專利名稱：帶有速干更換元件的交叉流過濾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及水過濾系統(tǒng)領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及利用交叉流過濾元件的交叉流過濾系統(tǒng)，借助于快速連接附件，能夠增加和更換該交叉流過濾元件。
背景技術(shù)：
為家庭使用而設(shè)計(jì)的水過濾系統(tǒng)是公知的。由于對(duì)水質(zhì)關(guān)心程度的增加，因而無論水是水井供應(yīng)的還是市政管道供應(yīng)的，這種水過濾系統(tǒng)的流行程度都顯著地增加。一些水過濾系統(tǒng)引入了逆向滲透過濾。
現(xiàn)有的逆向滲透系統(tǒng)包括逆向滲透膜組件、耐壓水箱、控制元件、凈化水龍頭和限定各個(gè)流程的管道/管路組件。一般而言，將入口水源供應(yīng)到所述的膜組件，在那將水源分成凈化水流(一般稱為“滲透水流”)和濃縮廢水流(一般稱為“濃縮水流”)。所述滲透水流可以流到耐壓水箱，隨后可通過凈化水龍頭獲取該處的滲透水流。所述濃縮水流一般通過管道被直接排到下水道?？刂圃c管道/管路組件中的一連串閥門和凈化水龍頭協(xié)同工作，所述控制元件總的操作所述系統(tǒng)，并且可以包括各種監(jiān)測(cè)傳感器，例如，導(dǎo)電率/電阻率傳感器和流量傳感器，用于保證所述系統(tǒng)正確地工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為交叉流過濾系統(tǒng)，例如家用交叉流過濾系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)速干更換交叉流過濾水箱，將該水箱設(shè)計(jì)成以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式與岐管組件相對(duì)接。所述的速干更換交叉流過濾水箱可包括被包圍在殼體內(nèi)的膜元件，例如，超濾膜、微米級(jí)濾膜、納米級(jí)濾膜或者逆向滲透膜元件。以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式接合水箱的緊固件具有兩個(gè)配合的元件，一個(gè)元件連接在過濾水箱的殼體上，緊固件配合的第二元件連接在岐管上的連接口上。所述的殼體包括殼體罩，該殼體罩具有第一緊固元件，用于以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式在岐管組件上的連接口處連接在所述配合的第二緊固元件上。所述的緊固件可包括各種設(shè)計(jì)的配合元件，例如，傾斜突起、槽、螺旋螺紋、使用螺紋和/或突起的多級(jí)接合部件以及它們的組合。類似的是，配合的第二緊固元件可包括對(duì)應(yīng)的配合元件，諸如傾斜突起、槽、斜面、多級(jí)接合部件或者它們的組合，用于與第一緊固元件相對(duì)接。岐管上的連接口也可包括各種鎖定機(jī)構(gòu)，使得水箱緊固件不會(huì)意外地脫離接合?？紤]到與在此描述的水凈化系統(tǒng)一起使用，以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式接合水箱的緊固件合適的實(shí)例包括例如美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/618,686，10/196,340，10/202,290，10/406,637所公開的緊固件，這些申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參考在此引入。
速干更換水箱包括在殼體內(nèi)的三個(gè)流程和交叉流過濾介質(zhì)元件。這三個(gè)流程包括入口水流、滲透水流和濃縮水流。岐管組件包括三個(gè)類似的流程入口水流、滲透水流和濃縮水流。當(dāng)接合時(shí)，水箱和岐管組件限定出連續(xù)的入口水流程、滲透水流程和濃縮水流程，這些流程穿過對(duì)接口連接。從而，水過濾系統(tǒng)的所有的接頭都可以做在岐管上，所產(chǎn)生的連接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊且易于連接。相反的是，在美國(guó)專利No.3,746,640、4,391,712、4,876,002、5,122,265、5,435,909、5,527,450、5,580,444和6,436,282中描繪出帶有單獨(dú)冷凝排水管的逆向滲透設(shè)計(jì)，這些申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為參考結(jié)合在此。
當(dāng)交叉流過濾介質(zhì)元件的過濾量用完時(shí)，水箱的整體結(jié)構(gòu)允許快速而又容易地更換一個(gè)新的水箱，該水箱包含有新的交叉流過濾介質(zhì)元件。由于并未拆卸水箱過濾器，因而可以在沒有水溢出的情況下完成更換過程。另外，所需要的時(shí)間僅僅是轉(zhuǎn)動(dòng)地卸下用過的水箱和轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝新水箱所需要的時(shí)間。一般而言，盡管如果要求的話，可以使用工具，但是在沒有工具的情況下，用手也能夠進(jìn)行拆卸和重新組裝殼體和水箱。在某些實(shí)施例中，交叉流過濾系統(tǒng)的過濾性能可以通過將具有第一種過濾介質(zhì)水箱過濾器更換成具有第二種過濾介質(zhì)的新水箱過濾器來以可調(diào)節(jié)的方式變化。另外，由于給水化學(xué)性質(zhì)上的改變，因而可能會(huì)要求調(diào)節(jié)交叉流過濾系統(tǒng)的工作性能，僅僅通過更換水箱過濾器就能調(diào)節(jié)所述的工作性能，其中，水箱過濾器包括特定節(jié)流口，由此控制交叉流過濾系統(tǒng)的全面恢復(fù)?？梢酝ㄟ^變化濃縮水流上的反壓力來進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，使用諸如節(jié)流口或者閥門的限流器。
在第一方面中，本發(fā)明涉及交叉流過濾系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有交叉流水箱過濾器和岐管。所述的交叉流水箱過濾器可包括殼體、包圍的交叉流過濾介質(zhì)和限定出三個(gè)過濾器接頭的第一緊固元件，所述接頭分別與在水箱過濾器內(nèi)通過的過濾器進(jìn)水通道、過濾器滲透水流通道、過濾器濃縮水流通道流體上相連通。岐管可包括與第一緊固元件配合的第二緊固元件，該岐管具有三個(gè)岐管流動(dòng)通道，它們分別連接在第二緊固元件上的三個(gè)岐管接頭上。當(dāng)?shù)谝痪o固元件與第二緊固元件相接合時(shí)，所述的三個(gè)岐管接頭按照一對(duì)一的原則與三個(gè)過濾器接頭相連接。
在另一方面中，本發(fā)明涉及交叉流過濾的過濾器，該過濾器包括過濾器殼體、交叉流過濾元件和過濾器罩。所述的交叉流過濾元件可包括交叉流過濾介質(zhì)，諸如微米級(jí)過濾膜、超過濾膜、納米級(jí)過濾膜或者逆向滲透膜。所述的過濾器罩可包括若干通道，用于引導(dǎo)和分配給水流、濃縮水流和滲透水流。所述的過濾器罩還可包括允許與過濾器岐管相互連接(例如，以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式接合)的若干接合部件。
在另一方面中，本發(fā)明涉及交叉流過濾岐管，該岐管包括岐管體和岐管接頭。所述的岐管體和岐管接頭可限定出進(jìn)水流動(dòng)通道、滲透水流通道和濃縮水流通道。所述的岐管接頭可包括用于使其以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與水箱過濾器相接合的接合部件。所述的交叉流過濾岐管可以在濃縮水流通道內(nèi)包括有限流器，諸如節(jié)流口或者閥門，用以支持和控制用于交叉流過濾水箱的水質(zhì)恢復(fù)。所述的交叉流過濾岐管可在進(jìn)水流動(dòng)通道內(nèi)包括有偏置關(guān)閉閥，用以在岐管未與水箱過濾器接合時(shí)防止水溢出。所述的交叉流過濾岐管可在滲透水流通道內(nèi)包括有止回閥，用以防止過濾后的水向回流動(dòng)通過岐管。
在另一方面中，本發(fā)明涉及一種用于形成帶有交叉流過濾器的交叉流過濾系統(tǒng)的方法。該方法包括以下步驟將交叉流過濾器連接在岐管上，以便形成進(jìn)水流動(dòng)回路、滲透水流動(dòng)回路和濃縮水流動(dòng)回路，并將這些回路用交叉流過濾介質(zhì)隔開。


圖1是交叉流過濾組件的側(cè)視圖；圖2是交叉流水箱過濾器的分解透視圖；圖3是過濾器殼體的截面?zhèn)纫晥D；圖4是交叉流過濾元件的截面?zhèn)纫晥D；圖5是過濾器堰的側(cè)視圖；圖6是過濾器罩的側(cè)視圖；圖7是圖6所示的過濾器罩的頂部端視圖；圖8是圖6所示的過濾器罩的底部端視圖；圖9是交叉流水箱過濾器的截面?zhèn)纫晥D；圖10是岐管組件的分解透視圖；圖11是分配部件的透視圖；圖12是連接部件的側(cè)視圖；圖13是圖12所示的連接部件的透視圖；圖14是圖12所示的連接部件的截面?zhèn)纫晥D；圖15是圖10所示的岐管組件的透視端視圖；
圖16是圖10所示的岐管組件的側(cè)視圖；圖17是圖10所示的岐管組件沿圖16中的A-A線的截面?zhèn)纫晥D；圖18是圖1所示的交叉流過濾組件的截面?zhèn)纫晥D；圖19是包括交叉流過濾組件的水處理系統(tǒng)的示意圖；圖20是水處理系統(tǒng)實(shí)施例的分解透視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的交叉流過濾組件90的實(shí)施例包括岐管組件92和至少一個(gè)交叉流水箱過濾器94。如在圖1中所描繪的，交叉流過濾組件90的實(shí)施例包括供水管96、濃縮水流管98和滲透水流管100。
在圖2中更清楚地示出了交叉流水箱過濾器94。一般而言，交叉流水箱過濾器94包括有過濾器殼體108、交叉流過濾元件110、流動(dòng)導(dǎo)引器112和過濾器罩114。過濾器殼體108、流動(dòng)導(dǎo)引器112和過濾器罩114由適合的聚合物制成，例如，聚丙烯或者聚乙烯。交叉流水箱過濾器94構(gòu)造得以便被固定地密封和關(guān)閉，使得在需要更換時(shí)，與更換諸如交叉流過濾元件110的若干獨(dú)立水箱組件相反，更換整個(gè)水箱。本系統(tǒng)具有單個(gè)過濾器元件。不同的系統(tǒng)可包括有不同數(shù)量的過濾器元件，諸如兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或者四個(gè)以上相同或者不同類型的過濾器元件，以及不同數(shù)量的存儲(chǔ)水箱。下面進(jìn)一步描述帶有多級(jí)過濾的過濾器一個(gè)具體的設(shè)計(jì)。
如圖2和圖3所示，過濾器殼體108為成型聚合物結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有開放端116和封閉端118。在一些實(shí)施例中，過濾器殼體108包括如圖2所示的在封閉端118上的把手元件120，例如，凸起表面。開放端116可包括內(nèi)圍槽122，以有助于交叉流水箱過濾器94的相互連接和組裝。過濾器殼體108一般可具有光滑內(nèi)壁124，并且可包括內(nèi)凸起126，該凸起從封閉端118的內(nèi)部表面向上突出，如圖3的截面圖所示。內(nèi)凸起126可包括錐形導(dǎo)引表面128，用于在組裝交叉流水箱過濾器94期間使用。
如圖4所描繪的，交叉流過濾元件110可包括被稱為螺旋纏繞元件的螺旋狀纏繞設(shè)計(jì)，其中交叉流過濾器膜介質(zhì)被粘結(jié)并包繞在具有一個(gè)或者多個(gè)管孔134的內(nèi)滲透管132上。滲透管132具有圓筒形構(gòu)造，該構(gòu)造包括有開放管端136、封閉管端138和管凹槽140。在開放管端136處，所述的滲透管132包括焊接通道142?？蓪⒐馨疾?40加工成在組裝期間容納過濾器殼體108的內(nèi)凸起126的插入(圖3)。為清楚起見，所要理解的是，管孔134位于開放管端136和封閉管端138之間。
在一些實(shí)施例中，交叉流過濾器膜介質(zhì)130可包括兩片膜，例如，逆向滲透膜、納米級(jí)過濾膜、超濾膜或者微米級(jí)過濾膜，將這兩片膜夾在隔片材料上?？蓢@所述的兩片膜的三個(gè)邊將膜粘合，將第四邊打開并粘在滲透管132上，允許所要過濾的水通過該獨(dú)立的平的膜而進(jìn)入隔片材料，通過管孔134并最終進(jìn)入滲透管132。交叉流過濾器膜介質(zhì)130可由聚合物來制造，諸如醋酸纖維素、聚酰胺和聚硫化物。適合的交叉流過濾器膜介質(zhì)130是由諸如以下的公司制造并銷售的GE水技術(shù)公司(前身為Osmonics有限公司)，Dow液體分離/膜技術(shù)公司，Hydranautics和Koch濾膜系統(tǒng)公司等等。在可選實(shí)施例中，交叉流過濾器膜介質(zhì)130可包括管狀元件和/或若干片膜。
圖2和圖5所示的流動(dòng)導(dǎo)引器112包括介質(zhì)端144、罩端146、中心通孔148和多個(gè)圓周通孔150。中心通孔148和圓周通孔150通過內(nèi)壁152隔開。介質(zhì)端144具有圓形構(gòu)造，其直徑略微大于內(nèi)滲透管132的開放端136的直徑，使得圓周凸起唇154圍繞交叉流過濾元件110的周邊凸起。中心通孔148與介質(zhì)端144在凸起的密封表面156處相對(duì)接。凸起的密封表面156加工成以便其插入開放端136，所述的密封表面包括帶凸緣的密封表面158，其具有圓周焊接能量導(dǎo)引器160，該導(dǎo)引器對(duì)應(yīng)于內(nèi)滲透管132的焊接通道142。罩端146由外壁162、內(nèi)壁152的端面和圖2所示的多個(gè)支撐肋164所限定。
圖2、6、7和圖8所示的過濾器罩114包括岐管接合端166、水箱密封端168、多個(gè)供水通孔170、中心滲透水流通孔172以及濃縮水流孔174。滲透水流通孔172被加工成容納過濾器堰112內(nèi)壁152的插入。濃縮水流孔174由出口部分174a和入口部分174b限定。出口部分174a可包括精密鉆出或者鑄出的孔限流器。或者，節(jié)流口(例如，鉆出的帶有節(jié)流口過濾器的節(jié)流口)可安裝在出口部分174a內(nèi)，用以為出口部分174a提供所要求的截面開口。相互連接空腔176顯露在岐管接合端166處，該空腔包括沿相互連接空腔176的圍壁180的多個(gè)槽178。而且，在相互連接空腔176內(nèi)有一對(duì)弓形交界斜面182a、182b。密封空腔184顯露在水箱密封端168處，其被加工成用以容納流動(dòng)導(dǎo)引器112。過濾器罩114包括外表面186，該表面包括緊固元件，用于與組件岐管102上配合的緊固元件相連接。緊固元件可包括也如圖6所描繪的一對(duì)圓周斜面188a、188b。為了與過濾器殼體108對(duì)接，過濾器罩包括圓周嵌入唇190、圓周凹槽192和圓周凸緣194。盡管在本實(shí)施例中，過濾器堰112和過濾器罩114是單獨(dú)的元件，但是可以將這些元件作為單個(gè)整體單元形成。
圖9中示出了組裝好的交叉流水箱過濾器94的截面圖。流動(dòng)導(dǎo)引器112相對(duì)于交叉流過濾元件110定位，使得凸起密封表面156滑動(dòng)地嵌入開放管端136中。在正確定位時(shí)，焊接能量導(dǎo)引器160至少部分地留在焊接通道142內(nèi)。使用合適的焊接工藝，例如旋轉(zhuǎn)焊接或者超聲波焊接，可將焊接能量導(dǎo)引器160和焊接通道142連接起來。同時(shí)，凸起唇154可由摩擦粘結(jié)和/或使用適合的粘合劑圍繞交叉流過濾元件110的外側(cè)密封。交叉流過濾元件110被引導(dǎo)進(jìn)入過濾器殼體108的開放端116內(nèi)，使得內(nèi)凸起126嵌入管凹槽140中。過濾器罩114被定位并且引導(dǎo)為，使得水箱密封端168接近罩端146和開放端116，導(dǎo)致內(nèi)壁152滑動(dòng)地嵌入中心滲透水流通孔172。同時(shí)，圓周嵌入唇190、圓周凹槽192以及圓周凸緣194接觸過濾器殼體108，例如在內(nèi)圍槽122處相接觸。使用合適的焊接工藝，例如旋轉(zhuǎn)焊接或者超聲波焊接，將過濾器罩114焊在過濾器殼體108上，以形成完整的交叉流水箱過濾器94。在組裝交叉流水箱過濾器94期間，除了焊接方法之外，還可以采用適合的粘合劑密封方法，或者作為焊接方法的替代。
在組裝時(shí)，交叉流水箱過濾器94限定出三個(gè)不同的流動(dòng)回路進(jìn)水流動(dòng)回路，滲透水流動(dòng)回路和濃縮水流動(dòng)回路。進(jìn)來的給水通過進(jìn)水通孔170進(jìn)入進(jìn)水流動(dòng)回路，使得給水流動(dòng)通過過濾器罩114。接著，給水穿過流動(dòng)導(dǎo)引器112上的圓周通孔150，并進(jìn)入交叉流過濾元件110。隨著給水穿過交叉流過濾器介質(zhì)130，凈化后的水通過內(nèi)滲透管132內(nèi)的管孔134進(jìn)入滲透水流動(dòng)回路。滲透水流動(dòng)回路由內(nèi)滲透管132、水流導(dǎo)引器112上的中心通孔148和過濾器堰114上的中心滲透水流通孔172所限定。穿過交叉流過濾元件110而并未進(jìn)入滲透水流動(dòng)回路的任何水都會(huì)從交叉流過濾元件110的底部流出，并進(jìn)入濃縮水流動(dòng)回路。濃縮水流動(dòng)回路開始由交叉流過濾元件110的外部和光滑內(nèi)壁124之間的間隙限定。該濃縮水流動(dòng)回路進(jìn)一步由濃縮水流孔174所限定，從而將濃縮水流收集起來并將水從交叉流水箱過濾器94中分配出去。
如圖10所示，岐管組件92的實(shí)施例可包括分配部件196、連接部件198、彈簧加載閥200、一對(duì)第一O形環(huán)密封件202a、202b和一對(duì)第二O形環(huán)密封件204a、204b。
圖10和圖11示出了分配部件196。分配部件196具有分配端206和接頭端208。在分配端206和接頭端208之間延伸的是進(jìn)水分配通孔210、濃縮水流分配通孔212和滲透水流分配通孔214。位于接頭端208上的是一對(duì)連接凸起216。接頭端208還包括接頭表面218和周邊分配壁220。該周邊分配壁220包括過濾器接納裝置，該裝置在圖中顯示為一對(duì)突起222a、222b和一對(duì)傾斜部件224a、224b。
如圖12、13和圖14所示的連接部件198包括岐管連接端226和過濾器連接端228。岐管連接端226包括給水入口孔230、滲透水流出口孔232和濃縮水流出口孔234。岐管連接端226還包括一對(duì)岐管連接部件236，用于將連接部件198互連在分配部件196上。過濾器連接端228包括連接器凸起238，而滲透水流通孔240與滲透水流出口孔232流體上相連通。過濾器連接端228還包括給水出口孔241。連接器凸起238具有一對(duì)圓周凸起槽242a、242b，用于接納O形環(huán)密封件202a、202b。連接器凸起238具有使得連接器凸起238嵌入中心滲透水流通孔172中的直徑。連接部件198包括一對(duì)圓周體槽246a、246b，用于接納O形環(huán)密封件204a、204b。定位于圓周體槽246a、246b之間的是濃縮水流入口孔250。
岐管組件92一般被構(gòu)造成如圖10、15、16和圖17所示。分配部件196定向成使得接頭端208面向連接部件198的岐管連接端。彈簧加載閥200定位成使得在分配部件196和連接部件198相聯(lián)接時(shí)，該閥被鎖在并且停留在給水分配通孔210和給水入口孔230內(nèi)的閥門座251上。當(dāng)分配部件196和連接部件198相接觸時(shí)，岐管連接部件236在連接凸起216上方滑動(dòng)。一旦接頭端208和岐管連接端226體接觸，則以合適的連接方法將分配部件196和連接部件198連接起來，例如，聲波焊接和/或粘合劑粘結(jié)。當(dāng)分配部件196和連接部件198以可操作的方式相接時(shí)，給水分配通孔210、給水入口孔230和給水出口孔241限定出連續(xù)的岐管進(jìn)水通道252；濃縮水流入口孔250、濃縮水流出口孔234和濃縮水流分配通孔212限定出連續(xù)的岐管濃縮水流通道254；而滲透水流通孔240、滲透水流出口孔232和滲透水流分配通孔214則限定出連續(xù)的岐管滲透水通道256。在可選實(shí)施例中，分配部件和連接部件可形成為單個(gè)整體單元。
隨著組裝和連接岐管組件92，將交叉流水箱過濾器94密封地結(jié)合到岐管組件92，如圖18所示。在一個(gè)實(shí)施例中，交叉流水箱過濾器94以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式結(jié)合在岐管組件92上。定位并對(duì)準(zhǔn)交叉流水箱過濾器94，使得中心通孔148與連接器凸起238對(duì)準(zhǔn)并接近該凸起。連接器凸起238以可滑動(dòng)的方式嵌入中心通孔148，使得圓周斜面188a、188b體接觸突起222a、222b。使交叉流水箱過濾器94以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式偏移，使得圓周斜面188a被鎖在突起222a和傾斜部件224a之間，同時(shí)圓周斜面188b被鎖在突起222b和傾斜部件224b之間。進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)交叉流過濾水箱過濾器94，使交叉流水箱過濾器94和岐管組件92接近，使得連接器凸起238完全地嵌入中心通孔148。最終，所述的第一對(duì)O形環(huán)密封件202a、202b在連接器凸起238和中心通孔148之間產(chǎn)生不漏水密封，以防止水泄漏。當(dāng)連接器凸起238完全地嵌入中心通孔148時(shí)，弓形交界斜面182a或者182b接觸到彈簧加載閥200。隨著交叉流水箱過濾器94轉(zhuǎn)動(dòng)，所述弓形分界斜面182a或者182b導(dǎo)致彈簧加載閥200壓縮，使得彈簧加載閥200從閥門座251升起。隨著彈簧加載閥200從閥門座251升起，給水可開始流入岐管組件92。
一旦組裝好交叉流過濾組件90，則給水可開始通過供水管96流入岐管組件92。給水流動(dòng)通過岐管給水通道252內(nèi)的彈簧加載閥200，并通過供水通孔170進(jìn)入交叉流水箱過濾器94。給水進(jìn)入交叉流過濾元件100，使得一些水被導(dǎo)引通過膜介質(zhì)130。隨著水流經(jīng)交叉流過濾元件100的長(zhǎng)度，水量減小，同時(shí)存在于水流內(nèi)的污染物數(shù)量增加。在交叉流過濾元件110最接近封閉端118的端部，濃縮過的給水從交叉流過濾元件110流出，以形成具有高濃度污染物的濃縮水流。同時(shí)，已通過膜介質(zhì)130的凈化過的水被收集在內(nèi)滲透管132內(nèi)，以形成滲透水流，其基本上沒有污染物。
濃縮水流在交叉流過濾元件110和內(nèi)壁124之間流動(dòng)。通過在交叉流過濾元件110和內(nèi)部124之間的縫隙中導(dǎo)引濃縮水流，消除了死點(diǎn)可能或者水流停滯的區(qū)域。通過消除死點(diǎn)，使交叉流過濾元件110內(nèi)的生物生長(zhǎng)和污染物的可能得以最小。濃縮水流進(jìn)入圓周濃縮水流孔174，從而濃縮水流流入濃縮水流入口孔250。O形環(huán)密封件204a、204b防止了濃縮水流污染給水流或者滲透水流。將濃縮水流從濃縮水流入口孔250引導(dǎo)通過岐管濃縮水流通道254，并通過濃縮管98引導(dǎo)至下水道。在各種角度上，無論是岐管組件92內(nèi)還是交叉流水箱過濾器94內(nèi)，都可以在濃縮水流內(nèi)放置限流器，以限制濃縮水流流動(dòng)，這樣可增加或者減少滲透水流量。例如，該限流器可采取位于第一部分174a中的固定或者可調(diào)節(jié)的節(jié)流口的形式，或者采取在岐管組件92內(nèi)閥門的形式。一般基于給水源的水質(zhì)來調(diào)節(jié)限流器。對(duì)于高質(zhì)的給水源，可增加滲透水流量，與低質(zhì)的給水源相反。例如，在給水源是水質(zhì)差的時(shí)，可將恢復(fù)性能設(shè)置在50％，其中進(jìn)入的給水源一半都要過濾成滲透水流。在給水源是水質(zhì)高的時(shí)，可將恢復(fù)性能設(shè)置在90％，其中，滲透水流的流動(dòng)速度是給水源流動(dòng)速度的90％。
凈化后的滲透水流被收集在內(nèi)滲透管132內(nèi)，從而滲透水流流動(dòng)通過中心通孔148，并進(jìn)入滲透通孔240。一旦滲透水流進(jìn)入通孔240，則滲透水流流動(dòng)通過岐管滲透水流通道256，從而將滲透水流經(jīng)滲透管100引導(dǎo)至使用地點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，滲透管100可將滲透水流送到耐壓滲透水箱中，用于隨后將滲透水流分配至使用地點(diǎn)。在有耐壓滲透水箱的情況下，岐管組件92可包括止回閥，以防止在將交叉流水箱過濾器94從岐管組件92上卸下時(shí)，滲透水流從耐壓滲透水箱出現(xiàn)任何的回流。
如圖19所描繪的，交叉流過濾組件90可與預(yù)處理過濾器300和后處理過濾302協(xié)同使用，以形成水處理系統(tǒng)304。如所示出的，水處理系統(tǒng)304還可包括給水入口306、預(yù)處理岐管308、關(guān)閉閥310、止回閥312、限流器314、下水道316、滲透水流出口317、儲(chǔ)水箱318、后處理岐管320、水流分配器321和分配控制器322。該水處理系統(tǒng)304可以選擇性地通過使用各種預(yù)處理過濾器300和后處理過濾器302而構(gòu)造成，以根據(jù)可用的給水水質(zhì)來提供所要求的過濾后的水質(zhì)。例如，預(yù)處理過濾器300可包括過濾器介質(zhì)，用以除去微粒物質(zhì)、氯、氯胺、有機(jī)物或者水硬度。同樣，后處理過濾器302可包括過濾器介質(zhì)，以除去任何殘留的溶解固體、氯、有機(jī)物和生物材料，或者用以除去與儲(chǔ)水箱318內(nèi)所儲(chǔ)存的水相關(guān)的令人不快的味道和/或氣味。而且，預(yù)處理過濾器300可構(gòu)造成提高交叉流過濾組件90的滲透恢復(fù)能力，使得到下水道316的水流速度減小。限流器可用來改變過濾介質(zhì)的性能。具體而言，更高限制的限流器可用來降低濃縮水流與滲透水流的比率，而低一些限制的限流器可用來增加濃縮水流與滲透水流的比率。
在水處理系統(tǒng)304的一個(gè)可選實(shí)施例中，如圖20所示，交叉流過濾組件90、預(yù)處理過濾器300、后處理過濾器302、給水入口306、預(yù)處理岐管308、關(guān)閉閥310、止回閥312、限流器314、下水道316、后處理岐管320以及水流分配器321可結(jié)合成一個(gè)整體岐管組件330。預(yù)處理過濾器300和預(yù)處理岐管308以及后處理過濾器302和后處理岐管320都可以使用具有一個(gè)入水口和出水口的快速連接的過濾器和岐管組件設(shè)計(jì)，例如，美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/618,686、10/196,340、10/202,290和10/406,637所公開的過濾器和岐管組件。
盡管出于說明的目的，這里已公開了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離本發(fā)明的精髓或者范圍的情況下，可能還會(huì)包括多種改變、修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種交叉流過濾系統(tǒng)，包括交叉流水箱過濾器，其包括殼體、所包圍的交叉流過濾介質(zhì)和限定三個(gè)過濾器接頭的第一緊固元件，所述接頭分別與在水箱過濾器內(nèi)通過的過濾器進(jìn)水通道、過濾器滲透水流通道和過濾器濃縮水流通道流體上相連通；和岐管，其包括與所述第一緊固元件配合的第二緊固元件，該岐管具有三個(gè)岐管流動(dòng)通道，它們分別連接在該第二緊固元件的三個(gè)岐管接頭上，其中，當(dāng)?shù)谝痪o固元件與第二緊固元件相接合時(shí)，所述的三個(gè)岐管接頭按照一對(duì)一的原則與三個(gè)過濾器接頭相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的交叉流過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述的所包圍的交叉流過濾介質(zhì)包括超過濾膜、微米級(jí)過濾膜、納米級(jí)過濾膜或者逆向滲透膜。
3.如權(quán)利要求1所述的交叉流過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一緊固元件以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與第二緊固元件相接合，以實(shí)現(xiàn)水箱過濾器和岐管的連接。
4.如權(quán)利要求1所述的交叉流過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述的岐管還包括預(yù)濾器緊固元件，用于安裝一預(yù)濾器水箱，以便在給水源進(jìn)入交叉流水箱過濾器之前，預(yù)先過濾該給水源。
5.如權(quán)利要求1所述的交叉流過濾系統(tǒng)，其特征在于，所述的岐管還包括后濾器緊固元件，用于安裝一后濾器水箱，以便使過濾后的水流分配至使用地點(diǎn)之前受到后過濾。
6.一種交叉流過濾的過濾器，包括具有第一端和第二端的過濾器殼體；該過濾器殼體內(nèi)的交叉流過濾元件；和過濾器罩，其具有進(jìn)水孔、滲透水流孔和濃縮水流孔，其中，所述的過濾器罩連接在所述第一端上，使得交叉流過濾元件被保持在過濾器殼體內(nèi)，并且，所述的過濾器罩、過濾器殼體以及交叉流過濾元件共同地限定并隔離出進(jìn)水通道、滲透水流通道和濃縮水流通道，這些通道分別與所述的進(jìn)水孔、滲透水流孔和濃縮水流孔流體上相連通。
7.如權(quán)利要求6所述的交叉流過濾的過濾器，其特征在于，所述的過濾器罩具有過濾器接頭，使得該交叉流過濾的過濾器可以以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式接合在一岐管組件上。
8.如權(quán)利要求6所述的交叉流過濾的過濾器，其特征在于，所述的交叉流過濾的過濾器具有超濾膜、微米級(jí)過濾膜、納米級(jí)過濾膜或者逆向滲透膜。
9.如權(quán)利要求6所述的交叉流過濾的過濾器，其特征在于，所述的濃縮水流孔包括有限流器，用以控制濃縮水流的反壓力，以保持所要求的滲透恢復(fù)性能。
1O.一種交叉流過濾岐管，包括岐管體，其具有進(jìn)水流動(dòng)通道、滲透水流通道和濃縮水流通道；和岐管接頭，其包括緊固元件，該緊固元件帶有進(jìn)水接頭、滲透水流接頭和濃縮水流接頭，這些接頭相互隔離開并分別與所述進(jìn)水流動(dòng)通道、滲透水流通道和濃縮水流通道流體上相連通。
11.如權(quán)利要求10所述的交叉流過濾岐管，其特征在于，所述的進(jìn)水流動(dòng)通道包括偏置關(guān)閉閥，使得只在交叉流過濾器與岐管接頭相接合時(shí)，給水才流動(dòng)通過岐管。
12.如權(quán)利要求1O所述的交叉流過濾岐管，其特征在于，所述的岐管接頭以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與交叉流過濾器相接合。
13.如權(quán)利要求1O所述的交叉流過濾岐管，其特征在于，所述的滲透水流通道包括止回閥，從而防止?jié)B透水流反向流動(dòng)通過岐管。
14.如權(quán)利要求10所述的交叉流過濾岐管，其特征在于，所述的濃縮水流通道包括限流器，用以控制濃縮水流的反壓力，以保持所要求的滲透恢復(fù)性能。
15.如權(quán)利要求14所述的交叉流過濾岐管，其特征在于，所述的限流器包括閥門或者節(jié)流口。
16.如權(quán)利要求14所述的交叉流過濾岐管，其特征在于，所述的限流器能調(diào)節(jié)，使得能夠基于所要求的恢復(fù)水平或者給水源質(zhì)量來調(diào)節(jié)滲透恢復(fù)性能。
17.如權(quán)利要求10所述的交叉流過濾岐管，其特征在于，所述的濃縮水流接頭借助于至少一個(gè)密封部件與進(jìn)水流動(dòng)通道密封地隔離開。
18.如權(quán)利要求17所述的交叉流過濾岐管，其特征在于，所述的至少一個(gè)密封部件是O形環(huán)密封件。
19.一種用于形成帶有交叉流過濾器的交叉流過濾系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟將水箱過濾器連接在岐管上，所述的水箱過濾器具有第一緊固元件，所述的岐管組件具有第二緊固元件，其中，連接第一緊固元件和第二緊固元件實(shí)現(xiàn)了水箱過濾器和岐管之間的進(jìn)水流動(dòng)回路、滲透水流動(dòng)回路和濃縮水流動(dòng)回路，其中，各個(gè)流動(dòng)回路被交叉流過濾器介質(zhì)相互隔離開。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述的第一緊固元件和第二緊固元件以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式相連接，用以實(shí)現(xiàn)所述的進(jìn)水流動(dòng)回路、滲透水流動(dòng)回路和濃縮水流動(dòng)回路。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述的交叉流介質(zhì)是超濾膜、微米級(jí)過濾膜、納米級(jí)過濾膜或者逆向滲透膜。
全文摘要
一種交叉流過濾系統(tǒng)，包括至少一個(gè)速干更換交叉流過濾水箱，該水箱被設(shè)計(jì)成以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式與一岐管組件相對(duì)接。所述的速干更換交叉流過濾水箱可包括包圍在殼體內(nèi)的膜元件，例如，超濾膜、微米級(jí)濾膜、納米級(jí)濾膜或者逆向滲透膜元件。所述的速干更換交叉水箱包括有入口水流、滲透水流和濃縮水流。所述的岐管組件包括三個(gè)類似的流程入口水流；滲透水流；和濃縮水流。當(dāng)水箱和岐管組件接合時(shí)，它們限定出連續(xù)的入口水流程、滲透水流程和濃縮水流程。從而，可以使與水過濾系統(tǒng)的所有連接都形成在岐管上，而且使所產(chǎn)生的連接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊且易于連接。
文檔編號(hào)B01D61/18GK1777470SQ200480009261
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2004年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月2日
發(fā)明者卡爾·弗里策, 內(nèi)森·E·馬克斯 申請(qǐng)人:庫(kù)諾公司