流體處理設備及其使用方法
【專利說明】流體處理設備及其使用方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求BradleyPierik、Kevin Reilly 和 Ronald Pierik 的于 2012 年9 月 13日提交的美國臨時專利申請N0.61/700, 864、于2013年5月29日提交的美國臨時專利申請N0.61/828，514以及2013年6月10日提交的美國臨時專利申請N0.61/833，310的優(yōu)先權，這些專利申請的名稱均為“Fluid Treatment Apparatus And Method Of Using Same”(流體處理設備及其使用方法)，這些專利申請?zhí)卮艘砸梅绞郊{入。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及流體處理設備及其使用方法的領域。本發(fā)明的實施方式涉及便攜式或個人式可回洗水過濾設備、其濾水器及其使用方法(特別地，回洗方法)的領域。
【背景技術】
[0004]得到干凈的水是世界許多地區(qū)面臨的問題。在消費水之前經(jīng)常要處理水，以去除污染物。濾水器一般用于此目的。
[0005]在發(fā)展中國家，飲用水經(jīng)常是不可得的或者難以得到。
[0006]露營的人會想要便攜式的并且容易使用的濾水器，因為攜帶水是笨重的。如果經(jīng)處理的水源不容易得到的，則災民會需要用過濾裝置；需要保存、運輸和分發(fā)這些過濾裝置。這些情況凸顯了為了針對這些類型的應用提供干凈水對便宜、便攜式和易于使用的過濾裝置的需要。
[0007]現(xiàn)有濾水器的常見問題是，難以產(chǎn)生足以驅(qū)動或抽取水通過濾水器的壓力。通常，濾水器依賴于重力，裝有泵，或需要用戶的肺活量來驅(qū)動水通過濾水器。然而，這些加壓裝置中的每個都具有缺點。在世界的一些區(qū)域中，泵過貴或者帶來維修挑戰(zhàn)。使用重力產(chǎn)生壓力需要有足夠的豎直距離來建立水頭壓力，或者流速緩慢，這是不方便的。對于許多用戶(諸如，兒童和老年人)來說，只用他們的肺活量形成足以使用過濾器的壓力，這有挑戰(zhàn)或者是不可行的。為此原因，需要帶有產(chǎn)生壓力的更簡易裝置的水處理系統(tǒng)。
[0008]水過濾系統(tǒng)另外的問題是，濾水器容易被碎肩堵住并且必須被清潔。在使用一段時間后，許多濾水器失去了效率。從未經(jīng)處理的水直供濾出的顆粒物質(zhì)可能已累積在濾水器中并且堵塞濾水器。可通過周期性回洗來恢復功效，周期性回洗是驅(qū)動水在與正常過濾模式逆流的方向上通過濾水器以移走累積在濾水器中的顆粒并且沖掉它們的過程。典型的清潔過程涉及通過用單獨的泵或真空管(bulb)系統(tǒng)在這個逆流方向上產(chǎn)生壓力或者拆卸該系統(tǒng)并且人工清潔濾水器來回洗濾水器。清潔過濾器通常是復雜的操作并且這些復雜性對于許多用戶而言會是困難的。
[0009]相關技術的以上示例和與其相關的限制旨在是例證性而非排他性的。本領域的技術人員在閱讀了說明書并且研宄了附圖后，相關技術的其它限制將變得清楚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]結(jié)合意在是示例性和例證性而范圍不受限制的系統(tǒng)、工具和方法，描述和示出下面的實施方式及其一些方面。在各種實施方式中，已經(jīng)減少或消除了上述問題中的一個或多個，而其它實施方式涉及其它改進。在本發(fā)明的第一方面，一種流體處理系統(tǒng)包括:上游部分，該上游部分適于傳送流體并且處理所述流體內(nèi)的雜質(zhì)；以及下游部分，該下游部分與所述上游部分流體連通，其中，所述下游部分包括流量閥，以及其中，所述下游部分被構造成可選擇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間交替，在該第一接合位置，所述流量閥處于打開位置，從而使流體能夠流過所述下游部分，在該第二接合位置，所述流量閥處于閉合位置，從而禁止流體流過所述下游部分，其中，所述上游部分被構造成可選擇地從所述下游部分伸展并且回縮到所述下游部分，由此所述上游部分從所述下游部分的伸展使得流體在下游方向上流過所述上游部分，由此一定量的流體被保持在所述下游部分內(nèi)，以及所述上游部分的回縮使得所述一定量的流體在上游方向上流過所述上游部分。
[0011]在本發(fā)明的第二方面，一種可回洗流體處理設備包括:上游部分，該上游部分適于傳送流體并且處理所述流體內(nèi)的雜質(zhì)；下游部分，該下游部分與所述上游部分流體連通，其中，所述下游部分包括流量閥，以及其中，所述下游部分被構造成可選擇地接合所述上游部分并且在第一接合位置和(I)第二接合位置之間交替，在該第一接合位置，所述流量閥處于打開位置，從而使流體能夠流過所述下游部分，在該第二接合位置，所述流量閥處于閉合位置，從而禁止流體流過所述下游部分，其中，所述上游部分被構造成可選擇地從所述下游部分伸展并且回縮到所述下游部分，由此所述上游部分從所述下游部分的伸展使得流體在下游方向上流過所述上游部分，由此一定量的流體被保持在所述下游部分內(nèi)，以及所述上游部分的回縮使得流體在上游方向上流過所述上游部分。
[0012]在某些方面，所述上游部分的伸展在下游方向上驅(qū)動流體并且所述上游部分的回縮在上游方向上驅(qū)動流體，由此(i)回洗所述上游部分、(ii)清除氣泡以消除氣鎖狀況的風險、或(iii)當結(jié)合與所述上游部分流體連通的軟管使用時開始虹吸。
[0013]在某些方面，所述下游部分被構造成可選擇地接合所述上游部分并且在第三接合位置之間交替，在所述第三接合位置，所述流量閥處于閉合位置，從而禁止流體流過所述下游部分，其中，所述上游部分被牢固地固定，從而不相對于所述下游部分伸展和回縮。
[0014]在某些方面，當所述上游部分相對于所述下游部分旋轉(zhuǎn)時，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間交替。
[0015]在某些方面，當位于所述上游部分和所述下游部分之間的中間部分相對于所述上游部分和所述下游部分旋轉(zhuǎn)時，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間交替。
[0016]在某些方面，所述上游部分和所述下游部分的形狀是圓柱體并且所述上游部分或所述下游部分包括用于阻止?jié)L動的一個或多個表面突起。
[0017]在某些方面，所述上游部分包括適于密封連接到上游螺紋貯存器的上游螺紋連接器，并且所述下游部分包括適于非密封連接到下游螺紋貯存器的下游螺紋連接器。
[0018]在某些方面，所述上游部分被構造成使用具有親水性纖維和疏水性纖維的微孔過濾膜來處理雜質(zhì)。
[0019]在某些方面，所述上游部分被構造成使用具有親水性纖維和疏水性纖維的超濾膜來處理雜質(zhì)。
[0020]在某些方面，所述流量閥是彈簧-球閥組件。
[0021]在本發(fā)明的第三方面，一種用于過濾流體的套件包括:上游貯存器；下游貯存器；膜筒，該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處的致動突起；上游殼體，該上游殼體具有上游端和下游端，其中，所述上游殼體的所述下游端固定地連接到所述膜筒的所述上游端并且包括一個或多個凸塊，所述一個或多個凸塊沿著所述上游殼體的內(nèi)表面周向設置；下游殼體，該下游殼體具有上游端和下游端，其中，所述下游殼體的所述上游端能移動地連接到所述膜筒的所述下游端并且包括一個或多個成形狹槽，所述一個或多個成形狹槽沿著所述下游殼體的外表面周向設置并且被構造成與所述上游殼體的所述一個或多個凸塊接合；其中，所述下游殼體被構造成可選擇地接合所述上游殼體并且在以下位置之間交替:(I)第一接合位置，該第一接合位置允許流體流過所述膜筒，(2)第二接合位置，該第二接合位置防止流體流動并且密封所述可回洗流體處理設備的所述下游端，(3)第三接合位置，該第三接合位置允許所述上游殼體脫離所述下游殼體的所述成形狹槽，從而允許用戶抽吸所述可回洗流體處理設備；閥蓋，該閥蓋設置在所述下游殼體內(nèi)，所述閥蓋具有流量閥，該流量閥被構造成接合所述膜筒的所述下游端處的所述致動突起。
[0022]在某些方面，(i)所述上游殼體可包括用于接收流體的入口和圍繞所述入口的內(nèi)部螺紋部分，該內(nèi)部螺紋部分被構造成提供所述上游殼體和所述上游貯存器之間的密封接合；(?)所述下游殼體可包括用于排放流體的出口和圍繞所述出口的內(nèi)部螺紋部分，該內(nèi)部螺紋部分被構造成提供所述下游殼體和所述下游貯存器之間的非密封接合。
[0023]在本發(fā)明的第四方面，一種可回洗流體過濾系統(tǒng)包括:頂蓋組件，該頂蓋組件具有上游端和下游端，所述頂蓋組件包括:一個或多個凸塊，所述一個或多個凸塊沿著所述頂蓋組件的內(nèi)表面周向設置；膜筒部分，該膜筒部分被構造成容納水處理材料；以及在所述下游端處的致動突起；下游組件，該下游組件具有上游端和下游端，所述下游組件包括:一個或多個成形狹槽，所述一個或多個成形狹槽沿著所述下游組件的外表面周向設置并且被構造成接合所述頂蓋組件的所述一個或多個凸塊；以及閥蓋部分，該閥蓋部分具有流量閥，所述流量閥被構造成接合所述膜筒部分的所述致動突起。其中，所述下游組件以能移動的方式連接所述頂蓋組件并且被構造成借助所述成形狹槽可選擇地接合所述頂蓋組件并且在以下位置之間交替:(I)第一接合位置，該第一接合位置允許流體流過所述水處理材料；
(2)第二接合位置，該第二接合位置防止流體流動并且密封所述可回洗流體過濾系統(tǒng)的所述下游端；以及(3)第三接合位置，該第三接合位置允許所述上游殼體脫離所述下游殼體的所述成形狹槽，從而允許用戶抽吸所述可回洗流體過濾系統(tǒng)。
[0024]在本發(fā)明的第五方面，一種可回洗流體過濾設備可包括:膜筒，該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處的致動突起；上游殼體，該上游殼體具有上游端和下游端，其中，所述上游殼體的所述下游端固定地連接到所述膜筒的所述上游端并且包括一個或多個凸塊，所述一個或多個凸塊沿著所述上游殼體的內(nèi)表面周向設置；上游端蓋，該上游端蓋固定地連接到所述上游殼體的所述上游端；下游殼體，該下游殼體具有上游端和下游端，其中，所述下游殼體的所述上游端能移動地連接到所述膜筒的所述下游端并且包括一個或多個成形狹槽，所述一個或多個成形狹槽沿著所述下游殼體的外表面周向設置并且被構造成接合所述上游殼體的所述一個或多個凸塊；其中，所述下游殼體被構造成可選擇地接合所述上游殼體并且在以下位置之間交替:(1)第一接合位置，該第一接合位置允許流體流過所述水處理材料，(2)第二接合位置，該第二接合位置防止流體流動并且密封所述可回洗流體過濾系統(tǒng)的所述下游端，(3)第三接合位置，該第三接合位置允許所述上游殼體脫離所述下游殼體的所述成形狹槽，從而允許用戶抽吸所述可回洗流體過濾設備；下游端蓋，該下游端蓋固定地連接到所述下游殼體的所述下游端；以及閥蓋，該閥蓋設置在所述下游殼體內(nèi)，所述閥蓋具有流量閥，所述流量閥被構造成接合所述膜筒的所述下游端處的所述致動突起。
[0025]在某些方面，所述頂蓋組件的上游端可提供用于接收水的入口。所述上游端還可包括圍繞所述入口的內(nèi)部螺紋部分，所述內(nèi)部螺紋部分被構造成提供所述頂蓋組件和第一貯存器之間的密封接合，也就是說，提供流體連通使得流體不會在連接的表面之間漏出的連接。所述頂蓋組件還可包括一個或多個小凹口，所述凹口圍繞所述螺紋部分的外邊緣以提供空氣路徑，使得螺紋可非密封地連接到貯存器，也就是說，提供流體連通使得流體可在連接的表面之間漏出的連接。
[0026]在某些方面，所述下游組件的所述下游端至少提供用于排放水的出口。所述下游組件還可包括圍繞所述出口的內(nèi)部螺紋部分，該內(nèi)部螺紋部分被構造成提供所述下游組件和第二貯存器之間的密封接合。所述下游組件還可包括一個或多個小凹口，所述凹口圍繞所述螺紋部分的外邊緣以提供空氣路徑。
[0027]在某些方面，所述水處理材料是中空纖維膜過濾器卷。
[0028]在某些方面，所述下游組件包括在所述下游組件的外表面上的用于阻止?jié)L動的一個或多個表面突起。
[0029]在某些方面，所述流量閥是彈簧-球閥組件。
[0030]除了上述的示例性方面和實施方式之外，通過參照附圖并且通過研宄下面的【具體實施方式】，其它方面和實施方式將變得清楚。
【附圖說明】
[0031]在附圖的參考圖中示出示例性實施方式。本文中公開的實施方式和附圖旨在被視為是例證性而非限制性的。
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的水過濾裝置的立體圖。
[0033]圖2示出水過濾裝置的濾水器的第一實施方式的分解圖。
[0034]圖3A示出第一濾水器的上游殼體的側(cè)剖視圖。
[0035]圖3B示出第一濾水器的上游殼體的立體圖。
[0036]圖4A示出第一濾水器的膜筒的側(cè)剖視圖。
[0037]圖4B示出第一濾水器的膜筒的側(cè)視圖。
[0038]圖5A示出第一濾水器的柱塞的側(cè)剖視圖。
[0039]圖5B示出第一濾水器的柱塞的側(cè)視圖。
[0040]圖6A示出第一濾水器的下游殼體的側(cè)剖視圖。
[0041]圖6B示出相對于圖6A處于倒置方位的第一濾水器的下游殼體的立體圖。
[0042]圖7示出組裝后的第一濾水器連同用于將濾水器連接到第一貯存器和第二貯存器的軟管的側(cè)剖視圖。
[0043]圖8A至圖SC示出回洗第一濾水器時涉及的一系列操作。
[0044]圖9A示出第一濾水器的側(cè)剖視圖，該視圖示出第一濾水器的第一流動構造。
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