專利名稱：用于自用水過濾的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及水過濾系統(tǒng)，更特別是涉及與便攜式器皿集成的自用水過濾系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
出于瓶裝水的便利性、聲譽和認可的質(zhì)量，許多消費者優(yōu)選瓶裝水。實際上，存在著許多與一次性瓶子相關(guān)的健康、持久性和環(huán)境的問題。瓶裝水的質(zhì)量會受到存儲條件的影響。多達33%的瓶裝水會由于來源和裝瓶設(shè)施的污染以及塑料瓶子的使用而污染。例如常用的塑料會將基于碳氫化合物的污染物浸入水，特別是當塑料瓶子在直射太陽光或高溫下存儲時。另外，估計87%的塑料水瓶被發(fā)送到垃圾填埋場而不是回收設(shè)施。運輸成本和對環(huán)境的影響也由于瓶裝水通常從包括斐濟和法國的遙遠的位置船運而加劇。因此，一次 性塑料瓶與增加的處理和回收成本以及可持續(xù)發(fā)展問題相關(guān)。當今瓶裝水的替代采用可再使用的瓶子，其通常設(shè)計用于運動和/或露營的目的，對于城市生活并不是最佳的?？稍偈褂闷孔右蕾囉诩彝セ蜣k公室過濾系統(tǒng)以作為再填充源。其他可用的水供應裝置的品質(zhì)是變化的。例如，公共水供應裝置會具有氯和通常來自于金屬管道的其他不希望的味道。水供應裝置還會受到來源的影響，這些來源包括來自蓄水層或流過石灰石的江河的硬水。通過反滲透系統(tǒng)凈化的水源對于一些消費者的口味來說會是平淡和沒有吸引力的。來自水井或維護不良的存儲罐的水也會含有污染物。因此，需要一種功能強且時尚的以消費者為導向的、容易使用的便攜式過濾系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的多個方面解決了瓶裝水和可再使用的便攜式容器的多種問題，包括以上描述的問題。本發(fā)明的一些實施方式提供一種具有集成過濾系統(tǒng)的用于流體的容器。該容器通常包括大致筒形的器皿，該器皿具有內(nèi)表面、外表面和通常位于器皿上端處的開口。加壓組件包括止動件，止動件附接到加壓組件上，或作為加壓組件的一部分，加壓組件還包括過濾組件。加壓組件還包括桿，該桿具有附接到止動件的頂端和可釋放地附接到過濾組件的底端。器皿頂部被構(gòu)造成能夠容納加壓組件，使得加壓組件的桿滑動地附接到器皿頂部的軸承上。過濾組件的腔室容納過濾元件，并具有附接的墊片，墊片保持器皿的內(nèi)表面和過濾組件的外周邊之間的密封。桿的定向通過墊片和軸承來控制。在使用中，施加到加壓組件的壓力驅(qū)動過濾組件經(jīng)過器皿，通常從頂部到底部，并且使未過濾的水經(jīng)過過濾元件，以便移除未過濾水中的溶解的化學品、微生物和顆粒物質(zhì)。在器皿的上部內(nèi)得到過濾的水。在一些實施方式中，過濾元件包括活性碳。過濾組件可容納一個或多個儲盒，在加壓組件被迫經(jīng)過器皿時，儲盒將物質(zhì)添加到通過過濾元件過濾的水中。添加劑可以是添加到通過過濾元件過濾的水中的水果香精和/或營養(yǎng)品。營養(yǎng)品包括礦物質(zhì)。在加壓組件被迫經(jīng)過器皿時，通過過濾元件過濾的水滿足NSF/ANSI標準42和/或NSF/ANSI標準53。在一些實施方式中，止動件包括通過環(huán)操作的閥，由此環(huán)圍繞瓶子的軸線在第一和第二位置之間轉(zhuǎn)動，使得閥在環(huán)位于第一位置時關(guān)閉，并在環(huán)位于第二位置時打開。環(huán)還可用來當定向在第一位置上時操作加壓組件。在一些實施方式中，墊片包括具有多個翅片的元件，例如U形環(huán)或V形環(huán)。墊片還可包括人字形軸封密封件和/或O形圈。在一些這樣的實施方式中，墊片被選擇成能夠經(jīng)受至少5磅每平方英寸的靜液壓力。在一些這樣的實施方式中，墊片被選擇成能夠經(jīng)受至少25磅每平方英寸的靜液壓力。將理解到可以使用能夠經(jīng)受較小靜液壓力的一些墊片。容器可以是瓶或罐，或者以一些其他適當?shù)男问教峁?br>

圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的一些方面的器皿的兩個實施例；圖2示出了處于組裝和部分拆卸形式的瓶子的一個實施例； 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一些方面構(gòu)造的器皿的實施例的截面圖；圖4示出了簡化的過濾組件的實施例；圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明一些方面構(gòu)造的瓶子的截面圖；圖5B示出了在本發(fā)明一些實施方式中使用的過濾元件的分解視圖；圖6示出了可以疊置在本發(fā)明的過濾器元件內(nèi)的過濾器部件的結(jié)構(gòu)的實施例；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一些方面構(gòu)造的瓶子的一些操作方式；圖8示出了包括吸管的本發(fā)明的實施方式；圖9A和9B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些方面操作吸管的機構(gòu)；圖IOA和IOB示出了本發(fā)明一種實施方式的罐；圖11示出了使用根據(jù)本發(fā)明一些方面的器皿過濾水的過程。
具體實施例方式現(xiàn)在將參考作為示例性實施例提供的附圖詳細描述本發(fā)明的實施方式以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。特別是，附圖和下面的實施例不旨在將本發(fā)明的范圍局限于單個實施方式，而是通過一些或所有描述的或說明的元件的互換，可以實現(xiàn)其他的實施方式。在方便時，相同的附圖標記將在所有附圖中用來指代相同或類似的部件。在這些實施方式的一些元件可以使用已知部件來局部或完全地實行的情況下，將只描述這種已知部件的對于理解本發(fā)明所需的那些部分，并且這種已知部件的其他部分的詳細描述將被省略，而不混淆本發(fā)明。在本說明書中，應該不認為示出了單個部件的實施例具有限制含義；相反，本發(fā)明旨在包含具有多個相同部件的其他實施方式，反之亦然，除非在這里明確指明。此外，申請人不打算使得說明書或權(quán)利要求中的任何術(shù)語具有不常見或特定的含義，除非另外明確指明。另外，對于這里通過描述所指代的部件，本發(fā)明包括當前和將來知曉的等同物。本發(fā)明的一些實施方式提供獨立、手動操作的過濾系統(tǒng)，該過濾系統(tǒng)可以用來凈化水。特別是，過濾系統(tǒng)提供使得飲用水經(jīng)過一個或多個過濾器元件的方法，這里的過濾器元件可以移除包含顆粒、微生物和化學品的污染物(不管是溶解的，還是處于懸浮狀態(tài))。過濾系統(tǒng)可另外容納對水灌注調(diào)味劑、營養(yǎng)品和其他這樣的添加劑的元件。過濾的程度可通過從一系列過濾器進行選擇來選定。例如，對于NSF-42和NSF-53等級的過濾可以通過選擇過濾器和密封件來得到。NSF國際是非營利、非政府性的組織，并且是在用于公共健康和安全的標準開發(fā)、產(chǎn)品認證、教育和風險管理方面的世界領(lǐng)軍人。NSF是由美國國家標準協(xié)會(“ANSI”)授權(quán)來開發(fā)用于飲用水處理單元 的美國國家標準，該標準已經(jīng)成為飲用水處理單元的評價和認證的關(guān)鍵標準。NSF/ANSI標準42適用于飲用水處理單元，并強調(diào)外觀效果，涵蓋被設(shè)計成減少特定外觀或非健康相關(guān)的污染物(氯、味道和氣味，和顆粒)的使用點(POU)和進入點(POE)系統(tǒng)，這些特定外觀或污染物會存在于公共或私人飲用水中。NSF/ANSI標準53適用于飲用水處理單元并強調(diào)健康效果，涵蓋被設(shè)計成減少專門與健康相關(guān)的污染物(例如隱孢子蟲、賈第蟲、鉛、揮發(fā)性有機化工原料(VOCs)和甲基叔丁基醚(MTBE))的使用點(POU)和進入點(POE)系統(tǒng)，這些污染物會存在于公共或私人飲用水中。過濾器元件的實施例將在下面描述，但是許多實施方式采用了至少一個過濾器元件，該過濾器元件使用活性碳來從水中移除化學品。本發(fā)明的一些實施方式包括具有集成過濾系統(tǒng)的容器。容器可采取適用于所需使用的任何形狀或形式。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的一些方面的形式的兩個實施例。瓶子10可根據(jù)目標應用來成形和設(shè)置尺寸。例如瓶子可具有下筒形部分，其外直徑14被選擇成能夠匹配安裝到汽車或其他車輛的杯架上。在另一實施例中，瓶子10可具有大致筒形的主體16，其尺寸可匹配安裝到自行車、吊具、帶和/或背包等的瓶架中。瓶子10示出為具有開口12，以有助于倒出瓶子10的內(nèi)容物或使得使用者直接飲用瓶子的內(nèi)容物。罐、咖啡機或其他器皿11可被成形和設(shè)置尺寸，以便在容器內(nèi)提供希望數(shù)量的水，這些水可以在廚房或餐室環(huán)境下提供，并可容易攜帶到住所、餐廳、飯店、運動設(shè)施等其他位置。罐11示出為具有大致透明的主體17、手柄170和蓋13，過濾器元件a9位于容器11的底部上。參考圖2，瓶子20的實施例以組裝形式20和部分拆卸形式表示。在此實施例中，瓶子20可形成有金屬器皿主體22、頂部(或頸部)24和止動組件26。可以使用任何適當?shù)慕饘俸?或金屬合金，包括例如鋼(特別是不銹鋼)、鋁、銅、金、銀等。可以使用其他材料，包括例如玻璃、聚甲醛(POM)、HDPE、ABS、PET、PS、PP和共聚多酯。材料可以組合使用，包括例如鋼和POM加強件的組合。在另一實施例中，由玻璃構(gòu)成的器皿主體22可以與不銹鋼頂部24組合。使用金屬、合金、鍍覆、陽極氧化、涂覆等可以形成多層結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，銅元件可以具有鍍覆鎳的外表面和涂覆不滲透、惰性塑料材料的內(nèi)表面。在另一實施例中，可以使用陶瓷來獲得隔熱性能，并且最終表面可包括金屬層、燒結(jié)層和/或上釉層。還將理解到，隔熱性能可以通過將由隔離體(包括空氣隔離層)分開的兩個或更多層分離來得到。過濾系統(tǒng)的一些常用方面可以在瓶子20的部分分解視圖中看到。加壓組件260、262固定到止動組件26上，并滑動地附接到瓶子20的頸部24上，使得在頸部24固定到主體22上時(見(瓶子20)，托盤、容器或其他過濾元件(下文可互換地稱為“過濾器”)262可以通過相應地拉動止動組件26離開頸部24或通過朝著頸部24推動止動組件26而在主體22內(nèi)升高或降低。止動組件26的運動可使用拉環(huán)28來輔助。過濾器262通過柄部或桿260附接到止動組件26上，該柄部或桿通常具有使得過濾器262經(jīng)過主體22的整個長度的長度。過濾器262設(shè)置的輪廓形狀可以適當?shù)嘏c主體22的內(nèi)部底部匹配，由此當瓶子在使用時，提供抵抗過濾器262橫向運動的有效鎖定。如隨后描述那樣，頸部24通常包括保持與柄部260緊密配合的墊片和/或軸承。止動組件26可通常被鎖定，以便在使用時防止柄部260的意外縮回(以及過濾器262的相應上升)。圖3以截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一些方面設(shè)置的瓶子30的另一實施例。在圖3中，瓶子30表示出具有位于其正常靜置位置的止動組件35，在靜置位置上，止動組件可釋放地附接到頸部組件37上，并在閉合時限定瓶子30的高度(300)。圖3還示出了具有止動組件35’的瓶子30，該止動組件從頸部組件37向上延伸到離開主體31的底部的最大高度302。內(nèi)容物通常是液體，并且保持在內(nèi)部空間32內(nèi)。可以通過內(nèi)部空間32保持的內(nèi)容物的最大容積在此實施方式中由于過濾元件34的容積而減小，該過濾元件被構(gòu)造成貫穿瓶子30的軸向長度。在圖3的實施例中，瓶子30的組裝通過用于將主體31和頸部37緊固在一起的一個或多個螺紋來輔助。包括柄部33和過濾器34的止動組件35通過墊片和/或軸承375固定。過濾器34防止柄部33經(jīng)由頸部組件37完全縮回。柄部33可以通過任何適當?shù)姆绞骄o固到止動組件上，包括通過螺釘緊固(如在36處所示)、通過焊接、粘接、結(jié)合和/或通過單獨的機械緊固件。設(shè)想到在至少一些實施方式中，柄部可以通過模制、擠壓、機加工或任何其他可用方式來制成止動組件的一個完整部分或者是止動組件的某一部分。同樣，過 濾元件34可以類似地附接到柄部33的下端。但是這里將注意到并在下面更加詳細描述，過濾元件34與柄部33的連接通常需要不能滲透的結(jié)合，即，抵抗很大壓力下的流體。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一些方面的經(jīng)簡化的過濾組件。如所示，過濾組件包括籃筐元件40和覆蓋元件42，在緊固到柄部41上時籃筐元件和覆蓋元件形成封閉空間。封閉空間容納過濾器元件44和46以及可選地容納處理元件(未示出)。密封元件48在由籃筐元件40和覆蓋元件42形成的封閉空間內(nèi)提供內(nèi)部密封。將理解到，籃筐元件通常被構(gòu)造成緊密配合在瓶子49的主體內(nèi)，以有助于形成將流體引導經(jīng)過過濾器元件44和46的密封。圖5A和5B提供了根據(jù)本發(fā)明一些方面的過濾器組件59的視圖。圖5A示出一種瓶子，其包括主器皿57、器皿頂部51、蓋或止動件50、插塞桿或柄部52和過濾器組件，過濾器組件在組裝時形成具有籠頂部53、籠底部56、墊片兀件54和過濾器桿或插入件55的籠。墊片元件圍繞其周邊具有多個翅片540，所述翅片在組裝的籠59插入器皿57時形成密封。主器皿57和器皿頂部51通常設(shè)置螺紋，使得器皿頂部51和主器皿57緊固在一起。圖5B示出了組裝的過濾器組件59，并提供過濾器組件59的部件的附加細節(jié)。過濾器組件59包括頂部元件53和底部元件56，該頂部元件和底部元件形成能夠容納一個或多個過濾器元件55 (還稱為過濾器桿55)的封閉空間、籃筐或籠。過濾器元件59通常被構(gòu)造成緊密地配合在主器皿57內(nèi)。密封可以使用獨立的墊片元件54 (例如圖5A所示)獲得，和/或可以使用作為頂部元件53和/或底部元件56 —部分提供的墊片獲得和/或加強。墊片元件54用來在過濾器組件59和瓶子57的內(nèi)表面572之間形成密封(見圖5A)。在一個實施例中，底部元件56可制成具有周向的凹槽或缺口，以容納作為獨立墊片元件54的替代或附加的環(huán)形密封膠芯。過濾器組件59和瓶子57的內(nèi)表面572之間的密封防止未過濾的水泄漏到存儲在主器皿57內(nèi)的水的經(jīng)過濾(上部)的部分內(nèi)。通過以精密制造允差制造過濾器組件59而使得密封的有效性最大化。任何剩余間隙通過一個或多個所述墊片元件54來密封。密封通常必須經(jīng)受5和25磅每平方英寸的壓力。因此，構(gòu)思了許多實施方式來減小密封所涵蓋的區(qū)域，由此減小墊片材料上的應力。在過濾過程中主器皿57內(nèi)的靜液壓力的水平通過過濾元件的結(jié)構(gòu)和數(shù)量以及器皿57和過濾組件59的尺寸來確定。墊片元件54可包括凹槽或狹槽，以便容納這樣的環(huán)形密封件，該環(huán)形密封件可以是一個或多個O形圈、U形密封件、V形密封件、墊圈、杯式密封件和人字形軸封密封件。該列舉不旨在是排他的，并且所使用的密封件的類型可以基于許多因素，包括部件的可用性、壓力下的性能、摩擦、材料強度和惰性。密封件通常由橡膠、硅橡膠、PTFE、纖維加強腈、聚乙烯和其他聚合物構(gòu)成。但是，設(shè)想到密封件可以根據(jù)應用的需要決定可以由其他材料構(gòu)成。過濾器元件55可以設(shè)置成將過濾材料包封其中的固體、硬質(zhì)或軟質(zhì)的容器。如圖5B所示，過濾器元件55包括環(huán)形部件，該環(huán)形部件緊密配合在由頂部元件53和底部元件56形成的封閉空間內(nèi)。在一個實施例中，過濾器元件包括包封的活性碳，其能夠從經(jīng)過過濾器元件55的水中移除雜質(zhì)和溶解的化學品。所述“冰球”過濾器元件55可以通過這樣的材料來封裝或圍繞，該材料提供對顆粒物質(zhì)的附加過濾并防止碳塵逃逸到經(jīng)過濾的水中?？梢愿鶕?jù)需要或希望使用聚丙烯、纖維質(zhì)、天然纖維、處理的紙張或其他適當材料的蓋，蓋可以是合成型的(例如涂層)，或者具有松弛的“茶包”式形式。 過濾器元件55安裝在過濾器組件59內(nèi)可以通過在過濾器元件55和底部元件56、頂部元件53和/或墊片元件54之間提供附加密封來改善。將理解到，墊片54和其他密封(在使用時)設(shè)置成迫使流體在不泄漏的情況下從底部元件56的下方流動經(jīng)過過濾器元件55直至超過頂部元件53。通常，流體在5psi和IOpsi之間的靜液壓力下流動，但是設(shè)想到可以通過過濾系統(tǒng)處理高達25psi的壓力。部件的安裝、密封件結(jié)構(gòu)以及墊片元件的構(gòu)造通?？紤]到該裝置的使用所希望的壓力。例如，NSF-53等級的過濾器元件可包括多個緊密封裝的過濾器元件55，該過濾器元件55為水流提供相當大的阻力。因此，隨著過濾器組件59降低到瓶子內(nèi)，會預料到產(chǎn)生升高的壓力。在高壓情況下，可以使用多種設(shè)計選擇。例如，底部元件56和瓶子30的內(nèi)表面之間和/或頂部元件53和內(nèi)表面之間的更緊密的配合可以限制墊片和密封件暴露于升高壓力的表面面積。在另一實施例中，密封件和墊片可具有多個翅片(例如U形密封件或V形密封件)，所述翅片通過分別防止從底部元件56到頂部元件53的泄漏來改善密封機構(gòu)的可靠性。如所示，過濾器組件59的元件53、54和56各自包括含有多個徑向定向的穿孔(例如所示的徑向布置的狹槽530)的大致平面表面，這些狹槽引導流體經(jīng)過過濾器組件59。一些實施方式使用包括不同定向的狹槽、孔或狹槽和孔的一些組合的其他穿孔構(gòu)造。一些實施方式提供可包括金屬絲網(wǎng)和/或可滲透材料的復合表面。過濾器組件59的不同元件可使用表面材料、不同表面結(jié)構(gòu)和/或不同通道、孔和/或狹槽的組合，以便將流體引導經(jīng)過組件59。圖6表示可以疊置在一個過濾器元件內(nèi)的過濾器部件550(同樣參考圖5B)，該過濾器元件例如為元件55。部件60、62、64和66可在過濾器元件55內(nèi)彼此疊置。這些部件60,62,64和66的每個可以設(shè)置過大尺寸，以確保與過濾器元件56的壁可靠密封。如部件60的橫截面圖所示，部件60包括包封在可滲透容器內(nèi)的過濾器材料600，該可滲透容器的特征在于通常不能滲透并設(shè)置用于部件60的邊緣密封的凸肋602和604。當過濾器元件可以完全填充有固體或包封的過濾器材料時，圖6所示的配置提供進行多級過濾的能力。例如，第一過濾器部件60相對于流體流68可阻止顆粒物質(zhì)通過，第二部件62可具有被計算成阻止微生物的孔的尺寸，第三部件64可使用例如活性碳移除化學品，并且第四元件66可將調(diào)味品灌注到流體內(nèi)。雖然過濾器元件55和過濾器部件60、62、64和66被表示成環(huán)形形狀，許多實施方式將過濾器元件55在頂部元件51處固定到柄部52上，并且過濾器部件60、62、64和66和/或過濾器元件55可以是筒形的。將理解到，由使用非環(huán)形過濾器部件60、62、64和66所產(chǎn)生的一些優(yōu)點包括減小支持流體流動68所需的靜液壓力，改善輸出并使密封機構(gòu)不太復雜。圖7示出了瓶子70，其包括多功能環(huán)76，多功能環(huán)用來沿著瓶子70的軸線拉動過濾器元件72并可另外用來鎖定止動組件74和/或操作閥78，使 得使用者飲用瓶子70內(nèi)的內(nèi)容物。圖7示出了閥78和環(huán)76處于關(guān)閉位置700、打開位置702和/或打開/鎖定位置704的實施例。在關(guān)閉構(gòu)型700中，環(huán)76A可位于大致豎直的平面內(nèi)，以使得環(huán)76A用于沿著瓶子70的軸線拉動/推動止動機構(gòu)74，或者用于在鉤子、繩索等上承載瓶子70。注意至IJ，在關(guān)閉構(gòu)型700中，止動機構(gòu)可通過例如將環(huán)76轉(zhuǎn)動經(jīng)過如76A所示的預定角度來鎖定。為了打開閥78B，環(huán)76B可如75所示轉(zhuǎn)動。將環(huán)進一步轉(zhuǎn)動77到位置76C可以將閥78C鎖定在打開位置。將理解到可以根據(jù)需要使用圖7的方案的變型。例如，圖8示出了圖7的環(huán)鎖定位置76C使與環(huán)80連接的吸管82露出的實施方式。圖9A和9B表示了替代機構(gòu)，通過該機構(gòu)可以提供吸管80。在圖9A中，在環(huán)轉(zhuǎn)動到鎖定位置91時，吸管端94從靜置位置(在環(huán)90位于豎直位置時)轉(zhuǎn)動到位置95。升高的吸管端95連接至瓶子內(nèi)部的內(nèi)部吸管92。在圖9B中，在環(huán)轉(zhuǎn)動到鎖定位置91時，吸管端96從靜置位置(此時環(huán)90位于豎直位置)轉(zhuǎn)動到位置97。在吸管端96位于靜置位置時，附接的內(nèi)部吸管92被夾持關(guān)閉。圖IOA和IOB示出了被分成多個主要功能部件的圖I的罐11。在圖IOA中，罐11包括可以插入柱塞組件的器皿17。操作原理類似于相對于以上瓶裝容器描述的那些。罐11可通過手動操作凈化水。集成手柄170例如有助于方便倒出以及在冰箱中存放。罐11包括可以由玻璃制成的器皿，以及手動饋送壓力的柱塞組件15。壓力柱塞15通常通過蓋部件13沿著過濾器組件19的周邊和柱塞的運動軸150而受到支承。在柱塞15手動下壓到器皿內(nèi)并且過濾器組件19使得水經(jīng)過過濾器時，水被過濾。過濾器組件19至少包括一個上部元件190、一個下部元件192和一個或多個過濾器儲盒(未示出)。通過將柱塞支承在兩個位置，使沿著過濾器組件19的周邊的墊片能夠相對于器皿17的壁保持恒定密封，造成極為純凈的過濾水平。在圖IOB中，過濾器元件19以組裝形式表示。所示的過濾器元件19具有多個翅片194，這些翅片設(shè)置成墊片元件或者附接到上部元件190和/或下部元件192的外周邊上。本發(fā)明的一些實施方式包括用于操作所述個人過濾系統(tǒng)的方法，使得用戶在不需要動力泵的情況下就能夠過濾水。圖11示出了使用瓶子過濾水的過程，然而操作的總體原理同樣適用于其他實施方式，例如罐和玻璃水瓶。參考圖11的實施例，系統(tǒng)包括不銹鋼器皿110、器皿頂部112和具有軸116的手動饋送壓力柱塞114和過濾器組件118。如上所述，壓力柱塞114在兩個位置受到支承，即沿著過濾器組件118的周邊以及沿著柱塞116的運動軸，通常定位在瓶子的嘴部。通過將柱塞支承在兩個位置，沿著過濾器組件的周邊的墊片能夠相對于器皿的壁保持恒定和一致性的密封。在步驟1，柱塞114從器皿110和器皿頂部112升高。在步驟2，器皿頂部112和整個柱塞從器皿移除。任選地或根據(jù)需要，過濾器元件118內(nèi)的過濾器材料被更換或補充。在步驟2，水可添加到器皿110中。器皿頂部112和壓力柱塞114被重新附接到器皿110上。接著，在步驟3，施加到壓力柱塞114的力造成過濾器元件118被驅(qū)動經(jīng)過水，到達器皿110的底部。朝著器皿110的頂部經(jīng)過過濾器的水通過過濾器組件118內(nèi)的過濾器儲盒得到過濾。在柱塞114返回到其最低(靜置)水平時，器皿內(nèi)的水可以用于消費。結(jié)果是極為純凈的過濾水平。如上所述，過濾組件118可形成保持一個或多個任選儲盒的籠，儲盒容納待添加或灌注到凈化(即過濾之后)水的物質(zhì)。這些任選的儲盒可根據(jù)消費者的口味添加礦物質(zhì)和調(diào)味劑到水中。例如，儲盒可包括一種或多種礦物質(zhì)和水果香精。瓶子填充飲用水，并且過濾器設(shè)備被插入瓶子的頂部，其中圍繞籠的頂部的墊片相對于瓶子的內(nèi)部形成密封。過濾器籠接著被推到瓶子的底部，并且水被迫經(jīng)過過濾器儲盒，并且被過濾的水保持存儲在瓶子內(nèi)，直到使用。相對于瓶子的內(nèi)部圍繞籠的周邊的密封得到保持，以防止水不經(jīng)過過濾器。雖然瓶子和籠被描述成包括不銹鋼，但是在該構(gòu)造中可以使用其他材料。
在一些實施方式中，過濾器儲盒包括封裝在顆粒過濾紙張內(nèi)的活性碳。維生素、礦物質(zhì)、調(diào)味劑和其他添加劑通常以水溶形式提供，提供了每瓶過濾水的希望劑量。例如，該劑量可被計算成滿足或超過所建議的營養(yǎng)品日常攝取量。本發(fā)明的一些方面的附加描述本發(fā)明的以上描述只是示例性的，而沒有限制。例如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到本發(fā)明可以以上描述的功能和能力的多種組合來實施，可包括比以上描述更少或附加的部件。本發(fā)明的一些附加方面和特征在下面進一步給出，并且可使用以上更加詳細描述的功能和部件來得到，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在由本公開教導之后理解到的那樣。本發(fā)明的一些實施方式提供一種用于存儲、過濾和飲用流體的容器。在這些實施方式的一部分中，容器具有集成的過濾系統(tǒng)。一些實施方式包括大致筒形的器皿，其具有內(nèi)表面、外表面和開口。一些實施方式包括加壓組件。在一些實施方式中，加壓組件包括止動件。在一些實施方式中，加壓組件包括過濾組件。在一些實施方式中，加壓組件包括一根桿，該桿具有附接到止動件的頂端和可釋放地附接到過濾組件的底端。一些實施方式包括被構(gòu)造成容納加壓組件的器皿頂部。在一些實施方式中，加壓組件的桿可滑動地附接到器皿頂部的軸承。在一些實施方式中，過濾組件包括容納過濾元件的腔室和保持器皿的內(nèi)表面與過濾組件的外周邊之間的密封的墊片。在一些實施方式中，桿的定向通過墊片和軸承控制。在一些實施方式中，溶解在存儲在器皿內(nèi)的水中的化學品在加壓組件被迫經(jīng)過器皿時被移除。在一些實施方式中，器皿頂部具有與器皿的開口匹配的第一開口和比第一開口窄的第二開口。在一些實施方式中，在加壓組件貫穿器皿的長度時，第二開口容納止動件。本發(fā)明的一些實施方式提供一種用于流體的容器。在一些實施方式中，容器具有集成的過濾系統(tǒng)。一些實施方式包括大致筒形的器皿，其具有內(nèi)表面、外表面和開口。一些實施方式包括加壓組件。在一些實施方式中，加壓組件包括止動件。在一些實施方式中，力口壓組件包括過濾組件。在一些實施方式中，加壓組件包括具有附接到止動件的頂端和可釋放地附接到過濾組件的底端的桿。一些實施方式包括被構(gòu)造成容納加壓組件的器皿頂部，使得加壓組件的桿可滑動地附接到器皿頂部的軸承上。在一些實施方式中，過濾組件包括容納過濾元件的腔室和保持器皿的內(nèi)表面與過濾組件的外周邊之間的密封的墊片。在一些實施方式中，桿的定向通過墊片和軸承控制。在一些實施方式中，溶解在存儲在器皿內(nèi)的水中的化學品在加壓組件被迫經(jīng)過器皿時被移除。在一些實施方式中，器皿頂部具有與器皿的開口匹配的第一開口和比第一開口窄的第二開口，其中在加壓組件已經(jīng)貫穿器皿的預定長度時，第二開口容納止動件。在一些實施方式中，過濾元件包括活性碳。在一些實施方式中，過濾組件容納一個或多個儲盒，在加壓組件被迫經(jīng)過器皿時儲盒將物質(zhì)添加到通過過濾元件過濾的水中。在一些實施方式中，一個或多個儲盒包括將水果香精添加到通過過濾元件過濾的水中的儲盒。在一些實施方式中，一個或多個儲盒包括將營養(yǎng)品添加到通過過濾元件過濾的水中的儲盒。在一些實施方式中，營養(yǎng)品包括礦物質(zhì)。在一些實施方式中，在加壓組件被迫經(jīng)過器皿時，通過過濾元件過濾的水滿足NSF/ANSI標準42。在一些實施方式中，在加壓組件被迫經(jīng)過器皿時，通過過濾元件過濾的水滿足NSF/ANSI標準53。在一些實施方式中，止動件包括通過環(huán)操作的閥。在一些實施方式中，環(huán)圍繞瓶子的軸線在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)動。在一些實施方式中，閥在環(huán)位 于第一位置時關(guān)閉，并在環(huán)位于第二位置時打開。在一些實施方式中，當定向在第一位置上時，環(huán)用來操作加壓組件。在一些實施方式中，墊片包括具有多個翅片的元件。在一些實施方式中，墊片包括一個或多個U形環(huán)和V形環(huán)。在一些實施方式中，墊片包括一個或多個人字形軸封密封件和O形圈。在一些實施方式中，容器是罐。在一些實施方式中，容器是瓶。在一些實施方式中，墊片被選擇成經(jīng)受至少I磅每平方英寸的靜液壓力。在一些實施方式中，墊片被選擇成經(jīng)受至少2磅每平方英寸的靜液壓力。在一些實施方式中，墊片被選擇成經(jīng)受至少3磅每平方英寸的靜液壓力。在一些實施方式中，墊片被選擇成經(jīng)受至少4磅每平方英寸的靜液壓力。在一些實施方式中，墊片被選擇成經(jīng)受至少5磅每平方英寸的靜液壓力。在一些實施方式中，墊片被選擇成經(jīng)受至少25磅每平方英寸的靜液壓力。本發(fā)明的一些實施方式提供一種用于過濾便攜式容器(例如以上描述的那些容器)內(nèi)的水的方法。在一些實施方式中，容器具有大致筒形的器皿。在一些實施方式中，容器具有加壓組件，該加壓組件包括通過桿連接到過濾器的止動件。一些實施方式包括在過濾器中提供過濾器元件以便將水凈化到至少NSF/ANSI標準42。一些實施方式包括提供將在器皿中過濾的水的主體。一些實施方式包括將過濾器元件插入器皿的頂部開口中。一些實施方式包括使用至少一個止動件和桿的一部分將壓力施加到加壓組件上，從而朝著器皿的底部對過濾器加壓。在一些實施方式中，加壓過程造成未過濾的水經(jīng)過過濾器，由此獲得過濾的水。在一些實施方式中，過濾的水在器皿的上部收集。在一些實施方式中，提供穿過止動件的開口以耗用過濾的水。在一些實施方式中，附接到過濾器的墊片元件防止未過濾的水繞經(jīng)過濾器。在一些實施方式中，過濾器元件將水凈化到至少NSF/ANSI標準53。一些實施方式包括在過濾器內(nèi)提供一個或多個儲盒。在一些實施方式中，一個或多個儲盒的每個都包括添加劑。在一些實施方式中，添加劑包括營養(yǎng)品。在一些實施方式中，添加劑包括礦物質(zhì)。在一些實施方式中，添加劑包括調(diào)味劑。在一些實施方式中，加壓步驟造成添加劑灌注到過濾的水中。
雖然參考具體示例性實施方式描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到可以對于這些實施方式進行多種改型和變化，只要不偏離本發(fā)明的較寬的精 神和范圍。因此，說明書和附圖被認為是示例性的，而沒有限制含義。
權(quán)利要求
1.一種用于存儲飲用流體的容器，所述容器具有集成的過濾系統(tǒng)，其中所述容器包括 大致筒形的器皿，所述器皿具有內(nèi)表面、外表面和開ロ ； 加壓組件，所述加壓組件包括 止動件； 過濾組件；以及 桿，所述桿具有附接到所述止動件的頂端和可釋放地附接到所述過濾組件的底端；以及 器皿頂部，所述器皿頂部能夠容納所述加壓組件，使得所述加壓組件的桿滑動地附接到所述器皿頂部的軸承上； 其中 所述過濾組件包括容納過濾元件的腔室和墊片，所述墊片保持所述器皿的內(nèi)表面和所述過濾組件的外周邊之間的密封； 所述桿在所述器皿內(nèi)的定向通過所述墊片和所述軸承來控制；以及 在所述加壓組件被迫經(jīng)過所述器皿時，移除溶解于存儲在所述器皿內(nèi)的水中的化學品O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的容器，其中，所述器皿頂部具有與所述器皿的開ロ匹配的第ー開ロ，并且所述器皿頂部具有比所述第一開ロ窄的第二開ロ，其中在所述加壓組件已經(jīng)貫穿所述器皿的預定長度時，所述第二開ロ容納所述止動件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的容器，其中，所述過濾元件包括活性碳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的容器，其中，所述過濾組件容納ー個或多個儲盒，在所述加壓組件被迫經(jīng)過所述器皿時，所述儲盒將物質(zhì)添加到通過所述過濾元件過濾的水中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的容器，其中，所述ー個或多個儲盒包括將水果香精添加到通過所述過濾元件過濾的水中的儲盒。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的容器，其中，所述ー個或多個儲盒包括將營養(yǎng)品添加到通過過濾元件過濾的水中的儲盒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的容器，其中，所述營養(yǎng)品包括礦物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的容器，其中，在所述加壓組件被迫經(jīng)過所述器皿吋，通過所述過濾元件過濾的水滿足NSF/ANSI標準42。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的容器，其中，在所述加壓組件被迫經(jīng)過所述器皿吋，通過所述過濾元件過濾的水滿足NSF/ANSI標準53。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的容器，其中，所述止動件包括通過環(huán)操作的閥，其中，所述環(huán)圍繞瓶子的軸線在第一位置和第二位置之間轉(zhuǎn)動；其中，所述閥在所述環(huán)位于第一位置時關(guān)閉，并在所述環(huán)位于第二位置時打開；并且其中，所述環(huán)用來當定向在所述第一位置時操作所述加壓組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項所述的容器，其中，所述墊片包括人字形軸封密封件和O形圈中的ー種或多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項所述的容器，其中，所述墊片包括具有多個翅片的元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的容器，其中，所述墊片包括U形環(huán)和V形環(huán)中的一種或多種。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的容器，其中，所述容器是罐。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的容器，其中，所述容器是瓶。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15任一項所述的容器，其中，所述墊片被選擇成經(jīng)受至少5磅每平方英寸的靜液壓力。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-15任一項所述的容器，其中，所述墊片被選擇成經(jīng)受至少25磅每平方英寸的靜液壓力。
18.ー種用于過濾便攜式容器內(nèi)的水的方法，所述容器具有大致筒形的器皿和加壓組件，該加壓組件包括通過桿連接到過濾器的止動件，所述方法包括 在所述過濾器內(nèi)提供過濾器元件以便將水浄化到至少滿足NSF/ANSI標準42 ； 在器皿內(nèi)提供待過濾的水的主體； 將所述過濾器元件插入所述器皿的頂部開口中； 使用所述止動件和所述桿的一部分中的至少之ー對所述加壓組件加壓，以將所述過濾器壓向所述器皿的底部，其中，該加壓過程使未過濾的水經(jīng)過所述過濾器，由此在所述器皿的上部獲得過濾的水；以及 提供經(jīng)過所述止動件的開ロ以耗用過濾的水，其中 附接到所述過濾器的墊片元件防止未過濾的水繞過所述過濾器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述過濾器元件將水凈化到至少滿足NSF/ANSI 標準 53。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的方法，還包括在所述過濾器內(nèi)提供一個或多個儲盒的步驟，所述ー個或多個儲盒的每ー個都包括添加剤，所述添加劑包括營養(yǎng)品、礦物質(zhì)和調(diào)味劑中的至少ー種，其中加壓步驟使所述添加劑灌注到過濾的水中。
全文摘要
一種用于流體的便攜式器皿具有集成的過濾系統(tǒng)。安裝到器皿的加壓組件包括止動件、具有頂端的桿和過濾組件。器皿頂部容納加壓組件，使得加壓組件的桿可滑動地附接到器皿頂部的軸承上。附接到過濾元件上的墊片保持器皿的內(nèi)表面和過濾組件的外周邊之間的密封，并且桿的定向通過墊片和軸承保持。在使用中，施加到加壓組件的壓力驅(qū)動過濾組件經(jīng)過器皿，以使水在經(jīng)過過濾元件時得到過濾。
文檔編號C02F1/44GK102834360SQ201180011468
公開日2012年12月19日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者J·哈里斯, R·羅杰斯, Y·貝哈爾, J·莫倫斯泰恩, S·鮑萊尤, J·奧爾森 申請人:奧佐實驗室