用于过滤饮用水的过滤装置的制作方法

用于过滤饮用水的过滤装置
1.本发明涉及一种用于过滤饮用水的过滤装置。
2.过滤装置特别是在家庭中用于处理和过滤例如用于烹调、清洗或用于饮用的水。在此，过滤装置可以集中设置，例如直接设置在生活用水接头之后，但备选或附加地，也可以分散地设置在取水点之前，例如设置在水槽或洗衣机处。为了过滤饮用水，通常在过滤装置中设置滤芯，在所述滤芯中通过一个或多个过滤介质净化流动通过的水。例如在有钙质水的地区，过滤和降低钙含量对于减少或完全避免水槽、炊具或厨房用具上出现水垢沉积是有利的。
3.不时地，需要更换滤芯并用新的滤芯进行替换。一方面，这可能是出于卫生原因，并且另一方面也可以出于过滤效率方面的考虑，因为过滤介质随着时间可能发生耗尽或堵塞。为了更换滤芯，必须截止入流管道和回流管道，以便防止水流出。这可以通过截止阀来完成，所述截止阀要手动操作并关闭对过滤装置的供水。在关闭供水之后，可以将滤芯从过滤装置中取出并且通过新的滤芯进行替换。接着，必须重新打开截止阀。
4.wo2005/077490a1公开了一种过滤装置，在所述过滤装置中，将滤芯套插在过滤装置上的相应接头上，然后通过可枢转的盖锁定滤芯。通过盖的枢转运动同时打开或关闭供应管道中的阀门。
5.在ep2366442a1记载了，将滤芯套装在过滤装置上的相应接头上并通过枢转运动锁定滤芯。止回阀是为了防止在取出滤芯时水流出。但没有记载，在装入新的滤芯之后应如何重新打开所述止回阀。
6.us2016/0136547a1记载了一种集成在冰箱中的过滤装置，在所述过滤装置中，以倾斜的角度将滤芯插入能转动的筒体中的容纳部中，并且然后通过枢转运动锁定滤芯。用机械声来表明，滤芯何时到达取出位置。这里没有记载如何闭锁入流和回流管道。
7.特别是在过滤装置分散地设置在取水点之前时，由于有限的空间，例如底柜或类似的地方，很难进行滤芯的更换，因为过滤装置也是出于外观原因没有安装成能自由接近和总是可见的。这里不利的还有，为了操作位于例如橱柜中或后的截止阀，必须重新整理或腾空橱柜。此外，在截止阀后面，还有一小段管道仍填充有水，在这段管道中仍存在相应的水压，从而在更换滤芯时这些水可能从过滤装置中溢出并且周围的表面会被水沾湿。
8.因此，本发明的目的是提供一种过滤装置，所述过滤装置克服了现有技术中存在的缺点。
9.本发明的另一个目的是提供一种过滤装置，所述过滤装置能够简单且可靠地更换滤芯。
10.这些目的和其它目的通过根据方案1的过滤装置来实现。过滤装置优选的实施方式在方案2至15中给出。
11.根据本发明，所述用于过滤饮用水的过滤装置包括连接装置，在所述连接装置上可枢转地安装有用于连接滤芯的容纳部。所述容纳部具有至少部分地旋转对称地成形的壁部，所述壁部形成凸状的滑动面，用于待过滤的饮用水的入流通道和回流通道在所述滑动面处开口，用于通向在所述容纳部中构成的过滤器接头，所述壁部密封地抵靠在所述连接
装置内壁上，该内壁至少部分地与所述壁部同轴地弯曲，并且所述内壁上开设有用于待过滤的饮用水的入流和回流的连接口，并且所述容纳部能够枢转到工作位置和更换位置，在所述工作位置，所述入流通道和所述回流通道的出口密封地位于所述连接装置的内壁中的相对应的连接口上，在所述更换位置中，所述滤芯能够从所述容纳部中取出或能将所述滤芯插入到所述容纳部中的过滤器接头的连接口上，并且所述容纳部的壁部密封地封闭至少用于待过滤的饮用水的连接口。
12.由此，所述连接装置的内壁和容纳部的壁部在由所述壁部形成的密封面的区域内围绕作为中心轴线的枢转轴线构造成圆弧形的，从而在容纳部相对于连接装置的内壁转动运动时，相对应的表面彼此重叠，并且必要时在使用附加的密封件的情况下，相对于彼此密封。通过所述枢转运动，至少闭锁入流，从而在移除滤芯时，水不会从处于压力作用下的供应管道中流出。优选地，在更换位置，用于入流和回流的两个连接口由容纳部封闭。
13.通过根据本发明的过滤装置，能够以简单的方式更换滤芯，而不必通过能手动操作的截止阀中断供水，因为壁部闭锁了待过滤的饮用水的入流和排出。通过容纳部的壁部封闭用于待过滤的饮用水的流入和流出的连接口，使得可以将所述连接口设置在过滤装置中的固定位置处。由此，明显减少了可运动的元件，特别是能跟随运动的元件(如柔性的软管)的数量。此外，过滤装置可以设计得较为紧凑，因为不需要用于闭锁流入和流出的另外的元件，并且利用所述枢转运动密封了饮用水的流入和流出。
14.在优选的实施方式中，在所述容纳部从所述更换位置枢转运动到所述工作位置时，所述滤芯执行沿插入方向移动到所述容纳部中的过滤器接头中。通过该运动将所述滤芯密封到过滤器接头处的容纳部中，该运动相对于滤芯的纵轴线是轴向的，而相对于枢转轴线是径向的。
15.优选地，在所述连接装置上相对于所述容纳部的侧向形成至少一个导向轨道，使得在所述容纳部从所述更换位置运动到所述工作位置时，设置在所述滤芯上的导向元件嵌入所述导向轨道中。由此，防止滤芯在连接装置中发生意外的移动。此外，一旦导向元件嵌入导向轨道中，所述滤芯被支撑在其位置上，并且不再会意外地从过滤装置中掉落。
16.优选地，所述导向轨道形成为在所述容纳部从所述更换位置枢转运动到所述工作位置的过程中，所述滤芯能够执行进入所述容纳部的移入运动。由此，所述滤芯被固定并密封在容纳部的过滤器接头上。此外，所述滤芯只能安装在过滤器接头中并通过导向轨道进行的移入运动将其固定在过滤器接头上。
17.在优选的实施方式中，在所述容纳部的两侧分别在所述连接装置中形成一个导向轨道。这样，在从更换位置枢转到工作位置中时，滤芯在两侧受到支撑并且可以避免滤芯发生倾斜。
18.在另一个优选的实施方式中，所述导向轨道在末端位置的区域中具有凹部，所述导向元件在所述末端位置中卡接所述凹部中。此时，滤芯被固定在其末端位置，即工作位置，以防止滑出或打开。
19.优选地，所述容纳部包括至少一个导轨，所述导轨在沿插入方向取出和插入时支撑滤芯。所述滤芯可以贴靠到所述导轨上并且可以沿所述导轨被推入容纳部的过滤器容纳部中。可选地，所述导轨也可以设计成可移除的。此时，为了使用不同的滤芯，可以移除导轨并且根据滤芯的轮廓构成的另外的导轨替代。
20.在另一个优选的实施方式中，所述壁部构造成圆柱面或球面。除此以外，也可以考虑任意其它旋转对称的形状，例如是桶形或哑铃形。
21.备选地或相结合地，在连接装置上设置至少一个锁定元件，所述锁定元件在更换位置锁定容纳部的枢转运动并且所述锁定元件在装入所述滤芯时能够通过所述滤芯上的至少一个嵌入元件释放。通过所述至少一个锁定元件，防止没有滤芯的容纳部运动，由于这种运动会使得各连接口相互流体连通并且由此供应管道被无意地打开。由此还确保了始终都插入用于净化饮用水的滤芯。
22.优选地，在所述容纳部两侧上，在所述连接装置或所述容纳部上设置至少一个锁定元件。由此，防止容纳部发生单侧转动并且同时由于必须释放至少两个锁定元件而提高了可靠性。
23.在另一个优选的实施方式中，所述锁定元件在高度和/或深度上相互错开地布置，或者彼此形状构造成不同。彼此错开的锁定元件的这种布置形式提高了可靠性，从而防止容纳部发生不希望的枢转。
24.备选地或相结合地，所述容纳部能够从所述工作位置到所述更换位置枢转小于90
°
的角度，优选枢转30
°
至60
°
的角度，特别优选枢转45
°
至60
°
的角度。由此，可以简单且方便地在没有大耗力的情况下更换滤芯。
25.优选地，在所述内壁上围绕所述连接口设置至少一个第一密封件，所述第一密封件相对于所述壁部密封所述连接口。特别地，用于向过滤装置供应饮用水的所述连接口得到可靠的密封。由此，饮用水通过过滤装置的流动以防滴的方式被中断。
26.过滤装置的另一个优选实施方式的突出之处在于，在所述内壁上设置至少一个第二密封件，所述第二密封件在所述容纳部枢转运动到所述工作位置之外的过程中相对于所述内壁密封所述入流通道和回流通道的出口。通过密封入流通道和回流通道的出口，可以防止在更换滤芯时仍包含在过滤装置中的饮用水从滤芯中滴落。特别地，所述第二密封件这里也可以与第一密封件一体地集成，从而形成所谓的双腔密封件。
27.优选地，在所述滤芯上设置至少一个固定元件，该固定元件用于将所述滤芯固定在所述工作位置。特别地，所述固定元件防止滤芯绕其纵轴线的转动。由此，所述滤芯在工作位置中不能转动并且固定地配合在过滤装置中。这是有利的，因为不熟悉操作的使用者可能试图通过转动来拆卸滤芯。通过固定元件防止发生这种可能导致滤芯本身发生损坏或被旋开的误操作。尤其是在使用过滤介质可更换的滤芯时，通过所述固定元件确保了，滤芯的壳体在工作位置中不能打开。所述固定元件优选可以构造成螺柱、细长夹具和/或条带。
28.下面参考附图和示例性实施例来说明本发明的其它优点和特性。
29.在图中：
30.图1用侧视图示出了处于工作位置的根据本发明的过滤装置，其中，过滤装置具有插入的滤芯；
31.图2示出了处于更换位置的根据本发明的过滤装置的侧视图；
32.图3示出了不具有其可枢转的连接部分的连接装置的等轴视图；
33.图4示出了图3的连接装置的平面图；
34.图5示出了处于工作位置的过滤装置的剖视图；
35.图6示出了处于更换位置的过滤装置的剖视图；
36.图7示出了处于工作位置的过滤装置沿其中心轴线的剖视图；
37.图8示出了处于更换位置的过滤装置的沿其中心轴线的剖视图；
38.图9示出了在插入滤芯时过滤装置的侧视图；以及
39.图10示出了滤芯的头部区域的等轴视图。
40.在图1中示出处于工作位置a的用于过滤饮用水的过滤装置1，在所述工作位置中，将滤芯20插入所述过滤装置1中。过滤装置1包括连接装置2，用于供应和排出饮用水的接头3在所述连接装置处开口。所述接头3是位置固定的并且经由通道引向连接装置2的内壁9上的连接口4。此外，在所述连接装置2上还设置有容纳部10，所述容纳部能够绕枢转轴线19从工作位置a枢转到更换位置b。容纳部10用于容纳滤芯20，在所述滤芯中过滤饮用水。所述滤芯20可以例如是用于对饮用水进行除钙的钙过滤器。但也可以在过滤装置1中装入其它过滤器，例如净化过滤器(例如活性碳过滤器、无纺布过滤器、膜式过滤器等。容纳部10包括下部导轨11，所述下部导轨用于在装入过滤装置1时引导滤芯20并且使得在更换滤芯20时能够容易地操作。除了下部导轨11，还可以在容纳部10上设置上部导轨12，这进一步改进了操作。在滤芯20的两侧沿侧向设置销栓形式的导向元件22，所述导向元件能够嵌入连接装置2的导向轨道8中。在工作位置a中，滤芯20通过导向元件8支撑在导向轨道中并且防止滤芯20在运行期间从容纳部10中掉落。
41.在导向轨道8的端部上，导向元件22在其末端位置中卡入一种孔眼8a中。在此，所述孔眼是在导向轨道8中用作锁定辅助结构的凹部8a，导向元件22在所述凹部中卡锁在末端位置中。此时，将滤芯20固定在其末端位置，即工作位置，以防止滑出或打开。为了打开，必须首先将滤芯略微抬起，然后可以将容纳部10枢转到更换位置。由此，通过导向轨道中的凹部8a实现了稳定的末端位置并且确保了滤芯不会由于例如振动等原因而意外打开。
42.为了更换滤芯20，将所述过滤装置从工作位置a转换到更换位置b，所述更换位置在图2中示出。为了从工作位置a变换到更换位置b中，使容纳部10绕滤芯20枢转小于90
°
、优选在30
°
至60
°
之间的角度，以便易于操作地取出滤芯。在更换位置b中，导向元件22不再嵌入导向轨道8，从而可以容易地将滤芯20从容纳部10中取出并且可以装入新的滤芯20。通过导轨11、12确保了可靠地装入和取出滤芯20。此外，导轨11、12还可以在用于滤芯20的容纳部10中形成导向结构或止挡结构，它们与导向元件22配合作用。为了能够使用不同的滤芯20，导轨11、12也是可更换的，此时，导轨11、12根据滤芯20的轮廓构成。
43.在更换位置b中，容纳部10通过锁定元件5(例如卡锁凸块)在固定的位置中锁定在连接装置2上。这种锁定防止容纳部10枢转到工作位置a，在所述工作位置，连接口4再次被释放而没有装入滤芯20。在装入滤芯20时，通过锁定元件5对容纳部10的锁定被滤芯20上的嵌入元件23释放，其方式例如是，相应的卡锁凸块被挡住并且不再能卡锁在容纳部10上。
44.有利地，在容纳部10的侧向至少分别设置一个锁定元件5，并且在滤芯20上存在相应数量的嵌入元件23。通过使锁定元件5在高度和/或深度上相对于彼此错开，进一步提高了可靠性。此外，由于嵌入元件23还必须对应于锁定元件5不同地设计，因此可以确保滤芯20被正确地装入。替代地，锁定元件5也可以具有不同的形式，这些锁定元件可以通过相应地不同地构成的嵌入元件23释放。
45.在更换位置中将新的滤芯20装入之后，容纳部10与滤芯20一起枢转以进入工作位置a。在枢转运动期间，滤芯20上的导向元件22嵌入导向轨道8中。由此，滤芯20受到支撑并
且不能从容纳部10中掉落。附加地，通过导向轨道8可以这样引导滤芯20，使得滤芯附加于枢转运动还实施进入容纳部10的轴向运动。通过这种“轴向拉入”，就是说通过侧向引导而导致滤芯20沿插入方向进入其容纳部中的强制运动，将滤芯推入容纳部10中并且在容纳部10和滤芯20之间实现可靠且特别是紧密的连接。在从工作位置a运动到更换位置的过程中，滤芯20实施相应的反向运动，并且将其从容纳部10推出，从而在更换位置b中可以更为容易地将滤芯取出。
46.图3和图4示出连接装置2的细节图。连接口4设置在连接装置2的内壁9上，所述内壁构造成凹形的。围绕连接口4的内壁9的形状同轴于容纳部10的壁部13延伸，所述壁部密封地贴合在内壁9上。内壁9以及还有壁部13至少局部地构造成旋转对称的，优选构造成圆柱面或球面。为了密封连接口4(待过滤的饮用水的入流和回流在连接口处打开)，连接口4被第一密封件6包围。在内壁9中与第一密封件6邻接地设置第二密封件7，所述第二密封件包围内壁9的较为细长的区域。入流通道16和回流通道17的出口18通过第二密封件7与内壁9密封。由此，在容纳部10枢转时，饮用水不会从入流通道16和回流通道17流出或滴漏，从而过滤装置1下方的表面始终保持干燥。
47.在图4中示出的平面图中，示出两个沿侧向错开地设置的用于入流以及回流的连接口4、4a。每个连接口分别设有密封件6、6a并且在其下方设有第二密封件7、7a，所述第二密封件在更换位置中相对于内壁9封闭入流通道16或回流通道17。
48.在图5和图6中分别示出处于工作位置a(图5)中和处于更换位置b(图6)中的过滤装置1的剖视图。在此，剖切面延伸通过连接口4，从而可以看到入流通道16。在工作位置a中，用于饮用水的入流和回流的接头3通过连接口4和入流通道16以及回流通道17与滤芯20流体连通。在此，密封件6密封连接口4与入流通道16和回流通道17的出口18之间的过渡部。滤芯20位于容纳部10中的过滤器容纳部14中并且在两侧由导轨11、12包围。在工作位置a，导轨11抵靠在止挡元件15上，从而入流通道16和回流通道17的出口18与连接口4处于相同的高度上。连接装置2的内壁9以及容纳部的壁部13构造成彼此是同轴的，从而在容纳部10运动时，壁部13沿内壁9滑动。优选地，所述壁部13和内壁9分别至少局部地具有圆柱形状。
49.在图5中示出的更换位置b中，连接口4与入流通道16和回流通道17之间的流体连通中断。连接口4通过容纳部的壁部13和第一密封件6密封，从而在仍存在的水压下水不会流出。因此，不需要通过滑动件或阀使水供应分离。除了对连接口4的密封，在更换位置中，入流通道16和回流通道17的出口18相对于内壁9通过密封件7密封。这样，此时水也不会泄漏。随着容纳部10从工作位置a运动到更换位置b，将滤芯20从过滤器容纳部14中推出，从而能够容易地取出滤芯。在将新的滤芯20装入后，通过导向元件22在导向轨道8中的嵌入和运动将所述滤芯移入过滤器容纳部14中。通过这种除了枢转运动以外附加地沿轴向进入过滤器容纳部14的运动，滤芯20被密封在过滤器容纳部14中。
50.此外，在滤芯20上还可以设置固定元件24，所述固定元件防止工作位置中的滤芯20运动。特别地，通过所述固定元件24可以防止滤芯20转动。特别是对于容纳在具有拧上的过滤器头部的单独的、能重复使用的过滤器壳体中的滤芯20，这样就防止了滤芯20的壳体绕其纵轴线无意中被旋开。
51.在图7和图8中同样示出在工作位置a(图7)和在更换位置b(图8)中的过滤装置1的剖视图。但这里，剖切面沿连接装置2的中心线延伸，从而可以看到滤芯20与容纳部10之间
的连接的细节。这种连接一方面通过设置在容纳部10上的过滤器接头14来实现，另一方面通过滤芯20上匹配地成形的连接管21来实现。
52.由于导向轨道8的形状，在图7中所示的更换位置中，滤芯20及其连接管21在连接部件10中与过滤器接头14隔开一段距离并且尚未与所述过滤器接头流体连通。在容纳部10枢转到图8所示的工作位置时，如已经说明的那样，滤芯20朝过滤器接头14移动，从而连接管21密封地插入过滤器接头14中。此时，一方面由入流通道16经由过滤器接头14外部的环形区域到连接管21的外部区域(同样构造成环形空间)形成流体连通，另一方面由回流通道17经由过滤器接头14的内部区域14a到连接管21的内部区域21a也形成流体连通。由此，水从外向内流动通过圆柱形滤芯的过滤活性层。在入流侧的连接区域中(即连接管21的环形腔中)以及在回流侧的连接区域中(即在连接管21的内部区域21a中)，分别设有单独的密封件。
53.图9中示出滤芯20向连接装置2中的插入。连接装置2位于更换位置并且在两侧通过锁定元件5锁定。滤芯沿由箭头示出的纵向方向沿导轨11、12插入。这里，两个在侧向设置在滤芯的头部上的嵌入元件23插入连接装置2与容纳部10之间的间隙中并且将锁定元件5推回，从而容纳部10在连接装置2的内部能绕枢转轴线19转动。滤芯20现在可以连同容纳部10一起枢转到在图1中示出的工作位置，侧向的导向元件22嵌入导向轨道8中并且引导滤芯20抵靠在容纳部10中构成的过滤器接头14上。最后，在末端位置中，导向元件22卡接在导向轨道8的凹部8a中，将滤芯锁定在连接装置中并与供应管道和排出管道连通。
54.最后，在图10中放大示出带有连接管21的滤芯20的上部区域。待过滤的水通过连接管21外部的环形区域进入滤芯的壳体，穿过位于过滤器中的过滤活性层并再次流出至连接管21的内部区域21a。在滤芯的两侧设置分别为蘑菇型销形式的导向元件22以及分别为向上指向的舌片形式的嵌入元件23，利用所述嵌入元件在装入滤芯20时解锁所述锁定元件5。此外，在图中可以看出，滤芯20的壳体的外边缘25向上延长，从而所述外边缘围绕连接管21形成盆的形式。这个盆结构用作在取出或更换滤芯时用于可能流出的剩余水的接收存储部。