CN100593994C - 添加剂分配系统和水过滤系统 - Google Patents

Abstract

一种水过滤系统，所述水过滤系统具有可连接到未过滤水源的进水口、与进水口流体连通的水过滤器；可有效分配滤过水的与水过滤器连通的出口；以及具有用于容纳添加剂的贮存器和添加剂出口的添加剂分配系统。所述添加剂分配系统可有效地将一定量的添加剂选择性地分配给被过滤器过滤的水。

Description

添加剂分配系统和水过滤系统

发明领域

本发明通常涉及滤过的水和具有添加可消耗的添加剂能力的水过滤系统。更具体地讲，本发明涉及用于向滤过水分配可消耗的添加剂的独特系统。

发明背景

用于住宅和其它用途的水处理装置是本领域熟知的。典型地将这些装置或者以内嵌式或者在终端处并入水系统。前者的实施例将为在到达水龙头出口之前过滤水的安装在台面下面的装置。有两种普通类型的终端装置：一种安装在台面上，另一种安装在水龙头上。水处理装置可通过使用机械过滤或化学处理来处理水。多数水过滤系统使用滤筒，所述滤筒包含活性炭或活性炭与离子交换树脂的组合。活性炭用于过滤掉颗粒和其它杂质，同时也除去水中存在的大部分氯。离子交换树脂移除钙之类的阳离子，从而软化水。上述系统的消极副作用是多种其它有益于健康的矿物可被离子交换树脂除去。水净化的一种可供选择的方法是逆渗透，但是由于它们成本较高，因此使用这种技术的产品没有被家庭消费者普遍利用。

最近几年中，由于公众可得到更多的卫生教育和其它信息，人们消费的水量有所增加。然而，公众感觉普通自来水的质量低劣并且口感较差，这种感觉导致开发和出售了许多致力于解决这些问题的产品。消费者可买到多种瓶装水。这些瓶装水中的一些含有额外的添加剂，消费者会发现这些添加剂是有益的。此类添加剂包括营养物质、维生素、矿物和调味品。这些瓶装水有时被称为健康水、维生素水或强化水。然而，经常要买强化瓶装水的花费和麻烦会妨碍消费者消费更多的水。因此，需要一种用于向公众提供强化水的更加便利和高性价比的方法。

发明概述

本发明涉及水过滤系统。更具体地讲，本发明涉及使得使用者能够将一定量的添加剂选择性地分配到滤过水中的水过滤系统。本发明的另一个实施方案是用于水过滤系统的添加剂分配系统，可将所述添加剂分配系统加到原有的水过滤系统上。

本发明的一个实施方案是水过滤系统。水过滤系统包括可连接到未过滤水源的进水口；与进水口流体连通的水过滤器；可有效分配滤过水的与水过滤器连通的出口；以及包括贮存器和添加剂出口的添加剂分配系统。所述贮存器用于容纳添加剂，其中添加剂分配出口可有效地将一定量的添加剂选择性地分配给被过滤器过滤的水。

本发明的另一个实施方案是用于水过滤系统的添加剂分配系统。添加剂分配系统包括用于容纳添加剂的贮存器和添加剂出口，其中添加剂分配系统可有效地将一定量的添加剂选择性地分配给滤过的水；以及外壳，所述外壳可有效地将贮存器和添加剂出口连接到水过滤系统。

附图概述

虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求书作出结论，但应该相信由下列结合附图的说明可更好地理解本发明，其中：

图1是依照本发明的一个实施方案的一个示例性水过滤系统的示意图；

图2是依照本发明的一个实施方案的一个示例性水过滤系统的示意图；

图3是依照本发明的一个实施方案的一个示例性水过滤系统的示意图；

图4是依照本发明的一个实施方案的一个示例性水过滤系统的示意图；

图5是依照本发明的一个实施方案的一个示例性水过滤系统的示意图；

图6是依照本发明的一个实施方案的一个示例性水过滤系统的示意图；

图7是依照本发明的一个实施方案的一个示例性水过滤系统的示意图；

图8是依照本发明的一个实施方案的一个示例性添加剂分配系统的示意图；

图9是依照本发明的一个实施方案的一个示例性添加剂分配系统的示意图；

图10是依照本发明的一个实施方案的一个示例性水过滤系统的示意图；

图11是依照本发明的一个实施方案的在电冰箱上的一个示例性添加剂分配系统的示意图；和

图12是依照本发明的一个实施方案的一个示例性水过滤系统的示意图；

图中所描述的实施方案本质上是说明性的，并非旨在限制由本发明的权利要求书所限定的本发明。此外，根据详述，附图和本发明的个别特征将更加明显并且将被更全面地理解。

发明详述

现在将详细提到本发明的多个实施方案，它们的实施例图示说明于附图，其中所有视图中同样的数字表示类似的元件。

图1图示说明依照本发明的一个实施方案的一个示例性水过滤系统15。水过滤系统15包括可连接到未过滤水源18的进水口20。进水口20与水过滤器22流体连通。水过滤器22可有效地从未过滤水滤除一种或多种污染物或颗粒。出口24与水过滤器22连通，并且可被操作以分配滤过水；水过滤系统15还包括添加剂分配系统16。添加剂分配系统16包括用于容纳添加剂的贮存器26和添加剂出口28。添加剂分配系统16可有效地将一定量的添加剂分配给滤过水。在一个示例性实施方案中，将由出口24分配的滤过水分配入玻璃杯或其它容器30中，并且经由添加剂出口28将添加剂分配入容器30中的滤过水中。

进水口20可连接到任何未过滤水源。示例的未过滤水源包括橡胶软管、水管道、水龙头装配、贮水器、大水瓶和分配器等等。

水过滤器22可包括本领域的技术人员已知的任何水过滤器技术。此类水过滤器介质可包括用于从水中移除有机物的活性炭或类似物、用于消灭水里面的细菌和病毒的卤代树脂纤维和/或卤代树脂小珠或其它介质、用于从水中移除离子物质的离子交换树脂(如用于移除钠的基于卤素的离子交换树脂)以及通过微量过滤除去细菌。可用于本发明的一个示例的水过滤器公开于Hou等人的美国专利6,565,749。

在一个实施方案中，贮存器26中的添加剂为液体状。在另一个实施方案中，贮存器26中的添加剂为干粉状。添加剂包含一种或多种选自由下列组成的组的添加剂：调味品、维生素、矿物和营养物质。添加剂矿物包括选自以下的矿物：离子钙、硅酸盐、氯化物、镁、钾、钠、硒、锌、铁、锰以及它们的混合物。维生素添加剂包括选自由下列组成的组的维生素：维生素B12、维生素C以及它们的混合物。在其它实施方案中，顺势疗法药物和草药以及调味品可作为添加剂被包括在贮存器26中。

在一个实施方案中，添加剂包括天然油的水醇萃取物。其它添加剂可包括酏剂、酒精或香精和酊剂。酏剂是打算供口服用途使用的清澈甜味水醇液体。醇含量按体积计在约5％至约50％的范围内。酒精或香精是由植物或化学物质制备的醇溶液或水醇溶液。溶质的浓度变化最多50％。天然油的水醇萃取物按所述滤过水的体积计在约0.025％至约0.5％的范围内，以向滤过水递送一点滋味。在另一个实施方案中，添加剂可包括一种或多种着色剂(如食品着色)来为滤过水增加颜色。示例的风味剂包括柠檬、酸橙、浆果、柑橘、橙、草莓以及上述物质的混合物。

贮存器26可由本领域的技术人员已知的任何材料构造，所述材料将不会污染添加剂，或不会使它的材料性质被添加剂所影响。用于贮存器26的示例的构造物质包括聚合物，例如，聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、尼龙、聚酯等等。其它示例的构造材料包括铝箔。在一个实施方案中，贮存器26包括多层材料。在另一个实施方案中，可利用具有合适阻挡性质的任何挠性材料。

虽然图中的示意图描述出口24和添加剂出口28分别个别地向容器30分配水和添加剂，但是添加剂出口28可与出口24流体连通同样也在图示说明系统和本发明内。例如，水过滤系统还可包括出口搅拌器，所述搅拌器被构型以在将所得混合物分配到容器30中之前，使出口24与添加剂出口28合并成一个出口流。

在如图示说明于图2的一个示例性实施方案中，水过滤系统15还包括与添加剂出口28连通的控制器34。控制器34被构型以调节经由添加剂出口28分配的添加剂的量。控制器34可包括限制阀36(参见图5)。限制阀36可有效地限制或调节经由添加剂出口28分配的添加剂(若有的话)的量。在另一个实施方案中，控制器34可包括与限制阀36连通的微处理器。在一个示例性实施方案中，控制器34可包括刻度盘或其它输入装置，使得使用者能够选择要分配到滤过水中的添加剂的量。

在图示说明于图3的另一个示例性实施方案中，水过滤系统15包括与未过滤水源18(如水龙头)连通的进水口20。水过滤器22与进水口20连通，并且来自水过滤器22的滤过水在出口24分配。添加剂分配系统16包括用于容纳添加剂的贮存器26和添加剂出口28。在这个实施方案中，添加剂出口28与出口24流体连通。在如图示说明于图10的一个示例性实施方案中，添加剂出口28和出口24在水过滤系统15的外壳40内在出口搅拌器42处连接在一起，使得水过滤系统15的外部只有一个出口流。

在本发明的一个实施方案中，以这种方式构型并且流通安放添加剂出口28和出口24，以至于当出口24中的滤过水流过添加剂出口28时，产生文丘里抽吸效应。这种文丘里抽吸效应产生真空，将添加剂出口28中的添加剂吸入流经出口24的滤过水中。

在图示说明于图4的本发明的另一个示例性实施方案中，添加剂分配系统16还包括泵32。泵32与贮存器26和添加剂出口28连通。泵32被构型以自贮存器26向添加剂出口28传送要被添加入滤过水中的添加剂。在一个实施方案中，泵32包括隔膜泵。如本领域的技术人员将会知道，本领域的技术人员已知的任何泵都可用于将添加剂传递到添加剂出口28。示例的泵包括活塞泵、蠕动泵和风箱型泵。在另一个示例性实施方案中，添加剂分配系统还包括与泵32连通的手动触发器，例如推棒48。推棒48被构型以当将压力应用到推棒48上时启动泵32。推棒48使得使用者能够手动将一定量的添加剂选择性地分配给滤过水。

在如图示说明于图5的一个示例性实施方案中，水过滤系统15包括与未过滤水源18(如水龙头)连通的进水口20。进水口20与水过滤器22连通。矿物含量分析器38与水过滤器22的出口流体连通。矿物含量分析器38可有效地测量滤过水中的一种或多种矿物的浓度。水过滤系统15还包括与矿物含量分析器38连通的控制器34。包含一种或多种添加剂的贮存器26与添加剂出口28和限制阀36连通。限制阀36与控制器34连通，使得控制器34可有效地分配一种或多种添加剂(如矿物)，以在滤过水中产生预定的添加剂浓度。例如，矿物含量分析器38检测到滤过水中钙的含量并且向控制器34报告钙含量。控制器34测定到额外的钙是最终处理水产品中想要的，并且照此，向限制阀36发送信号，来添加和/或增加经由添加剂出口28向滤过水分配的添加剂(即钙)的量。本领域的技术人员将会知道，可利用本领域的技术人员已知的任何控制器来控制分配入滤过水中的添加剂的量。

本发明的另一个示例性实施方案图示说明于图6。在这个实施方案中，水过滤系统15包括可连接到未过滤水源18的进水口20。进水口20与水过滤器22流体连通，使得来自未过滤水源18的未过滤水经由进水口20并且经由水过滤器22流向出口24。在水被水过滤器22过滤之后，水经过矿物含量分析器38和/或流量计40。矿物含量分析器38可有效地测量滤过水中的一种或多种矿物的浓度。流量计40可有效地测量离开水过滤器22的水的流速。流量计40被构型以向控制器34发送信号，其中信号相应于离开水过滤器22的水的流速。控制器34接收到来自矿物含量分析器38的矿物含量信号和来自流量计40的流速信号。然后控制器34向与贮存器26连通的泵32和/或限制阀36发送信号。来自控制器34的信号启动泵32和/或限制阀36，使得来自贮存器26的一定量的添加剂能够经由添加剂出口28被分配到滤过水中。添加剂的量是自矿物分析器38和/或流量计40接到的信号的函数。在如示于图6的一个可供选择的实施方案中，出口搅拌器42被构型以使添加剂出口28安放成与出口24流体连通。在一个可供选择的实施方案中，添加剂出口28与出口24分开并且彼此不流体连通。本领域的技术人员将会知道，可利用本领域的技术人员已知的任何传感器来检测滤过水的多种组分。示例的传感器包括购自HM Digital，Los Angeles，California的TDS(溶解总固体)传感器。

在如图示说明于图7的本发明的另一个实施方案中，水过滤系统15包括连接到未过滤水源18(如水龙头)的进水口20。进水口20与水过滤器22流体连通。水过滤器22可有效地滤除来自来过滤水源18的未过滤水中的一种或多种污染物或污染物质。将来自水过滤器22的滤过水分配到出口24。在这个实施方案中，添加剂分配系统16包括多个贮存器26。每个贮存器26包括要被选择性地分配到滤过水中的一种或多种添加剂。控制器34被构型以使得使用者能够选择哪一个(若有的话)贮存器26应该向滤过水中分配添加剂。在一个实施方案中，控制器34向限制阀36发送信号来调节经由添加剂出口28流到滤过水中的添加剂。如上文所论述，在一个实施方案中，添加剂出口28和出口24可彼此流体连通或与出口搅拌器42接合。在一个可供选择的实施方案中，贮存器26可包括多个室，其中每个室包含要被分配到滤过水中的一种添加剂。

本发明的另一个实施方案图示说明于图8。在这个实施方案中，添加剂分配系统16被构型以被加到使用者之前原有的水过滤器上。这个实施方案使得已经购买了水过滤系统的使用者能够添加本发明的新型添加剂分配系统。在这个实施方案中，将外壳44连接到贮存器26和添加剂出口28。外壳44被构型以连接到或滑过使用者原有的水过滤器，使得添加剂出口28能够靠近原有水过滤器的出口。在一个实施方案中，添加剂出口28包括靠近原有水过滤器出口安放的挠性管路。在另一个实施方案中，外壳44可被构型以取代之前原有水过滤器的一部分。例如，外壳44可被构型以旋上并且取代原有水过滤器外壳的一个部件。

在一个实施方案中，将贮存器26可释放地连接到水过滤系统15上。这使得当贮存器26为空时，或者当使用者期望包含在个别贮存器26中的不同添加剂被添加到滤过的饮用水中时，能够容易地更换贮存器26。在一个实施方案中，添加剂分配系统可有效地将约0.01mL的添加剂至约1.0mL的添加剂选择性地分配给每250mL被过滤器过滤的水。在另一个实施方案中，添加剂分配系统可有效地将约0.1mL的添加剂至约0.5mL的添加剂选择性地分配给每250mL被过滤器过滤的水。在另一个实施方案中，添加剂分配系统可有效地和选择性地分配按被过滤器过滤的水的体积计约0.025％至约0.25％的添加剂。在另一个实施方案中，添加剂分配系统可有效地和选择性地分配按被过滤器过滤的水的体积计约0.05％至约0.1％的添加剂。

在如图示说明于图9的另一个实施方案中，添加剂分配系统16还包括添加剂寿命指示灯50，该指示灯可有效地指示贮存器26中添加剂的剩余量。例如，贮存器26可包括可见液面计50，使得使用者能够测定贮存器中剩余的添加剂的量。在另一个实施方案中，添加剂分配系统16还可包括累加器52，该累加器可有效地计算自添加剂分配系统16分配的添加剂的量，并且可构型该累加器来指示贮存器26中剩余的添加剂的剩余量。在这样一种安排中，将流量计或累加器连接到添加剂寿命指示灯，并且向添加剂寿命指示灯发送信号，以在预定体积的添加剂流过添加剂出口之后，使它点亮或闪光。在一个可供选择的实施方案中，寿命指示灯可包括监视机制，如包含可编程序时钟的微芯片。添加剂寿命指示灯可实现为例如发光二极管或LCD(液晶显示)示值读数，其中对时钟编程序，使添加剂寿命指示灯在例如自安装新贮存器以来经过预定时间之后(例如两个月)点亮或闪光。然后使用者可用新贮存器替换该贮存器并且复位时钟。

在如图示说明于图11的本发明的另一个实施方案中，将本发明的添加剂分配系统并入电冰箱60上的水过滤系统中。在一个示例性实施方案中，控制器34位于电冰箱门60上。控制器34可具有一个或多个手动触发器48，从贮存器(未示出)分配添加剂。使用者可放置容器30接触水流开关62来启动滤过水流过出口24进入容器。在另一个示例性实施方案中，控制器34包括一个或多个输入选择器64，使得使用者能够选择要与滤过水一起分配的一定量的添加剂和/或添加剂的类型(若有的话)。

不限制本发明的其它实施方案使用水龙头或类似物。例如，可改装本发明的元件，用于与便携式容器如大水瓶、水壶一起使用，或与其它饮用水递送系统如冷水器或电冰箱一起使用。例如，如图示说明于图12的本发明的一个示例性实施方案包括用于容器70如大水瓶或水壶的附件，可设计该附件来包括过滤器22和容纳添加剂的可置换贮存器26。可靠近容器70的出口24安放添加剂出口28，使得添加剂能够被分配到滤过水中。同样，可将本发明的元件安装在冷水器或电冰箱中，并且可由相应的按钮、开关等操作以将添加剂选择性地分配到滤过水中。

发明详述中引用的所有文献的相关部分均引入本文以供参考。任何文献的引用不可解释为对其作为本发明的现有技术的认可。

尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。因此有意识地在附加的权利要求书中包括在本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (21)

1.一种水过滤系统，所述水过滤系统包括：

可连接到未过滤水源的进水口；

与所述进水口流体连通的水过滤器；

与分配滤过水的水过滤器连通的出口；和

包括贮存器和添加剂出口的添加剂分配系统，所述贮存器用于容纳添加剂，其中所述添加剂分配系统将一定量的添加剂分配到经所述过滤器过滤后的水中；并且其中所述添加剂分配系统还包括控制器，所述控制器被构型以调节经由所述添加剂出口分配的添加剂的量。

2.如权利要求1所述的水过滤系统，其中所述添加剂包含液体。

3.如权利要求1所述的水过滤系统，其中所述添加剂包含一种或多种选自由下列物质组成的组的添加剂：调味品、维生素、矿物和营养物质。

4.如权利要求1所述的水过滤系统，其中所述添加剂分配系统还包括泵，所述泵将一定量的添加剂分配到经所述过滤器过滤后的水中。

5.如权利要求4所述的水过滤系统，其中所述泵包括隔膜泵。

6.如权利要求4所述的水过滤系统，其中所述添加剂分配系统还包括与所述泵连通的手动触发器，其中所述手动触发器被构型以当将压力应用到所述手动触发器时启动所述泵。

7.如权利要求1所述的水过滤系统，所述水过滤系统还包括过滤器外壳，其中所述过滤器外壳包含所述水过滤器和所述添加剂分配系统。

8.如权利要求1所述的水过滤系统，所述水过滤系统还包括过滤器外壳，其中所述添加剂分配系统位于所述过滤器外壳之外。

9.如权利要求1所述的水过滤系统，其中所述控制器包括微处理器。

10.如权利要求1所述的水过滤系统，其中所述添加剂分配系统还包括限制阀。

11.如权利要求1所述的水过滤系统，所述水过滤系统还包括与所述控制器连通的矿物含量分析器，其中所述矿物含量分析器测量经所述过滤器过滤后的水中的一种或多种矿物的浓度，并且其中所述控制器分配一种或多种矿物，以在经所述过滤器过滤后的水中产生预定浓度的矿物。

12.如权利要求1所述的水过滤系统，所述水过滤系统还包括与所述控制器连通的流量计，并且其中所述流量计被构型以向所述控制器发送信号，其中所述信号对应通过所述水过滤器的水的流速，并且其中所述控制器读取所述信号并确定是否要改变分配到经所述过滤器过滤后的水中的添加剂的量。

13.如权利要求1所述的水过滤系统，其中所述出口和所述添加剂出口是流体连通的。

14.如权利要求1所述的水过滤系统，其中所述添加剂分配系统将约0.01mL至约1.0mL的添加剂分配给每250mL经所述过滤器过滤后的水。

15.如权利要求1所述的水过滤系统，所述水过滤系统还包括添加剂寿命指示灯，所述指示灯指示所述贮存器中添加剂的剩余量。

16.如权利要求1所述的水过滤系统，其中将所述贮存器可释放地连接到所述水过滤系统。

17.如权利要求1所述的水过滤系统，其中所述添加剂分配系统包括多个贮存器，每个贮存器包含各自的添加剂。

18.如权利要求1所述的水过滤系统，其中所述贮存器包括多个室，并且其中所述多个室中的每一个均包含添加剂。

19.如权利要求1所述的水过滤系统，其中所述进水口可连接到水龙头。

20.一种用于水过滤系统的添加剂分配系统，所述分配系统包括：

用于容纳添加剂的贮存器和添加剂出口，其中所述添加剂分配系统将一定量的添加剂分配给滤过水；其中所述添加剂分配系统还包括控制器，所述控制器被构型以调节经由所述添加剂出口分配的添加剂的量；和

外壳，所述外壳将所述贮存器和添加剂出口连接到水过滤系统。

21.如权利要求20所述的添加剂分配系统，所述分配系统还包括与所述控制器连通的矿物含量分析器，其中所述矿物含量分析器测量经所述过滤器过滤后的水中的一种或多种矿物的浓度，并且其中所述控制器分配一种或多种矿物，以在经所述过滤器过滤后的水中产生预定浓度的矿物。

Images