相關(guān)申請的交叉引用

該pct申請對應(yīng)并要求2014年12月16日提交的、序列號為14/572,766的美國實(shí)用新型申請的優(yōu)先權(quán)，上述申請是2012年2月22日提交的、序列號為13/041,866的美國實(shí)用新型申請的部分繼續(xù)申請，上述申請要求2011年2月24日提交的、序列號為61/446,487的美國臨時申請的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用完整地并入本文。

本公開涉及用于封閉過濾器的過濾器膠囊裝置，所述過濾器分離并去除固體、液體和/或氣體污染物和/或混合并將一種液體或氣體引入第二液體或氣體中。更特別地，本公開涉及組合的過濾器殼體或外殼，封閉過濾器和過濾器膠囊入口和出口構(gòu)造，從而改善引入過濾器膠囊裝置中的加熱或冷卻液體的均勻熱傳遞，允許松散介質(zhì)和過濾膜和盒的組合使用，以及改善更大的組件的適用性和適應(yīng)性。

背景技術(shù)：

為了過濾不需要的污染物的液體和/或氣體，過濾器和/或凈化介質(zhì)(例如粒狀樹脂，顆粒狀碳，碳纖維，堿石灰等)在封閉過濾器外殼中使用以實(shí)現(xiàn)污染物去除。在普通過濾器膠囊構(gòu)造中，端口被定位成占據(jù)不同的平面或者在不同方向上從膠囊延伸，例如如已公開的申請us2010/0282665中所示。在該應(yīng)用中，入口和出口端口位于膠囊頂端的直徑相對的位置處。該構(gòu)造在更大的組件內(nèi)需要大量的空間來接收膠囊并固定端口，由此限制了可能的取向變化，如果需要面板安裝構(gòu)造的話。它進(jìn)一步增加了附接膠囊所需的努力，原因是必須在兩個完全不同的位置處進(jìn)行連接。需要的是一種過濾器膠囊，其具有定向成在一致方向上從膠囊延伸的端口以減小附接到更大的組件所需的空間，并且便于同時連接用于導(dǎo)入和導(dǎo)出所需流體和/或氣體的多個管。

與過濾器膠囊(特別是具有位于膠囊的頂部處的入口端口的膠囊)相關(guān)的另一問題是過濾后衛(wèi)生。輸注熱液體(或甚至在一些應(yīng)用中，引入冷卻液體和/或氣體)，例如用于衛(wèi)生處理的熱水，導(dǎo)致形成顯著的溫度梯度，由此引入過濾器膠囊的頂端(入口端口的位置)中的液體具有比位于膠囊的底部的液體高得多的溫度。需要的是一種入口系統(tǒng)，其源自過濾器膠囊頂部，但是將進(jìn)入的熱(或冷卻)液體引導(dǎo)到膠囊的底部以利用引入的液體和/或氣體中的上升熱傳遞產(chǎn)生從下到上的明顯更均勻的溫度梯度。

當(dāng)嘗試將基于松散顆粒(例如樹脂)的過濾器(如活性炭)與由膜和纖維型過濾介質(zhì)構(gòu)成的基于膜或盒的過濾器結(jié)合時，會產(chǎn)生另外的問題?；谒缮渲倪^濾材料(如活性炭過濾器)是顆粒狀的，并且產(chǎn)生僅允許液體和/或氣體在單一方向上流動的流場?；诤械倪^濾器加入有位于松散顆粒材料下游的限定和指定下游芯部進(jìn)一步限制出口端口定位在膠囊下游或底端處。對于具有緊密空間要求的應(yīng)用，當(dāng)使用松散材料(例如基于松散顆粒的過濾介質(zhì))時目前不可能將出口定位在膠囊的頂部或上游端處。需要的是一種過濾器膠囊結(jié)構(gòu)，當(dāng)使用松散的特定過濾介質(zhì)時其允許將出口端口定位在過濾器膠囊的頂部處。本公開的這些和其它目的將從本公開的以下

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
和具體實(shí)施方式的閱讀以及附圖的查看變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容

在本公開的一個方面，一種用于封閉過濾器的膠囊裝置包括從所述裝置的頂端延伸的多個端口，其中每個端口的至少一部分以大致正交于所述膠囊的縱向軸線的角延伸。替代地，所述角可以從正交取向偏離約+/-30°，和多達(dá)+/-45°。所述端口還定向成在相同的大致方向上從所述膠囊延伸并且占據(jù)大致相同的平面。每個端口專用于特定功能，例如導(dǎo)入(入口)，導(dǎo)出(出口)和排放(排放口)。

在本公開的另一方面，至少兩個端口包括快速聯(lián)接接頭以便于與更大組件或與專用導(dǎo)入或?qū)С?和可選的排放)管的方便、有效和可靠的連接和拆卸。每個聯(lián)接件可以構(gòu)造為陽接頭或陰接頭以適應(yīng)各種連接構(gòu)造和要求。每個聯(lián)接件還可以構(gòu)造成包括與陽或陰構(gòu)造接頭整合的止回閥。

在本公開的又一方面，流體入口形成并定位在過濾器膠囊的頂端處。傳送管形成于所述過濾器膠囊的壁之上、內(nèi)部或之中并且沿著所述過濾器膠囊壁的長度延伸。所述入口連接到所述傳送管的近端并與其流體連通。所述管的遠(yuǎn)端至少鄰近所述膠囊的底端延伸。所述遠(yuǎn)端通向過濾室中并且允許引入所述管中的流體的流動從所述室的底端流動到所述過濾室中。具有多個孔或槽的可選的分散環(huán)可以形成或固定在所述過濾室的底端中，與所述傳送管的底端或遠(yuǎn)端流體連通。在又一替代實(shí)施例中，其中形成為具有多個孔或槽的分散板可以緊鄰所述室的底端放置或形成于所述過濾室中以產(chǎn)生分散室，用于均勻分散圍繞封閉過濾盒/過濾器經(jīng)由所述傳送管引入所述過濾室中的液體和/或氣體。

在本公開的再一方面，一種過濾器膠囊包括在所述膠囊的內(nèi)部形成或放置在膠囊內(nèi)壁之間的圓柱形護(hù)罩和固定在其中的過濾器。所述護(hù)罩大致從內(nèi)膠囊的頂部延伸到緊鄰、但是基本上不接觸所述膠囊的底部的點(diǎn)或平面，從而在所述護(hù)罩的底邊緣和所述膠囊底部的內(nèi)壁之間形成間隙。所述護(hù)罩與所述膠囊內(nèi)壁組合以形成第一環(huán)形室，所述第一環(huán)形室大致從所述膠囊的內(nèi)頂部延伸到緊鄰、但是不接觸所述膠囊的底部的點(diǎn)或平面。第二環(huán)形室在所述護(hù)罩的內(nèi)壁和所述封閉過濾器之間形成。在所述護(hù)罩和所述膠囊底部之間在底部形成的間隙允許所述膠囊的底部的室之間的流體連通。從所述膠囊延伸與所述第一室流體連通的入口允許流體從所述入口向下流動通過所述第一環(huán)形室，通過所述間隙并向上進(jìn)入第二、過濾器容納室。

在本公開的又一個方面，一種用于固定和容納過濾器的裝置包括膠囊，所述膠囊具有從所述膠囊的頂端延伸的一系列端口。每個端口定向成大致沿著所述膠囊的縱向軸線延伸。所述端口構(gòu)造成在大致相同的方向上延伸以便于手動連接到包括面板安裝件的更大組件。

在本公開的另一個方面，一種過濾器膠囊容納過濾盒或膜和松散顆粒過濾材料，其具有向下延伸并與出口端口流體連通的出口管。所述過濾盒限定與所述出口管流體連通的下游芯部。這允許入口和出口端口在膠囊的相同端部處與唯一流型對準(zhǔn)以允許使用松散顆粒過濾材料。本公開的這些和其它方面將從附圖的查看和本公開的以下詳細(xì)描述的閱讀變得顯而易見。

附圖說明

圖1是根據(jù)本公開的一個實(shí)施例的過濾器膠囊的側(cè)視立面圖。

圖2是圖1中所示的過濾器膠囊實(shí)施例的仰視圖。

圖3是圖1中所示的過濾器膠囊實(shí)施例的透視圖。

圖4是根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的過濾器膠囊的側(cè)視立面圖。

圖5是根據(jù)本公開的一個實(shí)施例的過濾器膠囊和端口接頭的截面、透視圖。

圖6是根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的過濾器膠囊和端口接頭的截面、透視圖。

圖7是根據(jù)本公開的又一實(shí)施例的過濾器膠囊和端口接頭的截面透視圖。

圖8是根據(jù)本公開的又一實(shí)施例的過濾器膠囊的側(cè)視立面圖。

圖9是圖8中所示的過濾器膠囊實(shí)施例的仰視圖。

圖10是圖8中所示的過濾器膠囊實(shí)施例的透視圖。

圖11是根據(jù)圖8中所示的本公開的實(shí)施例的過濾器膠囊和端口接頭的截面、透視圖。

圖12是根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的具有對準(zhǔn)的端口和中心管的過濾器膠囊的截面立面圖。

圖13是圖12中所示的過濾器膠囊的俯視圖。

圖14是圖12中所示的過濾器膠囊的俯視側(cè)視透視圖。

圖15是根據(jù)本公開的又一實(shí)施例的具有傳送管和分散環(huán)的過濾器膠囊的側(cè)視截面立面圖。

圖16是圖15中所示的傳送管和分散環(huán)的俯視截面圖。

圖17是根據(jù)本公開的再一實(shí)施例的具有傳送管和分散板的過濾器膠囊的側(cè)視截面立面圖。

圖18是圖17中所示的傳送管和分散板的俯視圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1-3和5-7，在本公開的一方面，過濾器膠囊裝置示出為大體上以10標(biāo)示。膠囊10包括大致圓柱形主體12，其限定構(gòu)造成容納一個或多個過濾盒或過濾器34的大致中空過濾室。膠囊10可以取決于應(yīng)用形成其它規(guī)則或不規(guī)則幾何形狀以適應(yīng)膠囊所附接的多種多樣的更大組件構(gòu)造和/或適應(yīng)多種多樣的過濾器形狀構(gòu)造。膠囊尺寸確定成提供圍繞封閉過濾器或過濾盒34的不間斷環(huán)形空間以確保沿著過濾盒的軸向長度的無障礙流體流動。

為了封閉膠囊10的頂端，具有符合膠囊主體12的形狀和尺寸的大致圓柱形形狀(或取決于膠囊主體的橫截面形狀的其它形狀)并具有封閉端部和相對的敞開端部的頂帽14熱焊接到主體12的敞開端部以形成頂帽接頭16。在替代實(shí)施例中，主體12和頂帽14可以形成為具有相應(yīng)的螺紋表面或陽/陰段作為將頂帽14固定到主體12的替代手段。如果使用卡扣配合表面，則密封部件(例如具有相應(yīng)安裝通道的o形環(huán))可以用于產(chǎn)生不透空氣/流體密封。粘合劑、環(huán)氧樹脂等也可以用于將帽14固定到主體12。

取決于主體12的另一端部是否已閉合，頂帽14可以在安裝過濾器之前或之后接合到主體12。在另一替代實(shí)施例中，頂帽14在相同的模制過程中與主體12一起形成。在該實(shí)施例中，下面公開的底帽不在與頂帽14和膠囊主體12相同的模制過程中形成。

對于沒有一體底部的膠囊主體，為了封閉膠囊主體12的底端，具有符合主體12的形狀和尺寸的大致圓柱形形狀(或取決于膠囊主體的橫截面形狀的其它形狀)并具有封閉端部和相對的敞開端部的底帽18熱焊接到膠囊10的敞開端部以形成底帽接頭20。在替代實(shí)施例中，主體12和底帽18可以形成為具有相應(yīng)的螺紋表面或陽/陰段作為將底帽18固定到主體12的替代手段。如果使用卡扣配合表面，則密封部件(例如o形環(huán))可以用于產(chǎn)生不透空氣/流體密封。粘合劑、環(huán)氧樹脂等也可以用于將底帽18固定到主體12。

取決于主體12的另一端部是否已閉合(如果模塊化)或作為主體12的形成過程的一部分閉合，底帽18可以在安裝過濾器之前或之后接合到主體12。在另一替代實(shí)施例中，底帽18在相同的模制過程中與主體12一起形成。在該實(shí)施例中，上面公開的頂帽不在與底帽18和膠囊主體12相同的模制過程中形成。

底帽18可以形成為具有安裝柱22，其構(gòu)造成從諸如安裝面板的更大組件接收相應(yīng)的安裝附件。膠囊主體12、頂帽14和底帽18的組合形成膠囊10。

在另一替代實(shí)施例中，代替安裝柱22，排泄端口可以形成于底帽18中以允許流體從膠囊10的底端排出，而不需要接合形成于頂帽14中的專用作出口端口的端口，如下面更完整地描述。排泄端口可以構(gòu)造為具有陽或陰連接器端部，并且也可以包括快速連接接頭和模塊化或整合止回閥以防止來自膠囊的流體和/或氣體的不期望的流動。

構(gòu)造成用于連接到液體/氣體輸送和/或提取源并提供與其流體連通的多個端口在頂帽14上形成，與其成一體或附加在其上。端口可以形成為具有附件、環(huán)形通道等以接收密封部件，例如o形環(huán)。更具體地，套管形的、基本中空的入口端口24在頂帽14的側(cè)邊緣上形成或固定以提供將流體和/或氣體輸注到形成于膠囊10內(nèi)的過濾室中的手段。入口端口24與頂帽14的接口/接合部的位置可以位于圍繞帽的其它位置，而不是頂帽14的側(cè)邊緣。

入口端口24包括模塊化或一體式陽或陰接頭以容納和接收流體輸送管或通道的相應(yīng)接頭38以允許流體和/或氣體以基本無泄漏、氣密方式橫穿管/端口接合部。入口端口24也可以包括一體式或模塊化止回閥以防止在拆卸膠囊10以去除、更換或維修(一個或多個)內(nèi)部過濾器時釋放流體或溢出。

套管形的、基本中空的排放端口28在與入口端口24所占據(jù)的側(cè)邊緣相對的頂帽14的側(cè)邊緣上形成，與其成一體或附加在其上。排放端口28在頂帽14上形成或固定以提供導(dǎo)出存在于由膠囊10限定的過濾室中的不期望的液體和/或氣體的手段。出口端口28的接口/接合部的位置可以位于圍繞帽的其它位置，而不是頂帽14的側(cè)邊緣。

當(dāng)膠囊10填充有期望的液體和/或氣體時，排放端口28最初被打開以排出駐留的氣體。排放端口28在正常操作期間關(guān)閉，或者周期性地打開持續(xù)有限的時間段以允許釋放過濾室中的不期望的積累空氣和/或氣體。

排放端口28包括模塊化或一體式陽或陰接頭以容納和接收流體接收管或通道的相應(yīng)接頭38以允許流體和/或氣體以基本無泄漏、氣密方式橫穿管/端口接合部。排放端口28也可以包括一體式或模塊化止回閥以防止在拆卸膠囊10以去除、更換或維修(一個或多個)內(nèi)部過濾器時釋放流體或溢出。

出口端口26也附加到頂帽14。出口端口26可以基本上在頂帽14的中心處在頂帽14上形成，與其成一體或附加在其上。圓柱形突起30可以形成為頂帽14和出口端口26之間的接口。突起30在頂帽14的頂表面所占據(jù)的平面上方形成室，其允許空氣、氣體或流體的流動收集在室中并且在通過封閉過濾器凈化之后遷移出膠囊10。在基于流體的應(yīng)用中特別有利的是允許收集和消除可能已進(jìn)入膠囊的任何不期望的空氣和/或氣體。如果顆粒物質(zhì)通過過濾器34，則室30提供用于顆粒物質(zhì)收集的區(qū)域，從而最小化顆粒物質(zhì)可能對流體和/或氣體導(dǎo)出到膠囊10之外產(chǎn)生的任何阻礙。

該構(gòu)造還允許膠囊10完全填充期望的流體和/或氣體直至封閉過濾器的最高點(diǎn)以確保整個過濾器的充分利用。以該方式，為了預(yù)期目的可以最大化專用于容納一個或多個過濾器的大致整個室區(qū)域的利用。突起30還不會影響整個膠囊長度，原因是通過調(diào)節(jié)出口高度以匹配入口和排放端口的高度可以保持期望的長度，當(dāng)突起30包含到頂帽14中時所述高度可以更長。

出口端口26包括模塊化或一體式陽或陰接頭以容納和接收流體接收管或通道的相應(yīng)接頭38以允許流體和/或氣體以基本無泄漏、氣密方式橫穿管/端口接合部。出口端口26也可以包括一體式或模塊化止回閥以防止在拆卸膠囊10以去除、更換或維修(一個或多個)內(nèi)部過濾器時釋放流體或溢出。

應(yīng)當(dāng)理解，通過各種端口的流體和/或氣體的流動可以反轉(zhuǎn)而沒有過濾器膠囊的功能的任何減小。更具體地，已確定的入口端口24可以用作出口端口，并且已確定的出口端口26可以用作入口端口。另外，已確定的排放端口28可以用作入口或出口端口。該裝置設(shè)計(jì)成允許在任一方向上的功能流。

在本公開的該方面，端口24、26、28在大致相同的平面中定向，其中每個端口以大致正交于膠囊10的縱向軸線的角從膠囊10側(cè)向地延伸。替代地，端口可以對準(zhǔn)或平行于正交軸線，或者從正交取向與縱向軸線形成約+/-45°的角。端口可以占據(jù)或不占據(jù)相同平面，而是可以偏移以適應(yīng)附接到更大的定制組件。

在又一替代方案中，每個端口可以具有大致平行于膠囊10的縱向軸線從頂帽14延伸的桿部分，和偏離與膠囊縱向軸線平行的取向的與桿部分連續(xù)的遠(yuǎn)側(cè)部分。遠(yuǎn)側(cè)部分與所述桿部分形成角，其中遠(yuǎn)側(cè)部分占據(jù)大致垂直于膠囊縱向軸線的平面。替代地，遠(yuǎn)側(cè)部分可以從正交取向與膠囊的縱向軸線形成約+/-30°的角。桿部分長度可以變化以控制膠囊的總長度。

再次參考其中端口從頂帽10側(cè)向延伸的構(gòu)造，該構(gòu)造減小裝置的總高度以使裝置能夠配合在更大組件的緊密尺寸部分內(nèi)而沒有專用于容納一個或多個過濾器的膠囊空間的量的任何明顯減小。大致單向的端口取向也便于安裝到更大組件(特別是面板安裝組件)之上或之中，原因是所有的連接表面(即，端口)面向大致相同的方向?？焖俾?lián)接件的加入進(jìn)一步易于安裝。具有又一優(yōu)點(diǎn)，原因是膠囊10的大致最高點(diǎn)處的所有端口的位置允許大致去除較低位置的封閉過濾器而沒有溢出。

在本公開的另一方面，如圖6中所示，傳送管40與膠囊10的內(nèi)壁一體形成或附加到其上以提供用于將暖和/或冷液體和/或氣體從膠囊10的頂端輸送到膠囊的底端的通道，而不需要液體和/或氣體首先通過過濾室遷移。傳送管的頂端連接到入口端口24并與其流體連通。如果中間端口26將被指定為入口端口，則管40將連接到該端口以提供下述的所需功能。傳送管的底端通向由膠囊10形成和限定的過濾室的底端并與其流體連通。傳送管的底端緊鄰過濾室的底端定位以在過濾室中的最低點(diǎn)處引入流體。這最大化傳送管將熱液體輸送到室中并允許上升熱最小化沿著膠囊10的長度的溫度梯度的發(fā)展的有益效果。

如圖6中所示，經(jīng)由入口端口24引入膠囊中的流體經(jīng)由管40流動到膠囊10的底部，并且向上流動通過在膠囊10的內(nèi)壁和過濾器34的外圓柱形壁之間形成的不間斷的環(huán)形空間。流體然后朝著膠囊10的中心橫穿過濾器并且向上通過出口端口26離開。使用該構(gòu)造，引入膠囊10的加熱或冷卻的流體或氣體在進(jìn)入過濾器中之前首先流動到膠囊的底部。以該方式，正常熱動力學(xué)使加熱的流體/氣體在室中上升并散熱，或促進(jìn)冷卻。在先前引入的流體離開傳送管40并沿膠囊上升時加熱或冷卻的液體/氣體連續(xù)傳送到膠囊的底部產(chǎn)生逆流效應(yīng)，其最小化從膠囊的頂部到底部的熱梯度差。

在本公開的另一方面，如圖15和16中所示，大體上示出為10”'的過濾器膠囊包括限定過濾器34”'固定在其中的過濾室的外殼12”'。膠囊具有入口端口24”'和出口端口26”'以及可選的排放端口28”'。傳送管40”'從膠囊的頂端延伸到鄰近底部的點(diǎn)或平面，并且與入口端口24”'流體連通。限定圍繞過濾室底端的周邊的通道的分散環(huán)41形成或定位在過濾室的底端處。該通道與傳送管40”'流體連通。多個孔或槽41a形成于分散環(huán)41中以允許經(jīng)由入口端口24”'引入傳送管40”'中的(加熱或冷卻)液體和/或氣體的流動圍繞過濾室的底端以均勻方式流動，從而確保大致同時從過濾室的所有側(cè)流動到室中的液體和/或氣體在溫度上大致均勻。

在本公開的又一方面，如圖17和18中所示，大體上示出為10^iv的過濾器膠囊包括限定過濾器34^iv固定在其中的過濾室的外殼12^iv。過濾室尺寸確定成確保在過濾器34^iv周圍保持不間斷的環(huán)形空間以允許沿著過濾器的軸向長度的無障礙流體流動。膠囊具有入口端口24^iv，出口端口26^iv和可選的排放端口28^iv。傳送管40^iv從膠囊的頂端延伸到鄰近底部的點(diǎn)或平面并且與入口端口24^iv流體連通。限定在過濾室的底端處的分散室41b的分散板41^iv形成或定位在過濾室的底端中。室41b與傳送管41^iv流體連通。多個孔或槽41a^iv圍繞板41^iv的周邊形成以允許引入室中的液體和/或氣體向上排出到圍繞封閉過濾器34^iv的室的部分中。應(yīng)當(dāng)理解，孔也可以形成于分散板的場的任何部分內(nèi)以允許流體離開室并向上行進(jìn)到過濾室中。如果封閉過濾器在其底端處固定到分散板或外殼12^iv的底部，則圍繞分散板的周邊的孔的位置是特別有利的。如果過濾器固定到外殼的底部的內(nèi)表面，則分散板可以形成為圍繞過濾器/過濾盒的底端的環(huán)，專門用于將過濾器/過濾盒固定到外殼。在該構(gòu)造中，分散室將在形狀上為環(huán)形，并且將具有圍繞整個板的一系列孔以確保加熱或冷卻的流體的均勻輸送，其溫度圍繞分散室和過濾器/過濾盒保持大致均勻。過濾盒/過濾器可以用摩擦配合部件，(一個或多個)o形環(huán)，熱或聲結(jié)合，粘合劑，接合方法的組合等固定到過濾器膠囊或分散板的底部。

再次參考圖6，傳送管40避免了在不存在傳送管40的情況下產(chǎn)生顯著的熱梯度。沒有管40，引入膠囊10中的流體將遵循圖5中所示的流型。流體將從頂部進(jìn)入膠囊，通過重力進(jìn)給沿膠囊向下流動，并且在沿膠囊向下流動時橫穿過濾器40。一旦流體流動通過過濾器，它將進(jìn)入膠囊10的中心并從出口26流出。在該構(gòu)造中，引入膠囊中的任何加熱的液體或氣體在其沿著膠囊向下行進(jìn)(通過重力或壓力輔助)并流動到過濾器34中時會失去熱。在這樣做時，產(chǎn)生相對較大的溫度梯度，由此膠囊10的頂部處的流體將具有比膠囊10的底部處的流體高得多的溫度。

為了在膠囊10的底部實(shí)現(xiàn)特定的流體溫度或目標(biāo)溫度，從頂端引入膠囊中的流體必須具有比目標(biāo)溫度更高的溫度從而當(dāng)熱朝著膠囊的底部傳遞到流體時解決熱損失。當(dāng)引入膠囊中的流體旨在用作具有所需溫度的清潔和/或衛(wèi)生液體時，這是特別有問題的。當(dāng)液體或氣體到達(dá)膠囊外殼的底部時，沿著外殼室向上的熱的恒定傳遞將導(dǎo)致外殼的底部處的不可接受低的液體或氣體溫度，其可以阻止封閉過濾盒/過濾器的適當(dāng)清潔和/或衛(wèi)生處理。

傳送管40的使用通過利用公知的流體熱動力學(xué)性質(zhì)基本上消除了這些問題，根據(jù)所述流體熱動力學(xué)性質(zhì)，流體通過將熱從相對高熱、相對低密度流體傳遞到具有相對低熱和相對較密度的流體來尋求達(dá)到熱平衡。通過在膠囊外殼的底部處引入相對高熱液體和/或氣體，位于比引入的高熱液體或氣體更高的高度處的相對更低溫度、更稠密液體將導(dǎo)致熱向上傳遞到更冷的液體中并且防止產(chǎn)生顯著的溫度梯度，以及防止任何液體或氣體在整個膠囊內(nèi)以不可接受的相對低的溫度存在。這些是當(dāng)具有相對高熱和相對低密度的流體被引入膠囊的底部時在過濾器膠囊中變得突出的條件。當(dāng)從膠囊的底部行進(jìn)到頂部時，熱自然地且更有效地傳遞。以該方式，當(dāng)熱沿著封閉流體向上傳遞時，膠囊中的流體沿著膠囊的整個長度保持在更加均勻的溫度。

在替代實(shí)施例中，為了進(jìn)一步最小化溫度梯度，止回閥可以一體地形成或安裝在傳送管40的遠(yuǎn)端內(nèi)以防止流體和/或氣體沿著傳送管向上回流到入口端口24中。這確保引入膠囊中的任何加熱的流體到達(dá)膠囊的底部，從而保持最大的熱均勻性和效率。

在本公開的另一實(shí)施例中，傳送管形成于膠囊10的外表面上。管的頂端連接到入口端口24并與其流體連通。管的底端連接到形成于膠囊主體12的底端或底帽18的側(cè)壁中的孔，從而提供與膠囊10的底部內(nèi)部的流體連通并且允許流體在由膠囊限定的過濾室的最低點(diǎn)處進(jìn)入膠囊。

通過使用位于過濾器膠囊外殼壁的外部，嵌入在壁中，或在外殼壁的內(nèi)表面上形成或附接的傳送管，液體和/或氣體(特別是加熱的液體和/或氣體)可以大致在過濾室的最底端處引入過濾室中以允許引入室中的熱向上流動到流體和/或氣體的較高層中以確保相對均勻的溫度梯度?，F(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)具有頂部安裝的入口端口，其構(gòu)造成將流體和/或氣體引導(dǎo)到過濾室的最上端中，這導(dǎo)致形成顯著的溫度梯度，原因是較冷、較稠密的流體和/或氣體傾向于遷移到室的底部，而較熱、較不稠密的流體和/或氣體傾向于保留在室的上端中。

在本公開的另一方面，如圖7中所示，在過濾器34和膠囊10的內(nèi)壁之間的環(huán)形腔中形成包封護(hù)罩42。護(hù)罩42的上端產(chǎn)生三個端口之間的分隔，使得每個端口與其它端口隔離。護(hù)罩42的底端不延伸到膠囊10的底部，從而提供由護(hù)罩42的存在形成的兩個環(huán)形室之間的流體路徑。第一室43形成于膠囊10的內(nèi)壁和護(hù)罩42的外壁之間。第二室45形成于護(hù)罩42的內(nèi)壁和過濾器34的外壁之間。

引入膠囊中的流體從入口端口24流動到第一環(huán)形室43中。流體沿著第一環(huán)形室向下流動直到到達(dá)膠囊10的底部。流體然后橫穿護(hù)罩42的端部并且向上流動到第二環(huán)形室45中，流體從所述第二環(huán)形室進(jìn)入并橫穿過濾器。流體接著從過濾器流出到中心室中并且從出口端口26流出。在該構(gòu)造中，排放端口28必須被關(guān)閉以確保流動遵循通過環(huán)形室并離開出口端口的所述路徑。

護(hù)罩42的使用建立流動的逆流，其允許來自第一環(huán)形室中的較高溫度流體的一些熱通過護(hù)罩42(特別是如果護(hù)罩由具有良好熱傳遞性的材料(如鋁)構(gòu)成)傳遞到第二個環(huán)形室45中的向上流動和低溫流體。該熱交換使流體能夠獲得相對均勻的溫度梯度，原因是第一室43中最頂部的最高溫度流體將熱傳遞到第二室45的頂部處的最冷流體。頂部處的最熱流體下方的次高溫度流體將熱傳遞到第二室中的次冷水平的液體，直到流體到達(dá)護(hù)罩的底部，其中護(hù)罩42的底部的任一側(cè)的流體的溫度大約相當(dāng)。如果通過護(hù)罩42的熱傳遞是非期望的，則護(hù)罩42可以由本領(lǐng)域中公知的不良導(dǎo)熱材料構(gòu)成。

在本公開的又一方面，如圖4中所示，過濾器膠囊10'形成為具有或附加有從頂帽14'的頂表面大致向上延伸的多個端口。應(yīng)當(dāng)理解，在一個實(shí)施例中以帶上標(biāo)的數(shù)字表示的元件對應(yīng)于其它實(shí)施例中的具有相同的未帶上標(biāo)或帶不同上標(biāo)的數(shù)字的元件。膠囊10'包括大致圓柱形的主體12'，其限定構(gòu)造成容納一個或多個過濾器的大致中空的過濾室。膠囊10'可以取決于應(yīng)用形成其它規(guī)則或不規(guī)則幾何形狀以適應(yīng)膠囊所附接的多種多樣的更大組件構(gòu)造和/或適應(yīng)多種多樣的過濾器形狀構(gòu)造。

為了封閉膠囊主體12'的近側(cè)頂端，具有符合膠囊主體12'的形狀和尺寸的大致圓柱形形狀并具有一個封閉端部和相對的敞開端部的頂帽14'熱焊接到膠囊主體12'的近端以形成頂帽接頭16'。在替代實(shí)施例中，膠囊主體12'和頂帽14'可以形成為具有對應(yīng)的螺紋表面或陽/陰段作為將頂帽14'固定到膠囊主體12'的替代手段。如果使用卡扣配合表面，則密封部件(例如o形環(huán))可以用于產(chǎn)生不透空氣/流體密封。取決于膠囊10'的另一端部是否閉合，頂帽14'可以在安裝過濾器之前或之后接合到膠囊主體12'。

為了封閉膠囊10'的遠(yuǎn)側(cè)底端，具有符合膠囊主體12'的形狀和尺寸的大致圓柱形形狀并具有封閉端部和相對的敞開端部的底帽18'熱焊接到膠囊主體12'的遠(yuǎn)端以形成底帽接頭20'。在替代實(shí)施例中，膠囊主體12'和底帽18'可以形成為具有對應(yīng)的螺紋表面或陽/陰段作為將底帽18'固定到膠囊主體12'的替代方式。如果使用卡扣配合表面，則密封部件(例如o形環(huán))可以用于產(chǎn)生不透空氣/流體密封。類似于頂帽14'，取決于膠囊10'的另一端部是否閉合，底帽18'可以在安裝過濾器之前或之后接合到膠囊主體12'。底帽18'可以形成為具有安裝柱22'，其構(gòu)造成從諸如安裝板的更大組件接收相應(yīng)的安裝附件。

在替代實(shí)施例中，代替安裝柱22'，排泄端口可以形成于底帽18'中以允許流體從膠囊10'的底端排出，而不接合形成于頂帽14'中的專用作出口端口的端口，如下面更完整地描述。排泄端口可以構(gòu)造為陽或陰連接器，并且也可以包括快速連接接頭和模塊化或整合止回閥。

構(gòu)造成提供與流體輸送或提取源流體連通的多個端口在頂帽14'上形成或附加在其上。套管形入口端口24'是基本中空的，并且在頂帽14'的側(cè)邊緣上形成或固定以提供將流體和/或氣體輸注到包含在膠囊10'中的過濾室中的手段。入口端口24'的接口/接合部的位置可以位于除了頂帽14'的側(cè)邊緣之外的其它位置處。

入口端口24'包括模塊化或一體式陽或陰接頭以容納和接收流體輸送管或通道的相應(yīng)接頭以允許流體和/或氣體以基本無泄漏、氣密方式橫穿管/端口接合部。入口端口24'也可以包括一體式或模塊化止回閥以防止在拆卸膠囊10'以去除、更換或維修(一個或多個)內(nèi)部過濾器時釋放流體或溢出。

套管形排放端口26'在與入口端口24'所占據(jù)的側(cè)邊緣相對的頂帽14'的側(cè)邊緣上形成或附加在其上。排放端口28'是基本中空的，并且在頂帽14上形成或固定以提供存在于包含在膠囊10'中的過濾室中的不期望的流體和/或氣體的導(dǎo)出的手段。它也提供將膠囊10'的內(nèi)部壓力匹配到環(huán)境壓力條件的手段。排放端口26'的接口/接合部的位置可以位于除了頂帽14'的側(cè)邊緣之外的其它位置處。

排放端口26'包括模塊化或一體式陽或陰接頭以容納和接收流體接收管或通道的相應(yīng)接頭以允許流體和/或氣體以基本無泄漏、氣密方式橫穿管/端口接合部。排放端口26'也可以包括一體式或模塊化止回閥以防止在拆卸膠囊10'以去除、更換或維修(一個或多個)內(nèi)部過濾器時釋放流體或溢出。

套管形出口端口28'也附加到頂帽14'。出口端口28'可以基本上在帽14'的中心處在頂帽14'上形成或附加在其上。圓柱形突起30'可以形成為頂帽14'和出口端口28'之間的接口。突起30'提供頂帽14'的平面上方的封閉區(qū)域以允許空氣或其它不需要的物質(zhì)或氣體上升并集中以通過出口端口28'釋放。該構(gòu)造允許膠囊10'完全填充有所需的流體和/或氣體，而不會損害專用于將過濾器容納在所需的流體和/或氣體中的膠囊10'所形成的室的任何區(qū)域。

出口端口28'包括模塊化或一體式陽或陰接頭以容納和接收流體接收管或通道的相應(yīng)接頭以允許流體和/或氣體以基本無泄漏、氣密方式橫穿管/端口接合部。出口端口28'也可以包括一體式或模塊化止回閥以防止在拆卸膠囊10'以去除、更換或維修(一個或多個)內(nèi)部過濾器時釋放流體或溢出。

在本公開的該方面，端口24'、26'、28'在大致相同的平面中定向，其中每個端口從膠囊10'豎直地或向上延伸，其中由端口占據(jù)的平面大致平行于縱向膠囊10'的縱向軸線。替代地，端口可以占據(jù)從平行取向與縱向軸線形成約+/-45°的角的平面。在另一替代實(shí)施例中，端口可以占據(jù)或不占據(jù)相同平面，而是偏移以適應(yīng)附接到更大的定制組件。

具有大致均勻的端口取向(由此端口從膠囊10'的頂部大致豎直地延伸)的該構(gòu)造不會減小裝置的總高度，但是當(dāng)配合的接頭不面板安裝時便于手動連接到配合的接頭?？焖俳宇^的加入進(jìn)一步易于安裝。并且所有端口定位在膠囊10'的大致最高點(diǎn)處允許去除所包含的過濾器而不會溢出。

在本公開的另一方面，傳送管40'與膠囊10'的內(nèi)壁一體形成或附加到其上以提供用于將暖流體和/或氣體從膠囊10'的頂端輸送到膠囊10'的底端的通道，而不需要流體和/或氣體流動通過過濾室。傳送管的頂端連接到入口端口24'并其流體連通。傳送管的底端通向由膠囊10'形成的過濾室的底端并與其流體連通以允許流體在室中的最低點(diǎn)處進(jìn)入室中。在替代實(shí)施例中，止回閥可以一體形成或安裝在傳送管40'的遠(yuǎn)端內(nèi)以防止流體和/或氣體沿著傳送管向上回流到入口端口24'中。

在本公開的另一實(shí)施例中，如圖8-11中所示，外部傳送管40”形成于膠囊10”的外表面上。管的頂端經(jīng)由頂孔41連接到入口端口24”并與其流體連通。管的底端連接到形成于膠囊10”的底端或底帽18”的側(cè)壁中的孔39，從而提供與膠囊10”的內(nèi)部的流體連通。

通過使用外部傳送管40”，流體和/或氣體(特別是加熱的流體和/或氣體)可以大致在過濾室的最底端處引入過濾室中，以利用加熱的和因此較不稠密的流體和/或氣體上升的自然趨勢，從而允許引入室中的熱向上傳送到流體和/或氣體的較高層中以確保相對均勻的溫度梯度。現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)具有將流體和/或氣體引導(dǎo)到過濾室的最上端中的頂部安裝的入口端口，其導(dǎo)致顯著的溫度梯度形成，原因是較冷的流體和/或氣體傾向于遷移到室的底部，而較熱的流體和/或氣體傾向于保留在室的上端中。

在本公開的又一方面，rfid芯片36附接或嵌入底帽18的底部分中。在替代實(shí)施例中，膠囊10的底部形成為膠囊的一體部分，芯片36在制造期間嵌入膠囊形成材料中。芯片36被嵌入，從而不暴露于在膠囊10的內(nèi)部或外部的流體或氣體，并且確保芯片不丟失或不正確地被未經(jīng)授權(quán)的芯片替換，例如芯片用粘合劑等固定到物品則是可能的。芯片36構(gòu)造成耐受高溫環(huán)境并且額定用于高溫。使用該構(gòu)造，芯片36可以暴露于熱水衛(wèi)生處理的高溫。

現(xiàn)在參考圖12-14，在本公開的另一方面，大體上標(biāo)示為10^v的過濾器膠囊包括膠囊外殼或殼體壁12^v，上端或端帽14^v和下端或端帽16^v。殼體壁和端帽的組合限定過濾盒或過濾材料固定在其中的過濾室，如下所述。端帽可以與殼體壁成一體或模塊化。附加的變化包括一個端部與殼體壁成一體并且另一端帽固定到殼體壁。一體式或模塊化端部/端帽的任何組合都在本公開的精神和范圍內(nèi)。用于將端帽固定到殼體壁的手段是本文中公開的用于本公開的其它實(shí)施例的那些。

入口端口24^v從頂端14^v徑向延伸并且可以形成為接收諸如快速連接的接頭。出口端口26^v從頂端14^v徑向延伸并且定位成近端大致居中地位于頂端上?？蛇x的排放端口28^v也在由入口端口24^v和出口端口26^v占據(jù)的大致相同平面中從頂端14^v徑向延伸。所有端口可以形成為接收諸如快速連接等的接頭，如本公開的其它實(shí)施例所公開的。

限定出口通道60的出口傳送管58向下延伸并且與出口端口26^v的近端流體連通。出口管58構(gòu)造成僅沿膠囊室的總長度向下部分地延伸并且是無孔的。過濾盒或膜68位于與端口從其延伸的端部相對的膠囊室的端部中。過濾膜68限定與出口通道60流體連通的過濾膜芯部70。芯部70和出口管通道60的組合為流體和/或氣體通過膠囊外殼從膠囊的底端流動到頂部提供連續(xù)下游路徑。

為了說明而非限制的目的，對于液體處理應(yīng)用，過濾盒或膜68(也廣泛地定義為過濾材料或介質(zhì))中的過濾材料或介質(zhì)可以由選自下列的材料形成：聚醚砜，尼龍，乙酸纖維素，硝酸纖維素，聚偏二氟乙烯，聚碳酸酯，聚丙烯腈，纖維素的混合酯，玻璃纖維，聚乙烯，聚四氟乙烯，以及它們的組合。本領(lǐng)域中公知的其它過濾材料也可以用于該目的并且在本公開的范圍內(nèi)。

再次為了說明而非限制的目的，對于氣體處理應(yīng)用，過濾盒或膜68中的過濾材料或介質(zhì)可以由選自下列的材料形成：聚偏二氟乙烯，玻璃纖維，聚乙烯，聚四氟乙烯，以及它們的組合。本領(lǐng)域中公知的其它過濾材料也可以用于該目的并且屬于本公開的范圍內(nèi)。

還應(yīng)當(dāng)理解，這兩組材料中的任何一項(xiàng)可以使用其天然表面性質(zhì)，或者可以完全或部分地修改以使材料適合用于液體和/或氣體。例如，用于氣體應(yīng)用的示例性列表中的一項(xiàng)可以改變其表面以使其適合用于液體。來自兩組的列出材料的多種組合對于材料選擇也是可能的。而且，被確定為特別有利于氣體應(yīng)用的材料可以例如在一些情況下用于液體應(yīng)用，反之亦然。

過濾盒或過濾膜68中的過濾材料或介質(zhì)可以形成為具有尺寸在約0.2微米至約500微米的范圍內(nèi)的孔。過濾器68也可以是本領(lǐng)域中已知的hepa(高效顆?？諝?或ulpa(超低顆?？諝?過濾器。

盡管示出為單個盒68，但是多個盒68可以以堆疊或多輪構(gòu)造固定在外殼10^v的底端中，多個芯部70接合在一起以用于堆疊構(gòu)造，或者歧管90與出口管58連接并流體連通以用于多輪構(gòu)造。盒可以由類似的過濾材料(膜和其它介質(zhì))構(gòu)成，具有類似的特性，例如孔尺寸孔隙率等，或者可以關(guān)于材料和/或特性不同以賦予針對特定應(yīng)用定制的可選擇過濾性質(zhì)。整個裝置可以使用純重力來過濾進(jìn)入的液體和氣體，或者可以使用壓力來促進(jìn)過濾過程。

介質(zhì)邊界片材72位于過濾膜上方以將松散的顆粒和介質(zhì)保持在與盒式過濾器68分離的指定位置并且固定到膠囊室的壁以及出口管58。邊界片材72用作機(jī)械邊界以防止松散的介質(zhì)材料堵塞過濾膜68的孔。邊界片材72是多孔的以允許通過過濾器膠囊處理的液體和/或氣體通過。邊界片材72的孔尺寸可以為約10微米至約500微米。膠囊室、上端14^v、邊界片材72和出口管58的徑向外壁的組合限定基于松散介質(zhì)的過濾材料66放置在其中的環(huán)形室。過濾材料66可以選自下列：di樹脂，碳纖維棉纖維顆粒碳，聚合紗，沙子或其它天然或合成顆粒介質(zhì)，以及它們的組合。

膠囊10^v設(shè)計(jì)成在以高達(dá)約100psi的范圍內(nèi)的壓力加壓的系統(tǒng)中操作。對于液體和/或氣體過濾，目標(biāo)液體和/或氣體流動到入口端口76中并進(jìn)入膠囊10v的頂端。流體和/或氣體通過過濾樹脂66滲透并經(jīng)由邊界層72進(jìn)入過濾膜68。流體和/或氣體流動通過濾膜68并進(jìn)入過濾膜芯部70，并且向上流動到出口管道60中并從出口64流出。

本文中所述的膠囊、帽、管和端口可以由高熱彈性塑料(例如聚丙烯，聚乙烯，尼龍，pfa等)構(gòu)成。這些材料在常規(guī)注射模制工藝中使用以產(chǎn)生膠囊和相關(guān)部件。材料選擇的關(guān)鍵考慮是材料承受諸如在滅菌設(shè)備和高壓釜中出現(xiàn)的高溫環(huán)境，以及諸如伽瑪輻射的其它滅菌手段的能力。

快速聯(lián)接件構(gòu)造成與作為示例而非限制由linktech(加利福尼亞州文圖拉)，colderplastics公司(明尼蘇達(dá)州圣保羅)和johnguest公司(新澤西州費(fèi)爾菲爾德)制造和銷售的聯(lián)接部件兼容。止回閥可以是本領(lǐng)域中已知的任何常規(guī)的閥，其確保流動通過膠囊的流體和/或氣體的單向流動。示例包括由上述公司出售的那些。還應(yīng)當(dāng)理解，取決于特定應(yīng)用，包含到膠囊上的一組快速連接聯(lián)接件的陽/陰構(gòu)造可以全部是陽的，全部是陰的，或兩者的組合。

盡管已結(jié)合其若干實(shí)施例描述了本公開，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離本公開的真實(shí)精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行許多改變和修改。因此，附帶的權(quán)利要求旨在涵蓋落入本公開的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些改變和修改。