CN101642647A - 便携式净水装置 - Google Patents

Abstract

本发明的便携式净水装置，包括具有远端和近端的第一室，和具有下端和上端的第二室，其中，入水口设在远端，近端以密闭方式滑动套接第二室的下端；下端被套在第一室的近端内可滑动，出水口设在上端让水流出外界；当第一室和第二室中空且入水口朝下浸泡在外界的水中之时，若出水口被封闭且第二室的下端朝出水口滑动，则会在第一室内形成负压，从而把外界的水经入水口吸入第一室。本发明解决了现有吸管型的便携式净水装置因吸力不足而无法采用小孔径过滤器的问题。

Description

便携式净水装置

技术领域

本发明涉及便携式水过滤和净化装置。

背景技术

便携式净水装置常用于在旅行途中，取自然水源进行过滤、净化，将它处理成适于饮用的水。便携式净水装置要求结构简单、容易操作、方便携带。现有吸管型的便携式净水装置，使用者须用嘴在吸管上端把水从吸管下端的水源中吸上来，使水经过内部若干个过滤器。虽说便携式净水装置中的过滤器的孔径越小，能够过滤的杂质就越多，但如果孔径太小，人工嘴吸就会变得困难，因此吸管型的便携式净水装置不能采用孔径太小的过滤器，导致其过滤能力不高。而且，过滤器的孔径越小，就越容易被堵塞，而位于内部的过滤器却不便于更换和清洗。另外，用消毒剂净水时，水最好能被隔离消毒足够长的时间，但现有的便携式净水装置做不到这一点。以下背景技术可略读。

受污染的饮用水是当今世界引起健康问题的主要原因之一。虽然全世界只有数百万的人会在日常生活中碰到这样的问题，且在那些较不发达的国家，这种问题尤其普遍，但是在发达国家确保供给水的安全以及对于士兵、徒步旅行者、国际旅游者和其他人的供给水的安全也是一个问题。某些众所周知的水传播病在未处理的水中是常见的，这类疾病由包括造成贾第鞭毛虫病和圆孢球虫病(Cyclosporasis)的原生动物寄生生物以及小球隐孢子虫(Crytosporidium parvum)的微生物剂、诸如甲型肝炎和其他病毒等的病毒以及诸如大肠杆菌、引起伤寒的伤寒沙门菌、霍乱弧菌、志贺氏菌属(shigella species)等的细菌引起。症状包括发热和腹泻、皮疹、痉挛、黄疸病、肝病以及其他疾病，且虽然在大多数情况下，如果很快得到照料，那么这些疾病就可以被医治，但是如果不治疗的话，病情可能会恶化，并造成永久性的严重症状以及死亡，对年龄较小的、年长的以及免疫系统先前已经受损的那些人来说尤其如此。

除了未处理的水之外，许多处理过的供给水也可能含有污染物。虽然发达国家的大多数城市和大的乡镇具有大型的管道水系统(piped water system)，用以将相对高质量的处理水连续地输送到用户，但是只有这种自来水已经被充分处理和消毒，并且只有水系统运行正常且受到良好地维护，这种自来水才适合安全饮用。瓶装水也越来越受欢迎，且虽然大多数用户通常认为瓶装水是安全的，但是它们也可能受到污染，不仅受到诸如上面已经提到的那些微生物危害的污染，而且还受到任何数目的化学危害和物理危害的污染。可能的化学危害包括铅、砷和苯，而物理危害包括玻璃碎片和金属碎片。

现有技术中存在许多用于过滤和净化水的便携式装置，这些装置都试图使源于未处理过的水源如湖和河流，或者维护不佳的管道的供给水以及其他水源的供给水成为适于饮用的。例如，已知吸管型装置(straw-type device)，其中用户将他或她的嘴置于细长外壳的一端，而另一端悬垂在供给水中，用户将按照与常规的吸管相同的方式向内吸，以使水进入装置，并移动经过一个或多个过滤器。现有技术的这种吸力过滤和净化装置(suction filtering andpurifying device)存在的实际问题是，将过滤元件内以微米测量的孔限制到多小，以及能够制造确定了多大尺寸的颗粒可以通过过滤器的孔径。尽管当然已知过滤器的孔径越小，从通过过滤器的溶液去除的微生物和其他污染物将越多，但是就常规的吸管装置而言，过滤器的孔径实际上不能制造得太小，因为如果太小，用户只通过施加人工的吸力抽吸水通过过滤器将变得极其困难。另一方面，这种人工吸管所使用的孔径太大的话，就不能过滤掉许多有害的污染物，使得现有技术的这种吸管并不是非常有效。例如，虽然4.0微米的最大孔径能过滤掉贾第虫包囊(Giardia cysts)，但是要过滤掉通常具有0.2微米到10微米尺寸的所有细菌的话，就需要0.2微米的最大孔径。虽然许多病毒的尺寸范围通常在0.0004微米到0.1微米，此尺寸范围太小以至于不能被大多数过滤器过滤掉，但是许多病毒将自身附着到较大的寄主细菌上，且因而可以通过去除较大的寄主细菌而被去除。水过滤器的另一个问题一般是，过滤器的孔径越小，它受到堵塞且变得无效的速度越快，使得具有较小孔径的过滤器必然比具有较大孔径的过滤器更频繁地清洁或替换。具有小孔径的水过滤器存在的另一个常见问题是，它们很快就被已经从水中去除的污染物和物质堵塞。因此，必须不断地用新的、干净的过滤器替换这种过滤器，因为即使通过将过滤器浸入到漂白溶液或类似溶液中以杀死有害的寄生生物以及类似物而对过滤器进行了消毒，但这种污染物仍存在于过滤器中，尽管食入这种污染物也可能不再有害。这在较不富裕的国家尤其是个问题，其中即使已经将便携式过滤装置分发给公众，那么只要过滤器是新的，具有过滤装置的人就可以获得清洁的且适于饮用的水，但是如果替换过滤器是昂贵的、不可行的且不可能而为之的话，那么一旦过滤器遭到堵塞，该装置将会变得实质上无用。

已知的便携式吸管型水过滤器的又一个问题是，它们不允许水被隔离，并且不允许水被用特定的消毒剂处理长达这种试剂完全消除污染物所要求的接触时间。例如，诸如碘的消毒剂必须与水混合并接触几分钟，而已知的便携式水过滤装置不可能实现这种情形。其他类型的过滤和净化装置是已知的，但它们都是笨重的，且不便于携带和操作，因而不是真正便携的。

发明内容

可见，现有吸管型的便携式净水装置因吸力不足而无法采用小孔径过滤器，制约了过滤能力的提高。本发明旨在解决该问题。与此同时，本发明还让水能被隔离消毒足够长的时间。

本发明的便携式净水装置，包括入水口、出水口和过滤器，其特征是，包括具有远端和近端的第一室，和具有下端和上端的第二室，其中，

所述的第一室中，所述的入水口设在远端，其设有让水从外界进入的第一单向止回阀和所述的过滤器；近端以密闭方式滑动套接第二室的下端；

所述的第二室中，下端被套在第一室的近端内可滑动，其上装有第二单向止回阀让水从第一室流向第二室；所述的出水口设在上端让水流出外界；

当第一室和第二室中空且入水口朝下浸泡在外界的水中之时，若出水口被封闭且第二室的下端朝出水口滑动，则会在第一室内形成负压，从而把外界的水经入水口吸入第一室；然后，若第二室的下端朝入水口滑动，则会让迫使水从第一室经第二单向止回阀流入第二室。

本发明因为第一室和第二室密闭套接构成伸缩套筒结构，通过使第二室(向上)外伸在室内跟外界之间形成压强差，所以无需人工吸气就可以提供足够大的吸力。因此本发明的便携式净水装置可以采用小孔径的过滤器，提高过滤能力。因为第一室的入水口处设有第一单向止回阀，所以水被吸入第一室之后不会倒流，而是被隔离在第一室内，只要预先在第一室内放置了诸如碘树脂等消毒剂或其它药物，水就可以在第一室内被处理足够长的时间，达至更好的消毒效果。消毒完毕后，通过使第二室内缩即可迫使水从第一室流入第二室，最终从出水口流出，倒入另一容器或直接倒入嘴里喝。第二室的下端设有第二单向止回阀防止水倒流。

本发明中的过滤器优选包括一个接在入水口外端的预过滤器，预过滤器上设有过滤孔。因为第一室和第二室的密封套接结构能够提供足够大的吸力，所以设在入水口外端的预过滤器可以具有非常小的孔径，例如35微米或更小，这样就可以把体积较小的污染物阻挡在入水口之外。如果在内部也设置过滤器，则由于有预过滤器在外作屏障，内部的过滤器就不易被堵塞，也不会很快就变脏。

预过滤器外表面优选涂有纳米银涂层，这样在水进入装置之前，杀灭与预过滤器接触的98.6％的细菌。预过滤器与入水口之间优选可拆卸的连接方式，便于清洗或采用具有不同孔径的预过滤器替换之；出水口处更优选地具有可与所述的预过滤器连接的结构，使得预过滤器从入水口拆卸后可以接在出水口外端，使用者就可以利用第一室和第二室类似泵的结构让水从出水口喷出用以冲洗预过滤器。

本发明优选设置一个可拆卸地接在第一室的远端的保护罩罩在预过滤器外，在不使用时保护预过滤器和出水口；保护罩为杯状，其被拆卸后可兼作水杯，一物两用。该杯状保护罩的杯底优选具有与杯腔分隔的存储室，用于存储消毒剂或其它备用供给物。

本发明优选设置一个用于容纳可加入水中的添加物的容纳构件，容纳构件以可拆卸的方式放在第二室内(参见图7、8)。使用者可以利用该容纳构件往水中添加矿物质、维他命等营养物质，或疫苗等药剂。

本发明优选设置一个具有纳米银涂层的嘴状部件接在出水口处，嘴状部件具有连通第二室内和外界的出水通孔，使水在流出时被再次消毒。

本发明优选地设有当水从出水口倒往容器时供容器内的空气排出的排气孔。这样当把水从便携式净水装置倒入另一容器时，原位于容器内的空气可以经排气通孔排出外界，使用者就可以让出水口端紧贴容器嘴部的边缘，防止水溅出。

本发明优选设置计数器可供使用者操作计数(参见图6)。

本发明优选在第二室的侧壁设置外围唇缘，使得：当保护罩被拆卸作为水杯放置，便携式净水装置倒置且出水口对准杯腔时，外围唇缘可以支撑在杯口边缘。

本发明优选第一室和第二室的侧壁为可透视的壁，方便使用者检测内部的操作。但也因此导致放在第一室内的诸如碘树脂等消毒剂可能暴露在光线之下，故优选设置可遮挡第一室内远端的套圈部件，只要把消毒剂放在第一室内远端，其就被套圈部件遮挡，不受直射光线影响。

附图说明

图1是本发明的侧视图。

图2是图1的A-A截面图。

图3是本发明的分解示意图。

图4是本发明倒置用于倒水时的透视图。

图5是本发明的立体图。

图6是图5中的嘴状部件部分的放大图。

图7是本发明中的容纳构件的透视图。

图8是本发明中具有过滤器或筛的容纳构件的透视图。

便携式净水装置10  预过滤器26      保护罩30  套圈部件33   嘴状部件24

第一室12          远端16(入水口)  近端18          第一单向止回阀80

第二室14          下端22          上端20(出水口)  第二单向止回阀81

具体实施方式

本文中，本发明便携式净水装置10也被称作水净化和过滤装置/装置；第一室12也被称作容纳室/外部室；第二室14也被称作内部室；保护罩30也被称作罩，兼作容器；盖构件90也被称作盖。

本发明的便携式净水装置，该装置可以易于携带在背包、包、背带内或在衣服的口袋内，且该装置能从未处理的供给水中去除几乎所有的污染物。就本发明的装置而言，水在进入装置之前，首先通过预过滤器，预过滤器从这种水中去除大量的污染物。抽吸动作(pumpingaction)用于在容纳室(holding chamber)中形成负压力，此压力抽吸受污染的水通过预过滤器，从而允许预过滤器具有非常小的孔径，并且比以其他方式所能的俘获更多数量的污染物。一旦水在容纳室内，水就被隔离，并可以受到任何期望的消毒或处理试剂的作用长达需要的时间。然后，利用正压力迫使处理过的供给水流出容纳室进入另一个室，水在该室内被进一步过滤，并制成适于饮用的。在优选的实施方案中，水与消毒剂在容纳室中混合，然后通过第二室内的活性碳床(activated carbon bed)，以提供彻底的净化。在第二室内，设置了其中可以向供给水中添加微量营养物的容纳区域(containment area)。此外，通过将冲洗水从预过滤器的背面通过预过滤器而使该装置可以用于清洁和清除预过滤器的堵塞物，使得该装置易于快速重复使用，由此使预过滤器可重复使用，并或多或少无限地延长其使用寿命。其他改进之处包括设置了组合的过滤器罩(filter cover)和饮用杯(drinking cup)，并且用纳米银涂层处理了预过滤器，以在进入装置之前，提供更大的保护来防止细菌和病毒。

本发明公开了一种用于过滤和净化水以使这种适于饮用的水用于饮用的便携式装置，该装置包括容纳室以及可在容纳室内伸缩滑动的第二室。预过滤器固定在容纳室入口处，在进入容纳室之前，受到污染的水必须通过预过滤器。一旦水在容纳室内，这种水就被完全隔离，且可在该室内保持长达用期望的消毒剂或类似物处理所需的时间。在容纳室内处理之后，水随后进入第二室内，在第二室内，水将被进一步过滤并制成适于饮用的。保护罩设置在预过滤器之上，保护罩也可固定在装置的嘴状部件的端部上，以收集经过滤的水。当预过滤器浸入到供给水中，操作使内部室之向上滑动脱离容纳室，从而在容纳室内形成将水抽吸通过预过滤器而进入此容纳室内的负压力(抽吸力)。负压力允许预过滤器所设置的孔径比常规的吸管型水过滤装置可能设置的孔径小。接着，通过操作使内部室滑动回到容纳室内形成正压力而迫使水进入内部室。预过滤器可以用纳米银涂层处理，这样在这种水进入装置之前，消灭或消除与预过滤器接触的98.6％的细菌。预过滤器还可从容纳室的端部分离，且可以附着到内部室的端部上，以使该装置用于使清洁的水在相反方向上通过预过滤器，从而将聚集的污染物和其他碎片从过滤器上冲洗掉。还在内部室中设置了可拆装的容纳区域，这可有利于向清洁的水中添加微量营养物。

下面的详细描述是目前所设想的本发明的最佳实施方式或多个实施方式。这种描述并不期望以限制性的意义理解，但期望是仅为了阐释本发明而提供的本发明的实施例，且通过结合下面的描述和附图参考实施例，本领域的技术人员可以获知本发明的优势和构型。

本发明涉及一种便携式水消毒和净化装置，其能够使一定量的水隔离在第一容纳室中，在第一容纳室中用合适的消毒剂处理水，接着，水进入第二室，在第二室内进一步过滤并分配水，以用于饮用或其他任何期望的活动。第二室或内部室相对于容纳室或外部室是可伸缩的，且容纳室的远端容纳在供给的受污染的水中，然后操作使第二室或内部室移出容纳室，这样在容纳室内形成负压力，且一定体积的这种水被抽吸通过预过滤器和一个单向止回阀而进入容纳室内。水可以保持在容纳室内长达期望的时间段，以允许消毒剂或多种消毒剂处理水。接着，操作使内部室移回入外部室，这样形成了迫使水通过邻近内部室下端的单向止回阀并流入这种内部室的正压力。一旦水在内部室，水可以借助通过过滤器、与消毒剂混合或以其他方式制成适于饮用的而得到进一步处理。通过提供利用泵作用的过滤装置，形成了更大的压力或力量，这允许待使用的装置将抽吸水通过具有比其他任何已知的吸管型水过滤装置可能设置得的孔径更小的孔径的过滤器。本实施方案相比现有技术的便携式吸管型装置，包括许多额外的改进之处。本发明的装置包括可拆装的保护罩，在存储布置(storagearrangement)中时，保护罩安装到预过滤器之上，但还可以安装到嘴状部件之上，并作为用于获取和储存经过滤的水的杯状物。在另一个实施方案中，预过滤器和嘴状部件是可拆装的，且预过滤器可以固定到内部室的上端，并且清洁抽吸通过装置并在相反方向上经过预过滤器的水，由此解决了现有技术装置的过滤器被堵塞的问题。还非常意外地发现，可以用纳米银溶液处理预过滤器或用纳米银溶液涂布预过滤器，这将在受污染的水不断地进入装置进行进一步处理之前，杀死与过滤器接触的98.6％的细菌。在另一改进之处中，也已经发现，该装置设置的保护罩/杯状物可以由聚碳酸酯制成，且当注射成型时，可以用相同的银纳米溶液进行处理，由此使置于杯状物中的水受到进一步处理。该装置还可以用于将诸如重要的维他命、矿物质以及疫苗的口服微量营养物(oral micronutrient)输送给消耗经处理的供给水的那些人。就此处描述的这些和其他改进之处而言，本发明人的便携式水分配装置(waterdispensing device)代表了本领域的实质性进步，并且给那些不断受到不清洁且受污染的饮用水供给困扰的人带来了新的希望，以及带来了一种将重要的微量营养物施用给那些营养不良的或身体差的人的新装置。

现在将按照附图所阐释的，对本发明的若干优选实施方式提供详细的说明。在任何可能的地方，相同的参考数字将在整个附图和下面的描述中用于指代相同的或类似的部件。

现在参考图1-3，这些图显示了根据本发明的水净化和过滤装置10的优选实施方案。装置10主要包括细长的外部容纳第一室12、细长的内部室(或称为接收器)14、嘴状部件24、预过滤器26(参见图2-3)以及组合的保护罩(兼作容器)30，第二室14可以按气密方式在所述容纳第一室12内可伸缩地滑动。容纳第一室12具有远端(入口端)16和近端18；类似地，第二室14具有上端(出口端)20和下端22。容纳第一室12和伸缩的内部第二室14优选都由诸如聚丙烯的热塑性聚合物制成，且具有管状或圆柱状构型；然而，第一室12和14可以由其他材料制成，且可以设置成诸如矩形的其他形状，而仍落入本发明范围内，并实现本发明的预期目的。此外，可改变室的尺寸，以适合每一个室内的更多或更少的水体积，但是主要期望该装置是便携的且便于携带在个人身上的行李包、衬衣口袋或类似物内。将在下文更详细描述的嘴状部件24连接到内部第二室14的上端20，而预过滤器26(参见图2)固定到容纳第一室12的远端16外围。保护罩30设置在预过滤器26之上，也将在下文解释的保护罩30既起到罩的作用，又起到用于收集已经使用装置12过滤过的饮用水的容器装置的作用。

预过滤器26通过套管32连接到容纳第一室12，且预过滤器26的上端的螺纹36与套管32上的匹配螺纹38啮合。中心孔(或称为通道)34沿中心位置延伸穿过套管32，且套管32通过螺纹40连接到容纳第一室12的远端16，螺纹40与远端16外表面上的匹配螺纹42啮合。有单向止回阀80安装在套管32的中心孔34内，该止回阀80允许通过预过滤器26的水溶液经由通道34流入容纳第一室12的远端16，但防止液体经由通道34从容纳第一室12穿过远端16流出。套管32还包括套圈部件(collar section)33，套圈部件33围绕容纳第一室12的远端16的外表面，终止于外部外围唇缘35。如图2所示，当罩30置于容纳第一室12的下端上时，保护罩30的内表面与套管32的外表面，直到外围唇缘35都摩擦啮合。预过滤器26可由各种多孔渗水物质，如聚丙烯或陶瓷材料制造，且具有防止将很快阻塞止回阀的粒状物质、沉积物和类似的较大污染物以及较小的污染物进入容纳第一室12的孔径，这将在下面更详细地解释。空间(space)44设置在通道34内，有多孔过滤器设置成可以俘获意外通过单向止回阀80的任何粒状物质，多孔过滤器可设置在止回阀80的每一侧上。然而，在实践中，由于按照下述方式使用装置10以将水抽吸通过预过滤器26进入容纳第一室12而产生的吸力的量，预过滤器26可以具有非常小的孔径，如35微米或更小，并仍允许水易于通过这种预过滤器被吸入容纳第一室12，使得预过滤器26防止大的和小的污染物进入容纳第一室12。预过滤器26的额外优势和用途将在下面讨论。

有螺纹46位于容纳第一室12的近端18的外表面上，螺纹46与套圈构件(collar member)48上的匹配螺纹50啮合，直到套圈构件48的下边缘压靠住容纳第一室12外表面上的外围唇缘52。套圈48具有中心孔，内部第二室14滑动地容纳在该中心孔内，因而使套圈48就有效地使内部室固定在以与容纳第一室12成伸缩套筒的关系中。嘴状部件24通过螺纹54以螺纹连接的方式固定到内部第二室14的上端20，螺纹54与第二室14的上端20的外表面上的匹配螺纹56啮合。嘴状部件24具有出水通孔58，经过消毒和净化的水通过出水通孔58流出装置10，这将在下面详细解释，且嘴状部件24还包括从嘴状部件的外表面向外扩口的外围唇缘部分60。外围唇缘60便于用手握持内部第二室14，从而使这种第二室14可伸缩地滑出和滑入容纳第一室12，且此外，如图4所示翻转装置10，当保护罩30从容纳第一室12的远端16去除且当适于饮用的水通过嘴状部件24流出，用于收集适于饮用的水时，外围唇缘60的顶面62还作为用于支撑倒置位置的装置10的表面，置于保护罩30的边沿上。另一个螺纹区域64设置在嘴状部件24的外表面上，此螺纹接合盖构件(cap member)90，当不使用装置10时，盖构件可固定盖在出水通孔58之上，以防止灰尘和其他污染物进入装置10。而且，空间66设置成邻近第二室14出水通孔58的嘴，在开口内的空间66中，有多孔过滤器构件被设置成防止过滤器材料或类似物通过孔离开内部第二室14。

内部第二室14的下端22的外表面也带螺纹，以将塞子70固定到内部第二室14的该下端22，螺纹68适合于接收塞子70上的匹配螺纹72。塞子70具有外围边沿部分(peripheralrim section)74，外围边沿部分74内具有槽口76，诸如橡胶环或垫圈等的密封构件设置在槽口76内，所述垫圈压靠住容纳第一室12的内壁，并且当内部第二室14滑动地移入和移出容纳第一室12时，在内部室和外部室之间提供气密密封。也可以使用本领域技术人员已知的用于在外部第一室12和内部第二室14之间提供气密配合的其他布置。内部通道78设置在塞子70内，有单向止回阀81固定在塞子70内，并允许水溶液从容纳第一室12通过通道78流入内部第二室14，但防止水溶液从内部第二室14反向流入容纳第一室12。也在通道78的嘴附近的位置设置有空间82，优选在止回阀80的任一侧上设有多孔过滤器以防止任何粒状物质意外地通过单向止回阀。

如上所述，依靠当内部第二室14可伸缩地滑出容纳第一室12时形成的负压力，迫使受污染的水通过预过滤器26进入容纳第一室12。容纳第一室12含有至少一种消毒剂，以使抽吸入容纳第一室12内的水被隔离，并与所述消毒剂接触长达特定的试剂或多种试剂为消灭或消除水中的特定的细菌、病毒和/或原生动物或其他污染物所要求的时间段。在此时间段内，装置10可以被轻轻地摇动或前后摆动，以确保消毒剂与容纳第一室12内的水完全混合，以使所有这样的水被合适地接触并被试剂消毒或处理。优选的消毒剂是包括大量粒子的碘树脂，消毒剂可以被设置成在容纳第一室12中是自由漂浮的，或可以包含在筒(cartridge)、渗透性带子(permeable sack)或其他容器中。一旦在容纳第一室12内被处理，就通过迫使内部第二室14移回入这种容纳室中，将水输送出容纳第一室12而进入内部第二室14。如图4所示，装置10可以被倒置，并且然后设置成嘴状部件24的外围唇缘60的顶面62贴住容器30的边沿，这之后，用户可以向下推动容纳第一室12，以使内部第二室14移动回到这种容纳第一室12内。这使容纳室内的水被迫使通过塞子70内的单向止回阀81进入第二室14，然后通过嘴状部件24流出装置10，在这里，水被收集在容器30内。在优选的实施方案中，容器30可以容纳8盎司的流体。也应该注意，套管32的套圈部件33已经被专门设计，以覆盖容纳第一室12的远端16，使得容纳第一室12内的碘树脂被套圈部件33遮挡，从而避免不使用装置10时，碘树脂受到直射光线的影响。内部第二室14包含一种或多种过滤或净化物质，其中一种优选是粒状活性碳(GAC)床(granular activated carbon bed)或静电吸引细菌的试剂(bacterialstatic agent)，它们可以自由地漂浮在第二室14内，或者容纳在嵌入到内部第二室14中且优选设置在嘴状部件24附近的单独的过滤器装置或容器内。活性碳床通过吸附俘获了水溶液中几乎所有的剩余颗粒。因此，在液体通过嘴状部件24流出之前，液体浸入在容纳第一室12的消毒剂或多种试剂中，且然后，浸入在内部第二室14中的净化和/或过滤物质中。

上述的包括装置10的许多不同部件是可彼此分离的，且因此，可以按照要求被清洗或用新的部件替换。例如，嘴状部件24、套管32和塞子70中的每一个优选以螺纹连接的方式固定到第一室12和14的端部，且因而，可以易于拆卸，且当需要时，按照上面描述的被定期清洗或者如果损坏了就被替换。此外，套管32可以从容纳第一室12的远端16被去除，从而能够使这样的容纳第一室12内的消毒剂易于被替换或更换。类似地，塞子70可以从内部第二室14的下端22被拆卸，因此使用者可以易于在需要时，替换内部第二室14中的净化物质或更换它们。预过滤器26也可以被拆卸并被清洗，或用具有相同或不同孔径的新的过滤器替换，孔径相同或不同根据需要以及将被装置10净化的水看起来有多脏而定。在某些情形下，当水看起来更干净时，使用者可能希望使用具有明显更小的孔径的预过滤器以过滤掉更多的小颗粒，而如果水特别浑浊或肮脏，那么至少刚开始需要具有大孔径的预过滤器，以允许这种水更易于通过止回阀80，而不会发生堵塞，尽管下面讨论的本发明可以有效使用的孔径在任何情况下都比其他已知的吸管型水过滤装置明显更小。

净化装置10可以适合具有实质上更小孔径的过滤器或过滤物质，因为它不像本发明人已知的常规的吸管型水过滤装置，它通过内部第二室14分别可伸缩地移入和移出容纳第一室12而分别产生的正压力和负压力能够使水被抽吸通过这种小孔径的过滤器，且因而，本装置在去除微生物污染物以确保水适于饮用的方面更加有效。其他已知的吸管型水过滤装置不能用来只依靠由使用者的放置到嘴状部件上的嘴施加的吸力或反向压力以及实施吸力作用就使合适的供给水通过具有足够小的孔径的预过滤器或内部过滤器。然而，就本发明人的净化装置10而言，当预过滤器26容纳在或降低位置进入受污染的供给水中时，水易于被抽吸入容纳第一室12，以便当操作使内部第二室14向上移出容纳第一室12时，在该容纳室中产生的吸力或负压力做出反应。接着，当操作使内部第二室14移回入容纳第一室12时，所产生的正压力迫使水通过单向止回阀81进入内部第二室14，然后在流出嘴状部件24之前，通过诸如活性碳床的一种或多种净化物质。当开始使用装置10时，内部第二室14将会在容纳第一室12内处于回缩位置，去除罩30，以及将预过滤器26放置到待过滤或净化的供给水中，水可以来自湖泊、河流或其他处理的或未处理的来源。优选地，这种水尽可能地不含可见的污染物，且可以先被过滤通过棉衬衫或布或者类似物，再进入干净的容器内以去除大多数非常大的或易于看见的污染物。然后，如上所述，当预过滤器26保持在这种供给水中时，以手动方式将内部第二室14向上滑出容纳第一室12的近端18，此移动产生吸力，使水被牵引通过预过滤器26并经由套管32内的通道34进入容纳第一室12中。隔离在容纳第一室12内的水被处理期望的时长之后，随后促使内部第二室14在容纳第一室12内恢复到回缩位置，或者如图4所示，或者用人在嘴状部件24上的嘴。当促使内部第二室14回到容纳第一室12中时，防止容纳第一室12内的水通过单向止回阀80经由容纳室远端16的套管32内的通道34流出，且因而，迫使水通过塞子70内的通道78进入内部第二室14。最后，足够的水已经进入内部第二室14，以使内部室被基本填满，且正压力足够大以迫使这种水经过内部第二室14中的任何过滤器和净化物质并流出嘴状部件24。

如图2和3所示，保护罩30也可以在其下端具有储存室88，诸如新供给的碘树脂(一汤匙量)或其他消毒剂等备用供给(spare supply)可以储存在储存室空间86内。储存室88通过例如螺纹盖结构或摩擦配合等合适的方式固定在保护罩30上。

现有技术的便携式水过滤装置存在的缺陷是，过滤器很快就会被过滤器俘获的污染物所堵塞，且除非去除了这种污染物，或提供新的过滤器以替换堵塞的过滤器，否则该装置很快就变得失效。因而，本发明人提供了作为本装置的一部分的用于快速且方便地将污染物冲洗出预过滤器的改进布置，由此基本上清除预过滤器的堵塞物并使其干净并恢复其实用性。更具体地说，装置10设置成使得如上所述通过螺纹36可拆装地固定到套管32的预过滤器26可以从套管32去除，并通过相同的螺纹36，经由嘴状部件的外表面上的螺纹64固定到嘴状部件24。在这样的位置，干净的水以上述用于过滤这种水的方式通过装置10和预过滤器26，通过嘴状部件24进入预过滤器26的水是相反的方向。冲洗通过预过滤器26的反向水的力量使已经被俘获并聚集在预过滤器26的外表面附近的大多数污染物被冲洗出过滤器材料，由此清除过滤器的堵塞物，使得预过滤器26可以再次被固定到容纳第一室12的远端16上的套管32和按照上述方式使用的装置10。已经发现，在这种过滤器基本上被清除堵塞物之前，干净的水只需要按照刚才描述的，沿相反方向泵送通过预过滤器26有限次。目前描述的布置实际上将无限延长主要的过滤器的使用寿命，因为预过滤器可以按照刚才描述的方式重复清洗并重新与装置10一起使用。当然，当以这样的方式对预过滤器26清洗或清除堵塞物时，基本上干净的水源应该通过过滤器。此外，预过滤器可以如上所述浸在漂白溶液或类似溶液中，以确保杀死预过滤器内任何剩余的可能有害的显微微生物。如果使用来自不纯的来源或可能还含有污染物的水来按照刚才描述的清洗预过滤器的话，那么一旦预过滤器再次固定到容纳第一室12的端部且嘴状部件24以螺纹连接的方式固定到内部第二室14，理想的是，一些量的干净水应该泵送通过过滤装置，并流出嘴状部件，以在消耗这种水之前，试图杀死或冲掉可能已经聚集在嘴状部件的表面或过滤器的内表面上的任何可能有害的物质。

此外，嘴状部件24包括可拆装的盖90，盖90以螺纹连接的方式固定到嘴状部件24外表面上的螺纹64(参见图2)，且该盖90还具有连接至其的腕带92(参见图5、6)。优选地有中空的排气孔或槽孔(未显示)，一端设置在嘴状部件24的外表面，当装置如图4最佳地显示的置于容器30上，且嘴状部件24向下延伸入容器30内，并且来自装置10的倒入容器30的水取代该容器内的空气时，排气孔或槽孔作为从饮用容器30逃逸出的空气的出口；而且，可以设置另一排气孔位于穿过嘴状部件24延伸且邻近出水通孔58处，这样空气孔能够使嘴状部件24紧密地压入具有狭窄的嘴的常规塑料水瓶或水壶的嘴中，以防止水溅出，由此，瓶内被水取代的空气可以流过这种空气孔。嘴状部件24还优选地使用下面更详细地说明的过程，被浸入纳米银溶液，这将使嘴状部件的表面是静电吸引细菌的。如图5和6所示，可旋转的刻度盘96优选地固定在嘴状部件24的外表面周围，邻近外围唇缘60的顶面62。刻度盘96包括标示刻度盘位置的箭头98，且此外，外围唇缘60的顶面62包括按顺序的计量或计数标记100。设置刻度盘或计数标记作为辅助手段以帮助使用者追踪一定体积的受污染的水已经通过装置10的次数，且还用于追踪容纳第一室12内的消毒剂应该被替换或者预过滤器26应该被冲洗的时间。计数装置虽然在结构上简单，但对装置10的合适使用来说却是重要的，因为如果装置使用了稀释的或数量不足的消毒剂，或者预过滤器或者其他过滤器未被定期清洗的话，那么装置的操作及其整个效果可能明显包括在内。

此外，为过滤和提供适于饮用的饮用水源，本发明人也已经发现，可以向水中添加许多不同的维他命或其他营养物。因而，装置10不仅提供了适于饮用的水源，而且还作为世界上大多数人口都缺乏的微量营养物的来源。大多数人都缺乏的常见矿物质是锌、铁和碘，以及许多维他命，如维他命C和维他命D。为了使用装置10分配这种营养物，优选地，如图7、8，先将微量营养物置于具有容纳区域112的可分离的容纳构件110内，且容纳区域112的底面116具有孔114，而其上边缘具有盖120。过滤器或筛118设置在底面116上，溶解的微量营养物可以穿过孔114。盖120可以安装在内部第二室14的下端或上端，或者可替代地，盖120的尺寸可制定成紧贴住第二室14的内壁。容纳构件110可以容纳进一步净化的物质，装置10内的水将通过净化的物质，或者容纳构件110还可以包含将由装置分配的诸如疫苗或类似物的药品。

本发明人的便携式水过滤装置10的关键改进之处是能够在初始阶段经由预过滤器26过滤掉大多数污染物，以使进入装置10的待进一步处理的任何水已经通过预过滤器26，且因而在进入容纳第一室12之前，明显不含污染物。通过试验，本发明人还已经发现，优选由本领域技术人员已知类型的多孔聚丙烯材料制成且可从许多来源获得的预过滤器26可以具有35微米或更小的孔径，小到足以过滤掉大多数污染物。此外，本发明人已经发现，具有约百万分之六十英寸厚且含有约10个银原子尺寸的纳米银颗粒的层或涂层可以被涂布到预过滤器26的表面。在优选的布置中，为涂布纳米银颗粒涂层，将预过滤器浸入在含有500ppm的这种纳米银颗粒的异丙醇溶液中长数秒钟。当从溶液中取出时，醇很快蒸发，而银颗粒被俘获或附着在预过滤器内。由于银颗粒相对于预过滤器孔径的小尺寸，所以预过滤器的里面和外面都涂有这种银颗粒。众所周知，银离子可以用于杀死或消灭细菌；然而，通过向本发明人的预过滤器涂布纳米银溶液，本发明人的试验已经发现，当通过预过滤器时，与颗粒接触的约98.6％的细菌和病毒在进入装置10之前就被消除或消灭了。当浸渍碘的树脂用作容纳第一室12内的消毒剂时，纳米银涂层还延长了浸渍碘的树脂的使用寿命，因为碘从这种颗粒中是按需释放的(demand-released)。在另一个优选的布置中，碘树脂和砷树脂都设置在容纳第一室12内，已经发现，这两种消毒剂在一起不会反应，且这两种消毒剂以电化学的方式消除水中的任何包囊。在另一改进之处，本发明人已经发现，在注射成型这种容器时，纳米银溶液可以浸渍在聚碳酸酯容器30内，以使倒入容器内的水中的和与容器内表面上暴露的纳米银颗粒接触的任何细菌都被消灭了。正如上面已经描述的，纳米银颗粒还可以涂布到装置10的其他部件的表面，如嘴状部件24、容器30或饮用玻璃杯、以及置于内部第二室14的端部的聚丙烯过滤器、微量营养物的分配容器110的过滤器118或用于将净化物质容纳在第二室14内或在该室内隔出粒状活性碳床的其他分隔物，以使本发明的细菌杀死率最大。

目前描述的实施方案的主要优势是明显的，在于由于通过装置的泵送作用产生的更大量值的正压力和负压力，所以预过滤器26可以具有非常小的过滤器尺寸，同时仍能够使足够量的水移动通过装置并被净化，且因而，大量的污染物可以留在装置10的外面。此外，水可以被隔离在容纳第一室12内，且受到消毒剂的作用，然后在以适于饮用的供给水形式流出嘴状部件24之前，通过粒状活性碳床或其他静电吸引细菌的试剂进入内部第二室14和过滤器。增加罩/容器30，它不仅保护预过滤器26，而且还作为饮用杯并作为树脂的存储区域，以及能够快速去除预过滤器26并将其连接到嘴状部件24，以使冲洗水反向通过预过滤器并清除其孔的堵塞物，这进一步提高了装置10的有效性。将纳米银涂层涂布到预过滤器26上也不仅在供给水也进入装置10之前，消灭大量的细菌，而且还延长了容纳12内的按需释放的消毒剂树脂的使用寿命，由此极大地延长了树脂和装置的可用寿命，同时将计数装置设置在嘴状部件上作为当这种树脂和粒状碳试剂应该被更换，或者若可能时，装置被完全清洗的视觉指示器。还设想了本装置的其他改进之处和变化。例如，装置10可以设置在塑料储存容器中，需要时，该储存容器还可以作为较大的水储存室。此外，装置可以附加可分离的软类型的储存袋，这些储存袋避免装置受到钝力的破坏以及受到因长时间地暴露于直接光照而造成的光照损害。

Claims (15)

1.便携式净水装置，包括入水口、出水口和过滤器，其特征是，包括具有远端(16)和近端(18)的第一室(12)，和具有下端(22)和上端(20)的第二室(14)，其中，

所述的第一室(12)中，所述的入水口设在远端(16)，其设有让水从外界进入的第一单向止回阀(80)和所述的过滤器；近端(18)以密闭方式滑动套接第二室(14)的下端(22)；

所述的第二室(14)中，下端(22)被套在第一室(12)的近端(18)内可滑动，其上装有第二单向止回阀(81)让水从第一室(12)流向第二室(14)；所述的出水口设在上端(20)让水流出外界；

当第一室和第二室中空且入水口朝下浸泡在外界的水中之时，若出水口被封闭且第二室(14)的下端(22)朝出水口滑动，则会在第一室(12)内形成负压，从而把外界的水经入水口吸入第一室(12)；然后，若第二室(14)的下端(22)朝入水口滑动，则会让迫使水从第一室(12)经第二单向止回阀(81)流入第二室(14)。

2.根据权利要求1所述的便携式净水装置，所述的过滤器包括一个接在入水口外端的预过滤器(26)，预过滤器上设有过滤孔。

3.根据权利要求2所述的便携式净水装置，预过滤器(26)的过滤孔的孔径不大于35微米。

4.根据权利要求2所述的便携式净水装置，预过滤器(26)外表面有纳米银涂层。

5.根据权利要求2所述的便携式净水装置，预过滤器(26)与入水口之间为可拆卸的连接方式。

6.根据权利要求5所述的便携式净水装置，出水口处具有可与所述的预过滤器(26)连接的结构，使得预过滤器从入水口拆卸后可以接在出水口外端。

7.根据权利要求2所述的便携式净水装置，包括一个可拆卸地接在第一室(12)的远端(16)的保护罩(30)罩在预过滤器外；保护罩为杯状，其被拆卸后可兼作水杯。

8.根据权利要求7所述的便携式净水装置，所述的杯状的保护罩(30)的杯底具有与杯腔分隔的存储室。

9.根据权利要求1所述的便携式净水装置，包括一个用于容纳可加入水中的添加物的容纳构件(110)，容纳构件(110)以可拆卸的方式放在第二室(14)内。

10.根据权利要求1所述的便携式净水装置，包括一个具有纳米银涂层的嘴状部件(24)接在出水口处，嘴状部件(24)具有连通第二室(14)内和外界的出水通孔(58)。

11.根据权利要求1所述的便携式净水装置，设有当水从出水口倒往容器时供容器内的空气排出的排气孔。

12.根据权利要求1所述的便携式净水装置，其设有计数器(96、100)可供使用者操作计数。

13.根据权利要求1所述的便携式净水装置，第二室(14)的侧壁设有外围唇缘(60)，使得：当保护罩(30)被拆卸作为水杯放置，便携式净水装置(10)倒置且出水口对准杯腔时，外围唇缘(60)可以支撑在杯口边缘。

14.根据权利要求1所述的便携式净水装置，第一室和第二室的侧壁为可透视的壁。

15.根据权利要求14所述的便携式净水装置，设有可遮挡第一室(12)内远端(16)的套圈部件(33)。

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