專利名稱：濾水系統(tǒng)的制作方法
濾水系統(tǒng)
背景技術(shù)：
有雜質(zhì)的給水能夠通過使給水加壓以強(qiáng)迫其向下游經(jīng)過過濾裝置而在家庭中被
純凈。得到的濾液流入濾液存放區(qū)域。過濾裝置可包括一束由過濾材料構(gòu)成的管，同時(shí)，給 水經(jīng)過在管外和管內(nèi)之間的管壁。管材料具有小孔，在過濾期間，小孔塞滿微小的粒子。濾 管通過回洗能清除堵塞物，其中，一部分濾液被迫沿著相反方向或上游方向經(jīng)過過濾材料， 同時(shí)，回洗的水被傾入排水管。 一種類型的過濾系統(tǒng)包括位于濾液存放區(qū)域中的、能拉伸的 帶狀物，同時(shí)，濾液在一個(gè)帶狀物上，加壓空氣在另一個(gè)帶狀物面上。當(dāng)濾液進(jìn)入濾液存放 區(qū)域中時(shí)，膜彎曲并且壓縮空氣。在下一次回洗期間，加壓空氣隨后沿向上游方向壓濾液。
這種裝置遇到的一個(gè)問題是回洗壓力低于預(yù)期，并且當(dāng)回洗繼續(xù)的時(shí)回洗壓力降低。遇到 的另一個(gè)問題是橫過過濾裝置的壓力差可能小于預(yù)期，并且當(dāng)過濾繼續(xù)時(shí)壓力差減小，并 且?guī)钗餁鈮涸黾?。期望過濾系統(tǒng)在過濾期間以及在回洗期間不斷地產(chǎn)生高壓。還期望 如果能夠施加回洗壓力，回洗壓力甚至高于在濾液的生產(chǎn)期間施加的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，濾水系統(tǒng)設(shè)置為在回洗期間產(chǎn)生高的、基本持續(xù)的壓 力，并且在濾液的生產(chǎn)期間產(chǎn)生高的、基本持續(xù)的壓力。不是在過濾給水期間在濾液存放區(qū) 域持續(xù)地增加壓力，而是在濾液存放區(qū)域?yàn)V液以低壓被保持。在濾液的生產(chǎn)期間橫過過濾 裝置(例如濾管)的高壓能夠從高壓源，例如具有大概50psi(3巴)的自來水源獲得。這 導(dǎo)致橫過過濾裝置的持續(xù)的高壓力差，這增加了濾液的生產(chǎn)率。當(dāng)發(fā)生回洗時(shí)，具有大約 50psi的自來水源連接于濾液存放區(qū)域以便產(chǎn)生高的回洗壓力。 通過使用加壓設(shè)備能夠獲得甚至更徹底的回洗，該加壓設(shè)備施加甚至比自來水源
更高的回洗壓力。加壓設(shè)備包括可移動(dòng)部件，例如活塞，可移動(dòng)部件具有大直徑的下游端，
下游端由自來水源加壓，并且具有較小直徑的上游端壓靠在濾液存放區(qū)域中的濾液。能夠
設(shè)置分開的濾液供給區(qū)域，在任何時(shí)候從濾液供給區(qū)域能取出濾液以便使用。 本發(fā)明的新穎性特別通過所附權(quán)利要求來說明。當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)本發(fā)明根據(jù)下
面的說明能最好地理解。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的濾水系統(tǒng)的剖視圖。 圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的濾水系統(tǒng)的剖視圖，示出了濾液生產(chǎn)過程。
圖3是圖2的系統(tǒng)的剖視圖，但示出了本系統(tǒng)的回洗操作。
圖4是圖2的系統(tǒng)的濾管中的一個(gè)的放大剖視圖。 圖5是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的剖視圖，其中，可移動(dòng)部件由0形環(huán)密封。
具體實(shí)施例方式
圖1示出現(xiàn)有技術(shù)的濾水系統(tǒng)IO，其中給水ll(待過濾的水)在壓力下施加于給水入口12。閥14將給水沿路徑15引入管道20的通道15。過濾裝置22位于管道中，并且 包括大量的濾管24和擋板26。擋板26防止給水向下游D運(yùn)動(dòng)，除非給水受降從濾管24的 外部來到他們的內(nèi)部。圖4示出供給流體沿箭頭30從濾管外部32流到濾管內(nèi)部34。進(jìn)入 管內(nèi)的水作為濾液從濾管的下游端部36排出，并且進(jìn)入濾液存放區(qū)域38。在存放區(qū)域38 中的濾液40(圖1)處于壓力之下，并且使帶狀物42逐漸地向下游D彎曲。容納空氣的密 封室44位于帶狀物的下游，并且當(dāng)區(qū)域38充滿濾液時(shí)室中的氣壓增加。可能想飲用濾液 的消費(fèi)者通過龍頭能夠使濾液被取出。 在產(chǎn)生足夠量的濾液之后，多孔的濾管被粒子堵塞。操作閥14以便使給水從通道 16向上游沿路徑52進(jìn)入排水部分來處理它。室44中的空氣壓力移動(dòng)帶狀物以便將濾液向 上游推入通道16。在這種回洗期間，來自區(qū)域40的濾液進(jìn)入濾管24的內(nèi)部，從而濾液流 經(jīng)管壁進(jìn)入通道16然后到達(dá)排出部分。濾液沖洗在濾管的小孔中的粒子。在通道中的流 體包括回洗開始時(shí)存在的供給流體、濾液和驅(qū)逐粒子?；叵茨軌虺掷m(xù)直到區(qū)域40中的濾液 用盡。在回洗期間施加的濾液40的壓力隨著帶狀物42返回其初始的未變形位置而逐漸降 低。申請(qǐng)人注意到，"上游U"和"下游D"指的是水流向或離開閥14，可能包括通道的直角 部分等。 圖2示出本發(fā)明的濾水系統(tǒng)60，其包括接收被加壓的給水的給水入口 62。閥64 引導(dǎo)給水進(jìn)入給水入口以便流入殼體71的管道70的通道66的上游端部65。過濾裝置72 位于管道中，并且包括大量的濾管74和擋板76。給水流經(jīng)通道并且到達(dá)濾管外部，經(jīng)過管 壁進(jìn)入濾管內(nèi)部(沿圖4中的路徑30)。從濾管的下游端36流出的水就是濾液85，其從濾 管的下游端36和管道的下游端部83流入濾液存放區(qū)域82。申請(qǐng)人注意到濾管具有被堵住 的上游端84，并且給水流經(jīng)支撐部86。管的下游端向下游延伸超出管道，濾液將從管道下 游端部流入存放區(qū)域。
濾液加壓設(shè)備或裝置90位于系統(tǒng)的下游端部。其包括可移動(dòng)部件或活塞92，可 移動(dòng)部件或活塞92沿下游方向D和上游方向U在殼體71的室或容器94內(nèi)移動(dòng)?；钊?2 通過第一密封件100密封于管道70，并且通過第二密封件102密封于容器的內(nèi)部。兩個(gè)密 封件被示出為采取彈性片的形式?；钊ㄟ^濾液進(jìn)入存放區(qū)域82被推向下游D。位于活塞 的下游、容器內(nèi)的水通過閥104排出容器，閥104引導(dǎo)水沿箭頭106的路徑流經(jīng)排水管107 到達(dá)排水部分。由于沒有明顯的壓力(超過幾psi)積累在活塞后面(下游D)或?yàn)V液存放 區(qū)域82后面，施加于給水入口 62的給水的大部分壓力被施加為橫跨濾管，用于生產(chǎn)比先前 體積更大的濾液。在自來水的壓力為50psi(3巴)的一個(gè)實(shí)例中，橫跨系統(tǒng)的50psi的壓 降包括橫跨濾管的壁的40psi的壓降。 從自來水源或源頭110獲得被加壓的供給流體。這種自來水源通常提供在50psi 的量級(jí)上的壓力的水。當(dāng)濾液存放區(qū)域82充滿水時(shí)，水不定期地通過閥112被排出到分配 器114，在分配器114處，帶狀物116給水施加低壓(例如，幾psi)(通過彈性帶狀物和/或 彈簧117)。 當(dāng)必須回洗系統(tǒng)時(shí)，操作閥裝置118，通向分配器的閥112關(guān)閉，并且閥104和64 打開。這些閥能夠通過控制器手動(dòng)操作或電動(dòng)操作。如圖3所示，打開閥104導(dǎo)致水從自 來水源110沿箭頭120流入容器94到達(dá)活塞92的緊密的背后或下游的位置以便向上游U 推動(dòng)活塞。打開入口閥64導(dǎo)致水向上游U移動(dòng)經(jīng)過通道66，從而經(jīng)過閥64，沿排水管121和路徑122到達(dá)排水部分。如上所述，自來水源可施加大約50psi的壓力到容器94以便向 上游推動(dòng)活塞并且迫使位于濾液存放區(qū)域82中的濾液進(jìn)入濾管74的下游端36。濾液被迫 從濾管內(nèi)部到達(dá)其外部并且進(jìn)入通道66，由此，濾液、在通道中先前留下的給水以及堵塞濾 管的粒子流經(jīng)閥64到達(dá)排水部分。在充分回洗之后，圖3的過濾方法再次開始。
當(dāng)回洗開始時(shí)，濾液被自來水的大約50psi的壓力迫使向上游U。當(dāng)濾液從每個(gè)濾 管內(nèi)部流到濾管外部時(shí)大部分壓力被"用盡"。橫跨濾管的大量壓降使得濾管受到有力的并 且更有效的清潔。當(dāng)活塞92向上游U移動(dòng)時(shí)回洗壓力沒有降低，所以有力的清潔在全部回 洗過程中持續(xù)。 圖3示出可移動(dòng)的部件或活塞92具有厚壁130，同時(shí)，具有直徑Dl的活塞上游或 濾液側(cè)132密封于固定管道70，并且具有更大的直徑D2的活塞下游側(cè)134密封于被固定于 管道的固定容器94。直徑上的差別導(dǎo)致活塞施加于存放區(qū)域82中的濾液的壓力是自來水 壓力的大約(D2/D1)2倍。通過在回洗期間施加比在生產(chǎn)濾液期間更大的壓力差獲得對(duì)多 孔濾管更好的清潔，并且在使用相同量的濾液時(shí)本系統(tǒng)完成清潔。在一個(gè)實(shí)例中，自來水壓 力是50psi并且直徑D2/D1的比是1. 25，施加于濾液的回壓是78psi。
圖5示出另一個(gè)系統(tǒng)150，其類似于圖2和圖3中的系統(tǒng)，但是，其包括另一種增壓 裝置151 ，該增壓裝置提供更高的回洗壓力。該增壓裝置包括活塞152，活塞152通過0形環(huán) 分別密封于容器160和管道162。容器和管道是相同殼體161的部分。容器內(nèi)壁表面164 具有直徑D2，而管道內(nèi)壁表面166具有小于D2的直徑D1。這導(dǎo)致施加于在濾液存放區(qū)域 172中的濾液170壓力大于在初始用于給濾液加壓的源174處的給水壓力。如果大量的濾 液在回洗之前從存放區(qū)域172被去除，彈簧180能夠施加小的力到加壓區(qū)域186，加壓區(qū)域 186由容器和可移動(dòng)部件152的下游面182構(gòu)成，與上游面184相對(duì)，并且濾液通過閥112 能夠從容器被取出。 因此，本發(fā)明提供了具有回洗(功能)的濾水系統(tǒng)，由于在濾液生產(chǎn)期間在濾液存 放區(qū)域中沒有形成大的壓力，該系統(tǒng)能使高的壓力差施加成橫跨過濾部件，例如濾管。在回 洗期間，回洗的濾液通過相同的高壓給水源被加壓，高壓給水源用于在生產(chǎn)濾液期間通過 該系統(tǒng)為給水施加壓力。這確保了持續(xù)的高的回洗壓力。通過具有上游端的活塞，回洗壓 力能夠增加到在生產(chǎn)濾液期間使用的上述壓力，在上游端供給流體被活塞加壓?；钊掠?端被密封，其具有比活塞的上游端的直徑Dl大的直徑D2，經(jīng)過活塞下游端，壓力施加于被 回洗的流體。 雖然已經(jīng)描述了并在此示出了本發(fā)明的特殊實(shí)施例，但是應(yīng)該意識(shí)到對(duì)本領(lǐng)域的 技術(shù)人員來說能容易作出修改和改變，結(jié)果，希望權(quán)利要求被說明用來覆蓋這種修改和類 似物。
權(quán)利要求
一種濾水系統(tǒng)(60、150)，其包括給水入口(62)；形成濾液存放區(qū)域(82)的各壁；形成通道(66)的各壁，其具有連接于所述給水入口的上游端部(165)和連接于所述濾液存放區(qū)域的下游端部(83)；過濾裝置(72)，其位于所述通道中并且只允許濾液流經(jīng)所述通道到達(dá)所述存放區(qū)域；能移動(dòng)的部件(92)，其位于一容器(94)中，所述能移動(dòng)的部件具有形成所述存放區(qū)域的一個(gè)壁的上游面(132)并且具有形成一個(gè)容器壁的下游面(134)，所述濾水系統(tǒng)(60、150)包括給水源(110、174)，其以在50psi的量級(jí)上的壓力供給給水；閥裝置(118)，其在生產(chǎn)濾液的期間將所述自來水源連接于所述給水入口(62)以便使給水流入所述通道的上游端部(65)；排水管(107)，其在所述容器中的一位置處連接于所述容器，所述位置朝向所述能移動(dòng)的部件的所述上游面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括所述閥裝置能被操作以便使給水流入所述容器內(nèi)，緊靠所述能移動(dòng)的部件的下游面 (134)，并使給水從所述存放區(qū)域的上游(U)流動(dòng)經(jīng)過所述通道(66)和在所述通道中的所 述過濾裝置，并且流出所述通道的上游端部(65)到達(dá)排水部(121)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述給水源包括增壓裝置(90、151)，增壓裝置(90、 151)在回洗期間在所述容器的所 述濾液側(cè)使所述濾液加壓，使得濾液的壓力大于通過所述給水源在水的凈化期間向所述通 道的上游端部供給的所述給水的壓力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述能移動(dòng)的部件具有上游面和下游面，并且所述下游面(134)密封于在第一直徑 (D2)處的所述容器，所述上游面密封于在第二直徑(Dl)處的所述容器，第二直徑小于所述 第一直徑，所述能移動(dòng)的部件承受在所述直徑上的所述被加壓的供給流體，并且所述能移 動(dòng)的部件承受在所述第二直徑上的在所述通道的下游端部中的濾液。
5. —種濾水系統(tǒng)，其具有形成通道(66)的各壁，通道(66)具有上游端部(65)和下 游端部(83);過濾裝置(72)，其位于所述通道中并且被定位成用于在生產(chǎn)濾液期間過濾經(jīng) 過所述端部之間的水以便產(chǎn)生濾液(85);加壓給水源(110)，其連接于所述通道的上游端 部，以便在給水移動(dòng)經(jīng)過在所述通道中的所述過濾裝置期間向所述上游端部提供待過濾的 被加壓的給水并產(chǎn)生濾液；形成濾液存放區(qū)域(82)的壁，濾液存放區(qū)域(82)連接于所述通 道的下游部分，以便累積濾液；以及濾液加壓設(shè)備(90)，其連接于所述濾液存放區(qū)域以便 使所述濾液加壓用于回洗所述過濾裝置，其中所述濾液加壓設(shè)備包括形成容器(94)的各壁；能移動(dòng)的部件(92、152)，該能移動(dòng)在 部件位于所述容器中，并且具有分別承受所述給水和所述濾液的上游側(cè)(132)和下游側(cè) (134);以及閥裝置，其控制來自所述被加壓的給水源的給水的流動(dòng)；所述閥裝置在回洗期間能被操作以便使來自所述給水源的給水停止流入所述通道的 上游端部(65)，而使給水流入所述容器(94)，緊靠所述能移動(dòng)的部件的所述下游側(cè)，以便 向上游推動(dòng)所述能移動(dòng)的部件并且迫使所述濾液向上游流經(jīng)所述通道和所述過濾裝置，同 時(shí)將所述通道的上游部分連接于排水部分(121)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，在回洗期間，所述被加壓的給水源在所述能移動(dòng)的部件的所述下游側(cè)連接于所述容器；所述系統(tǒng)包括增壓裝置，所述增壓裝置在回洗期間使在所述能移動(dòng)的部件的所述濾液 側(cè)(132)的濾液加壓，使得濾液的壓力大于通過所述給水源向所述能移動(dòng)的部件的下游側(cè) (132)供給的所述被加壓的給水的壓力。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述能移動(dòng)的部件具有上游端部和下游端部，并且所述下游端部密封于在第一直徑處 的所述容器，所述上游端部密封于在第二直徑處的所述容器，第二直徑小于所述第一直徑， 所述能移動(dòng)的部件承受在所述直徑上的所述被加壓的供給流體，并且所述能移動(dòng)的部件承 受在所述第二直徑上的在所述通道的下游端部中的濾液。
8. —種用于操作濾水系統(tǒng)的方法，該濾水系統(tǒng)包括給水入口 (62)，給水入口 (62)在過 濾操作期間接收來自被加壓的給水源(110)的被加壓的給水，并且使被加壓的給水向下游 流經(jīng)過濾器(72)以便在生產(chǎn)濾液期間產(chǎn)生清潔水或?yàn)V液(85)，并且將一些濾液保持在存 放區(qū)域(82)，并且在回洗期間給水入口將壓力施加于在所述存放區(qū)域中的濾液以便使濾液 向上游流經(jīng)過濾器；其中，所述系統(tǒng)包括形成有限容積(94)的壁；以及在所述有限容積中 的能移動(dòng)的部件(92)，所述能移動(dòng)的部件(92)具有承受在所述有限容積中的流體的壓力 的所述能移動(dòng)的部件的下游面(134)和承受在所述存放區(qū)域中的濾液的壓力的所述能移 動(dòng)的部件的上游面(132);其中在回洗操作期間，停止所述供給流體流入所述給水入口 (62)并且將來自于所述源的 被加壓的供給流體施加于所述能移動(dòng)的部件的所述下游面(134)，以便移動(dòng)所述能移動(dòng)的 部件，使其緊靠在所述存放區(qū)域中的濾液。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述將供給流體施加于所述下游面的步驟包括將所述供給流體施加于剛性的能移動(dòng) 的部件的下游面，剛性的能移動(dòng)的部件具有圍繞具有第一直徑(D2)的圓密封于所述有限 容積的固定壁的下游外周和圍繞具有第二直徑(Dl)的圓密封于所述固定壁的上游外周， 第二直徑小于所述第一直徑，從而由此增加施加于在所述存放區(qū)域中的所述濾液的回洗壓 力。
全文摘要
一種濾水系統(tǒng)(60，圖2)，其中，在濾液的生產(chǎn)期間，加壓給水從通道(66)的上游經(jīng)過通道中的過濾裝置(74)向下游流到濾液區(qū)域(82)。例如，來自自來水源(110)具有50psi(3巴)的加壓水在濾液的生產(chǎn)期間提供加壓給水，并且在回洗期間還使濾液加壓。濾液加壓設(shè)備(90)包括可移動(dòng)部件或活塞(92)，可移動(dòng)部件或活塞(92)位于室(94)中并且具有自由側(cè)(134)，自由側(cè)(134)在回洗期間通過自來水被加壓，可移動(dòng)部件或活塞(92)還具有濾液側(cè)(132)，濾液側(cè)(132)壓在濾液上，自由側(cè)的直徑(D2)比濾液側(cè)的直徑(D1)大，以便在回洗期間產(chǎn)生增大的壓力。
文檔編號(hào)B01D35/00GK101730569SQ200880023527
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者J·D·吉爾摩 申請(qǐng)人:史普因科技過濾股份有限公司