CN101534922A - 改进了介质利用的过滤器及其制造和应用方法 - Google Patents

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Abstract

带有多个子块的多滤芯立体结构过滤介质块，其可以通过提供一个带有多个内空腔的块来形成，这些内空腔延伸到块的深处，使水可以流入到该过滤块的内部深处，以接触子块的介质(在空腔位于该块的入口处的情况下)，或使水可以从每个过滤子块收集(在空腔位于块的出口处的情况下)。在该块的外表面上也可以提供一个或多个缺口/空隔/空隙，其在子块部分之间延伸并分开这些部分，使得大体上一个子块的全部过滤介质都可以接触到流体用来进行过滤。这样，一个过滤块就可以在一个很小的滤芯筒或包体积中包含大量介质，该过滤块显示出良好的流动分布和低压降。该过滤块的子块可以一体地一起形成过滤块，或者也可以直接连接，例如，优选不带有任何罩盖，或从内部将子块夹住或紧扣在一起。

Description

改进了介质利用的过滤器及其制造和应用方法
本申请要求临时专利申请号60/846,162的优先权，其申请日为2006年9月20日，其公开的全部内容在此一并作为本申请的参照。
技术领域
[0001]本发明涉及立体结构过滤器或“过滤块”的构成和形状，及其制造或应用方法。虽然过滤块和这些方法可以应用到很多工艺流动系统中，但本发明的优选实施例用于重力流动或低压应用特别有益。这种优选的过滤块适合表现改进流动分布和压力降，并因此改善流速和介质利用。
背景技术
[0002]用于水过滤的立体结构过滤器或“过滤块”已经商业应用很多年。通常，这种过滤块包括(带有或者不带有各种添加剂，例如铅吸附剂)颗粒活性碳(GAC)和聚合物粘合剂，所以通常也称为“碳块”。将原料挤压或者压缩到模具中形成中空、柱状或“管状”的块。传统的碳块的例子在Heskett的美国专利US3,538,020，Degen的美国专利4,664,683和4,665050，“Amway”的美国专利4,753,728，和Koslow的美国专利5,019,311、5,147,722和5,189,092中给出。图5A-E就是具有相对较薄的壁的、中空的圆柱形碳块的例子。
[0003]流过这些管状活性碳块的流体流动的路径通常是径向的。在从外到内的流动中，腔室结构和内部构件将水分布到块的外部圆柱形表面，并且水径向地流过柱状壁进入到位于块的中轴线处的中空轴向空间。由该中空的轴向空间或那里提供的穿孔的管，被过滤的水根据内部构件和端口的设计，在过滤块底端或者顶端或其附近处流出该块。
[0004]这些管状过滤块具有单一的外径“OD”(圆柱外壁)和单一的内径“ID”(圆柱内壁)，这两个直径限定了一个壁厚。圆柱体积减去中空轴向空间的体积，就限定了过滤介质的体积。这些管状具有彼此轴向相对的端面。这些端面一般密封于端盖或者其它腔室或内部结构上，以使流体以径向的方向流动而不是围绕着该块的端表面。ID、OD和轴向长度限定了管状活性碳块的表面积、体积和质量。可以变化活性碳块的外径、内径和长度上，以获得介质的特定的体积和表面积。
[0005]如在上面引用的专利所示出并且上面所讨论的用于制造径向流动的活性碳块的材料为典型的碳颗粒，颗粒范围从12×30US目到80×325US目(Koslow表述为0.1到3,000微米)和热塑性或者热固性粘合剂，这些热塑性或热固性粘合剂在本领域是公知的并在上述引用的专利中有公开公开。碳颗粒和粘合剂颗粒中可以混入其它材料，例如铅或其它金属还原吸附剂。
[0006]颗粒尺寸、壁厚、表面积和压缩比都可以分别进行调整以获得通过过滤器的一个理想的压降。用较小的碳颗粒、增加密度或较厚的壁通常会增加压降并增加了污染物的去除。用较大的碳颗粒、较小的压缩比或较薄的壁通常会减少压降并降低污染物的去除。对于圆柱形的块，当直径(OD和ID)较大时，由于流体流过该块的可获得的表面面积增大了，所以可以降低压降。一个小ID大OD的碳块的压降比大ID的相同碳块的压降大，因此通过该块的流体路径的长度较长。
用于空气过滤的波纹过滤片
[0007]Clapham在美国专利3,721,072中提出了一种低压空气过滤器，其提供一种以波浪形式整体延伸的表面过滤片。该延伸表面的每个波浪由沿着过滤体整体长度延伸到该过滤器外部边界的波峰和波谷组成(‘072附图1)。Clapham的波浪形比过滤体的整体尺寸要小的多，例如，在一个单个的过滤体中具有十三个波浪。而且，Clapham的过滤体的宽度和长度比它的厚度大很多，例如过滤体的长度是厚度的10倍以上(或者至少5倍以上)，宽度也是厚度的10倍以上(或者至少5倍以上)。因此，可以认为该Clapham过滤体是一种波纹过滤片或者过滤板。Clapham的片状或者板状过滤体可以设置在一个框架中，并围绕着过滤体的周边延伸，其由“金属、玻璃、木头、塑料、纸板以及类似物...或与过滤器一体的被粘结的碳”制成。
[0008]Chapman在专利US6,322,615和6,056,809中公开公开了用于空气过滤的波纹片，与在Clapham中一样，波峰和波谷一直延伸到过滤器外的外边界的，该波浪形要比过滤体的整体尺寸小得多，并且该过滤体可以认为是一种波纹片或板。制造这种波纹过滤体的方法包括在带有多个V形工具的辊子之间滚压过滤材料，从而在过虑体的延伸板或者片表面形成波峰和波谷。[0009]Gelderland，et al.，在专利US6,413,303中公开公开了由碳和粘合剂涂覆的波纹纸片层制成的活性碳空气过滤器。Insley等1在专利US6,280,824中公开公开了包含过滤介质的聚合物膜层，每层都具有波纹形状。Gelderland等1.和Insley等都讲授了穿过由波纹形成的开放空间的流动(平行于该波纹波谷)，而不是穿过波纹板(即，平行而不是垂直于每个板的平面)。
用于水过滤的颗粒活性碳介质
[0010]无粘合剂的、带或不带诸如铅吸收剂的各种添加剂的颗粒活性碳(GAC)用于水过滤已经很多年。通常将松散的颗粒活性碳作为“过滤床”或“碳床”装载到过滤腔室内部的一个隔间里。该腔室及其内部适于把这些颗粒容纳在隔间里(否则这些颗粒就会是散放的)，并适于将水引导到床的入口并在床的出口处将水收集。一种GAC床，优选带有其它颗粒介质或者添加剂，例如离子交换树脂的，是用于低压或者重力流的通常的介质的选择，因为其穿过颗粒床的压降较低；在碳床中不存在粘合剂，由此，没有粘合剂添加到碳颗粒之间的空间内从而妨碍流体流动。颗粒之间的空间可以使水流过该床时与介质很好地接触，并且压力降也不像在压缩的带有粘合剂形式的块中所期望的那样大。
[0011]这种颗粒活性碳过率床的一个重要的应用是用于重力流水罐、玻璃水瓶、工作台水箱和水冷却器中的一次性过滤芯领域。这些设备可以用于家庭、办公室、以及商业上需要批量净化大约2—20升人员用水和厨房用水的场合。一般是向这些具有过率性能的设备中注入市政供应自来水或者乡村井水，因为用户希望去除氯或者其它污染物，或者希望总体上改善水的味道和气味。这些设备一直都普及，特别是考虑到强调健康饮水方面以及购买瓶装水的费用和不便。
[0012]典型的这种重力流过滤设备以较小的、一次性的和可替换的滤芯为特征，其该滤芯插入设备内可以正常使用几周。这些设备和/或为这些设备设计的过滤器的例子公开公开在外观设计专利416,163、外观设计专利398,184、美国专利5,873,995、美国专利6,638,426和美国专利6,290,646。用于这些设备的滤芯包含全部或大部分上包括颗粒介质床的过滤介质。
[0013]在重力流或者低压系统中，首要关心的是过滤器内的良好的流动分布，因为流动分布影响过滤效率和污染发生的“突破”的时间，并从而影响过滤器应该进行更换的时间。因为这些过滤系统通常不带有任何用于监控过滤效率或者突破点的装置，最多也就有测量通过该过滤器总水量的装置，所以，重要的是保持良好的流动分布，以使介质使用最大化，并由此可以使对于给定容积的过滤水的过滤效率最大化。如果在过滤器使用寿命内在任何时间发生沟流，那么过滤器的过滤效率和/或有效过滤容积会降低，如果再不更换过滤器那么过滤后水的质量会降低。
[0014]在重力流动或低压系统中，例如水罐、玻璃水瓶、工作台水箱中流过过滤器的合适的水流速也是首先要关注的，，首要关心的，因为这会影响来自新水注入设备的过率水使用的快慢。这些设备通常放在冰箱内或工作台上，因此，它们的总体积设计成适合于这样的空间并且适于搬运的重量。这种设备的用户通常都不想花很长时间等水过滤。所以，流过过滤器的合理流速对于消费者的满意度和获得市场上的竞争优势是佷重要的。由于这些水过滤设备大部分通常都是仅仅利用重力使水流过过滤器，那么获得适当的通过过滤器的流速就存在问题，尤其是考虑到有效地去除污染物和过滤器长寿的目的。高流速低压力降的目标将会驱使设计朝着短(浅薄)的颗粒过滤介质床发展，但是在没有突破的情况下有效地去除污染物和长寿的目标将会驱使设计向相反的方向，朝着长(深)颗粒过滤介质床发展。而且，因为所涉及的用在过滤器中的碳基颗粒介质往往会存在轻微的疏水性，所以，获得足够大流速也是有问题的。因此，虽然对于良好的流动分布和合适的流速需要水—介质的良好接触，但介质实际上会阻止被其要过率的水浸湿。
[0015]由此，用于水罐设备的传统过滤器通常包括大约2—6英寸深的颗粒介质床。，在将过滤器安装到这些水罐设备时，由这些设备和过滤器制造商所推荐的重要的步骤是预洗涤和预润湿步骤。这些步骤涉及洗涤过滤器，然后将洗涤好的过滤器浸入到水中浸泡几分钟，之后再将该过滤器插入设备。制造商将这些步骤解释为去除残留在洗涤好的过滤器中的碳微粒的步骤和润湿颗粒或者碳颗粒介质以便在将滤芯安装到设备之后获得较好的流动分布和流速的步骤。
[0016]发明人相信，尚有余地来改善用于诸如水罐、玻璃水瓶和工作台水箱等重力流水过滤设备中的过滤器和用于低压系统(如30psi或者更低)中的过滤器。发明人相信，本发明立体形状的过滤器或者“过滤块”的实施例对于所述的重力流或低压系统和/或比重力流或者低压系统更宽泛的应用场合都是有效的。通过提供改进了的流动分布、流量、污染物的降低/去除、性能连惯性、和/或耐用度，本发明设备和方法的优选的实施例可以满足很多过滤应用和流动系统的需要。
发明内容
[0017]在第一组实施方式中，本发明包括一种具有多个子块的立体结构过滤块，每个所述的子块包括了环绕并限定了用于接收流体的空腔的过滤介质壁，并且每个所述子块通过构成过滤块的过滤介质连接到至少另一个所述子块。本发明还包括制造和/或应用所述立体结构过滤块的方法。
[0018]在第二组实施方式中，本发明包括一种具有多个子块的立体结构过滤块，每个所述子块包括环绕并限定用于接收流体的空腔的过滤介质壁，并且每个所述子块通过粘合剂、聚合物粘结剂、熔融和在所述子块中已存在的粘合剂的再固体化和/或其它直接将给定的子块附着到另一个子块的方式连接到至少另一个所述子块。在第二组实施方式中的直接附着方式并不包括通过过滤器壳体组件、夹子或者扣件的夹住、接合或扣紧。
[0019]在上面所述第一和第二组实施方式中的每组中，多子块过滤块可以包括一个过滤介质主体，其内设有多个空腔(无论该主体是否还包括外缺口/空隙/空隔，这将在本发明后面描述)。由此，该过滤块主体也可以描述为多芯过滤块，通过去除材料或者将该主体制模成带有所述空腔的，而使其在多个位置上“带芯”。
[0020]在上面所述第一和第二组实施方式中的每组中，优选的各包括多重子块的过滤块都可以通过在一个过滤块内提供多个内空腔和至少一个外缺口来形成，其中所述内空腔和外缺口每个都延伸倒该块的深处。凹槽与介质空隙相比是非常大的，与在过滤块主体中的缺陷或者其它不规则之处相比也是大的。如在本发明后面所描述的，用于模制过滤块的缺口常常是位于过滤块的底部，以便从模具中分离，但是缺口(包括空隙、空隔或者凹陷)也可以位于过滤块的其它部分/表面。
[0021]优选的是，所述缺口(们)延伸到过滤块内的距离至少为与其相邻的子块的长度的1/3，更优选的是，1/3至7/8。这样，考虑到过滤块中的子块基本上沿着整个过滤块延伸，优选的是，至少一个缺口延伸到过滤块内的深度等于相应过滤块尺寸的约1/3-7/8(更优选1/2-7/8)。例如，如果缺口轴向延伸到过滤块内，优选的是该缺口的深度等于该过滤块轴向长度的1/3-7/8处。再如，如果缺口径向延伸到过滤块内，优选的是该缺口的深度等于该过滤块直径的1/3-7/8处。通过延伸到该块的深处，所述空腔和缺口(们)可以在该块的深处提供用于流体流入或流出该过滤块的口。在从内向外的流动中，所述多个内空腔使流入的流体流进该过滤块内的深处，达到子块的介质，所述至少一个外缺口使得可以从在子块之间的区域中的子块收集流出的流体。在从外向内的流动中，所述至少一个外缺口使入流水能够从多子块之间区域到达每个子块，所述多个内空腔使得能够从位于过滤块内部深处的子块收集流出的流体。内空腔的横截面或端面可以包括D型、圆形、三角形、多边形或其它形状。所述至少一个外缺口可以包括一个或多个狭槽、孔、十字形缝或者其它凹陷、空隙隙或者空隔。
[0022]所述至少一个外缺口设置在块的外表面上，以分开多个子块的部分，在所述多个子块的所述部分的外表面(这些特定的外表面为“面对”外缺口的面)之间提供一个空间，用于使流体从该过滤块的中心轴或其附近的区域或者不在该过滤块的外周沿/周线处的子块的其它区域，流出或进入所述子块。以这种方式，所有的或基本上所有的每个子块的过滤介质都可以接触到流体进行过滤，而不仅仅是接触位于该过滤块外周沿/周线附近处的介质。
[0023]所述第一组具体实施方式，包括那些既具有多个内空腔又包括至少一个外缺口的，优选由模制工艺或者其它同时形成多个子块或者优选所有子块的工艺制成。然而，由于优选的子块结构和空腔和缺口穿透到过滤块的深处，这些优选实施方式的这种模制或者其它形成方式存在着一些特别的问题。除非在很多实施方式中做特定的适应性改动，疵点、洞、撕裂或者损坏的子块壁，和/或其它在该块中的缺陷都可能在该过滤块与模具/工具分离的过程中产生。由于具有均匀流动分布的过滤块是这些实施方式的一个重要目标，所以这样的缺陷通常是不能接收的。因此，发明人提供了在块形状上的改进，以使该块能够以正确的方式从该模具或者其它成形工具上脱除。该改进可以包括子块定向为围绕中心轴线成“束”、使那些空腔和(那些)缺口的形状和直径适合于将垂直于过滤块从模具上取下的方向延伸的的薄部分减至最少、以及锥形化/倾斜化块的表面，包括外周边表面和/或内空腔表面，和/或外缺口表面。这些改进使过滤块的很多实施例，包括其所有子块，能够同时在单独的一个模具中制造。这些改进使得在一个小“包”(水过滤罐或其它设备中的小壳体和小“脚印”)中获得较大的介质体积的目标得以实现，并且压力降小，流动分布良好，加上耐用性和性能连惯性。
[0024]在所述第二组实施方式中，包括那些既具有多个内空腔又具有至少一个外缺口的，一些或全部子块可以用不同的模具、在不同的时间和/或通过不同的工艺模制或成形，然后将子块与一个或多个相邻子块直接连接。通过采用直接连接，而不是通过壳体组件、夹子或扣件将子块相互连接，在子块之间的材料很少或者没有材料(例如仅仅是胶水、粘合剂和/或粘结剂)。因为在子块之间的空间没有被壳体部件、夹子或者扣件所占据，这种直接连接的方式也使在一个小“包”(水过滤罐或其它设备内的小壳体和小“脚印”)中获得较大的介质体积的目标得以实现，并且压力降小，流动分布良好，而且具有耐用性和性能连惯性。。
[0025]本发明的立体结构过滤块的的整体过滤块可以有许多不同的尺寸和形状，这种过滤块的所述多个子块也可以有许多不同的子块尺寸和形状。优选的过滤块可以认为是三维的而不是片状、板状或通常的二维的。同样，优选的块尺寸是这样的，即，不认为它们是“褶状”或“波纹状”的片或板。
[0026]优选实施方式的过滤块包括活性碳微粒/颗粒、粘结剂微粒和选择的添加剂，这些形成了所述的多子块。优选的选择添加剂为金属去除添加剂，例如，铅吸附剂/扫铅剂，如AlusilTM或ATSTM或砷除去添加剂。本发明的过滤器的一些实施方式在从水中去除可溶和/或颗粒状的铅方面会是有效的。作为一种选择，可以用活性碳纤维与粘结剂来替代碳微粒/颗粒或与碳微粒/颗粒一同形成立体结构。同样，可以用其它过滤或处理介质来替代活性碳颗粒或纤维，或辅助活性碳颗粒或纤维。
[0027]每个内空腔的开口可以位于一个共用的第一轴向端或在该端附近，子块优选从该共用端大致相互平行地延伸，并且优选呈束地围绕，或者对称地围绕块的中心轴线，而不是在一个单独的平面上。在这样的实施方式中，入流出流(取决于该应用是从外向内还是从内向外的流动)将会在进入或者离开过滤块的同时或大约同时或接近同时进入或离开所述多个空腔。在所述块中心轴线上或其附近，在相反的第二轴向端可以设置一个或多个外部缺口，用于在所述第二轴端或其附近分开子块。这样的设置可以通过如下方式来提供，例如将所述子块们模制或者以其它方式成形在一个单一的单元化的过滤块中，或者直接将子块们连接成一个单独的过滤块。
[0028]作为一种选择，其它实施方式可以包括一个单体的内空腔，其沿着该过滤块的轴向长度进一步分支成多个空腔。在这样的实施方式中，通常会在包括分支成多个空腔的过滤块区域中提供一个外缺口。这种过滤块的实施方式可以描述为在过滤块的一部分包括多个子块，而不是全部或者大体上全部由所述子块形成该过滤块。在这样的实施方式中，入流或出流(取决于该应用是从外向内还是从内向外的流动)会在与流体进入或离开该过滤块不同的时间进入或离开所述多个空腔，因为流过过滤块的滞留时间会包括流体滞留在过滤块的单体空腔区域内的时间。
[0029]虽然在本发明中可以包括其它子块和内空腔的设置，但优选的是沿着流动路径有一些对称，使得进入多子块中的一个子块的流体会被过滤或者处理得与进入其它子块的流体相同或非常相似。所以，优选的是，过滤块包括多个关于一入口或(使流体平行地流过子块的)入流分配器对称设置的子块，。优选的是，这些子块里具有量和形状都相同或相近的介质。
[0030]上述的形状或形式，以及其它形状和形式都在本发明的保护范围内，并且对于读者来说，在阅读本发明说明书、附图和权利要求后是显而易见的。
附图说明
[0031]附图1A-F分别是本发明多芯块的一个实施例的透视图、前视图、侧视图、俯视图、仰视图和轴向横截面视图(沿着在图1D中的1F-1F线)。
[0032]附图1G为附图1A-F的实施方式的一个透视图，其中加上了用于将过滤块的一端密封于一个壳体结构的粘合珠或环。
[0033]附图1H-J是附图1A-G的实施例的侧视图、前视图和透视图，虚线示出了隐藏着的结构。
[0034]附图1K和L为附图1A-J所示实施例的透视横截面视图，该截面垂直于将过滤块的两个子块分开的平面截取。附图1L包括虚线所示的隐藏着的结构。
[0035]附图1M和N是附图1A-L所示实施例的横截面透视图，该截面是沿着将过滤块的两个子块分开的平面截取的。
[0036]附图2A-F分别是本发明的多芯块的另一个实施例的透视图、前视图、侧视图、俯视图、仰视图和轴向横截面视图。
[0037]附图3A-F分别是本发明的多芯块的再一个实施例的透视图、轴向横截面视图、俯视图、仰视图、前视图和侧视图。
[0038]附图4A-E分别是本发明的多芯块的再一个实施例的透视图、前视图、侧视图、俯视图、仰视图和轴向横截面视图。
[0039]附图5A-E是现有技术的圆柱状的活性碳过滤块的两个相对侧视图、俯视图、仰视图和轴向横截面视图。
[0040]附图6A-E是杯状过滤块的透视图、侧视图、俯视和仰视图以及横截面视图。
[0041]附图7A和B是本发明的过滤块包含在一个腔室中时的实施方式的示意图，其中附图7A示出了一种从内向外的流动的实施方式，而图7B示出了一种从外向内流动的实施方式。这些示意图包括了基本上从上到下流过滤芯筒的流动，这可以用于重力流的情形，但是在其它情况下，可以采用其它的滤芯筒定向和流动方向。
[0042]附图8A-E分别是本发明过滤块一个替代实施方式的前视图；横截面透视图(垂直于子块之间的平面)；横截面透视图(在子块之间的平面上)；仰视图；对角地穿过过滤块的横截面透视图。这些附图示出了过滤块外部缺口内的加强筋或隔段，这些加强筋或隔断用于增强/加强过滤块的。
[0043]附图9A-D分别是本发明过滤块的另一个实施例的透视图、俯视图、第一横截面透视图和第二横截面透视图，该过滤块包括一个位于第一端的单体空腔，该单体空腔在沿其长度大约一半处分成(连通于)两个空腔，这种过滤块的第一端没有胶水槽，而是一个平的端面，以便密封于一壳体或内部结构。附图9C中的横截面图是沿着横向平面(垂直于将两个子块分开的平面)截取的，而附图9D中的视图是在所述分开子块的平面上截取的。
[0044]附图10A和BG分别是本发明过滤块另一个实施例的透视图和横截面透视图，该实施例与附图9A-D所示的实施例相似，只是过滤块具有环绕其第一端的胶水槽。
[0045]附图11A-C分别是透视图、横截面透视图(垂直于子块之间的平面)和沿着子块之间的平面的横截面透视图。
[0046]附图12A和B示出了本发明的多子块过滤块的可替换的实施例，包括进入到过滤块内的缺口，其中缺口延伸到过滤块的侧面，而不是过滤块的底部。这样，这些过滤器的子块就联接/连接起来，而不是分开/隔开。
具体实施方式
[0047]优选实施方式的目的包括在滤芯筒、壳体或“包装”总体积给定的情况下，使立体结构过滤介质的容积最大化，同时使过滤/处理流体与所述立体结构介质之间良好地接触，并提供低压力降、减少污染物和合适的流速。本发明多子块的立体结构过滤块的实施方式部分或全部实现了这些目的。
[0048]优选的过滤块可以认为是三维过滤器，而不是片或者板状过滤器。多个内空腔和优选一个或多个外缺口可以使水或者其它流体流入三维过滤块的深处/内部，从而优选地可以达到全部或者大体上全部每个子块的介质上。因此，(这些)缺口往往在过滤块中心区域或其附近延伸到过滤块内，以在子块之间提供流体进入的空间。(这些)缺口的形式可以是槽、孔、凹陷或沿着子块的大部分在子块之间设置的其它空间或间隙。通过提供这些结构和改进，这些优选的实施方式使在内空腔之间不存在显著的介质无用区域。否则这样的的介质的区域会是无用的，因为它们不具有有效的流体进入或流出，并且还会占据过滤芯筒内的空间，却不能对显著的过滤/处理能力作出贡献。以这种方式，大体上所有的子块的过滤介质都可以接触到流体进行过滤/处理，而不是仅仅位于该块外部周沿/周围的附近介质。
[0049]参照附图，这些附图示出了本发明立体结构过滤块的多个实施方式，这些实施方式不是唯一的。在所示出的实施方式中，每个空腔的开口都设置在一个共用第一轴向端上，该子块从该共用第一轴向端大致相互平行地延伸，但是优选呈束状环绕或对称分布地环绕块的中心轴线，而不是在一个单独的平面上。在所示出的实施方式中，一个单体空腔沿着该过滤块的轴向长度分支成多个空腔。一个单体空腔的开口可以设置在块的第一轴向端，而多个空腔始于沿着该块的长度的某一点或多个点，这些多个空腔的闭合端(或帽端)通常位于与所述单体空腔开口相对的第二轴向端或其附近。一个或多个外缺口、空隙、或空隔可以设置在，例如，在所述第二端的块中心轴上或其附近，用于将在所述第二端及其附近的子块分开。在这些类型的多子块结构中每一个中，要注意的是内空腔包括一个封闭/帽盖端，所以，流体可能不流过任一个所述空腔，没有流过过滤/处理介质的至少一部分就流出过滤块，即，没有流过介质的壁。所述封闭或帽盖包括，例如，以一个介质壁或过滤芯筒壳体的一部分或过滤器内部构件例如一个平板或其它密封部件来封闭空腔的一端。
[0050]作为一种选择，尽管在附图中没有示出，发明人们想象出本发明过滤块的这样的实施方式，其一端具有第一组多个空腔，这些多个空腔在沿着块长度大致中部处分支成不同数量和形状的第二组所述空腔。第一组多个空腔的那些开口位于过滤器第一轴向端，而封闭的或帽盖住的第二组空腔通常位于过滤块的相对的一端。这样，本发明的实施方式可以包括相当数量的内空腔分支，优选与外缺口一起，至少在第二组空腔的子块之间的过滤块的所述第二端处提供这些子块之间的空间/空隙，以在第二端或其附近分开这些子块。
[0051]这样，从上面所述内空腔的例子可以看出，优选实施方式的多子块形式可以包括(例如)：一种具有多子块过滤单元的过滤块，这些多子块过滤单元一直沿着该过滤块长度延伸，；一种带有第一轴向端区域的过滤块，该区域包括一个单独的过滤单元(它本身可以认为是一个子块)，转变成包括多子块的一中间或第二轴向区端区域；或一种过滤块，其第一轴向端包括多子块，并转变成包括不同多子块的中间或第二轴向端区域。发明人们想象，优选的过滤器会具有少至两个子块至约10个子块，但是，就在制造时控制质量和产品的耐用性而言，2-5个子块的过滤器很可能更为有效。在每种情况下，优选使子块彼此一体化并/或直接彼此连接，这样即不需要壳体也不需要外壳部件、过滤芯筒部件(例如通常由塑料或金属制成的)和夹子来将这些子块保持在一起，因此，优选使子块之间不存在任何壳体/罩壳/内部组件/夹子。以这种方式，优选没有所述的壳体/罩壳/内部组件/夹子来占据过滤块的内部空间。
[0052]本发明的过滤块的整体形状可以是或不是圆柱形(在横截面和/或端面上可以是或不是圆形)，也可以是正方形、椭圆形、三角形或其它形状横截面或端面。优选的过滤块可以认为是三维立体结构，并且可以描述为具有相同量级的三维尺寸，也/或可以描述为大体上非平面的或大体上非片状的。例如，优选的实施方式的轴向长度可以是过滤块直径的1/3-10倍(更优选1/3-5倍于直径，最优选1-5倍于直径)。对于这些计算，由于很多块的直径是渐缩的，可以使用最大的直径。对于非圆柱形块，轴向长度优选是宽度的1/3-10倍(更优选1/3-5倍于宽度，最优选1-5倍)，并优选是深度的1/3-10倍于(更优选1/3-5倍于深度，最优选1-5倍于深度)。
[0053]同样，每个过滤子块的形状可以是在横截面和/或端面上为圆柱形、圆锥形、或正方形、椭圆形、三角形、或其它形状。每个子块都包括一个介质壁，该壁优选围绕一个空腔的至少4个边，优选5个边，该空腔也可以称为在过滤块中的内部中空空间，其设置成与进入到过滤芯筒的流体入口或离开过滤芯筒的流体出口流体连通。换句话说，多个介质壁相互连接或成为一个整体，因此，使得每个空腔的四边被包围着，作为一种选择，在一端由介质壁围着。这些限定了子块的介质壁优选不一直相互连接到该块的端部，而是优选沿着至少它们的长度的一部分由外缺口隔开。所述缺口可以通过那些子块的主要部分之间的槽、孔、或其它形状的外凹口、凹陷、空隔、或空隙来提供，包括那些特意在制模工艺或其它制造整体过滤块的方法中制成的，也包括那些在将子块相互直接连接的过程中特意在子块之间留出的。
[0054]优选的结构包括至少空腔的一端是封闭的，优选通过径向延伸的一个介质壁。该径向的过滤壁的厚度足以封闭(实际上是“密封”)各空腔，并/或很好地过滤任何流过其中的流体。通过使径向过滤壁至少具有于与轴向过滤壁相同的厚度，流体容易径向流过大致轴向的过滤器壁，但是，如果流体轴向流过径向过滤壁，流体将会恰当地得到过滤。在大多数实施方式中，产生内部面积的空腔壁并不在块形状的整体长度上凸出，因此，径向过滤壁而不是一壳体或内板、帽或密封件用来封闭空腔的一端。在不太优选的实施方式中，空腔在块形状的全长上凸出，这时将会需要一个额外的密封板、帽或其它密封件来保持经过轴向过滤壁的径向流动。
[0055]现在具体参见各附图，这些图中示出了多个(但不是仅限于这些)本发明的多子块过滤块的实施例，其可以与在附图5A-E中的中空圆柱状过滤块和在附图6A-E中的杯状过滤块的现有技术进行比较。
[0056]在附图1A-N中的过滤块10可以描述为“双子块”过滤块，其中两个子块11、13中的每个可以称为大致半圆柱状或大致D字形子块。过滤块10大致为圆柱形，优选具有一个渐缩的外轴向表面12，其外径从顶端到底端由大变小渐缩，并具有两个在块内轴向延伸的大致为D字形的内空腔14。两空腔14具有D字形的开口16，并都在顶端，空腔优选在其全长上优选保持大致D字形，但是，对于优选倾斜的内壁或空腔表面18，D字形横截面的尺寸朝着空腔的底端变小。优选的是，空腔壁的(18，18’)两侧都倾斜/渐缩，以使其更容易从模具中去除。一个形式为槽22的外缺口延伸到块的底部外表面(沿着过滤块10的长度大约延伸一半)，以产生块外表面的槽表面部分24，进一步将两个子块分开，使水进入到子块之间(或者是水从块的外部进入块(由外向内的流动)，或者是水流出块(由内向外的流动))。如在横截面视图中所示最大的优势，在这个实施方式和后面描述的其它实施方式中可以注意到，(那些)外缺口延伸到子块之间的过滤体内，因此，也可以描述为延伸到子块空腔之间的过滤体内。
[0057]一个唇缘、坑或其它环形结构26优选环绕块的顶端，作为接受粘合剂(G)的凹陷，该粘合剂用来将过滤器的顶端密封到一个滤芯筒的壳体部件，这样，就可以防止水从过滤器顶端的周围流过。该块结构，结合粘合剂或其它密封可以不需要在过滤器顶端设置一个与滤芯筒壳体分开的塑料板。这样，水的流动就可以控制，例如在从内向外的流动情况下，水只在空腔开口16处进入，并且基本上径向流过(优选)所有大致轴向的块壁(如图1F中以31、32、33、34示出)，而且也通常大致轴向地流过径向壁(如图1F中以35和36示出)。在从外向内的流动的情况下，水只是从外表面(12和24)进入，并且大致径向地流过轴向壁(31、32、33、34)向内流入那些空腔14，并且通常也会轴向流过径向壁35、36，进入那些空腔14。
[0058]附图1A-N中的块，在其优选(但不是唯一的)的形式和尺寸中，具有一约1.95英寸的外径、一约0.26英寸的最小壁厚度和约3英寸的长度。这使得体积约为5.41立方英寸，而且通过内空腔14的壁18、18’和外空腔槽22的壁24上增加了的表面积。
[0059]附图2A-F的过滤块200包括多个大致圆柱形子块201、202、203、204，它们之间通过一个介质顶板206相互连接，该板具有通向空腔211、212、213、214的开口。在子块整体形成的实施方式中，顶板206不是一个分开的结构，而是与多子块形成一个整体。在直接连接的实施方式中，顶板206和一些或全部子块可以分开形成，然后通过粘合剂或如本发明前面所讨论的其它直接连接手段直接相互连接。这样，在所述每个子块直接连接于至少另一个所述子块的情况下，在所述子块和所述至少另外一个子块之间存在可能一个缝或接口，其包括了一个薄层或粘合剂、胶水、或熔融和再固化粘接剂。这个薄层会位于在附图2A-F中所示出的顶板206和子块201、202、203、204之间的缝/接口。
[0060]在横截面上，如沿着线2F-2F所示，可以看到只有两个子块202、204和只有两个空腔212、214。块200包括子块之间的一个开口/空隔(通道220，一个外缺口的例子)，其可以使水进入到子块之间，优选或者对于从外向内流，可以到达相互“面对”的子块部分的外表面，甚至进入到子块之间的区域，或者用于从内向外流出子块后收集子块之间的水。
[0061]在优选(但不是唯一的)的形式和尺寸中，块200的主要外径约1.95英寸、长度约3英寸、最小壁厚约0.26、体积约5.6立方英寸，而且由于内空腔211、212、213、214和通道220，表面积增加了很多。
[0062]附图3A-F所示的块300包括了三个介质子块301、302、303(在横截面上，每个大致为圆的三分之一)，这些子块在顶部306连接在一起，该顶部具有通向空腔311、312、313的开口308。正如上面关于块200所描述的，顶部306可以与子块一体和/或可以直接连接到子块上。在横截面上，沿着线3B-3B看去，只看到一个子块303的横截面，一个子块302的背景，并且只看到一个空腔313。同样，在子块之间存在一个开口或空隔(在该实施方式中，槽320带有槽臂321、322、323，它们是外缺口的一些例子)，其可以使水进入子块之间，优选的是，或者对于从外向内的流动来说，可以到达子块的外表面上相互“面对”的部分，甚至进入到子块之间的区域，或者在从内向外流出子块后收集子块之间的水。
[0063]在优选(但不是唯一的)的形式和尺寸中，块200的主要外径约1.95英寸、长度约3英寸、最小壁厚约0.26英寸、体积约6.31立方英寸，而且由于内空腔311、312、313和外空腔320(槽部分321、322、323)表面积增加了许多。
[0064]在附图4A-E中的块400包括了四个介质子块401、402、403、404(在横截面上每个大致为四分之一圆)，这些子块在顶部406连接在一起，该顶部具有通向空腔411、412、413、414的开口408。正如上面关于块200和300所描述的，顶部406可以与子块一体和/或可以直接连接到子块上。在横截面上，沿着线4E-4E看去，只能看到两个子块401、403和两个空腔411、413。同样，在子块之间存在一个开口或空隔(在本实施方式中，槽420带有槽臂421、422、423、424)，其可以使水进入到子块之间，优选的是，或者对于从外向内的流动来说，可以到达子块上相互“面对”的部分的外表面，甚至进入到子块之间的区域，或者在内向外流出子块后收集子块之间的水。
[0065]在优选(但不是唯一的)的形式和尺寸中，块400的主要外径约1.95英寸、长度约3英寸、最小壁厚约0.260、体积约6.42立方英寸，而且由于内空腔411、412、413、414和外部空腔420(槽壁421、422、423、424)表面积增加了很多。
[0066]附图5A—E示出了现有技术的活性碳块500的圆筒形结构。需要注意的是，在这个圆筒形块500中，内部表面大体在形状上与外部表面相匹配；也就是说，内部表面是圆柱面，外部表面也是圆柱面。无论是在内部还是在外部，块500都没有额外的空腔、空腔表面或缺口以增加流体的接触表面积。
[0067]附图6A-E示出，可以在圆筒形块上加一个“底部”，形成一个具有轴向圆筒形壁和一个径向底壁的标准单杯状过滤块600。需要注意的是，在这个杯状块600中，内表面大体与外表明相匹配；也就是说，内表面是杯状，外表面也是杯状。无论是在内部还是在外部，块600都没有附加的空腔、空腔表面或缺口以增加流体的接触面积。
[0068]另一方面，本发明优选的过滤块具有附加的空腔、空腔表面和缺口/空隔/空隙以增加流体接触面积。对于给定的活性碳材料体积和规定的过滤芯筒体积、壳体容积、或“包裹”体积，按照本发明多个实施方式的多子块过滤块的形状将会增加入口和出口的表面积(优选两个都增加)。例如对于在重力流动水罐或箱中的过滤芯筒，一个重要的设计特征是将该罐或箱内滤芯筒或者过滤器壳体所占据的整体空间(也可以称作过滤器“包裹”体积)最小化。因此，将该包裹体积最小化同时提供了良好的过滤性能和寿命以及合适的流速的本发明实施方式有益于所述罐或箱的应用。
[0069]附图7A和7B分别示意性地示出过滤芯筒壳体H内的多子块过滤器的一个实施例的从内向外的流程和从外向内的流程。在每个示意图中，标记为“I”的表面是那些被认为是过滤块内表面的部分(或“内表面面积”或“空腔表面积”)。标记为“E”的表面是那些被认为是过滤块外表面的部分；要注意的是这包括缺口的表面，并且它与外表面其它部分流体连通。标记为“S”的表面是那些针对腔室密封的表面或其它用于控制流体流动或者防止流体旁通的密封结构。要注意的是流体入口分布和流体出口都示意性地画出，包括多个入口孔“IP”和多个出口孔“OP”，而入口和出口分配器/孔可以以多种方式设计，这些对于本领域技术人员来说是可以理解的。
[0070]附图8A-E示出了过滤块800的一个，但不是唯一的实施例，其包括一个支撑物822或隔断，其分开成或延伸为所述缺口空间。过滤块800与在附图1A-M中的过滤块10相似，只是支撑物810在缺口空间的一部分内的两子块之间延伸并连接该两子块。如在附图8C中最清楚地看出的，这个支撑物810大体上沿着子块的全部长度延伸，但是在支撑物810的每一侧仍然由一个缺口将子块分开/隔开。这样，可以说有两个大体上沿着子块全长延伸到过滤块800(从过滤块的底部和侧面)内的缺口821、822。支撑物810的加强有助于防止过滤块子块突然折断或者其它形式的损坏，因为存在该两个缺口，所述支撑物810优选地不能显著地减少流体进入到缺口的表面。支撑物810优选为薄的且渐缩，以使其对缺口表面面积的冲击(减小)最小化。
[0071]附图9A-D描述了本发明的过滤块900的一个替换实施例，该过滤块的一端带有一单体的空腔911，该空腔在过滤块部分全长的地方展开成两个空腔912、913。这个过滤块900可以描述为在所述第一端有一个单独的过滤单元/子块，而在过滤块900的相反的一端具有两个子块901、902，其中第一子块901的空腔911与其它子块902、903的空腔912、913流体连通。这样，这是一个分支空腔装置的例子。
[0072]附图10A和B描述了一个过滤块1000，其与在附图9A-D中的块900相同，只是块1000具有环绕块顶部的胶水凹环1026。这个凹环可以接收胶水或其它的密封剂，以密封壳体或内部元件，控制流体流动。
[0073]附图11A-C描述了一种用于较短腔室的替代的过滤块1100实施形式，其中块1100和它的子块1101、1102的宽度(W)要大于它们的高度(T)。这个块1100在一个第一端具有两个D字形空腔1111、1112，而在相反的第二端具有一个槽1122(缺口的另外一个例子)，将两个子块1101、1102部分分开。
[0074]附图12A和12B描述了多芯、多子块过滤块的替换实施方式1200、1300，其中提供了多个空腔来形成多个子块，也提供了若干缺口，以进一步将子块分开，来提供进入到过滤块内部区域的额外的流体入口。所述缺口的形式是子块之间的空隙或空隔，其位于大致沿着子块的长度方向的半路的区域内，但不在子块的底部。这些过滤块是一些(但是仅仅这些)这样的的实施方式，其包括了在过滤器的一端以外的其它地方延伸到过滤块内的缺口。这些缺口/空隙/空隔可以描述为延伸到过滤块一侧/多侧或径向延伸到过滤块内。这样，可以看出，在一些实施例中，缺口可以延伸到过滤块的中心区域，但并不延伸到一细长的过滤块的任意一端。要注意的是，过滤块1200的底端包括了一个连接各子块的实心的底板，其中在一些实施方式中，在底板与子块之间具有一缝/界面，其内优选具有一层直接将底板连接于子块的粘合剂、胶水、或熔融和/或再固化粘结剂。需要注意的是过滤块1300的子块的底端优选整体地相互连接，而不是包括胶粘或粘结的缝/界面。
[0075]很多(但不是全部的)多子块立体结构过滤器的实施方式采用活性碳和热固粘合剂，并且优选的粘合剂的重量百分比范围大约5到70，活性碳加上添加剂的重量百分比的范围是从大约95到30。更为优选的是，很多实施方式包括了10—50的重量百分比的粘合剂和90到50重量百分比的活性碳加添加剂。
[0076]按照本发明的实施例的过滤块(例如重力流或低压过滤块)的一个特别优选的组分是：30—50重量百分比的粘合剂、28—52重量百分比的粉末或颗粒活性碳、18—22重量百分比的除铅介质，其中粘合剂、活性碳和除铅介质的总和等于100％。附图1A-N所示的形状的过滤块由大约40重量百分比的粘合剂(GUR2122TM)、大约38重量百分比的粉末活性碳和大约22重量百分比的除铅介质(AlusilTM)制成。所采用的活性碳的尺寸分布如下：约10—30微米的D10；约70—100微米的D50；约170—200微米的D90。已经发现这些制成附图1A-N的形状的块在水过滤中实施佷有效，所获得的除铅结果满足饮用水中铅含量的最新NSF标准53(小于10ppb的铅，也就是可溶和颗粒状铅的总量小于10ppb)，同时也可以获得每4—7分钟1升的水过滤流量。值得注意的是，提供这些良好性能的多子块过滤块只有约2英寸外径和约3英寸的轴向长度，在一个立体结构中仅仅包含了粘合剂、活性碳和铅吸附剂，并且不含有任何离子交换树脂或沸石(通常用于在重力流过滤器中去除金属)。这样的性能导致了用于水罐或其它重力流设备的过滤芯筒的总的尺寸为直径小于3英寸，在长度小于5英寸，例如，满足用于铅去除的最新NSF标准53。发明人也相信，应用多子块过滤器的实施例，可以在很长的过滤器使用寿命中获得这些性能。
[0077]为了在所述立体结构中形成所述介质组分，可以将这些介质组分和(几种)粘合剂放置在一个模具中，并且可以例如用活塞或重物压在该混合物上，并加热，使粘合剂发粘，足以粘住介质颗粒，这样，当冷却的时候就可将它们一起保持在立体结构内。一般在400—500℉的炉子中加热约30分钟将会有效地将混合物加热到所需的粘合剂粘合程度。优选的是，但不是必需的，在加热之前、加热过程中、和/或加热之后进行挤压。优选的是，通过挤压将混合物的体积减小大约10—20％，但这不是一成不变的，往往会增大(例如，10—40％)或减小挤压范围。组分的混合可以通过各种方法进行，优选地结果为粘合剂散布在其它组分之间，以将这些组分有效地连接在立体结构内。
[0078]可以使用多种粘合剂，例如，热塑性粘合剂、热固性粘合剂、聚烯烃、聚乙烯、聚乙烯卤化物、聚乙烯酯、聚乙烯醚、聚乙烯硫酸酯、聚乙烯磷酸酯、聚乙烯胺、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氧二唑、聚三唑、聚碳二亚胺、聚砜、聚碳酸酯、聚醚、聚亚苯基氧化物、聚酯、聚芳酯、酚醛树脂、三聚氰胺甲酸树脂、脲甲酸树脂、醋酸乙烯共聚物，以及它们的共聚物和互聚物和它们的衍生物和组合物。
[0079]为了使通过粘合剂覆盖/结块的碳或碳加添加剂的面积最小化，优选的粘合剂的熔融指数小于5g/min，更优选小于1g/min，该指数通过ASTM D1238或DIN 53735在190℃以及15公斤的条件下测定。特别优选的粘合剂具有小于或等于0.1g/min的熔融指数(上面所述的ASTM D1238或DIN 53735)。粘合剂可以从这些范围中选择，特别是选自熔融指数小于1g/min的组和小于或等于0.1g/min的组，这些组具有足够的粘合力将介质颗粒在立体结构中粘合在一起，但是还要保持未覆盖/未结块过滤介质的表面积较高的百分比并可以用于有效的过滤。进而，所选择的粘合剂优选留下很多在立体结构中敞开的空隙的空间/通道；换句话说，所需要的是不使粘合剂完全填充到介质颗粒之间的空隙内。理想的是具有大量的孔，如果与大量的块的表面积(大量的表面积意味着该块的裸露表面，包括上述空腔，优选也包括上述缺口)结合，这些优选的实施方式可以有效地将流体向该块的介质上输送，有效地使流体流过多孔的块，并有效地使流体流出块中的介质。
[0080]多子块的立体结构块的实施方式可以应用于液体过滤，也可以应用于空气或者其它气体材料的过滤。虽然在附图中的过滤块和在其中所用的术语都是按照“上”或“下”来描述或示出的，但过滤器不限于这些定向；各种定向、壳体、内构件和流程，只要是本领域技术人员在看到本说明书和附图后可以理解的，都可以采用。
[0081]虽然上面给出了优选的例子，但也可以采用其它的尺寸和类型的介质组分，而且本发明不必限于包括活性碳的过滤块。可以用在本发明的多子块型来补充或附加或取代活性碳的替代的介质是有的，只要其具有多孔性和/去除污性。进而，在以本发明的一些或全部过滤块型形成的过滤或处理介质中，存在着不需要用粘合剂来连接颗粒或粉末的。
[0082]尽管上面参考特定的手段、材料和实施方式描述了本发明，可以理解的是，本发明不限于这些公开的特例，而是可以扩展到在下述权利要求的较宽范围内的所有可替换等同物。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
32、一种如权利要求1的立体结构过滤块，其由选自活性碳粉末、活性碳颗粒、除铅添加剂、除砷添加剂、及一种或多种粘合剂的材料制成，其中所述一种或多种粘合剂按ASTM1238或DIN53735标准在190℃以及15公斤压力下测定的熔融指数小于或等于0.1g/min。
33、一种如权利要求32的立体结构过滤块，其特征在于：仅由粘合剂、活性碳和除铅介质制造，其中所述活性碳的尺寸分布为：约10—30微米的D10；约70—100微米的D50；和约170—200微米的D90。
34、如权利要求33的一种立体结构过滤块，其中所述过滤块从水中去除的铅少于10ppb的总的溶解和颗粒状的铅。
35、一种如权利要求32的立体结构过滤块，其特征在于：仅包括两个所述多个子块，所述两个子块的每个的横截面为D字形。
36、一种如权利要求33的立体结构过滤块，其特征在于：仅包括两个所述多个子块，所述两个子块的每个的横截面为D字形。
37、一种如权利要求35的立体结构过滤块，其特征在于：在所述两个D字形子块之间具有一缺口空间，该过滤块还包括一细长的支撑物，该细长的支撑物两个D字形子块之间的所述缺口空间的一部分内延伸。
38、一种如权利要求36的立体结构过滤块，其特征在于：在所述两个D字形子块之间具有一缺口空间，该立体结构过滤块还包括一细长的支撑物，该细长的支撑物两个D字形子块之间的所述缺口部分延伸。
39、一种如权利要求37的立体结构过滤块，其特征在于：具有一外轴向面，该外轴向面为锥形的，所述细长的支撑物也为锥形的。
40、一种如权利要求38的立体结构过滤块，其特征在于：具有一外轴向面，该外轴向面为锥形的，所述细长的支撑物也为锥形的。
41、一种如权利要求12的立体结构过滤块，其由选自活性碳粉末、活性碳颗粒、除铅添加剂、除砷添加剂、以及一种或多种粘合剂的材料制成，其中所述一种或多种粘合剂按ASTM1238或DIN53735在190℃以及15公斤的条件下测定的熔融指数小于或等于0.1g/min。
42、一种如权利要求41的立体结构过滤块，其特征在于：仅由粘合剂、活性碳和除铅介质制造，其中所述活性碳的尺寸分布为：约10—30微米的D10；约70—100微米的D50；约170—200微米的D90。
43、一种如权利要求42的立体结构过滤块，其中所述过滤块从水中除铅后使总的溶解和颗粒状的铅小于10ppb。
44、一种如权利要求41的立体结构过滤块，其特征在于：在所述两个D字形子块之间具有一缺口空间，在该两个D字形子块之间的所述缺口空间的一部分内具有一细长的支撑物。
45、一种如权利要求42的立体结构过滤块，其特征在于：在所述两个D字形子块之间具有一缺口空间，在该两个D字形子块之间的所述缺口空间内具有一细长的支撑物。
46、一种如权利要求44的立体结构过滤块，其特征在于：具有一锥形的外轴向表面，所述细长支撑物也为锥形。
47、一种如权利要求45的立体结构过滤块，其特征在于：具有一锥形的外轴向表面，所述细长的支撑物也为锥形。
48、一种如权利要求17的立体结构过滤块，其特征在于：由选自活性碳粉末、活性碳颗粒、除铅添加剂、除砷添加剂、一种或多种粘合剂的材料制成，所述一种或多种粘合剂按照ASTM1238或DIN53735在190℃以及15公斤条件下测定的熔融指数小于或等于0.1g/min。
49、一种如权利要求48的立体结构过滤块，其特征在于：仅由粘合剂、活性碳和除铅介质制造，所述活性碳的尺寸分布为：约10—30微米的D10；约70—100微米的D50；约170—200微米的D90。
50、一种如权利要求49的立体结构过滤块，其特征在于：所述过滤块从水中去除铅后总的溶解和颗粒状的铅小于10ppb。
51、一种如权利要求48的立体结构过滤块，其特征在于：仅包括两个所述多子块，所述两个子块中的每一个的横截面均为D字形。
52、一种如权利要求49的立体结构过滤块，其特征在于：仅包括两个所述多子块，所述两个子块中的每一个的横截面均为D字形。
53、一种如权利要求51的立体结构过滤块，其特征在于：进一步包括在所述两个D字形子块之间的所述缺口空间的一部分内延伸的细长的支撑物。
54、一种如权利要求52的立体结构过滤块，其特征在于：进一步包括在所述两个D字形子块之间的所述缺口空间的一部分内延伸的细长的支撑物。
55、一种如权利要求53的立体结构过滤块，其特征在于：所述过滤块的外轴向表面为锥形的，所述延细长的支撑物也为锥形。
56、一种如权利要求54的立体结构过滤块，其特征在于：所述过滤块的外轴向表面为锥形的，所述细长的支撑物也为锥形。
57、一种如权利要求28的流体过滤方法，其特征在于：所述立体结构过滤块由选自活性碳粉末、活性碳颗粒、除铅添加剂、除砷添加剂、一种或多种粘合剂的材料制成，所述一种或多种粘合剂按照ASTMD1238或DIN53735在190℃以及15公斤的条件下测定的熔融指数小于或等于0.1g/min。
58、一种如权利要求57的流体过滤方法，其特征在于：所述立体结构过滤块仅由粘合剂、活性碳和除铅介质制造，其中所述活性碳的尺寸分布为：约10—30微米的D10；约70—100微米的D50；约170—200微米的D90。
59、一种如权利要求57的流体过滤方法，其特征在于：通过使流体流过该过滤块的壁从所述的过滤流体中去除铅后总的溶解和颗粒状的铅小于10ppb。
60、一种如权利要求58的流体过滤方法，其特征在于：通过使流体流过该过滤块的壁从所述的过滤流体中去除铅后总的溶解和颗粒状的铅小于10ppb。
61、一种如权利要求57的流体过滤方法，其特征在于：该立体结构过滤块仅包括两个所述多子块，该两个子块中的每一个的横截面都是D字形。
62、一种如权利要求58的流体过滤方法，其特征在于：该立体结构过滤块仅包括两个所述多子块，该两个子块中的每一个的横截面都是D字形。
63、一种如权利要求59的流体过滤方法，其特征在于：该立体结构过滤块仅包括两个所述多子块，该两个子块中的每一个的横截面都是D字形。
64、一种如权利要求56的流体过滤方法，其特征在于：所述立体结构过滤块在所述两个D字形子块之间具有一个缺口空间，还具有在所述两个D字形子块之间的所述缺口空间的一部分内延伸的细长的支撑物。
65、一种如权利要求57的流体过滤方法，其特征在于：所述立体结构过滤块在所述两个D字形子块之间具有一个缺口空间，还具有在所述两个D字形子块之间的所述缺口空间的一部分内延伸的细长的支撑物。
66、一种如权利要求58的流体过滤方法，其特征在于：所述立体结构过滤块在所述两个D字形子块之间具有一个缺口空间，还具有在所述两个D字形子块之间的所述缺口空间的一部分内延伸的细长的支撑物。
67、一种如权利要求64的立体结构过滤块，其特征在于：具有一个锥形的外轴向表面，而且所述细长的支撑物也为锥形。
68、一种如权利要求65的立体结构过滤块，其特征在于：具有一个锥形的外轴向表面，而且所述细长的支撑物也为锥形。
69、一种如权利要求66的立体结构过滤块，其特征在于：具有一个锥形的外轴向表面，而且所述细长的支撑物也为锥形。

Claims (31)

1、一种包括多子块的立体结构过滤块，每个所述子块具有围绕并形成用于接收流体的空腔的过滤介质壁，每个所述子块通过制成过滤块的过滤介质与至少一个其它子块连接。
2、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：具有过滤入流可到达的外表面和由多个所述空腔形成的内表面，所述外表面在所述空腔之间具有至少一个进入过滤块的缺口，使得被导向外表面和所述至少一个缺口的流体流过所述过滤介质壁，进入所述空腔，并流出过滤块。
3、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：在过滤块中具有由多个所述空腔形成的内表面，这些空腔是被过滤入流可以达到的，过滤块还具有一外表面，该外表面具有至少一个在所述多个空腔之间进入过滤块的缺口，其中被导向内表面的流体流过所述过滤介质壁，在所述的外表面和所述至少一个缺口处流出过滤块。
4、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：制成过滤块的材料选自活性碳粉末、活性碳颗粒、除铅添加剂、除砷添加剂、以及一种或多种粘合剂。
5、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：包括至少一种粘合剂，其按着ASTM1238或DIN53735标准在190℃和15公斤压力下测定的熔融指数小于或等于0.1g/min。
6、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：所述子块总体上为圆柱形。
7、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：所述子块总体上为半圆柱形。
8、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：所述子块的横截面总体上为三角形。
9、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：仅包括两个子块。
10、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：仅包括三个子块。
11、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：仅包括四个子块。
12、一种包括多子块的立体结构过滤块，每个所述子块具有围绕并形成用于接收流体的空腔的过滤介质壁，每个所述子块通过选自粘结剂、胶水和粘结剂及它们的组合的材料直接连接于至少另一个所述子块。
13、一种如权利要求12的过滤块，其特征在于：具有过滤入流体可到达的外表面和由多个所述空腔形成的内表面，所述外表面在所述空腔之间具有至少进入过滤块的缺口，使得被导向外表面和所述至少一个缺口的流体流过所述过滤介质壁，进入所述空腔，并流出该过滤块。
14、一种如权利要求12的过滤块，其特征在于：在过滤块中具有由多个所述空腔形成的内表面，这些空腔是被过滤入流可到达的，，过滤块还具有一外表面，该外表面具有至少一个在所述多个空腔之间进入过滤块的缺口，被导向内表面的流体流过所述过滤介质壁，在所述的外表面和所述至少一个缺口处流出该过滤块。
15、一种如权利要求12的过滤块，其特征在于：制成过滤块的材料选自活性碳粉末、活性碳颗粒、除铅添加剂、除砷添加剂、以及一种或多种粘合剂。
16、一种如权利要求1的过滤块，其特征在于：包括至少一种粘合剂，其按ASTM1238或DIN53735标准在190℃以及15公斤压力下的测定的熔融指数小于或等于0.1g/min。
17、一种立体结构过滤块，具有在过滤块中的多个空腔和用于与过滤芯筒的流体入口和出口流体连通的内表面，该过滤块还具有一外表面，该外表面具有至少一个延伸到该过滤块内的缺口，所述缺口位于至少两个所述空腔之间，使得在从外向内的流动中流入所述空腔并流过过滤块的流体，在包括所述至少一个缺口在内的外表面上流出该过滤块，并使得在从外向内的流动中流入过滤块，并流过包括所述缺口在内的外表面的流体，经过所述空腔流出过滤块。
18、一种如权利要求17的过滤块，其特征在于：所述空腔总体上相互平行地延伸到过滤块内，所述至少一个缺口总体上与这些空腔平行地延伸到过滤块内。
19、一种如权利要求17的过滤块，其特征在于：所述多子块通过模塑过滤块一体地形成在该过滤块内。
20、一种如权利要求17的过滤块，其特征在于：所述多子块分别形成，并通过选自粘结剂、胶水、粘结剂及它们的组合的材料直接连接在一起。
21、一种如权利要求17的过滤块，其特征在于：所述空腔的横截面选自圆形、半圆形、D字形、三角形、矩形和正方形。
22、一种如权利要求17的过滤块，其特征在于：该过滤块的总体外形选自圆柱形、锥形、三角形、矩形和正方形。
23、一种如权利要求17的过滤块，其特征在于：该过滤块的外表面包括过滤块的外部轴向壁，该壁呈渐缩状，使得该块底部的整体直径比顶部的小。
24、一种如权利要求17的过滤块，其特征在于：由所述的空腔形成的内表面呈锥状，使得每个空腔底部的总体直径小于顶部的。
25、一种如权利要求17的过滤块，其特征在于：具有一个在该块的第一端敞口的单体空腔，所述单体空腔沿着块的轴向长度分支成多个空腔。
26、如权利25的一种过滤块，其特征在于：所述多个空腔在与所述单体空腔相对的一端封闭或盖住。
27、一种如权利要求15的过滤块，包括除铅介质。
28、一种过滤流体的方法，该方法包括：
提供一种包括多子块的立体结构过滤块，每个所述子块包括过滤介质壁，这些过滤介质壁围绕并形成了一个用于接收流体的空腔的，每个所述子块通过制成过滤块的过滤介质与至少一个其它子块连接；通过向子块的空腔提供所述流体，使得流体穿过所述壁，并在所述过滤块的外表面收集过滤后的流体，或者向过滤块的外表面提供所述流体，使得流体穿过所述壁并在所述的空腔中收集过滤水，来使流体经过过滤块的壁，以过滤所述流体。
29、一种如权利要求28的方法，其特征在于：所述过滤块的外表面包括在每个子块的至少一部分与一个邻近子块之间的空隙，所述在外部表面收集过滤后的流体进一步包括在所述空隙内收集过滤后的流体。
30、一种如权利要求28的方法，其特征在于：所述过滤块的外部表面包括在每个子块的至少一部分与一个邻近子块之间的空隙，所述向过滤块的外部表面提供所述流体进一步包括将所述流体提供到所述空隙。
31、一种如权利要求28的方法，其特征在于：所述过滤进一步包括通过使流体穿过所述壁降低过滤流体中的铅含量至少于10ppb。
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