專利名稱：便攜式水凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從污染水中回收水的裝置，更確切地說，本發(fā)明涉及一種用于從污染的水中除去污染物的便攜式裝置。
當(dāng)沒有正常飲用水的供應(yīng)時(shí)，常常提出對純凈飲用水供應(yīng)的要求。例如，野營者，豬人，游覽車駕駛員，游艇船員和軍事人員遇到?jīng)]有現(xiàn)成的飲用水時(shí)常需要純凈的飲用水。但是，卻有被微生物、烴或其它雜質(zhì)污染的水。除了發(fā)生在偏遠(yuǎn)區(qū)的情況下，在世界上有些國家，純凈水的供應(yīng)常常是很稀少的。
申請人和轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國專利(系列號(hào)為194984)提供了一種從被烴和鹵化烴污染的水中分離這些雜質(zhì)的工藝。該工藝使用了用再生的亞銅銨或粘膠纖維素制作的中空纖維。該工藝提供了一種裝置，該裝置用于干燥烴和鹵化烴，還提供一種無烴和鹵化烴的水滲透物。
本發(fā)明提供一種用于就地凈化可疑水的便攜式裝置，其中的微生物作用體，如病毒、細(xì)菌、霉菌，藻和其它如寄生蟲的微生物，可有效地從現(xiàn)有的水源中除去。本發(fā)明還提供一種用于從可疑水中除去含油污物的，同時(shí)除去微生物的便攜式裝置。此外，本發(fā)明提供一種不用電或附加工具的能凈化水的便攜式裝置。
按照本發(fā)明，提供了一種便攜式水凈化系統(tǒng)，它包括用于容納一污染水源的便攜式水貯存裝置和用于分離水和從污染的水滯留物中滲透的水溶性物質(zhì)的分離裝置。一滲透(物)出口操作連接于分離裝置，用以從該系統(tǒng)中釋放水和水溶性物質(zhì)，一回流管道是在分離裝置與貯存容器之間作操作連接，以將污染的水滯留物返回到貯存容器。該發(fā)明的特征是包括操作連接于貯存裝置的柱塞裝置以及包括一入口室，它用于從該入口室抽吸出污染水。該柱塞裝置含有在其內(nèi)的分離裝置，用以迫使入口室中的污染水通過分離裝置，使?jié)B透(物)流出滲透(物)出口而滯留物流入回流管道。
當(dāng)結(jié)合附圖參閱下面的詳細(xì)敘述后，將對本發(fā)明較好地理解，這樣，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)會(huì)被很快認(rèn)識(shí)到，其中附圖為

圖1是按照本發(fā)明的便攜式水凈化系統(tǒng)經(jīng)部分剖開后的正視圖;
圖2是作為本發(fā)明分離裝置的一部分的中空纖維膜的放大的橫剖面圖。
在圖中，一種按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的便攜式水凈化系統(tǒng)總的是以標(biāo)號(hào)“10”表示的。該系統(tǒng)10包括一用于容納污染水源14于其內(nèi)的便攜式貯槽12。該貯槽12是一具有內(nèi)部流體室16的容器12。該室包括一頂面18，一底面20和一延伸于它們之間的側(cè)壁22。容器12與一手柄24相連，以提供一用于攜帶該系統(tǒng)10的簡易裝置。該容器12可具有不同的容量，如為1、3、5或10加侖容量。容量12包括一注水口26，用以向貯槽12中注入污染水14。
與貯槽12操作連接的是一桶28。該桶28包括一分離室30和一入口室32。該入口室32布置成與分離室30鄰接并和它呈流體連通。桶28包括一錐形縮頸，在其底部設(shè)一回流出口34。與該回流出口34流體連通的是一出口導(dǎo)管36，它包括一位于容器12的內(nèi)流體室16內(nèi)的端部38。與入口室32流體連通的是一入口導(dǎo)管40，它包括一置于流體室16內(nèi)的端部42。
入口導(dǎo)管40包括一第一單向閥44，它允許流體從內(nèi)部流體室16向入口室32作單路定向流動(dòng)。出口導(dǎo)管36包括一第二單向閥46，它允許從回流出口34向貯槽12的內(nèi)流體室16作單路定向的流體流動(dòng)。
系統(tǒng)10包括一用于分離水和從污染的水滯留物中滲透的水溶性物質(zhì)的分離裝置。更確切地說，該分離裝置包括一總的以標(biāo)號(hào)48表示的濾筒，它包括許多中空纖維膜;而這種膜由如再生的亞銅銨或粘膠纖維素的聚葡萄糖纖維(Polyglucose fiber)組成。這種用于分離烴和來自水滲透物的鹵化烴的纖維，在美國專利申請(系列號(hào)為194984)中詳細(xì)討論過。這些較好的膜用諸如粘膠或亞銅銨工藝制取的再生纖維素組成。再生中空纖維便于用作水凈化組件中的膜，但也可采用粘膠繞成螺旋形板件或管件，或再生亞銅銨纖維素。這些膜具有從諸如病毒，細(xì)菌，霉菌和藻的微生物體和其它如寄生蟲的微生物中分離水的能力。該膜還能從可疑水中除去含油污物的同時(shí)除去微生物。事實(shí)上膜是無孔隙的，但它能透過水而那些包括上述微生物的不溶水物質(zhì)不能透過。當(dāng)膜與污物如烴和鹵化烴接觸時(shí)不會(huì)降解。
如圖2所示，每根纖維包括一內(nèi)芯53和外表面55。如圖1所示，內(nèi)芯53與入口室32和出口34作流體連通。外表面55與分離室30和滲透物(Permeate)出口52作流體連通，滲透出口操作連接于分離組體48，以從系統(tǒng)10中釋放出水和水溶性物質(zhì)。
本發(fā)明包括柱塞裝置，它與貯槽12是操作連接的，以從貯槽12中抽吸污染水和迫使污染水流經(jīng)分離組件48，這樣，滲透物流出滲透物出口52，滯留物流向回流導(dǎo)管36。更確切地說，該柱塞裝置包括入口室32和一總的用標(biāo)號(hào)54表示的、沿軸向可滑動(dòng)地置于入口室中的柱塞。入口室32包括一圍繞著入口室設(shè)置的壁58。柱塞裝置54包括一置入口室32中的活塞60，它與圍繞入口室設(shè)置的壁58相互密封配合?；钊?0相對于壁58可作軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一桿62與活塞60相連并從活塞沿軸向延伸。桿62暴露于桶28之外。一手柄件64與暴露于桶28之外的桿62連接。柱塞54提供了一泵吸機(jī)構(gòu)，用于從貯槽12中抽吸污染水并進(jìn)入入口室32中，然后迫使來自入口室32的污染水流經(jīng)分離組件48。
如圖1所示和上述，纖維50的中空芯與入口室32作直接的流體連通。另一個(gè)辦法是，入口室32可和纖維50的外表面作流體連通，以使?jié)B透物流到纖維的中空芯，該芯與分離室30和滲透物出口52作流體連通。
操作時(shí)，將一包括一置于桶28中的分離組件48的筒28安裝于貯槽容器12上，以容納待凈化的水。通過注水口26將污染水注入容器12中。柱塞54向上移動(dòng)，使污染水抽收到入口室32中。然后將柱塞54加壓向下，以迫使污染水進(jìn)入分離組件中，使水滲透物通過中空纖維50并從滲透物出口52流出。污染水滯留物保留于中空纖維50的芯中，并迫使其從出口34流出，流入出口導(dǎo)管36并終于流入容器12中。導(dǎo)管36的端部38與導(dǎo)管40的端部42是彼此隔開的，以使在出口導(dǎo)管36端部38流出的滯留物被抽吸到入口導(dǎo)管40端部42之前，能與容納在容器12中的水混合。如圖1所示，入口導(dǎo)管40的端部42靠近容器12的底面20，出口導(dǎo)管36的端部38被置于較接近于容器頂面18之處。這樣可使在離開出口38的污染水滯留物被抽吸到入口導(dǎo)管40端部42之前，能和容納于容器12中的污染水相混合。單向閥44，46阻止柱塞54將入口室32中的污染水經(jīng)過入口導(dǎo)管40回流或?qū)⑽廴舅氤隹趯?dǎo)管36中。
實(shí)例例1一中空纖維分離組件，是通過將一束再生亞銅銨纖維素中空纖維的兩端封裝在聚氨基甲酸乙酯內(nèi)而制成的。該聚氨基甲酸乙酯灌封材料應(yīng)予以挖通，以露出中空纖維的通道。將該中空纖維束固定于一聚碳酸酯材料制成的管形件中。中空纖維膜水凈化組件的工作表面積為0.2平方米。該中空纖維膜裝置還配裝一手泵，此整個(gè)組合件與貯槽連接。泵用于從貯槽抽吸污染水，并將水流經(jīng)前述的中空纖維水凈化組件的孔。在貯槽中置有含0.5%四氯乙烯和和0.5%柴油機(jī)燃料的水，以作凈化用途。收集透過中空纖維膜組件的水，并用氣相色譜法分析是否有烴和鹵化烴的存在。
結(jié)果對從中空纖維組件透過的水的氣相色譜分析確定水不含有可檢測出的烴和鹵化烴。該分析方法的檢測極限為0.05毫克/升。
例2如實(shí)例1所述的裝置充注來自一水流的死水。死水中含有一種明顯的綠色，經(jīng)顯微觀測確定它是藻和其它微生物。將含有藻的污染死水泵經(jīng)實(shí)例1系統(tǒng)部分所述的膜裝置，再取樣做顯微鏡分析。流過膜裝置后采集的水樣顯現(xiàn)玻璃似地清晰和光亮。在通過膜后的凈化水中看不到有藻和其它微生物。然后將凈化水水樣在37℃溫度下培養(yǎng)7天。經(jīng)7天培養(yǎng)后不發(fā)生藻的生長，水樣仍保持玻璃似的清晰和光亮。對7天培養(yǎng)后的水樣做顯微觀測，顯示出無明顯的微生物生長發(fā)生。
本發(fā)明已作了圖解說明，可理解其中所用的術(shù)語是專用于描述性質(zhì)的言詞而不是一種限制。
顯然，按照上述的說明能對本發(fā)明作許多修改和變化。所以，可以理解，在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以按如前面具體描述的以外的方式實(shí)施，而其中權(quán)利要求中的參考號(hào)僅僅為了方便而引用，并不起任何限制作用。
權(quán)利要求
1.一種便攜式水凈化系統(tǒng)(10)，它包括用于容納一污染水源(14)的便攜式貯存裝置(12)；用于分離水和從污染的水滯留物中滲透的水溶性物質(zhì)的分離裝置(48)；一滲透(物)出口(52)，與所述分離裝置(48)是操作連接的，用于從所述系統(tǒng)(10)釋放水和水溶性物質(zhì)；和一回流導(dǎo)管34，是在所述分離裝置(48)和貯存裝置(12)之間操作連接的，以將污染的水滯留物返回到所述貯存裝置(12)；其特征在于，柱塞裝置(54)操作連接于所述貯存裝置(12)，它包括一入口室(32)，用于從該入口室抽吸出污染水，所述柱塞裝置(54)包括在其內(nèi)的分離裝置，用以迫使所述入口室(32)中的污染水通過所述分離裝置(48)，使?jié)B透物流出所述滲透物出口(52)而滯留物流入所述回流導(dǎo)管(36)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征在于，還包括一與所述貯存裝置(12)相連的桶(28)，所述桶(28)包括一含有分離裝置(48)的分離室(30)，所述桶(28)還包括所述入口室(32)，所述入口室(32)被置于鄰近所述分離室(30)之處。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征在于，所述入口室(32)包括一圍繞該室而設(shè)置的壁(58);所述柱塞裝置(54)還包括一置于所述入口室(32)中的活塞(60)，它和所述壁58相密封配合，以相對于該壁沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一連接于所述活塞(60)的桿(62)，它從該活塞沿軸向延伸并外露于所述桶(28)外，以及一與所述桶(28)外部的所述桿(62)連接的手柄件(64)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征在于，所述分離裝置(48)包括一濾筒，它包括許多由再生亞銅銨纖維素或粘膠纖維素纖維組成的中空纖維膜(50)，每根所述纖維有一外表面和一內(nèi)部中空芯，所述入口室(32)和回流導(dǎo)管(36)與所述外表面或內(nèi)部中空芯是作直接流體連通的，所述滲透(物)出口(52)則和所述外表面或內(nèi)部中空芯的相反面作流體連通。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征在于，所述貯存裝置包括一流體室，它有一頂面和一底面以及一延伸于它們之間的封閉的壁，用以容納在其中的污染水;所述出口導(dǎo)管從所述桶延伸到所述流體室中，它有一端部;所述系統(tǒng)包括一入口導(dǎo)管，它具有一與所述入口室作流體連通的第一端和一置于所述流體室內(nèi)且與所述出口導(dǎo)管端部彼此間隔的第二端。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征在于，所述出口導(dǎo)管的所述端部置于靠近容器的所述頂面之處，所述入口導(dǎo)管的所述第二端置于靠近容器的所述底面之處。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征在于，所述出口導(dǎo)管(36)包括第一單向閥裝置(46)，只允許流體沿從所述桶(28)向所述貯存裝置(12)作單向流動(dòng)，所述入口導(dǎo)管(40)包括第二單向閥裝置(44)，只允許流體沿從所述貯存裝置(12)向所述入口室(32)作單向流動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步特征在于，所述貯存裝置(12)包括一可將污染水(14)注入于所述貯存裝置(12)的注水口(26)。
9.一種便攜式水凈化系統(tǒng)(10)，它包括一用以分離水和從污染的水滯留物中滲透的水溶性物質(zhì)的分離裝置(48);一滲透(物)出口(56)，它與所述分離器裝置(48)是操作連接的，用于從所述系統(tǒng)(10)釋放水和水溶性物質(zhì);和一回流導(dǎo)管(34)，它在所述分離裝置(48)與貯存裝置(12)之間是操作連接的，以將污染的水滯留物返回到所述貯存裝置(12);其特征在于，柱塞裝置(54)操作連接于所述貯存裝置(12)，它包括一入口室(32)，用于從該入口室抽吸出污染水，所述柱塞裝置(54)包括在其內(nèi)的分離裝置，用于迫使所述進(jìn)口室32中的污染水通過所述分離裝置(48)，使?jié)B透物流出所述滲透物出口(52)而滯留物流入所述回流導(dǎo)管(36)。
全文摘要
一種便攜式水凈化系統(tǒng)包括一用于容納污染水源的便攜式貯槽和一用于分離水和從污染水滯留物中滲透的水溶性物質(zhì)的分離組件。滲透物出口操作連接于分離組件，用于從系統(tǒng)中釋放水和水溶性物質(zhì)。回流導(dǎo)管操作連接于分離組件與貯槽之間，用于將污染水滯留物返回到貯槽。柱塞與貯槽是操作連接的，它包括一入口室，柱塞從貯槽抽吸污染水并迫使污染水流經(jīng)分離組件，使?jié)B透物流出滲透物出口，滯留物流出回流導(dǎo)管。
文檔編號(hào)B01D63/02GK1048689SQ9010268
公開日1991年1月23日 申請日期1990年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月8日
發(fā)明者約翰A·泰勒 申請人:分離動(dòng)力學(xué)股份有限公司