CN102574034B - 用于生成瓶装水的水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用处理的自来水填充至少一个瓶子的水处理装置，所述装置包括：具有贮存器的外壳单元；与所述贮存器流体连通设置的至少一个阀门，所述阀门具有与所述外壳单元相邻设置的进水口/排气口以及与所述进水口/排气口相对设置的出水口/进气口，由此当所述阀门被致动至其打开状态时，水流过所述阀门进入所述瓶子中，并且所述瓶子中存有的空气通过所述阀门进入周围环境中。当所述阀门处于其关闭状态时，空气和水无法通过所述阀门。

Description

用于生成瓶装水的水处理装置
背景技术
本发明总体涉及水处理，更具体地讲，涉及一种用处理的自来水填充至少一个瓶子的水处理装置。
通常，市政自来水有人们反感的味道或气味。寻求改善饮用水品质的人可选择过滤自来水或购买瓶装水。
用于过滤家用自来水的重力进给和压力进给水过滤装置是本领域已知的。例如，美国专利No.5,225,078(Polasky等人)公开了一种灌注式罐状过滤器组件，其包括致密过滤元件，所述过滤元件包括薄的模制活性炭环状盘以及周边的环状密封元件。美国专利申请公布No.2006/024/0249442(Yap等人)公开了一种便携式水容器，其包括限定贮存器的主体、容纳于主体的储存隔室中的可替换过滤器以及连接组件。连接组件将水供应源连接至过滤器。来自水供应源的加压水在压力作用下流过过滤器并穿过储存隔室中的出口进入水贮存器中。
人们还可出于诸如味道更好、感觉更健康和方便原因而选择饮用瓶装水。已进行尝试针对水瓶过滤家庭用水。例如，美国专利No.6,641,719(Naito)公开了一种与瓶容器一起使用的水净化器，其能够安装在瓶容器(例如，PET瓶子)上并能够净化水。美国专利No.7,427,355(Chau)公开了一种用于置于运动水杯或容器中以用于处理水的水处理单元。
发明内容
重力进给水过滤装置通常填充缓慢，而压力进给装置必须反复与水源连接和断开连接，这通常要求装置与水源具有匹配的配件。另外，由于过滤器的尺寸和位置，此类装置内通常仅约一半的容器体积可用于容纳过滤的水。即，过滤器占据了容器的相当大的体积，从而限制了此类装置的储存容量。这样的水罐还缺乏便利性和水瓶的便携性。瓶装水比来自市政源的饮用水更昂贵，消耗能源来生产、包装、运输和储存，并且产生必须正确处置的大量塑料垃圾。仍需要一种水处理装置，其可处理例如家庭用自来水以制成瓶装水，并克服上述缺陷。
本发明提供一种用例如处理的自来水填充至少一个瓶子的水处理装置。所述装置通常包括具有贮存器的外壳单元以及与所述贮存器流体连通设置的至少一个阀门。所述阀门包括与所述外壳单元相邻设置的进水口/排气口以及与所述进水口/排气口相对设置的出水口/进气口。当所述阀门被致动至其打开状态时，水能够流过所述阀门进入所述瓶子中，并且所述瓶子中存有的空气能够流过所述阀门进入周围环境中。当所述阀门处于其关闭状态时，空气和水无法通过所述阀门。
在一个方面，所述外壳单元可包括支架。所述支架可包括基座部分，并且可包括从所述基座延伸至所述外壳单元的底部的支撑部分。所述瓶子可被构造为，在所述瓶子的顶部接合所述阀门并且所述瓶子的底部接合所述支架的所述基座部分时，将所述阀门致动至其打开状态。
所述基座可包括在所述支撑部分的方向上向上成角度的倾斜表面，由此当使所述瓶子的顶部与阀门接触，并且沿着所述倾斜表面向上推动所述瓶子的底部时，所述瓶子的顶部用于将所述阀门从其关闭状态致动至其打开状态，从而允许处理的水流入所述瓶子中，并允许所述瓶子中存有的空气被释放。所述倾斜表面可包括凸起，所述凸起被设置用于将瓶子保持在所述基座部分与被致动至其打开状态的对应阀门之间的安装位置。
在一个具体实施例中，所述阀门可包括从所述外壳单元向下延伸的阀门构件、围绕所述阀门构件设置并且能够移动以接合所述阀门构件的套筒构件、以及设置用于推动所述套筒构件使其与所述阀门构件接触的偏置构件。所述阀门构件可包括密封部分，所述套筒构件可包含流动通道。
在各个方面，所述阀门构件可相对于所述外壳单元保持在大致固定的位置，并且所述套筒构件可围绕所述阀门构件可滑动方式设置。所述套筒构件可包括与所述偏置构件相对的包含所述出水口/进气口的第一末端。所述套筒构件可包括从所述出水口/进气口朝着所述外壳单元延伸的外密封表面。所述阀门构件的所述密封部分可被设置为选择性地关闭所述出水口/进气口。
在一个实施例中，所述套筒构件的所述外密封表面可包括截头圆锥表面以及径向向外延伸的肩表面。在一个更具体的实施例中，所述外密封表面可为弹性体。在一个方面，所述密封表面可与所述瓶子的开口形成气密密封从而形成封闭系统，以防止在填充过程中水从所述瓶子溢流，并使在将所述瓶子从所述装置移除时水从所述阀门的溢出最小化。
在一个方面，所述阀门能够在未致动关闭状态和致动打开状态之间移动，并且当瓶子正确安装在所述装置中时所述阀门被致动至其打开状态。
在一个方面，所述装置可为便携式的(即，尺寸足够小，重量足够轻，使得用户可容易地将其从一个位置运送到另一位置)。在另一方面，所述装置为独立式的(即，其没有永久性地安装在一个位置)。
在另一方面，所述装置可包括多个阀门。所述装置可一次填充单个瓶子，或者可同时填充多个瓶子。在一个具体实施例中，所述装置包括四个阀门和四个相关的瓶子。
在另一具体实施例中，所述进水口/排气口限定孔口，并且所述孔口可具有至少约1cm2的横截面积，并且可具有不大于约2cm2的横截面积。在另一具体实施例中，所述阀门可包括至少一个气流通道和至少一个水流通道。在一个实施例中，所述气流通道延伸超过所述孔口并超过水流进口，从而分别促使空气流通过气流通道，并且水流过水流通道。在其他方面，所述外壳单元可包括底壁和侧壁，所述贮存器的底壁可包含所述孔口。在一个具体方面，所述贮存器底部表面基本上平坦。
在另一方面，所述装置还可包括以可移除的方式设置在所述贮存器内的可替换处理滤筒。所述可替换处理滤筒可具有从所述外壳侧壁向所述外壳单元底部表面向下成角度的锥形底部表面，从而将处理的水流径向向内且向下朝着居中设置的排水开口引导，并且将存有的空气流从所述瓶子沿着所述外壳单元的底部径向向外且向上引导。
在另一方面，所述外壳单元可包括封盖，所述封盖设置用于包封所述贮存器。在另一方面，所述装置可包括与所述贮存器流体连通设置的排水阀门。
在另一方面，本发明提供一种重力进给独立式水处理系统，其包括上述外壳组件、水处理滤筒和至少一个瓶子的组合。
所述水处理装置的某些实施例的优点包括：易于使用，提供对未处理的水的快速处理，便携式，直接生成瓶装水(即，无需将处理的水从容纳室转移到瓶子中)。
附图说明
将参考附图进一步描述本发明，其中：
图1是根据本发明的水处理系统的分解透视图。
图2是移除了封盖的外壳组件的透视图。
图3是沿图2的线3-3截取的横截面图。
图4是阀门的详细横截面图。
图5是处理滤筒的分解透视图。
图6是处理滤筒的横截面图。
图7是水处理插件的透视图。
图8a是水处理插件的替代实施例的透视图。
图8b是沿图8a的线8b-8b截取的横截面图。
图9是瓶子的分解透视图。
图10是瓶子的底部透视图。
图11a-c是示出瓶子的过滤顺序的横截面图。
具体实施方式
现在参照附图，其中相同的标号贯穿若干附图指代相同或对应的部件，图1总体示出用例如处理的水填充一个或多个瓶子4的水处理装置2的部件。在一个方面，装置2可为独立式和便携式的。即，装置2没有安装或直接连接至水源，并且不安装在特定位置。相反，装置2可易于从一个位置移到另一位置。在另一方面，装置2可为重力进给的。即，未过滤的水没有加压，并允许在重力作用下自由流过装置。装置2通常具有相对小的尺寸(例如，小于大约1立方英尺)，这允许装置2放置在工作台面上或冰箱中而不会占据过多空间，并且其总高允许装置2被置于例如厨房洗碗池中的水龙头下方(例如，小于1英尺(30厘米)高)，由此自来水可从水龙头直接进入装置2中。还可取的是，装置2重量轻(例如，当装满水时小于12磅)以有利于便携性。
装置2包括外壳组件6、可移除地设置在外壳组件6内的处理滤筒8、以及可移除地设置在外壳组件6顶部的可选的封盖9。在图示实施例中，装置2被设计为一次与最多达四个瓶子一起使用。然而，本发明预期有可被设计为与少至一个瓶子一起使用，或被设计为与多于四个(例如，8个、12个或更多个)的瓶子一起使用的装置。
现在参照图2和图3，示出了示例性外壳组件6。在图示实施例中，外壳组件6包括支架10以及通过支架10支撑的外壳单元12。支架10包括基座14以及从基座14向上延伸到外壳单元12的支撑构件16。基座14具有大致圆形占有面积，其具有足够大的表面积以使得装置2不易于倾翻。也可使用具有其他尺寸和形状的基座14。
支撑构件16为大致圆柱形，其高度允许一个或多个瓶子4被置于基座14和外壳单元12之间，如下文更详细描述的。
外壳单元12设置在支撑构件16的上端，与基座14相对。在图示实施例中，外壳单元12为大致碗形，并包括大致平坦的圆形底壁部分12a以及从底壁部分12a的周边向上延伸的环状侧壁部分12b。底壁部分12a和侧壁部分12b组合以限定水处理贮存器18。外壳单元12的底壁部分12a大致平坦，但可成波形或倾斜以控制水流。
贮存器18可具有至少约6厘米(cm)、至少约8cm、至少约10cm或至少约12cm的直径“d1”，不大于约30cm、不大于约25cm或不大于约20cm的直径“d1”，以及小于约10cm、小于约8cm或小于约6cm的深度“h1”。贮存器18可具有小于约2升、小于约1.75升或小于约1.5升的体积。在图示实施例中，外壳单元12和贮存器18具有大致圆柱形形状，但结合本发明可设想具有其他尺寸和形状的外壳单元和贮存器。
在图示实施例中，设置有与水处理贮存器18流体连通的多个阀门20，从而允许处理的水选择性地从水处理贮存器18流出。为了进行示意性的说明，在图3中，示出处于其致动或打开状态的一个阀门(即，图3左侧的阀门)，示出处于其未致动关闭状态的一个阀门(即，图3右侧的一个阀门)。
水可同时通过所有阀门20流出，或单独地通过任一阀门20流出。每一阀门20包括向贮存器18打开的进水口/排气口22。进水口/排气口22在外壳单元12的底壁12a中限定孔口24。每一阀门20还包括与进水口/排气口22相对的出水口/进气口26，其与相关的瓶子4流体连通。在一个具体实施例中，进水口/排气口22限定的孔口24具有至少约1cm2的截面积，和不大于约2cm2的截面积。
每一阀门20可在未致动状态(如图3的右手侧所示)和致动打开状态(如图3的左手侧所示)之间操作。在关闭状态下，空气和水无法流过阀门20。在打开状态下，水自由地从水处理贮存器18向下流过进水口/排气口22，流过阀门20，从出水口/进气口26流出，进入相关的瓶子4，相关的瓶子4中存有的空气同时自由地向上通过出水口/进气口26，通过阀门20，从进水口/排气口22逸出，进入周围环境中。
根据装置2的一个特征方面，基座14包括倾斜的凸轮表面28，其在支撑构件16的方向上向上成角度。倾斜的凸轮表面28用于在用户使瓶子4的底部沿着倾斜的凸轮表面28在支撑构件16的方向上滑动时，逐渐推动瓶子4向上抵住相关的阀门20，从而将阀门20从其关闭状态致动至其打开状态。即，当使瓶子4的顶部与阀门20接触，并且沿着倾斜的凸轮表面28向上推动瓶子4的底部时，瓶子4的顶部用于将阀门20从其关闭状态致动至其打开状态，从而允许处理的水从水处理贮存器18流入瓶子4中，并允许瓶子4中存有的空气以上述方式从瓶子4释放到周围环境中。
在倾斜的凸轮表面28上设置有凸起30，以在瓶子4沿着倾斜的凸轮表面28到达所需位置时，将瓶子4保持在大致垂直安装位置。在其安装位置，瓶子4被紧紧地固定在基座14和对应的阀门20(被致动至其打开状态)之间。凸起30用于将瓶子4按扣并锁定到基座14和相关的阀门20之间的位置，从而向用户提供关于瓶子4已正确地安装在装置2中的指示。在移除时，凸起30用于将瓶子4从装置2释放，从而向用户提供关于瓶子4可容易地从装置2移除的指示。
基座14和每一阀门20之间的距离被构造为密切匹配瓶子4的高度。即，从基座14的顶部，具体地讲，从凸起30到相关的阀门20的底部的距离必须足以允许瓶子4贴合在基座14和相关的阀门20之间，但又不过大以使得在瓶子4置于其安装状态下时瓶子无法致动阀门20。即，基座14和相关的阀门20之间的距离必须足够短，以确保瓶子4在到达其安装位置时致动阀门20，但又不过短以使得瓶子无法牢固地贴合在基座14和阀门20之间。凸起30和相关的阀门20的底部之间的距离将取决于瓶子4的高度。在一个具体实施例中，所述距离可为至少约5英寸(12.7cm)或至少约6英寸(15.2cm)，并且不大于约8英寸(20.3cm)或不大于约7英寸(17.8cm)。
现在参照图4，示出了处于其未致动关闭状态的阀门20的详细视图。所示阀门意在代表任何阀门20。在图示实施例中，阀门20包括至少一个气流通道32和至少一个水流通道34。气流通道32从孔口24突出(即，超过由外壳单元12的底壁12a的顶部表面限定的平面)，从而分别促使单独的空气流穿过气流通道32，水流穿过水流通道34。
阀门20包括阀门构件36、围绕阀门构件36设置的套筒构件38以及偏置构件40，所述偏置构件设置用于将套筒构件38向下推动以与阀门构件36接触。阀门构件36从外壳单元12向下延伸，并包括限定密封部分36a的末端。阀门构件36的上端(即，与密封部分36a相对的末端)附接到外壳单元12的底壁12a，因此相对于外壳单元12保持在固定位置。套筒构件38被允许沿着阀门构件36的轴线上下反复移动，从而分别将阀门20打开和关闭。在一个实施例中，当套筒构件38在其关闭位置与其完全致动/回缩打开位置之间移动时其移动的距离为至少约2毫米(mm)、至少约3mm或至少约4mm，并且不大于约20mm、不大于约12mm以及不大于约7mm。
套筒构件38的下端42包含出水口/进气口26，其通向套筒构件38内的内部流动通道44。套筒构件38包括从套筒构件38的暴露端42向上朝着外壳单元12延伸的截头圆锥形外表面46，并包括从与外壳单元12相邻的截头圆锥表面46向外径向延伸的环状肩表面47。截头圆锥表面46的外径可从与套筒38的暴露端42相邻处的约2cm变化至与肩表面47相邻处的约2.5cm。肩表面47可具有与截头圆锥表面46相邻处的约2.5cm的内径和约3cm的外径。根据套筒构件38的具体几何形状，表面46可涵盖限定流动通道44的内表面的一部分。即，出水口/进气口26可凹陷，由此阀门构件36的密封部分36a与通向流动通道44的套筒构件38的内表面形成密封。
套筒构件38起到两个功能。首先，套筒构件38用于与阀门构件36形成密封，从而打开和关闭阀门20。其次，套筒构件38用于与瓶子4形成密封，从而允许瓶子4被填充，而不会发生渗漏或泄露。即，套筒构件38，更具体地讲，表面46和/或47形成两个密封：一个与阀门构件36的密封，一个与瓶子4的开口的密封。阀门构件36的密封部分36a被设置为选择性地在出水口/进气口26附近与套筒构件38密封接合，从而在将瓶子4从装置2移除时，关闭出水口/进气口26并使可从阀门20泄露的水量降至最低。表面46和/或47提供接触表面，瓶子顶部的开口可与该接触表面形成气密密封，从而在填充期间形成防止瓶子溢出的封闭系统。即，当用处理的水填充瓶子4时，套筒构件38和瓶子4之间形成的密封防止水从瓶子4顶部溢出，并且套筒构件38和阀门构件36的密封部分36a之间形成的密封防止当阀门关闭时流过阀门20和/或从阀门渗漏。
在一个实施例中，套筒构件36的外表面46、47可包括弹性体材料，其用于方便与阀门构件36的密封部分36a形成气密和水密密封，并且还与瓶子4的开口形成气密和水密密封。
在图示实施例中，偏置构件40为螺旋形压缩弹簧，其通常对套筒构件38施加力，以将阀门20推动至其未致动或关闭状态。阀门20可通过对套筒构件38施加克服弹簧力的力来打开。这可通过例如将瓶子4顶部抵住套筒构件36，并手动迫使瓶子4向上克服弹簧力，从而将阀门20致动至其打开状态来实现。
再参照图2，在图示实施例中，装置2包括可选的封盖9，其设置用于包封贮存器18。装置2还可包括与贮存器18流体连通设置的排水阀门50。排水阀门50允许在瓶子4已填充之后留在贮存器18中的任何水容易地从贮存器18排出。
现在参照图5和图6，图示处理滤筒8包括托盘构件52、设置在托盘构件52内的水处理材料54、以及与处理材料54相邻地设置在托盘构件52中的可选的水分配盘56。托盘构件52包括圆形底壁部分52a，其包含至少一个排水开口58，所述排水开口设置用于允许处理的水从滤筒8流出，并且包括从底壁部分52a的周边向上延伸的环状侧壁部分52b。水分配盘56设置在托盘构件52中，以在托盘构件52和水分配盘56之间限定容纳处理材料54的水处理室60。水分配盘56包含多个水分配开口62，其允许未处理的水通过水分配盘56进入水处理室60。
在图示实施例中，托盘构件52为大致盘形，并具有不大于约4cm、不大于约5cm或不大于约6cm的高度“h2”，至少约4cm、至少约5cm或至少约6cm的内径“d2”，以及不大于约25cm、不大于20cm或不大于18cm的内径“d2”。可以各种形状和尺寸来提供托盘构件52，这取决于外壳组件6的尺寸和形状、水处理材料54以及装置2的所需处理特性。无论具体构型如何，托盘构件52通常具有小于约1.5升、小于约1.2升以及小于约1升的体积。
可选的水分配盘56包括相背的上表面64和下表面66。下表面66包括多个肋部分68，用于保持水分配盘56与处理材料54成间隔开的关系。水分配盘56和处理材料54之间间隔开的区域限定预水处理歧管70，其在未处理的水进入处理材料54时，形成大致均匀流动和压降的区域。
在图示实施例中，托盘构件52的底壁部分52a为大致锥形，在居中设置的排水开口58的方向上相对于外侧壁部分52b向下倾斜。即，底壁部分52a从排水开口58至侧壁部分52b径向倾斜。通过这样构造，处理的水在穿过处理材料54之后被引导至排水开口58。另外，来自瓶子4的从进水口/排气口22逸出的空气被沿着底壁部分52a的底部表面径向向上和向外引导。为了进一步引导处理的水流，底壁部分52a的上表面包括多个径向延伸的导向翼72，其将处理的水流朝着排水开口58引导。
水分配盘56可易于从托盘构件52分离，或永久性地固定至托盘构件52上。即，水分配盘56可手动地从托盘构件52移除，以允许触及、移除和/或替换处理材料54，或者水分配盘56和托盘构件52可永久性地接合，以形成对水处理材料54的密封封装，从而限制触及处理材料54。当分配盘56和托盘构件52接合，以形成包封处理材料54的单个单元时，可通过替换整个滤筒8来替换处理材料54。在图示实施例中，水分配盘56意在可移除。这样，可替换处理材料54，而分配盘56和托盘构件52可重复使用。
在图示实施例中，滤筒8包括从水分配盘56的上表面64向外延伸的柄部74。柄部74设置用于方便将滤筒8从外壳组件6移除，或方便将分配盘56与托盘构件52分离，从而允许替换水处理材料54。
在图示实施例的一个方面，当水分配盘56安装在托盘构件52中时，水处理材料54的周边部分被夹在托盘构件52和水分配盘56之间，从而形成密封，以将水处理材料周围未处理的水的分流降至最低。
如图示实施例所示，当水分配盘56以可操作方式设置(即，完全密封)在托盘构件52中时，托盘构件52包括向上延伸超过水分配盘56的边缘部分52c。这样，边缘部分52c和水分配盘56组合以针对引导至处理滤筒8中的未处理的水形成预处理收集区75。收集区75可具有小于约4cm、小于约3cm或小于约2cm的高度“h3”(图6)。收集区75可具有小于约1升、小于约0.7升或小于约0.5升的体积。根据装置2的一个方面，瓶子4的体积与收集区75的体积之比大于约1∶1。即，瓶子4的储存容量大于收集区75的体积。在其他更具体的实施例中，瓶子4的体积与收集区75的体积之比可为至少约3∶1、至少约5∶1或至少约7∶1。
托盘构件52还包括从托盘构件52的顶部边缘向外延伸的环状凸缘部分52d，用于将处理滤筒8支撑在外壳单元12中。
在图示实施例中，水分配开口62成一图案设置，使得水分配开口62的总截面积在水分配盘56的周边区域中最大。另外，每一水分配开口62的尺寸在远离分配盘56的中心的方向上增大。图示图案意在增加在分配盘56的周边区域中穿过分配盘56的未处理的水的流速，从而促使穿过处理材料54的水流更均匀。即，允许未处理的水穿过分配盘56的开口区域径向向外增大。这样，处理材料54的中心区域处未处理的水的流速较低，较外区域处未处理的水的流速较高，并且由于排水开口58居中设置，所以可使水经受程度更均匀的处理。
根据处理滤筒8的一个特征方面，水处理材料54具有薄型。即，水处理材料54与其宽度相比相对薄。更具体地讲，水处理材料54的宽度(图5中的“d3”)与水处理材料的平均高度(图5中的“h”)之比通常大于约1∶1。即，水处理材料54通常比其高度更宽。因此，例如，如果水处理材料54具有1/2英寸(1.27cm)的平均高度“h”，则水处理材料54通常将具有至少约1/2英寸(1.27cm)的宽度d3。在更具体的实施例中，水处理材料54的宽度与平均高度之比可为至少约5∶1、至少约10∶1或至少约20∶1。对于具有圆形或盘形形状的水处理材料54，如图5所示，将认识到出水处理材料54的宽度d3等于水处理材料54的直径。还将认识到，可以各种形状和尺寸来提供水处理材料54。
在另一方面，水处理材料54的横截面积与水处理材料54的平均厚度之比为至少约5英寸(12.7cm)。在更具体的实施例中，水处理材料54的横截面积与平均厚度之比可为至少约10英寸(25.4cm)、至少约30英寸(76.2cm)、至少约50英寸(127cm)、至少约75英寸(191cm)或至少约100英寸(254cm)。水处理材料54的横截面积与平均厚度之比可不大于约300英寸(762cm)、不大于约250英寸(635cm)或不大于约200英寸(508cm)。水处理材料54的横截面积是由水处理材料54的周边界定的面积。所述横截面积可被认为是由垂直于穿过水处理材料54的水流59的方向(图5)设置的平面限定的截面积。在水处理材料54具有圆形或盘形形状的情况下，如图5所示，水处理材料54的横截面积是直径由水处理材料54的宽度d3限定的圆的面积。因此，例如，如果水处理材料54具有0.5cm的平均高度和6cm的直径，则水处理材料的横截面积与平均高度之比将为约57cm。
在一个方面，水处理材料54可包括织造材料、针织材料和非织造材料中的至少一种。在一个实施例中，处理材料包括炭，例如活性炭。合适的水处理材料包括可以商品名TOG-NDS 20×50得自CalgonCargon Corporation(Pittsburgh，Pennsylvania)的颗粒状的活性炭，以及可以商品名Zorflex ACC得自Calgon Cargon Corporation(Pittsburgh，Pennsylvania)的活性炭布。在一个具体实施例中，处理材料54具有小于约3/4英寸的厚度。处理材料54可为盘形，并且可具有至少约5英寸的直径和不大于约7英寸的直径。
根据一个实施例的一个方面，水处理材料54在3/4英寸的水压头处具有至少约0.5、至少约0.75或至少约1.0加仑每分钟(gpm)的流速。在另一方面，水处理材料54以至少约40加仑、至少约70加仑和至少约100加仑的容量通过游离氯降低的NSF标准42。
在图示实施例中，水处理滤筒8可移除地设置在外壳单元12的贮存器18内。在一个具体实施例中，水处理滤筒8松弛地设置在贮存器18中。这样，用户可手动将滤筒8从外壳单元12移除，从而使用户易于替换滤筒或处理材料54。
现在参照图7，示出了水处理插件201，其包括与水处理材料54类似的水处理材料254以及固定于水处理材料254的多孔或开口支撑结构255。在图示实施例中，支撑结构255固定于水处理材料254的上表面。在其他实施例中，支撑结构255可设置在水处理材料254内或其下表面上。
水处理插件201被构造为设置在托盘构件52内以处理被引导至水处理贮存器18中的水。穿过水处理插件201的水流方向由标号259指示。水处理插件201可结合水分配盘56一起使用，或在没有其的情况下使用。即，支撑结构255可代替水分配盘56，从而使得不需要水分配盘56。
支撑结构255可包括例如网、网片、稀松布或筛网状材料，其可由例如纸、金属或合成塑性材料形成。此类材料为开口和/或多孔的，从而允许水穿过水处理插件201。支撑结构255可用于分配未处理的水，以使得未处理的水更平稳和均匀地流过水处理材料254。支撑结构255还趋于提高水处理插件201的耐久性。
在图示实施例中，水处理插件201包括可选的环状垫圈257，其大致围绕水处理材料254的周边延伸。通过这样设置，当水处理插件201被置于托盘构件52中时，垫圈257与托盘构件52形成密封，从而将可能绕过水处理材料254的未处理的水量降至最低。如果水处理插件201设置有垫圈257，则水处理插件201通常被置于托盘构件52中，因为托盘允许来自瓶子4的空气容易地穿过托盘构件52和外壳单元12的侧壁12b之间的间隙逸出。如果省略垫圈257，则水处理插件201可置于托盘构件52中，或者直接置于外壳单元12的水处理贮存器18中。这是可以的，因为在没有垫圈257的情况下，水处理插件201不与托盘构件52或外壳单元12形成密封，来自瓶子4的空气能够通过围绕和/或穿过水处理插件201流动而逸出。
现在参照图8a和图8b，示出水处理插件301，其包括封装在小袋361内的水处理材料354。小袋361可由开口网、网片、稀松布或筛网状材料(其由例如金属或合成塑性材料形成)形成，或者其可由水可渗透材料(例如，多孔纸材料)形成。图示水处理插件301可直接置于外壳单元12中或置于托盘构件52中，并且可在有水分配盘56或没有水分配盘56的情况下使用。
现在参照图9和图10，示出了瓶子4，其意在代表图2所示的任何瓶子。还参照图3，可设置瓶子4以接纳从任一个阀门20分配的处理的水。或者，多个瓶子4可设置在装置2中以同时接纳从每一阀门20分配的处理的水。
在一个可取的实施例中，瓶子4被构造为使其能够牢固地设置在基座14的上表面上的一个凸起30与外壳单元12之下向下延伸的一个阀门20之间。更具体地讲，瓶子4足够高以使得当瓶子顶部抵住阀门20，并且瓶子4沿着倾斜的凸轮表面28被向上推时瓶子能够致动阀门20，但又不过高从而使得瓶子4无法成完全直立和垂直的位置安装在凸起30与相关的完全致动的阀门20之间。在一个具体实施例中，瓶子具有至少约6.5英寸、至少约7.0英寸或至少约7.2英寸，且不大于约8.0英寸、不大于约7.7英寸或不大于约7.5英寸的高度。在另一具体方面，瓶子4为大致圆柱形，并具有不大于约6英寸、不大于约5英寸或不大于约4英寸的外径。
在图示实施例中，瓶子4包括安全壳76以及与安全壳76可移除地连接的顶盖78。顶盖78与安全壳76通过螺纹连接。安全壳76包含宽开口80，其允许安全壳76的内部易于被触及以便于清洁，顶盖78包含窄开口或喷管82，其被构造用于密封地接合阀门20的套筒构件38，从而允许填充瓶子4以及允许处理的水从瓶子4倒出。
在一个实施例中，窄顶盖开口/喷管82可具有至少约0.87英寸、至少约0.91英寸或至少约0.94英寸的直径，以及不大于约1.06英寸、不大于约1.01英寸或不大于约0.98英寸的直径。在一个实施例中，瓶子4具有至少约0.25升、至少约0.5升或至少约0.75升的体积，并具有不大于约1.75升、不大于约1.5升或不大于约1.25升的体积。
在一个方面，装置2对未处理的水的储存容量小于装置对处理的水的储存容量。即，装置2对处理的水的容纳量大于未处理的水。处理的水的储存容量可比未处理的水的储存容量大1.5倍、2倍或2.5倍。未处理的水的储存容量可以是(例如)水进入水处理材料54之前托盘构件52的体积，处理的水的储存容量可以是瓶子4的组合体积。在一个方面，未处理的水的储存容量可以是预水处理歧管70的体积与预处理收集区75的体积的组合。
在图示实施例中，瓶子4包括带有定位槽86的底部表面84，当定位槽86触及凸起30时，其与基座14的倾斜的凸轮表面28上的一个凸起30配合，瓶子4由此按扣就位。这样，定位槽86和凸起30向用户提供关于瓶子4正确地安装在装置2中的指示。当瓶子4正确安装时，其成直立位置紧紧地固定在凸起30和相关的阀门20之间，并且阀门20被致动打开。
在图示实施例中，瓶子4包括柔性带子88，其包括瓶塞90，所述瓶塞被构造为贴合到喷管82中，从而将其反复地打开和关闭。带子88与瓶子4可枢转地连接，以允许带子88选择性地在不妨碍对喷管82的触及的第一位置和允许瓶塞90插入喷管82以及从其移除的第二位置之间移动。
在图示实施例中，带子88经由包含于顶盖78的相对两侧的一对不对称键槽92以及从带子88的末端向内延伸的一对匹配突起96，来与瓶子4可移除地连接。为了使带子88与顶盖78连接，突起96必须与键槽92对齐。由于键槽92和突起96的不对称性，这只可通过将带子88倒置，使得瓶塞90被置于顶盖78正下方(即，与喷管82相对)来实现。通过这样设置，突起96可插入键槽92中，从而允许带子88与顶盖78连接。为了使带子88保持连接至顶盖78(即，防止突起96从键槽92脱离)，使带子88旋转。一旦带子88旋转，突起96就变得锁定到键槽92中。因此，只有当突起96正确地取向以贴合到键槽92中时，带子88才能附接到顶盖78或从其移除，这只有在带子88旋转并设置于顶盖78正下方时才能实现。因此，当顶盖78固定到安全壳76上，安全壳76占据了顶盖78正下方的空间时，带子88无法从顶盖78移除。即，安全壳76防止带子88旋转到允许带子88与顶盖78分离的位置。
还可以想到将带子可移除地附接到顶盖的其他方式。例如，顶盖可包括细长键槽，该键槽与带子上的键可滑动地配合，由此当顶盖固定到安全壳上时，键槽的末端被安全壳阻挡，从而将键保持于槽中。这样，只有当顶盖从安全壳移除时，才能使带子与瓶子连接或从其移除。
现在参照图11a-c，示出了装置2的操作。图11a示出处于待机模式的装置与待安装在装置2中的一个瓶子4。各阀门20关闭，以使得没有水能够通过阀门20。瓶子4成一角度倾斜，以使得喷管82围绕套筒构件38设置。然后，瓶子4的底部沿着倾斜的表面28向上滑动，直到瓶子4底部中的定位槽86锁定到凸起30上。此时，瓶子4将套筒构件38向上推，以使阀门20打开，顶盖78的喷管82与套筒构件38形成密封。瓶子4现在安装于装置2中。
一旦至少一个瓶子4安装于装置2中，可将未处理的自来水100倒入贮存器18中，如图11b所示。这可通过例如将装置2置于水龙头正下方，或者以其他方式将自来水流引导至贮存器18中来实现。然后，未处理的水100流过水分配盘56中的水分配开口62，流过水处理材料54，并从处理滤筒8底部所设置的排水开口58流出。然后，处理的水102流过进水口/排气口22，流过阀门20，流过出水口/进气口26，并流入瓶子4。由于瓶子4和套筒构件38气密密封，困于瓶子中的空气104仅有的逸出路径是向上通过出水口/进气口26，通过阀门20，并从进水口/排气口22逸出。从这里，排出的空气沿着托盘构件52的底部表面52a向上并向外流动，然后沿着托盘构件52的侧面52b向上流动，直到其从装置2的顶部逸出。
现在参照图11c，一旦瓶子4充满了处理的水102，处理的水向瓶子4中的流动就自动停止。这发生在瓶子4中的水位到达套筒构件38的底部时。当充满时，瓶子4在水顶部与套筒构件38之间包含少量困住的空气104。然后，可这样移除充满的瓶子4：在瓶子4的底部向外拉，直到瓶子4从凸起30释放，从而允许随着瓶子4的底部顺着倾斜的表面28滑动，瓶子4向外枢转。此时，套筒构件38向下滑动，从而使阀门20关闭。通过使阀门20关闭，留在阀门20中的任何水被防止随着瓶子4从装置2移除而流出。然后，可立即饮用处理的水102，或者可将瓶塞90置于喷管82中以封闭瓶子4，从而处理的水102可储存和/或运输以便于稍后使用。
瓶子4、外壳组件6和处理滤筒8可由适用于饮用液体的处理、分配或容纳的任何材料构造而成。瓶子4、外壳组件6和处理滤筒8可利用重量轻的材料构造以方便装置2的便携性。合适的材料包括例如合成塑性材料，例如通常用于液体容器的热塑性聚合材料。合适的热塑性聚合材料可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯、聚丙烯等。在一个具体实施例中，热塑性聚合材料可为透明的，且具有足够的强度以经受消毒而能够重复使用。还可以使用其他合适的材料，例如热固性塑性，复合材料，金属以及它们的组合。在瓶子4、外壳组件6和/或处理滤筒8的构造中还可使用玻璃和玻璃状材料、陶瓷材料、金属和金属合金。
本领域的普通技术人员可以理解的是，在不偏离本发明概念的情况下可以对上述本发明进行各种变化和修改。因此，本发明的范围不应限于本专利申请中所述的结构，而只应受权利要求书的文字所述的结构及其等同结构的限制。

Claims (7)

1.一种水处理装置，用于用处理的自来水填充至少一个瓶子，所述装置包括：
(a)具有水处理贮存器的外壳单元，其中所述外壳单元包括支架，并且所述支架包括基座部分以及从所述基座部分延伸至所述外壳单元的底部的支撑部分；和
(b)与所述贮存器流体连通设置的至少一个阀门，所述阀门具有在所述外壳单元的底壁中限定孔口的进水口/排气口以及与所述进水口/排气口相对设置的出水口/进气口，由此当所述阀门被致动至其打开状态时，水能够流过所述阀门进入所述瓶子中，并且所述瓶子中存有的空气能够通过所述阀门进入周围环境中，并且当所述阀门处于其关闭状态时，空气和水无法通过所述阀门；
其中所述瓶子被构造为，在所述瓶子的顶部接合所述阀门并且所述瓶子的底部接合所述支架的所述基座部分时，将所述阀门致动至其打开状态，并且其中所述基座部分包括在所述支撑部分的方向上向上成角度的倾斜表面，由此当使所述瓶子的顶部与阀门接触，并且沿着所述倾斜表面向上推动所述瓶子的底部时，所述瓶子的顶部用于将所述阀门从其关闭状态致动至其打开状态，从而允许处理的水流入所述瓶子中，并允许所述瓶子中存有的空气被释放。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述倾斜表面包括凸起，所述凸起被设置用于将瓶子保持在所述基座部分与被致动至其打开状态的对应阀门之间的安装位置。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述阀门包括：
(a)从所述外壳单元向下延伸的阀门构件，所述阀门构件包括密封部分；
(b)围绕所述阀门构件设置并且能够移动以接合所述阀门构件的套筒构件，所述套筒构件包含流动通道；和
(c)偏置构件，设置用于推动所述套筒构件使其与所述阀门构件接触。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述阀门构件相对于所述外壳单元保持在大致固定的位置，并且所述套筒构件围绕所述阀门构件以可滑动方式设置。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述套筒构件包括与所述偏置构件相对的包含所述出水口/进气口的第一末端，并且其中所述套筒构件包括从所述出水口/进气口朝着所述外壳单元延伸的外密封表面，并且其中所述阀门构件的所述密封部分被设置为选择性地关闭所述出水口/进气口。
6.根据权利要求1所述的装置，还包括以可移除的方式设置在所述贮存器内的可替换处理滤筒。
7.根据权利要求1所述的装置，还包括：
以可移除的方式与所述外壳单元连接的至少一个瓶子。
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