，比快速一次性濾過型的活性炭過濾器的低停留時(shí)間要長(zhǎng)得多;
8;生水采用本發(fā)明所述的裝置及方法進(jìn)行凈化而制成的冷(或熱)飲料具有很好的外觀及物理和化學(xué)質(zhì)量;
9;如果活性炭中與離子交換樹脂混合，或生水預(yù)先用這類樹脂處理，使礦物質(zhì)在上述凈化步驟進(jìn)行之前完全除去而使之“軟化”。
以上所揭示的發(fā)明可作廣泛的改進(jìn)、改形及變換，在某些情況下，本發(fā)明的某種特征單獨(dú)加以采用。因而，下附的權(quán)利要求書可按照在此詳述的本發(fā)明的本質(zhì)內(nèi)容和范圍進(jìn)行廣泛地組建。
權(quán)利要求
1.一種凈化液體的裝置，其特征為，該裝置包括擁有一個(gè)壺口及一個(gè)便于液體傾入的敞口頂端的容器；當(dāng)含有顆粒物質(zhì)的液體流經(jīng)該壺口時(shí)可將顆粒物質(zhì)去除的過濾器；在該容器內(nèi)設(shè)有預(yù)定數(shù)量的炭；制作上述的容器所用材料可以耐受加熱，以使容器中的內(nèi)容物溫度上升至其沸點(diǎn)，在此溫度下使內(nèi)容物與炭發(fā)生作用。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述容器配備一個(gè)遮蓋上述敞口頂端的可移去的蓋子。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述的蓋子具有開孔，所述的開孔允許加熱過程中揮發(fā)性物質(zhì)從中逸出。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述的容器還設(shè)有便于搬動(dòng)該容器的把手，該把手采用的制作材料應(yīng)使把手與該容器的內(nèi)容物的高溫絕緣。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述的設(shè)有開孔的所述蓋子上至少有一部分是凹陷的，在該凹陷部分可以收集液體，以便向容器內(nèi)注水時(shí)不必除去蓋子。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述的壺口設(shè)置于所述容器的頂部附近。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述的壺口設(shè)置于所述容器的底部近處;所述壺口包括可手動(dòng)操作的閥口裝置，用于選擇對(duì)所述壺口進(jìn)行開或關(guān)的操作，以對(duì)液體從容器中放出進(jìn)行控制。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，容器底部設(shè)有一個(gè)隔層，劃分成為一個(gè)封閉的區(qū)域;一個(gè)電阻型加熱器設(shè)置于所述封閉區(qū)域內(nèi)，用于對(duì)容器內(nèi)的內(nèi)容物進(jìn)行加熱。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，該裝置進(jìn)一步包括;一個(gè)遮蓋所述開口的蓋子;在該容器的上頂端設(shè)置所述壺口，并在該壺口設(shè)置一個(gè)開孔以便將所述容器中的內(nèi)容物倒出;所述過濾器填裝在所述的壺口中，可將從容器內(nèi)經(jīng)所述壺口倒出的液體中含有的顆粒物質(zhì)除去。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征為，該裝置包括，第1和第2兩個(gè)封層，分別遮蓋于所述的蓋子及壺口的開孔上，用于將容器中的內(nèi)容物封住，而該封層在裝置使用時(shí)是能予以啟封的。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征為，所述的封層裝置包括一個(gè)擁有粘性物質(zhì)的薄層，使該封層裝置臨時(shí)粘貼于容器。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征為，所述容器的底部設(shè)有一個(gè)開孔;手動(dòng)操作的閥裝置可在開與關(guān)位置之間選擇置位以控制容器中內(nèi)容物的放出。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征為，所述的過濾器充分地將容器底部的開孔遮住。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征為，還進(jìn)一步包括第二個(gè)液體收集容器，其上擁有一個(gè)開口的上頂端及一個(gè)圍繞該開口上頂端的用于支撐所述的第1個(gè)提到的容器，當(dāng)?shù)?個(gè)容器上的閥門裝置置位于開的位置時(shí)，用于收集所述的第1個(gè)提到的容器中的內(nèi)容物。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征為，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述的第二個(gè)容器上端的開孔的飲料筐，其中可以盛放東西，當(dāng)液體從所述飲料筐上的開孔滲入時(shí)，可將其中盛放的東西中的某種物質(zhì)溶出。
16.一種凈化液體的裝置，其特征為，包括一個(gè)擁有傾水的壺口及一個(gè)用于使液體注入容器的敞口的頂端的容器;在所述容器靠近底部處設(shè)有一個(gè)進(jìn)液口，從這個(gè)進(jìn)液口液體導(dǎo)入所述容器，并在容器內(nèi)上升，液面至所述的壺口時(shí)，從壺口傾出;第一個(gè)過濾裝置安置于該容器的進(jìn)液口上，液體自該過濾裝置流入容器時(shí)流經(jīng)其中的過濾顆粒物質(zhì);在上述容器中安置的炭過濾介質(zhì)，將與流經(jīng)容器的被加熱的液體中的物質(zhì)發(fā)生作用并將之吸附;第二個(gè)過濾裝置，安置于上述壺口之上，當(dāng)液體流經(jīng)該壺口時(shí)將顆粒物質(zhì)濾掉;安置于所述容器中，位于其底部相距某一預(yù)定距離的加熱裝置，用于加熱在容器中上升的液體，使液體溫度自從進(jìn)液口進(jìn)入時(shí)的液溫至其表面處的該液體的沸點(diǎn)溫度而呈梯度上升;選用一個(gè)預(yù)定的流速使導(dǎo)入的液體溫度達(dá)到其沸點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征為，所述容器有一個(gè)開口的頂部;在所述的開口頂部上安置一個(gè)可啟開的開孔的蓋子。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征為，所述加熱裝置為一個(gè)電阻型的加熱器;該加熱器包括一個(gè)加長(zhǎng)的部件;在該加熱裝置的頂端的附近安置一個(gè)加長(zhǎng)的支承部件;在所述的蓋子開設(shè)一個(gè)開口，其直徑足以使連著加熱裝置的加熱裝置加長(zhǎng)端固定于其中，使加熱裝置向下延伸至容器內(nèi)。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征為，所述容器采用的制作材料可以耐受該容器內(nèi)部產(chǎn)生的高溫而不致受損。
20.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征為，該容器所采用的制作材料選用允許使用微波加熱裝置的材料。
21.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征為，所述加熱裝置包括一個(gè)在所述容器底部以上某預(yù)定位置圍繞容器的環(huán)形的裝置。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征為，所述加熱器為螺旋圍繞的電阻型加熱器。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征為，所述加熱器為感應(yīng)型加熱器。
24.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征為，進(jìn)一步包括一個(gè)貯存桶體供收集自該容器壺口放出的液體。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征為，進(jìn)一步包括用于使貯存桶體中的凈化水放出的閥門裝置。
26.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征為，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述貯存桶體上的水流控制開關(guān)裝置，當(dāng)該貯存桶體中收集的液體水面升至某預(yù)定高水位時(shí)，將所述加熱裝置電源關(guān)閉，而當(dāng)該貯存桶體中收集的液體水面下降至某預(yù)定的較低的水位時(shí)，重新開啟加熱裝置。
27.如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征為，進(jìn)一步包括一個(gè)導(dǎo)管，以使液體進(jìn)入容器上的進(jìn)液口;該導(dǎo)管包括電磁控制閥門裝置，受所述浮動(dòng)控制開關(guān)裝置的上下運(yùn)動(dòng)控制，當(dāng)所述貯存桶體中液面上升至所述第1個(gè)預(yù)定位置時(shí)，被關(guān)閉，而反之當(dāng)液面下降至所述的較低的水位時(shí)則被開啟。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征為，進(jìn)一步包括位于所述電磁控制閥門裝置的上游的安置于所述導(dǎo)管中的過濾裝置，且含有具有除去或降低被凈化的水中存在的顆粒的材料。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征為，所述的材料為離子交換樹脂。
30.由一種預(yù)包裝的用于凈化裝置中的容器裝置，其特征為，該容器裝置包括在底部近處擁有進(jìn)液口而在頂部近處擁有出液口并擁有敞口頂部的容器;蓋于所述進(jìn)液口上的第一個(gè)過濾裝置及蓋于所述出液口上的第二個(gè)過濾裝置;設(shè)置于所述容器中的活性炭;遮蓋所述敞口頂部的蓋子;遮蓋所述的進(jìn)液口及出液口及所述蓋子上的開孔的能啟封的封層裝置，用于封裝備用的所述預(yù)裝的容器裝置;而且所述封層裝置可以除去，以開始使用該預(yù)裝的容器。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征為，所述封層裝置包括含有可啟封的粘貼在所述容器上的材料的薄層。
全文摘要
水的凈化過程以一種簡(jiǎn)化的方式，在桶體中進(jìn)行，至少在桶體較低的部分加入諸如活性炭等過濾介質(zhì)。在近其上端處設(shè)置一個(gè)壺口。在該壺口內(nèi)放置過濾介質(zhì)。桶體頂部用蓋子遮蓋，蓋子上開設(shè)便于加熱時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)逸出的孔。桶體最好設(shè)有把手以便將凈化水倒出。桶體優(yōu)先采用可安全地使用微波加熱裝置進(jìn)行加熱的材料。在桶體底部可設(shè)置一個(gè)閥門，便于將凈化水直接傾入水壺或飲料杯中。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)液體在容器中活性炭中上升的過程中得到凈化。
文檔編號(hào)B01D35/18GK1031825SQ8810475
公開日1989年3月22日 申請(qǐng)日期1988年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月31日
發(fā)明者安東尼·佩蘭尼 申請(qǐng)人:純水科學(xué)國(guó)際有限公司