專利名稱：便攜式過濾裝置、噴淋裝置以及水化包形式的雙級(jí)超濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過濾裝置及方法，更具體地，涉及一種用于生產(chǎn)無菌流體的具有重復(fù)/ 冗余過濾級(jí)的便攜式過濾濾筒，另一方面，涉及一種耐磨移動(dòng)式水化包(水袋，hydration pack)等，其包含儲(chǔ)存生水(未處理的水)的元件以及將生水提純?yōu)閮艋脑O(shè)備，該設(shè)備同樣可以存儲(chǔ)在水化包中。
背景技術(shù)：
所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，在各種需要現(xiàn)場(chǎng)處理水的地點(diǎn)例如工廠等、以及需要在邊遠(yuǎn)位置處理水的野外例如野營旅行或邊遠(yuǎn)軍事駐扎等需要液體(水)處理設(shè)施， 在那些位置不容易或不可能包含和供應(yīng)飲用水。例如，當(dāng)野營或徒步旅行時(shí)，由于水本身的凈重，攜帶必要的給水是非常麻煩的。由于個(gè)人絕對(duì)需要消耗必要量的水來補(bǔ)充流體和維持適當(dāng)?shù)乃希@使得其非常困難。不幸的是，取決于環(huán)境和精確位置，獲得飲用給水即使不是不可能，也可能很困難。例如，當(dāng)野營或處于其他天然環(huán)境時(shí)，從河、溪流、湖泊等中飲用流水可能是不安全的， 因?yàn)檫@些水源中可能包含雜質(zhì)，例如微生物、有機(jī)廢物等，這最低程度可導(dǎo)致疾病或身體不適，最壞的情況甚至能導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題，并且當(dāng)飲用了有害化學(xué)物或有毒天然元素時(shí)， 最極端的情況甚至導(dǎo)致死亡。有很多政府機(jī)構(gòu)和組織承擔(dān)著調(diào)節(jié)公眾飲用水的供應(yīng)。特別地，環(huán)境保護(hù)局(EPA) 和職業(yè)安全與健康監(jiān)察局(OSHA)通過制定和實(shí)施工作場(chǎng)所內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)以確保公眾的安全與健康。有很多規(guī)范來管理應(yīng)用于水消耗特別是公眾水系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)通過限制在飲用水中污染物的含量來保護(hù)公眾的健康，其中，一些常見的污染物是微生物、有機(jī)物質(zhì)、 無機(jī)和有機(jī)化學(xué)品、消毒副產(chǎn)品和殺蟲劑等。但是，如前所述，當(dāng)個(gè)人處于邊遠(yuǎn)位置例如野外時(shí)，即便周圍有豐富的水，由于水可能是不可飲用的，因此攜帶和/或生產(chǎn)足量的飲用水也是困難的。盡管在飲用水處理設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了一些工作，但是由于這些設(shè)備和系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上通常不是便攜式的，因此趨向于過于復(fù)雜、笨重，通常是不實(shí)用的。因此，期待制造出一種水處理裝置，其本質(zhì)上是真正便攜式的，并且由于其設(shè)計(jì)緊湊，可以方便地?cái)y帶到邊遠(yuǎn)位置。
需要水處理的另一領(lǐng)域是血液透析中心或醫(yī)療中心。簡(jiǎn)言之，血液透析幫助身體不能過濾血液的病人。在血液透析中心，一般包括靜止和固定設(shè)備，以將所需的水過濾到血液透析機(jī)器所需的純度。需要水處理的另一領(lǐng)域在于野外機(jī)構(gòu)，例如戰(zhàn)地醫(yī)院或位于邊遠(yuǎn)位置例如戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境或者大聯(lián)邦公園中心的急救診所，那里距位置最近的醫(yī)療急救機(jī)構(gòu)也有幾英里。除了對(duì)手術(shù)過程中使用的設(shè)備等消毒外，還需要供應(yīng)已消毒的水用于對(duì)病人進(jìn)行醫(yī)療處理。一種水處理裝置是耐磨水化包，其提供了凈化水的移動(dòng)式嘗試；但是，如下所述， 這種裝置具有很多缺點(diǎn)。更具體地，這種耐磨水化包包含單個(gè)柔性囊(bladder)；然而，這些裝置通常僅儲(chǔ)存用于飲用的水。這種產(chǎn)品存在一些構(gòu)造，由此人們可以嘗試凈化放入該單個(gè)囊中的水，或者嘗試在飲用前水離開囊時(shí)對(duì)水進(jìn)行凈化。這些構(gòu)造存在如下面詳細(xì)描述的由本發(fā)明克服的一些缺點(diǎn)。例如，對(duì)于在將水加入單個(gè)柔性囊前需要從未凈化的或味道不好的水源中對(duì)水進(jìn)行凈化的情況，用戶需要停留在未凈化水源處并使水流經(jīng)凈化過濾器直至充滿囊。如果用戶處在邊遠(yuǎn)或危險(xiǎn)位置，例如在軍事行動(dòng)中，長(zhǎng)時(shí)間地停留在這種水源處可能是不安全的。對(duì)于將未凈化的水裝入囊并依賴于囊出口處的凈化裝置的情況，在飲用水時(shí)，用戶受限于凈化裝置的輸出量。此外，如果水中包含細(xì)菌和其他水生有機(jī)物，那么，生物膜能在囊內(nèi)發(fā)展。如上所述，存在許多需要凈化流體的場(chǎng)合和應(yīng)用。這包括但不限于用于注射、飲用、和/或?yàn)槊庖呦到y(tǒng)受損的病人洗浴的無菌流體，以及此外，用于需要無菌流體的其他實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)應(yīng)用或用途。在很多應(yīng)用中，市政自來水甚至不能用于為具有受抑制或削弱的免疫系統(tǒng)或者具有一些其他狀況的病人洗浴，此時(shí)在自來水中包含的微粒或其他雜質(zhì)包括細(xì)菌能危害病人的健康。例如，最近爆發(fā)了多起與受污染的水源及接觸了這種水源的病人有關(guān)的軍團(tuán)病。 軍團(tuán)病是由革蘭氏陰性菌類軍團(tuán)菌(Legionella)，特別是嗜肺軍團(tuán)菌(L. pneumophila)引起的感染。嗜肺軍團(tuán)菌是普遍存在的水生有機(jī)體，在溫暖環(huán)境中很旺盛，通常導(dǎo)致軍團(tuán)病的 90%以上。人吸入被軍團(tuán)菌污染的水源(例如，空調(diào)冷卻塔、漩渦水療和淋浴)的霧之后會(huì)發(fā)生軍團(tuán)病感染。人可能在賓館、車間、醫(yī)院或公共場(chǎng)所暴露在這些霧中。軍團(tuán)菌有機(jī)體可在多種水系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)。該細(xì)菌在68° F 124° F的水溫下生長(zhǎng)。但是，在溫暖的死水中細(xì)菌的繁殖速度最快，例如在某些水管系統(tǒng)和熱水塔、冷卻塔和大型空調(diào)系統(tǒng)和漩渦水療的蒸發(fā)式冷凝器中發(fā)現(xiàn)的那樣。這僅僅是水中存在的細(xì)菌種類的一個(gè)示例，其引起健康問題，當(dāng)飲用或者當(dāng)病人與傳染的飲用水接觸時(shí)，某些情況下是致命的。在飲用時(shí)其他類型的細(xì)菌能引起胃病或其他不希望有的健康問題。為了確保清潔、健康的給水，通常使用過濾裝置等從水中去除不需要的雜質(zhì)。這種裝置通常具有過濾給水的濾膜等。在無菌給水等很關(guān)鍵的某些情況下，提供重復(fù)過濾系統(tǒng)來確保必要的安全水平。這些系統(tǒng)不僅包括第一過濾級(jí)，而且包括作為一種重復(fù)過濾級(jí)的第二過濾級(jí)，其從第一過濾級(jí)接收已過濾的水，隨后對(duì)已過濾的水執(zhí)行第二過濾操作，以確保從該裝置排出的水無菌并且適合使用。為了使過濾器能有效地通過尺寸排除法去除給定的物質(zhì)，過濾器必須是而且必須保持完整無缺。通常，在過濾器投入使用前進(jìn)行“過濾器完整性測(cè)試”。一種測(cè)試已知為使用壓縮空氣的壓力測(cè)試。一些通用的方法包括氣泡點(diǎn)測(cè)試法或壓力衰減法，作為測(cè)試殺菌過濾器完整性的檢測(cè)方法。使用空氣是因?yàn)榭諝獬撕?jiǎn)單擴(kuò)散外不能穿過濾膜。但是，如果濾膜一側(cè)的空氣壓力超過足以使水從膜孔中位移的某個(gè)臨界值(由表面張力和毛細(xì)力維持)，那么，大量的空氣穿過濾膜。這造成在過濾器的下游側(cè)出現(xiàn)氣泡流(即，氣泡點(diǎn)法) 或者上游壓力出現(xiàn)較大衰減(壓力衰減法)。應(yīng)該理解，一旦過濾器安裝于不存在壓縮空氣源的位置，或者如果維持過濾器清潔至關(guān)重要，例如維持穿過過濾器的產(chǎn)品的無菌狀態(tài)，那么，這些壓力完整性測(cè)試方法都不能使用。人們已經(jīng)提出了幾種不同的技術(shù)來檢測(cè)過濾器的完整性；但是，這些技術(shù)都具有相應(yīng)的缺點(diǎn)。更具體地，一種技術(shù)涉及監(jiān)控不能穿過完整膜的標(biāo)記物質(zhì)，而另一種技術(shù)包括在橫向流過濾器的第一側(cè)具有再循環(huán)回路的系統(tǒng)。該回路的注入口允許注入能被傳感器檢測(cè)到的染料。此外，另一種技術(shù)使用微粒而不是染料，并且測(cè)量該微粒的出現(xiàn)或消失。此外， 另一種技術(shù)使用重復(fù)過濾器，微粒位于第一過濾器的前面，傳感器位于兩個(gè)過濾器之間。如果第一過濾器失效，那么微粒將聚集在第二過濾器前面，這增強(qiáng)了敏感性。但是，上述技術(shù)各有其不足，其中一個(gè)不足是該工藝或者需要額外的部件(例如， 傳感器)或者需要添加其他物質(zhì)，例如染料或微粒等。這使得完整性檢查過程復(fù)雜化并且更加繁瑣和昂貴。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該意識(shí)到，在需要現(xiàn)場(chǎng)處理水(例如工廠等)以及需要在邊遠(yuǎn)位置處理水的野外使用(例如野營旅行或邊遠(yuǎn)軍事位置等)的各種領(lǐng)域中需要液體 (水)處理設(shè)施，在那些位置不容易或者不可能包含和供應(yīng)飲用水。例如，在野營或徒步旅行時(shí)，由于水自身的凈重，攜帶必要的給水是非常讓人煩惱的。由于個(gè)人絕對(duì)需要消耗必要量的水以補(bǔ)充身體內(nèi)的流體并保持適當(dāng)?shù)乃?，這使得其非常困難。不幸的是，取決于環(huán)境和精確位置，獲得飲用給水即使不是不可能，也可能很困難。此外，在偏僻和/或危險(xiǎn)的位置，例如軍事戰(zhàn)場(chǎng)，可能難以有時(shí)間或能力去凈化水源。例如，當(dāng)野營或處于自然環(huán)境中時(shí)，飲用河、溪流、湖泊等中的流水可能是不安全的，因?yàn)檫@些水源中可能包含雜質(zhì)，例如微生物、有機(jī)廢物等，這最低程度可導(dǎo)致疾病和不適，最壞的情況甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題，并且當(dāng)飲用了有害化學(xué)物或有毒天然元素時(shí)，最極端的情況甚至造成死亡。有很多政府機(jī)構(gòu)和組織承擔(dān)著調(diào)節(jié)公眾飲用水的供應(yīng)。特別地，環(huán)境保護(hù)局(EPA) 和職業(yè)安全與健康監(jiān)察局(OSHA)通過制定和實(shí)施工作場(chǎng)所內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)以確保公眾的安全與健康。有很多規(guī)范來管理應(yīng)用于水消耗特別是公眾水系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)通過限制飲用水中污染物的含量來保護(hù)公眾的健康，其中，一些常見的污染物是微生物、有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)和有機(jī)化學(xué)品、消毒副產(chǎn)品和殺蟲劑等。然而，如前所述，當(dāng)個(gè)人處于邊遠(yuǎn)位置例如野外時(shí)，即便在周圍有豐富的水，由于水可能是不可飲用的，因此攜帶和/或生產(chǎn)足量的飲用水也是困難的。盡管在飲用水處理設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了一些工作，但是由于這些設(shè)備和系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上通常不是便攜式的，因此趨向于過于復(fù)雜、笨重，通常是不實(shí)用的。因此，需要一種容易操作的耐磨、移動(dòng)式水化(hydration)單元，克服傳統(tǒng)的耐磨水化裝置的上述不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種能在邊遠(yuǎn)位置使用的可替換小型便攜式過濾裝置，其包括單個(gè)過濾濾筒對(duì)流體(水)實(shí)現(xiàn)重復(fù)過濾。具體地，該裝置是雙級(jí)超濾濾筒(裝置)，其構(gòu)造并設(shè)計(jì)成提供一種能在野外例如野營或軍事行動(dòng)期間使用的便攜式裝置，并且在單個(gè)殼體內(nèi)提供兩個(gè)過濾級(jí)(重復(fù)過濾)。很多不同的泵機(jī)構(gòu)可以用來將源中的流體(例如，水)輸送到濾筒的過濾級(jí)。例如，可以將活塞泵結(jié)合在該裝置的殼體中以提供手持泵機(jī)構(gòu)，可以設(shè)置波紋管結(jié)構(gòu)來提供手持泵機(jī)構(gòu)，或者設(shè)置腳踏泵機(jī)構(gòu)以可控制地向?yàn)V筒中輸送生的(未處理的，raw)未過濾流體。該裝置可包括本文描述的多個(gè)其他結(jié)構(gòu)，使裝置具有緊湊的設(shè)計(jì)以便容易儲(chǔ)存和運(yùn)輸。例如，可以設(shè)置卷筒機(jī)構(gòu)，以卷繞和展開放入未過濾流體源的主流體導(dǎo)管，可以設(shè)置存儲(chǔ)隔間，以在裝置未使用時(shí)儲(chǔ)存未使用的導(dǎo)管等。在另一實(shí)施例中，具有重復(fù)過濾功能的雙級(jí)超濾裝置構(gòu)造成包括一體式噴淋頭， 用于以噴淋的方式輸送二次過濾流體。—種耐磨移動(dòng)式水化裝置包括構(gòu)造成由人穿戴的體部，該體部可以是背包等形式。該水化裝置包括用于儲(chǔ)存未處理流體的第一流體存儲(chǔ)部件和用于從第一流體存儲(chǔ)部件中抽吸未處理流體的手動(dòng)泵機(jī)構(gòu)。該裝置還包括流體處理裝置，該流體處理裝置流體連接到用于接收未處理流體的第一流體存儲(chǔ)部件，并包括處理未處理流體以形成已處理過的水的元件。第二流體存儲(chǔ)部件流體連接到所述流體凈化裝置，從而接收和儲(chǔ)存由于泵機(jī)構(gòu)的操作而產(chǎn)生的已處理過的水。另一方面，提供了一種具有雙級(jí)殺菌功能的耐磨移動(dòng)式水化單元，其包括構(gòu)造成由人穿戴的柔性結(jié)構(gòu)例如背包等。該水化單元包括用于儲(chǔ)存待處理和凈化的未殺菌的生水的第一囊，還包括包含殼體的濾筒，該殼體具有包含第一半滲透過濾元件的第一殺菌級(jí)和包含第二半滲透過濾元件的第二殺菌級(jí)。所述殼體具有第一端和第二端，第一端包括接收第一囊中的生水的流體入口、流體出口以及將該殼體分成第一殺菌級(jí)和第二殺菌級(jí)的部件。流體入口僅與第一殺菌級(jí)流體連通，而流體出口僅與第二殺菌級(jí)流體連通。第一和第二半滲透過濾元件在殼體的第二端密封，從而使進(jìn)入流體入口的流體在作為凈化水從流體出口排出之前在第一半滲透過濾元件的內(nèi)腔段內(nèi)流動(dòng)，然后被引導(dǎo)橫穿第一半滲透過濾元件進(jìn)行過濾，隨后被引導(dǎo)橫穿第二半滲透過濾元件再次進(jìn)行過濾，并且流入第二半滲透過濾元件的內(nèi)腔段。提供了一種手動(dòng)泵機(jī)構(gòu)，用于從第一囊中抽吸生水并通過流體入口將生水輸送到第一殺菌級(jí)，第二囊流體連接到濾筒的流體出口，用于接收和儲(chǔ)存凈化水，并且容許選擇性地將凈化水排出到個(gè)人。另一方面，提供了一種作為該裝置的一部分的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得能視覺檢查第二半滲透過濾元件的至少一部分，以便檢測(cè)第一殺菌級(jí)是否發(fā)生了破裂。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，雙級(jí)水過濾單元包括單個(gè)濾筒，該濾筒具有包括第一半滲透過濾元件的主殺菌級(jí)以及包括第二半滲透過濾元件的重復(fù)殺菌級(jí)。濾筒包括用于接收生的未過濾流體的流體入口、以及在流體流經(jīng)主殺菌級(jí)和重復(fù)殺菌級(jí)后排出無菌流體的流體出口。流體入口僅與主殺菌級(jí)流體連通，而流體出口僅與重復(fù)殺菌級(jí)流體連通，第二半滲透過濾元件靠近由透明或半透明材料制成的殼體的內(nèi)壁設(shè)置。視覺檢測(cè)工具聯(lián)接到殼體的外表面，并且包括覆蓋在第二半滲透過濾元件的一部分上以便允許對(duì)其進(jìn)行視覺檢測(cè)的窗，從而，用戶能通過觀察第二半滲透過濾元件的變色確定第一殺菌級(jí)是否發(fā)生了破裂。在另一實(shí)施例中，雙級(jí)水過濾單元包括單個(gè)濾筒，該濾筒具有包括第一半滲透過濾元件的主殺菌級(jí)以及包括第二半滲透過濾元件的重復(fù)殺菌級(jí)。濾筒還包括用于接收生的未過濾流體的流體入口、以及在流體流經(jīng)主殺菌級(jí)和重復(fù)殺菌級(jí)后排出無菌流體的流體出口。流體入口僅與主殺菌級(jí)流體連通，而流體出口僅與重復(fù)殺菌級(jí)流體連通，第二半滲透過濾元件靠近殼體的內(nèi)壁設(shè)置。透明或半透明窗形式的視覺檢測(cè)工具形成為殼體的一部分，并且被不透明材料制成的殼體段包圍。窗覆蓋在第二半滲透過濾元件的一部分上以便允許對(duì)其進(jìn)行視覺檢測(cè)， 從而，用戶能通過觀察第二半滲透過濾元件的變色確定第一殺菌級(jí)是否發(fā)生了破裂。


從下面的本發(fā)明示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述和附圖可以清楚看出本發(fā)明的前述和其他特征，其中，所有附圖中的相同附圖標(biāo)記指示相似的元件，在附圖中圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的雙級(jí)超濾裝置的透視圖；圖2是沿圖1中線2-2截取的橫截面視圖；圖2A是沿圖1中線2-2截取的橫截面視圖，示出泵機(jī)構(gòu)處于第一位置以將流體抽吸進(jìn)所述裝置；圖2B是沿圖1中線2-2截取的橫截面視圖，示出泵機(jī)構(gòu)處于第二位置以排出儲(chǔ)存在所述裝置內(nèi)的流體；圖3是沿圖1中線3-3截取的橫截面視圖；圖4是沿圖1中線4-4截取的橫截面視圖；圖5是根據(jù)第二實(shí)施例的雙級(jí)超濾裝置的透視圖；圖6A是圖5的裝置的橫截面視圖，示出處于縮回位置的泵機(jī)構(gòu)；圖6B是圖5的裝置的橫截面視圖，示出處于展開位置的泵機(jī)構(gòu)；圖7是圖6A的裝置的一段的局部橫截面視圖；圖8是圖6B的裝置的另一段的局部橫截面視圖；圖9是沿圖6B的線9-9截取的橫截面視圖；圖10是沿圖6B的線10-10截取的橫截面視圖；圖11是根據(jù)第三實(shí)施例的雙級(jí)超濾裝置的透視圖；圖12是圖11的裝置的橫截面視圖；圖13是圖11的裝置的橫截面視圖，示出處于展開位置的泵機(jī)構(gòu)；圖14是圖11的裝置的橫截面視圖，示出處于縮回位置的泵機(jī)構(gòu)；圖15是根據(jù)第四實(shí)施例的雙級(jí)超濾裝置的透視圖；圖16是根據(jù)第五實(shí)施例的雙級(jí)超濾裝置的透視圖；圖17是沿圖16的線16-16截取的橫截面視圖，示出根據(jù)另一實(shí)施例的卷筒機(jī)構(gòu)；圖18是根據(jù)第一實(shí)施例的具有集成噴淋頭的雙級(jí)超濾裝置處于安裝位置時(shí)的局
9部分解的透視圖；圖19是圖18的裝置的橫截面視圖，其中顯示了相對(duì)于該裝置處于分解位置的主入口導(dǎo)管；圖20是根據(jù)另一實(shí)施例的具有集成噴淋頭的雙級(jí)超濾裝置的透視圖，示出與柔性導(dǎo)管附件處于分解狀態(tài)；圖21是圖20的裝置的橫截面視圖；圖22是雙級(jí)超濾裝置的端部透視圖，顯示了可互換噴嘴；圖23是圖22的裝置的橫截面視圖，顯示了可選的系留(tethered)密封帽；圖24A是根據(jù)第一實(shí)施例的耐磨移動(dòng)式水化包的正視圖，水凈化裝置包含在該水化包中作為其一部分；圖24B是圖24A的水化包的后透視圖；圖25是圖24A的內(nèi)部元件的分解局部透視圖；圖沈是處于第一狀態(tài)下的第一和第二囊的示意圖，所述第一和第二囊是圖24A的水化包的內(nèi)部元件的一部分；圖27是處于第二狀態(tài)下的圖沈的第一和第二囊的示意圖；圖觀是具有視覺檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的雙級(jí)超濾裝置的橫截面視圖；以及圖四是具有視覺檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的另一雙級(jí)超濾裝置的局部橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，圖1-4顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的雙級(jí)超濾裝置(濾筒)100。該超濾裝置100構(gòu)造并設(shè)計(jì)成使得其形成一種能在單個(gè)殼體110內(nèi)提供兩個(gè)過濾級(jí)(重復(fù)過濾)的便攜式裝置，如下所述，該裝置還具有輸送待過濾流體并使該流體流經(jīng)所述兩個(gè)過濾級(jí)的設(shè)備。更具體地，殼體110限定了主過濾級(jí)120和重復(fù)過濾級(jí)130，通常，該殼體的至少一部分大致為圓筒形并且包含縱向的半滲透空心纖維140束。所述半滲透空心纖維140用作一種過濾掉來自源112的輸入流體中的細(xì)菌、內(nèi)毒素以及其他不希望有的雜質(zhì)的設(shè)備，其導(dǎo)致輸入流體流經(jīng)所述兩個(gè)過濾級(jí)120、130后產(chǎn)生無菌流體。這種便攜式超濾裝置100可以用于需要或高度期望無菌流體的任意應(yīng)用中，包括飲用水、消毒醫(yī)療器械的流體等、醫(yī)護(hù)人員的身體清洗液、在線血液透析過濾液等，這僅是一些示例性應(yīng)用。任意用于這種目的的商用半滲透空心纖維140都可以使用。例如，半滲透空心纖維140具有多種尺寸，并且可以由聚合物例如聚砜制成，或者以纖維素為基。該雙級(jí)超濾裝置100可以認(rèn)為是具有一重復(fù)過濾元件(由第一和第二過濾級(jí)120 和130限定)，一使待過濾流體進(jìn)入并通過所述兩個(gè)過濾級(jí)120、130的泵機(jī)構(gòu)210，以及可選地，一用于儲(chǔ)存流體導(dǎo)管220的存儲(chǔ)隔間，所述流體導(dǎo)管220用于從流體源輸送待過濾流體?，F(xiàn)在詳細(xì)描述裝置100的重復(fù)過濾元件，在所示實(shí)施例中，過濾元件包括容納有半滲透空心纖維140的濾筒殼體110，所述空心纖維布置成限定第一和第二過濾級(jí)120、 130。僅出于說明目的，所述第一和第二過濾級(jí)120、130由同心布置的空心纖維140限定。 更具體地，第一過濾級(jí)120包括一環(huán)的形狀的第一組空心纖維140，該環(huán)徑向向外并且沿周向包圍與第二過濾級(jí)130關(guān)聯(lián)的第二組空心纖維140。因此，當(dāng)將纖維束分離成圓環(huán)狀級(jí)時(shí)，則形成一對(duì)同心的級(jí)。但是，半滲透空心纖維140的上述布置本質(zhì)上僅僅是示例性的，兩組空心纖維140 可以按任意數(shù)量的其他排列方式布置，包括各為半圓形的并排的空心纖維束。或者，與第一過濾級(jí)120關(guān)聯(lián)的第一組空心纖維140可以在中間布置成圓形纖維束，而與第二過濾級(jí)130 關(guān)聯(lián)的第二組空心纖維140布置成圓環(huán)(環(huán))形纖維束，該纖維束徑向向外并且沿周向包圍第一組空心纖維140。一般而言，與第一過濾級(jí)120關(guān)聯(lián)的空心纖維140的數(shù)量大致等于與第二過濾級(jí)130關(guān)聯(lián)的空心纖維140的數(shù)量；但是，只要空心纖維140的布置可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的流量和過濾速度，數(shù)量就不是關(guān)鍵的。設(shè)置集管空間(header space) 170，該集管空間限定出第一集管空間172，用于接收待過濾流體并將其導(dǎo)向第一過濾級(jí)120的第一組空心纖維140的內(nèi)腔。如下所述，在集管空間170中設(shè)置有第二集管空間174，以便允許二次(重復(fù))過濾后的流體從裝置100中排出。第一和第二集管空間172、174通常采用與第一和第二級(jí)120、130中的空心纖維140 的布置相同的總體形狀。更具體地，當(dāng)?shù)谝贿^濾級(jí)120由外部的圓環(huán)形纖維束限定，而第二過濾級(jí)130由內(nèi)部的圓形纖維束限定時(shí)，第一集管空間172是圓環(huán)(環(huán))形隔間的形式，其徑向向外并且與呈中央圓形空間的第二集管空間174同心。集管空間170設(shè)置成更靠近殼體110的第一端114而不是殼體110的第二端116， 并且形式為封閉的空腔或隔間。第一和第二內(nèi)集管空間172、174通過第一封裝化合物180 與裝置100的其余部分隔離開，第一封裝化合物180在殼體110的第一端114處圍繞空心纖維140的外表面形成密封。集管空間170可以是可拆卸類型，其可以旋擰在殼體110上。 第一集管空間172可通過0形環(huán)等(未示出)與外部環(huán)境隔離，0形環(huán)抵靠在第一封裝化合物180上密封。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，在這種構(gòu)造中第一集管空間170還可以永久地連接，還可以使用其他的方法、例如卡扣配合類型的構(gòu)造連接。待過濾流體優(yōu)選沿切向流動(dòng)方向經(jīng)入口 182進(jìn)入第一集管空間172，從而在流體進(jìn)入與第一過濾級(jí)120關(guān)聯(lián)的空心纖維140之前，在界面184處更加均勻地灌注到第一集管空間172。在本實(shí)施例中，界面184是第一封裝化合物180的上表面。界面184優(yōu)選包括聚氨酯界面結(jié)構(gòu)。第一集管空間172可以通過幾種方法與第二集管空間174隔離。例如， 第一集管空間172可以通過環(huán)狀壁188與第二集管空間174隔離，該環(huán)狀壁188將第一集管空間170的集管空間分成相應(yīng)的第一和第二空間172、174。優(yōu)選地，該內(nèi)壁188形成為集管空間170的一體部分。內(nèi)壁188從集管空間170上部的內(nèi)表面朝著纖維140向內(nèi)延伸。 為了在第一和第二集管空間172、174之間提供密封，可以使用內(nèi)0形環(huán)并將其設(shè)置在內(nèi)壁的端部，其在該端部的相對(duì)位置連接到集管空間170。當(dāng)集管空間170與界面180交界時(shí)， 所述內(nèi)0形環(huán)起到密封作用。因此，內(nèi)壁188用于將空心纖維140部分分隔成第一段和第二段，分別對(duì)應(yīng)于第一和第二過濾級(jí)120、130?？招睦w維140的分隔可以使用多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)，包括但不限于在封裝 (potting)過程之前將內(nèi)壁188的端部或分隔件插入靠近殼體110第一端的空心纖維140 束中。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，分隔件可以是由合適的材料例如塑料制成的圓環(huán)。分隔件在空心纖維140的第一端將單獨(dú)的圓柱形空心纖維束140分成第一纖維段121(在這里稱作外纖維束環(huán))和第二纖維段131(在這里稱作內(nèi)圓柱纖維束)。換句話說，外纖維束環(huán)121環(huán)繞所述內(nèi)圓柱束131。分隔件還可以具有雙重目的，用作內(nèi)0形環(huán)的0形環(huán)座。外纖維束環(huán)121與第一集管空間172流體連通，內(nèi)纖維束131與第二集管空間174流體連通。在封裝過程中，分隔件可以嵌入第一封裝化合物180內(nèi)。所述分隔件優(yōu)選由相對(duì)非剛性的塑料例如聚乙烯制成，這樣可以修整成與第一封裝化合物180齊平。或者，如圖所示，當(dāng)?shù)谝患芸臻g170不是可拆卸類型時(shí)，與該集管空間170 —體形成的內(nèi)壁188可通過僅僅在封裝過程之前插入纖維束140而用作分隔件。在所示實(shí)施例中，有許多不同的方法用于將第一集管帽空間分成第一和第二集管空間172、174，以及將纖維束140分成外纖維束121和內(nèi)纖維束131。例如，共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No. 6719907中公開了不同的方法，其內(nèi)容通過整體引用結(jié)合于此。待過濾流體通過入口 182進(jìn)入第一集管空間172，入口 182可以是任意類型的合適的流體連接口。一旦安裝，集管空間170限定出兩個(gè)內(nèi)集管空間，即主要的第一集管空間 172和次要的第二集管空間174。如前所述，第一、第二集管空間172、174通過第一封裝化合物180與殼體110的過濾空間隔開，所述第一封裝化合物180圍繞纖維140的外部和殼體110的內(nèi)側(cè)端部密封。所述第一纖維段121構(gòu)成主過濾級(jí)120。流體流入纖維140并橫穿各纖維140的纖維膜，所述纖維膜有效地從流體中去除細(xì)菌和內(nèi)毒素以及其他不希望有的雜質(zhì)等。由于(與兩個(gè)級(jí)120、130關(guān)聯(lián)的)空心纖維140的相對(duì)端部已經(jīng)被第二封裝化合物181密封，所有的流體被迫橫穿所述纖維膜。由于存在的壓力差，在第一纖維段121內(nèi)流動(dòng)的流體被引導(dǎo)橫穿纖維膜140，其中，第一纖維段121的纖維的周圍區(qū)域的壓力低于第一段121的纖維140的內(nèi)部的壓力。已經(jīng)殺菌過濾的流體停留在空心纖維140周圍的內(nèi)部過濾空間。隨后，該空間內(nèi)的壓力驅(qū)使流體進(jìn)入第二段131的纖維140。流體穿過這些纖維140的膜進(jìn)入纖維內(nèi)腔(內(nèi)腔)并且二次過濾。這樣，第二纖維段131構(gòu)成所述的重復(fù)過濾級(jí)130。然后，二次過濾的無菌流體進(jìn)入第二內(nèi)集管空間174，穿過排出導(dǎo)管196(如所示， 其也作為內(nèi)壁188)并從出口 198流出。簡(jiǎn)而言之，排出導(dǎo)管196僅將二次過濾后的流體從第二集管空間174轉(zhuǎn)移到使用所述二次過濾流體等的另一位置。因此，排出導(dǎo)管196僅是沿流動(dòng)路徑約束和引導(dǎo)二次過濾流體、使得該二次過濾流體不與其他流體例如待過濾的原料液接觸的某種結(jié)構(gòu)。在所示實(shí)施例中，排出導(dǎo)管196是從裝置100的過濾元件運(yùn)載所述二次過濾流體并使其離開裝置100的管子等的形式。因此，排出導(dǎo)管196可以是從裝置100 向外延伸的一段管子，從而其超出殼體110的第一端114終止。因此，排出導(dǎo)管196的開口端能相對(duì)于接收和儲(chǔ)存所述二次過濾流體的容器等定位。同樣，排出導(dǎo)管196的開口端能方便地流體連接到接收二次過濾流體的其他裝置，例如，當(dāng)二次過濾流體是無菌注射液時(shí)， 裝置是血液透析機(jī)。出口(排放口)198的壓力比過濾器上其他位置的壓力低，由此使流體沿著前述流動(dòng)路徑流動(dòng)，進(jìn)入第一段121的纖維140的流體被引導(dǎo)橫穿兩個(gè)分離的纖維膜，從而流入第二集管空間174并最終通過出口 198流出。過濾(殺菌)級(jí)120、130中流體的總體流動(dòng)如箭頭描述。實(shí)線箭頭表示內(nèi)腔內(nèi)的流體流動(dòng)，而虛線表示在級(jí)120、130之間的流動(dòng)?？蛇x地，殼體110可以包括一個(gè)或多個(gè)與過濾空間流體連通的罩殼口(未示出)。 在過濾器的正常運(yùn)行過程中，罩殼口被密封，但可以用于裝置100的起動(dòng)和測(cè)試。所述罩殼口可以是適于實(shí)現(xiàn)防漏連接的任何類型，并且在起動(dòng)加注操作期間，無菌流體能被泵入所述罩殼口，在那里氣體被排出過濾室和纖維140內(nèi)腔，最終從兩個(gè)集管口 182、198排出。盡管通過入口 182起動(dòng)加注由于纖維140的一端被塞住而導(dǎo)致纖維140中存在有夾入的空氣，這種設(shè)計(jì)仍是一種有利的方法。這些罩殼口也用于檢測(cè)纖維泄漏，例如執(zhí)行氣壓衰減測(cè)試。通過將氣體泵入過濾室125，可以有利地同時(shí)測(cè)試兩個(gè)過濾級(jí)120、130的纖維140。如前所述，存在其他將集管空間170連接到殼體端部的方法。所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，還存在幾種額外的方法。這些方法的其中一些在前面結(jié)合的’ 907專利的圖 5-6中顯示。裝置100的泵機(jī)構(gòu)200構(gòu)造成將源112中的原料液(未過濾的水)輸送到第一集管空間172中，流體然后可流入與該集管空間流體連通并與第一過濾級(jí)120關(guān)聯(lián)的開口纖維140。更具體地，第一導(dǎo)管220為管子等的形式，其在泵機(jī)構(gòu)200的操作下能將源112中的流體運(yùn)送到臨時(shí)的流體保持室202中，該保持室形成為泵機(jī)構(gòu)200的一部分，優(yōu)選地一體連接到殼體110上并形成為該殼體的一部分。在下文中可以清楚地看出，具有許多執(zhí)行預(yù)期功能的不同的泵機(jī)構(gòu)200，因此，所示的泵機(jī)構(gòu)200實(shí)質(zhì)上僅是示例性的，不是用于限制本發(fā)明的范圍。圖1-4示出了活塞泵形式的泵機(jī)構(gòu)200。所述活塞泵200包括容納在保持室202中的可軸向移動(dòng)的活塞或柱塞元件210。與注射器結(jié)構(gòu)相似，所述活塞210是細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，具有第一端212以及相對(duì)的第二端214，其中，第一端212是自由端，可以被用戶握持和操作，由此使活塞210在保持室202 內(nèi)軸向移動(dòng)?？梢栽诘谝欢?12上設(shè)置手柄213，使用戶能更方便地握持和操作并且在保持室202內(nèi)軸向移動(dòng)活塞210。在所述第二端214，活塞/柱塞210包括塞子216，其與保持室202的內(nèi)壁接觸并與內(nèi)壁形成密封，同時(shí)使活塞210能在保持室202內(nèi)自由滑動(dòng)。根據(jù)所示實(shí)施例，塞子216是由合適的材料例如彈性體制成的盤狀結(jié)構(gòu)或密封件，其抵靠在保持室202的內(nèi)壁上密封。 當(dāng)塞子216位于保持室202的兩端之間時(shí)，塞子216由此將保持室202分成兩個(gè)隔間，空間大小根據(jù)塞子216所處的位置不同而變化。第一導(dǎo)管220與保持室202流體連通，從而源112的流體穿過進(jìn)口或入口 207進(jìn)入保持室202的內(nèi)部，流體被接納和儲(chǔ)存在那里。保持室202的形狀需要與塞子216的形狀互補(bǔ)，從而使塞子216能抵靠在保持室的內(nèi)表面上密封。保持室202構(gòu)造成容積足夠大， 從而當(dāng)保持的流體如下所述從保持室202排出時(shí)，會(huì)形成足夠的排放壓力，驅(qū)動(dòng)大量的優(yōu)選足夠多的流體穿過第一和第二過濾級(jí)120、130，然后從出口 198流出。入口 207可以是接頭桿等，其限定出進(jìn)入內(nèi)部隔間(保持室)202的入口。因此， 第一導(dǎo)管220可與入口 207密封配合，從而源112的流體能直接流入保持室202。但是，只要第一導(dǎo)管220能與之密封配合，入口 207可以是任意其他形式。保持室202還具有與第一集管空間172流體連通的出口 209，從而流體能在泵機(jī)構(gòu) 200的作用下從保持室202排出輸送到第一過濾級(jí)120中。出口 209可以采取任意不同的形式，包括接頭桿等，使第二導(dǎo)管222能在出口 209和與第一集管空間172關(guān)聯(lián)的入口 182 之間流體連接。所述第二導(dǎo)管222由此成為將內(nèi)保持室222流體連接到第一集管空間172 的橋接導(dǎo)管。第二導(dǎo)管222可以與第一導(dǎo)管220相似，從而，其能為將來自保持室202的原料液運(yùn)送到第一集管空間172的一段管子等的形式。優(yōu)選地，入口 207與第一導(dǎo)管220之間以及出口 209與第二導(dǎo)管222之間的連接在所述兩個(gè)元件之間提供了密封界面。應(yīng)該意
13識(shí)到，第一導(dǎo)管220作為將原料液輸送到保持室202的入口導(dǎo)管，而第二導(dǎo)管222用作將原料液從保持室202輸送到過濾元件、更具體地第一集管空間172的出口導(dǎo)管。第一單向止回閥230設(shè)置在第一導(dǎo)管220內(nèi)控制穿過第一導(dǎo)管220的流體流動(dòng)， 第二單向止回閥232設(shè)置在第二導(dǎo)管220內(nèi)控制穿過第二導(dǎo)管220的流體流動(dòng)。眾所周知， 單向止回閥用于使流體僅沿一個(gè)方向流動(dòng)，就第一止回閥230而言，該閥230用于使流體僅沿著從水源112向保持室202的方向流動(dòng)，因此，當(dāng)柱塞(活塞)210朝殼體110的第一端 114移動(dòng)以排出儲(chǔ)存的流體時(shí)，該流體不能從第一導(dǎo)管220回流到流體源112中。類似地， 第二止回閥232用于使流體僅沿著從保持室202向第一集管空間172的方向流動(dòng)，因此，當(dāng)柱塞210朝第一端114移動(dòng)時(shí)，從保持室202中排出的流體僅沿著從保持室202向第一集管空間172的方向流動(dòng)。類似地，當(dāng)柱塞210朝第二端116移動(dòng)以將流體抽到保持室202 時(shí)，第二止回閥232用于防止流體從第二導(dǎo)管222回流到保持室202中。所述雙級(jí)超濾裝置100構(gòu)造成一種小型便攜式裝置，在邊遠(yuǎn)位置或沒有過濾流體的位置提供重復(fù)流體過濾。為了操作該裝置100并生產(chǎn)大量的過濾流體，第一導(dǎo)管220的遠(yuǎn)端設(shè)置成與待處理的原料液源112之間流體連通。然后，運(yùn)行泵機(jī)構(gòu)200，當(dāng)用戶朝著殼體110的第二端116在保持室202內(nèi)連續(xù)移動(dòng)柱塞210時(shí)，原料液穿過第一導(dǎo)管220進(jìn)入保持室202內(nèi)。當(dāng)用戶連續(xù)沿著該方向移動(dòng)柱塞210時(shí)，可儲(chǔ)存流體的空間增加。一旦用戶已經(jīng)向保持室202內(nèi)抽入了足夠量的流體，或者柱塞210已經(jīng)達(dá)到其行程終點(diǎn)，用戶隨后將原料液引入第一過濾級(jí)120，隨后通過沿相反的方向、即朝向殼體110 的第一端114的方向移動(dòng)柱塞210，使原料液最終進(jìn)入第二過濾級(jí)130。塞子216由此將儲(chǔ)存的流體從保持室202驅(qū)出或排出，并且，由于第一止回閥230防止排出的儲(chǔ)存流體進(jìn)入第一導(dǎo)管220，流體被迫穿過出口 209進(jìn)入第二導(dǎo)管232，在那里流經(jīng)入口或進(jìn)口 182進(jìn)入第一集管空間172。由于排出導(dǎo)管196中內(nèi)壁(分隔件)188的存在，進(jìn)入第一集管空間172的原料液不能流入第二纖維束131的開口端，而是流入第一纖維束121的內(nèi)部(內(nèi)腔)。流體隨后被過濾，如上所述，第一過濾級(jí)120的纖維140的內(nèi)腔內(nèi)的流體橫穿各纖維的纖維膜， 這樣有效地去除原料液中的細(xì)菌、內(nèi)毒素、其他不希望有的物質(zhì)等。由于空心纖維140的相對(duì)端被第二封裝化合物181密封，所有的流體被迫橫穿纖維膜。然后，由于存在壓力差，在過濾隔間或空間內(nèi)流動(dòng)的流體被引導(dǎo)橫穿與第二過濾級(jí)130關(guān)聯(lián)的纖維膜，并進(jìn)入第二纖維束131的纖維內(nèi)腔中進(jìn)行第二次過濾。這樣，第二纖維束131構(gòu)成所述的重復(fù)過濾級(jí)。然后，二次過濾的流體流入第二集管空間174并從出口 198流出，在那里可按希望的方式處理，例如，其可以被引入存儲(chǔ)容器?？梢园◣追N其他可選的結(jié)構(gòu)，作為該裝置100的設(shè)計(jì)的部分。具體而言，可以提供鎖定機(jī)構(gòu)Mo，用于牢固地容納和鎖定泵手柄213。在所示實(shí)施例中，鎖定機(jī)構(gòu)240為卡扣的形式，其摩擦地容納并牢固地夾持活塞210的手柄213，以防止活塞210無意間在保持室202內(nèi)軸向移動(dòng)?？?40還用于限制手柄213的旋轉(zhuǎn)，以防止柱塞210在運(yùn)輸和/或存儲(chǔ)期間無意間旋轉(zhuǎn)。此外，裝置100可具有卷筒機(jī)構(gòu)250，用于卷繞或展開第一導(dǎo)管220，所述第一導(dǎo)管 220與流體源112流體連通地設(shè)置。卷筒機(jī)構(gòu)250可以采取任意其他的形式，包括軟管盤領(lǐng)域常用的那些形式。例如，圖1-4的卷筒機(jī)構(gòu)250通常包括設(shè)置在殼體110的第一端114 處的旋轉(zhuǎn)殼體或體部252，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，殼體252可以相對(duì)于相鄰的集管空間170以及排出導(dǎo)管196旋轉(zhuǎn)。事實(shí)上，由于形式為出口噴管，排出導(dǎo)管196貫穿殼體252并從殼體中伸出。應(yīng)該意識(shí)到，殼體252限定了干燥隔間254，當(dāng)裝置100未使用時(shí)，第一導(dǎo)管220可以卷繞在干燥隔間內(nèi)，當(dāng)裝置100在使用中時(shí)，第一導(dǎo)管220可從其中展開。實(shí)際上，根據(jù)卷筒機(jī)構(gòu)250的操作以及為了適應(yīng)該操作，第一導(dǎo)管220可以分成幾段。更具體地，第一導(dǎo)管220的第一段穿過殼體252上形成的第一開口 259并終止于被放置在流體源112內(nèi)的第一導(dǎo)管220的端部。第一導(dǎo)管220的該端部可以包括漂浮元件(浮子)231，該漂浮元件使第一導(dǎo)管的這一特定段漂浮。第一導(dǎo)管220的該端部還可以包括篩子或網(wǎng)狀物233，用于從流體源112中初步過濾掉大物質(zhì)。第一導(dǎo)管220的第二段與第一段流體連通，并在一端流體連接到通往保持室202的入口 207上。由于第二段連接到固定不動(dòng)的保持室202(泵機(jī)構(gòu)200)上，卷筒機(jī)構(gòu)250設(shè)計(jì)成這樣操作第二段基本固定，不隨殼體252而轉(zhuǎn)動(dòng)，第一導(dǎo)管220的第一段能繞著排出導(dǎo)管196而卷繞。圖2-4更詳細(xì)地顯示了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的卷筒機(jī)構(gòu)250。卷筒機(jī)構(gòu)250的殼體252包括固定連接到過濾元件的殼體110的第一端114的第一部分256。第一部分256 不能旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體110上，而殼體252的第二部分260可旋轉(zhuǎn)地安裝到第一部分256 上并且密封地與其流體連通，從而，當(dāng)?shù)诙糠?60相對(duì)于第一部分256如下所述旋轉(zhuǎn)時(shí)， 流體能密封地從第二部分260傳輸?shù)降谝徊糠?56。第二部分沈0由外罩殼262形成，外罩殼沈2限定了干燥隔間254。第二部分沈0 包括設(shè)置在外罩殼262內(nèi)的第一芯體部件沈4，以及同樣設(shè)置在外罩殼262內(nèi)的第二芯體部件270。在所示實(shí)施例中，排出導(dǎo)管196以及第一和第二芯體部件沈4、270相互之間都是同心的，第二芯體部件270是徑向最內(nèi)部的部件，而外罩殼262是徑向最外部的部件。所示實(shí)施例中顯示的部件沈4、270是圓柱形的，但是，第一和第二芯體部件沈4、270的形狀可以采用任意不同的形式。第二芯體部件270固定連接到外罩殼262上，從而外罩殼沈2的旋轉(zhuǎn)能造成這兩個(gè)部件同時(shí)旋轉(zhuǎn)，第一芯體部件264卻由于安裝在排出導(dǎo)管196上而相對(duì)于這兩個(gè)部件固定不動(dòng)?？拷谝恍倔w部件264的一端是開口 274，該開口形成進(jìn)入內(nèi)隔間276的入口。第一芯體部件264和排出導(dǎo)管196平放在所述內(nèi)隔間276內(nèi)，但是，在第一芯體部件264與第二芯體部件270的內(nèi)表面之間形成有環(huán)形空間。如前所述，第一導(dǎo)管220被分成第一段233和第二段235，第一段233流體連接到第二部分260上，并且其遠(yuǎn)端放置在流體源112中。第二段235在第一部分256和保持室 202的入口 207之間流體連通。第一段233的一端235流體連接到開口 274上，從而在第一段233內(nèi)流動(dòng)的流體密封地流入內(nèi)隔間276內(nèi)。開口 259形成在外罩殼262上，從而第一段233穿過開口 259并在終止于開口 274之前圍繞第一芯體部件264卷繞。第二芯體部件270是穿孔的空心部件(有小孔的圓筒)，從而流體能流經(jīng)其圓筒壁上形成的多個(gè)開口 267進(jìn)入它的內(nèi)隔間沈9。因此，在流體流入內(nèi)隔間276后，流體流經(jīng)開口 267進(jìn)入內(nèi)隔間沈9。第一芯體部件沈4的一端與第一部分256流體連通，從而使內(nèi)隔間沈9內(nèi)流動(dòng)的流體直接流入中間流體保持空腔或隔間觀0，該空腔或隔間觀0由第一部分256的體部結(jié)構(gòu)形成。如圖所示，隔間280是圍繞排出導(dǎo)管196形成的環(huán)形隔間。在所示實(shí)施例中，第二芯體部件270的一端277具有位于隔間觀0內(nèi)的多個(gè)開口或端口 279，第二芯體部件270的相對(duì)端被密封，從而，當(dāng)更多的流體被泵入內(nèi)隔間276369中時(shí)，流體必定流經(jīng)開口 279進(jìn)入隔間觀0。中間隔間觀0的外壁上形成有出口或開口觀2。第二段235的一端密封地流體連接到出口 282上，第二段235的相對(duì)端密封地流體連接到保持室202的入口 207上。因此， 流入隔間觀0的流體直接流入第二段235到保持室202。應(yīng)該意識(shí)到，通過簡(jiǎn)單地將外罩殼262相對(duì)于裝置100的其余部分旋轉(zhuǎn)，在不干擾原料液流入第一過濾級(jí)120的情況下，用戶能將第一導(dǎo)管220的第一段233卷入由外罩殼 262形成的干燥隔間254內(nèi)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5-10，其中顯示了根據(jù)另一實(shí)施例的雙級(jí)超濾裝置300。裝置300與裝置100類似，從而，相同的元件使用相似的附圖標(biāo)記，并且因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)參照第一實(shí)施例詳細(xì)進(jìn)行了描述，這里不再詳細(xì)描述。裝置300和裝置100之間的主要區(qū)別在于泵機(jī)構(gòu)，泵機(jī)構(gòu)用于使生的未過濾流體穿過第一和第二過濾級(jí)120、130以生產(chǎn)出二次過濾流體。與圖1所示的裝置具有活塞泵機(jī)構(gòu)200不同，裝置300具有泵機(jī)構(gòu)310，其仍然是與機(jī)構(gòu)200類似的手動(dòng)操作系統(tǒng)。泵機(jī)構(gòu)310是波紋管型構(gòu)造，位于殼體110的第二端116。泵機(jī)構(gòu)310的波紋管構(gòu)造使得使用者能從源112中抽吸流體并通過波紋管的展開將流體儲(chǔ)存在臨時(shí)保持位置，然后，使用者通過簡(jiǎn)單地將波紋管縮回閉合位置而排出保持的流體。一個(gè)示例性的泵機(jī)構(gòu)310包括帽320，其被用戶握持和操作以打開和封閉波紋管結(jié)構(gòu)330。帽320可以采用任意不同的形狀，包括如圖所示的大致圓形。帽320由限定出內(nèi)部空腔324的體部322形成。帽320的內(nèi)部空腔324的尺寸應(yīng)該足夠大，從而當(dāng)帽320處于閉合鎖定位置時(shí)，波紋管結(jié)構(gòu)330可以儲(chǔ)存在其中。簡(jiǎn)而言之，波紋管結(jié)構(gòu)(波紋管)330是一種可以這種方式變形的結(jié)構(gòu)，即通過改變其容積以將受控量的流體輸送至受控位置。波紋管330具有第一端332和相對(duì)的第二端 334，其中，第一端332連接到殼體110的第二端116的內(nèi)壁。波紋管330的第二端334具有增強(qiáng)環(huán)結(jié)構(gòu)336等，以輔助將第二端334連接到帽320上。例如，帽320的內(nèi)端壁可包括一個(gè)或多個(gè)接合和/或容納所述環(huán)結(jié)構(gòu)336的薄片(tab)或凹槽338，從而牢固地但可旋轉(zhuǎn)地將環(huán)結(jié)構(gòu)336連接到帽320上。更具體地，由于環(huán)結(jié)構(gòu)336和保持薄片338的設(shè)計(jì)，帽 320能相對(duì)于固定不動(dòng)的波紋管330旋轉(zhuǎn)。波紋管330的第一端332是開口端，第二端334是封閉端，從而波紋管330包括接收和儲(chǔ)存生的未過濾流體的空腔或者儲(chǔ)存或保持隔間340，如下所述。由于波紋管結(jié)構(gòu)330 的可變形特性，保持隔間340的容積是變化的，當(dāng)波紋管330完全打開時(shí)，容積最大，當(dāng)波紋管330完全閉合時(shí)，容積最小。波紋管結(jié)構(gòu)330具有多種功能，包括其操作產(chǎn)生必要的壓力差，使流體首先流入第一導(dǎo)管220，然后流入波紋管330的保持室，以及，提供在生的未過濾流體被排入第一集管帽172之前保持所述流體的密封保持室。優(yōu)選地，這種類型的泵機(jī)構(gòu)310在未使用時(shí)可以牢固地固定到裝置300的殼體110 上，如同它被儲(chǔ)存和/或運(yùn)輸時(shí)那樣。牢固固定該泵機(jī)構(gòu)310的設(shè)備可以采用任意不同的形式，例如卡扣配合裝置、摩擦配合或其他機(jī)構(gòu)配合、或者通過使泵機(jī)構(gòu)310保持在閉合位置的間隔開的磁體。在所示實(shí)施例中，泵機(jī)構(gòu)310通過在泵機(jī)構(gòu)的帽320和殼體110上形成
16的互補(bǔ)螺紋保持在適當(dāng)位置。更具體地，帽320包括內(nèi)螺紋321，而殼體110的第二端116 包括互補(bǔ)的外螺紋117，使得帽320通過螺紋固定到殼體110上導(dǎo)致波紋管330被保持在閉合的縮進(jìn)位置。泵機(jī)構(gòu)310包括入口導(dǎo)管，在這里，入口導(dǎo)管包括第一導(dǎo)管220的第二段235，用于將生的未過濾流體輸送到波紋管結(jié)構(gòu)330的保持/儲(chǔ)存隔間340。更具體地，根據(jù)本實(shí)施例，第二段235從第一部分256形成的流體保持空腔或隔間280延伸到波紋管存儲(chǔ)隔間 340的入口 342。因此，第一導(dǎo)管220的第一和第二段233、235用于將生的未過濾流體輸送到隔間340中，流體在被輸送到第一過濾級(jí)之前暫時(shí)儲(chǔ)存在那里。第二段235的位置不是非常關(guān)鍵，但是，為了緊湊和方便使用，第二段235通?；蛘甙跉んw110內(nèi)或者連接到殼體110的外壁并沿其延伸。在所示實(shí)施例中，第二段235顯示成包含在殼體110內(nèi)，使得空心過濾纖維140包圍第二段235。換句話說，第二段235是管狀結(jié)構(gòu)，與空心纖維140在殼體110內(nèi)混合。為了降低第二段235對(duì)空心纖維140的任何影響，第二段235可以緊靠殼體110的內(nèi)壁設(shè)置并與該內(nèi)壁接觸。應(yīng)該意識(shí)到，當(dāng)?shù)诙?35設(shè)置在殼體110的內(nèi)部時(shí)，第二段235穿過第一和第二封裝化合物180、181，所述封裝化合物用于牢固定位第二段 235并將其保持在適當(dāng)位置。泵機(jī)構(gòu)310還包括出口導(dǎo)管350，用于將臨時(shí)儲(chǔ)存在隔間340中的生的未過濾流體輸送到第一過濾級(jí)120。出口導(dǎo)管350與其他流體運(yùn)送導(dǎo)管的相似之處在于它是細(xì)長(zhǎng)空心結(jié)構(gòu)，從隔間；340的出口 344延伸到第一集管空間172，流體在那里流入第一過濾級(jí)120的纖維束121。與入口導(dǎo)管類似，出口導(dǎo)管350的位置也不是非常關(guān)鍵。但是，為了緊湊和方便使用，出口導(dǎo)管350通常包含在殼體110內(nèi)或者連接到殼體110的外壁并沿其延伸。在所示實(shí)施例中，出口導(dǎo)管350顯示成包含在殼體110內(nèi)，使得空心過濾纖維140至少部分包圍出口導(dǎo)管350。與第一實(shí)施例類似，泵機(jī)構(gòu)310包括第一和第二單向止回閥230、232。第一單向止回閥230可以設(shè)置在隔間340的入口 342或者靠近該入口(不是在第二段335上就是在入口 342上)，并且設(shè)計(jì)成僅讓流體進(jìn)入內(nèi)隔間340，而不讓它從那里流回導(dǎo)管235，或者如圖 8所示，該第一單向止回閥設(shè)置在隔間280上或者靠近該隔間。第二單向止回閥232可以設(shè)置在隔間340的出口 344或者靠近該出口(不是在導(dǎo)管上就是在出口上)，并且設(shè)計(jì)成僅讓流體從內(nèi)隔間340進(jìn)入出口導(dǎo)管350。在所示實(shí)施例中，閥232設(shè)置在隔間280處或者靠近該隔間，如圖7所示。因此，當(dāng)通過牽拉帽320和附接的波紋管330遠(yuǎn)離殼體110的第二端而操作波紋管結(jié)構(gòu)330時(shí)，波紋管330開始展開并在第一導(dǎo)管220 (第一和第二段233、235) 中形成負(fù)壓，由于第一止回閥230打開，第二止回閥232關(guān)閉，因此，從源112中抽吸的流體穿過第一導(dǎo)管220進(jìn)入波紋管330的內(nèi)隔間340并儲(chǔ)存在那里。一旦用戶已經(jīng)抽吸了預(yù)期量的流體到內(nèi)隔間340中或者內(nèi)隔間340是滿的，那么用戶在帽320和波紋管330上反向施力，將兩者都推向殼體110的第二端。這種反向施加的壓力使第一止回閥230關(guān)閉，而第二止回閥232打開，儲(chǔ)存在隔間340內(nèi)的流體隨后被排入出口導(dǎo)管350，在那里朝向第一集管空間172流動(dòng)并流入其中，然后流入纖維束121，最終流入纖維束131中，由此二次過濾所述流體。裝置300的過濾操作與裝置100相同，因此不再詳細(xì)描述?，F(xiàn)在參考圖11-14，其中顯示了根據(jù)另一實(shí)施例的雙級(jí)超濾裝置400。裝置400與裝置300以及裝置100類似，不同之處在于，裝置400是可拆卸腳踏隔膜(波紋管)泵機(jī)構(gòu) 410，而不是手持波紋管類型泵。在該實(shí)施例中，泵機(jī)構(gòu)410包括可拆卸腳踏隔膜泵420，其包括第一部分422、第二部分424、以及連接在第一和第二部分422和4M之間的隔膜(波紋管)部件430，第一部分422用于放置在固體表面例如地面上。與波紋管330相同，隔膜 430是內(nèi)部容積可變化的可展開/可變形部件，由此在導(dǎo)管系統(tǒng)內(nèi)形成壓力差。由于內(nèi)部空腔或隔間432必須能儲(chǔ)存生的未過濾流體，隔膜430密封連接到第一和第二部分422、似4 上。在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二部分422、似4是彈簧加載的，從而，在平衡/靜止位置，第二部分4M被從第一部分422偏壓在打開位置，造成當(dāng)?shù)诙糠?M從第一部分422 上釋放時(shí)，隔膜430完全展開。第一和第二部分422、似4優(yōu)選包括鎖定結(jié)構(gòu)，以使兩個(gè)部分能選擇性地鎖定在一起。例如，第一部分422包括第一鎖定結(jié)構(gòu)423，第二部分4M包括第二鎖定結(jié)構(gòu)425，使兩個(gè)部分422、似4能鎖定在一起從而緊湊儲(chǔ)存該裝置400。第一和第二鎖定結(jié)構(gòu)423、425可以采取任意不同的構(gòu)造，包括卡扣、鎖定薄片、鉤環(huán)、或者如圖所示的摩擦機(jī)械配合等。第二段235密封地流體連接到隔間432，允許生的未過濾流體從流體源112輸送到隔間432中。與裝置300類似，一段長(zhǎng)度的第二段235在殼體110內(nèi)延伸，但是在本實(shí)施例中，第二段235伸出殼體110的第二端的長(zhǎng)度很長(zhǎng)，從而使泵機(jī)構(gòu)410能放置在地面上。由于泵機(jī)構(gòu)410通常放置在遠(yuǎn)離殼體110的地面上，第二段235和出口導(dǎo)管350 的長(zhǎng)度大于上述手持實(shí)施例中的長(zhǎng)度，從而泵機(jī)構(gòu)410能設(shè)置在相對(duì)于殼體110更遠(yuǎn)的位置。第二段235和出口導(dǎo)管350與前面實(shí)施例中的功能相同，其中，它們將生的未過濾流體引導(dǎo)到隔間432中，然后使其進(jìn)入第一集管空間172。在一個(gè)實(shí)施例中，第一部分422具有結(jié)合在其中的導(dǎo)管存儲(chǔ)區(qū)域，用于儲(chǔ)存第二段235以及從殼體110的第二端伸出到泵機(jī)構(gòu)410的出口導(dǎo)管350。更具體地，面對(duì)并靠近殼體110的第二端設(shè)置的第一部分422的下側(cè)可包括用作存儲(chǔ)區(qū)域的空心空間?？梢园ū３纸Y(jié)構(gòu)(例如多個(gè)保持薄片等)作為第一部分422的下側(cè)的一部分，從而，一旦導(dǎo)管235、 350被卷入存儲(chǔ)區(qū)域，那么導(dǎo)管235、350被牢固保持在那里。這使導(dǎo)管(管子)能被儲(chǔ)存， 從而能通過第一部分422上形成的內(nèi)螺紋440和殼體110上形成的互補(bǔ)外螺紋422將第一部分422牢固連接到殼體110上。相應(yīng)地，當(dāng)?shù)谝缓偷诙糠?22、似4相互牢固地固定，且第一部分422螺紋緊固在殼體110的第二端時(shí)，泵機(jī)構(gòu)410牢固連接到殼體110上以便輸送和儲(chǔ)存裝置400?；蛘撸鐖D12-14所示，可以提供導(dǎo)管存儲(chǔ)區(qū)域4 作為殼體110的一部分，特別地，殼體110延伸超出第二封裝化合物181，從而形成內(nèi)部空腔(導(dǎo)管存儲(chǔ)區(qū)域429)，其限定了環(huán)形側(cè)壁441和端壁443，端壁443上形成有開口，用于與入口和出口導(dǎo)管235、350連
ο存儲(chǔ)區(qū)域4 構(gòu)造成使泵機(jī)構(gòu)410能牢固連接到殼體110上，而不存在過長(zhǎng)的導(dǎo)管。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，提供一對(duì)接頭導(dǎo)管235’、350’，并且第一端分別連接到導(dǎo)管235、350 的互補(bǔ)接頭。接頭導(dǎo)管235’、350’的相對(duì)的第二端可以分別連接到接頭463、461上，從而使導(dǎo)管235、350與波紋管430的內(nèi)存儲(chǔ)隔間432流體連接。當(dāng)需要完全存儲(chǔ)該裝置時(shí)，由于體部422通過螺紋緊固在殼體110上，接頭導(dǎo)管235’、350’可以從接頭463、461和導(dǎo)管235、350上拆開，并整齊地儲(chǔ)存在區(qū)域429內(nèi)。圖14顯示了拆卸狀態(tài)的接頭導(dǎo)管235’、350’。與其他實(shí)施例相同，提供第一和第二單向止回閥230、232并且將它們?cè)O(shè)置在第二段235和出口導(dǎo)管350內(nèi)。閥230、232的工作方式與前面針對(duì)裝置300描述的工作方式相同。為了操作裝置400，將泵機(jī)構(gòu)410從殼體110上拆開，并將第一和第二部分422、 似4放置在地面上。接下來，將第一和第二部分422、似4相互分開，所述的彈簧加載設(shè)計(jì)使第二部分4M從第一部分422向外偏壓，由此使隔膜430展開。這造成原料液被吸入隔間 432。為了排出儲(chǔ)存在隔間432內(nèi)的原料液，用戶將他/她的腳放在第二部分似4上，然后在第二部分似4上朝第一部分422的方向施壓，由此將隔膜430縮回/壓縮到閉合位置。當(dāng)隔膜430被壓縮時(shí)，儲(chǔ)存在那里的流體被排入到出口導(dǎo)管350中，并在其中流入第一集管空間172，在那里流入到第一過濾級(jí)120的纖維束121中。如圖11所示，排出導(dǎo)管196的遠(yuǎn)端包括可拆除的蓋或帽211，其通過柔性接頭帶 213連接到排出導(dǎo)管196的外壁上。圖15顯示了根據(jù)另一示例性實(shí)施例的雙級(jí)超濾裝置500。該裝置500與裝置300 類似，因此，這里僅詳細(xì)描述兩裝置之間的區(qū)別。裝置500基于一種手動(dòng)波紋管/隔膜泵機(jī)構(gòu)。但是，與前面的實(shí)施例不同，裝置500包括杠桿泵機(jī)構(gòu)510。可展開/可縮回的隔膜 (波紋管)330連接到殼體110的第二端，并且連接到可旋轉(zhuǎn)地安裝在隔膜330上的帽320。在這一實(shí)施例中，殼體110的外壁包括一對(duì)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，即第一引導(dǎo)結(jié)構(gòu)和第二引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，優(yōu)選位于殼體110的相對(duì)側(cè)，各自包括沿著殼體110的一段外壁形成的引導(dǎo)軌道 520以及引導(dǎo)桿522。引導(dǎo)桿522是細(xì)長(zhǎng)件，其一端連接到帽320上，引導(dǎo)桿522的另一端容納在引導(dǎo)軌道520中形成的引導(dǎo)狹槽內(nèi)。泵機(jī)構(gòu)510還包括杠桿機(jī)構(gòu)530，該杠桿機(jī)構(gòu)530是手動(dòng)操作的并且包括通過接頭 (例如，臂或指狀物)牢固連接到帽320上的杠桿M0，從而杠桿MO的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為波紋管 330沿著殼體110的縱向軸線的軸向運(yùn)動(dòng)。杠桿540和帽320之間的連接可以采用任意不同的方法實(shí)現(xiàn)，包括銷或卡扣裝置，這兩種方法都允許杠桿540從帽320上拆卸。杠桿540的一端適于被用戶握持和操作，同時(shí)，杠桿540使用總體標(biāo)記為550的樞轉(zhuǎn)構(gòu)造樞轉(zhuǎn)連接到殼體110上。這種類型的示例性杠桿泵機(jī)構(gòu)510可從Cole-Parmer購得， 例如Guzzler 隔膜手動(dòng)泵。這種樞轉(zhuǎn)連接使杠桿540的樞轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)換成波紋管330的上述軸向運(yùn)動(dòng)。為了操作泵機(jī)構(gòu)510，用戶僅僅是沿著箭頭5 所示的方向?qū)⒏軛U540移出縮回的波紋管位置(圖15所示)，并且，杠桿540的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為帽320的沿遠(yuǎn)離殼體110的第二端的方向的軸向運(yùn)動(dòng)，從而引起波紋管330展開，流體被吸入波紋管330。引導(dǎo)桿5 在引導(dǎo)軌道5M上的行進(jìn)允許帽320和波紋管330的受控運(yùn)動(dòng)。為了壓縮波紋管330，杠桿540僅僅沿著箭頭531所示的相反方向樞轉(zhuǎn)，由此導(dǎo)致帽320朝向殼體110的第二端移回。這造成波紋管330閉合，儲(chǔ)存在隔間340中的流體排入出口導(dǎo)管350并被輸送到第一集管空間172中。這種杠桿泵機(jī)構(gòu)510使用戶能通過重復(fù)地舉升和閉合杠桿540快速將源112的流體泵入波紋管(隔膜)隔間340，然后進(jìn)入第一集管空間172，隨后進(jìn)入第一和第二過濾級(jí) 120、130，最后通過導(dǎo)管196排出。
優(yōu)選地，通過將杠桿540從樞轉(zhuǎn)接頭550上拆卸(例如，通過移走樞轉(zhuǎn)銷)，杠桿 540可以完全地并且方便地從殼體110分開，再使其從帽320上分開，然后，通過將杠桿540 可釋放地放置在夾具533上而將杠桿540牢固地儲(chǔ)存在殼體110上。圖16-17顯示了具有不同類型卷筒機(jī)構(gòu)251的裝置100。在該實(shí)施例中，卷筒機(jī)構(gòu) 251與集管帽171互補(bǔ)。如圖17所示，集管帽171包括將集管空間分成第一和第二集管空間172、174的環(huán)形內(nèi)壁188。排出導(dǎo)管196是內(nèi)壁188的一體部分，其形式為兩端都開口的細(xì)長(zhǎng)管件，其中一端通向第二集管空間174。集管帽171固定連接到殼體110的第一端，如上所述。在所示實(shí)施例中，集管帽171實(shí)質(zhì)上被構(gòu)造成密封和封閉泵機(jī)構(gòu)210的存儲(chǔ)隔間 202的開口端。如圖17所示，集管帽171的直徑可構(gòu)造成大于殼體110的直徑，從而使集管帽的一部分延伸超出殼體110，以封閉泵機(jī)構(gòu)210的隔間202的開口端。入口 207以及出口 209結(jié)合在集管帽171的設(shè)計(jì)中，從而當(dāng)集管帽171牢固連接到殼體110的第一端時(shí)，入口 207和出口 209都與隔間202流體連通。此外，出口 209形成進(jìn)入第一集管空間172的入口，允許從隔間202排出的流體進(jìn)入集管空間172，如上所述。根據(jù)該實(shí)施例，第一和第二單向止回閥230、232是集管帽171的一部分，并且分別緊鄰入口 207和出209安裝。集管帽171同樣不可旋轉(zhuǎn)地裝配在殼體110上。集管帽171包括環(huán)形緣173，該環(huán)形緣173延伸超出封閉第一和第二集管空間 172,174端部的端壁175。但是，排出導(dǎo)管196和環(huán)形緣173均延伸超出端壁175，排出導(dǎo)管196實(shí)際上進(jìn)一步延伸超出環(huán)形緣173。環(huán)形緣173在其自由末端包括環(huán)形唇177。集管帽171具有靠近所述環(huán)形唇177形成的狹槽179。本實(shí)施例的卷筒機(jī)構(gòu)251包括可旋轉(zhuǎn)地安裝到集管帽171上的卷筒帽部件253。 帽部件253包括與環(huán)形唇177互鎖接合的緊固部分255，從而將兩個(gè)構(gòu)件牢固連接在一起， 其連接方式使得帽部件253能相對(duì)于集管帽171旋轉(zhuǎn)，使第一導(dǎo)管220如下所述卷繞。緊固部分255與唇177互補(bǔ)，從而在二者之間形成機(jī)械配合，當(dāng)這種互鎖配合形成時(shí)，帽部件 253設(shè)置在狹槽179的一部分上方形成穿孔。帽部件253還包括在其環(huán)形側(cè)壁上形成的穿孔沈1。穿孔的尺寸形成為容納第一導(dǎo)管220。遠(yuǎn)端開口 263成形在帽部件253的端壁上，其尺寸形成為容納排出導(dǎo)管196的遠(yuǎn)端，從而排出導(dǎo)管196從其中穿過并伸出。在本實(shí)施例中，第一導(dǎo)管220的一端被引導(dǎo)穿過由配合的帽部件253和環(huán)形緣173 形成的內(nèi)部干燥隔間，隨后穿過被部分地覆蓋的狹槽179進(jìn)入入口 207，在那里牢固連接到該入口上，以允許流經(jīng)第一導(dǎo)管220的原料液進(jìn)入存儲(chǔ)隔間202，最終穿過出口 209進(jìn)入第一集管空間172，在那里被引入第一過濾級(jí)120?？尚D(zhuǎn)的帽部件253由此提供卷繞機(jī)構(gòu)， 其中，第一導(dǎo)管220連接到固定的不可旋轉(zhuǎn)的入口 207，并穿過狹槽179進(jìn)入帽部件253的內(nèi)部，其提供了第一導(dǎo)管220的存儲(chǔ)區(qū)域。第一導(dǎo)管220圍繞固定不動(dòng)的排出導(dǎo)管196卷繞，并且，當(dāng)用戶相對(duì)于固定不動(dòng)的排出導(dǎo)管196和集管帽171轉(zhuǎn)動(dòng)帽部件253時(shí)，第一導(dǎo)管220連續(xù)地繞著排出導(dǎo)管196卷繞并儲(chǔ)存在帽部件253的內(nèi)部?？蛇x地，帽部件253可具有系留密封件沈7，其集成附接到帽部件253的端壁上，并包括可密封接合和覆蓋排出導(dǎo)管196遠(yuǎn)端的帽。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，圖18-19顯示了具有集成噴淋頭結(jié)構(gòu)610的雙級(jí)超濾裝置600。裝置600包括相同的基本雙級(jí)過濾殼體110以及過濾級(jí)120、130，從而在流體排出噴淋頭610之前對(duì)源112的流體執(zhí)行重復(fù)過濾。噴淋頭結(jié)構(gòu)610是一種固定頭形式，與下面描述的其他頭形式相反。由于裝置600與前面描述的其他實(shí)施例類似，相同的元件以相似的附圖標(biāo)記表示。第一導(dǎo)管220是軟管等，其一端連接到接頭620，接頭620包括旋轉(zhuǎn)頭元件622以及與之可旋轉(zhuǎn)地連接的快速釋放接頭元件624。通過螺紋連接所述兩個(gè)部件，旋轉(zhuǎn)頭元件 622可釋放地連接到第一導(dǎo)管220上?？焖籴尫旁M4構(gòu)造成裝置600的快速連接器，并優(yōu)選地包含使接頭620從裝置600上分離的快速釋放按鈕626。在該實(shí)施例中，集管帽630設(shè)置在殼體110的第一端114上，并構(gòu)造成具有噴淋頭，排出二次過濾(無菌)的流體。集管帽630與集管空間170的相似之處在于其包含被內(nèi)壁188隔開的第一和第二集管隔間172、174。入口 182與快速釋放接頭632流體連通，快速釋放接頭632與接頭620的快速釋放元件6M互補(bǔ)，并設(shè)計(jì)成可釋放地密封連接在該快速釋放元件擬4上。這允許流經(jīng)第一導(dǎo)管220的流體流過接頭620，穿過入口 182并進(jìn)入第一集管空間172中(在所示實(shí)施例中，其為外部環(huán)形空間)。為了提供集成的噴淋頭結(jié)構(gòu)610，第二集管空間174與穿孔的噴淋頭640流體連通，該噴淋頭包含出水孔642，將流經(jīng)第二過濾級(jí)130(通過其纖維束131)后流入第二集管空間174的二次過濾流體排出。為了操作噴淋裝置600，通過外部泵機(jī)構(gòu)經(jīng)過第一導(dǎo)管220輸送加壓的原料液， 所述外部泵機(jī)構(gòu)可以位于現(xiàn)場(chǎng)，或者當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)管220是加壓水系統(tǒng)的一部分時(shí)位于邊遠(yuǎn)位置。原料液連續(xù)流經(jīng)接頭620，進(jìn)入第一集管空間172和纖維束121，原料液在那里第一次過濾，隨后，如前所述，一次過濾的流體穿過纖維束131的內(nèi)腔，由此對(duì)流體二次過濾。現(xiàn)在參照?qǐng)D20-21，顯示了具有集成噴淋頭結(jié)構(gòu)710的雙級(jí)超濾裝置700。該裝置 700與裝置600類似，其不同之處在于裝置700是可拆卸手持類型。更具體地，通常為輸送加壓的生的未過濾水的軟管形式的第一導(dǎo)管220密封連接到接頭720上，接頭720上成形有流體通道，由入口 722開始，至出口 7M終止。第一導(dǎo)管220的遠(yuǎn)端連接到旋轉(zhuǎn)頭連接適配器730上，該適配器730以旋轉(zhuǎn)的方式流體連接到入口 722。接頭720的出口 7 包括從接頭720的體部721延伸出并包括緊固結(jié)構(gòu)例如外螺紋的出口接頭，該緊固結(jié)構(gòu)允許一個(gè)部件能牢固地連接到出口接頭。接頭體部721還包括固定器支架726，在所示實(shí)施例中其形式為U形夾具部件。裝置700包括手柄730，其構(gòu)造成使裝置700被用戶方便地握持。手柄730是空心部件，包括在一端733在第一集管空間172的入口 182處終止的內(nèi)流體通道732。手柄730 的相對(duì)端735是敞開的并且包括構(gòu)造用于快速釋放連接的快速釋放接頭部分740。固定器部件或點(diǎn)750在相對(duì)端735的附近形成，并構(gòu)造成以摩擦方式可釋放地容納在固定器支架 7 中，從而保持裝置700，更具體地，相對(duì)于接頭720保持其手柄730。在所示實(shí)施例中，固定器部件750具有與固定器支架7 互補(bǔ)的形狀，并且可以是圓柱形旋鈕等形式。柔性導(dǎo)管(軟管)附件760在手柄730的快速釋放接頭部分740和接頭720的出口接頭7M之間延伸。在接頭部分740是快速釋放類型的情況下，軟管附件760的一端762 包括與接頭部分740配合的互補(bǔ)快速釋放接頭764。接頭764包括使軟管附件760能方便快速地從接頭部分740上釋放和拆卸的釋放按鈕766。軟管附件760的相對(duì)端768具有與出口接頭7M密封配合的接頭或適配器770。例如，接頭770可以是與出口接頭7M的外螺紋配合的內(nèi)螺紋接頭。軟管附件760具有足夠的長(zhǎng)度，從而，當(dāng)用戶把裝置700握持在他/ 她的手里時(shí)，可將裝置700從支架7 上的牢固位置取下，隨后，上下左右移動(dòng)殼體110，以充分地排出和引導(dǎo)二次過濾流體到選定表面例如體部區(qū)域上。裝置700包括與裝置600的集管帽630類似的集管帽780，其不同之處在于不再具有接頭620，集管帽780在相同的位置包括手柄730。集管帽780包括將內(nèi)部分成第一和第二集管空間172、174的內(nèi)壁188。在該實(shí)施例中，集管帽780的尺寸(直徑)大于殼體110 的第一端的尺寸，因此集管帽780延伸超出殼體110外。在超出殼體110外的集管帽780的一部分上，手柄730的開口端與第一集管空間172流體連通，以允許生的未過濾流體(水) 流經(jīng)手柄730進(jìn)入第一集管空間172。圖22顯示了可更換噴嘴的使用，該噴嘴適于結(jié)合在任意前述一體噴淋頭的設(shè)計(jì)中。特別地，圖22顯示了第一可互換噴嘴800，其構(gòu)造成與集管帽810可釋放地互鎖，集管帽810具有從那里伸出的環(huán)形接頭(凸臺(tái))820。噴嘴800和接頭820中的每一個(gè)分別包括互補(bǔ)的互鎖結(jié)構(gòu)802、822，它們使噴嘴800能牢固地鎖定在接頭820上，但卻仍然容易移除以更換噴嘴類型。更具體地，所示噴嘴800包括空心體部802，在其出口端形成有開口 804，在相對(duì)端有錐形接頭部分806。接頭部分804構(gòu)造成被容納在接頭820上并牢固接合到該接頭820， 在所示實(shí)施例中，互鎖結(jié)構(gòu)802、822是扭鎖類型，允許接頭部分806容納在接頭820中， 然后旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)構(gòu)件之間的扭鎖。為了移除鎖定的噴嘴800，沿相反的方向旋轉(zhuǎn)體部 802，直至結(jié)構(gòu)802、822再次對(duì)準(zhǔn)，然后，從接頭820中移除噴嘴800。開口 804構(gòu)建及構(gòu)造成產(chǎn)生流體細(xì)流。圖22還顯示了與噴嘴800類似的另一噴嘴830，不同之處在于噴嘴830構(gòu)造成產(chǎn)生錐形的排出流體，而不是噴嘴800產(chǎn)生的細(xì)流。圖23顯示了連接到集管帽810的系留帽840，該系留帽840使帽842能可釋放地連接到集管帽的接頭820(排出導(dǎo)管196)的開口端。因此，盡管已經(jīng)針對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例示出、描述和指出了本發(fā)明的基本新穎特征，應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)所示裝置的形式和細(xì)節(jié)以及它們的運(yùn)行作出各種省略、替代和改變。例如，那些執(zhí)行基本相同功能、以基本相同的方式、實(shí)現(xiàn)相同的效果的元件和/或步驟的所有組合顯然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。從一個(gè)描述的實(shí)施例到另一實(shí)施例的元件替代也是完全期待和預(yù)期的。還應(yīng)該理解， 附圖不必按比例繪制，它們?cè)诒举|(zhì)上僅是概念性的。因此，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求的范圍限定。在這里的討論中，術(shù)語“凈化”通常指去除物質(zhì)中不需要的成分，而術(shù)語“殺菌/消毒”指去除活性微生物。因此，在某些應(yīng)用中，這兩個(gè)術(shù)語可以當(dāng)作同義詞。圖24A、24B和25_27大致顯示了本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例，其中，提供了一種耐磨移動(dòng)式水化裝置900。該水化裝置900優(yōu)選是易于攜帶或穿戴在身體的一部分上的包或背包形式，例如，當(dāng)是背包時(shí)，橫跨用戶的肩部和背部。水化包900包括第一柔性囊920和第二柔性囊930，它們可操作地聯(lián)接到流體傳輸機(jī)構(gòu)940和水凈化裝置950，水凈化裝置用于生產(chǎn)凈化水，如下所述。特別地，圖24A和24B的水化包900是背包形式，具有體部912和兩側(cè)的肩帶914，并且構(gòu)造成以與傳統(tǒng)背包相同的方式穿戴。在圖25的分解視圖中清楚地顯示，第一柔性囊 920由可膨脹/可壓縮的體部922形成，并且包括入口 924，用于在所述第一囊920中填充生水(未凈化水)，生水將會(huì)由水凈化裝置950凈化并作為凈化的飲用水最終輸送給用戶。許多不同種類的入口擬4可以使用，在所示實(shí)施例中，入口擬4是螺紋帽，其擰在體部922的相應(yīng)部分上。但是，只要能實(shí)現(xiàn)第一囊920的密封閉合，入口擬4同樣可以是摩擦配合帽或塞等。第一囊920還具有一端流體連接到第一囊920的出口或端口 927的第一囊出口導(dǎo)管926，生水通過該導(dǎo)管從第一囊920中排出。導(dǎo)管擬6的另一端與流體傳輸機(jī)構(gòu)940可操作地連接并流體連通。流體傳輸機(jī)構(gòu)940構(gòu)造成當(dāng)用戶操作時(shí)，儲(chǔ)存在第一囊920中的生水(未凈化水)被抽出并引導(dǎo)到水凈化裝置950中進(jìn)行凈化。流體傳輸機(jī)構(gòu)940優(yōu)選是泵等形式，其可以由用戶手動(dòng)操作來將第一囊920中的生水抽到水凈化裝置950中。所示的泵940包括可致動(dòng)以形成將生水從第一囊920中抽吸出來的壓力差的體部 942。泵940還包括接收來自導(dǎo)管926的生水的泵入口 944。換句話說，導(dǎo)管926的另一端密封地流體連接到泵入口 944上。泵940還包括泵出口導(dǎo)管946，生水流過該泵出口導(dǎo)管流向水凈化裝置950。泵出口導(dǎo)管946具有流體連接到泵出口 948的第一端以及流體連接到水凈化裝置950的相對(duì)的第二端，泵出口 948是泵940的一部分。應(yīng)該了解，在該第一實(shí)施例中，泵940僅用于從第一囊920中抽吸生水，隨后將水輸送到下游位置，在這種情況下是水凈化裝置950和最終儲(chǔ)存已凈化水的第二囊930。因此，泵940通常具有接收生水的存儲(chǔ)隔間以及某些類型的可致動(dòng)機(jī)構(gòu)，像手柄或柱塞或活塞，其不僅引起負(fù)壓以將生水抽吸入存儲(chǔ)隔間，而且隨后產(chǎn)生正壓以將水排出到水凈化裝置950中。因此，泵940可以是任何類型，例如圖28所示的手動(dòng)操作泵、手動(dòng)操作的隔膜泵、 或適合于預(yù)期應(yīng)用的其他類型泵。應(yīng)該意識(shí)到，泵940可以設(shè)置在包900的容易接觸得到的區(qū)域例如前口袋中，從而使得用戶能夠在行走時(shí)取出泵940并開始傳輸?shù)谝荒?20中的流體，使其穿過凈化單元950，并進(jìn)入第二囊930。水凈化裝置950是這種類型的，其構(gòu)造成接收生的未凈化水并在生水流經(jīng)裝置 950時(shí)對(duì)其凈化，從而生產(chǎn)出適于最終用途例如飲用的凈化水。換句話說，水凈化裝置950 通常具有某些類型的過濾設(shè)備等，過濾設(shè)備包含在其中并構(gòu)造成通過許多不同的過濾技術(shù)凈化生水。所示的水凈化裝置950包括殼體952，殼體952包含過濾元件卯4例如半滲透濾膜。殼體952包括第一端和相對(duì)的第二端，第一集管帽953設(shè)置在第一端上，第二集管帽 955設(shè)置在第二端上。第一集管帽953具有形成為其一部分的入口 957，該入口 957流體連接到接收生水(未凈化水)的泵出口導(dǎo)管946的第二端，第一集管帽953還具有將第一集管帽953的內(nèi)部空間分成第一段(內(nèi)部段)和第二段(外部段)的內(nèi)部分割物或分割件959。 在單元950為圓形濾筒的情況下，內(nèi)部段和外部段是同心的，第二(外部)段的形式為環(huán)繞圓形內(nèi)部段的圓環(huán)，因此，在這種情況下，分割件959是環(huán)形的。如下面相對(duì)于其他實(shí)施例更詳細(xì)地描述的，過濾元件954的第一端包含在第一封裝化合物中，所有的過濾元件％4在該第一端都是打開的。過濾元件954的第二端包含在第二封裝化合物中，所有的過濾元件％4在該第二端都是封閉的。
入口 957僅與集管帽953的內(nèi)部段流體連通，因此，原料液僅被引入與集管帽953 的內(nèi)部段相通的過濾元件％4的內(nèi)芯部。生水在內(nèi)芯部過濾元件954(第一級(jí))的內(nèi)腔中流動(dòng)，然后橫穿膜過濾后流入過濾元件％4外部的空間形成一次過濾水，然后，由于裝置950 的雙級(jí)方面，所述一次過濾水隨后被強(qiáng)迫橫穿外部段的過濾元件954的膜(第二級(jí))并進(jìn)入其內(nèi)腔，生產(chǎn)出二次過濾水，隨后，二次過濾水在外部段的過濾元件954的內(nèi)腔中流向第一端，在那里流入第一集管帽953的外部段。第一集管帽953具有形成為其一部分的出口 961，出口 961與第一集管帽953的外部段流體連通，從而僅有從過濾元件954的外部環(huán)流入集管帽953的外部段的二次過濾水能流經(jīng)出口 961。通過有效地覆蓋過濾元件的第二端，并且將過濾元件％4分成第一級(jí)束和第二級(jí)束并如所描述和示出的方式布置水流動(dòng)路徑，所述雙級(jí)過濾得以實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該了解， 雙級(jí)過濾布置不是必需的，通過僅僅提供單級(jí)的過濾元件954，可以方便地提供單級(jí)過濾布置。例如，在生水橫穿過濾元件％4的膜過濾形成一次過濾水后，所述水隨后可被引向出口 961，然后在那里被引入第二囊930，這與通過和過濾元件954的另一束相互作用而再次過濾相反。出口 961與第二導(dǎo)管960流體連通，第二導(dǎo)管960與儲(chǔ)存水過濾單元或裝置950生產(chǎn)的凈化水的第二囊930流體連通。盡管不限于所示實(shí)施例，第二導(dǎo)管960具有連接到第二囊930的入口 932的第一端962，使凈化水進(jìn)入并儲(chǔ)存在第二囊930中。第二導(dǎo)管960的第二端964包括飲用噴管964等，其可操作來分配選定量的凈化水。例如，可以在位置964 處使用閥類機(jī)構(gòu)以在用戶的控制下分配凈化水。在所示實(shí)施例中，因?yàn)閮艋皇菑某隹?961輸送到第二導(dǎo)管960的其中一端，而是被輸送到中間位置，因此第二導(dǎo)管960與水凈化裝置950的聯(lián)接包括使用接頭(例如，T型接頭)。應(yīng)該理解，水凈化單元950可包含過濾器(例如，可包含半滲透膜-“過濾元件 954")和/或吸附式過濾介質(zhì)，例如活性炭，或者，它可包含多重過濾級(jí)(例如圖25所示的那些級(jí))以用于增加安全性，或者，它可以是過濾和吸附元件的任意組合。包含多重過濾級(jí)的示例水凈化單元記載在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No. 6635179和No. 6719907以及序列號(hào)為 No. 60/734006的美國專利申請(qǐng)中，它們?nèi)客ㄟ^整體引用結(jié)合在此。此外，應(yīng)該意識(shí)到，凈化單元950可具有一個(gè)或多個(gè)“快速連接”配件，以便在必需或需要時(shí)方便地替換該單元950。換句話說，第一和第二導(dǎo)管與水凈化單元950之間的接頭各自具有“快速連接”配件。而且，應(yīng)該了解，配件可以這樣，即在水凈化單元950不處于正確位置的情況下流體回路不能完成，由此使得不可能傳送第一囊920和第二囊930中的未凈化水。換句話說，端部的配件或?qū)Ч艿娜我饨宇^不是彼此互補(bǔ)的，從而第一導(dǎo)管的自由端不能簡(jiǎn)單地連接到第二導(dǎo)管上以將這兩根導(dǎo)管流體連接在一起，并允許泵40泵送出的水從第一囊920直接流入到第二囊930中。本發(fā)明的水化包900具有很多優(yōu)點(diǎn)，其中之一在于，該水化包10提供了一種設(shè)計(jì)， 其中用戶能快速方便地用未凈化水來充填第一囊920，因此，用戶可能暴露在危險(xiǎn)中的時(shí)間最短。然后，當(dāng)行走或徒步旅行到下一位置時(shí)，或者到達(dá)安全位置時(shí)，用戶能操作流體傳輸泵，泵送第一囊920中的流體使其流經(jīng)凈化裝置950并進(jìn)入第二存儲(chǔ)囊940。第二囊930沒有可擰下的入口帽，從而個(gè)人不能無意地將未凈化水充填入該第二囊中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖26-27所示，第一和第二囊920、930均占據(jù)水化包910中給定的空間，從而，當(dāng)?shù)谝荒?20排空時(shí)，其同時(shí)填充第二囊930，并且由此占據(jù)相同的空間。流動(dòng)方向也在圖沈-27中示出，起初，圖沈顯示了初始狀態(tài)，其中第一囊920裝滿了未凈化水，然后，在泵930的作用下，第一囊920流出的生水流到水凈化單元950，然后進(jìn)入第二囊930使其膨脹，同時(shí)第一囊920被壓縮。還應(yīng)該意識(shí)到，第一和第二囊920、930可容易地構(gòu)造成單一單元，例如，通過在三塊板的邊緣粘結(jié)，從而，中間板形成第一和第二囊930、940的公共壁。另外一種將兩個(gè)囊 930、940構(gòu)造成單一單元的方法是制造一個(gè)大的單獨(dú)囊，并在中部密封以形成兩個(gè)囊隔間。 那樣，通過沿著密封折疊囊，兩個(gè)囊隔間基本上構(gòu)造成如上所示。而且，通過將第二囊940 完全構(gòu)造在第一囊930內(nèi)部也能實(shí)現(xiàn)相同的效果。還應(yīng)該意識(shí)到，凈化裝置950 (過濾裝置或單元)以及泵單元940可以作為一體單元提供，其包含在如美國專利申請(qǐng)No. 60/714，058記載的單一濾筒等中，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容通過整體引用結(jié)合在此。具有泵送設(shè)備的所述雙級(jí)超濾裝置(濾筒)100如圖1所示，并且適合于在水化包 910中使用。由于上面已經(jīng)詳細(xì)描述了超濾裝置100的細(xì)節(jié)和操作，這里不再進(jìn)行詳細(xì)描述。如上所述，殼體110限定出主過濾級(jí)120和重復(fù)過濾級(jí)130，殼體的至少一部分通常是大致圓柱形并包括縱向的半滲透空心纖維140束。所述半滲透空心纖維140作為這樣一種機(jī)構(gòu)，其用于濾掉從第一囊920流入的流體的細(xì)菌、內(nèi)毒素、以及其他不希望有的雜質(zhì)，在流體流經(jīng)兩個(gè)過濾級(jí)120和130后生產(chǎn)出無菌流體。這種便攜式超濾裝置100可以用在任何需要或非常期待無菌流體的應(yīng)用中，包括飲用水、消毒醫(yī)療器械等的流體、醫(yī)護(hù)人員的身體清洗液、在線血液透析等，這里僅是一些示例性應(yīng)用。用于這種預(yù)期目的的任意商用半滲透空心纖維140都是可以使用的。所述雙級(jí)超濾裝置100可以被認(rèn)為具有重復(fù)過濾元件，其由第一和第二過濾級(jí) 120和130、使待過濾流體(第一囊920中的生水)進(jìn)入并流經(jīng)兩個(gè)過濾級(jí)120和130的泵機(jī)構(gòu)210、以及可選的存儲(chǔ)隔間形成，存儲(chǔ)隔間用于儲(chǔ)存流體導(dǎo)管220，所述流體導(dǎo)管用于輸送第一囊920中的待過濾流體(圖25)。在圖1和圖2的裝置100示例中，排出導(dǎo)管196連接到第二導(dǎo)管或者就是第二導(dǎo)管，其相對(duì)端流體連接到第二囊930，因?yàn)榕懦鰧?dǎo)管196排出輸送到第二囊930中的凈化水。 出口(排放口)198的壓力低于過濾器的其他位置的壓力，由此使流體根據(jù)上述流動(dòng)路徑流動(dòng)，進(jìn)入第一段121的纖維140的流體被引導(dǎo)橫穿兩個(gè)分開的纖維膜流入第二集管空間 174，并最終穿過出口 198。過濾(殺菌)級(jí)120、130中流體的總體流動(dòng)如箭頭所示。實(shí)心箭頭顯示內(nèi)腔內(nèi)的流體流動(dòng)，而虛線顯示兩個(gè)級(jí)120、130之間的流動(dòng)。從下面可以清楚地看出，有許多不同的泵機(jī)構(gòu)200執(zhí)行預(yù)期的功能，因此，所示泵機(jī)構(gòu)200在本質(zhì)上僅是示例性的，不限定本發(fā)明的范圍。泵機(jī)構(gòu)的形式可以是活塞泵或其他類型的泵?，F(xiàn)在參照?qǐng)D5，雙級(jí)超濾裝置300也適于在水化包910中使用，由于前面已經(jīng)詳細(xì)描述了裝置300，因此這里不再詳細(xì)描述。與具有活塞泵機(jī)構(gòu)不同，裝置300具有泵機(jī)構(gòu) 310，泵機(jī)構(gòu)310也是與所述機(jī)構(gòu)類似的手動(dòng)系統(tǒng)；但是，泵機(jī)構(gòu)310是波紋管型構(gòu)造并且位于殼體110的第二端116。泵機(jī)構(gòu)1310的波紋管構(gòu)造使用戶能通過展開波紋管抽吸源中的流體并將其儲(chǔ)存在臨時(shí)保持位置，然后相反，用戶僅僅通過使波紋管縮回到其閉合位置而
25排出保持的流體。與另外的實(shí)施例相同，通過將入口導(dǎo)管用鉤鉤到第一囊、并將排出導(dǎo)管用鉤鉤到第二囊上就能方便地將裝置300結(jié)合入水化包910中。圖15的雙級(jí)超濾裝置500也可以與上述其他實(shí)施例相似的方式結(jié)合在水化包910 中。在該實(shí)施例中，泵機(jī)構(gòu)510還包括手動(dòng)操作的杠桿機(jī)構(gòu)530，用于使第一囊中的水穿過過濾元件后到達(dá)第二囊。因此，應(yīng)該意識(shí)到，這里所公開的任何雙級(jí)超濾裝置都能用作水化包910的一部分。在圖觀和四所示的本發(fā)明的又一實(shí)施例中，提供了一種裝置，該裝置包括雙重或雙級(jí)過濾結(jié)構(gòu)，使得所有的過濾都發(fā)生在過濾器的第一(或前部)段中，第二(或后部)段用作重復(fù)/冗余安全過濾器，如同這里公開和描述的。術(shù)語重復(fù)/冗余安全過濾器是指其具有如同第一過濾級(jí)那樣從流體流中去除相似尺寸微?；蛭⑸锏哪芰?。但是，這并不意味著其大小或表面積與第一過濾級(jí)的大小或表面積相同。該過濾器包括一種結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造成允許視覺檢驗(yàn)過濾器的完整性，具體地，該結(jié)構(gòu)至少構(gòu)造成允許視覺檢測(cè)第二過濾級(jí)的過濾介質(zhì)(例如，半滲透膜)的至少一部分，該過濾介質(zhì)設(shè)置在該裝置的殼體內(nèi)部。通過視覺檢測(cè)第二過濾級(jí)的過濾介質(zhì)，用戶能根據(jù)第二過濾級(jí)是否變色而確定裝置是否處于良好工作狀態(tài)。更具體地，在操作過程中，過濾器裝置的入口區(qū)域可能變色，指示正從水中過濾微粒。這是由于大多數(shù)微粒都有相應(yīng)的可見顏色，因此當(dāng)微粒被捕獲在過濾器上時(shí)，會(huì)發(fā)生入口區(qū)域變色。過濾器裝置的出口區(qū)域?qū)⒈３譃椤鞍咨?或者顯示沒有顏色變化)，指示僅有凈化水流經(jīng)該區(qū)域，且所述第一過濾級(jí)如期望的那樣工作。對(duì)出口段(或區(qū)域)的可視變色的周期性檢查提供了在第一過濾級(jí)發(fā)生破裂的指示，水中的微粒在第二過濾級(jí)過濾。盡管水仍然在第二過濾級(jí)凈化，但是建議更換該過濾器。通過利用這種重復(fù)雙級(jí)過濾設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，確保了提供安全可靠的超純凈水源。本發(fā)明的視覺檢測(cè)結(jié)構(gòu)的具體細(xì)節(jié)參考多個(gè)不同的實(shí)施例描述如下，各實(shí)施例具有第一主過濾級(jí)和第二重復(fù)過濾級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，過濾裝置的罩殼由透明或半透明材料例如透明或半透明塑料制成，這使得能視覺檢查罩殼內(nèi)的過濾介質(zhì)(兩個(gè)纖維束)。但是，通常不需要完全看到罩殼內(nèi)的過濾介質(zhì)，并且/或者由于操作指導(dǎo)或廣告或標(biāo)識(shí)的需要，提供了一個(gè)標(biāo)簽1000 (見圖 28和四)，該標(biāo)簽設(shè)置在罩殼的外表面上。該標(biāo)簽1000可包括產(chǎn)品信息，以及其他標(biāo)識(shí)信息和指示等。標(biāo)簽1000的存在擋住了一個(gè)或多個(gè)纖維束，并且在大多數(shù)情況下，標(biāo)簽1000 會(huì)蓋住第一和第二纖維束兩者的至少一部分。根據(jù)本發(fā)明，該結(jié)構(gòu)是至少出口窗1010(例如，切口)的形式，其在標(biāo)簽1000上成形并布置在第二纖維束的上方，從而使得能容易地對(duì)下面的第二纖維束執(zhí)行視覺檢測(cè)。出口窗1010的精確位置不是非常關(guān)鍵，只要能通過該出口窗1010看到第二纖維束即可。此外，出口窗1010的尺寸和形狀也不是很關(guān)鍵，只要出口窗1010允許對(duì)下面的第二纖維束執(zhí)行視覺檢測(cè)即可。因此，出口窗1010可以是方形或矩形開口，或者在標(biāo)簽1000 上形成的切口，或者可以是其他開口形式，例如圓形、橢圓形等。標(biāo)簽1000可具有入口窗1020(例如，切口)，該入口窗設(shè)置在第一纖維束的上方， 從而使得能容易地對(duì)下面的第一纖維束執(zhí)行視覺檢測(cè)。入口窗1020的精確位置不是非常關(guān)鍵，只要能通過該入口窗1020看到第一纖維束即可。另外，入口窗1020的尺寸和形狀也不是很關(guān)鍵，只要入口窗1020允許對(duì)下面的第一纖維束執(zhí)行視覺檢測(cè)即可。因此，入口窗 1020可以是在標(biāo)簽1000上形成的方形或矩形開口，或者可以是其他開口形式，例如圓形、 橢圓形等。圖觀和四顯示了可以用作獨(dú)立單元或者可以結(jié)合入前述產(chǎn)品(包括水化包910 或其中一種便攜式泵機(jī)構(gòu))之一中的雙級(jí)過濾裝置的實(shí)施例。在圖觀中，裝置1000包括初步過濾流體的第一過濾級(jí)1100以及發(fā)生重復(fù)過濾的第二重復(fù)過濾級(jí)1110。箭頭顯示了流體的流動(dòng)路徑。該裝置的操作與前面實(shí)施例中的相同或相似，因此不再具體描述。在圖 29中，裝置包括第一和第二過濾級(jí)1100、1110，以及具有出口窗1010的標(biāo)簽1000?；蛘撸辽俪伺c上述標(biāo)簽1000的出口窗1010類似的形成為罩殼一部分的出口窗外，罩殼由不透明材料制成。罩殼的出口窗部分由透明或半透明材料制成，使得能視覺檢測(cè)作為第二過濾級(jí)的一部分的下面的第二纖維束。同樣，出口窗的精確位置不是非常關(guān)鍵， 只要能通過出口窗看到第二纖維束即可。此外，出口窗的尺寸和形狀也不是很關(guān)鍵，只要出口窗允許視覺檢測(cè)下面的第二纖維束即可。因此，出口窗可以是方形或矩形或者是其他形狀，例如圓形、橢圓形等。此外，與該出口窗一起，不透明罩殼可以具有透明或半透明的入口窗，使得能視覺檢測(cè)作為第一過濾級(jí)的一部分的下面的第一纖維束。在本實(shí)施例中，窗不是切口形式，而是由透明或半透明材料形成的被不透明材料包圍的固體窗。另一方面，在標(biāo)簽1000設(shè)置于罩殼上或者一個(gè)或多個(gè)窗形成為不透明罩殼的一部分的實(shí)施例中，可以提供放大板等來放大下面的第二纖維束，使用戶能更好地確定下面的第二纖維束是否因第一過濾器破裂而變色。在罩殼上使用標(biāo)簽1000的情況下，放大板橫跨形成于標(biāo)簽1000上的出口窗(切口)設(shè)置，或者，在罩殼由不透明材料制成的情況下，放大板可以設(shè)置在罩殼的出口窗的上方。如上所述，出口窗以及可選的入口窗使得能視覺檢測(cè)殼體(罩殼)內(nèi)的過濾介質(zhì) (第二纖維束)。在操作過程中，過濾介質(zhì)的入口區(qū)域(第一纖維束)有可能變色，指示正從水中過濾出微粒，而出口區(qū)域(第二纖維束)保持“白色”或顯示沒有顏色變化，指示僅有凈化水流經(jīng)該處，所述第一過濾級(jí)(第一纖維束)正常工作。應(yīng)該意識(shí)到，當(dāng)提供入口窗檢查第一過濾級(jí)的運(yùn)行時(shí)，第一纖維束應(yīng)由透明或半透明材料制成，這是因?yàn)槲⒘１徊东@并收集在纖維的內(nèi)腔中，從而，為了看到收集的微粒引起的變色，用戶必須能通過入口窗看到纖維的內(nèi)部。反之，第二過濾級(jí)以相反的方式工作， 由于第一過濾級(jí)的破裂等而出現(xiàn)在第二過濾級(jí)中的任何微粒都被收集在第二纖維束的外部。因此，第二纖維束不必是透明或半透明的，因?yàn)槲⒘２牧鲜占谄渫獠?。但是，在很多情況下，使用透明或半透明纖維的確能更容易地檢測(cè)相對(duì)于“白色”背景的變色。出口窗周期檢測(cè)可視變色提供了在第一過濾級(jí)(第一纖維束)中發(fā)生破裂、水中的微粒由第二過濾級(jí)(第二纖維束)過濾的指示。有利地，至少出口窗作為雙級(jí)過濾裝置的一部分設(shè)置允許方便地視覺檢驗(yàn)過濾器的完整性，不需要向正被過濾的流體流添加“標(biāo)識(shí)”微?；蛉旧珓?，也不需要另外的傳感器來檢測(cè)過濾器的失效，而是根據(jù)被過濾的水中微粒的自然存在和視覺檢測(cè)來檢測(cè)失效。相互緊靠地設(shè)置入口和出口窗作為標(biāo)簽1000的一部分或作為罩殼的一部分使用戶能方便地比較下面的兩個(gè)不同級(jí)中纖維的顏色，因此，用戶能看到在第一過濾級(jí)中如何出現(xiàn)變色，然后比較和觀察是否在第二過濾級(jí)中出現(xiàn)了任意變色。
還應(yīng)該意識(shí)到，標(biāo)簽1000可以結(jié)合在任意前述雙級(jí)過濾裝置例如圖1-27的裝置中。例如，在圖1的裝置100中，第一和第二過濾級(jí)完全翻轉(zhuǎn)，從而第二重復(fù)過濾級(jí)是靠近其內(nèi)部罩殼壁的最外面的級(jí)。盡管已經(jīng)針對(duì)流體特別是水溶液例如未過濾水的殺菌描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解， 本裝置同樣可以用于重復(fù)過濾其他流體，包括水或流體混合物之外的其他液體。因此，盡管已經(jīng)針對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例示出、描述和指出了本發(fā)明的基本新穎特征，應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)所示裝置的形式和細(xì)節(jié)以及它們的運(yùn)行作出各種省略、替代和改變。例如，那些執(zhí)行基本相同功能、以基本相同的方式、實(shí)現(xiàn)相同的效果的元件和/或步驟的所有組合顯然在本發(fā)明的范圍內(nèi)。從一個(gè)描述的實(shí)施例到另一實(shí)施例的元件替代也是完全期待和預(yù)期的。還應(yīng)該理解， 附圖不必按比例繪制，它們?cè)诒举|(zhì)上僅是概念性的。因此，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求的范圍限定。所有的參考文獻(xiàn)、出版物、待審和授權(quán)專利各自通過整體引用結(jié)合在此。
權(quán)利要求
1.一種手持雙級(jí)過濾濾筒，包括包含殼體的濾筒，該殼體具有包含第一半滲透過濾元件的第一殺菌級(jí)和包含第二半滲透過濾元件的第二殺菌級(jí)，所述殼體具有第一端和第二端，第一端包括流體入口、流體出口以及將該殼體分成第一殺菌級(jí)和第二殺菌級(jí)的部件，流體入口僅與第一殺菌級(jí)流體連通， 而流體出口僅與第二殺菌級(jí)流體連通，其中，第一和第二半滲透過濾元件在殼體的第二端密封，從而使進(jìn)入流體入口的流體在通過流體出口排出之前在第一半滲透過濾元件的內(nèi)腔段內(nèi)流動(dòng)，然后被引導(dǎo)橫穿第一半滲透過濾元件進(jìn)行過濾，隨后被引導(dǎo)橫穿第二半滲透過濾元件再次進(jìn)行過濾，并且流入第二半滲透過濾元件的內(nèi)腔段；以及一體式噴淋頭，該噴淋頭與流體出口流體連通并形成于殼體的第一端以用于排出二次過濾流體。
2.如權(quán)利要求1所述的雙級(jí)過濾濾筒，其特征在于殼體的第一端包括位于集管端壁與第一和第二半滲透過濾元件的第一端之間的內(nèi)集管空間，該內(nèi)集管空間包括將內(nèi)集管空間分成第一內(nèi)集管空間和第二內(nèi)集管空間的內(nèi)壁，流體入口僅與第一內(nèi)集管空間流體連通，而流體出口僅與第二內(nèi)集管空間流體連通。
3.如權(quán)利要求2所述的雙級(jí)過濾濾筒，其特征在于第一和第二內(nèi)集管空間彼此同心。
4.如權(quán)利要求2所述的雙級(jí)過濾濾筒，其特征在于，還包括設(shè)置在第一和第二半滲透過濾元件的第一端處的第一封裝化合物，所述第一封裝化合物允許第一內(nèi)集管空間與第一半滲透過濾元件之間以及第二內(nèi)集管空間與第二半滲透過濾元件之間流體連通；以及設(shè)置在第一和第二半滲透過濾元件的第二端處的第二封裝化合物，用于密封第一和第二半滲透過濾元件的第二端。
5.如權(quán)利要求1所述的雙級(jí)過濾濾筒，其特征在于流體進(jìn)入第一級(jí)并在殼體的同一端從第二級(jí)排出。
6.如權(quán)利要求2所述的雙級(jí)過濾濾筒，其特征在于設(shè)有第一接頭，該第一接頭與第一集管空間流體連通并適于通過第二接頭流體連接到流體源。
7.如權(quán)利要求6所述的雙級(jí)過濾濾筒，其特征在于第一和第二接頭都是快速釋放類型。
8.如權(quán)利要求2所述的雙級(jí)過濾濾筒，其特征在于殼體具有從該殼體延伸的空心手柄部件，穿過該空心手柄部件形成有流體導(dǎo)管，以用于將源中的流體運(yùn)送到第一集管空間。
9.如權(quán)利要求8所述的雙級(jí)過濾濾筒，其特征在于，還包括用于將從源中運(yùn)送流體的第一導(dǎo)管流體連接到手柄部件的遠(yuǎn)端接頭的導(dǎo)管附件，該導(dǎo)管附件具有適于容納并保持手柄一部分的夾具。
10.如權(quán)利要求1所述的雙級(jí)過濾濾筒，其特征在于噴淋頭具有噴淋出口導(dǎo)管，該出口導(dǎo)管構(gòu)造成與多個(gè)可互換噴淋頭噴嘴配合。
11.一種耐磨移動(dòng)式水化裝置，包括構(gòu)造成由人穿戴的體部，該體部包括用于儲(chǔ)存未處理流體的第一流體存儲(chǔ)部件；用于從第一流體存儲(chǔ)部件中抽吸未處理流體的手動(dòng)泵機(jī)構(gòu)；流體處理裝置，該流體處理裝置流體連接到用于接收未處理流體的第一流體存儲(chǔ)部件，并包括處理未處理流體以形成已處理過的水的元件；以及第二流體存儲(chǔ)部件，該第二流體存儲(chǔ)部件流體連接到流體凈化裝置，從而接收和儲(chǔ)存由于泵機(jī)構(gòu)的操作而產(chǎn)生的已處理過的水。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于體部包括穿戴在人的背部的背包，該背包包含第一流體存儲(chǔ)部件、泵機(jī)構(gòu)、流體凈化裝置以及第二流體存儲(chǔ)部件，泵機(jī)構(gòu)的至少一部分可被此人接觸到以操作泵機(jī)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述手動(dòng)泵機(jī)構(gòu)是活塞泵機(jī)構(gòu)和隔膜泵機(jī)構(gòu)的其中一種。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于第一和第二流體存儲(chǔ)部件各自包括可膨脹/可壓縮囊。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于第一和第二囊形成單個(gè)一體式結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述單個(gè)一體式結(jié)構(gòu)包括三個(gè)沿著其邊緣粘結(jié)的塑料板，中間板形成第一和第二囊的公共壁。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述單個(gè)一體式結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)粘結(jié)在一起的板，在所述兩個(gè)板之間形成密封，從而將該結(jié)構(gòu)分成代表第一和第二囊的第一和第二隔間。
18.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于所述單個(gè)一體式結(jié)構(gòu)構(gòu)造成第二囊完全在第一囊內(nèi)形成。
19.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于所述第一流體存儲(chǔ)部件具有用于接收未處理流體的可開啟入口。
20.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述第一和第二流體存儲(chǔ)部件相鄰布置并占據(jù)一給定空間，使得當(dāng)未處理的水從所述第一流體存儲(chǔ)部件排出并輸送到第二流體存儲(chǔ)部件時(shí)，單獨(dú)的流體存儲(chǔ)部件的容積改變，但是所述給定空間的容積維持基本相同。
21.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，還包括流體連接第一流體存儲(chǔ)部件與泵機(jī)構(gòu)入口的第一導(dǎo)管；流體連接泵機(jī)構(gòu)出口與流體處理裝置入口的第二導(dǎo)管；流體連接流體處理裝置出口與第二流體存儲(chǔ)部件的第三導(dǎo)管。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于第三導(dǎo)管包括設(shè)置有閥的出口，以便允許選擇性地排出已處理的流體。
23.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于流體處理裝置包括用于過濾未處理流體的吸附材料。
24.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述泵機(jī)構(gòu)和流體處理裝置形成為單個(gè)一體式濾筒。
25.如權(quán)利要求M所述的裝置，其特征在于所述單個(gè)一體式濾筒包括第一和第二過濾級(jí)，使得未處理流體在被輸送到第二流體存儲(chǔ)部件之前經(jīng)過二次過濾。
26.一種具有雙級(jí)殺菌功能的耐磨移動(dòng)式水化單元，包括構(gòu)造成由人穿戴的柔性結(jié)構(gòu)，該柔性結(jié)構(gòu)包括用于儲(chǔ)存未殺菌的生水的第一囊；包含殼體的濾筒，該殼體具有包含第一半滲透過濾元件的第一殺菌級(jí)和包含第二半滲透過濾元件的第二殺菌級(jí)，所述殼體具有第一端和第二端，第一端包括接收第一囊中的生水的流體入口、流體出口以及將該殼體分成第一殺菌級(jí)和第二殺菌級(jí)的部件，流體入口僅與第一殺菌級(jí)流體連通，而流體出口僅與第二殺菌級(jí)流體連通，其中，第一和第二半滲透過濾元件在殼體的第二端密封，從而使進(jìn)入流體入口的流體在作為凈化水通過流體出口排出之前在第一半滲透過濾元件的內(nèi)腔段內(nèi)流動(dòng)，然后被引導(dǎo)橫穿第一半滲透過濾元件進(jìn)行過濾，隨后被引導(dǎo)橫穿第二半滲透過濾元件再次進(jìn)行過濾，并且流入第二半滲透過濾元件的內(nèi)腔段；手動(dòng)泵機(jī)構(gòu)，用于從第一囊中抽吸生水并通過流體入口將生水輸送到第一殺菌級(jí)；以及流體連接到濾筒的流體出口、用于接收和儲(chǔ)存凈化水的第二囊。
27.一種雙級(jí)過濾裝置，包括包含第一半滲透過濾元件的第一過濾級(jí)、包含第二半滲透過濾元件的第二過濾級(jí)、接收生的未過濾流體的流體入口、以及在流體流經(jīng)第一和第二過濾級(jí)后排出凈化流體的流體出口，其中，該裝置具有級(jí)內(nèi)空間，該空間在已經(jīng)于第一過濾級(jí)內(nèi)過濾的流體在第二過濾級(jí)中再次被過濾之前接收該流體，流體入口僅與第一過濾級(jí)流體連通，而流體出口僅與第二過濾級(jí)流體連通；以及允許視覺檢查第二半滲透過濾元件的至少一部分、以便檢測(cè)第一過濾級(jí)中是否發(fā)生破裂的結(jié)構(gòu)。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于所述第一和第二過濾級(jí)設(shè)置在單個(gè)濾筒殼體內(nèi)，所述結(jié)構(gòu)與濾筒殼體相關(guān)聯(lián)并且覆蓋在第二過濾級(jí)的上方，以便無阻隔地觀察第二半滲透過濾元件。
29.如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于當(dāng)在第二半滲透過濾元件中看到變色時(shí)， 表明在第一殺菌級(jí)發(fā)生了破裂。
30.如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于流體包括含有有色微粒的水。
31.如權(quán)利要求觀所述的裝置，其特征在于所述殼體由透明或半透明材料制成，并且所述結(jié)構(gòu)包括標(biāo)簽，該標(biāo)簽附著在殼體外表面上并且包括在標(biāo)簽中成形的第一切口，該第一切口設(shè)置在第二半滲透過濾元件的所述部分的上方，使得所述第二半滲透過濾元件是可見的。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于所述標(biāo)簽包括在其中成形的第二切口，該第二切口設(shè)置在第一半滲透過濾元件的一部分的上方，使得所述第一半滲透過濾元件是可見的。
33.如權(quán)利要求觀所述的裝置，其特征在于除了由透明或半透明材料制成并形成為殼體的一體部分的第一窗之外，所述殼體由不透明材料制成，所述第一窗覆蓋第二半滲透過濾元件的所述部分，使得第二半滲透過濾元件是可見的。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于不透明殼體包括由透明或半透明材料制成并形成為殼體的一體部分的第二窗，所述第二窗覆蓋第一半滲透過濾元件的一部分，使得所述第一半滲透過濾元件是可見的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可選擇的小型便攜式過濾裝置，其能在邊遠(yuǎn)地區(qū)使用，包括對(duì)流體(水)進(jìn)行重復(fù)過濾的單個(gè)過濾濾筒。具體而言，該裝置是雙級(jí)超濾濾筒(裝置)，其構(gòu)造和設(shè)計(jì)成提供一種可在野外例如在野營或軍事任務(wù)期間使用的便攜式裝置，其在單個(gè)殼體內(nèi)提供兩個(gè)過濾級(jí)(重復(fù)過濾)。
文檔編號(hào)B01D61/18GK102247759SQ201110191599
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者G·R·科林斯, J·薩默頓, N·巴爾塔 申請(qǐng)人:尼弗茹斯公司