CN101111302A - 密封的水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水处理系统，其具有密封的歧管，该歧管带有反渗透筒和一个或多个过滤筒。过滤筒包括收纳在歧管头中的槽内的棘爪，以便固定锁闭啮合。该水处理系统进一步包括单个探针导电率监控系统，其用来监控反渗透膜的性能。该水处理系统还可以以模块化的结构提供，其中歧管头经夹具物理地联结在一起并可让流体流通，该夹具与模块化歧管头相连。该水处理系统还允许改装以包括渗透泵。筒也设计为提供最小化的圆形入口缺口，从而在更换筒的过程中使溢出最小化。

Description

密封的水处理系统

本申请要求于2005年1月27日提交的美国临时专利申请第60/647,680号的优先权。

技术领域

本发明涉及水处理系统，特别是，涉及具有密封的歧管头和反渗透筒以及一个或多个过滤筒的系统。

背景技术

反渗透系统是公知的。该系统的主要部件是半渗透膜，未处理的水从该半渗透膜中通过。这样的系统大致包括额外的炭或陶瓷过滤器，它们在水通过膜之前或之后除去污染物。这样的系统通常安装在住宅用途中。

现有技术包括检测反渗透膜何时需要更换的电子系统。典型的现有技术系统包括：测量进入反渗透筒的水的导电率，然后测量反渗透筒出口处的水的导电率。水的导电率与总溶解固体成比例。导电水平之比将提供反渗透膜排除效率(rejection effciency)的指示。

现有技术系统还包括这样的应用，其中在工厂安装中包括渗透泵。渗透泵在系统中提供更高的效率。渗透泵通过将膜压和产品水中的压力隔离而提高跨膜净压，由此降低了渗透泵的回压。

现有技术还包括这样的系统：其减少了在更换筒的过程中发生的流体溢出。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的过滤筒和歧管头的锁闭机构。

本发明进一步的目的是提供一种监控饮用水供应系统中反渗透膜性能的改进方法。

本发明进一步的目的是提供一种模块化歧管头系统。

本发明的目的是提供一种用于将反渗透过滤系统改装为包括渗透泵装置的系统。

本发明的目的是提供一种具有缩小的入口以减少更换筒的过程中的溢出的筒。

附图说明

图1是带有反渗透筒和两个过滤筒的水处理系统的透视图。

图2是图1中过滤筒的透视图。

图3是图2中过滤筒的顶视图。

图4是图2中过滤筒的分解图。

图5是图1的水处理系统中包含的歧管头的底部透视图。

图6是反渗透膜监控系统的框图。

图7是图6中系统的过程流程图。

图8是模块化歧管头系统的透视图。

图9是模块化歧管头的顶部透视图。

图10是带有渗透泵的反渗透水处理系统的示意图。

图11是图1中模块化歧管头和筒的截面图。

图12是渗透泵装置中模块化歧管头的顶部透视图。

具体实施方式

图1显示了一个根据本发明的水处理系统的实施方式。该系统包括歧管头(参看图5)、第一过滤筒、反渗透筒和第二过滤筒。还显示了歧管盖。

图2显示了根据本发明的过滤筒。该过滤筒包括具有环形凸领的外壳，该环形凸领具有双引线螺纹。还显示了内环形凸领，其包括O形圈以提供密封。连接件显示延伸通过环形凸领。

图3显示了过滤筒的顶视图和内环形凸领的圆柱形壁、以及纵向延伸的珠状物。

图4显示了过滤筒的分解图以便更清楚地显示纵向延伸的珠状物。可以看出纵向延伸的珠状物包括引导端。

图5显示了具有过滤筒连接件的歧管头。该过滤筒连接件包括带有螺纹的外环形凸领和内环形凸领。内环形凸领具有环形唇状物和四个纵向槽。这些纵向槽彼此等距离隔开。

可以理解，当过滤筒旋转到连接件的完全固定位置时，过滤筒停止且纵向延伸的珠状物被各槽收纳。

图6显示了用于监控反渗透膜性能的系统的框图。该系统包括带有其中存储有程序的存储器的微控制器。该系统包括位于反渗透膜下游的单个探针组。该探针组包括参比电阻和热电阻。微控制器与旋塞LED联结以提供更换反渗透筒的指示。微控制器还与板载LED联结以便在同样与微处理器联结的板载按钮工作时进行反馈。水流传感器也与微控制器联结。

图7显示了表示存储在存储器中的程序执行时的功能性步骤的框图。

图8是模块化水处理系统的实施方式。图8所示的水处理系统包括模块化歧管、歧管盖、第一过滤筒、反渗透筒和第二过滤筒。而且，显示了另一种模块化歧管头和盖子、以及另外的筒单元。图8的系统提供了一种模块化系统，其中另外的模块化歧管单元可以经夹具与水处理系统联结。该夹具包括多个从平面主体部分延伸的臂。每个臂均包括槽和倾斜的引导边缘。夹具也包括延伸通过主体部分的管状部分。管状部分包括延伸穿过管状部分的孔。

每个歧管均包括带有四个开口的端壁。

图9显示了包括两个各自具有四个开口的端壁的歧管的透视图。开口是成对设置的，一个在另一个上方。例如，下开口和上开口包括一对。每对开口均包括一对隔开并相对的竖直壁。竖直壁显示从端壁的内表面和歧管头的下表面延伸。法兰从端壁的内表面向歧管头的内部隔室延伸。法兰包括上斜面和下斜面。法兰包括前缘和第一及第二侧缘。前缘大致平行于端壁。第一侧缘和第二侧缘形成上斜面和下斜面。上斜面和下斜面在从内部的内表面到歧管头内部隔间的方向上彼此分开。四个法兰之一在图9中以虚线显示。斜面包括近端和远端。近端的位置稍微远离开口边缘。远端相对于开口的取向成交叉关系隔开。图9A还显示了另外的细节。

参考图8，可以意识到，夹具插入到图右侧的歧管头的开口中，每个弹性臂的斜缘将被各斜面偏转。一旦夹具完全插穿四个开口，槽将延伸通过远端，且两个臂对将夹住各远端，同时槽的边缘成为与斜面远端锁闭啮合。同时，管状部分将被用于密封啮合的管连接件收纳。其他模块化歧管头将以类似方式联结。

图10显示了水处理系统的图解表示，其中自动闭合式阀门盖可以被除去并以另一个适用于容纳渗透泵装置的盖子代替。参考图11，显示了包括下述部件的水处理系统的横截面：模块化歧管头、第一筒、反渗透筒和第二过滤筒。歧管头显示包括用于收纳反渗透筒的各连接件的连接件。歧管头包括用于联结反渗透筒的输出的第一歧管入口端和与反渗透阶段的输出联结的第二歧管入口端。非渗透泵盖适于密封非渗透泵装置的第一和第二入口端。同样，渗透泵盖适于密封第一和第二入口端，并且其包括收纳管连接件的渗透泵输出端。渗透泵盖包括第一入口端和第二入口端以及与第一和第二入口端连通的流道、以及渗透泵输出端。单向阀组件位于用于联结反渗透筒的输出的第一入口端中。第二盖包括基本平面的主体部分，其限定第一端和第二端。固定孔提供用于将盖子固定到歧管头。

歧管包括具有开放上部的下隔膜收纳部分。第二盖包括与开放上部相匹配以形成收纳隔膜的隔膜腔的上隔膜收纳部分。上隔膜收纳部分包括与流道流体连通的开口。歧管头包括与预过滤阶段的输出端和反渗透阶段的输入端联结的流道，其中该流道与歧管头的下隔膜收纳部分流体连通。应当意识到，具有非渗透泵盖的水处理系统可以在工厂组装，其中在渗透泵输出端配置塞子。可以提供改装包，其中第一盖被除去并以带有管连接件的第二盖更换。然后，四分之一英寸的管子可以联结到管连接件并延伸通过布管孔，如图12所示。管子向下延伸至渗透泵，如图10所示。渗透泵具有渗透输出端，该输出端具有延伸至T型连接件的管子。该T型连接件具有另一个联结到存储罐的管子、以及联结回歧管头的管子。渗透泵的盐水侧包括来自歧管头漏流的盐水端和联结到漏水点的盐水出口管。为完整起见，管子也显示从供应入口延伸至旋塞。

安装包至少包括第二盖，进一步可以包括更换单向阀、以及更换O型圈、管子、紧固件和安装指示。

图11也显示了在连接件处带有缩小的间隙以便使更换过滤筒期间的溢出最小化的过滤筒。过滤筒的新特征在下面说明。然而，显然这些特征也可以包括到反渗透筒中。

过滤筒包括具有圆柱形部分的外部筒壳，其具有顶部和底部。底部具有密闭端。顶部包括具有大致为圆柱形的颈部的肩形件，该颈部从肩形件向上延伸。圆柱形颈部限定了部分连接件。圆柱形颈部限定了圆柱形孔，该圆柱形孔具有限定了第一直径的圆柱形孔壁。圆柱形孔壁包括从壁体凸出且限定了小于第一直径的第二直径的圆环。内筒壳包括具有肩形件的顶部、从内肩形件向上延伸的管部、以及限定出口孔的管部。管部限定了具有第三直径的外径，其中第三直径小于第一直径和第二直径。管部和圆环限定了具有圆形缺口的筒入口。可以理解圆形缺口通过该设计被最小化，因此减小了溢出的可能性。歧管头适于与过滤筒相符。特别是，歧管头包括连接件，该连接件包括具有限定长度的内环形凸领，以便在筒被装配到歧管上时，内环形凸领绕管部延伸并达到圆环，其中间隔最小以满足公差要求。

Claims (46)

1.一种用于密封歧管和筒的锁闭机构，所述锁闭机构包括：

带有连接件的密封歧管，该连接件具有带螺纹的外环形凸领和内环形凸领，所述内环形凸领具有环形唇状物和至少一个纵向槽，该纵向槽从唇状物沿部分环形凸领延伸，以及

带有连接件的筒，该连接件具有与歧管的带螺纹的外环形凸领配合的带螺纹的外环形凸领，所述筒的连接件还具有位于筒的带螺纹的外环形凸领中的圆柱形壁，该圆柱形壁具有至少一个纵向延伸的珠状物，该纵向延伸的珠状物在筒被旋入完全固定的位置而固定到歧管时被相应的槽收纳。

2.如权利要求1所述的锁闭机构，其中所述纵向延伸的珠状物在到达完全固定位置之前约1/8圈时与环形唇状物啮合。

3.如权利要求1所述的锁闭机构，其中所述纵向延伸的珠状物具有一长度并包括引导端，当所述筒在完全固定的位置时引导端与歧管在纵向上隔开第一距离，当所述筒在到达完全固定位置之前的约1/8圈时引导端与歧管隔开第二距离，其中第一距离和第二距离之间的差约为纵向延伸的珠状物的长度。

4.如权利要求1所述的锁闭机构，其中每个连接件均包括具有圆周的双引线螺纹，即第一螺纹和第二螺纹，所述第一和第二螺纹交织并近似绕所述圆周延伸，其中所述第一螺纹与第二螺纹约偏离180度。

5.如权利要求1所述的锁闭机构，其中所述歧管包括四个纵向槽，所述纵向槽从唇状物沿部分环形凸领延伸，并沿环形凸领的圆周等距离隔开，且所述筒包括四个沿圆柱形壁延伸的纵向延伸的珠状物，所述四个纵向延伸的珠状物绕圆柱形壁等距离隔开，当筒在完全固定的位置时每个纵向延伸的珠状物适于被相应的槽收纳。

6.一种计算机执行的监控饮用水供应系统中反渗透膜性能的方法，所述方法由计算机程序执行，该方法包括以下步骤：

启动反渗透膜的再校准；

判断预定量的水流过系统；

测量反渗透膜下游的初始水导电率；

使用所测量的初始水导电率计算阈值跳变点，该点相应于预定的总溶解固体排除率；

在系统的存储器中存储阈值跳变点；

例行测量反渗透膜下游的水导电率；

判断在前述步骤中例行测量的水导电率是否低于阈值跳变点；以及

在判断水导电率低于阈值跳变点时提供指示。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述启动步骤包括启用例程。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述启动步骤是在反渗透膜已经更换后发生的。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述启动步骤包括向系统的微控制器发送启动再校准信号。

10.如权利要求6所述的方法，其中所述启动步骤包括用户致动的开关以发出反渗透膜的信号被更换和启动再校准。

11.如权利要求6所述的方法，其中所述预定量的水为10-30加仑。

12.如权利要求6所述的方法，其中所述预定量的水为多个加仑。

13.如权利要求6所述的方法，其中所述测量水导电率的步骤包括对10-50次测量进行平均的步骤。

14.如权利要求6所述的方法，其中所述测量水导电率的步骤包括对20次测量进行平均的步骤。

15.如权利要求6所述的方法，其中所述测量反渗透膜下游的初始水导电率的步骤和例行测量水导电率的步骤包括对产品水的测量。

16.如权利要求6所述的方法，其中所述计算步骤包括将初始测量的水导电率与假定的总溶解固体排除百分数相关联。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述总溶解固体排除率为80-100％。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述总溶解固体排除率为90％。

19.如权利要求6所述的方法，其中所述阈值跳变点相应于60-80％的预定总溶解固体排除率。

20.如权利要求6所述的方法，其中所述阈值跳变点相应于75％的预定总溶解固体排除率。

21.如权利要求6所述的方法，其中所述提供指示的步骤包括启动发光二极管。

22.如权利要求6所述的方法，其中所述存储器是非易失性存储器。

23.一种用于联结水过滤器歧管头的模块化系统，该系统包括：

第一和第二歧管头，每个歧管头均具有第一侧和歧管头空腔，所述第一侧包括一对斜面，每个斜面均具有第一端和第二端，其中斜面边缘限定在第一端和第二端之间，该对斜面相对并面向外设置，其中第一端邻近第一侧且第二端从第一侧向内延伸到歧管头空腔的内部，该对斜面的第一端限定距离D1，且该对斜面的第二端也限定一个距离，其中该距离大于距离D1，该对斜面每个都在第二端限定锁闭边缘，该锁闭边缘在分开的方向延伸；以及

具有主体的夹具，第一对臂大致在第一方向从主体延伸，第二对臂在大致相反的方向从主体延伸，每对臂具有位于远端的锁销，每对锁销限定距离D2，其中D1小于或等于D2，而D2小于或等于D3。

24.如权利要求23所述的系统，其中每对斜面由从第一侧向内延伸到空腔内部的法兰限定，每个法兰限定前缘和第一及第二侧边，其中所述前缘大致平行于第一侧，且第一和第二侧边在离开第一侧并向内延伸到空腔内部的方向上彼此分开。

25.如权利要求24所述的系统，其中每对斜面包括上斜面和下斜面，每个歧管的第一侧包括歧管壁，所述壁具有邻近每个上斜面的上开口，所述上开口具有下缘和上缘，所述下缘大致与上斜面的第一端对齐，而所述上缘延伸到上斜面的第二端之上，所述壁具有邻近每个下斜面的下开口，所述下开口具有下缘和上缘，所述上缘大致与下斜面的第一端对齐，且所述下缘延伸到下斜面的第二端之下。

26.如权利要求25所述的系统，其中每个臂具有厚度尺寸，且上缘在斜面的第二端之外至少延伸出所述厚度尺寸。

27.如权利要求23所述的系统，其中所述夹具的主体具有平面形状。

28.如权利要求23所述的系统，其中所述夹具的臂包括限定锁销的槽，每个臂的远端具有斜面以便与相应的斜面配合，且所述臂由弹性材料制成。

29.如权利要求23所述的系统，其中所述第一和第二歧管头的第一侧包括管件，且所述夹具的主体包括具有第一端和第二端的管部，其中所述管部的第一端联结到第一歧管头的管件，且所述管部的第二端联结到第二歧管头的管件。

30.如权利要求23所述的系统，其中所述第一和第二歧管头的每个都包括第一对斜面和第二对斜面，且所述夹具包括第一对臂和第二对臂。

31.一种用于将水处理系统改装为包括渗透泵的系统，该改装系统包括：

具有第一歧管入口端和第二歧管入口端的歧管头，所述第一歧管入口端用于联结反渗透筒的输出，所述第二歧管入口端用于联结反渗透级的输出；

适于密封非渗透泵装置的第一和第二入口端的第一盖；

适于密封第一和第二入口端的第二盖，其具有带有用于渗透泵装置的管连接件的渗透泵输出端。

32.如权利要求31所述的系统，其中所述第一盖包括盖第一入口端和盖第二入口端、以及与盖第一入口端和盖第二入口端流体连通的流道。

33.如权利要求31所述的系统，其中所述第二盖包括盖第一入口端和盖第二入口端，以及与盖第一入口端、盖第二入口端和渗透泵输出端流体连通的流道。

34.如权利要求33所述的系统，其进一步包括单向阀组件，该组件位于与反渗透筒的输出联结的盖第一入口端中。

35.如权利要求33所述的系统，其中所述第二盖包括基本为平面的主体部分，该主体部分具有在平面主体部分内纵向延伸的流道，其中所述主体部分的一端包括带有管连接件的渗透泵输出端，其中所述盖第二入口端邻近所述管连接件，且盖第一入口端在与管连接件相反一侧邻近盖第二入口端。

36.如权利要求31所述的系统，其中所述第二盖包括用于收纳紧固件的固定孔，从而将第二盖固定到歧管头。

37.如权利要求31所述的系统，其中所述歧管包括具有开放上部的下隔膜收纳部分，且所述第二盖包括具有与该开放上部配合形成收纳隔膜的隔膜腔的上隔膜收纳部分，所述上隔膜收纳部分包括与流道流体连通的开口。

38.如权利要求37所述的系统，其中所述歧管头包括与预过滤阶段的输出端和反渗透阶段的输入端联结的流道，其中所述流道与歧管头的下隔膜收纳部分流体连通。

39.一种用于更换水处理系统的歧管头上先前装配的自动闭合式阀门盖的安装包，其中所述歧管头包括适于与反渗透筒输出联结的第一入口端、以及与反渗透阶段的输出联结的第二入口端，该安装包包括：

具有盖第一入口端、盖第二入口端、且具有带有用于渗透泵装置的管连接件的渗透泵输出端的盖子。

40.如权利要求39所述的安装包，其进一步包括适于收纳在所述盖第一入口端内的单向阀组件。

41.如权利要求39所述的安装包，其中所述盖(164)包括基本平面的主体部分，该主体部分具有在平面主体部分内纵向延伸的流道，其中所述主体部分的一端包括带有管连接件的渗透泵输出端，所述盖第二入口端邻近管连接件，且所述盖第一入口端在与管连接件相反的一侧邻近盖第二入口端。

42.如权利要求39所述的安装包，其进一步包括用于所述盖第一入口端和盖第二入口端的更换O形圈。

43.如权利要求39所述的安装包，其进一步包括安装指示。

44.如权利要求39所述的安装包，其进一步包括管件和紧固件。

45.一种水处理系统，其包括：

筒，其具有：

外筒壳，该壳具有带有顶部和底部的圆柱形部分，所述底部具有封闭端，所述顶部具有带有大致为圆柱形的颈部的肩形件，该颈部从肩形件向上延伸，该圆柱形颈部限定了部分连接件，该圆柱形颈部限定了具有限定第一直径的圆柱形孔壁的圆柱形孔，该圆柱形孔壁具有从壁体上凸出并限定第二直径的圆环，该第二直径小于第一直径；

在外筒壳内的内筒壳，其具有带有肩形件的顶部，管部从内肩形件向上延伸，该管部限定了出口孔，该管部限定了具有第三直径的外径，该第三直径小于第一和第二直径，该管部和圆环限定了具有圆形缺口的筒入口。

46.如权利要求45所述的系统，其进一步包括具有连接件的歧管头，该连接件包括内环形凸领，该环形凸领具有限定长度以便筒组装到歧管上，所述内环形凸领绕管部延伸并邻近环形环延伸。

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