专利名称：净水装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及重力给料的净水装置。
背景技术：
在现有技术中已知重力给料的净水装置。W02004000732 (Unilever)公开了一种重力给料的净水装置，其包括适于过滤颗粒材料的过滤装置，包含杀菌剂的杀菌剂单元，其中杀菌剂容纳在密封室中并且与过滤装置液体连通，使得过滤装置处理的水然后被重力供给到杀菌剂单元中，并且保持在其中一个预定的时期，此后，经由适于恢复浸出的杀菌剂的清扫装置，水排出该系统。该装置包括净化单元，该净水单元又包括通过分隔件分离的顶部室和底部室，并且过滤单元固定到分隔件上并且容纳在顶部室中，化学净化单元容纳在底部室中。在使用中，水注入顶部室中，并且大体上没有颗粒材料，化学净化剂和微生物的净化后的水流入分配室中以用于使用。ZA9503286 (Recovery Engineering, 1996)公开了一种用于水和其他类似液体的净化器，其包括进口、消毒单元、等待室、处理单元和出口。该等待室具有最小体积，其是液体流速和为抑制在液体中细菌、病毒及其他污染物活化所必需的预定时间的函数。该净化器还设计用于在接近塞流情况处流动的液体，使得进入净化器的液体的第一部分引导液体流，并且不会与在它之前或者之后已经进入净化器的液体短路或者稍微混合。现有技术的重力给料的净水装置一个不利之处在于，在清扫器上游的水中相对高的杀菌剂消耗，特别当该装置没有使用相对长的时期时。确保在清扫器装置上游足够的杀菌剂浓度的一个方法在于，设计一种杀菌剂单元以在水中增加较高量的杀菌剂，在此情况下，清扫器装置需要移除较高量的杀菌剂，这或者减少了清扫器使用寿命，或者在清扫器下游的水中导致较高量的杀菌剂或者它的副产品。现有技术的重力给料的净水装置另一个不利之处在于，相对低的清除效果会导致清扫器装置下游相对高的杀菌剂或者它的副产品浓度，这是不期望的并且会改变净化水的味道和/或气味。清扫器装置的使用寿命还是相对少的，迫使清扫器装置频繁的更换，这会导致微生物污染风险的增加。现有技术的重力给料的净水装置另一个不利之处在于，分配室微生物污染的可能性，特别在操作员或者使用者对清扫器更换期间。一旦分配室或者清扫器装置下游的表面被细菌引起污染或者在清扫器更换期间污水溢入分配室时，在分配室中的水保持被细菌污染，因为到达分配室的水大体上没有杀菌剂。通过采用诸如次氯酸盐溶液的消毒剂，对分配室和清扫器装置的下游表面清洗，或者如果操作员使用杀菌手套时，微生物污染的问题得到减少。然而，在场的操作员或者更换清扫器装置的使用者没有经过充分的培训，和/或没有使用消毒剂或者无菌手套，这会导致清扫器装置更换后的装置的令人不满的性能。本发明的一个目的在于克服或者改善现有技术的至少一个不利之处，或者提供有用的替换物。本发明的一个目的在于提供一种重力给料的净化设备，其具有相对长使用寿命的清扫器和/或使得在清扫器下游的水中杀菌剂或者它的副产品浓度的降低。
发明内容
根据本发明，提供一种重力给料的净水装置，其包括杀菌剂单元、储存器，其通过壁与位置相邻的清扫器分离，该清扫器包括能够从水中清除所述杀菌剂或者它的副产品的介质，和互连的分配室，以限定流动通路，其中杀菌剂通过杀菌剂单元添加到储存器的水中，水流过壁进入清扫器中，并且通过出口到分配室中，和
a.设置出口使得所述介质至少10%的重量低于出口的最低水平，和
b.壁在介质的最高水平之上并且在出口的最低水平之上延伸。
图1是重力给料的净水装置的第一实施例。图2是重力给料的净水装置的第二实施例。图3是在拆卸清扫器之前，第二实施例的重力给料的净水装置。图4是在拆卸清扫器之后，第二实施例的重力给料的净水装置。
具体实施例方式该清扫器包含能够从水中清除杀菌剂或者它的副产品的介质。该介质可通过反应或者通过吸附清除杀菌剂；优选该介质是吸附剂介质。优选的，该吸附剂介质是碳。更优选的，该吸附剂介质是活性碳。活性碳优选从烟煤、椰子壳、木材和石油焦油的一个或多个中选出。活性碳的表面积优选超过500 m2/g ；更优选超过1000 m2/g。优选的，活性碳具有小于2的尺寸均勻度系数，更优选小于1. 5。优选活性碳具有四氯化碳(CC14)数目超过50%， 更优选超过60%。优选的，活性碳具有大于800的碘值，更优选大于1000。优选的，活性碳采用颗粒状或者粉末状。更优选的，采用实心块状的活性碳。实心块状的活性碳通过使用陶器或者非陶瓷粘合剂，采用现有技术中已知的工艺制成。制造碳块的粘合剂和制造块的工艺对于本领域技术人员是已知的，例如，从W00703019 (Unilever),W00703382 (Unilever)、 W007003259 (Unilever),W006069712 (Unilever^PWOO5O9528A (Unilever)，它们通过引用被结合在此。优选聚合粘合剂。特别优选的粘合剂包括高分子量聚乙烯、高分子量聚丙烯、极高分子量的聚乙烯、极高分子量的聚丙烯。设置出口使得介质至少10%的重量低于出口的最低水平。优选，介质至少75%的重量低于出口的最低水平。更优选的，基本上所有的介质低于出口的最低水平。优选的，出口包含在将清扫器与分配室分离的分隔件中，并且清扫器可拆卸地连接到分隔件上，使得清扫器可由人更换而不与出口下游处的装置内部接触。优选的，清扫器可拆卸地连接到该装置的余下部分上。分隔件位于清扫器的下游以及分配室的上游。分隔件优选包括容纳清扫器的井状凹处。该分隔件优选包括朝向清扫器延伸的空心管突起。出口优选包含在空心管突起上，并且设置使得介质重量的至少10%低于出口的最低水平。优选的，出口采用在分隔件中一个或多个开口的形式，以允许在清扫器和分配室之间的流体连通。优选的，出口的形状和/或尺寸构造使得，当清扫器从分隔件拆卸时，人手不能与分配室的内表面接触。通过选择横截面积优选小于5cm2，更优选小于3cm2和最优选小于 2cm2，有可能防止人手接触内表面的可能性。还可能构造出口的形状为一个或多个细长开口，其具有优选小于Icm的宽度，更优选小于0. 5cm。该装置包含将彼此相邻设置的储存器和清扫器分离的壁。因此，储存器设置在该壁的一侧并且清扫器设置在壁的另一侧。壁在介质的最高水平之上并且在出口的最低水平之上延伸。优选的，该壁在清扫器上放延伸。壁的顶面优选是平坦的，使得壁高沿着壁的宽度不会大体上发生改变。该壁优选是垂直的。该壁可以是直线的、锯齿形的或者弯曲的。该壁优选是圆筒形的。用于在清扫器的上游和壁的下游保持水的装置的容积优选小于储存器容积的 30%，更优选小于20%，并且最优选小于10%。杀菌剂单元适于在储存器中的水中添加杀菌剂。该杀菌剂以液体或者固体的形式存在。优选的，杀菌剂单元包括容纳在密封室中的杀菌剂，并且适于使杀菌剂与水接触，使得杀菌剂添加到水中。该杀菌剂可为固体或者液体。杀菌剂优选为溶解或者离子形式的卤素。杀菌剂可以为能够释放离子的卤素的可溶卤素化合物或者卤化离子交换树脂。氯和碘是优选的杀菌剂并且氯是特别优选的杀菌剂。可用作杀菌剂的氯化物包括碱金属或者次氯酸盐的碱土金属盐，或者二氯异氰尿酸或者三氯异氰尿酸。当杀菌剂以固态形式使用时， 杀菌剂优选是适于接触水从而杀菌剂以预定速率溶解于水中的圆柱状药片或者多个药片的形式。优选的杀菌剂药片材料和杀菌剂单元构造在W005095284 (Unilever)中描述，该文献通过引用结合在此。优选的，杀菌剂单元包括容纳在密封室中的杀菌剂，并且适于使杀菌剂与水接触，使得杀菌剂被添加到水中。在添加了杀菌剂之后，水优选保持在储存器中一段预定的时期。这可通过任何适当的手段或者装置结构实现。优选保持水在储存器预定时期或者驻留时间的手段在现有技术中是已知的，例如，W02004000732 (Unilever)和W005095^4 (Unilever)，这些文献通过引用结合在此。优选的，该装置包括顶部室，其适于接收待净化的水并且位于储存器的上游并且与之液体连通。优选的，该装置包括过滤装置，其适于过滤颗粒材料，并且位于储存器的上游并且与之液体连通。更优选的，过滤装置位于顶部室和储存器之间并且定义其中水从顶部室通过过滤装置流入储存器中的流动通道。更优选杀菌剂单元位于过滤装置和储存器之间并且定义了其中水从顶部室，通过过滤装置，然后通过杀菌剂单元，流入储存器中的流动通道。优选的，分配室提供有分配净化水的分配装置。优选的，分配装置是龙头。
现在参见图1，重力给料的净水装置(G)包含具有杀菌剂(B)的杀菌剂单元(BU)、储存器(R)、该储存器通过壁(W)与设置相邻的清扫器(S)分离，该清扫器包括能够从水中清除杀菌剂或者它的副产品的介质(M)，和互连的以限定流动通道的分配室(D)，其中杀菌剂通过杀菌剂单元(BU)添加到储存器(R)中的水中，该水流过壁(W)到达清扫器(S)，通过出口 (0)到分配室(D)。出口(0)设置使得介质(M)重量的大约15%低于出口(0)的最低水平， 和壁(W)在介质(M)的最高水平之上并且在出口(0)的最低水平之上延伸。出口(0)包含在分隔件(P)中，该分隔件分离清扫器(S)与分配室(D)。
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在使用期间，储存器(R)从上方充满水。通过杀菌剂单元(BU)将杀菌剂添加到储存器(R)的水中。当储存器的水位高于壁(W)时，水从储存器(R)流过壁(W)流到清扫器 (S)中，在清扫器中水通过介质(M)，该介质从水中清除杀菌剂和它的副产品，然后水通过出口(0)流入分配室(D)中。当储存器(R)中的水位下降并且达到壁(W)的顶部时，从储存器 (R)到清扫器(S)的流动停止，这将隔离储存器(R)的水与介质(M)接触，同时水在重力下持续从清扫器(S)流动通过出口(0)直到它到达出口(0)的最低水平。出口(0)的最低水位的定位确保了至少10%重量的介质(M)仍然淹没在水中，直到当流动循环重复时，新鲜水再次添加到储存器(R)中。该装置(G)以批处理模式操作，其中一段时期的流动循环后跟随有停滞时期，在停滞时期期间没有流动。应该理解的是，出口(0)的定位和壁(W)的高度的特征结合，允许在从清扫器(S)排出到分配室(D)的水中杀菌剂或者它的副产品数量的减少， 而不会在停滞时期期间，导致在储存器(R)中杀菌剂显著的消耗。当清扫器从分隔件(P)处分离时，上述特征的结合将有利地减少从储存器(R)或者从清扫器(S)到分配室(D)的水的渗漏，从而，减少由于水的渗漏产生的污染分配室(D)的可能性，因为当将清扫器(S)与分隔件(P)分离时，水有可能与人已经接触。现在参见图2，重力给料的净水装置(G)包括顶部室(TC)、过滤装置(F)、杀菌剂单元(BU)、储存器(R)，该储存器通过壁(W)与设置相邻的清扫器(S)分离，该清扫器包括能够从水中清除杀菌剂或者它的副产品的介质(M)，和与该清扫器互连并且限定由虚线箭头表示的流动通道的分配室(D)，其中水从顶部室(TC)流出并且通过过滤装置(F)到适于添加杀菌剂(B)到水中的杀菌剂单元(BU)，水通过下水管(DO)流到储存器(R)中，并且越过壁 (W)到清扫器(S)中，并且通过出口(0)到分配室(D)中，使用者可通过龙头(T)从分配室中获取净化水。过滤装置(F)适合于过滤颗粒材料并且顶部室(TC)适合于接收待净化的水。 杀菌剂单元(BU)包括容纳在密封室中的钠三氯雷尿酸杀菌剂(B)的药片并且适于使该药片与水接触，使得钠三氯雷尿酸添加到水中。下水管(DO)的设置允许水在其传送到清扫器 (S)之前，保持在储存器(R)预定的时间。清扫器(S)包含环形块状的活性碳介质(M)，其在两端连接到底板(BP)。该分隔件(P)分离清扫器(S)与分配室(D)。分隔件(P)包括圆柱形的井状凹处，和位于凹处中央的、垂直向上延伸的空心管状突起(TU)，其限定了壳体，环形的清扫器(S)放置在其中。中空管(TU)在其顶部附近设置有外部螺纹，其与紧固盖(FC) 的对应螺纹配合，从而使得清扫器可拆卸地连接到该分隔件上。出口(0)位于中空管(TU) 上，使得大体上所有的介质(M)低于出口的最低水平。圆柱状的壁(W)在介质(M)的最高水平之上延伸并且在出口(0)的最低水平之上。在使用期间，顶部室(TC)从上面充满水。水流过过滤装置(F)，颗粒在其中被除去，并且通过杀菌剂单元(BU)，在其中杀菌剂(B)添加到水中，然后通过下水管(DO)到储存器(R)中。当储存器的水位高于壁(W)时，水从储存器(R)越过壁(W)流到清扫器(S)中， 其中水在径向向内方向上通过介质(M)，从水中清除杀菌剂和它的副产品，然后水通过出口 (0)流入分配室(D)中。当储存器(R)中的水位下降并且达到壁(W)的顶部时，从储存器(R) 到清扫器(S)的流动停止，这将隔离储存器(R)的水与介质(M)接触，同时水在重力下继续从清扫器(S)流动通过出口(0)，直到它到达出口(0)的最低水平。出口(0)的最低水位的定位确保了大体上所有的介质(M)保持淹没在水中，直达当流动循环重复时，新鲜水再次添加到顶部室(TC)中，然后流到储存器(R)中。该装置(G)以批处理模式操作，其中一段时期的流动循环后跟随有停滞时期，在停滞时期期间没有流动。应该理解的是，出口(0)的定位和壁(W)的高度的特征结合，允许在从清扫器(S)排出到分配室(D)的水中杀菌剂或者它的副产品数量的减少，而不会在停滞时期期间，导致在储存器(R)中杀菌剂显著的消耗。现在参见图3，其描述了一个装置，其中顶部室(TC)、杀菌剂单元(BU)和过滤装置 (F)与储存器(R)分离，以允许使用者获取清扫器便于它的更换。紧固盖(FC)从中空管(TU) 旋开，并且清扫器移出以进行更换。有可能更换清扫器，而没必要更换诸如过滤装置或者杀菌剂单元的其它组件，因此提供了灵活性使得清扫器具有相对长的寿命，与该装置的其他组件相比，清扫器需要相对更少频率的更换。现在参见图4，其描述了清扫器已经移出后的装置。分隔件(P)利用阴影线示出。 分隔件(P)包括圆柱形的井状凹处，和位于凹处中央的、垂直向上延伸的空心管(TU)，限定了环形的清扫器(S)放置在其中的壳体。应该理解的是，人可单独地拆卸清扫器(S)以对其更换，而不会与出口(0)下游的该装置内部接触，从而显著减少在清扫器(S)正在拆卸时污染的可能性。壁(W)的高度和出口(0)的位置的特征将在清扫器从分隔件(P)处拆卸时，进一步有利地减少从储存器(R) 或者从清扫器(S)到分配室(D)的水的渗漏，从而减少由于水的渗漏产生的污染分配室(D) 的可能性，当将清扫器(S)与分隔件(P)分离时，水有可能已经被人污染。显著地降低清扫器(S)下游水的污染机会是特别重要的，在下游处的水大体上没有杀菌剂，并且一旦污染，在没有完全消毒分配室(D)和清扫器(S)下游表面的情况下，该水不能被净化。示例
本发明现在将通过例子说明。例子仅仅是示例并且不会以任何方式限制本发明的范围。在停滞时丨旬其月丨旬氯i肖耗以及清扫器IiT效
例1利用图2描述的装置实施。对比的例子A采用与例1的装置各个方面相同的装置实施，除了其不具有分离储存器与清扫器的壁。例2、3和对比的例子B的装置与例1的装置在各个方面相同，除了定位出口使得介质重量的50%、15%和0%分别地低于出口的最低水平。在停滞期间用于氯消耗的测量稈序
在开始实验时，水(IOL)添加到顶部室中。在流动循环期间，水从顶部室流到过滤装置中，在过滤装置中除去颗粒物质。在接触包含单个三氯异氰尿酸药片(重量7. 5克)的杀菌剂单元之后，水从过滤装置流过，在杀菌剂单元中，杀菌剂三氯异氰尿酸被添加，然后到储存器中。在流动循环的末端，在储存器中的水位停滞在例1-3和对比的例子B的装置中的壁的顶部附近，同时在对比的例子A的装置中，储存器的水位停滞在清扫器的出口的最低水平处。允许水停滞8天，以模拟该装置不使用时的一个状态。在停滞时间开始时和第五天之后的每一天，对储存器中提取的水样测量氯的量。遵循在“水和废水检验的标准方法 〃中给出的氯估计的程序(Ed. Clesceri, L S、Greenberg、A Ε、Eaton、A D、1998 年出版者 APHA、AffffA和TOF，第二十版)。该结果采用与最初的氯相比，消耗的氯的百分比表示(在两个例子中，初始氯是相同的)。用于i平估清扫器清除杀If齐I丨或者它的爵丨产效的禾g序除了不是模拟一周的停滞之外，实验程序类似，重复流动循环，直到大约800L的水通过装置之后，杀菌剂药片完全地消耗。在一个杀菌剂药片消耗之后，在所有装置的分配室中的净化水中测量三聚氰酸的浓度，其是杀菌剂三氯异氰尿酸的副产品。三聚氰酸的浓度越高显示清扫器功效越低，反之亦然。
权利要求
1.一种重力给料的净水装置，其包括杀菌剂单元、通过壁与位置相邻的清扫器分离的储存器，该清扫器包括能够从水中清除所述杀菌剂或者它的副产品的介质，和互连的以限定流动通路的分配室，其中杀菌剂通过杀菌剂单元添加到储存器的水中，水流过壁到达清扫器，并且通过出口进入分配室中，和a.设置出口使得所述介质至少10%的重量低于出口的最低水平，和b.壁在介质的最高水平之上并且在出口的最低水平之上延伸。
2.如权利要求1所述的重力给料的净水装置，其中所述介质至少75%的重量低于出口的最低水平。
3.如权利要求1或者2所述的重力给料的净水装置，其中基本上所有的所述清除介质低于出口的最低水平。
4.如前述权利要求任一所述的重力给料的净水装置，其中用于在所述清扫器的上游和所述壁的下游保持水的装置的容积优选小于储存器容积的30%。
5.如前述权利要求任一所述的重力给料的净水装置，其中所述壁延伸超过所述清扫ο
6.如前述权利要求任一所述的重力给料的净水装置，其中所述壁向上延伸超过出口的最低水平。
7.如前述权利要求任一所述的重力给料的净水装置，其中所述介质是碳。
8.如前述权利要求任一所述的重力给料的净水装置，其中所述杀菌剂单元包括容纳在密封室中的杀菌剂，并且适于使所述杀菌剂与水接触，使得所述杀菌剂添加到水中。
9.如前述权利要求任一所述的重力给料的净水装置，其中水被保持在所述储存器一段预定时期。
10.如前述权利要求任一所述的重力给料的净水装置，包括顶部室，其适于接收待净化的水，并且位于储存器的上游并且与其流体连通。
11.如前述权利要求任一所述的重力给料的净水装置，包括过滤装置，其适于过滤颗粒材料，并且位于储存器的上游并且与之流体连通。
12.如权利要求11所述的重力给料的净水装置，其中所述过滤装置位于顶部室和储存器之间，限定了一流动通道，其中水从顶部室通过过滤装置流入储存器中。
13.如前述权利要求任一所述的重力给料的净水装置，其中所述出口包含在将所述清扫器与所述分配室分离的分隔件中，并且所述清扫器可拆卸地连接到所述分隔件上，使得清扫器可由人更换而不与出口下游处的装置内部接触。
14.如前述权利要求任一所述的重力给料的净水系统，其中所述出口的形状和/或尺寸构造使得，当所述清扫器从所述分隔件拆卸时，人手不能与所述分配室的内表面接触。
15.如权利要求14所述的重力给料的净水系统，其中所述出口具有小于5cm2的横截面积。
全文摘要
本发明涉及一种重力给料的净水装置，其包括杀菌剂单元、储存器，其通过壁与位置相邻的清扫器分离，该清扫器包括能够从水中清除所述杀菌剂或者它的副产品的介质，和与清扫器互连的分配室，以限定一个流动通路，其中杀菌剂通过杀菌剂单元添加到储存器的水中，水流过壁进入清扫器中，并且通过出口到分配室中，设置出口使得所述介质至少10%的重量低于出口的最低水平,和壁在介质的最高水平之上延伸并且在出口的最低水平之上。
文档编号C02F1/50GK102224111SQ200980146597
公开日2011年10月19日 申请日期2009年9月21日 优先权日2008年9月23日
发明者J.查特杰, R.拉马钱德兰, S.K.古普塔 申请人:荷兰联合利华有限公司