CN100381193C - 内部矿泉过滤器 - Google Patents

Abstract

一种用于矿泉装置的内部矿泉过滤器，其具有一个过滤器本体，该过滤器本体的一端具有入口，其另一相对端具有排出口，该过滤器本体的侧面设有辅助矿泉水入口。该过滤器还包括一个过滤袋，该过滤袋具有一个围绕过滤器本体外部的外套和一个口袋，该口袋从外套前端向内延伸，并从主矿泉水入口伸入过滤器本体中。当矿泉水循环系统工作时，就将矿泉水抽入到主矿泉水入口中，并经过滤袋口袋流入过滤器本体中，同时，矿泉水就横向流过过滤袋外套和辅助矿泉水口而进入过滤器本体中，且全部的矿泉水向后流动，并经过滤器本体排出口而流出过滤器本体。

Description

内部矿泉过滤器

[技术领域]

本发明涉及一种内部过滤器。

[发明概述]

本发明涉及一种内部过滤器，其包括一个过滤器本体和一个互补相配的过滤袋，过滤袋具有一个围绕过滤器本体外部的外套和一个延伸到过滤器本体中的内口袋。过滤器本体可安装到矿泉水循环系统中，以便将颗粒和残屑从水中过滤掉。当矿泉水循环流动时，通过过滤器本体在过滤袋口袋内产生涡流，从而将残屑俘获到口袋内以便随后将其除去，并且不会有残屑从过滤器上脱落并掉回到矿泉水中的危险。与现有技术的过滤器相比，本发明的矿泉过滤器的结构和材料可使水流过过滤器的流速较高，并增强了矿泉循环系统的泵的性能和寿命。而且，本发明的矿泉过滤器造价低廉，长期使用后，可方便地清洁过滤袋并重复进行使用，或者可简单地将其抛掉。该过滤器也可与游泳池一起使用。

[附图说明]

图1是本发明内部矿泉过滤器的剖视透视图，其示出了设置在圆筒形过滤器本体上的过滤袋；

图2是图1所示过滤器本体的透视图；

图3是图1所示过滤器本体的排出端的局部透视图；

图4是过滤器本体第一实施例的透视图；

图5是过滤器本体第二实施例的透视图；

图6是图1所示过滤袋的剖视透视图；

图7是设置在图1、2和3所示过滤器本体上的过滤袋的剖视透视图；

图8是图7沿8-8的竖直截面图；

图9是安装在矿泉过滤器容纳槽内的本发明内部矿泉过滤器的透视图；

图10是在矿泉水循环系统工作过程中所述内部矿泉过滤器的剖视透视图；

图11是显示在矿泉水循环系统工作过程中所产生的涡流的运动情况的竖直截面图；

图12是显示从矿泉过滤器容纳槽中取下过滤袋的局部截面图。

[具体实施方式]

如图所示，本发明的内部矿泉过滤器采用一个可拆卸地设置在圆筒形过滤器本体上并可安装在矿泉水循环系统中的过滤袋，以便将矿泉水中的颗粒和残屑过滤掉。尽管本发明的矿泉过滤器是作为用于普通矿泉系统中而进行描述和说明的，但本发明还可与建在地面上和地面下的游泳池、热水槽、Jacuzzis或者涉及需要过滤循环水的其它任何系统一起使用。

特别是，如图1所示，本发明优选实施例的内部矿泉过滤器F包括圆筒形过滤器本体FB和过滤袋B，过滤袋B具有圆筒形外套20和从外套的入口端同心向内延伸的口袋22。过滤器本体圆筒24的上端是敞开的，从而形成一个用于通过矿泉水循环系统的泵28(图9)向下经过圆筒抽取矿泉水的入口26。圆筒24的下端由底壁30封闭，底壁30的中部设有排出孔32(图3)。圆筒24的侧壁设有矿泉水辅助开孔36，以便使矿泉水经过过滤袋外套20而被抽入到圆筒24中。在使用内部矿泉过滤器F时，经过过滤器循环的全部矿泉水将通过过滤袋并由其进行过滤。而且，排出孔32的面积小于入口26的面积，因此，在夹带残屑的矿泉水沿箭头所示方向(图10和11)在口袋22中循环并最终离开的过程中，就会产生涡流37。过滤袋上设有把手38，以便可方便地将过滤袋从过滤器本体中提起进行清洗或进行更换。

与排出孔32同轴的短管40离开圆筒底壁30向下延伸，从而形成排出孔和矿泉水循环系统的泵28(图9)的吸入端之间的通水连接装置。管40设有用于同导管44螺纹连接的螺纹42，导管44与泵28相连。优选的普通螺纹尺寸为1.50mps，且螺纹大径大约为1.90″。该螺纹结构通过管40与孔32相适应，且圆形开口的尺寸大约为1-1/2″。

如图2所示，孔36是圆形的，且公称直径最好约为0.60″。在该实施例中，在圆筒24上，每排16个径向间隔地设有这种孔，且共设有6个平行且周向延伸的排，从而在整个圆筒侧壁上形成96个均匀分布的通孔。圆筒的长度和直径可以有多种，当圆筒的整体尺寸变化时，孔的形状也因此而变化，以便保持孔在整个圆筒壁上基本上均匀的分布。在图2所示的实施例中，就象矿泉过滤器技术中通常的情况那样，圆筒的公称外径为5-1/2″，长度为8″，从而允许本发明的过滤器可与当前市场上的大部分矿泉装置一起使用。

过滤器本体FB可由现有技术中多种不同的防水材料制成。优选的材料是热塑性材料，例如：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)。这些材料便于获得，相对较便宜，并易于通过现有技术中的注模法和成型技术进行处理。由于过滤器本体制成一个整体，因此，在本发明中，注模法是可行和有效的。在另一个实施例中，螺纹管40可单独通过模制或机加工来制成，并在第二操作过程中将其粘结或焊接到过滤器本体上。

如图4所示，本发明另一个实施例的过滤器本体FB采用一个具有辅助水孔的圆筒46，在整个圆筒壁上设有小孔48，从而形成一个网状结构。最好，孔是方形的。孔48沿平行且周向延伸的排相互间隔地布置在大致整个圆筒24的壁上，但由于孔比通孔36小，因此，孔的数目和排数都明显地增加了。在该实施例中，公称外径为5-1/2″且长度为8″的圆筒24具有33排孔，且每排有69个1/8″的孔，因此，在管形壁上一共有2277个孔。孔的数目明显超过了图2所示过滤器本体FB上的通孔数，因此，从过滤器本体外部到其内部的流体的总流动面积不必同量增大，但是其明显地增大了。例如，在所述的实施例中，96个通孔(图2)的总流动面积为27.lin²，而2277个孔(图3)的总流动面积为35.6in²。如同过滤器本体FB一样，网状过滤器本体FB包括带有排出孔32的平的壁30。中部外螺纹管40从壁30伸出，用于与矿泉循环系统相连接。圆筒24的前部形成矿泉水入口26。

如图5所示，其示出了本发明过滤器本体FB的第三实施例。过滤器本体FB为一个具有矿泉水辅助孔的圆筒24，所述的孔是形成于其侧壁周围的矩形长槽52。槽52由径向间隔并沿圆筒的侧壁延伸的纵向棱条54形成。如同过滤器本体FB和前述的网状过滤器本体FB一样，棱条形过滤器本体FB包括一个入口26和一个整体底壁30。底壁30上设有中部圆形排出孔32，从该排出孔伸出一个整体的螺纹管40，用于与矿泉循环系统的管道相连接。

在棱条形过滤器本体FB的实施例中，如图5所示，正如前述过滤器本体FB和网状过滤器本体FB那样，圆筒的公称外径大约为5-1/2″，总长度大约为8″。12个纵向棱条54围绕过滤器本体的周边以大约30°的间隔均匀分布，每个棱条的径向宽度大约为0.125″。在该实施例中，12个槽52的总流动面积大约为110in²，比过滤器本体FB和FB的总流动面积明显增大。下面将对各实施例的总流动面积在使用时对内部矿泉过滤器性能的影响进行说明。

如图6、7和8所示，本发明的过滤袋F包括大致为管状的外套20，外套20沿周向内接缝60与大致为锥形的内口袋22相连。外套具有上入口端62和下出口端64，口袋具有一个与外套的上端相延续的上端和一个下端68。内接缝60由外套和口袋一起沿其各自的上端而形成。口袋的下端68通过缝合、焊接或其它的成型方式封闭，从而在大致为锥形的空腔70的底部形成一个倒圆的顶端。

最好，在本发明的过滤袋F中，外套20和口袋22由已知的、用于过滤的耐用多孔纤维材料制成。可以理解，可采用多种织物材料来进行流体过滤，以便有效地将残屑和颗粒物质除去，同时使流体可自由地通过过滤介质。在优选实施例中，所选的材料具有大约40-50微米的孔隙度。这种材料的重量通常具有12oz/yd2的量级。适当的材料包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯毡或玻璃纤维。最好是聚丙烯，其使用寿命比其它类似的织物材料长。

横跨口袋22的敞口上端62设有弧形把手38，其在内接缝60处与过滤袋20相连接。把手相对的第一和第二端部在内接缝处大约成180°固定在外套和口袋的相对两侧。可利用已知的任何连接装置将把手缝合、焊接或以其它的方式连接到过滤袋上。把手的长度足够地长，以便其可较松地横跨在口袋开口上，从而在不使用时，把手可垂落在口袋内，而在握住把手时，就可方便地向上提起把手，从而将过滤袋从过滤器本体中取出。把手可由与外套和口袋相同的材料制成，或者由已知的耐用和收缩小且广泛使用的普通棉纺材料和聚酯纺织材料制成。

如图7和8所示，内接缝60可通过将口袋的上边缘圈围在外套的上端而形成，从而口袋的上端大致自身折回180°，并与外套上端的内表面和外表面相接触。在优选实施例中，在外套上端和口袋上端的圈围部分之间留有足够的间隙，从而在内接缝60的周围形成一个环形或圆形的空腔70。圆形截面的支承环72设置在圆形空腔内。支承环的公称直径最好大致与过滤器本体的公称直径相等，以便在将过滤袋放置在过滤器本体上时，可支承在过滤器本体的顶端，从而使过滤袋定位在过滤器本体中，并保持口袋的上端在使用过程中是敞开的。支承环72由任何适当的刚性或半刚性材料例如热塑性材料或不锈钢制成。除了支承环有机械性能的要求外，所选的材料必须是防水和耐腐蚀的。为了保持支承环72在圆形空腔70中的位置并固定内接缝60，可采用双缝74。如图8所示，可在圆形空腔的下方经口袋上端的外圈围部分，经外套的上端，然后再经口袋上端的内部穿过进行缝合，从而将内接缝固定在一起。可以理解的是，内接缝也可通过其它的缝合方式、焊接、铆接或其它已知的织物连接方式进行固定。

如图1所示，在制备本发明的内部矿泉过滤器F时，通过使外套的下出口端64在过滤器本体的顶端上滑动，直到顶部内接缝60基本上与过滤器本体的顶端平齐，从而将过滤袋FB定位在过滤器本体上。为了将过滤袋松弛且实用地安装配合在过滤器本体上，外套22的内径至少比过滤器本体的外径大0.100″，但不能超过0.300″，这样就会在过滤袋和过滤器本体之间沿周向产生至少0.050″的间隙。因此，在过滤器本体的公称外径为5-1/2″时，过滤袋外套的内径至少为5.600″。为了使过滤袋覆盖在过滤器本体的外表面周围，外套的总轴向长度最好基本上等于过滤器本体圆筒的轴向长度。在此情况下，当使过滤袋沿过滤器本体和过滤器本体顶端附近的内接缝尽可能远地向前推进时，外套的出口端64就基本上靠近过滤器本体的底端。

如图11所示，在过滤袋的外套20沿过滤器本体圆筒24的外表面向前滑动时，口袋22就经过滤器本体的入口26插入。口袋的总长度最好可使得在将过滤袋设置于过滤器本体上时，口袋的底端基本上位于排出孔32附近。在此情况下，过滤袋20的有效过滤表面面积是最大的，而且不会有过滤器本体出口端处的孔被封堵住的危险。

如图9所示，水循环系统包括通过设置在矿泉水槽81中的管道44相互连接的泵28和排出喷管80。在矿泉装置的壁84上设有凹入的过滤器容纳槽82。在过滤袋B覆盖在图1、4或5所示的过滤器本体上定位之后，就可将本发明的内部矿泉过滤器方便地定位在容纳槽82中。如上所述，过滤器本体的外螺纹管40与泵28吸入端上游的管道44相连，这样就可使过滤器F与矿泉水循环系统相连。最好，过滤器F竖直设置在过滤器容纳槽的底板83上，并与容纳槽保持水密。在安装好后，就关闭过滤器容纳槽的门86，使其盖住容纳槽的开口，以避免使用者不小心与过滤器相接触。

在使用前述内部矿泉过滤器时，第一步是将矿泉水槽81中充入水(未示出)。在现有技术的普通矿泉装置中，过滤器容纳槽82和过滤器F本身是这样的，即：在矿泉水槽适当地充入水时，整个过滤器就浸入到水中，过滤器的顶部通常位于水面下方至少2英寸。由于本发明的内部矿泉过滤器F代替了现有技术中的普通矿泉过滤器，因此，它也在矿泉装置中位于水面的下方。当矿泉水槽充水时，泵28就开始工作使水在循环系统中循环。泵具有入口(吸入)侧88和出口(排出)侧90，因此，水就沿箭头92所示的方向泵送通过系统。如果需要，如图10所示，将一个大的O形圈可拆卸地设置在过滤袋B的上部周围，以便在泵工作过程中将过滤袋牢固地保持在过滤器本体上。

在工作时，矿泉水槽81中的水首先流过过滤器容纳槽的门86上的流入窗口94。窗口设置在门上，从而当门关闭且矿泉装置中适当地充入水时，水位就应当下落到窗口的顶部和底部边缘之间。在此情况下，通常浮在水表面上的大的残屑，例如叶子、枝条、毛发、昆虫等就会经窗口漂浮到过滤器容纳槽82中。然后，泵28就向下经过过滤器F进行抽水。由于过滤器本体上端的入口26比其封闭底端的排出孔32相对要大，因此，过滤器口袋22就形成图10和11所示的情况。本领域技术人员可以理解，由于矿泉装置中的水位位于过滤器的顶部边缘上方，且通常漂浮在水上的大的残屑会流过过滤器容纳槽的门上的窗口，因此，过滤器内的涡流效应就会将大的残屑96拉入并俘获到口袋中，以便最终将其除去。

在矿泉水循环系统工作时，流经本发明过滤器F的水的涡流效应及其产生的强大吸力也会在过滤器内产生负压或真空压力，并可将过滤袋20的外套22紧紧地拉住并使其贴靠在过滤器本体的外部。可通过过滤器本体的各种实施方式(图2-4)来增大水的流量，从而使紧紧地将外套拉住并使其贴靠在过滤器本体外表面上的效应增强。另外，由于在使用时外套被紧紧地拉住并贴靠在过滤器本体的外表面上，因此就形成紧配合。因此，流经矿泉水辅助入口的全部矿泉水必须流过过滤袋外套。

本发明的内部矿泉过滤器的设计结构在矿泉装置的使用和寿命方面具有优点。过滤袋B的孔隙度、口袋22的结构和通过流经口袋并流出过滤器本体的水的相对不受阻碍的涡旋作用而获得的涡流效应共同作用，从而使流经过滤器的流速比现有技术通常所采用的滤筒式过滤器的流速要高得多。通常，新的且干净的滤筒式过滤器的流速的量级为每分钟100加仑，其受到褶皱过滤介质的材料和结构的限制。而这里所描述的过滤袋B的流速每分钟超过150加仑，流速增大了约50％。显然，流速增大可使矿泉装置的效率提高。例如，增大的流速使矿泉装置喷管80喷出更强的水流，从而对使用者有更好的放松和治疗效果。通过本发明过滤器所获得的增大的流速提高了有关多个“整体”射流或“瀑布”的喷管结构的性能。而且，由于循环泵28只需克服较小的过滤器阻力就可有效地进行工作，因此其不必作很大的功来产生大的流速，从而延长了泵的使用寿命。

如图12所示，当过滤袋B变脏效应进行清洁或更换时，就关闭矿泉循环系统，并打开过滤器容纳槽82的门86。然后，通过简单地握住把手38，向上拉过滤袋并将其拉出过滤器本体，从而将过滤袋20从过滤器本体FB中提起。使用过程中由过滤器俘获的残屑大部分留在过滤袋口袋中。在此情况下，当取出过滤袋时，减小了残屑落到口袋外并掉回到矿泉水或循环系统的干净水中的可能性，而在现有技术的普通滤筒式过滤器中，在取出过滤器时，全部的残屑被俘获在过滤器的外侧，易于从过滤器上落下并返回到矿泉装置中。而且，由于在不拆卸或取出过滤器本体支承的情况下就可将过滤袋B取出，因此减少了过滤器的装卸和操作，从而减小了所俘获的残屑松动脱落并掉回到矿泉水中的可能性。除了较好地保持了矿泉水的清洁度以外，本发明的矿泉过滤器还便于使用，因为减少了过滤袋的装卸，且只需简单地向上提起过滤袋的把手就可清洁或更换过滤袋。

当过滤袋B从矿泉装置上取出时，可简单地对过滤袋进行翻卸或清洗，以便将所俘获的残屑清除掉。另外，出于过滤袋结构和材料的缘故，也可在普通的洗衣机和干燥机中对过滤袋进行洗涤或清洗，以便更彻底地对过滤袋进行清洗和清洁。正如现有技术中的那样，还可对过滤袋进行消毒并采用化学方法将任何晒黑的洗涤剂和其它油渍以及钙化结垢物等分解清除掉，过滤袋可浸泡在由水和磷酸三钠或盐酸这样的活性成分组成的清洗液中。如果过滤袋已使用了数月或者表现出磨损或其它影响使用的缺陷，使得对过滤袋进行清洗和重复使用已不是最佳的选择时，可将该过滤袋抛掉并换一个新的过滤袋使用。在生产本发明过滤器时所使用的材料和方法是公知的，并且是较为便宜的，从而使得用完过滤袋就将其扔掉成为使用者在维护矿泉装置过程中的一种方便和经济的选择。

尽管上面已对本发明实施例进行了描述和说明，但显然，在不脱离本发明宗旨和范围的情况下，还可做出各种的变型。因此，上面所进行的描述并不是为了限制本发明，本发明的保护范围由所附的权利要求书进行限定。

Claims (5)

1.一种用于具有水循环系统的矿泉装置或水池的内部过滤器，其包括：

一个包括圆筒的过滤器本体，该圆筒的一端具有主入水口，其另一相对端具有排水口，该圆筒的侧面设有辅助入水口；

一个包括圆筒形外套的过滤袋，该圆筒形外套从过滤器本体的后端伸出并围绕过滤器本体的外部，该过滤袋还具有一个口袋，该口袋从外套的前端向内同心地延伸，并从主入水口向后伸入过滤器本体中；

因此，当水循环系统工作时，水就抽入到主入水口中，并经过滤袋口袋流入过滤器本体的内部，同时，水就横向流过过滤袋外套和辅助入水口而进入过滤器本体区域中，且全部的水向后流动，然后经过滤器本体排出口而流出过滤器本体。

2.根据权利要求1所述的过滤器，其还包括一个设置在过滤袋上用于将过滤袋从过滤器本体区域中取出的把手。

3.根据权利要求1所述的过滤器，其中，过滤器本体排出口小于过滤器本体的主入水口，从而流经过滤器本体的水形成涡流，以便将大得以致不能通过过滤袋口袋的残屑俘获到口袋中。

4.根据权利要求1所述的过滤器，其还包括一个连接到外套上的支承环，以便在将过滤袋放置在过滤器本体上时，可支承在过滤器本体的顶端。

5.根据权利要求1所述的过滤器，其还包括一个可拆卸地设置在过滤袋上部周围的O形圈，以便将过滤袋支承在过滤器本体上。

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