申请日1994.03.22
公开(公告)日2001.05.02
IPC分类号B01D24/10; C02F1/32
摘要
一种置于使用地点的家用水处理系统，它包括可将颗粒和有机污染物从水中去除的活性碳过滤器和用来杀死被过滤的水中的微生物的辐照源;该辐照源包括紫外线辐照灯和在灯周围形成螺旋塞状水流的换向器;流量调节器、灯控制电路和包括过滤器监视器、辐照源监视器的识别系统可对该水处理系统进行控制和监测，从而使过滤性能达到最佳、提高微生物的杀死率并达到最佳水质;过滤器和辐照源快速分离件及电源安全连锁件便于安全、方便的操作。
権利要求書
1.一种置于使用地点的家用水处理系统，其特征在于它包括：
一个将污染物从水中去除的过滤器;
一个用来杀死水中微生物的辐照源;
一个用来测定流过上述过滤器的水流量以及在过滤器使用期限结束时 可发出信号的过滤器监视器;
一个用来监测上述辐照源性能以及在该辐照源的使用期限结束时可发 出信号的辐照能监视器;
一个过滤器快速分离件，该分离件可使使用者能够根据过滤器监视器给 出的信号来更换过滤器;以及
一个辐照源快速分离件，它可使使用者根据上述辐照能监视器给出的信 号更换该辐照源。
2.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，它还包括：
一个底座，上述过滤器及辐照源安装在该底座上;
一个盖在上述底座上的罩;
一个连锁器，该连锁器可在上述罩从上述底座上移开以便触及过滤器及 辐照源时，自动将辐照源和电源断开。
3.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，上述过滤器装设在 一次性的聚合材料制成的过滤器压力容器中;上述过滤器快速分离件包括卡 口联接件。
4.根据权利要求3所述的水处理系统，其特征在于，它还包括一个底 座;上述卡口联接件还包括有多个沿径向隔开的突起部件，该突起部件设在 过滤器压力容器的周边上;该底座上设有与上述突起部件通过旋拧而接合的 多个孔。
5.根据权利要求4所述的水处理系统，其特征在于，上述底座和过滤器 压力容器设有橡胶滑动式进水口密封件及橡胶滑动式出水口密封件。
6.根据权利要求5所述的水处理系统，其特征在于，上述过滤器压力容 器设有过滤器进水口和过滤器出水口，它们分别设有串联式逆止阀，该阀可 在将过滤器压力容器从底座上取下时自动将污染物及水密封在过滤器压力 容器内。
7.根据权利要求6所述的水处理系统，其特征在于，上述过滤器还包括 有碳块，该碳块具有位于上述过滤器进水口和过滤器出水口之间的径向流体 通路;该过滤器出水口设有流体连接件，它位于碳块的中心位置;该过滤器 进水口也有流体连接件，它设于碳块外侧沿径向远离碳块中心的位置。
8.根据权利要求7所述的水处理系统，其特征在于，该碳块由活性碳压 制而成，它具有较小的孔径分布，其中多数孔径为10μm或更小。
9.根据权利要求8所述的水处理系统，其特征在于，上述活性碳包括高 分子量低熔点的聚合粘接剂，该粘接剂可最大限度地减少活性碳孔的堵塞程 度。
10.根据权利要求9所述的水处理系统，其特征在于，还包括在上述碳 块周围形成的多孔过滤介质的覆盖层，该覆盖层可俘获颗粒并防止颗粒将碳 滤块中的孔隙堵住。
11.根据权利要求10所述的水处理系统，其特征在于，碳块中的孔密度 沿径向变化，其中在中心位置，该孔密度较小，在沿径向远离中心的位置密 度较大，从而可避免颗粒将碳块孔隙堵住。
12.根据权利要求7所述的水处理系统，其特征在于，它还包括一个底 座和一个安装在该底座上的长条形辐照源压力容器，该辐照源还包括装于上 述压力容器内的长条形紫外线辐照灯。
13.根据权利要求8所述的水处理系统，其特征在于，上述辐照源压力 容器为瓶状，它设有带螺纹的颈部，在上述灯上设有可拧开的连接件，它包 括带螺纹的瓶状帽，在该瓶状帽上设有滑动式橡胶密封件。
14.根据权利要求13所述的水处理系统，其特征在于，它还包括可在上 述长条形紫外线辐照灯周围形成塞状水流的装置。
15.根据权利要求14所述的水处理系统，其特征在于，上述形成塞状流 的装置包括辐照源压力容器进水口，该进水口可使水在辐照源压力容器中基 本沿切线的方向流动，该辐照源压力容器进水口设置在辐照源压力容器的一 端;在辐照源压力容器的另一端设有辐照源压力容器的出水口;在辐照源压 力容器内靠近辐照源压力容器出水口的位置设有径向拆流板。
16.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，辐照源快速分离 件包括带螺纹的可拧开的连接件。
17.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，它还包括分流阀， 该阀特别适合安装在家庭水龙头的出水口上。
18.根据权利要求17所述的水处理系统，其特征在于，上述分流阀还包 括调节器，该调节器可根据管线中的压力变化调整通过水处理器中的水流 量。
19.根据权利要求18所述的水处理系统，其特征在于，上述调节器包括 橡胶圈，它设在分流阀的出水口中，从而可将水分流到水处理系统中;上述 橡胶圈包括可使水从中通过的中心孔，该中心孔相当于隔板，从而当管线压 力增加时可阻断水流。
20.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，还包括一个底座、 安装在该底座上的碳过滤器和辐照源，该底座特别适合将水处理系统支承在 靠近家庭中的水源及洗涤水池的台面上。
21.根据权利要求20所述的水处理系统，其特征在于，上述底座的底部 设有底座进水口和底座出水口。
22.根据权利要求21所述的水处理系统，其特征在于，上述底座进水口 和底座出水口分别设有弯管连接件，该连接件可旋转地安装在底座上，从而 可将水处理系统固定在洗涤水池的左边或右边。
23.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，它还包括电器漏 电断电器，该断电器可在水处理系统中发生漏电时自动将辐照源与电源断 开。
24.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，上述过滤器监视 器提供一个流量信号，该信号在过滤器中出现水流时给出;上述辐照源带有 电源供给电路，该电路在出现流量信号时可自动向辐照源供电，并且在无流 量信号时自动降低辐照源的供电电压。
25.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，
所述过滤器是压制而成的碳块过滤器，该过滤器包括活性碳，其孔径分 布中微孔占主要的百分比;上述过滤器设有径向向内的流动通道，该通道可 使过滤性能达到最佳，将颗粒及有机污染物从水中去除，提供充足的水流， 并可提高微生物的杀死率;
所述辐照源是紫外线辐照源，它接纳来自过滤器的水并将水中的微生物 杀死;辐照源包括具有长中心轴的紫外线辐照灯，以及可在该灯周围形成塞 状水流的装置，该装置可将微生物最大程度地暴露给紫外线灯，并可提高微 生物的杀死率;
26.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于它包括：
一个可根据管线压力的变化调节通过水处理系统的水流量，进而使微生 物受到紫外线辐照的时间足够长，从而提高微生物的杀死率的流量控制器。
27.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，
所述过滤器是压制而成的碳块过滤器，可将颗粒和有机污染物从水中去 除，该过滤器包括：
(a)活性碳，该活性碳的孔径分布较窄，其中孔径中占有主要百分比的 孔为10μm和更小;
(b)高分子量、低熔点聚合粘结剂，该粘结剂可将堵塞活性碳孔的情况 减少到最小程度;
(c)径向向内的流动通道，它位于过滤器进水口和过滤器出水口之间， 上述进水口沿径向远离过滤器，上述出水口位于过滤器中心位置;以及
所述辐照源是紫外线辐照源，它用来接收来自过滤器的水并将水中的微 生物杀死，上述辐照源包括：
(a)长条型紫外线辐照灯，它具有构成轴向的长中心轴;
(b)换向器，它在辐照源进水口和出水口之间的长条形紫外线辐照灯周 围形成基本沿轴向和切向的塞状水流。
说明书
家用水处理系统
本发明涉及一种家庭用水处理系统，特别涉及一种置于使用地 点的高性能内装式水处理系统。该系统设有可更换的活性碳过滤器、 可更换的紫外线辐照源以及在上述装置需维修时可发出信号的识别 系统。
下述的有关专利申请涉及本发明申请的污水处理系统的不同方 面。水龙头分路阀，申请号为07/977，161，申请日为1992年11月16 日。水龙头分路阀外观设计，申请号为07/930，182，申请日为1992 年8月17日。水处理系统灯泡状态监视电路，申请号为08/002，820， 申请日为1993年1月6日。水处理系统的紫外灯泡强度控制器，其申 请号为08/016，594，申请日为1993年2月11日。水处理用的紫外线 灯泡配件，其申请号为08/016，140，其申请日为1993年2月10日。 水过滤器套筒08/017，773，申请日为1993年2月16日。水过滤器外 观设计，其申请号为07/931，288，申请日为92年8月17日。通过引 述以上申请而将它们公开的内容结合在此，以供参考。
在工业领域，人们已经知道可将活性碳过滤器与辐照源结合起 来使用，来过滤和净化水，例如，该系统已用于瓶装水的生产过程 中，而上述技术用于家庭则是很困难的，工业系统体积庞大，造价 昂贵，并且需要专门的知识和工具进行维修。上述系统的造价经常 是非常大的，因为该系统所要处理的水是家庭中所要处理的水的很 多倍。当根据每个家庭的不同使用条件而设计用于家庭的水处理系 统时，还会遇到其它的问题，比如水的质量、水的管线压力、水的 需要量以及用户加入水中杂质的程度在不同的家庭是不一样的。
用于家庭的水净化装置为公众所知，该装置是将活性碳过滤器 与紫外线辐照源装设在一起，然而上述装置在使用上受到一定限制， 因为它们在设计上有内在的缺陷，使得用户在维修水处理器时很困 难，也很不方便，这样就可使水净化装置最终处于免强维持的状态， 当上述水净化装置用于含有污染物或微生物的饮用水源时，如不对 该装置进行维修则会产生严重的后果。
在杀死微生物方面，辐照效果取决于多个因素。其中一个重要 因素是辐照源的状态，比如，多数已知的释放紫外线的灯泡的设计 性能，是随着时间而降低的。因此就需要对辐照源进行监视，以便 在发生性能失常时对使用者提出警告。一些技术人员已研制出一种 用于检验电线及其它电连接器的可更换的罩壳，但到目前为止，人 们还没有开发出一种在不首先更换多个电连接器和/或结构部件的 情况下更换辐照源的安全、方便的方法。因此，就需要提供一种大 致内装式辐照源，该辐照源在发生故障时可方便、安全地得以更换。
对微生物杀死率起重要作用的另一个因素是碳过滤器的性能， 上述过滤器用来在辐照之前从水中去除污染物。用辐照杀死微生物 的效果取决于水的净化度。如果有相当多的颗粒污染物使过滤器失 效，则该污染物就会遮蔽或保护微生物免受辐照致死。因此，应当 对过滤器的设计进行优化，以便提供可用于辐照的最高质量的水。
所有的过滤器的使用期限是有限的，在经历该使用期限后，污 染物就会穿过该过滤器。因为辐照的杀死率取决于过滤器的性能， 因此，就需要提供一种过滤器监视器，该监视器可在过滤器的使用 期限结束时对使用者提出警告。虽然技术人员已研制出一种可将含 有碳过滤器的压力容器打开的技术，上述碳过滤器用于已有的上述 类型的水处理系统中，但是，上述技术对使用者来说很复杂和麻烦， 因为必须要卸掉水的连接器，并且要损坏压力容器上的密封件。另 外，上述技术还要求使用者用手来操作带有污染物的湿过滤器，因 此，就需要提供一种大致内装式过滤器套筒，该套筒在过滤器监视 器显示过滤器使用期限结束时可以方便地更换。
根据本发明，上述已有技术中存在的问题及其它限制，可通过 采用下述的家庭用的置于使用位置的水处理系统来克服，该系统包 括安装在内装式一次性的压力容器内的碳块过滤器，该碳块过滤器 可将微粒及有机污染物从水中去除。碳块过滤器具有一定的孔径分 布，并含有聚合物粘合剂和径向向内的流动通道，该通道可使过滤 性能达到最佳、水流量充足并使水质达到最佳，从而可提高微生物 的杀死率。在上述系统中还设有辐照源、换向器、流量调节器、碳 块过滤器监视器、碳块过滤器快速分离件、辐照能监视器、辐照源 快速分离件。上述辐照源用来接纳来自过滤器的水并杀死微生物， 该辐照源包括一次性紫外线辐照灯或灯泡，该灯或灯泡包括一个中 心长轴。上述换向器可在上述紫外线辐照灯周围形成塞状水流，从 而可使微生物最大程度地受到紫外线的辐照，并提高微生物杀死率。 上述流量调节器可根据变化的管线压力条件调节通过水处理系统的 水流量，以减小作用于该系统的应力，保证微生物受到紫外线辐照 的时间足够长，并提高微生物杀死率。上述过滤器监视器用来监测 流过过滤器的水流量，并且在过滤器的使用期限结束时向使用者发 出信号。上述碳块过滤器快速分离件可使使用者根据过滤器监视器 给出的显示，快速、方便地更换内装式过滤器或过滤器套筒。上述 辐照能监视器用来监测紫外线灯的性能，并在紫外线灯的使用期限 结束时向使用者发出信号。上述辐照源快速分离件可使使用者根据 辐照能监视器给出的紫外线辐照灯发生故障的信号来更换该紫外线 辐照灯。上述辐照源快速分离件是与可自动切断供应水处理系统的 电源的连锁器一起工作的，从而使用者可安全、方便地更换紫外线 辐照灯。紫外线辐照灯的使用期限及性能，可通过设置下述的电源 供应电路而获得提高，该电路在过滤器监视器没有给出水流量信号 时可自动降低紫外线灯的电压，上述过滤器监视器用来在使用者从 水处理系统中抽取水用时给出信号，这样便可节约电能，避免水处 理系统及其中的水产生不必要的热量，当水从水处理系统中抽取时， 紫外线辐照灯的效率增加，并且微生物的杀死率达到最高。
