CN106659956A - 水过滤筒和歧管头密封件 - Google Patents

水过滤筒和歧管头密封件 Download PDF

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Abstract

水过滤筒具有盖,该盖在第一大致圆筒形部分和第二大致圆筒形部分上具有径向取向的第一和第二(入口或出口)流动沟道。第一密封件和第二密封件环绕第一部分上的第一流动沟道,并且第三密封件和第四密封件环绕第二部分上的第二流动沟道。第二密封件和第三密封件在使用期间形成空隙体积,该空隙体积可以通过通风路径被访问,以消除水分或测试或指示泄漏。径向流动路径减小了过滤筒上的轴向推出力,并允许使用更小的锁定突片。第一密封件在使用期间形成顶部空隙体积,该空隙体积可以通过通风路径被访问,以消除水分或测试或指示泄漏。

Description

水过滤筒和歧管头密封件
相关申请的交叉引用
依据35U.S.C.§119(e)的规定,本申请要求2014年4月23日提交的临时专利申请No.61/983,392和2014年7月2日提交的临时专利申请No.62/020,218的优先权,上述申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
背景技术
本发明总体上涉及在家庭和商业水过滤系统中使用并且可选地在商业应用中使用的水过滤筒。现有的过滤系统具有歧管头,歧管头具有:歧管头入口端口,其连接到水源;以及歧管头出口端口,其连接到用于已过滤水的分配器,例如家用冰箱或使用已过滤水的诸如咖啡机等装置。歧管头通常具有大致圆筒形的杯形内部,并且通常具有形成台阶构造的单个均一直径或两个不同直径。可移除的过滤筒具有滤筒头,滤筒头通常轴向插入到歧管头中,使得滤筒头或滤筒壳体上的凸耳或卡口凸缘穿过歧管头中的对应狭槽。然后旋转滤筒,使得凸耳或卡口凸缘接合歧管头上的倾斜锁定表面,以朝向歧管头轴向地推动滤筒和滤筒头,从而接合位于歧管头和滤筒头之间的流体密封件,并且将歧管头入口端口与滤筒头入口对准,以及将滤筒头出口与歧管头出口端口对准,使得水可以流过滤筒内的过滤器。在过滤器耗尽之后,沿相反方向旋转滤筒头以移除滤筒,并且允许新的过滤筒插入到歧管头中。
在歧管头和滤筒头之间使用两个或三个O形环密封件,以将通向过滤筒的入口流动路径和流出的过滤筒出口流动路径分开。密封件中的一个允许水在与过滤筒的纵轴线垂直的平面中在歧管头的内端与滤筒头的相邻端部之间流动,或者密封件允许水在歧管头上的环形表面与滤筒头上的相邻环形表面之间流动,这些环形表面围绕过滤筒的纵轴线。在与过滤筒的纵轴线垂直的或相对于过滤筒的纵轴线倾斜的这些相邻且相对的歧管头和滤筒表面上的水压对滤筒施加与表面积和水压成比例的轴向力。该轴向力将滤筒推出歧管头,并且受到与歧管头上的锁定表面接合的滤筒凸耳抵抗。
滤筒头或滤筒上的凸耳和歧管头上的配合锁定表面较大,以便保持滤筒与歧管头牢固地接合。市政水源的管线压力通常为约40-60psi,并且歧管头和/或滤筒头构造成使得水施加将滤筒头和滤筒推离歧管头的轴向压力。过滤筒和滤筒头的直径越大,将过滤筒推离歧管头的轴向力越大,并且必须由凸耳和锁定表面限制的轴向力也越大。由于过滤筒是一次性的,因此滤筒头由塑料模制而成,从而需要凸耳在过滤筒的轴向上的厚度为约1/4至3/8英寸,以便将滤筒固定在歧管头中的位置,其中,每个凸耳围绕滤筒的滤筒头的圆周延伸约一英寸以上,并且歧管头的锁定表面具有类似的厚度和周向长度。这些较大的凸耳和锁定表面需要大量的模制和大量的材料。因此,需要一种能够减小相配合的凸耳和锁定表面的尺寸的改进型接合机构。
凸耳和锁定表面在轴向上较厚,以适应增加的力,并且由于歧管头和滤筒的长度受到限制,结果是配合头部的尺寸和长度较大,并且凸耳的厚度较大,以便适应来自管线水压的增加的轴向力(其趋于将过滤筒从配合头部中推出)。此外,不仅必须使过滤筒上的凸耳较大以适应来自管线压力的轴向力,而且头部上的配合表面也必须较大以适应该力并容纳更大的过滤器凸耳。基本上,过滤筒上的凸耳和歧管头上的配合凸耳或锁定表面必须在尺寸上类似,以便它们一起工作。因此,需要能够更好地适应水源的管线压力的滤筒连接和保持机构。
另外,穿过滤筒的流量也增大了趋于从歧管头或头部顶出过滤器的潜在轴向力。以往,3/4'开口被认为是大的,而直径为约1"的现有开口在某些情况下可以被认为是最小的,并且过滤筒中的直径为11/2"和2"的流动开口变得更加普遍。随着流量增大,潜在的轴向顶出力也增加。因此,需要一种不需要这么大的轴向长度的水过滤筒连接和保持机构。因此,需要一种这样的水过滤筒:其能够更好地适应增大的流量,从而潜在得到趋于将过滤器从歧管头顶出的增加的力。
受到凸耳抵抗的轴向力最终将可用过滤器的直径限制为约5英寸的直径。因此,需要一种将可更换的过滤筒可移除地连接到歧管头的方式,以便更有效地适应由水源的管线压力产生的力。
当凸耳和锁定表面在轴向和周向上变长时,需要更大的力使过滤筒围绕滤筒的纵轴线旋转,以在周向上接合凸耳和锁定表面,并且沿轴向将滤筒移动到歧管头内的位置。这种增加的旋转扭矩对于臂力较弱的那些人员而言是困难的,特别是当滤筒位置可能难以接近时。因此,需要一种改进的方式来使可移除的过滤筒与歧管头可释放地接合。
当水压最初施加到插入的滤筒上时,滤筒与歧管头之间的O形环密封件在它们就位和密封之前将稍微移动,并且通常允许少量的水经过密封件而泄漏。管线压力的快速变化可能导致密封件的类似运动和水经过密封件并进入死角的轻微泄漏或渗漏。如果O形环形成两个不同流动路径的一部分,使得不相等的压力施加在不同的O形环上,则压力尖峰变得更加成问题。结果是:少量的未过滤水可以完全绕过过滤器元件,并且允许未过滤水进入已过滤水侧,从而污染过滤器。非常低的压力或无压力的应用也可能导致O形环密封件未充分就位,而不能防止少量的水经过密封件。结果是:细菌和其他不期望的生长物可以形成并最终绕过密封件,从而从已过滤水侧流到未过滤侧,或者从未过滤侧流到已过滤侧。对于许多应用而言,这种绕过和实际或潜在的污染是不期望的,但是是可容忍的。对于一些应用而言,这种绕过和实际或潜在污染是不可接受的,如在药物或生物应用中,已过滤水的污染可能引起污染或质量控制问题,并且在这种情况下,可以使用诸如粘合剂等固体密封件,以避免哪怕是较小的泄漏。需要避免由于压力尖峰或没有压力或如此低的压力而发生的这些小泄漏,以便适当地安置密封件。
此外,现有的污染测试技术允许识别低至兆分率级的化学污染。因此,即使非常少量的水绕过O形环从滤筒的未过滤侧流到已过滤侧也可以显示出来。虽然当在稳定流动条件下进行操作时,水过滤筒可能通过特定的污染测试,但当水压在入口与出口之间急剧上升和下降时,特别是在膜或其他过滤介质的两侧具有高压降时,相同的过滤筒可能不能通过相同的测试。因此,在水过滤筒的入口流动路径与出口流动路径之间需要一种改进的密封件。
水过滤筒安装好之后,用户认为滤筒不会泄漏。不幸的是,有时滤筒未被正确安装或由于其它原因在制造期间内部未被正确地密封,并且滤筒确实泄漏和/或过滤介质被绕过。如果泄漏容易识别,则可以在安装时进行检查。不幸的是,大多数过滤筒不能被容易地检查,以确定滤筒是否泄漏。一个例外是美国专利No.8,216,463,其提供了允许泄漏检查的密封件。但是该泄漏检测不适用于所有应用。因此,需要一种改进的方法和装置来指示可移除的过滤筒是否泄漏和/或被绕过,特别是在安装时,使得如果需要,可以容易地检查、重新安装或更换滤筒。
发明内容
歧管头具有筒形阀,过滤器盖插入到筒形阀中,过滤器盖构造为放置在过滤筒的端部上,过滤筒具有带过滤器元件的壳体和内部通道,该内部通道构造为传送来自穿过歧管头和过滤器盖的入口通道的未过滤流体并使未过滤流体穿过过滤器元件,并且在与穿过筒形阀和歧管头的出口通道流体连通的出口处向过滤器盖提供已过滤流体。歧管头、筒形阀和过滤器盖具有优选地沿着滤筒的长度延伸的相同的纵轴线。歧管头与过滤器盖之间的接合被构造为使得穿过歧管头、筒形阀和过滤器盖的入口流动路径和出口流动路径处于径向平面中。过滤器盖可移除地插入到筒形阀中,并且在过滤使用期间,筒形阀与过滤器盖之间的流体路径进一步容纳在大致圆筒形的环形空间中,该环形空间环绕过滤筒的纵轴线,每个环形空间的每个端部上具有不同的密封件。因此,第一径向平面中的进入或离开过滤器盖的第一流动路径由环绕纵轴线且具有第一直径的第一密封件和第二密封件限定,并且第二径向平面中的第二径向流动路径由环绕纵轴线且具有第二直径的第三密封件和第四密封件限定。第一流动路径和第二流动路径沿着纵轴线的长度沿轴向偏置。第一密封件和第二密封件具有第一直径,第三密封件和第四密封件具有第二直径,并且第一直径和第二直径可以相同或不同。第一流动路径可以形成入口或出口,第二流动路径相应地形成出口或入口。密封件被保持在凹槽中并且优选地为O形环密封件。所得到的密封构造可以避免产生将滤筒推离歧管头的轴向力。
以另一种可选方式进行描述,在与纵轴线的垂直的第一平面中取向的第一流动路径位于设置在该第一平面的相对两端的第一密封件与第二密封件之间,其中,第一密封件和第二密封件具有相同的第一直径。在与纵轴线的垂直的第二平面中取向的第二流体流动路径位于设置在该第二平面的相对两端的第三密封件与第四密封件之间,其中,第三密封件和第四密封件具有相同的第二直径。第一密封件直径和第二密封件直径可以相同或不同。第一密封件和第二密封件具有施加在它们上的相反且相等的轴向力,第三密封件和第四密封件也是如此。但是在每对密封件上的相反的力导致净零轴向力。位于两个相对的密封件之间的径向流避免了使水压施加将滤筒推离歧管头的不平衡的轴向力。
利用需要很小接合力的保持机构可以将其上放置有过滤器盖的过滤筒保持在适当位置,其中,弹簧棘爪和可移除的卡扣配合件被认为是合适的。倾斜的凸耳和锁定表面可以用于提供机械优点,以在与歧管头接合的端部处接合密封件,但是与先前用于现有技术的相应的过滤器尺寸和水压的形状相比,凸耳和锁定表面可以基本上在轴向更薄且在周向上更短。较小的轴向厚度允许使用较长的过滤器。较小的周向长度允许滤筒被更容易地接合,并允许大直径滤筒与歧管头手动接合。消除了从歧管头顶出滤筒的力允许使用更大直径的滤筒和/或流动端口。
通过使用环绕纵轴线的两个密封件来限定单个流动路径,每个密封件上的压力大致相同但方向相反,并且有助于减少少量水经过密封件的渗漏。此外,因为密封布置和流动布置减小了过滤器和过滤器喷嘴上的轴向力,所以可以在使用之前对每个过滤筒进行泄漏测试。过滤筒可以插入到测试歧管头中,并且可以引入加压气体(例如,空气)来代替水。可以通过记录压力损失或测量维持所需压力所需的流量来监测气体的泄漏率。压力传感器或流量传感器可以与穿过配合部件延伸到限定流动路径的密封件对之间的空隙体积的通风通道连接使用,以便监测进入到空隙体积中的泄漏。在测试完成后,可以释放气体压力,并测试另一部件。用空气或其它气体对过滤筒进行快速加压和减压的能力允许快速且相对廉价的测试。包含碳的现有过滤器不能以这种方式测试,因为碳将在压力下吸收气体,然后缓慢释放气体,并且气体吸收和释放不利于使用快速加压来测试泄漏。空气或其它气体的使用避免了过滤筒中的残留水,并大大降低了细菌生长的风险。使用通向空隙体积的通风通道允许在使用前测试密封件的所有区域。另外,对于在管状喷嘴的外侧上具有两个间隔开的喷嘴密封件的过滤筒(其中,在两个密封件之间形成的体积可以通向歧管头和过滤器盖外部的位置)而言,特别需要密封件测试能力,因此允许气体测试两个间隔开的喷嘴密封件的密封有效性。由于超过1%的过滤筒可能被返回,因为消费者通常报告喷嘴密封件泄漏(其中,消费者因过滤介质的旁路而报告味道差或过滤器泄漏),所以特别需要在装运之前测试密封性能的能力。通过访问各种空隙体积以对整个过滤筒及其密封件进行压力测试的能力允许使用气体或液体(但优选地使用诸如空气等气体)来测试整个流体滤筒的泄漏。
此外,通过向空隙区域提供通风通道,不仅可以测试过滤筒本身是否密封,而且还可以测试内部过滤介质是否密封,以确保不存在内部过滤介质的旁路。除非执行过滤器的破坏性测试,否则不可能在其他现有过滤器构造中对该情况进行测试。
更具体地,提供了一种与具有流动入口和流动出口的过滤器装置歧管头一起使用的过滤筒。过滤筒具有位于壳体中的过滤元件,过滤元件与过滤器入口和过滤器出口流体连通,使得来自流动入口的液体穿过过滤器入口和过滤器,并离开流体出口。过滤筒包括过滤器盖,过滤器盖具有第一大致圆筒形部分,第一大致圆筒形部分具有朝向过滤筒的纵轴线径向向内延伸并形成过滤筒的入口和出口中的一者的第一流体通道。过滤器盖具有第二大致圆筒形部分,第二大致圆筒形部分具有朝向纵轴线向内径向延伸并形成过滤筒的入口和出口中的另一者的第二流体通道。过滤器盖在一侧端部可以具有封闭顶部,第一大致圆筒形部分比第二大致圆筒形部分更靠近封闭顶部。过滤器盖可以具有第一内部空腔,第一内部空腔部分地由第一大致圆筒形内壁形成,与第一流体通道流体连通,并且沿着纵轴线延伸。过滤器盖可以具有第二内部空腔,第二内部空腔与第二流体通道流体连通,部分地由第二大致圆筒形内壁形成,并且沿着纵轴线延伸。
过滤器盖还包括第一密封部件和第二密封部件,第一密封部件和第二密封部件分别在第一流体通道的相对的顶侧和底侧上环绕第一大致圆筒形部分。第三密封部件和第四密封部件分别在第二流体通道的相对的顶侧和底侧上环绕第二大致圆筒形部分,第二密封部件和第三密封部件分开中间距离。安装凸缘优选地连接至过滤筒,安装凸缘具有向外延伸的安装突片,安装突片构造为将过滤筒可释放地连接至适配器和歧管头中的一者。
在进一步的变型中,上述滤筒可以具有直径大于第一大致圆筒形部分的第二大致圆筒形部分,并且第一大致圆筒形内壁的直径小于第二大致圆筒形内壁的直径。可选地,在第一大致圆筒形部分中可以形成有第一沟道,第一沟道环绕第一大致圆筒形部分的至少显著部分,位于第一密封件与第二密封件之间,并且与第一流体通道流体连通。第一沟道可以在过滤器盖的相对端部处具有向外延伸的连接凸缘,并且盖可以具有在第二大致圆筒形部分中形成的第二沟道,第二沟道环绕第二大致圆筒形部分的至少显著部分,位于第一密封件与第二密封件之间,并且与第二流体通道流体连通。
过滤筒有利地具有进入和离开滤筒和过滤器盖的径向流动通道,使得安装突片可以比正常情况薄,当安装突片由塑料制成并且对于约2英寸至4英寸的滤筒直径而言具有小于1英寸的周向宽度时,厚度小于约1/8英寸被认识是合适的。
还有利地提供了一种测试具有过滤器盖的水过滤筒的方法。该方法包括用测试气体对水过滤器盖的入口与出口之间的空隙体积进行加压的步骤。空隙体积位于两个相邻且同轴的密封部件之间,至少一个密封部件限定穿过水过滤筒的过滤器盖的流动路径的一部分。每个密封部件环绕过滤器盖的纵轴线。该方法还包括:在过滤器盖的一部分与邻接这两个密封部件的壁部之间提供液密密封,以产生空隙体积;以及检查测试气体是否泄漏经过这两个相邻且同轴的密封部件。
在进一步的变型中,检查步骤包括监测空隙体积的压力或监测流动路径。检查步骤可以包括监测流动路径是否存在测试气体。至少两个密封部件中的每一者优选地限定穿过过滤筒的流动路径的一部分。这两个密封部件可以具有不同的直径,并且过滤器盖的各部分具有不同的直径。
两个相邻且同轴的密封部件可以包括第二密封部件和第三密封部件,并且过滤器盖还可以包括第一密封部件和第四密封部件,第一密封部件轴向地位于第二密封部件上方并与第二密封部件同轴,而第四密封部件轴向地位于第三密封部件下方并与第三密封部件同轴。第一密封部件和第二密封部件优选地均环绕过滤器盖的与过滤器盖的顶部相邻的一部分,并且进一步环绕过滤器的第一水流动路径的相对两侧。第三密封部件和第四密封部件均可以环绕过滤器的第二水流动路径的相对两侧。第一密封部件可以形成顶部过滤器盖空隙体积,顶部过滤器盖空隙体积的下端由第一密封部件界定,第一密封部件与壁部形成密封,这限定了位于第一密封部件上方的空腔,并且在测试期间过滤器盖的顶部延伸到该空腔中。第二密封部件和第三密封部件可以在过滤器盖和壁部之间形成中间过滤器盖空隙体积。第四密封部件可以形成定位在过滤器盖的底部与壁部的一部分之间的底部过滤器盖空隙体积的一部分。在该变型中,该方法还包括如下步骤:用测试气体对至少一个空隙体积进行加压;以及检查测试气体是否泄漏经过限定正被加压的至少一个空隙体积的两个密封部件。
检查步骤可以包括监测正被加压的空隙体积的压力或监测提供至正被加压的空隙体积的测试气体的流量。第一密封部件和第二密封部件优选地具有第一直径,第三密封部件和第四密封部件具有第二直径,第一直径小于第二直径。该方法还可以包括用测试气体对多个空隙体积进行加压,并且检查测试气体是否泄漏经过限定正被加压的多个空隙体积的两个密封部件。检查步骤可以包括监测正被加压的空隙体积的压力。
还有利地提供了一种组件,该组件至少包括用于器具用的水过滤筒的歧管和筒形阀,其中,组件具有纵轴线。组件包括歧管,歧管包括若干部件,其中的第一部件是歧管头,歧管头具有歧管壁部,歧管壁部限定以纵轴线为中心的第一大致圆筒形歧管内表面,第一歧管流体通道穿过歧管壁部并通到第一歧管内表面。歧管头具有以纵轴线为中心的第二大致圆筒形歧管内表面,第二歧管流体通道穿过歧管壁部并通到第二歧管内表面。第二歧管流体通道沿着纵轴线与第一流体通道间隔开距离“d”。歧管还包括中间歧管通风通道,中间歧管通风通道延伸穿过歧管壁部并通到第一歧管内表面或第二歧管内表面中的一者。
组件还包括具有筒形阀壁部的筒形阀,筒形阀壁部形成第一筒形阀壁部分,第一筒形阀壁部分具有尺寸设置成装配在第一歧管内表面内的第一大致圆筒形筒形阀外表面。筒形阀壁部还形成第二筒形阀壁部分,第二筒形阀壁部分具有尺寸设置成装配在第二歧管内表面内的第二大致圆筒形筒形阀外表面。第一筒形阀壁部分具有延伸穿过第一筒形阀壁部分的第一筒形阀流体通道。第二筒形阀壁部分具有延伸穿过第二筒形阀壁部分的第二筒形阀流体通道,第二筒形阀流体通道位于第一筒形阀流体通道下方并且沿着纵轴线与第一筒形阀流体通道间隔开一段距离。第一筒形阀流体通道和第二筒形阀流体通道具有第一位置和围绕纵轴线旋转的第二位置,在第一位置,第一筒形阀流体通道和第二筒形阀流体通道不与第一歧管流体通道和第二歧管流体通道的任何部分重叠和流体连通,在第二位置,第一筒形阀流体通道和第二筒形阀流体通道与第一歧管流体通道和第二歧管流体通道流体连通。筒形阀还具有延伸穿过第一筒形阀流体通道与第二筒形阀流体通道之间的筒形阀壁部的中间筒形阀通风通道。中间筒形阀通风通道具有不与中间歧管通风通道重叠的第一位置以及与中间歧管通风通道流体连通的第二位置。
组件还优选地包括顶部筒形阀密封件,顶部筒形阀密封件环绕筒形阀和纵轴线,介于第一歧管内表面与第一筒形阀外表面之间,并且位于第一歧管流体通道上方和第一筒形阀流体通道上方。第一中间筒形阀密封件环绕筒形阀和纵轴线,介于第一歧管内表面与第一筒形阀外表面之间,并且位于第一歧管流体通道下方。第二第一中间筒形阀密封件环绕筒形阀和纵轴线,介于第二歧管内表面与第二筒形阀外表面之间,并且位于第一中间筒形阀密封件下方、第二歧管流体通道上方和第二筒形阀流体通道上方。第一中间筒形阀密封件和第二中间筒形阀密封件限定中间筒形阀空隙体积,中间筒形阀空隙体积位于第一中间筒形阀密封件与第二中间筒形阀密封件之间,以及位于筒形阀和歧管的与第一中间筒形阀密封件和第二中间筒形阀密封件抵接的表面之间。当筒形阀处于至少第一位置时,中间筒形阀通风通道通到中间筒形阀空隙体积。
组件还优选地包括第一下部筒形阀密封件,第一下部筒形阀密封件环绕筒形阀和纵轴线,介于第二歧管内表面与第二筒形阀外表面之间,并且位于第二歧管流体通道下方和第二筒形阀流体通道下方。顶部流体通道密封件介于第一歧管内表面与第一筒形阀外表面之间,当筒形阀处于至少第二位置时,顶部流体通道密封件环绕第一筒形阀流体通道。组件还优选地包括底部流体通道密封件,底部流体通道密封件介于第一歧管内表面与第一筒形阀外表面之间,当筒形阀处于至少第二位置时,底部流体通道密封件环绕第二筒形阀流体通道。
在进一步的变型中,上述组件的第一歧管内表面的直径小于第二歧管内表面的直径,并且第一筒形阀外部部分的直径小于第二筒形阀外部部分的直径。此外,组件还可以包括第一流体通道密封件,第一流体通道密封件介于第一歧管内表面与第一筒形阀外表面之间,当筒形阀处于至少第二位置时,第一流体通道密封件环绕第一筒形阀流体通道。组件还可以可选地包括第二流体通道密封件,第二流体通道密封件介于第二歧管内表面与第二筒形阀外表面之间,当筒形阀处于至少第二位置时,第二流体通道密封件环绕第二筒形阀流体通道。中间通风流体通道密封件可以介于第一歧管内表面和第二歧管内表面中的一者与第一筒形阀外表面和第二筒形阀外表面中的一者之间,并且当筒形阀处于至少第二位置时,中间通风流体通道密封件环绕中间筒形阀通风通道。
在进一步的变型中,组件可以包括中间流体通道密封件,中间流体通道密封件介于第一歧管内表面和第二歧管内表面中的一者与第一筒形阀外表面和第二筒形阀外表面中的一者之间,并且当筒形阀处于至少第二位置时,中间流体通道密封件环绕中间筒形阀通风通道。第一歧管流体通道和第二歧管流体通道优选地位于与纵轴线垂直的第一平面中,并且第一筒形阀流体通道和第二筒形阀流体通道位于与纵轴线垂直的第二平面中。当筒形阀处于第二位置时,中间歧管通道和中间筒形阀通风通道优选地沿着径向轴线对准。
组件还可以包括歧管基座,歧管基座具有过滤器开口,过滤器开口的尺寸设置成接纳过滤筒的过滤器盖,歧管基座具有边沿部,边沿部在歧管基座的上表面上围绕过滤器开口延伸,至少一个突片开口从过滤器开口向外延伸。筒形阀有利地位于歧管基座与歧管头之间,歧管基座和歧管头构造为限制筒形阀,使得在筒形阀的使用期间筒形阀仅围绕纵轴线旋转。
顶部筒形阀密封件有利地在均被顶部筒形阀密封件围住的筒形阀的顶部的相邻部分与歧管的内表面之间形成顶部筒形阀空隙体积。另外,组件还可以包括顶部歧管通风通道,顶部歧管通风通道延伸穿过歧管的壁部并与顶部筒形阀空隙体积流体连通。另外,组件还可以包括顶部筒形阀通风通道,顶部筒形阀通风通道延伸穿过筒形阀的顶部并与顶部空隙体积流体连通。
此外,该上述组件可以包括第二下部筒形阀密封件,第二下部筒形阀密封件环绕筒形阀的第二部分和纵轴线,介于第二歧管内表面与第二筒形阀外部部分之间,并且位于第一下部筒形阀密封件下方。第一下部筒形阀密封件和第二下部筒形阀密封件可以限定下部筒形阀空隙体积,下部筒形阀空隙体积位于这些密封件之间,以及位于筒形阀和歧管的与第一下部筒形阀密封件和第二下部筒形阀密封件抵接的表面之间。底部歧管通风通道可以延伸穿过第二歧管部分,并设置成与下部筒形阀空隙体积流体连通。底部筒形阀通风通道可以延伸穿过筒形阀的第二部分,并设置成与下部筒形阀空隙体积流体连通。
第一筒形阀部分优选地具有大致圆筒形的第一筒形阀内表面,并且第二筒形阀部分优选地具有大致圆筒形的第二筒形阀内表面,第二筒形阀内表面与第一筒形阀内表面和纵轴线同轴。在该情况下,组件可以包括水过滤筒,水过滤筒具有沿着纵轴线定位的过滤器盖,过滤筒中具有水过滤器。过滤器盖可以包括第一过滤器盖部分和第二过滤器盖部分。第一过滤器盖部分可以具有延伸穿过第一过滤器盖部分到达第一大致圆筒形过滤器盖空腔的第一过滤器盖流体通道。第一过滤器盖部分构造为装配在第一筒形阀内表面内,并且在使用期间与第一筒形阀流体通道流对准。第一流体通道优选地位于径向平面中。第二过滤器盖部分具有延伸穿过第二过滤器盖部分到达第二大致圆筒形过滤器盖空腔的第二过滤器盖流体通道。第二过滤器盖部分位于第一过滤器盖部分下方且构造为装配在第二筒形阀内表面内。第二过滤器盖流体通道同样优选地位于径向平面中。
过滤器盖具有第一中间过滤器盖密封件,第一中间过滤器盖密封件环绕过滤器盖的第一部分和纵轴线,介于过滤器盖的第一部分与筒形阀的第一内表面之间,并且位于第一过滤器盖流体通道上方。过滤器盖具有第二中间过滤器盖密封件,第二中间过滤器盖密封件环绕过滤器盖和纵轴线,介于过滤器盖与第一筒形阀内表面和第二筒形阀内表面中的一者之间。第二中间过滤器盖密封件位于第一中间过滤器盖密封件下方和第二过滤器盖流体通道上方。第一中间过滤器盖密封件和第二中间过滤器盖密封件限定中间过滤器盖空隙体积,中间过滤器盖空隙体积位于这些密封件之间,以及位于过滤器盖和筒形阀的与第一中间过滤器盖密封件和第二中间过滤器盖密封件抵接的表面之间。当筒形阀处于第二位置时,中间过滤器盖空隙体积与延伸穿过筒形阀的中间筒形阀通风通道和延伸穿过歧管壁部的中间歧管通风通道流体连通。过滤器盖还优选地包括第一下部过滤器盖密封件,第一下部过滤器盖密封件环绕过滤器盖的第二部分,并且位于第二过滤器盖流体通道下方。
在进一步的变型中,具有过滤器盖的组件还优选地包括顶部过滤器盖密封件,顶部过滤器盖密封件环绕过滤器盖的第一部分,并且位于顶部过滤器盖流体通道上方。底部过滤器盖密封件环绕过滤器盖的第二部分,并且位于第二过滤器盖流体通道下方。过滤器盖组件可以具有顶部过滤器盖密封件,顶部过滤器盖密封件形成顶部过滤器盖空隙体积,顶部过滤器盖空隙体积由顶部过滤器盖密封件以及过滤器盖和筒形阀的与顶部过滤器盖密封件抵接的相向表面限定。筒形阀顶部通风通道可以延伸穿过筒形阀的顶部并与顶部过滤器盖空隙体积流体连通。顶部筒形阀密封件可以在均被顶部筒形阀密封件围住的筒形阀的顶部的相邻部分与歧管的内表面之间形成顶部筒形阀空隙体积。顶部筒形阀空隙体积与筒形阀顶部通风通道流体连通。顶部歧管通风通道可以延伸穿过歧管的壁部并与顶部筒形阀空隙体积流体连通。
具有过滤器盖的组件还可以包括第二下部过滤器盖密封件,第二下部过滤器盖密封件环绕过滤器盖的第二部分,位于第一下部过滤器盖密封件下方,并且限定下部过滤器盖空隙体积,下部过滤器盖空隙体积位于第一下部过滤器盖密封件与第二下部过滤器盖密封件之间,以及位于过滤器盖和筒形阀的与第一下部过滤器盖密封件和第二下部过滤器盖密封件抵接的相向表面之间。第二下部筒形阀密封件可以环绕筒形阀的第二部分和纵轴线,介于第二歧管内表面与第二筒形阀外部部分之间,并且位于第一下部筒形阀密封件下方。第一下部筒形阀密封件和第二下部筒形阀密封件限定下部筒形阀空隙体积,下部筒形阀空隙体积位于这些密封件之间,以及位于筒形阀和歧管的与第一下部筒形阀密封件和第二下部筒形阀密封件抵接的表面之间。底部歧管通风通道可以延伸穿过第二歧管部分,并设置成与下部筒形阀空隙体积流体连通。下部筒形阀通风通道可以延伸穿过第二筒形阀部分,并且当筒形阀处于第二位置时,下部筒形阀通风通道设置成与下部过滤器盖空隙体积和下部筒形阀空隙体积流体连通。
具有过滤器盖的组件优选地具有底部歧管通风通道和筒形阀通风通道,当筒形阀处于第二位置时,底部歧管通风通道和筒形阀通风通道径向对准。第一歧管内表面的直径优选地小于第二歧管内表面的直径,筒形阀的第一部分具有比筒形阀的第二部分的内径小的第一内径,并且过滤器盖的第一部分的直径小于过滤器盖的第二部分的直径。
附图说明
根据以下讨论和附图,本发明的这些和其它特征和优点将变得更加明显,其中在所有附图中相似的标记表示相似的部分,并且其中:
图1是与筒形阀和过滤器盖配合的歧管头的剖视图;
图2a是与过滤筒配合的图1的过滤器盖的剖视图;
图2b是具有过滤器的图2a的过滤器盖的剖视图;
图3a是移除了密封部件的图1的变型筒形阀的透视图;
图3b是移除了密封部件的图2的变型过滤器盖的透视图;
图4是三个图1的歧管头的组件的透视图,其中,歧管头串联连接;
图5是三个图1的歧管头的组件的透视图,其中,歧管头并联连接。
图6是与图3a的筒形阀和图3b的过滤器盖配合的歧管头的剖视图,位于环绕入口配件和出口配件的密封件之间的通风管延伸到筒形阀;
图7是与图3a的筒形阀和图3b的过滤器盖配合的歧管头的剖视图,位于环绕入口配件和出口配件的密封件之间的通风管延伸到过滤筒喷嘴,其中,各区段旋转,使得通风口与第一配件和第二配件对准;
图8是具有三个歧管头的歧管基座和头部中的部分筒形阀的透视剖视图;
图9是歧管基座和过滤器盖的透视剖视图;
图10a是移除了歧管头的图9的俯视局部剖视图,并且示出了旋转到关闭的无流动位置的筒形阀;
图10b是图9的俯视局部剖视图,示出了旋转到打开流动位置的筒形阀;
图10c是图10b的顶部透视图,其中,阀门头部处于打开位置,而相关联的管道和歧管头的一部分原封不动;
图11是沿图13a的截面11-11截取的剖视图,示出了旋转到完全打开流动位置的筒形阀和过滤器盖;
图12是沿图13b的截面12-12截取的剖视图,示出了旋转到完全打开流动位置的筒形阀和过滤器盖;
图13a是歧管基座的俯视局部剖视图,其中,三个歧管头处于打开流动位置,并且两个歧管的盖已被移除,以示出在这两个歧管头上的锁定凸耳,并且示出在顶部歧管头上的对准通道;
图13b是图13a的歧管基座的仰视图,示出了过滤筒的底部;
图14是示出了如图7所示那样的歧管和过滤器盖但省略了筒形阀的实施例,但该实施例还具有通向密封件之间的空隙体积的通风通道;
图15是用于测试水过滤配件的部件的测试序列的示意图;
图16是用于测试水过滤配件的部件的测试布置的示意图;
图17是用于测试水过滤配件的部件的另一测试布置的示意图;
图18是用于测试水过滤配件的部件的另一测试布置的示意图;
图19是具有侧向连接而不是轴向连接的过滤器盖的透视图,其中,在过滤器盖上没有密封环;
图20是图19的过滤筒和过滤器盖的剖视图;
图21是图19的过滤器盖的剖视图;
图22是并联连接的几个过滤器和歧管头的上方透视图;
图23是图22的过滤器和歧管在移除了过滤器之后的上方局部透视图;
图24是沿截面24-24截取的图23的过滤器盖的剖视图;
图25是沿图24的截面25-25截取的局部剖视图;
图26是沿图24的截面26-26截取的局部剖视图;以及
图27是沿轴线14'截取的图23的歧管的剖视图。
具体实施方式
参考图1-图3、图6-图7和图11-图12,过滤器歧管头10与歧管基座11连接。歧管头10具有侧壁12(图11-图12),侧壁12围绕纵轴线14并连接到端壁16,以封闭歧管头的一侧端部,并且形成具有与端壁16相对的开口的中空内部。侧壁12可以具有第一大致筒状部分18,第一大致筒状部分18与端壁16相邻,并具有第一内径MID1(歧管内径1)。侧壁12可以具有第二部分20,第二部分20邻接第一部分并且更靠近歧管头的开口端,其中,第二部分20具有第二内径MID2(歧管内径2)。有利地,MID2大于MID1,并且端壁16与纵轴线14垂直。有利地,向外延伸的安装凸缘22围绕歧管头10的至少一部分,并且优选地围绕歧管头10的整个开口端。安装凸缘22有利地具有裙部或侧壁或凸缘24,侧壁24在远离端壁16的方向上平行于轴线14悬垂。侧壁24可以具有内径MID3(歧管内径3)。有利地,直径MID3大于直径MID2。歧管侧壁12和侧壁部分18、20、24围绕纵轴线14并且以纵轴线14为中心。
如本文所使用的,相对术语内部和外部、向内和向外分别指的是朝向和远离纵轴线14的相对方向或相对于该轴线的位置。相对术语上和下、上方和下方、顶部和底部指的是当处于如图1所示的竖直位置时沿着纵轴线14的方向或相对于这些轴向方向的位置。
第一歧管流动通道28延伸穿过第一歧管头侧壁12并且延伸穿过第一配件30,第一配件30从第一侧壁向外延伸。第二歧管流动通道32延伸穿过第二侧壁部分20并且延伸穿过第二配件34,第二配件从第二侧壁部分20向外延伸。配件30、34优选地为具有足够刚性的大致圆筒形管,使得柔性软管可以被强压在配件上,以形成流体连接。流体流动通道28、32可以具有各种横截面形状,但优选地为大致圆筒形的通道。更优选地,流动通道28、32可以具有随着流动通道远离歧管头延伸穿过侧壁和相关联的配件30、34而增加的直径。因此,流动通道28、32的形状优选地为呈轻微的圆锥形,从而向外延伸而远离纵轴线14。如图1所示,并且在图1和图6中更容易看到,流动通道28、32沿着配件长度渐缩,而流动通道32为大致圆筒形并且沿配件长度恒定不变。当渐缩流动通道是出口流动通道时,一个流动通道中的这种轻微圆锥形被认为是有利的,因为它可以产生促进流动的轻微文丘里效应。
根据具体用途,第一配件30及其流动通道28可以形成流动入口,在这种情况下,第二配件34及其流动通道32形成流动出口。相反,第一配件30及其流动通道28可以形成流动出口,在这种情况下,第二配件34及其流动通道32形成流动入口。配件30、34及其相关联的流动通道28、32优选地相对于纵轴线14沿径向取向,但是也可以在与该轴线垂直的平面中以切向角度进入。优选地,第一配件30和第二配件34位于歧管头10的相对两侧上,并且因此相隔180度,但是它们也可以相对于彼此处于任何取向。在所示实施例中,第二配件34和第二流动通道32位于第一配件和第一流动通道32下方,并且邻近安装凸缘22,而相比之下,第一配件30及其流动通道28更靠近端壁16。歧管头10优选地由与预期用途相容的合适的聚合物材料模制而成,例如聚乙烯、聚丙烯、ABS、尼龙或与饮用水相容的其它合适的塑料,并且这种模制通常导致歧管头的壁部具有大致均匀的厚度。
在本文中被称为筒形阀36的阀体可以构造为装配在过滤器歧管头10的内部中。筒形阀36可以具有第一部分38,第一部分38具有大致圆筒形的外径BVOD1,并且构造为与具有内径MID1的歧管头10的第一部分18紧密嵌套在一起。外径部为大致圆筒形,但在其中具有稍后描述的凹槽42a,因此在本文中外径部被称为大致圆筒形或圆筒形,并且指的是其中设有这种凹槽42(将在下文描述的44、50、62、64、72、74、9、104、106等)的圆筒形表面包括凹槽,除非另有说明,如通过在表面中限定凹槽。BVOD1与MID1之间的间隙为约0.010-0.015英寸(约2-4mm)被认为是合适的,但是间隙将随制造公差、材料和使用条件的变化而变化,如本文所讨论的其它间隙的情况。筒形阀36可以具有第二部分40,第二部分40具有大致圆筒形的外径BVOD2,并且构造为与具有内径MID2的歧管头10的第二部分20紧密嵌套在一起。第二部分40为大致圆筒形,但具有稍后描述的凹槽74a,因此在本文中第二部分被称为大致圆筒形。BVOD2与MID2之间的间隙为约0.010-0.015英寸(约2-4mm)被认为是合适的。BVOD2大于BVOD1。如下所述,在筒形阀体36的底部处具有向外延伸的凸缘41,凸缘41用于将筒形阀连接到歧管基座11。
筒形阀的外表面可以具有用于接纳和保持密封件的一个或多个凹槽,该密封件防止流体流动经过密封件并且位于歧管头10与筒形阀36之间。有利地,第一密封凹槽42a在第一部分38中位于筒形阀36的顶部,并且构造为保持密封件42b。第一密封凹槽42a位于第一流动通道28以及与该流动通道相关联的任何密封件的上方。第二密封凹槽44a在第二部分40中位于筒形阀36的底部,并且构造为保持密封件44b。凹槽44a优选地位于与凸缘22相同的垂直平面中。凹槽44a优选地位于第二流体通道32以及与其相关联的任何密封件的下方。凹槽42a、44a环绕筒形阀36的圆周,并且在使用期间与纵轴线14垂直。凹槽42a、44a的横截面形状可以变化,密封件42b、44b的横截面形状也可以变化。优选地,凹槽42a、44a的横截面形状为矩形,并且密封件42b、44b的横截面形状为圆形,以形成O形环密封件42b、44b。密封件42b、44b构造为在筒形阀36的外表面与歧管头10的邻接表面之间形成流体密封。筒形阀36具有顶端46,顶端46具有在使用期间紧邻歧管头10的端部16的内表面或下表面的顶面。
当筒形阀嵌套在歧管头内时,第一阀体流动通道48在与歧管头第一流动通道28的位置重合的位置处延伸穿过筒形阀36的第一部分38。阀体流动通道48优选地与第一歧管头流动通道28对准,这两者优选地是径向的。筒形阀36的外表面在筒形阀的环绕第一阀体流动通道48的表面中具有凹部50a,并且第一阀体通道密封件50b(图6)装配在凹部50a中,以围绕流动通道48并且围绕第一流动通道28、48的接合处的外周形成流体密封。密封件50b优选地是形成在筒形阀体36中的面密封件,并且包括O形环密封件,但是也可以使用具有其他横截面形状的环形密封件。
当筒形阀嵌套在歧管头内时,第二阀体流动通道52在与歧管头第二流动通道32的位置重合的位置处延伸穿过筒形阀36的第二部分40。阀体流动通道52优选地与第二歧管头流动通道32对准,这两者优选地是径向的。筒形阀36的外表面在筒形阀36的环绕第二阀体流动通道52的表面中具有凹部54a,并且还具有第二阀体通道密封件54b(图6),第二阀体通道密封件54b装配在凹部54a中,以围绕流动通道52并且围绕第二流动通道32、52的接合处的外周形成流体密封。密封件54是面密封件,该面密封件形成在筒形阀36的外表面中,介于筒形阀36的外表面和歧管头的内表面之间,并且环绕通道52和32的接合处。密封件54b优选地是O形环密封件,但是也可以使用具有其他横截面形状的环形密封件。凹部50a、54a可以具有弯曲的底部,以允许密封件50b、54b随筒形阀36的大致圆筒形外表面一起弯曲,并且与歧管头10的大致圆筒形内表面形成良好的密封。密封件42b位于密封件50b的上方,并且密封件44b位于密封件54b的下方,使得密封件不妨碍彼此的性能。密封件50b、54b位于与纵轴线14垂直的平面中,而密封件50b、54b位于与纵轴线14同心的曲面中。
筒形阀36的第一部分38具有大致圆筒形的内表面,该内表面具有内径BVID1(筒形阀内径1)。筒形阀36的第二部分40具有大致圆筒形的内表面,该内表面具有内径BVID2(筒形阀内径2)。这些表面的尺寸设置成与过滤器盖56上的对应表面嵌套,过滤器盖56构造为嵌套在筒形阀36内部并与筒形阀36形成密封。过滤器盖56构造为连接到过滤筒55(图2a-图2b),过滤筒55具有包含过滤器元件59的过滤器壳体57(图2b)。
过滤器盖56具有第一大致圆筒形外部部分58,外部部分58构造为装配在筒形阀36的第一部分38的内表面内并与其嵌套。过滤器盖56具有第二大致圆筒形外部部分60,外部部分60构造为装配在筒形阀36的第二部分40的内表面内并与其嵌套在一起。第二部分60为大致圆筒形,但具有稍后描述的凹槽和沟道,因此在本文中第二部分被称为大致圆筒形部分60。过滤器盖56的第一大致圆筒形外部部分58的外径为FCOD1(过滤器盖外径1),并且过滤器盖56的第二外部部分6的外径为FCOD2(过滤器盖外径2)。FCOD2大于FCOD1。BVID1与FCOD1之间的间隙为约1-5mm被认为是合适的,该间隙随着配合部件的直径增加而增加。BVID2与FCOD2之间的间隙为约1-5mm被认为是合适的,该间隙随着配合部件的直径增加而增加。间隙将取决于密封件所需的配合,以实现配合部件之间的水密性装配。
第一部分58为大致圆筒形,但具有稍后描述的凹槽和沟道,因此在本文中第一部分被称为大致圆筒形部分58。过滤器盖56的第一部分58包含第一对间隔开的圆周凹槽,即分别为第一凹槽62a和第二凹槽64a,第一凹槽62a和第二凹槽64a分别包含第一密封件62b和第二密封件64b。如本文所使用的,术语“密封件”可以用于指诸如密封部件62b或64b等密封部件,或者也可以指密封部件和任何伴随的(但可选的)凹槽62a、64a。在凹槽62a、64a之间存在同样形成在过滤器盖56的第一部分58的外表面中的第一过滤器盖流体沟道66。第一流体沟道66围绕盖56的至少大部分(总圆周的约70%以上),并且优选地在该第一沟道的位置处围绕该盖56的圆周而延伸。第一过滤器盖流体沟道66可以位于与第一流体通道28、48相同的垂直平面中,并且与第一流体通道28、48流体连通。第一密封件62b和第二密封件64b位于第一过滤器盖流体沟道66的相对两侧上,即位于该沟道上方和下方,以防止来自第一通道28、48的流体轴向地泄漏经过密封件62b、64b。一个或多个过滤器第一盖开口68向内延伸穿过过滤器盖56的第一部分58的壁部,以将过滤器盖56的第一内部通道70安置成与环形沟道66和第一流体通道48、28流体连通。第一内部通道70至少部分地由以纵轴线14为中心的第一大致圆筒形内壁部形成,并且定位成与稍后描述的过滤筒的喷嘴配合。第二部分60的直径大于第一部分58的直径,使得存在横向或径向偏移,从而形成在使用期间邻近歧管肩部29的肩部69(图3b和图10)。横向偏移是可选的,因为第一部分58和第二部分60可以具有相同的直径,筒形阀的第一部分38和第二部分40的直径可以是相同的,并且歧管头的第一部分18和第二部分20可以具有相同的直径。
过滤器盖56的第二部分60包含第二对间隔开的圆周凹槽,即分别为第三凹槽72a和第四凹槽74a。第三凹槽72a和第四凹槽74a分别包含第三密封件72b和第四密封件74b。在第三凹槽72a与第四凹槽74a之间设有同样形成在过滤器盖56的第二部分60的外表面中的第二过滤器盖流体沟道76。第二过滤器盖流体沟道76围绕盖56的至少大部分(总圆周的约70%以上),并且优选地在该第二沟道的位置处围绕该过滤器盖56的圆周而延伸。第二过滤器盖流体沟道76可以位于与第二流体通道32、52相同的垂直平面中,并且与第二流体通道32、52流体连通。第三密封件72b和第四密封件74b位于第二过滤器盖流体沟道76的相对两侧上,即位于该沟道上方和下方,以防止来自第二通道32、52的流体轴向地泄漏经过密封件72b、74b。一个或多个开口78向内延伸穿过第二部分60的壁部,以将过滤器盖56的第二内部通道80安置成与第二环形沟道76和第二流体通道52、32流体连通。第二内部通道80可以具有沿着纵轴线14延伸的大致圆筒形内壁部。
第一密封件62b和第二密封件64b构造为在第一部分58处的过滤器盖的大致圆筒形外表面与相面向的筒形阀36的大致圆筒形表面之间形成流体密封,使得来自第一通道28、48的流体流入环形沟道66。第三密封件72b和第四密封件74b构造为在第二部分60处的过滤器盖的大致圆筒形外表面与相面向的筒形阀36的大致圆筒形表面之间形成流体密封,使得来自第二通道52、32的流体流入第二环形沟道76。筒形阀36和过滤器盖56的第一部分38、58之间的流体密封件62b、64b有助于限定穿过通道28、48、66、68到达第一内部通道70的第一流动路径。筒形阀36和过滤器盖56的第二部分40、60之间的流体密封件72b、74b有助于限定穿过通道32、52、76、78到达第二内部通道80的第二流动路径。当第一内部通道70与过滤器元件59的入口流体连通时,第二内部通道80与该过滤器元件的出口流体连通。当第一内部通道7与过滤器元件59的出口流体连通时,第二内部通道80与该过滤器元件的入口流体连通。水借以从第一通道70或第二通道80流动穿过过滤器59的特定路径将随过滤筒55的具体构造的变化而变化,并且本文中不再详细描述。
可选的第五凹槽90a可以包含可选的第五密封部件90b,其中,凹槽90a环绕过滤器盖56的圆周,并且将第五密封部件90b放置在第四密封部件74b和第四沟道74a下方且与筒形阀36形成密封的位置。如图1所示,筒形阀36的底部边缘为大致圆筒形,第五凹槽90a形成在筒形阀36的底部边缘中。可以认为,适合于将第五凹槽90a和向外延伸的凸缘82(图1)定位在过滤器盖的底部,或者使第五密封件90邻接筒形阀36的底部,或者如图7所示,将第五密封件90定位在过滤器盖56的第二部分60中的下部密封件74下方。第五密封件90优选地包括第五凹槽90a和柔性密封部件90b,如果定位在第二部分60的侧壁上,则形成径向取向的滑动密封,或者如果定位在横向延伸的凸缘82上,则形成轴向取向的密封。可以认为,优选的是,只要在第四密封部件74b和筒形阀的底端下方具有足够的空间,就将凹槽90a和密封部件90b定位在筒形阀36的配合表面60与过滤器盖56的表面40之间。定位在侧向凸缘82上的轴向面向密封允许更短的过滤器盖46,但是由于需要轴向压力来压缩密封部件90b,因此更难以形成流体紧密密封。侧壁部分60、40之间的径向密封除了将部件插入在一起之外不需要轴向力,但是其需要更长的过滤器盖、阀体和歧管头。
凹槽62a、64a、72a、74a、90a的横截面形状可以变化,密封件62b、64b、72b、74b和90b的横截面形状也可以变化。优选地,凹槽62a、64a、72a、74a和90a的横截面形状为矩形,并且密封件62b、64b、72b、74b和90b的横截面形状为圆形,以形成O形环密封件62b、64b、72b、74b和90b。
第一密封件至第四密封件62b、64b、72b、74b提供了许多优点。第一密封部件62b能够防止流体进入过滤器盖的顶部86与筒形阀的顶部46之间的空间,并且能够避免趋于将过滤器盖推出或推离筒形阀36和歧管头10的轴向压力。此外,流动通道78、48、66、68位于基本相同的垂直平面或径向平面中,使得水穿过这些通道的进入或离开不会施加任何轴向力来将过滤器盖从歧管头和筒形阀推出。来自加压水的力在相反方向上均等地施加在限定了流动通道的密封件和表面上。第一密封件62b与第二密封件64b之间的流体压力主要在过滤器盖56内产生作用,因为密封部件62b上的向上的力由凹槽62a反作用,并且被由凹槽64a反作用的密封部件62b上的向下的力抵消。此外,第一密封件和第二密封件具有相同的直径并且是同轴的,因此不存在大的、不相对的径向或横向偏置表面使得压力作用在其上并产生将过滤器盖56从筒形阀和歧管头推出的向下的力。因此,第一流体通道在轴线14的径向平面中进入或离开歧管头10,并且第一密封件和第二密封件帮助限定过滤器盖、筒形阀和歧管头的径向体积和径向部件,从而抵消来自流体的压力。
同样,流动通道32、52、70和78位于基本相同的垂直平面或径向平面中,使得水穿过这些通道的离开或进入不会施加任何轴向力来将过滤器盖从歧管头和筒形阀推出。第一密封件62b和第二密封件64b上的压力基本上相同,因为两个密封件具有相同的直径并且是同轴的,密封相同的两个部件并形成包围沟道66的流体密封腔。这种均衡的压力被认为有助于密封件更好地密封,并且被认为通过减小这些成对密封件之间的压差有助于减少水分经过密封件的渗漏。
同样,第二密封件72b与第三密封件74b之间的流体压力主要在过滤器盖56内产生作用,因为密封部件72b上的向上的力由凹槽72a反作用,并且被由凹槽74a反作用的密封部件74b上的向下的力抵消。不存在大的、不相对的横向偏置表面使得压力以不相对的方式作用在其上而产生将过滤器盖推出或推离歧管头和筒形阀的轴向力。来自流体的压力主要在径向方向上产生作用。同样,第一密封件72b和第二密封件74b上的压力基本上相同,因为两个密封件具有相同的直径,密封相同的两个部件并形成包围沟道76的流体密封腔。这种均衡的压力有助于密封件更好地密封,并且被认为通过减小这些成对密封件之间的压差有助于减少水分经过密封件的渗漏。因此,第二流体通道在轴线14的径向平面中进入或离开,并且第三密封件和第四密封件帮助限定过滤器盖、筒形阀和歧管头的径向体积和径向部件,从而抵消来自流体的压力。
第一组密封件62b、64b的直径优选地小于第二组密封件72b、74b的直径,因此存在横向延伸的肩部69。但是,当肩部69位于第二密封件64b与第三密封件62b之间时,防止加压流体在该肩部69上施加轴向力。同样,在图1所示的设计中,在过滤器盖56的底部存在横向肩部82,但是第四密封部件74b防止流体压力在该横向或径向延伸的肩部上施加轴向力。
径向或横向取向的第一流动路径28、48、66、68和横向或径向取向的第二流动路径32、52、76、78提供横向流动通道装置,以减小使过滤器盖56与阀体36分离或与歧管头10分离或与这两者分离的轴向力。具有相同第一直径的第一对密封件和相应的凹槽62a、62b、64a、64b以及具有相同第二直径的第二对密封件和相应的凹槽72a、76b、74a、74b提供用于限制横向流动通道的第一密封装置,以避免筒形阀、过滤器盖和歧管头的轴向表面上的不平衡的轴向压力,因为不平衡的轴向压力会将过滤器盖56和滤筒从歧管头10或筒形阀36推出。
通过使流动通道进入与纵轴线14大致垂直的径向平面中,通过使用第一密封件62b、第二密封件64b、第三密封件72b和第四密封件74b将加压体积限制到过滤器盖56的没有任何较大横向表面的部件(即,其上压力不能产生轴向力来将过滤器盖推离筒形阀36或歧管头10),并且通过将过滤器盖、筒形阀和歧管头构造为使得它们在这些密封体积中没有横向延伸的区域,显著减小了并有利地消除了趋于将过滤筒55推出歧管头10或筒形阀36的轴向力。因为沿着轴线14的轴向力被大大减小或消除,所以用于将过滤器盖56保持在筒形阀36和歧管头10中的保持机构可以被显著降低强度并且简化。如果滤筒或过滤器盖56上的安装凸耳160被用于可释放地接合歧管头10上的锁定表面168,以将过滤筒55保持在适当位置,则可以显著减小凸耳160的尺寸和强度。凸耳160优选地数量较少,有利地小于约10,并且优选地使用两个、三个或四个凸耳。具有约3/32至1/8英寸的轴向厚度的凸耳被认为是合适的,在与滤筒盖56的接合处或在过滤筒55的主体处测得的周长为约1/4至3/8英寸。由于来自经过过滤筒55的水的轴向力减小,因此安装突片构造为在使用期间支撑过滤筒的重量以及环境负荷,而不需要包括用于来自水的顶出力的任何大部件,并且优选地使用比通常因来自水管线压力的力而受到的力小5%-50%的力来定尺寸。另外,因为通过穿过过滤筒55的流动路径的径向入口和出口而减小轴向力,所以过滤器的直径可以增大到超过5英寸。
参考图1、图2a、图2b和图6,过滤器盖56的下端具有向外延伸的凸缘82,该凸缘82形成肩部,裙部84(图2a)从该肩部下垂,并且构造为连接到滤筒壳体57。在过滤器盖56的顶端是顶端86,顶端86具有紧邻筒形阀36的端部46的内表面或下表面的顶面。从肩部82向外延伸的是一个以上(优选地为多个)过滤器盖安装凸耳160。过滤器盖凸耳160和狭槽25具有相对应的尺寸和位置,使得凸耳160可以轴向地经过狭槽25,以使过滤器盖56与筒形阀36和歧管头10接合和脱离接合。当过滤器盖56前进进入歧管头一定距离,使得凸耳160位于歧管基座11的边沿部或锁定表面27(该边沿部27围绕过滤器盖56借以插入的开口)的上侧时,则可以绕轴线14旋转过滤器盖56和过滤器盖凸耳160,以将过滤器盖可释放地锁定到歧管头上。过滤器盖凸耳160的边缘中的一个或两个边缘以及通向边沿部或锁定表面27的入口可以是倾斜的,使得过滤器盖和凸耳的旋转能够使过滤器盖进一步前进到筒形阀36和歧管头10中,以将过滤器盖安置到操作位置。倾斜可以在凸耳160和锁定表面27中的一者或两者上形成凸轮表面,从而提供机械优点,以便有助于克服来自密封件62b、64b、72b、74b和90b的任何阻力,并且确保过滤器盖56处于所需轴向位置。滤筒盖56的顶端86和盖56上的肩部69均可以用于限制盖56插入到筒形阀36和歧管头10中的距离。
图1示出了位于过滤器歧管头的相对两侧上的第一配件30和第二配件34。如果环形流动沟道66和76环绕过滤器歧管头和轴线14,则配件30、34可以围绕沟道的圆周位于任何位置。图1示出了位于过滤器歧管头10的相对两侧上的配件30、34。图6和图12示出了位于歧管头10的同一侧上的第一配件30和第二配件34。为了便于描述,流体通道配件30、34和稍后描述的通风(vent)配件140、105、158被示出在同一平面中,但是它们也可以定位在各种相关取向,以使得更容易访问这些各种配件。
图6的歧管头10具有与图1的歧管头基本相同的部件,并且不重复这两个图中共同部件的详细描述。第一配件30形成第一流动通道28,第一流动通道28与穿过筒形阀36的第一流动通道48、第一过滤器盖流体沟道66、穿过过滤器盖56的壁部的第一过滤器盖开口68流体连通。第二配件34位于配件30的下方并位于相同的径向平面中。第二配件34形成第二流动通道32,第二流动通道32与穿过筒形阀36的第二流动通道52、第二过滤器盖流体沟道76、穿过过滤器盖56的壁部的第二过滤器盖开口78流体连通。
虽然第一环形密封件62b防止流体进入顶端86与顶端46之间,但是一些流体可能随着时间的推移通过密封件的渗漏而累积,或者有缺陷的密封件或组件可能导致可变大小的泄漏。对于诸如生物或药物用途等一些应用,期望使端部86与端部46之间的空隙尽可能干燥,或者能够确定是否存在如由该空间内的流体反映的泄漏。这同样适用于第二密封件64b和第三密封件72b之间的空隙体积以及第四密封件74b与第五密封件90b之间的空隙体积。可以形成访问流体通道,以将这些空隙体积与歧管头10的外侧或外部连接。访问流体通道优选地由一系列对准的访问开口形成,访问开口至少延伸穿过中间筒形阀56,在筒形阀56处,通过歧管头10中的窗口或观察端口可以看到泄漏到空隙体积中的流体。但是优选地,访问流体通道优选地由一系列对准的访问开口形成,访问开口延伸穿过中间筒形阀56以及歧管头10这两者,使得泄漏到空隙体积中的流体可以被传送到歧管头10外部的位置。如果通向空隙体积的访问流体通道通向大气并且足够大以允许流体蒸发,则访问流体通道可以用作干燥机构,以充分地减少空隙体积中的水分,从而抑制不希望的生物体生长超过可接受的限度。如果需要,可以向每个空隙体积提供两个访问通道,并且空气、氮气或其它气体经过空隙体积和访问通道,以干燥空隙体积。如果气体的惰性和干燥性质对于特定应用是适用的,则惰性氮气甚至可以被吹送经过加热元件上方并穿过访问通道和空隙体积,以确保干燥的空隙体积。
因此,参考图6,中间歧管通风通道100形成为穿过歧管头的侧壁12,并且与中间筒形阀通风通道102对准,中间筒形阀通风通道102形成为穿过筒形阀36的第一部分38或第二部分40的侧壁,并且在图6中示出为延伸穿过筒形阀的第二部分40的侧壁,正好位于沿径向偏离主体部分的肩部下方。为了防止从筒形阀36与歧管头侧壁12之间的歧管通风通道100和筒形阀通风通道102泄漏,将密封件设置在通风口的上方和下方。因此,将上部环形密封件104b放置在沟槽104a中,该沟槽104a在通风通道100、102的接合处上方环绕筒形阀36。密封件104b在筒形阀与歧管头侧壁之间形成流体紧密密封。将下部环形密封件106b放置在凹槽106a中,该凹槽106a在通风通道100、102的接合处的下方环绕圆筒阀36。O形环密封件被认为适合于密封件104b、106b。密封件104b、106b防止水分通过通风通道100、102进入歧管头10与筒形阀36之间的空间。因此,密封件104b、106b插入在歧管头10与筒形阀体36之间,优选地位于第二部分40与侧壁12之间。
歧管通风通道100和中间筒形阀通风通道102对准,以使位于密封件64b与密封件72b之间以及过滤器盖56与筒形阀36之间的中间过滤器盖空隙体积通风。大致圆筒形通道被认为适合于中间通风通道100、102,并且这些通道优选地径向对准并且垂直于轴线14。有利地,中间通风通道从歧管头向外延伸穿过中间通风配件或通道105,以使得更容易向中间空隙体积施加正压或负压,例如,将空气或加热的气体吹入到中间空隙体积中或施加(轻微的)负压。示出了管状配件105。
在使用中,上部配件或第一配件30形成过滤筒的入口端口,而下部配件或第二配件34形成过滤筒的出口端口。中间通风通道优选地是直径为约1/8英寸的大致圆筒形通风通道100、102。过滤器盖56沿着轴线14被插入到筒形阀36中,直到过滤器盖上的肩部69邻接肩部,并且旋转,这使过滤器盖56上的锁定突片接合筒形阀36上的锁定止挡件,以使筒形阀旋转,直到筒形阀上的锁定突片接合歧管头上的锁定止挡件,从而处于如下使用位置:在该使用位置,通向第一(入口)配件30、第二(出口)配件34和中间通风配件105的流体通道对准,使得流体能够流动通过他们。流动通过本文所公开的各种通风通道的优选流体是气体。筒形阀36的约30度的旋转被认为适合于使筒形阀锁定突片与歧管头止挡件接合,并且过滤筒的约30度的旋转被认为适合于使过滤器盖锁定突片与筒形阀上的止挡件接合,因此过滤筒在安装期间总共旋转约60度,优选地顺时针旋转。为了使过滤筒脱离接合,滤筒以相反的方向(例如,逆时针)旋转,这使筒形阀36沿相同方向(例如,逆时针)旋转,直到阀体撞击定位止挡件,此时,过滤器盖继续沿相同方向(例如,逆时针)旋转,直到过滤器盖上的锁定突片清除阀体中的阻塞物,使得可以沿着轴线14从筒形阀36和歧管头10中移除过滤器盖和滤筒。
图4和图5示出了连接到其他歧管头的多个过滤器歧管头10。歧管头可以串联连接(图4)或并联连接(图5),或者必要时同时采用串联连接和并联连接(未示出)。对于图5的并联连接,所有第一流体通道30连接到公共第一流体通道,并且所有第二流体通道连接到不同的另一公共流体通道。因此,第一配件30通过第一联接器110连接到第一管112,第一管112连接到每个第一联接器110。所示联接器110是弯管联接器,联接器110具有与第一配件30的远端连接并轴向对准的第一接头,而联接器110的另一侧端部具有与另一管(这里为串联管118)连接的另一接头。第二配件34通过第二联接器114进行连接,第二联接器114以与第一联接器110类似的方式连接到第二管116,不再重复其描述。
可以联接任意数量的歧管头。在所示实施例中,第一歧管头10a具有与第一联接器110a和第一管112a、112b流体连通的第一配件30a。第二歧管头10b具有与第一联接器110b和第一管112b、112c流体连通的第一配件30b。第三歧管头10c具有与第三联接器110c和第一管112c流体连通的第一配件30c。第一联接器110a和110b为T形配件,而联接器110c是弯管配件,因为歧管头10c位于由第一管112连接的歧管头的管线的一侧端部。同样,第一歧管头10a具有与第二联接器114a和第二管116a、116b流体连通的第二配件34a。第二歧管头10b具有与第二联接器116b和第二管件116b、116c流体连通的第二配件34b。第三歧管头10c具有与第二联接器114c和第二管112c流体连通的第二配件34c。第二联接器114a和114b为T形配件,而联接器114c是弯管配件,因为歧管头10c位于由第二管116连接的歧管头的管线的一侧端部。
对于图4的串联连接,一个歧管头10的第一配件30与不同歧管头的第二配件34流体连通。因此,歧管头10a的第二配件34a通过第二联接器114a连接到管18a,而第一配件30a通过第一联接器110a连接到不同的管18b。管118b通过第二联接器114b连接到不同歧管头10b的第二配件34b。歧管头10b的第一配件30b连接到第一联接器110b和管118c。管118c连接到歧管头10c的第二配件34c。歧管头10c的第一配件30c连接到第一联接器110c和管118d。因此,流体通过联接器114和管118流动经过串联的所有歧管头10a、10b、10c。
参考图6-图7和图11-图12,中间通风通道可以延伸穿过筒形阀(当存在时)的壁部并且延伸穿过过滤器盖56的壁部。过滤筒具有位于过滤筒55的颈部134上的两个间隔开的密封件130、132(图7、图12),以形成过滤器喷嘴空隙体积,过滤器喷嘴空隙体积位于密封件130、132之间,以及位于由这两个密封件130、132界定和密封的颈部134和过滤器盖56的内表面这两者的相邻且相面向的部分之间。过滤器盖具有大致圆筒形的第一过滤器盖内表面,从而形成空腔70,滤筒55的喷嘴和密封件330、132装配到该空腔70中。大多数部件如上所述,并且不重复描述。但中间通风通道由过滤器盖通风通道136延伸而成,过滤器盖通风通道136于在使用期间对准中间通风通道136、102、100的位置处延伸穿过过滤器盖56的壁部,以形成通向过滤器喷嘴空隙体积的通路,优选地为直接的直线通路。为了简化制造,中间通风通道100、102、136优选地是单个对准通道,其中,该通道经过每个嵌套部件之间的空隙体积,并且优选地在两个间隔开的密封件130、132之间开口。因为在一些构造中可以省略筒形阀36,因此在一些构造中可以省略通道102。将在下面讨论使过滤器喷嘴空隙体积通风的优点。
参考图7,不仅可以向中间空隙体积,而且还可以向顶部空隙体积和底部空隙体积添加额外的通风口,以监测泄漏,确认是否没有泄漏,排出水分,或者在界定入口流动沟道或出口流动沟道的密封件之间引入气体或流体。上文相对于图6描述的中间通风口可以如图7所示那样延伸,以使过滤筒55的管状颈部134上的两个轴向间隔开的上部喷嘴密封件130与下部喷嘴密封件132之间的空隙体积通风,该管状颈部形成通向第一过滤器盖开口68和第一过滤器盖流体沟道66的流体路径。密封件130、132可以被称为在过滤筒55上的喷嘴的外表面上的间隔开的喷嘴密封件。密封流动沟道66的下侧的密封件64与密封流动沟道76的顶侧的密封件72之间的空隙体积通过通道100、102和中间通风配件105进行通风。密封件130、132提供与大致圆筒形内腔的流体密封,该大致圆筒形内腔优选地形成在过滤器盖56的上部内,并且在使用期间过滤筒的颈部134可移除地插入其中。现有滤筒通常在喷嘴134上具有单个密封件,而不是一对间隔开的密封件130、132。喷嘴密封件130、132间隔开足够的距离,以在喷嘴密封件130、132之间形成过滤器喷嘴空隙体积,并且喷嘴134和过滤器盖56的相邻且相向的壁部位于这些喷嘴密封件之间。该过滤器喷嘴空隙体积通过与其它中间通风通道100、102流体连通的过滤器盖通风通道136进行通风。优选地,当在含有密封部件的凹槽的最相近部分之间测量时,喷嘴密封件130、132间隔开约3/16英寸或更大的距离,以便允许约1/8英寸的过滤器盖通风通道136对空隙体积进行通风并允许沿着轴线14的轴向定位误差。
过滤器盖通风通道136可以形成为穿过过滤器盖56的一侧,优选地穿过阀体36的下方第二部分40。过滤器盖通风通道136优选地通向在过滤器盖的空腔70中的过滤器喷嘴上的两个密封件之间形成的空隙体积,并且在本文中可以被称为喷嘴通风通道136或被称为过滤器盖中间通风通道136。通风通道136优选地为径向取向通道,在过滤筒55的使用期间,径向取向通道被对准以安置成(优选地沿着共同纵轴线)与穿过筒形阀的筒形阀通风通道102、穿过歧管头的歧管通风通道100流体连通。密封件130、132在过滤器喷嘴空隙体积的相对两侧上提供密封,过滤器喷嘴空隙体积形成在这些密封件130、132之间以及形成在颈部134与过滤器盖56的上部之间。过滤器盖通风通道136穿过过滤器盖56的壁部,并且与过滤器喷嘴空隙体积流体连通。通风通道136、102、100可以对准,以提供通向由介于喷嘴与过滤器盖56的配合表面之间的喷嘴过滤器密封件130、132界定的过滤器喷嘴空隙体积的直接通路。
通过对准中间通风通道100、102、136而使中间通风通道延伸到过滤器喷嘴空隙体积提供了多个优点并允许多种用途。如果通过密封件130、132在过滤器颈部134与过滤器盖56之间存在泄漏,则流体将通过中间通风通道100、102、136并且可以被检测到。这还允许测试过滤筒55的颈部134上的密封。如果需要,泄漏传感器可以穿过对准的通道的一部分或全部,以使流体加快转移穿过中间通风配件105或形成该通风路径的中间通风通道100、102、136中的一者或多者。类似地,如果流体泄漏到位于围绕沟道66的密封件72b、74b之间以及过滤器盖56与筒形阀36之间的空隙体积中,则泄漏可以被检测。同样,如果流体泄漏到介于筒形阀与歧管头之间的密封件104b、106b之间的空隙体积中,则泄漏可以被检测。
仍然参考图7,也可以设置顶部通风通道。密封件42b环绕筒形阀36的顶端46,从而在顶端46、歧管头的端壁16的内侧和密封件42b的外周之间形成顶部筒形阀空隙体积。顶部通风歧管通风配件140具有延伸穿过配件140并且穿过歧管头10的壁部的顶部歧管通风通道142。顶部歧管通风通道142优选地是大致圆筒形的并且径向延伸穿过歧管头的第一部分18与顶壁16相邻的侧壁。
在过滤器盖56的顶部86的顶面与筒形阀36的顶端46的底面之间形成有顶部过滤器盖空隙体积,其中,密封部件62b环绕过滤器盖56,以界定过滤器盖空隙体积。密封部件62b与密封部件62b配合,以界定流动沟道66,当所有部件按预期工作时,上部密封部件62b的外周还防止来自沟道66的流体流入到顶部过滤器盖空隙体积中。顶部通风通道144延伸穿过筒形阀36的顶端46,以将顶部过滤器盖空隙体积安置成与顶部筒形阀空隙体积流体连通,顶部筒形阀空隙体积通过顶部通风通道142与顶部通风配件140流体连通。如果顶部通风配件140形成为平行于轴线14,则通风通道142、144可以轴向对准。但是沿径向安置配件140能够提供高度减小的组件。如果顶部通风配件140在顶部密封部件62b上方的位置处径向地延伸穿过过滤器盖的侧壁,则通道142、144可以径向对准,但这样做会增加过滤器盖的高度,因为密封部件62b必须位于通道144下方,而高度的增加并不是优选的。
下部密封部件74b在沟道76下方环绕过滤器盖。相配合的过滤器盖56与筒形阀36之间的间隙可以通过嵌套的过滤器盖与筒形阀之间的迷宫式路径通向大气。但是在图7的实施例中,过滤器盖56的下方第二部分60的轴向长度随着筒形阀36的第二部分40的轴向长度增加而增加,随着歧管头16的第二部分20的长度增加而增加。过滤器盖基部密封件90设置在第二部分40、60之间,并且优选地包括位于在过滤器盖的第二部分60中形成的凹槽90b中的O形环密封件90a。密封件90(或更确切的说,密封部件90b)形成底部过滤器盖空隙体积,底部过滤器盖空隙体积包含过滤器盖和阀体的相应第二部分60、40之间的间隙。该间隙的端部由下部密封部件74b和过滤器盖基部密封件90密封,以形成底部过滤器盖空隙体积。筒形阀基部密封件152被安置在第二部分40、20之间,并且优选地包括位于在筒形阀的第二部分40中形成的凹槽中的O形环密封件。
密封件90形成底部过滤器盖空隙体积,底部过滤器盖空隙体积包含过滤器盖和阀体的相应第二部分60、40之间的间隙。该间隙的顶端和底端分别由下部密封部件74b和过滤器盖基部密封部件90b密封,以形成底部过滤器盖空隙体积。密封件152形成底部筒形阀空隙体积,底部筒形阀空隙体积包含歧管头和阀体的相应第二部分20、40之间的间隙。该间隙的顶端和底端分别由下部密封件44b和筒形阀基部密封件152密封,以形成底部筒形阀空隙体积。
下部通风配件158从歧管头10的第二部分20向外延伸。底部歧管通风通道156形成为穿过配件158并且穿过歧管的侧壁12,优选地穿过歧管头10的第二部分20。底部歧管通风通道156优选地为径向取向的大致圆筒形通道,但是与其它通风通道一样,可以具有不同的形状。底部歧管通风通道156与底部筒形阀空隙体积流体连通。底部筒形阀通风通道154延伸穿过过滤器盖46的第二部分60,并且与底部过滤器盖空隙体积和底部歧管通风通道156流体连通。底部通风通道154、156优选地沿着共同纵轴线径向对准,但不需要这样对准。面密封件155可以形成在筒形阀或歧管之一中,从而环绕通道154、156中的一者,以在这些部件之间提供流体紧密密封,但允许流体流过通道154、156。密封件155被示出为形成在筒形阀36中。
顶部通风通道144、142和底部通风通道154、156可以以与中间通风通道102、100相同的方式中的任何一种方式或全部方式来使用,以测试通过通道访问的空隙体积的泄漏或渗入,或测试经过形成空隙体积的密封件的泄漏或渗漏。根据需要,可以在任何通道中放置吸水部件、毛细作用部件或其它传感器材料,以识别经过密封件的泄漏或渗漏。此外,通道可以与空气或其它气体一起使用,以测试形成由通道连接的空隙体积的密封件,或者通道可以与空气或其它气体一起在各种温度下使用,以干燥与通道流体连通的空隙体积,特别是减少空隙体积中的细菌或霉菌生长。通道可以以任何组合使用,以访问任何空隙体积。
在大多数过滤筒55中使用的碳过滤器吸收空气,因此难以精确地执行监测第一配件30与第二配件34之间的压力或流量变化的压力衰减测试或流量测试。可以在浸泡箱中单独测试过滤筒的泄漏,在浸泡箱中,通过在泄漏位置处形成的气泡来识别泄漏。但是这些测试需要在测试后干燥滤筒,并且存在被用于测试的水污染以及产生可能的细菌生长的风险,因此阻碍了对单个滤筒的泄漏的全面测试。因此,通过随机采样进行测试,而不是对所生产的每个过滤筒55进行单独测试。一般用于来自装配线或生产设施的器具的滤筒中的少于5%-10%的滤筒经受测试。参考图7,中间通风通道100、102、136允许测试两个间隔开的喷嘴密封件130、132的密封能力。本改进允许对所生产的每个滤筒的最可能泄漏位置进行单独测试,并且容易允许对一半以上的所生产的滤筒进行测试,更优选地允许对超过90%的所生产的滤筒进行测试。
密封件130、132以及与这些密封件130、132的内侧和外侧配合的部件之间的空隙体积可以通过中间通风通道100、102、136或其组合来访问,这取决于在使用过滤筒55的特定构造中是否存在筒形阀和/或歧管头。密封件130、132b之间的空隙体积可以用测试流体(气体和/或液体)加压,以利用位于第一配件30和第二配件34处或位于沿着与这些配件30、34流体连通的流动路径的其它位置处的监测器观察测试流体是否经过密封件130、132。因为被加压的空隙体积小,所以可以快速地利用小体积的气体进行测试。当加压体积在空隙区域中时,被测试的密封件或O形环界定流体流动路径的至少一侧。如本文所使用的,术语“加压”包括正压和负压(即,部分真空或真空或吸力)。小体积允许加压方法快速测试密封件的完整性,优选地每个滤筒需要几秒钟,更优选地每个滤筒5秒以下,以施加压力并监测压力,从而评估密封件的完整性。
诸如惰性气体等示踪气体可以用作测试流体。其中,在第一配件30和第二配件34处使用气体检测器。作为选择,可以将测试流体(优选地为诸如空气等气体)施加到第一配件30或第二配件34,并且可以检查通过中间通风通道100、102、136可访问的喷嘴空隙体积是否存在测试流体(例如,压力增大),以评估密封件130、132的有效性或完整性,并且这不取决于碳过滤器对测试流体的吸收。使用与过滤器的用途相容且能够通过与中间通风通道100、102、136连通的传感器进行检测的测试气体(例如,氦气、氮气、氩气或其它气体)也被认为是合适的。
作为选择,因为中间通风通道100、102、136连接由配合部件之间的密封件界定的空隙体积,所以可以监测安置在中间通风通道中的测试流体的压力衰减,以测试存在于正被测试的系统中的密封件的有效性。还可以使用流动试验,其测量维持施加到中间通风通道的指定压力所需的流量。除了该测试之外,通风通道还能够提供以下可能性:在使用期间施加正压以减少渗出;或在使用期间使干燥气体流动以减少细菌或霉菌生长,或者使空隙体积简单地通向环境大气以干燥空隙体积。与环境大气连通的通风通道还可以允许水分渗漏经过限定与所讨论的特定通风通道相关联的空隙体积的密封件,从而蒸发,并因此减少或消除细菌或霉菌的生长。
可以使用顶部通风通道142、144进行类似的测试,以测试形成安置为与通道142、144流体连通的空隙体积的密封件42b和/或62b的完整性。同样,可以使用底部通风通道154、156进行类似的测试,以测试形成安置为与通道154、156流体连通的空隙体积的密封件74b、44b的完整性。应注意的是,每个空隙体积具有一个密封件,该一个密封件形成与第一配件30或第二配件34及其穿过过滤筒的相关流动路径流体连通的流动通道的一部分。中心或中间空隙体积具有两个密封件,这两个密封件形成与配件30、34中的一者流体连通的流动通道的一部分。因此,通过使用顶部通风通道、中间通风通道或底部通风通道中的一者或多者的各种组合,可以测试限定穿过过滤筒54的流体流的密封件。通过使用与过滤筒的用途相容的气体(例如空气、惰性气体或其它可检测气体)进行这种测试,可以测试每个单独的滤筒在密封件处的泄漏。
因为空隙体积小,所以可以快速地利用小体积的测试气体实现空隙体积的加压。可以监测空隙体积中的压力,以观察限定正被测试的空隙体积的密封件是否泄漏,因为泄漏将降低测试压力,而没有压降或适当低的压降表示没有泄漏或泄漏是可接受的。作为选择,维持测试压力所需的气体流量可以被监测和用于反映泄漏的存在和大小,其中,低流量或没有流量表示可接受的泄漏或没有泄漏,而高流量表示不可接受的泄漏。如果限定空隙体积的密封件保持表示密封件不泄漏的压力。如果当空隙体积被加压时密封件不泄漏,则当由空隙体积限定的流体路径充满加压水时,相同的密封件不应泄漏。因此,通过对空隙体积进行加压并测试在与使用期间水泄漏的方向相反的方向上的泄漏,测试使用期间的泄漏。
代替用测试气体对空隙体积进行加压,可以用测试气体对过滤器进行加压,并且监测空隙体积以观察压力是否增大并反映泄漏,或者可以监测空隙体积以检测是否存在测试气体,并且任选地测试所监测的空隙体积中的测试气体的量,因为其反映了泄漏的大小。但是,对滤筒加压需要更多体积的测试气体,并且测试气体可能被过滤器吸收,并且如果对整个滤筒加压,则两个方面都需要考虑。因此,如果考虑到过滤元件对测试流体的吸收,则测试还可以包括测试滤筒壳体本身的泄漏。由于过滤器可以保留测试气体,因此测试气体优选是惰性的。
空气因其容易获得和成本低而是优选的测试气体。氮气因其惰性而是优选的测试气体,但氮分子略大于水分子,因此泄漏测试不完全准确。氦气因其惰性而是优选的测试气体,但是氦分子小于水分子,并且具有检测甚至小泄漏的优点,但是结果更保守,因为在使用水的情况下可能不会发生使用氦而发生的泄漏。
泄漏测试可以通过以下方式实现:将过滤筒55和颈部56插入测试头中,从而模拟并优选地复现将与过滤筒一起使用的筒形阀或歧管头的密封件。显然,测试头将在用于测试的一个空隙体积或多个空隙体积的所需位置处设置有通风通道。根据测试布置,测试头还将在空隙体积中或在流动通道中的适当位置处设置有气体检测器(或者如果使用液体,则为流体检测器),这取决于测试布置、正用测试气体加压的体积和如何测试泄漏。如果使用测试头,则过滤器盖56可以省略密封件90,并且通过以下方式测试过滤器盖:使测试头提供下部密封件90,以产生上侧由密封部件74b界定的底部过滤器盖空隙体积。
如图6所示,通风通道100、142和156的分别穿过配件105、140、158的直径优选地略微渐缩。渐缩被认为使得更容易模制歧管头10,歧管头10优选地由合适的塑料材料模制而成。
现有技术的过滤筒使用两个或三个O形环密封件以形成两个流动路径,其中,中间O形环密封件将这两个流动路径分开。根据过滤器构造,第一流动路径可以是入口流动路径或出口流动路径,而第二流动路径是另一者(出口流动路径或入口流动路径)。上述构造使用四个密封件(62、64、72、74),优选地为O形环密封件,以形成两个流动路径(第一流动路径和第二流动路径),从而每个流动路径由两个密封件限定,并且得到位于中间的两个密封件64、72之间的中间空隙体积。该中间空隙体积优选地通过经由中间配件105离开的通道100、105通向歧管头外侧的位置,其中,通风通道优选地经由中间通风通道136或喷嘴通风通道136延伸到形成在喷嘴密封件130、132之间的喷嘴空隙体积。由介于过滤器盖56与筒形阀36之间的顶部密封件62形成的顶部过滤器盖空隙体积优选地通过经由顶部配件140离开的通道144、142通向歧管头外侧的位置。由介于过滤器盖56与筒形阀36之间的密封件40和密封件90形成的底部过滤器盖空隙体积优选地通过经由底部配件158离开的底部通风通道154、156通向歧管头外侧的位置。通道156还对由介于筒形阀36于歧管头10之间的密封件44、152形成的底部筒形阀空隙体积进行通风。
为了加快泄漏或渗漏的识别并减少测试时间,优选地使空隙体积小到合理实用的程度,使得经过限定正被通风的空隙体积的密封件之一的泄漏测试流体被更快速地推动或传递到其可以被检测的位置。因此,形成空隙体积的配合部件之间的间隙优选地是小的,但是仍然足够大,以使得配合部件的组装对于使用者或制造者来说是实用的,以根据部件来制造和/或组装。界定与第一配件30和第二配件34以及它们相关联的流动路径流体连通的流动路径的密封件优选地实际上尽可能靠近在一起,以实现进入和离开过滤筒的所需流量。通风通道优选地是小的,以便允许在使用期间泄漏的少量测试流体或水更容易地经过通风通道并被检测。对于家用和小型商业用途(包括冰箱)的水过滤筒55而言,约1/8英寸的直径被认为是适合的。
第一流体通道28、48、66和36可以形成通向过滤筒55的未过滤流体的流体入口,而第二流体通道78、76、52和32形成离开过滤筒55的流体出口,或反之亦然。穿过过滤器元件59的流体流动路径的细节将随着滤筒55的入口、过滤器和出口的具体构造和位置的变化而变化。但是除非存在插入到歧管主体10中的旁路机构,否则不期望在没有过滤筒位于歧管主体10中时使水流过歧管。所示实施例构造为当过滤器盖和滤筒被移除时阻断流动,并且当过滤器盖和滤筒处于操作位置时开放流动,其中,通过从阀体和过滤器盖延伸的各种凸耳或突片实现该操作位置。
过滤器盖56具有从过滤器盖的基部82的外周向外延伸的过滤器盖锁定凸耳160。基部82优选地是圆形的,其中,过滤器盖锁定凸耳160从基部82的外周向外延伸,并且优选地处于与基部82相同的平面中。锁定凸耳160优选地延伸短距离,其中,约1/8到1/4英寸的距离认为是合适的,但长度可根据设计而变化。优选地,使用两个等间隔且相对的过滤器盖锁定凸耳160,并且它们相对于纵轴线14沿径向延伸。根据需要,可以使用两个以上的锁定凸耳160,其中,使用三个锁定凸耳和四个锁定凸耳是公知技术。
基部82的上表面和每个锁定凸耳160具有沿着锁定凸耳的长度延伸并形成在锁定凸耳和基部中的沟道162。具有相对且平行的两侧和平坦的底部的U形沟道162被示出并且被认为是优选的。沟道162优选地沿着每个锁定凸耳的中心相对于轴线14在径向上延伸。有利地,过滤器盖56的底部具有圆形基部82,该圆形基部82具有向内呈台阶状的肩部,从而在基部下方形成直径减小的圆形凸台。过滤筒55的包围过滤材料的主体具有开口端,开口端有利地邻接台阶状肩部中的一者或多者,并且紧固在台阶状肩部上,以如本领域中已知的那样形成水密性连接。粘合连接、由摩擦焊接、旋转焊接或超声焊接形成的熔化连接被认为是合适的。
参考图3a、图3b、图10a、图10b和图10c,将过滤器盖56保持到筒形阀36和歧管头10上的锁定凸耳与改进的连接机构一起被描述,改进的连接机构用于可释放地连接和旋转过滤器盖与筒形阀。筒形阀36的基部具有向外延伸的凸缘41,凸缘41被示出为径向向外延伸的大致环形凸缘。筒形阀锁定凸耳164从凸缘41的外周上的至少一个位置(优选地,两个以上等间隔隔开的位置)延伸,凸缘41和凸耳164优选地在与轴线14垂直的径向上延伸。筒形阀锁定凸耳164可以匹配过滤器盖上的过滤器盖锁定凸耳160的数量和位置,但不一定是这种情况。筒形阀锁定凸耳具有向下延伸的凸缘166,凸缘166有利地延伸与过滤器盖锁定凸耳160的轴向厚度大致相同或略大的距离。
从筒形阀36的底部轴向延伸的是一个或多个通道突出部168。通道突出部168的尺寸和位置设置成配合到在基部82和过滤器盖锁定突出部160中形成的通道中。因此,沟道突片168优选地具有矩形形状,并且当在使用期间过滤器盖56嵌套在筒形阀36内时,其延伸与基部82和锁定凸耳160中的通沟道162的深度相同的距离。
参考图3和图8-图10,筒形阀36具有锁定凸耳164,锁定凸耳164通过大致圆筒形壁部170被安置并保持在歧管基座11中,壁部170从基座11向上延伸并环绕开口172,过滤器盖穿过开口172从基座11的底侧插入到歧管基座11中。大致圆筒形壁部170的直径略大于筒形阀锁定凸耳164的相对两端之间的距离。歧管开口172足够大,使得过滤器盖56可以在使用期间穿过开口进行装配并与筒形阀36配合。大致圆筒形壁部170大于开口172,因此歧管基座11形成水平边沿部或凸缘或锁定表面27,在使用期间,筒形阀锁定凸耳164的凸缘166可以搁置在锁定表面27上并旋转。壁部170使筒形阀36居中定位在开口172上。歧管主体10被定位成使得其圆形安装凸缘24搁置在大致圆筒形壁部170的顶部上,以形成空腔,筒形阀锁定凸耳164被圈闭在该空腔中进行旋转。
开口172为大致圆形,但是具有两个(或可能更多个)过滤器凸耳开口173(图10a、图10b),凸耳开口173定位成与过滤器盖锁定凸耳160的位置重合。在所示实施例中,在过滤器盖的相对两侧上存在两个过滤器盖锁定凸耳160,使得存在两个过滤器盖凸耳开口173。凸耳开口173是径向向外延伸超过过滤器盖开口172的直径的大致矩形弧部,以便容纳过滤器盖锁定凸耳在使用期间沿着轴线14穿过凸耳开口173的通道,这将在稍后描述。
筒形阀体10通过在歧管上的安装凸缘22中或穿过的对准孔174的协作对准进行定位,对准孔174与从歧管基座11向上延伸的定位销176配合。优选地,当歧管单独附接到基板上时,存在用于每个歧管10的至少两个对准孔174和配合定位销176。如在图10a所看到的那样,优选地具有四个对准销176,因此优选地具有四个对准孔174。如果在单件组件中形成多个歧管,则可以使用更少的对准销。在筒形阀体36被放置在由歧管基座11上的壁部170包围的空间中后,歧管凸缘22与歧管壁部10对准,并且歧管10被紧固到基座上,以便将筒形阀体36圈闭在由凸缘22和壁部170形成的空腔中。紧固件可以是机械紧固件、焊接、粘合剂、熔化或其它连接机构。这些部件被对准,使得歧管主体10和筒形阀体36沿着纵轴线14对准。该构造允许筒形阀体36在歧管10内旋转,但是限制沿着纵轴线14的轴向运动并且限制在歧管基座11的平面中的横向运动。也可以使用类似的构造,该构造将筒形阀体10的外周包围在成形空腔内,以有效地限制阀体的所有运动,除了围绕轴线14的旋转。这些构造提供了用于将筒形阀体可旋转地安装在歧管主体10与歧管基座11之间的装置。在该构造中,沟道突片168(图3a和图8)向下延伸。
筒形阀36在阻止通向过滤器盖的流动的第一位置与允许通向过滤器盖的流动的第二位置之间旋转。参考图3和图9-图10,筒形阀锁定凸耳164具有第一可移动止动面178a,如图3a最佳所示,第一可移动止动面178a位于每个凸耳164和凸缘166的对角相对的角部上。可移动止动面178a面向相反的方向。如图9和图10最佳所示,歧管基座11具有第一对成形凸台180和第二对成形凸台181。第一凸台180位于壁部170的沿直径相对的侧面上,第二凸台181也是如此。每个第一凸台180与相邻第二凸台181沿顺时针或逆时针方向相隔约90°。
有利地,定位销176从每个凸台180、181延伸。第一凸台180还在基座11上形成第一固定止动面178b。第一凸台180上的第一固定止动面178b均定位成与壁部170相邻但位于壁部170内侧,以便处于筒形阀锁定凸耳164的远端旋转时抵接止挡面178a的圆形路径中。两个第二止动面178b面向相反的方向,一个面向顺时针方向,另一个面向逆时针方向。止动面178a、178b优选地以相同的角度倾斜,使得当止动面178a、178b彼此接触时,它们沿着平坦表面抵接。在所示实施例中,可移动止动面178a与形成有止挡面178a的筒形阀锁定凸耳164的切线成约45°的角度。
有利地,凸台180、181延伸到壁部170的内部(以便阻止锁定凸耳164在任一方向上的旋转)但尚未延伸到开口172中。在每个第一凸台180的位于壁部170内侧的相对两侧上存在面向与第一止动面178b相反的方向的第二固定止动面182。第二止动面182可以具有各种取向,但是被示出为沿着自纵轴线14起的径向线延伸。因此,如在图10b中看到的那样,两个第一凸台180彼此对角地相对,并且均具有位于凸台180的一侧上的第一固定止动面178b和位于凸台180的相反侧上的第二固定止动面182。
每个第二凸台181也具有固定止动面184。每个固定止动面184位于不同的一个过滤器盖凸耳开口173的远端。如在图10a、图10b中看到的那样,凸台180、181在壁部170的弧的相对两端处、在壁部的直径上的相对两侧上、在基座11中的开口172的相对两侧上具有相对的径向止动面182、184。
参考图3b、图10a和图10b,每个过滤器盖锁定凸耳160在沟道162的相对两侧上具有两个圆形远端角部186a、186b。角部186a、186b形成用于过滤器盖锁定凸耳168的位置止动件。
参考图3和图8-图13,描述了过滤器盖与歧管的配合和锁定凸耳的操作。在使用中,阀体36被安置在歧管10内部,歧管10被紧固到歧管基座11上,以将阀体36包含在歧管主体10与基座11之间,使得阀体可以围绕轴线14旋转,但不能横向或轴向移动并且不能进行除了围绕轴线14的旋转之外的旋转。过滤器盖56(以及所连接的滤筒55)被插入到歧管10的中心空腔中,并且沿着相配合的歧管和阀体的纵轴线14前进,其中,过滤器盖锁定凸耳64均装配穿过不同的一个盖凸耳开口173。当过滤器盖锁定凸耳160穿过开口11沿轴向前进并经过歧管基座11的平面时,过滤器盖(以及过滤筒55)被定位,使得凸台181上的固定止动面184与过滤器盖锁定凸耳160上的一个止动面186对准。筒形阀和凸台180上的止动面178a、178b彼此接触,以相对于歧管主体10和基座11定位筒形阀。当过滤器盖56的锁定凸耳160穿过开口11时,筒形阀36被取向成使得筒形阀的底部上的沟道突片168装配到过滤器盖基部82中的沟道162中并且与沟道162可释放地接合或配合,以使筒形阀36和过滤器盖56互锁,以便围绕轴线14旋转。
在该第一关闭构造(图10a)中,穿过歧管和阀体的流动被阻塞,因此没有穿过阀体36的流动。参考图1、图6、图7、图11和图12,流通配件30、34需要将歧管主体10上的歧管流动通道28和32与筒形阀体36中的筒形阀流动通道48、52对准。当筒形阀36围绕轴线14旋转时,筒形阀流动通道48、52旋转成与歧管流动通道28、32不对准,并且没有发生穿过阀体36的流动。密封件50、54在旋转的阀体36和固定歧管主体10之间进行密封,以防止筒形阀旋转时的泄漏。然后,阀体旋转到第二打开位置,筒形阀流动通道48、52与穿过歧管10的歧管流动通道28、32对准,以允许流动。
在该第一关闭位置(图10a)中,过滤筒55和过滤器盖56在第一方向上的旋转通过使凸台181上的止动面184抵接过滤器盖锁定凸耳160上的止动面186而被阻挡,并且还通过使阀体36和歧管基座11各自上的止动面178a、178b抵接而被阻挡,以相对于安装板11和凸片开口164定位阀体。抵接止挡件对进一步旋转提供显著的阻力,并且指示使用者部件处于没有水流动的该关闭位置,并且可以移除或插入滤筒和过滤器盖而不漏水。
在该第一关闭位置,当筒形阀36上的沟道凸片168与过滤器盖56中的沟道162配合时,穿过过滤器盖和筒形阀的流体通道对准,以允许流动穿过通道50、52,进入通道66、76和穿过过滤器盖的相关开口68、78,并且进入过滤器盖的腔室70、80。这在图12的横截面图中示出。因此,过滤器盖56和筒形阀36具有对准机构,以对准穿过过滤器盖和筒形阀的流动路径。
通过接合或互锁的筒形阀36上的沟道突片168和过滤器盖56上的沟道162使过滤筒55、过滤器盖56、筒形阀36一起围绕纵轴线14旋转,可以实现沿第二相对方向旋转到第二打开位置。这些部件在第二方向上一起旋转大约90°到达第二位置,在该第二位置,过滤器盖锁定凸耳160上的止动面186撞击止动面182。抵接止挡件186、184对进一步旋转提供显著的阻力,并且指示使用者部件处于水可以流动穿过滤筒和过滤器盖的位置。
在该第二打开位置(图1、图6、图7、图10b、图11、图12和图13a)中,流体通道被对准,使得水流动穿过歧管、阀体、过滤器盖和过滤筒。该位置在图11-图12以及其他图中示出。当互锁的阀体36和过滤器盖56在该第二方向上朝向第二位置旋转时,过滤器盖锁定突片160和筒形阀锁定突片64均在歧管基座11上的位于开口172与壁部174之间的短边沿部缘27上滑动。这可以在图12的横截面图中看到。在筒形阀锁定突片164的每一侧端部上的凸缘166在该边沿部27上滑动,因为筒形阀被圈闭在歧管主体10与歧管11之间的空腔中,而将筒形阀主体36限制为围绕轴线14旋转。这在图11中示出。这些凸缘166和筒形阀锁定突片164定位成与穿过突片开口173装配的过滤器盖锁定突片160间隔开大约90°,并且旋转成与包围过滤器盖开口11的边沿部27接合。因为轴向力(沿着纵轴线14)如此小,所以过滤器盖锁定凸耳160可以比正常情况更薄,并且可以容纳沟道162,沟道162进一步削弱锁定凸耳160。
因为锁定凸耳160、164和配合锁定表面27的厚度随着过滤器直径、水压和计算安全系数的变化而变化,所以难以精确地限定这些配合锁定表面可以有多薄。一些实例有助于说明所提出的尺寸减小。具有被O形环密封件环绕且直径为1英寸的开口的过滤筒55具有约0.8平方英寸的开口面积。具有安全系数并基于高达150psi压力的工业标准测试的典型设计可能导致更高的设计压力,以提供安全系数。通常测试过滤筒的最大爆裂压力为500psi,并且为了确保滤筒在每次测试时不爆裂,设计压力可以为600psi。对于直径为1英寸的过滤筒55而言,将导致设计力为大约600psi×1.76in 2=1,056磅,或者各种凸耳和配合表面将承受约1100磅的轴向力。但是采用使用本文公开的径向流动设计的凸耳,设计可集中于承受滤筒的重量以及滤筒被拧入和拧出阀体和歧管的使用,使得可以认为使用现有径向流动设计的凸耳和配合表面可以被设计成承受典型力的约1/4至1/5。因此,凸耳和配合表面可以被设计为承受约500/5=100(或1/4系数的125磅)磅,而不是约500磅。同样,如果如在一些住宅应用中可能出现的开口面积增加到1.76平方英寸,则设计负载可以从约1100磅减少到约220或275磅,而实现5倍或4倍的负载减少。在任一种情况下,与当下使用的典型设计相比,凸耳和配合表面上的设计负载减小了超过50%,并且优选地减小了约75%-80%。
为了移除过滤筒,顺序颠倒,其中,滤筒55和过滤器盖56围绕纵轴线14在第一方向上朝向第一位置旋转,在第一位置,在筒形阀36的凸缘166和凸耳164上的止挡件178a抵接歧管基座11上的止挡件178b,以相对于歧管基座11定位筒形阀36,并且在第一位置,过滤器盖锁定凸耳162上的止动面186抵接歧管主体11的凸台181上的止动面184,以相对于歧管基座11和突片开口173定位过滤器盖56。然后沿着纵轴线14拉动过滤筒55,以使筒形阀36上的沟道突片186与过滤器盖56上的沟道162脱离接合,并且将滤筒和过滤器盖从歧管10和筒形阀36移除。
因此,在阀体56和歧管10、11上设置有至少一个(优选地,两个以上)第一定位止动件174a、174b,以将阀体定位在第一位置,在第一位置,穿过阀体56的流动被关闭。还在过滤器盖和歧管10、11上设置有至少一个(以及优选地,两个以上)第二定位止动件184、186以定位筒形阀36,使得过滤器盖56在筒形阀中的插入将筒形阀的流体通道与穿过过滤器盖的流体通道对准,其中,定位止动件184、186分别进一步将阀体和过滤器盖上的相配合的沟道突片168和沟道162对准,以将这些部件互锁,从而围绕轴线14旋转。
参考图13b,为了使滤筒55围绕轴线14旋转,滤筒的底端可以具有突出手柄190。所示手柄包括短而细长的突出部,突出部从滤筒55的底部延伸足够长的距离,以允许人的手指扭转突出部190的相对两端。所示手柄被示出为具有类似“S”形状的任意曲线,但是也可以使用其他形状。
在上述实施例中,第二流体通道32、52、76、78优选地形成用于未过滤流体流入过滤筒55的流体入口,而第一流体通道68、66、50、28形成用于来自过滤筒55的已过滤流体的流体出口。根据过滤器元件的构造以及水如何被引导穿过过滤器元件,流动路径可以颠倒,使得第二流体通道形成用于已过滤器水的出口,而第一流体通道形成用于未过滤水的入口。因此,穿过过滤器元件59的流体流动路径的细节将随着特定滤筒55的变化而变化。
参考图7和图14,示出了省略了筒形阀体36的变型,使得过滤器盖36直接与歧管10配合。筒形阀体36允许阀体36旋转以切断通向过滤器盖56和过滤筒55的流体流动。如果省略了筒形阀体36,则使用者致动外部切断件,以阻断通向过滤器盖36以及与过滤器盖相关联的任何滤筒的流动。这些部件具有与上述结构和功能基本相同的结构和功能,除了过滤器盖56的尺寸被设置成紧密地嵌套在歧管10内。第一歧管配件30具有穿过歧管壁部12的第一壁部分18的第一歧管流动通道28。第一歧管流动通道28与位于密封件62、64之间的第一过滤器盖流动沟道66流体连通,密封件62、64环绕过滤器盖的第一部分58,并且与歧管10的第一部分18的面向内的侧面一起提供密封。第一过滤器盖流动沟道66优选地环绕过滤器盖的第一部分58的大部分,并且通向延伸穿过过滤器盖的第一部分58的壁部的第一过滤器盖开口68,以将第一沟道66设置成与过滤器盖的第一内部流体通道70流体连通。
第二歧管配件34具有穿过歧管壁部12的第二壁部分20的第二歧管流动通道28。第二歧管流动通道32与位于上部密封件72与下部密封件74之间的第二过滤器盖流动沟道6流体连通,上部密封件72与下部密封件74环绕过滤器盖556的第二部分60,并且与歧管10的第二部分20的面向内的侧面一起提供密封。第二过滤器盖流动沟道76优选地环绕过滤器盖的第二部分60的大部分,并且与延伸穿过过滤器盖的第二部分60的壁部的第二过滤器盖开口78流体连通,以将第二沟道76设置成与过滤器盖56的第二内部流体通道80流体连通。
顶部通风配件142具有延伸穿过配件142和歧管10的壁部12或顶部16的顶部歧管通风通道142,以将通风通道142设置成与顶部空隙体积流体连通,顶部空隙体积主要形成在被位于第一过滤器盖流动通道66上方的第一密封件62隔离的过滤器盖56和歧管10的相面向部分之间。顶部歧管通风体积包括由歧管16的顶部16和过滤器盖56的顶部86的相面向表面以及位于密封件62上方且位于相面向的歧管的第一侧部18和过滤器盖的第一部分58上的相面向表面形成的体积。
在第二密封件64、第三密封件72、位于这些密封件64和72之间的相面向的过滤器盖56的外表面和歧管10的内表面之间形成有中间空隙体积。形成中间通风阀的相面向表面优选地分别包括歧管和过滤器盖的第一壁部分118和58的一部分、第二壁部分20和60的一部分以及嵌套肩部29和69的一部分。中间歧管通风配件105具有延伸穿过中间歧管通风配件105并且穿过歧管10的壁部(优选地,第一壁部分18)的中间流体通道100,使得中间通风通道与中间空隙体积流体连通。
在第四密封件74、第五密封件90、位于这些密封件74和90之间的相面向的过滤器盖56的外表面和歧管10的内表面之间形成有下部或底部空隙体积。下部或底部歧管通风配件158具有延伸穿过下部或底部歧管通风配件158并且穿过歧管10的壁部12(优选地,延伸穿过歧管壁部的第二部分20或凸缘22,这部分取决于第五密封件90的位置)的通道156。密封件90被示出为位于第二壁部分20、60之间。底部歧管通风配件与底部空隙体积流体连通。
过滤筒55与图14的组件一起使用,当过滤筒与相同部件(过滤器盖56)配合时,该情况与关于图2、图11、图12所述的情况几乎相同。在用于将过滤筒55与过滤器盖56保持在适当位置的锁定凸耳布置或其它机构中存在微小差异。但是这种其他锁定凸耳和保持机构是已知的,并且不再详细描述。因此,不提供图14的过滤筒55、歧管10和过滤器盖56的组件的详细描述。各种密封件62、64、72、74和90之间的空隙体积的测试也是相同的,并且不再详细描述。存在的一个细微差别在于:穿过配件140、105和158的流动通道更短,因为省略了筒形阀体36,但是测试实际上具有相同的步骤,但是具有更短的通道,因为过滤器盖56直接密封到歧管10的表面上,并且省略了流动通道48、62和154。
如上所述,密封件62、64、72、74和90优选地包括位于凹槽中的O形环密封件,但是也可以使用具有或不具有凹槽的其它密封件类型,如本文所述的其它密封件的情况。通风通道142、100、156是可选的,并且如果存在的话,则允许空隙体积中的一者或多者被设置成与环境或位于歧管10外部的装置流体连通。因此,空隙体积可以通向大气以帮助他们保持干燥;可以监测空隙体积的水分以指示泄漏;空隙体积可以充满干燥气体,以确保空隙体积是干燥的并且因此不支持细菌生长或霉菌生长;空隙体积可以被加压,以对形成所讨论的特定空隙体积的歧管10与过滤器盖56之间的密封件进行泄漏测试。这些相同的测试或用途适用于本文所述的其它空隙体积和通风通道,并且本文所述的空隙体积和通风通道的其它用途可以与图14的变型一起使用。
图14的布置特别适用于在使用前测试过滤器盖56的密封件。通风配件140、105、158中的一者或多者可以用于对与通风配件相关联的空隙体积进行加压,并且监测压力变化,以便评估形成通风阀的一个密封件或多个密封件是否泄漏。空隙体积小,可以快速施加气动压力并精确监测,以便在批准销售之前快速测试密封件。干燥气体的使用避免了过滤器的污染,并且避免了对干燥过滤器盖或过滤器的需要。可以通过加压到预定压力并在预定时间(优选地为几秒,更优选地为10秒以下,并且更优选地为5秒以下)内监测压力变化来监测气体压力。监测还可以包括监测维持空隙体积中的期望压力所需的流量,但这不是优选的。用于压缩体积和监测用于压力变化或流量变化的体积的设备和方法是公知的,并且在本文中不详细描述。
参考图15-图16,描述了用于测试过滤筒10的泄漏的方法和装置。泄漏测试优选地使用气体代替水或其它液体。在步骤310中,将加压气体源330设置成与待测试的部件流体连通。推式连接配件是优选的。气体压力源300优选地是加压空气源,例如空气罐或空气压缩机,但是也可以利用其它情况,包括处于比下面讨论的测试压力高的压力的氮气和氦气。与待测试的过滤器部件的连接优选地使用顶部通风配件140、中间通风配件105和底部通风配件158中的一者或多者来实现,例如通过将气体管线夹紧或以其他方式连接到将在泄漏测试中使用的配件。被测试的过滤器部件可以包括如图14所示的歧管10和过滤器盖56的组件或者如图7所示的歧管10、筒形阀35、过滤器盖56和过滤器颈部134的组件。可以仅测试一个通风配件和相关的流动路径和密封件,或者可以同时测试任意两个通风配件和相关的流动路径和密封件,或者可以同时测试全部三个通风配件和相关的流动路径和密封件。如果仅使用一个通风配件,则其优选地是中间通风配件105,因为形成可通过中间通风配件访问的空隙体积的密封件能够确定在穿过过滤器的入口流动路径与出口流动路径之间是否发生混合。从潜在污染的观点来看,混合被认为是重要的关注点。
下一个泄漏测试步骤312对与每个通风配件相关的空隙体积进行加压,同时将施加到过滤筒部件上的压力控制到对于大多数现有的家用水过滤器而言最大的第一压力P1,优选地为30psi。可以通过以下方式来施加压力:打开阀门332,并允许气体流到通风配件140、105、158以及与每个通风配件相关联的流体通道和一个密封件或多个密封件,以形成相关联的空隙体积。可以通过以下方式控制压力:用压力传感器334(例如压力计或其他传感器)监测压力,并通过机械方式或电子方式或其它方式调节压力,以限制压力,例如通过排出超压或通过逐渐增加压力至第一压力P1。可以通过以下方式控制压力:选择或限制加压气体源330,以提供处于预定压力(例如,第一压力P1)的气体。第一压力P1可以是期望的泄漏测试压力,其对于家用过滤筒10和诸如歧管10、筒形阀36、盖56等部件而言优选地为约30psi。优选地验证在测试期间施加的压力,以确保设备的正确操作和测试。
第一压力P1可以可选地是较高的超压,该超压用于安置与正被测试的每个空隙体积相关联的密封件,并且立即打开这些相关联的密封件中的初始泄漏。优选地,通过打开电子致动阀332(例如,通过螺线管或其它电子控制)来优选地在几秒的短时间内施加第一压力P1,并且关闭阀,以便实现所需的第一压力。因为与每个通风配件140、105、158相关联的空隙体积小,所以填充空隙体积的时间很短,并且达到充分稳定地用于精确测试的压力的时间很短。如果步骤312是超压测试,则下一步是将测试部件中的压力降低到第二期望泄漏测试压力P2。如上所述,该测试步骤是可选的,因为P1可以与P2相同。测试压力P2由如上所述的压力监测器334确定,其中,通过以下方式降低压力:经由单独的阀(未在图16中示出)向大气排放压力;或者使阀332成为三通阀,该三通阀具有通向气源的入口、通向通风口或大气的出口、设置成与待测试的过滤筒部件流体连通的出口。
下一个泄漏测试步骤314是可选的,并且允许手动激活启动按钮以激活压力测试循环。
下一个泄漏测试步骤316是利用传感器336监测泄漏,其中,将结果显示在显示器338上,显示器338可以是视觉显示器(例如,红灯或绿灯)或音频显示器(对于合格/不合格使用不同的声音)或这两者。优选地,气体流量或气体压力由传感器336监测,传感器336与处理传感器输出以确定是否存在泄漏的检测器单元337电连通。传感器336和检测器单元337可以以各种方式检测泄漏,但优选地检测压力或流量的变化。如图16中的实线所示,传感器336以及检测器单元337可以与通风配件105、140、158连通,或者与如本文所述的这些各种通风配件所连通的流体通道连通。如图16中的虚线所示,传感器336和检测器单元337还可以与配件30、34及其相关联的流体通道连通。如果传感器336是流量传感器并且没有泄漏,则气体流量将为零,并且气体流量越大,泄漏越大。如果传感器336是压力传感器并且没有泄漏,则压力将保持恒定,并且压力下降越大,泄漏越大。如果传感器336是压力传感器,则其可以与压力监测器334组合,如果适当地定位在测试装置中,则可以监测泄漏。因为空隙体积小,所以泄漏将表示体积和流量的相对较大的变化,并且因此与如果要用气体填充整个过滤筒或者如果要用气体填充水流通道相比,泄漏能够被更快地被检测。
只要泄漏指示剂对人体无害并且能够与用于过滤筒的材料一起使用,则泄漏测试气体可以具有泄漏指示剂,以识别泄漏的位置。矿物油是荧光的,并且少量的矿物油被认为适合与过滤筒10一起使用。可以使用用于泄漏监测的其他传感器336,例如音频传感器,以检测在施加的压力P1或P2下泄漏经过密封件的气体的声音,并且这样的音频传感器可以被放置在水通常流过的通道中,例如入口配件30和出口配件34。同样,可以监测经过入口配件30和出口配件34以及与这些配件相关联的流体路径的压力或流量,但是这不是优选的,因为这些相关联的流体路径的体积太大,并且在较大的流动路径中更难以检测压力和流量的变化。来自各种类型的传感器336的信号优选地被传送到泄漏检测器单元337,泄漏检测器单元337评估所接收的信号以帮助确定是否存在泄漏,并且优选地提供关于泄漏的流体的体积或泄漏的大小的一些指示。已知各种算法将流量或压力或其他方面的变化与泄漏的大小或泄漏流体的量级相关联,并且将在本文中描述。
下一个泄漏测试步骤318是确定正被测试的过滤筒部件是否是可接受的。合格-不合格测试被认为是优选的,并且流量测试或压力测试被认为适用于实施合格-不合格测试。根据应用,一些泄漏可以是可接受的,但是优选地,测试标准是在预定时间段内没有气体流量或气体压力的变化。短测试时间被认为是合适的,例如几秒(例如,1秒至5秒),并且甚至保持压力几分之一秒也被认为适合于测试与每个空隙体积相关联的各种密封件42。
在步骤322中优选地记录测试结果,以产生表示部件被测试的书面记录或电子记录以及测试结果。测试结果的记录可以反映日期、时间、测试数据、测试标准、合格、不合格或它们的任何组合。该步骤可以在步骤320之后进行。
泄漏测试的下一个步骤是步骤320,在步骤320中,释放压力并停止测试。这可以通过以下方式而完成:打开阀332与正被进行泄漏测试的滤筒部件之间的泄压阀,或者在阀332处排气,或使通风配件105、140、158与气体管线断开连接。不管测试的过滤器部件通过或未通过泄漏测试,都完成该步骤。
如果过滤器部件已经通过泄漏测试,则泄漏测试序列中的下一个步骤324是确定期望的通风配件和相关联的空隙体积和密封件是否已经全部被测试,如果是,则将良好的单元连接到用于进行进一步处理的位置。如果测试序列测试了与仅一个通风配件相关联的空隙体积和密封件,则可以通过将气源连接到不同的通风配件来重复该序列,并且重复该序列,直到对所有待测试的通风配件进行了泄漏测试。如果在第一步骤310中连接了所有待测试的通风配件,或者通过针对不同的通风配件和相关联的空隙体积和密封件使过滤器部件循环通过泄漏测试序列,则也可以完成测试。如果正在执行单个测试,则步骤324简单地传送良好的压力测试单元用于进一步处理,例如标记和包装。
如果过滤器部件在步骤318中未通过泄漏测试,则在步骤320中释放压力并且停止测试之后,在步骤326中可以将滤筒与气体管线断开连接,并从测试设置中移除以用于后续处置。被测试的组件可以被丢弃,或者如下所述那样与其他部件重新组合并且被重新测试。有利地,不管过滤器部件是否合格,在步骤320中都释放压力,并且在步骤326中该部件优选地与气体管线断开连接。因此,这些步骤可以与过滤器部件通过测试的相同步骤序列组合,但是在气体管线被断开之后,合格的部件与不合格的部件分开。如下所述,进一步的重新测试也是可能的。
最后的步骤326是从测试位置移除正被测试的过滤筒部件,并根据合格/不合格标准对它们分类。然后如在步骤310中那样,通过将待测试的下一个过滤筒的部件连接到气源来重新启动测试序列。应注意的是,如果过滤器盖正在测试歧管中进行泄漏测试,则如果过滤器盖56不能通过泄漏测试步骤318,则过滤器盖56可以被丢弃。但是如果歧管10和过滤器盖56的组合被进行泄漏测试并且指示存在泄漏,则不一定知道泄漏是归因于歧管10中的缺陷还是过滤器盖56中的缺陷。如果发现泄漏,则可以丢弃这两个部件,或者一个或两个部件可以与不同的部件组合,并且在假设缺陷部件将导致歧管和过滤器盖的组合第二次不合格的情况下重新测试。但是,重新测试需要追踪已经不合格一次的部件,并且重新测试的成本和追踪重新测试的部件的误差必须与部件的成本相平衡,以确定重新测试是否经济实用。这同样适用于歧管10、筒形阀36、过滤器盖56和滤筒颈部134的组合组件的泄漏测试,因为一个或多个部件可能引起或导致检测到的泄漏。
仍然参考图15,可以可选地执行不合格部件的进一步重新测试。尽管不合格部件可以简单地通过另一个压力测试再循环,但优选的是,在步骤326中断开失效部件,然后在步骤328中检查测试设备的连接和被测试部件上的配合连接,以查看他们是否是不符合要求的测试的原因。还应检查部件,以查看是否存在损坏的迹象或未通过测试的原因。如果重新检查时部件看起来时合适的,则如步骤310中那样将部件重新连接到测试器。作为替代,可以检查与测试设备的连接,而无需断开一些或所有气体管线与部件的连接,然后在步骤312处重新开始测试。
然后通过步骤312、314、316和318重新测试重新连接的部件。有利地,测试序列记录重新测试的部件,使得如果存在第二次不合格,则在释放压力并且测试停止之后,在步骤329中将该部件连接到用于进一步处置的各个位置。这种进一步处置可以是进废料仓、报废、回收、QC检查或重建。代替用软件追踪重新测试的部件,操作者可以手动地追踪重新测试的部件。图15所示的上述测试序列和变化优选地是自动化的,但也可以使用手动操作。
优选的是,使每个部件单独地在外部测试装置中测试,外部测试装置模拟在使用期间测试部件装配或配合或嵌套在其中的滤筒部件,其中,内部测试装置模拟插入到测试部件中的滤筒部件被可选地用于模拟测试的进一步精度。因此,待测试的筒形阀36可以插入外部测试歧管中,并且具有可选地插入到筒形阀36中的内部测试过滤器盖,以形成仅测试筒形阀36与歧管10之间的密封件42、50、44、54和90的空隙体积。同样,待测试的过滤器盖56可以插入到外部测试筒形阀36(以及可选地测试歧管10)中,其中,内部测试过滤筒颈部134可选地插入到测试过滤器盖56中,以便仅测试过滤器盖与筒形阀之间的密封件62、64、72、74和90。
优选的测试装置使用如图17所示的RICO测试装置。这使用图15的基本相同测试序列。加压气体源330向三通阀332提供气体,该三通阀332排出气体以释放下游压力。阀332向两个不同的管线提供气体,这两个不同的管线可以设置成与两个不同的过滤筒部件上的通风配件105、140、158流体连通,或者可以设置成与相同的过滤筒部件上的两个不同的通风配件105、140、158流体连通。当仅需要测试两个通风配件或当过滤筒部件仅具有两个通风配件时,该测试设置是有利的。
测试循环开始于将两个气体管线中的每一个连接到待测试的两个不同的过滤筒部件(例如,10、36、56、134)上的相同的通风配件105、140、158,或者连接到相同过滤筒部件的两个不同的通风配件的任意组合上。这些选项由图17中的箭头表示。实线反映了与通风配件105、140、158或与其相关联的流体通道的优选连接,而虚线反映了与第一配件30和第二配件34以及与其相关联的流体通道的不太优选的连接。可以测试这些配件或它们相关联的流体通道的任何组合。然后,打开阀332以对通向两个不同的通风配件、相关联的空隙体积和形成空隙体积的密封件的两个气体管线进行加压。如果使用超压,则可以使用压力监测器334将压力调节至P1,或者根据需要实现测试压力P2,其中,阀332通气以将超压P1降低到期望的测试水平P2。当实现测试压力P2时,每个气体管线上的隔离阀333关闭以锁定测试压力P2。隔离阀333在超压测试P1或气体管线和空隙体积充气期间打开。在隔离阀333关闭的情况下,限定固定的体积,并且在测试时间间隔内监测压力或流量。在测试间隔期间,两个气体管线之间的唯一流动路径经过流量传感器336。如果空隙体积和相关联的密封件不泄漏,则即使两个测试部件因材料蠕变而以相同的速率变形或者即使两个部件中的压力因热传递而改变,也没有气体转移通过流量传感器336和检测器337。对于这些变形或热传递误差的补偿被固有地实现,因为同时测试两个相同的部件和相同的空隙体积,并且流量传感器将具有相同蠕变和热特性的两个测试部件进行比较。这消除了延迟测试以等待被测试部件的温度稳定的需要或在测试压力下膨胀的需要。
如果一个测试部件泄漏,则气体从非泄漏部件流动到泄漏部件,并且流动被流量传感器336和检测器337检测到,并且可选地显示在由检测器单元337激活的如上所述的合适的显示设备338上。可以设置比较电路,以将表示由传感器334、336检测到的压力或流量的电子值与基准值进行比较,其中,比较电路发送信号以激活到达显示器338的听觉信号或视觉信号,或听觉信号和视觉信号这两者,这取决于压力或流量的变化,或者压力或流量变化的缺乏指示合格或不合格。
如果过滤筒的测试部件合格,则通过打开隔离阀333并通过三通阀332的通风口排气来释放压力。作为选择,隔离阀333可以是也通向大气的三通阀。另外,通风配件105、140、158可以在端部具有快速断开配件,例如构造为与气动联接器快速接合的倒钩,并且气体管线与通风配件的松开可以释放压力。这同样适用于图15和图16的先前实施例。根据是否已经测试了所有期望的过滤器部件、通风配件和相关联的空隙体积,可以将气体管线重新连接到不同的通风配件用于进一步测试,或者可以移除过滤器部件用于进一步使用。如果被测试的过滤器部件不合格,则可以如本文所述那样将过滤器部件丢弃或以其它方式处理。
参考图18,示出了使用加压气体源330的测试布置,加压气体源330向三通控制阀332提供气体。打开阀332以向三个不同的气体管线提供加压气体,每个气体管线连接到不同的一个通风配件105、140、158,其中,由压力传感器336和检测器337监测压力。实线反映了与通风配件105、140、158或与其相关联的流体通道的优选连接,而虚线反映了与第一配件30和第二配件34以及与其相关联的流体通道的不太优选的连接。利用专用隔离阀333以及与其相关联的传感器336,可以测试三个(或更多个)这些配件或它们相关联的流体通道的任何组合。压力传感器336可以被构造为当在气体管线中达到期望的超压压力P1或期望的测试压力P2时提供关闭阀332或隔离阀333的信号。根据需要,可以为每个气体管线和隔离阀333提供单独的压力传感器336。当达到期望的压力时,隔离阀333关闭,并且传感器336和/或检测器单元337检查泄漏。传感器336和检测器单元337被示为连接到气体管线以监测流量(或可选地监测压力),其中,每个传感器336连接到公共显示器338。每个传感器336或单独的检测器337可以使用单独的显示器338。如上所述,传感器336还可以分别位于第一配件30或第二配件34内部,或者传感器336可以包括其他传感器类型。这种布置允许使用关于图15和图16总体描述的测试序列同时测试三个通风配件和相关联的空隙体积和密封件。
中间通风配件105可以提供流体通路,以对将穿过过滤筒10的入口流动路径和出口流动路径分开的密封件进行泄漏测试。如在图7中看到的那样,中间通风配件105中的中间通风通道100提供通向位于筒形阀36的外部与歧管10的内部之间的密封件104、106的通路,密封件104、106将穿过歧管和筒形阀的第一流动通道28、66与第二流动通道32、52分开。中间通风配件105中的中间通风通道100还提供通向密封件64、72的通路,密封件64、72将穿过歧管10和筒形阀56到达过滤器盖56的第一流动通道28、48、68与第二流动通道32、52、76分开。如果通风通道136延伸穿过过滤器盖56的壁部,则中间通风通道还允许到达过滤筒55的颈部134上的密封件130、132的通路。因此,通过优选地经由中间通风配件105测试中间通风通道100、102、136,可以测试将第一流动通道和第二流动通道分开的密封件,以查看是否有任何密封件泄漏并允许在两个流动通道中流动的水混合。
上述测试设备优选地连接到通风配件105、140、158(或第一配件30和第二配件34)。但是与测试气体或测试流体的流体连接可以设置有通风通道本身而不是测试配件。因此,穿过通道142、144中的一者或多者的顶部通风通道可用于测试密封件42、62中的一者或两者。穿过通道100、102、136中的一者或多者的中间通风通道可用于测试环绕过滤器盖56和滤筒颈部134的密封件64、72、130、132中的两者或多者,以及还用于测试环绕筒形阀且介于歧管10与筒形阀36之间的密封件104、106。同样,穿过通道156、154中的一者或多者的下部或底部通风通道可用于测试分别环绕过滤器盖和筒形阀的密封件74、90中的一者或两者,以及还用于测试位于筒形阀36与歧管10之间的密封件44、152。
虽然各种通风通道允许测试空隙体积和形成这些空隙体积的密封件以确保密封件能够防止泄漏,但是通风通道具有其他优点。在制冷或冷却环境中,通风通道中的一者或多者可以允许空气循环穿过与所选通风通道相关联的空隙体积。除了保持通风通道和空隙体积干燥以抑制细菌生长之外,在许多应用中,甚至环境空气循环穿过顶部通风通道也可以防止冻结。加热空气的循环(通过经由放置有过滤筒的器具供电的电阻加热元件传递空气而实现)可以帮助避免在比环境空气更冷的温度下过滤筒的颈部周围的水的冻结。因此,通风通道可以帮助对过滤筒和筒形阀进行泄漏检查,以及如果器具温度或水温下降的太低,则帮助这些部件冻结。
上述描述优选地使用大致圆筒形配合部件,因为大致圆筒形表面可以被精确且低成本地制造,并且圆形密封件能够以低廉的价格提供良好的密封能力。如图所示,上部圆筒形部分的直径优选地小于下部圆筒形部分的直径,其中,在筒形阀和过滤器盖上分别具有横向延伸的台阶状肩部29、69。在这些部件的远端上使用较小的直径使得插入更容易。如果第一部分和第二部分具有相同的直径,则筒形阀和过滤器盖上的第一密封件和第二密封件必须分别穿过歧管和筒形阀的整个长度,并且增加长度的滑动将增加摩擦,从而需要更大的插入力。这些部件的第二部分上的较大直径使第一较小直径部分以及第一密封件和第二密封件的插入长度变短。另外,如果第一部分和第二部分具有相同的直径,则O形环密封件经过各个入口、出口和通风通道,入口、出口和通风通道中的每一者的边缘在O形环密封件经过时可能卡住、切割和磨损O形环密封件,从而降低了密封件的性能。因此,虽然具有相同直径的第一部分和第二部分也是可以的,并且提供了允许相同尺寸的密封件用作第一密封件、第二密封件、第三密封件和第四密封件的优点,但优选的是,第一部分和第二部分具有不同的直径,其中,第一密封件和第二密封件具有相同的直径,并且该直径小于第三密封件和第四密封件(也优选地具有相同的直径)的直径。
在部件必须围绕共同轴线相对于彼此旋转的情况下,非常需要具有对准的纵轴线的大致圆筒形形状。但是过滤筒55及其颈部134不必相对于过滤器盖56旋转。过滤器盖56不相对于筒形阀36旋转,因为这些部件通过沟道162和沟道突片168互锁并且在歧管10内一起旋转,以对准流动路径并且可选地对准通风路径。因为上述标示部件相对于彼此旋转,所以它们可以具有非圆形形状。具体而言,如在美国专利8,591,736(其全部内容以引用的方式并入本文)中大致示出的那样,过滤器颈部134、过滤器盖和筒形阀36的内部可以具有大致椭圆形的构造,或者具有该专利中公开的其他构造。
参考图19-图21,横向过滤器盖56'被示出为从过滤筒55'沿着盖轴线14'横向地延伸,远离过滤筒的纵轴线14并且优选地位于与过滤器的纵轴线垂直的平面中。横向过滤器盖56'的绝大部分部件是相同的,并且不重复这些部件的详细描述,同时相同的部件编号用于标识这些相同的功能部件。因为横向过滤器盖56'横向延伸,所以轴向对准的过滤器壳体57与过滤器59之间的连接被改变。横向过滤器盖56'可以从过滤器壳体57的侧壁横向地延伸,但是使过滤器盖延伸超过过滤器壳体57的大体外周形状的大横向距离。优选地,过滤筒55'的远端具有偏置安装件,过滤器盖56'从该偏置安装件延伸,使得过滤器盖位于沿着纵轴线14延伸的过滤器主体的大致圆筒形体积中。
在所示实施例中,过滤器壳体59的一侧沿着纵轴线14向上延伸,以形成过滤器壳体的封闭的上端或远端400。可以使用圆筒形形状,但是圆顶形或半圆顶形状是优选的。远端400优选地具有与过滤筒的纵轴线14对齐的轴向面402以及与横轴线14'对齐并从轴向面402的底部横向延伸的横向面404。横向过滤器盖56'也沿横轴线14'横向延伸并且优选地与横向面404平行。横向过滤器盖56'的封闭端部86邻近沿着包围过滤器59的大致圆筒形主体57的外周延伸的曲面。如本文所使用的,术语“邻近”指的是在壳体主体57的外周的远处或外部与壳体主体57的外周相距的距离在横向偏置盖的沿着横轴线14'的长度的约1/3的范围内。
横向面404、竖直面402和远端400包围过滤筒55'的远端。面402、404优选地是大致平坦的并且彼此垂直。过滤器盖56'从轴向面402横向延伸并且优选地垂直于该面,但是面402、404可以具有不同的形状。远端400、轴向面402和横向面404优选地与壳体57同时模制而成,其中,在部件的内表面和外表面上设置适当的拉深角,以使模制更容易。
横向过滤器盖56'从横向面404偏置足够的距离,以允许横向过滤器盖与如下所述的适配的歧管头10'配合。为了保持过滤器盖的流动通道66、76与过滤器59的相同部件流体连通,过滤器盖56'有利地模制为单独部件,然后连接到过滤筒壳体57的远端400,优选地通过将盖旋转焊接到远端400、轴向面402或容纳在过滤筒的远端内的部件。如先前实施例所示,过滤器盖56'可以紧固到过滤器壳体57的靠近横向面404的位置的相邻部分。但是作为选择,壳体57可以与远端400和轴向面402注塑成型,其中,插入过滤器47,并且将端盖405(图20)放置在端部上,以封闭过滤器并形成流体密封滤筒55'。有利地,当过滤器59插入到过滤器壳体57中并被端盖405封闭在过滤器壳体57中时,部件134'、416、418(稍后描述)可以附接到过滤器59上。端盖405可以被旋转焊接到壳体57上或通过其它流体密封装置进行紧固。
如图21最佳所示,横向过滤器盖56'的第一内部流体通道70形成为第一大致圆筒形内管406,内管406的内径在其基部稍大,而在其横向最外端略小。第一管状部分406形成过滤器盖56'的远侧第一部分58。第一过滤器盖开口68可以延伸穿过该第一管406,以将内部通道70设置成与通道68和流动沟道66流体连通。流动沟道66和密封件沟道62a、64a在横向过滤器盖的第一部分56'处形成在该内管406的最外侧端部的外表面上。环形凹部408形成在第一管406的壁部中,并且从该管的基部朝向该第一管的外端延伸。环形凹部408沿着横向过滤器盖的第二部分60'延伸,第二流动沟道76和密封件凹槽72a、74a位于第二部分60'上。环形凹部408形成与第二流动通道76流体连通的流动沟道,并且优选地环绕第一内部流体通道70。环形凹部408具有与过滤器盖的第一部分58和第二部分60'之间的肩部相邻的封闭端部,其中,凹部408的另一侧端部朝向基部开口,以形成所标示的流动沟道的一部分。因此,环形凹部408的靠近过滤器盖56'与轴向壁402的接合处的近端由两个同心管(即,内管406和外管409)形成。管406的外壁和管409的内壁彼此面对并且形成凹部408。管406、409随着它们接近轴向面402而彼此稍微偏离,使得凹部408的直径在邻近轴向面402处略大。稍微偏离的壁部有助于模制凹部408并且允许模塞形成凹部408,并且在模塞被紧固到过滤筒之前从横向过滤器盖56'的开口端抽出。管406、409大致彼此平行并且沿着过滤器盖轴线14'延伸,其中,外管409与内管406同心且环绕内管406。两个管都以过滤器盖轴线14'为中心。管406、409中的一个管沿着过滤器盖轴线14'比另一个管延伸得更远,其中,如图21所示,内管406延伸得更远。第二过滤器盖部分60'位于外管409的外壁上。外管409在第一过滤器盖部分58和第二过滤器盖部分60'的接合处附近终止。
位置止动件410位于外管409上且邻近横向过滤器盖56'的基部,并且优选地在止动件上具有扳拧表面,这些扳拧表面相对于横向过滤器盖轴线14'向外延伸。环绕第二过滤器盖部分60'和横向过滤器盖56'的凹槽412定位成紧邻位置止动件410但位于位置止动件410的外部,并且形成在外管409的外表面上。第二过滤器盖部分60'和外壁209的基部延伸超过位置止动件410,并且由内管406的内部形成的内部通道70延伸超过第二部分60'和外管409的端部。轴向面402具有足够大的开口,以允许外管409穿过开口进行装配。优选地,轴向面402具有圆形孔,以允许第二部分60'的形成在外管409上的基部插入,基部沿着插入部分优选地为圆筒形。轴向面402和过滤器盖的基部60'的外管409可以用螺纹、粘合剂等紧固在一起。但是优选地,轴向面402中的开口和外管409的尺寸被设置成使得它们可以沿着第一连接表面412通过旋转焊接进行连接,其中,止动件410限制横向过滤器盖56'和外管409插入到轴向面402中的开口并且进入过滤器壳体的远端400中的距离。位置止动件410上的扳拧表面可用于旋转,以实现旋转焊接。所示实施例具有位于轴向面402中的开口的外侧上的微小凸台以及贯穿形成开口的壁部的台阶状开口,第二部分60'穿过该开口插入,以用于旋转焊接。有利地,当横向过滤器盖56'连接到轴向面时,第二部分60'的端部与轴向面402的内表面齐平。
仍然参考图21,过滤器59具有管状颈部134',管状颈部134'横向偏置,以适应横向过滤器盖56'的横向取向。偏置的管状颈部134'从上部端盖416向上延伸,上部端盖416装配在过滤器主体59上,并且直接与过滤器主体59配合,或者与端盖的端部配件418配合。端部配件418堵塞圆筒形过滤器主体59的上端,以迫使水径向流动穿过过滤器主体。上部端盖416产生空间,使得来自过滤器主体中心的水可以横向流动到偏置的颈部134'。颈部134'的偏置将根据需要而变化,以产生通向横向喷嘴56'的适当流体通道的流体通道。偏置的颈部134'平行且偏离于过滤器轴线14延伸足够的距离,以连接到过滤器盖56'的第一内部流体通道70的内端。包围第一流体通道70的内管406横向延伸超过形成第二过滤器盖部分60'的外部部分的管409的端部。偏置的颈部134'的远端具有开口,开口优选地为圆形,内管406的配合端部装配到该开口中。有利地,内管部分406被旋转焊接到偏置的颈部134'中的开口,以形成第二连接表面420。优选地,通过旋转焊接横向过滤器盖56'来同时形成连接412、420。有利地,管406的端部的配合部分和偏置的颈部134'中的孔被定尺寸和构造为优选地通过旋转焊接形成流体密封连接。有利地,管406的端部与偏置的颈部134'的内表面齐平。
参考图21,第一流体流动通道形成为穿过第一流动沟道66、第一过滤器盖开口68、第一内部流体通道70、偏置的颈部134'、过滤器端盖416、端部配件418和过滤器主体59。第二流体流动通道形成为穿过第二流动沟道76、第二过滤器盖开口78、环形凹部408(其对应于第二内部流体通道80)、远端400和面402。远端400和轴向面402的内部与形成第一流动通道和第二流动通道的部件间隔开,其中,支座422根据需要提供部件的强度和支撑,同时允许流体围绕支座根据需要流动。有利地,轴向壁部404位于或略微偏离过滤筒的纵轴线14,使得横向歧管430与横向过滤器筒56之间的抵靠连接在该轴线14周围发生。虽然图1-图14中的过滤器盖56具有相当均匀的壁厚(其中,在第一过滤器盖部分58与第二过滤器盖部分60'之间具有阶梯状直径),但图21的横向过滤器盖56'在第二过滤器盖部分60'上具有较厚的壁部,并且由两个管状部分406、409有效地形成,两个管状部分406、409在它们之间形成环形凹部408,以形成穿过第二部分60'中的流体通道76的流动路径的一部分。
因此,横向过滤器盖56'使用图1-图18的基本相同的过滤器盖56,但是第二部分60由两个同心管406、409形成,以便在所示实施例中产生与圆筒形过滤器元件59的外部流体连通的环形流动沟道408。为了容纳单独的流动沟道70、408,外管409的基部密封地连接到轴向面402,而内管406的基部密封地连接到偏置的颈部134'。形成在内管406内部的流动路径70朝向过滤器盖56'的端部86延伸,并且进入到端盖的第一部分58中,而环形凹部408在第一部分58和第二部分60的接合处附近终止。所示接合处在第一部分58与第二部分60之间具有向外延伸的肩部,但是过滤器盖56'的外周可以具有与向内延伸的肩部大致相同的直径,使得通道70在第一部分58中的内径小于该相同通道在第二部分60中的内径。简而言之,第一部分58的壁部可以比沿着第二部分60延伸的组合壁部406、409(以及空间408)厚。
具有横向偏置的颈部56'的过滤筒55'可以用于歧管过滤器组件。先前描述的卡口锁定可以用于将每个过滤筒连接到相应的歧管,但是可能需要将每个滤筒旋转四分之一圈或90°,并且如果它们充分靠近在一起(内部滤筒不能在没有撞击相邻滤筒的情况下旋转),则可能又需要顺序地移除和重新安装滤筒。
参考图22-图25和图27,公开了与可横向插入的歧管头430的锁定连接。具有横向颈部56a的多个过滤筒55'可以串联连接或并联连接,在图22中示出了并联连接。歧管头430a、403b、430c各自分别保持在安装支架432a、432b、432c中。支架432可以具有用于保持歧管头430的各种构造,其中,该构造根据歧管头连接到的表面的变化而变化。为了连接到竖直壁部,支架432被示出为包括L形支架,L形支架具有竖直背部434、水平顶部436和用于提高刚度的倾斜边沿部438。如图25所示,背部434和顶部436中的一者或两者可以在端部处偏移,以便与相邻支架嵌套和互锁。根据需要,支架可以是C形的或者具有其他形状,以提供对过滤筒的支撑或符合当地建筑规范。可以为紧固件提供预成形的孔,以将支架连接到支撑建筑结构上。支架通常由金属制成,但也可以由各种材料制成。所示支架430在每个边沿部438的一侧端部具有凹口或切口439,以容纳后面将要讨论的锁定释放件。歧管430取向成使得歧管安装凸缘22背离安装支架432的竖直壁部434,以接纳过滤器盖56'。歧管430通过螺纹紧固件连接到支架432,但是也可以使用其他连接。
过滤筒55'连接到平行的第一管440和第二管442,其中,一个管承载未过滤水,而另一个管承载已过滤水。直径为约1/2英寸且由合适的与水相容的材料制成的管被认为是合适的。歧管430如关于歧管10'大体描述的那样,并且不重复描述具有对应部件编号的对应部件。歧管430与歧管10'之间的主要结构差异是可释放锁的使用、与管440和442的流体连接、推出机构。可释放锁可以用图1-图18的轴向对准盖56中描述的安装突片代替,但这不是优选的。
特别参考图23、图24和图27,设置锁定机构,以将过滤筒可释放地连接到歧管或安装支架。有利地,滤筒55'、歧管430、管440和442或支架432中的一者上的闩锁446被弹性推动而与支架432、歧管430、管440和442或滤筒55'中的另一者上的配合部分接合。有利地,闩锁446相对于横向盖56'的横轴线14'向内或向外移动,以可释放地接合闩锁机构的配合部分。在所示实施例中,弹性闩锁446包括环,该环环绕横向盖56'并且定位成被弹性推动到过滤器盖56中的环形凹槽448的一部分中。环形凹槽468有利地邻近位置止动件410和轴向壁部402,以提供与过滤筒55'的牢固连接。环形闩锁446被封闭在歧管430的环形凹部450中,优选地定位成邻近歧管安装凸缘22(图23)。环形凹部450环绕横向过滤器盖56'在插入到横向取向的歧管430中时经过的通道。在所示实施例中,管442延伸通过歧管的一部分和凹部450,使得凹部的一部分位于管442或支架支撑管442中。弹簧弹性地推动环形闩锁446,以延伸到进入歧管430的通道中并部分地阻塞该通道(图23)。如图24和图27最佳所示,弹簧可以包括弹性闩锁446,弹性闩锁446具有分成内部区段和外部区段的环绕环形状的一部分,使得外部区段可以朝向内部弹性变形,以允许过滤器盖56'经过内部区段,同时变形的外部区段像变形的弹簧一样起作用,以将内部区段推动到闩锁凹槽448中(图19)。因此,环绕环形闩锁446的分开区段用作弹性部件,以将闩锁推动到锁定位置。沿着约270°的弧延伸的分开区段被认为是合适的。歧管中的环形空间450足够大,以容纳闩锁环446的闩锁运动。闩锁突片452连接到闩锁环446。如图23最佳所示,所示突片452向外延伸穿过歧管的侧壁中的开口。
在使用期间,横向过滤器盖56'横向插入穿过横向歧管430的与凸缘11相邻的底部中的开口,直到盖安置在歧管中,此时闩锁环446被弹性地推动到横向过滤器盖56'的环形凹部或凹槽448中,并且部分地延伸到横向歧管430的开口中(图23)。如果过滤器盖56'沿着横轴线14'移动,则闩锁446的一部分将抵接凹部448、450的侧面或边缘,以限制盖56'和歧管430的相对运动。闩锁突片452可以被向内推动,以将环形闩锁446移动到歧管的环形凹部450中,以允许横向过滤器盖56'从横向歧管中抽出。
有利地,闩锁446与凹部448、450之间的装配足够紧密,使得横向过滤器盖56'不会相对于横向歧管430移动太多。根据需要,闩锁突片452可以处于各种取向,凹口或切口329允许闩锁突片452的通道。使闩锁突片取向成与竖直方向成大约30-6度的角度被认为是理想的,以使得在操纵过滤筒55'的同时更容易激活闩锁突片。
参考图24-图27,特别是参考图24和图25,第一管440有利地穿过侧向歧管430,使得第一管的一部分在使用期间与横向过滤器盖56'的第一流体通道66流体连通,优选地穿过第一管中的开口458。有利地,第一管440位于横轴线14'上方并且位于过滤器盖56'的第一部分18(图26)上方。因此,流体流动经过过滤器颈部134'和通道70、68、66和458以到达第一管440。开口458被示出为具有分隔件的两个相邻开口,使得当过滤器盖56'插入歧管时,O形环密封件62b、64b不进入开口458,并且不会切割、磨损或以其他方式损坏密封件。开口458对应于第一歧管流动通道28(图1)。根据穿过过滤筒55'的流量,该流动路径可以承载未过滤水或已过滤水。在所示实施例中,其优选地承载已过滤水。
参考图24-图26,特别是参考图24和图26,第二管442有利地穿过侧向歧管430,使得第二管的一部分在使用期间与横向过滤器盖56'的第二流体通道76流体连通,优选地穿过第二管442的第二管中的开口456。开口456被示出为具有分隔件的两个相邻开口,使得当过滤器盖56'插入歧管时,O形环密封件72b、74b不进入开口456,并且不会切割、磨损或以其他方式损坏密封件。开口456对应于第二歧管流动通道32(图1)。有利地,第二管442位于横轴线14'下方并且位于歧管的第二部分20(图26)下方。有利地,第一管440位于横轴线14'上方并且位于过滤器盖56'的第一部分58上方。因此,流体围绕过滤器颈部134'的外部流动,进入环形凹部408,穿过流动通道76和通道78、456以到达第二管442。根据穿过过滤筒55'的流量,该流体路径可以承载未过滤水或已过滤水。在所示实施例中,其优选地承载未过滤水。
如图25最佳所示,管440、442可以由互连的节段制成,其中,一些节段构造为穿过横向歧管430,而其它节段构造为连接管的歧管节段。有利地,诸如紧固件、支架、夹具等各种连接器460(图23)(优选地,C形夹)可以将管连接到支架432。如果管440、442的节段的厚度允许,则连接器460可以与管中的相应凹部461(图26)配合。
参考图24,横向过滤器盖56'横向地(优选为水平地)插入到歧管430中。在通过按压突片452而释放闩锁446时,过滤筒55'可以横向移动而远离歧管,以使盖56'与歧管430分离。因为流体朝向过滤器盖56、56'延伸所沿的轴线14、14'径向地进入流动沟道66、76,所以很少存在或不存在趋于将滤筒推出歧管的轴向压力。有利地,弹性部件462推动过滤筒远离歧管,以避免可能在被几个O形环密封件密封的紧密配合部件中产生任何真空锁定。弹性部件462可以推动横向过滤器盖56'或滤筒55'的任何部分远离歧管或支架。因此,弹簧或其它弹性部件可以位于歧管430与过滤器盖56'之间,支架430与过滤器盖56'之间,支架与过滤筒55'之间。在所示实施例中,弹性部件462包括朝向横向过滤器盖56'的端部86推动圆盘464的弹簧。圆盘464具有穿过歧管430的端壁中的孔的圆筒形柱466,使得弹簧推动圆盘并抵靠过滤器盖的端部,以将过滤器盖56'和过滤筒55'弹性地推离歧管430。
横向过滤器盖56'和滤筒的上述说明被描述为使滤筒竖直,但不是必须如此。滤筒可以处于任何取向,包竖直向上、竖直向下、水平或处于这些位置之间的任何角度。横向过滤器盖56'和横向歧管430的上述说明没有讨论通风通道142、105和156的位置,通风通道142、105和156用于将气体施加到由密封件62限定的端部中、或相邻密封件64、72之间、或密封件74之外和过滤器盖的基部,或检查上述部位中的水分。在上文描述了这些方面,并且该描述适用于图19-图24的实施例。
横向过滤筒55"提供与具有流动入口和流动出口的过滤器歧管头430的横向连接,根据特定的过滤器和歧管设计,流动入口和流动出口可以穿过沟道28、32。过滤器元件59与过滤器入口和过滤器出口流体连通,使得来自歧管流动入口的液体穿过过滤器入口和过滤器并离开歧管出口。用于横向过滤筒的横向过滤器盖包括第一大致圆筒形部分58,第一大致圆筒形部分58具有朝向横向过滤器盖56'的纵轴线14'向内延伸的第一流体通道68。横向过滤器盖轴线14'位于与过滤筒轴线14垂直的平面中。根据特定的歧管和过滤器构造,第一流体通道70形成过滤筒的入口和出口中的一者。横向过滤器盖56'具有第二大致圆筒形部分60,第二大致圆筒形部分60具有朝向横向过滤器盖轴线14'向内延伸并形成横向过滤筒的入口和出口中的另一者的第二流体通道78。横向过滤器盖56'具有封闭端部86,其中,第一大致圆筒形部分58比第二大致圆筒形部分60更远离过滤器轴线14。第一大致圆筒形部分58和第二大致圆筒形部分60具有相应的第一外径和第二外径,其中,第一外径小于第二外径。过滤器盖具有第一内部空腔70,第一内部空腔70部分地由第一大致圆筒形部分58形成,与第一流体通道68流体连通,并且沿着横向过滤器盖56'的第一大致圆筒形部分58和第二大致圆筒形部分60的长度在横向过滤器盖纵轴线14'上延伸。第二内部空腔沿着横向过滤器盖56'的第二大致圆筒形部分60延伸,并且包括环绕第一内部空腔70且沿着过滤器盖纵轴线14'延伸的环形凹部408。横向过滤器盖56'连接到包围过滤器59的过滤器壳体57的远端,优选地沿着轴向面402连接。
第一密封部件62b和第二密封部件64b在第一流体通道68的相对两侧上环绕第一大致圆筒形部分58的外侧。第三密封部件72b和第四密封部件74b在第二流体通道78的相对两侧上环绕第二大致圆筒形部分60的外侧。第二密封部件64b和第三密封部件72b分开中间距离,该中间距离可以可选地设置成与通风通道105流体连通。端部86与第一密封部件62b之间的通风体积可以可选地设置成与通风通道140流体连通。过滤筒55"的远端可以具有与过滤筒纵轴线14大致平行并且偏置至过滤筒纵轴线的一侧的轴向面402。有利地,横向过滤器盖的封闭端部86邻近与包围过滤器59的壳体57的外周一致的大致圆筒形面。偏置允许横向过滤器盖56'的端部不延伸成远离壳体57的侧壁,并且有助于减少对横向过滤器盖56'的潜在损坏。
以上描述是以示例而非限制的方式给出的。鉴于上述公开内容,本领域技术人员可设计出在本文所公开本发明的范围和精神内的变型,包括穿过歧管、筒形阀或过滤器盖的一个或多个部分的流体通道和通风通道的各种位置。此外,虽然上述实施例被认为对用于住宅和商用器具的类型的水过滤器提供了特别的优点,但是本发明不限于水过滤器,并且可以与用于其它液体和气体的过滤器一起使用。此外,本文所公开的实施例的各种特征可以单独使用,或以彼此不同组合的方式使用,并且不旨在限制于本文所描述的特定组合。因此,本发明权利要求的范围并不限制于所示出的实施例。

Claims (41)

1.一种过滤筒,其与具有流动入口和流动出口的过滤器装置歧管头一起使用,所述过滤筒具有位于壳体中的过滤元件,所述过滤元件与过滤器入口和过滤器出口流体连通,使得来自歧管流动入口的液体穿过所述过滤器入口和过滤器,并离开歧管流动出口,所述过滤筒包括:
过滤器盖,其具有第一大致圆筒形部分,所述第一大致圆筒形部分具有朝向所述过滤筒的纵轴线径向向内延伸并形成所述过滤筒的入口和出口中的一者的第一流体通道,所述过滤器盖具有第二大致圆筒形部分,所述第二大致圆筒形部分具有朝向所述纵轴线径向向内延伸并形成所述过滤筒的入口和出口中的另一者的第二流体通道,所述过滤器盖在一侧端部具有封闭顶部,所述第一大致圆筒形部分比所述第二大致圆筒形部分更靠近所述封闭顶部,所述第一大致圆筒形部分和所述第二大致圆筒形部分具有相应的第一外径和第二外径,所述第一外径小于所述第二外径,所述过滤器盖具有第一内部空腔,所述第一内部空腔部分地由第一大致圆筒形内壁形成,与所述第一流体通道流体连通,并且沿着所述纵轴线延伸,所述过滤器盖具有第二内部空腔,所述第二内部空腔与所述第二流体通道流体连通,部分地由第二大致圆筒形内壁形成,并且沿着所述纵轴线延伸;
第一密封部件和第二密封部件,其分别在所述第一流体通道的相对的顶侧和底侧上环绕所述第一大致圆筒形部分;
第三密封部件和第四密封部件,其分别在所述第二流体通道的相对的顶侧和底侧上环绕所述第二大致圆筒形部分,所述第二密封部件和第三密封部件分开中间距离,
安装凸缘,其连接至所述过滤筒,并且具有向外延伸的安装突片,所述安装突片构造为将所述过滤筒能释放地连接至适配器或歧管头中的一者。
2.根据权利要求1所述的过滤筒,其中,所述第一大致圆筒形内壁的直径小于所述第二大致圆筒形内壁的直径。
3.根据权利要求1所述的过滤筒,其中,在所述第一大致圆筒形部分中形成有第一沟道,所述第一沟道环绕所述第一大致圆筒形部分的至少显著部分,位于所述第一密封件与所述第二密封件之间,并且与所述第一流体通道流体连通。
4.根据权利要求3所述的过滤筒,其中,在所述第一大致圆筒形部分中形成有第一沟道,所述第一沟道环绕所述第一大致圆筒形部分的至少显著部分,位于所述第一密封件与所述第二密封件之间,并且与所述第一流体通道流体连通,并且向外延伸的连接凸缘位于所述过滤器盖的相对端部处;
在所述第二大致圆筒形部分中形成有第二沟道,所述第二沟道环绕所述第二大致圆筒形部分的至少显著部分,位于所述第一密封件与所述第二密封件之间,并且与所述第二流体通道流体连通。
5.根据权利要求1所述的过滤筒,其中,所述安装突片具有小至约1/8英寸至约1/4英寸的厚度,并且由塑料制成。
6.一种测试具有过滤器盖的水过滤筒的方法,包括以下步骤:
用测试气体对水过滤器盖的入口与出口之间的空隙体积进行加压,所述空隙体积位于两个相邻且同轴的密封部件之间,至少一个所述密封部件限定穿过水过滤筒的所述过滤器盖的第一流动路径的一部分,每个所述密封部件环绕所述过滤器盖的纵轴线,并且在所述过滤器盖的一部分与邻接这两个密封部件的壁部之间提供液密密封,以产生所述空隙体积;以及
检查所述测试气体是否泄漏经过所述两个相邻且同轴的密封部件。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,检查步骤包括监测所述空隙体积的压力。
8.根据权利要求6所述的方法,其中,检查步骤包括监测限定所述空隙体积的密封部件是否存在进入所述第一流动路径中的泄漏。
9.根据权利要求6所述的方法,其中,检查步骤包括监测所述第一流动路径是否存在所述测试气体。
10.根据权利要求6所述的方法,其中,至少两个密封部件中的每一者限定穿过所述过滤筒的第一流动路径和第二流动路径的一部分。
11.根据权利要求6所述的方法,其中,形成所述空隙体积的两个密封部件具有不同的直径。
12.根据权利要求6所述的方法,其中,所述两个相邻且同轴的密封部件包括第二密封部件和第三密封部件,并且所述过滤器盖还包括第一密封部件和第四密封部件,所述第一密封部件轴向地位于所述第二密封部件上方并与所述第二密封部件同轴,所述第四密封部件轴向地位于所述第三密封部件下方并与所述第三密封部件同轴,所述第一密封部件和所述第二密封部件均环绕过滤器盖的与所述过滤器盖的顶部相邻的一部分,并且进一步环绕过滤器的第一水流动路径的相对两侧,所述第三密封部件和所述第四密封部件均环绕所述过滤器的第二水流动路径的相对两侧,第一密封部件形成顶部过滤器盖空隙体积,所述顶部过滤器盖空隙体积的下端由所述第一密封部件界定,所述第一密封部件与壁部形成密封,这限定了位于所述第一密封部件上方的空腔,并且在测试期间所述过滤器盖的顶部延伸到所述空腔中,所述第二密封部件和所述第三密封部件在所述过滤器盖与所述壁部之间形成中间过滤器盖空隙体积,所述第四密封部件形成定位在所述过滤器盖的底部与所述壁部的一部分之间的底部过滤器盖空隙体积的一部分,至少一个空隙体积具有与所述至少一个空隙体积流体连通且位于所述过滤器盖外部的位置的通风通道,所述方法还包括:
用测试气体穿过所述通风通道对所述至少一个空隙体积进行加压,并且检查所述测试气体是否泄漏经过限定正被加压的所述至少一个空隙体积的所述两个密封部件。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,检查步骤包括监测正被加压的所述空隙体积的压力,并且所述压力为正压。
14.根据权利要求12所述的方法,其中,检查步骤包括监测提供至正被加压的所述空隙体积的所述测试气体的流量。
15.根据权利要求12所述的方法,其中,对所述至少一个空隙体积进行加压的步骤花费约5秒以下。
16.根据权利要求12所述的方法,还包括用所述测试气体对多个所述空隙体积进行加压,并且检查所述测试气体是否泄漏经过限定正被加压的多个所述空隙体积的所述两个密封部件。
17.根据权利要求16所述的方法,其中,检查步骤包括监测正被加压的所述空隙体积的压力,并且被监测的压力是负的。
18.根据权利要求16所述的方法,其中,所述第一密封部件和所述第二密封部件具有第一直径,并且所述第三密封部件和所述第四密封部件具有第二直径,所述第一直径小于所述第二直径,并且检查步骤包括监测正被加压的所述空隙体积的压力,并且被监测的压力是正的。
19.根据权利要求16所述的方法,还包括第五密封部件环绕所述过滤器盖,与所述第四密封部件同轴,并且位于所述第四密封部件下方,以形成底部过滤器盖空隙体积,所述底部过滤器盖空隙体积部分地由所述第四密封部件与所述第五密封部件之间的体积和所述第四密封部件与所述第五密封部件之间的壁部限定,下部通风路径与下部空隙体积流体连通,所述方法进一步用测试气体对下部通风路径和下部空隙体积进行加压,并且监测所述下部空隙体积中的所述测试气体的流量或压力中的至少一者。
20.一种组件,其至少包括用于器具用的水过滤筒的歧管和筒形阀,所述组件具有纵轴线,所述组件包括:
歧管,其包括:
歧管头,其具有歧管壁部,所述歧管壁部限定以所述纵轴线为中心的第一大致圆筒形歧管内表面,第一歧管流体通道穿过所述歧管壁部并通到第一歧管内表面,所述歧管头具有以所述纵轴线为中心的第二大致圆筒形歧管内表面,第二歧管流体通道穿过所述歧管壁部并通到第二歧管内表面,所述第二歧管流体通道沿着所述纵轴线与第一流体通道间隔开一段距离,并且位于所述第一流体通道下方;
中间歧管通风通道,其延伸穿过所述歧管壁部并通到所述第一歧管内表面和第二歧管内表面中的一者;
筒形阀,其具有筒形阀壁部,所述筒形阀包括:
第一筒形阀壁部分和第二筒形阀壁部分,所述第一筒形阀壁部分具有尺寸设置成装配在所述第一歧管内表面内的第一大致圆筒形筒形阀外表面,所述第二筒形阀壁部分具有尺寸设置成装配在所述第二歧管内表面内的第二大致圆筒形筒形阀外表面,所述第一筒形阀壁部分具有延伸穿过所述第一筒形阀壁部分的第一筒形阀流体通道,所述第二筒形阀壁部分具有延伸穿过所述第二筒形阀壁部分的第二筒形阀流体通道,所述第二筒形阀流体通道位于所述第一筒形阀流体通道下方并且沿着所述纵轴线与所述第一筒形阀流体通道间隔开一段距离,所述第一筒形阀流体通道和所述第二筒形阀流体通道具有第一位置和围绕所述纵轴线旋转的第二位置,在所述第一位置,所述第一筒形阀流体通道和所述第二筒形阀流体通道不与所述第一歧管流体通道和所述第二歧管流体通道的任何部分重叠和流体连通,在所述第二位置,所述第一筒形阀流体通道和所述第二筒形阀流体通道分别与所述第一歧管流体通道和所述第二歧管流体通道流体连通,所述筒形阀还具有延伸穿过所述第一筒形阀流体通道与所述第二筒形阀流体通道之间的相应筒形阀壁部的中间筒形阀通风通道,所述中间筒形阀通风通道具有不与所述中间歧管通风通道重叠的第一位置以及与所述中间歧管通风通道流体连通的第二位置;
顶部筒形阀密封件,其环绕所述筒形阀和所述纵轴线,介于所述第一歧管内表面与所述第一筒形阀外表面之间,并且位于所述第一歧管流体通道上方和所述第一筒形阀流体通道上方;
第一中间筒形阀密封件,其环绕所述筒形阀和所述纵轴线,介于所述第一歧管内表面与所述第一筒形阀外表面之间,并且位于所述第一歧管流体通道下方和所述第一筒形阀流体通道下方;
第二第一中间筒形阀密封件,其环绕所述筒形阀和所述纵轴线,介于所述第二歧管内表面与所述第二筒形阀外表面之间,并且位于所述第一中间筒形阀密封件下方、所述第二歧管流体通道上方和所述第二筒形阀流体通道上方,所述第一中间筒形阀密封件和第二中间筒形阀密封件限定中间筒形阀空隙体积,所述中间筒形阀空隙体积位于所述第一中间筒形阀密封件与第二中间筒形阀密封件之间,以及位于所述筒形阀和所述歧管的与所述第一中间筒形阀密封件和所述第二中间筒形阀密封件抵接的相向表面之间,当所述筒形阀处于至少所述第二位置时,所述中间筒形阀通风通道通到所述中间筒形阀空隙体积;
第一下部筒形阀密封件,其环绕所述筒形阀和所述纵轴线,介于所述第二歧管内表面与所述第二筒形阀外表面之间,并且位于所述第二歧管流体通道下方和所述第一筒形阀流体通道下方;
顶部流体通道密封件,其介于所述第一歧管内表面与所述第一筒形阀外表面之间,当所述筒形阀处于至少所述第二位置时,所述顶部流体通道密封件环绕所述第一筒形阀流体通道;以及
底部流体通道密封件,其介于所述第一歧管内表面与所述第一筒形阀外表面之间,当所述筒形阀处于至少所述第二位置时,所述底部流体通道密封件环绕所述第二筒形阀流体通道。
21.根据权利要求20所述的组件,其中,所述第一歧管内表面的直径小于所述第二歧管内表面的直径,并且第一筒形阀外部部分的直径小于第二筒形阀外部部分的直径。
22.根据权利要求20所述的组件,其中,当所述筒形阀处于所述第一位置时,所述顶部流体通道密封件和所述底部流体通道密封件分别环绕所述第一筒形阀流体通道和所述第二筒形阀流体通道。
23.根据权利要求21所述的组件,其中,当所述筒形阀处于所述第一位置时,所述顶部流体通道密封件和所述底部流体通道密封件分别环绕所述第一筒形阀流体通道和所述第二筒形阀流体通道。
24.根据权利要求21所述的组件,还包括中间通风流体通道密封件,其介于所述第一歧管内表面和所述第二歧管内表面中的一者与所述第一筒形阀外表面和所述第二筒形阀外表面中的一者之间,并且当所述筒形阀处于至少所述第二位置时,所述中间通风流体通道密封件环绕所述中间筒形阀通风通道。
25.根据权利要求20所述的组件,还包括中间通风流体通道密封件,其介于所述第一歧管内表面和所述第二歧管内表面中的一者与所述第一筒形阀外表面和所述第二筒形阀外表面中的一者之间,并且当所述筒形阀处于至少所述第二位置时,所述中间通风流体通道密封件环绕所述中间筒形阀通风通道。
26.根据权利要求20所述的组件,其中,所述第一歧管流体通道和所述第一筒形阀流体通道位于与所述纵轴线垂直的第一平面中,并且所述第二歧管流体通道和所述第二筒形阀流体通道位于与所述纵轴线垂直的第二平面中。
27.根据权利要求20所述的组件,其中,当所述筒形阀处于所述第二位置时,所述中间歧管通风通道和所述中间筒形阀通风通道沿着径向轴线对准。
28.根据权利要求20所述的组件,还包括歧管基座,所述歧管基座具有过滤器开口,所述过滤器开口的尺寸设置成接纳所述过滤筒的过滤器盖,所述歧管基座具有边沿部,所述边沿部在所述歧管基座的上表面上围绕所述过滤器开口延伸,至少一个突片开口从所述过滤器开口向外延伸,所述筒形阀位于所述歧管基座与所述歧管头之间,所述歧管基座和所述歧管头构造为将所述筒形阀限制成在所述筒形阀的使用期间仅围绕所述纵轴线旋转。
29.根据权利要求20所述的组件,其中,所述顶部筒形阀密封件在均被所述顶部筒形阀密封件围住的所述筒形阀的顶部的相邻部分与所述歧管的内表面之间形成顶部筒形阀空隙体积,并且还包括顶部歧管通风通道,所述顶部歧管通风通道延伸穿过所述歧管的壁部并与所述顶部筒形阀空隙体积流体连通。
30.根据权利要求28所述的组件,还包括第二下部筒形阀密封件,所述第二下部筒形阀密封件环绕所述筒形阀的第二部分和所述纵轴线,介于所述第二歧管内表面与所述第二筒形阀外表面之间,并且位于所述第一下部筒形阀密封件下方,所述第一下部筒形阀密封件和所述第二下部筒形阀密封件限定下部筒形阀空隙体积,所述下部筒形阀空隙体积位于这些密封件之间,以及位于所述筒形阀和所述歧管的与所述第一下部筒形阀密封件和所述第二下部筒形阀密封件抵接的相向表面之间;并且还包括:
底部歧管通风通道,其穿过第二歧管部分并与所述下部筒形阀空隙体积流体连通。
31.根据权利要求30所述的组件,还包括底部筒形阀通风通道,所述底部筒形阀通风通道延伸穿过所述筒形阀的第二部分并与所述下部筒形阀空隙体积流体连通。
32.根据权利要求20所述的组件,其中,第一筒形阀部分具有大致圆筒形的第一筒形阀内表面,并且第二筒形阀部分具有大致圆筒形的第二筒形阀内表面,所述第二筒形阀内表面与所述第一筒形阀内表面和所述纵轴线同轴,所述组件还包括:
水过滤筒,其具有沿着所述纵轴线定位的过滤器盖,所述过滤筒中具有水过滤器,所述过滤器盖包括:
第一过滤器盖部分,其具有延伸穿过所述第一过滤器盖部分到达第一大致圆筒形过滤器盖空腔的第一过滤器盖流体通道,所述第一过滤器盖部分构造为装配在所述第一筒形阀内表面内,并且在使用期间与所述第一筒形阀流体通道流体连通;
第二过滤器盖部分,其具有延伸穿过所述第二过滤器盖部分到达第二大致圆筒形过滤器盖空腔的第二过滤器盖流体通道,所述第二过滤器盖部分位于所述第一过滤器盖部分下方且构造为装配在所述第二筒形阀内表面内,并且在使用期间与所述第二筒形阀流体通道流体连通;
第一中间过滤器盖密封件,其环绕所述过滤器盖的第一部分和纵轴线,介于所述过滤器盖的第一部分与所述第一筒形阀内表面之间,并且位于所述第一过滤器盖流体通道上方;
第二中间过滤器盖密封件,其环绕所述过滤器盖和所述纵轴线,介于所述过滤器盖与所述第一筒形阀内表面和第二筒形阀内表面中的一者之间,所述第二中间过滤器盖密封件位于所述第一中间过滤器盖密封件下方和所述第二过滤器盖流体通道上方,所述第一中间过滤器盖密封件和所述第二中间过滤器盖密封件限定中间过滤器盖空隙体积,所述中间过滤器盖空隙体积位于这些密封件之间,以及位于所述过滤器盖和所述筒形阀的与所述第一中间过滤器盖密封件和所述第二中间过滤器盖密封件抵接的相向表面之间,当所述筒形阀处于所述第二位置时,所述中间过滤器盖空隙体积与所述中间筒形阀通风通道和所述中间歧管通风通道流体连通;以及
第一下部过滤器盖密封件,其环绕所述过滤器盖的第二部分和所述纵轴线,并且位于所述第二过滤器盖流体通道下方。
33.根据权利要求32所述的组件,还包括:顶部过滤器盖密封件,其环绕所述过滤器盖的第一部分,并且位于所述顶部过滤器盖流体通道上方;以及底部过滤器盖密封件,其环绕所述过滤器盖的第二部分,并且位于所述第二过滤器盖流体通道下方。
34.根据权利要求32所述的组件,其中,所述顶部过滤器盖密封件形成顶部过滤器盖空隙体积,所述顶部过滤器盖空隙体积由所述顶部过滤器盖密封件以及所述过滤器盖和所述筒形阀的与所述顶部过滤器盖密封件抵接的相向表面限定,并且还包括筒形阀顶部通风通道,所述筒形阀顶部通风通道延伸穿过所述筒形阀的顶部并与所述顶部过滤器盖空隙体积流体连通;并且
所述顶部筒形阀密封件在均被所述顶部筒形阀密封件围住的所述筒形阀的顶部的相邻部分与所述歧管的内表面之间形成顶部筒形阀空隙体积,所述顶部筒形阀空隙体积与所述筒形阀顶部通风通道流体连通,并且
顶部歧管通风通道延伸穿过所述歧管的壁部并与所述顶部筒形阀空隙体积流体连通。
35.根据权利要求32所述的组件,还包括:
第二下部过滤器盖密封件,其环绕所述过滤器盖的第二部分和所述纵轴线,位于所述第一下部过滤器盖密封件下方,并且限定下部过滤器盖空隙体积,所述下部过滤器盖空隙体积位于所述第一下部过滤器盖密封件与所述第二下部过滤器盖密封件之间,以及位于所述过滤器盖和所述筒形阀的与所述第一下部过滤器盖密封件和所述第二下部过滤器盖密封件抵接的相向表面之间;
第二下部筒形阀密封件,其环绕所述筒形阀的第二部分和所述纵轴线,介于所述第二歧管内表面与所述第二筒形阀外部部分之间,并且位于所述第一下部筒形阀密封件下方,所述第一下部筒形阀密封件和所述第二下部筒形阀密封件限定下部筒形阀空隙体积,所述下部筒形阀空隙体积位于这些密封件之间,以及位于所述筒形阀和所述歧管的与所述第一下部筒形阀密封件和所述第二下部筒形阀密封件抵接的表面之间;
底部歧管通风通道,其延伸穿过第二歧管部分并与所述下部筒形阀空隙体积流体连通;以及
下部筒形阀通风通道,其延伸穿过所述第二筒形阀部分,并且当所述筒形阀处于所述第二位置时,所述下部筒形阀通风通道与所述下部过滤器盖空隙体积和所述下部筒形阀空隙体积流体连通。
36.根据权利要求35所述的组件,其中,当所述筒形阀处于所述第二位置时,所述底部歧管通风通道和筒形阀通风通道径向对准。
37.根据权利要求32所述的组件,其中,所述第一歧管内表面的直径小于所述第二歧管内表面的直径,所述筒形阀的第一部分具有比所述筒形阀的第二部分的内径小的第一内径,并且所述第一过滤器盖部分的直径小于所述第二过滤器盖部分的直径。
38.一种横向过滤筒,其用于与具有流动入口和流动出口的过滤器歧管头横向连接,所述过滤筒具有滤筒纵轴线和位于过滤器壳体中的过滤元件,所述过滤元件与过滤器入口和过滤器出口流体连通,使得来自歧管流动入口的液体穿过所述过滤器入口和过滤器,并离开歧管出口,所述横向过滤筒包括:
横向过滤器盖,其具有第一大致圆筒形部分,所述第一大致圆筒形部分具有朝向所述横向过滤器盖的纵轴线向内延伸的第一流体通道,横向过滤器盖轴线位于与过滤筒轴线垂直的平面中,所述第一流体通道形成所述过滤筒的入口和出口中的一者,所述横向过滤器盖具有第二大致圆筒形部分,所述第二大致圆筒形部分具有朝向所述横向过滤器盖轴线向内延伸并形成所述横向过滤筒的入口和出口中的另一者的第二流体通道,所述横向过滤器盖具有封闭端部,所述第一大致圆筒形部分比所述第二大致圆筒形部分更远离过滤器轴线,所述第一大致圆筒形部分和所述第二大致圆筒形部分具有相应的第一外径和第二外径,所述第一外径小于所述第二外径,所述过滤器盖具有第一内部空腔,所述第一内部空腔部分地由第一大致圆筒形部分形成,与所述第一流体通道流体连通,并且沿着所述横向过滤器盖的所述第一大致圆筒形部分和所述第二大致圆筒形部分的长度在横向过滤器盖纵轴线上延伸,所述过滤器盖具有第二内部空腔,所述第二内部空腔沿着所述横向过滤器盖的所述第二大致圆筒形部分延伸并且包括环形凹部,所述环形凹部环绕所述第一内部空腔并且沿着过滤器盖纵轴线延伸,所述横向过滤器盖连接至包围所述过滤器的所述过滤器壳体的远端;
第一密封部件和第二密封部件,其分别在所述第一流体通道的相对两侧上环绕所述第一大致圆筒形部分的外侧;以及
第三密封部件和第四密封部件,其分别在所述第二流体通道的相对两侧上环绕所述第二大致圆筒形部分的外侧,所述第二密封部件和第三密封部件分开中间距离。
39.根据权利要求40所述的横向过滤筒,其中,所述过滤筒的所述远端具有轴向面,所述轴向面大致平行于过滤筒纵轴线并偏置到所述过滤筒纵轴线的一侧,所述横向过滤器盖的封闭端部邻近与包围所述过滤器的外壳的外周一致的大致圆筒形面。
40.根据权利要求38所述的横向过滤筒,还包括位于所述横向过滤器盖上的锁定机构的一部分,其用于保持所述过滤器盖的沿着所述横向过滤器盖轴线的横向移动。
41.根据权利要求38所述的横向过滤筒,其中,所述过滤筒具有远端,所述远端具有位于所述过滤器的一侧端部上的偏置管状颈部,所述偏置管状颈部与所述横向过滤器盖的所述第一内部空腔流体连通,所述颈部被偏置到过滤器纵轴线的一侧,以将第一部分的所述封闭端部定位成朝向过滤筒纵轴线。
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