使用碳块和褶状过滤元件的过滤器组件制造技术

本发明专利技术公开了一种用于过滤器滤筒的过滤器组件，该过滤器组件包括一般的圆筒形碳块过滤元件和围绕该碳块过滤元件的径向外表面设置的一般的圆筒形褶状过滤元件。该过滤器组件具有与该碳块过滤元件的凹腔连通的出口，以便滤液首先流过该褶状过滤元件，通过该碳块过滤元件的径向外表面进入该碳块过滤元件，径向向内扩散到该碳块过滤元件的轴向凹腔中，并且然后沿着该碳块过滤元件的中心凹腔轴向流动，并通过该出口离开该碳块过滤元件的中心凹腔。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及过滤装置，特别是涉及构造成安装在过滤器滤筒中的过滤器组件。根据本专利技术的过滤器组件可以包括碳块过滤元件和围绕该碳块过滤元件的径向外表面的褶状过滤元件。
技术介绍
在世界上大多数地区，饮用水或自来水含有相当多的有害的或令人讨厌的化学物质、悬浮颗粒物和微生物。在各种环境中，在水被使用之前必需将这些污染物除去。虽然市政水处理厂试图解决这一问题，但是许多个人和组织发现这种努力不足并且使用现场水过滤器。这种水过滤器经常结合于器具中，例如冰箱的制冰器中，或水分装机中。业已知道，包含活性碳的过滤元件能够有效地从水中除去化学物质，例如氯、硫化氢、杀虫剂、除草剂、酚、氯酚和碳氢化合物。除去这些污染物通常能够改善该过滤水的味道、气味和外观。尽管如此，大多数含碳的过滤元件不足以除去细菌、病菌和其他微生物。为此，除了含碳的过滤元件之外各种微孔过滤元件安装在过滤装置中。已知的能够有效地除去细菌、病菌和其他微生物的微孔过滤元件包括在例如美国专利3,526,001号中描述的空心微孔纤维，美国专利6,113,784号中描述的微孔薄膜(其内容结合与此供参考)，和能够实现同等功能的其他结构。Muramutsu等人的美国专利5,092,990号描述了一种过滤装置，其包括一般的圆筒形壳体和包含在该壳体中的过滤元件。根据一个实施例，该过滤元件包括波纹状过滤薄膜和与该过滤薄膜的内表面接触的支撑网。该波纹状薄膜可以由过滤布制造并且其形状做成一般的圆筒形形状，具有形成在该薄膜外表面的活性碳颗粒预涂层。空心的纤维单元设置在该支撑网内。将被过滤的水通过波纹状过滤薄膜的外表面进入该过滤单元，流过该支撑网，并且在沿向上的方向流过该空心纤维之后，通过在顶部的中心孔离开该过滤元件。美国专利5,092,990号描述的预涂层结构具有种种缺点。例如，用活性碳层涂敷该薄膜的外表面抑制该薄膜的微孔隙率，使得被涂敷的薄膜变成没有较粗过滤作用的能力。此外，预涂层结构导致不足的深度和不一致的碳层厚度，或者甚至可能导致薄膜上的裸露点。Solomon等人的美国专利4,714,546号公开一种便携式水过滤器，其具有在过滤器壳体中的不透水管、围绕该管的褶状管状元件以及设置在该管内的活性碳过滤器。在运行中，一部分水从入口流过该管状的褶状元件，并且然后通过碳过滤元件到第二出口。另一部分水从入口沿着褶状元件流动以注满该管状元件，并且然后通过第一出口流出。径向地流过该褶状元件的水然后在底部孔进入不透水的管并沿着向上的方向流动，最终通过壳体顶部的第二出口离开。Jewell等人的美国专利4,828,698号公开一种过滤设备，其具有一般的圆筒形过滤装置，该过滤装置包括圆筒形形状的多孔装置、圆筒形形状的含有吸附剂的装置以及圆筒形形状的微孔装置。该微孔装置设置在其他两个装置的下游。该微孔装置可以包括褶状多孔尼龙薄膜，而吸附剂装置可以包含活性碳。通过设置在该过滤设备顶部的径向对齐的入口进入的过滤液被引向该过滤元件的径向外表面。该流体然后径向地向内流过该过滤器的不同层，进入该过滤元件的中心凹腔，并且通过在该过滤设备底部的轴向对齐的出口流出。Smith等人的美国专利6,136,189号公开一种与具有圆形截面的颈部和开口的端部的水瓶一起使用的过滤器组件，其可以包括圆筒形形状的褶状薄膜，该薄膜设置成围绕含有活性碳的内部过滤介质。在运行中，当该过滤器组件浸入充入瓶的水中时，将被过滤的水通过该过滤器侧壁的孔或狭槽进入，径向向内流过该褶状薄膜，通过内部过滤介质，并进入与出口连通的该过滤器的中心空间。在美国专利6,136,189号中描述的该过滤器设备中所用的褶状薄膜不能截住小于1微米的颗粒。该内部含碳介质的孔隙在约10-150微米之间。而且，过滤介质始终浸入在将被过滤的水中并与该水直接接触。这些结构的不足之处导致减少了被过滤的水的效率以及得到的产品的质量不足。Tanner等人的美国专利6,290,848号公开一种用于重力给水处理装置的过滤器滤筒，其包含诸如带褶薄膜的多孔的颗粒过滤器，和设置在该多孔的颗粒过滤器中的诸如碳的粒状介质。该粒状介质设置在该过滤器的中心体积中。将被处理的水首先流进该过滤器的内部体积中，通过该粒状介质，然后径向向外流过该多孔的颗粒过滤器。尽管经过了迄今为止的努力，但是在流体过滤领域中仍然需要改进的过滤器组件，以及构造成用于安放这种过滤器组件的滤筒，其有效地减少流体流中的污染物和微生物，引入较低的压力降，具有足够的过滤寿命，提供相对而言不受过滤器寿命的影响或不受过滤单元一般处理影响的始终如一的过滤质量。虽然上述参考文献公开了包含在过滤装置中的组合的过滤元件，但是它们没有单独或以组合的形式公开或提出利用本专利技术描述和主张的碳块过滤元件和围绕该碳块过滤元件径向外表面的褶状过滤元件。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人通过采用一种过滤器组件已经解决了与上述过滤器组件相关的许多问题，该过滤器组件包括从通过这种过滤器组件的滤液中除去颗粒物质并吸收化学污染物的碳块过滤元件和除去微生物和/或颗粒物质的褶状过滤元件。根据本专利技术构造的过滤器组件具有极好的性能特性，例如能够有效的除去化学污染物、颗粒物和微生物，同时保持较长的寿命和较低的压力降。具有设置在碳块过滤元件上游的微孔过滤元件的过滤器组件的优点是在微生物进入碳块元件之前将它们截住，在该碳块元件中它们能够生长、繁殖并最终占据该过滤器滤筒。此外，当碳块元件设置在微孔元件的下游时，在微孔元件中例如由于存在微生物而产生的任何不希望的气味或味道基本上被碳块元件除去。因此，本专利技术涉及用于过滤器滤筒的过滤器组件，其包括一般的圆筒形碳块过滤元件和围绕该碳块过滤元件的径向外表面设置的一般的圆筒形褶状过滤元件。根据本专利技术构造的过滤器组件具有与该碳块过滤元件的轴向部分连通的出口，以便首先流过该褶状过滤元件的滤液通过碳块过滤元件的径向外表面进入该碳块过滤元件，径向向内扩散到该碳块过滤元件的轴向部分，然后沿着该碳块过滤元件的轴向部分流动，并通过该出口离开该碳块过滤元件的轴向部分。本专利技术还涉及用于过滤器滤筒的过滤器组件，其包括第一过滤元件和围绕该第一过滤元件的径向外表面设置的第二过滤元件。该过滤器组件还具有与第一过滤元件连通的出口，以便滤液首先通过该第二过滤元件，通过第一过滤元件的径向外表面进入该第一过滤元件，径向向内扩散到该第一过滤元件的轴向部分，并且然后沿着该第一过滤元件的轴向部分流动，并通过该出口离开该第一过滤元件的轴向部分。在本专利技术的这个示例性的实施例中，该第一过滤元件由能够有效吸收赋予滤液不希望的气味或味道的化合物的材料制造，第二过滤元件包括能够从滤液中有效除去微生物的褶状过滤元件。在根据本专利技术构造的用于过滤器滤筒的过滤器组件中，该褶状过滤元件可以包括薄膜结构。该薄膜结构的平均孔径可以在约0.05到约5微米之间，厚度在约130到300微米之间。该薄膜结构可以包括螺旋形褶状薄膜结构、径向褶状薄膜结构、直的非径向褶状薄膜结构、具有取向成垂直于中心轴的褶的薄膜结构、W形的多褶薄膜结构(径向或螺旋形)、变形的W形褶结构以及任何数目和/或其组合。它可以包括一层设置在另一层顶上的多层，并且这些层具有不同的过滤特性。优选地，该薄膜结构具有梯度孔隙结构。这种结构可以包括具有不同平均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于过滤器滤筒的过滤器组件，包括：（ａ）一般的圆筒形碳块过滤元件，其具有径向外表面、上端表面、下端表面和轴向部分；（ｂ）一般的圆筒形褶状过滤元件，其围绕所述碳块过滤元件的径向外表面设置；（ｃ）出口，其与所述碳块过 滤元件的轴向部分连通，以便滤液首先流过所述褶状过滤元件，通过所述碳块过滤元件的径向外表面进入所述碳块过滤元件，径向向内扩散到所述碳块过滤元件的轴向部分，然后沿着所述碳块过滤元件的轴向部分流动，并通过所述出口离开所述碳块过滤元件的轴向部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯哈姆林，马丁布拉泽，劳伦斯W巴塞特，
申请(专利权)人：库诺公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]