CN110291043B - 净化装置 - Google Patents

Abstract

用于净化液体的净化装置，包括容器(1)，该容器(1)具有液体入口(8)，液体出口(9)和设置在容器(1)中的过滤器(10)，该过滤器(10)包括活性炭和分布在活性炭中的贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒和/或阀金属颗粒。该过滤器(10)置于液体的流动路径中，该液体的流动路径选择为使得该液体经由入口(8)进入容器(1)，经由侧表面(15)进入过滤器(10)，并且径向向内流向过滤器(10)的内部，然后经由出口(9)从净化装置流出。液体在该流动路径的至少一部分上暴露于电流电压，并且容器(1)至少在内侧包括金属，从而当使用该净化装置时，该金属与所述液体接触，其中，所述电流电压由该金属和过滤器(10)中的贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒和/或阀金属颗粒产生。

Description

净化装置

技术领域

本发明涉及一种净化装置，用于净化液体，例如水，例如水到饮用水，该净化装置包括至少一个用于接收过滤器的容器，所述容器具有至少一个液体入口和至少一个液体出口，所述过滤器位于液体的流动路径中。

背景技术

US5082568A示出了从水中除去低浓度金属杂质的方法。从该公开文本中也可以得到一种有利的装置。活性炭的圆柱形芯设置在圆柱形容器中。水径向流过芯并进入核芯中心的纵向通道，从那里被引到更远的地方。活性炭围绕包围抗菌离子交换树脂。然而，净化效果不理想，并且水的流速相对较低。

文献DE4308390A1公开了一种适用于净化装置的插入件，其包括位于水的流动路径中的过滤器和电偶。过滤器位于电偶之后的流动路径中。过滤器由粉末状活性炭制成的紧凑件组成。水可以经由插入件中的入口流动，并从插入件穿过和流出。水从外部径向流动并向内流入过滤器，通过过滤器并流出过滤器。电偶由两个金属片制成，彼此相距一定距离。经由该插入物的流动是次选的，所有液体必须在电偶的板之间流动。

文献EP 1773722 B1公开了一种净化装置，其包括不锈钢容器和活性炭过滤器，该活性炭过滤器包含银和两个网，其中一个网由锌或镁制成，另一个网由铜制成。容器和过滤器为圆柱形，所述液体的入口和液体出口选择为使得液体径向向内流经圆柱形过滤器的侧表面，流向过滤器的中心通道。由此过滤液体，并将其暴露于由设置在过滤器中的两个网产生的电流电压。EP 1773722 B1中所示的替代方案是在过滤器中仅设置一个网，例如由不用于形成阳极的材料制成，而阴极可由容器本身形成，因为它由不锈钢制成，因此被消耗，从而在容器和网之间形成电流电压。然而，该文献的任何方案都包括使用嵌入过滤器中的金属网。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种高效、易于制造且复杂性降低的净化装置。

本发明的另一个目的是提供一种经济、安全的生产饮用水的净化装置。

在分别对液体和水中的各种污染物进行大量测试和试验后，本发明的发明人已经实现了避免在活性炭过滤器中完全使用网，而是仅使用以颗粒形式分布在过滤器中的贵金属、半贵金属或阀金属作为阳极，并使用与液体接触的容器或至少部分容器，形成阴极，从而在容器和贵金属和/或半贵金属和/或阀金属的颗粒之间产生电流电压。电流电压的作用是杀死液体中的细菌和其它有机污染物，该液体优选为水，其需要通过净化装置转化成饮用水。

本发明公开了一种用于净化液体的净化装置，包括容器，所述容器具有液体入口，液体出口和设置在所述容器中的过滤器。该过滤器可以由活性炭和分布在所述活性炭中的贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒和/或阀金属颗粒构成。该过滤器可以置于所述液体的流动路径中，所述液体的所述流动路径可以选择为使得所述液体经由所述入口进入所述容器，进入所述过滤器，至少部分地流经所述过滤器，然后经由所述出口从所述净化装置流出，从而所述液体在所述流动路径的至少一部分上暴露于电流电压。所述容器可以至少在内侧包括金属，从而当使用所述净化装置时，所述金属与所述液体接触。所述电流电压由所述容器的金属与所述过滤器中的贵金属颗粒和/或所述半贵金属颗粒和/或所述阀金属颗粒产生。

上述净化装置的过滤器中不包括金属网。这简化了净化装置的生产、再循环和维护。在所述容器内侧的金属与过滤器中的贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒和/或阀金属颗粒之间产生所述电流电压。电流电压会杀死可能对物种造成伤害的细菌、病毒和其他有机污染物。否则，这些细菌、病毒或其他有机污染物可能没有后果地经由过滤器，从而污染液体，并导致健康问题和危害。

阀金属可以是钛、锆、铌、钽、锡、铝、钒或其合金中的一种。

液体优选为水。

水可以作为污染水或脏水进入净化装置，然后作为饮用水离开净化装置。

在上述实施方式中，液体的流动路径可以是轴向的或径向的。

在所述过滤器和至少所述容器的内侧的金属之间，除了待过滤的液体之外，不存在额外的层或材料。因此，由活性炭制成的过滤器可以不包括设置在过滤器外侧的任何纤维层或无纺布。待过滤的液体从入口流入至少在内侧包含金属的容器，然后直接流入包含活性炭的过滤器。

在一个实施方式中，所述液体的所述流动路径可以选择为使所述液体经由侧表面进入所述过滤器，并且径向向内流向所述过滤器的内部，然后经由所述出口从所述净化装置流出。

如上所述的径向流动路径可以增加过滤器的容量。

所述电流电压的范围为0.01V至3V，优选0.07V至1.5V，更优选0.08V至1.1V。

无需额外使用外部电源即可产生电流。仅通过选择过滤器中的金属和/或金属合金以及容器的金属或金属合金来产生极化。

所述过滤器中所述贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒和/或阀金属颗粒的量在0.01％至5％，优选0.02％至3％，更优选0.02％至2％的范围内。

百分比优选地可以以重量来测量。

在一个实施方式中，过滤器可包含0.3％的银。

这样量的贵金属、半贵金属或阀金属可以有效处理细菌、病毒和其他有机污染物，特别地，有助于有效地抑制这些污染物。给定的贵金属、半贵金属或阀金属的浓度范围，可以进一步限制由贵金属、半贵金属或阀金属颗粒引起的离子污染量。

在一个实施方式中，在所述容器的内侧上的所述金属是设置在所述容器和所述过滤器之间的单独的金属件。

单独的金属件例如可以是管段，其插入到容器中，位于容器的内侧或内侧壁和过滤器之间。管段可包括纵向槽，以便于容器中的插入和夹紧。安装净化装置的典型方法可以是打开容器、插入金属件，例如管段、插入过滤器，然后再次关闭容器。容器可以由塑料制成或至少包括塑料。或者，金属件可以是例如金属带或类似物，其可以固定到容器的内侧和/或过滤器的外侧。

容器的内侧可以是容器的内侧壁。

在一个实施方式中，在所述容器的内侧上的所述金属是所述容器内侧上的涂层。

可以通过化学涂覆方法或物理涂覆方法或其组合来生产涂层。可以使用任何其他方法将金属涂覆到工件上。容器可以由塑料制成或至少包括塑料。

容器内侧的金属可以由耐酸金属制成，容器可以包括塑料。

耐酸金属可以改善净化装置的耐久性。

在一个实施方式中，塑料基质中甚至可以包括金属纤维或颗粒，例如耐酸金属纤维或颗粒，由这种塑料基质和这种纤维或颗粒的混合物形成容器。

在一个实施方式中，容器可以由耐酸不锈钢制成。

因此，净化装置的容器可以借助于耐酸不锈钢发挥阴极的作用，而贵金属、半贵金属或阀金属的颗粒可以作为阳极。耐酸不锈钢阻止金属离子进入容器内的液体。

在一个实施方式中，所述过滤器可包括中央通道，所述中央通道以密封方式连接到所述出口，并且其中所述液体经由所述中央通道离开所述过滤器。

所述中央通道可以帮助引导液体离开过滤器，并通过提供过滤器中阻力最小的路径来形成流动路径。

在一个实施方式中，所述过滤器和所述容器是细长形状，并且其中所述过滤器形成为贴合地装配到所述容器，并且其中所述细长形状的横截面为矩形、圆形、椭圆形或其任何组合的形状。

由于进入表面，过滤器和容器的这种形状可以增强过滤能力，因此过滤器的侧表面相对较大。

在一个实施方式中，所述过滤器包括顶盖和底盖，所述顶盖和底盖设置在所述过滤器的各个端面处，从而所述顶盖包括至少一个与所述出口重合的开口，并以密封的方式连接到所述出口。

有利地，所述顶盖和所述底盖构造成紧密密封所述过滤器的所述端面，使得经由所述入口流入所述容器的所述液体，在经由所述出口离开之前，经由所述侧表面进入所述过滤器。

以上确保了净化装置对液体的有效处理。

如前所述所述液体是水，并且其中所述出口和所述入口包括连接部分，用于将所述净化装置连接到水网络。

特别地，入口可以连接到供水装置和饮用水分配器等的出口。

所述贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒和/或阀金属颗粒可选自银、金、铂、钛、铜或其混合物。

使用上述金属中的一种可以防止液体被可能损害人或动物的身体的离子污染。

一般而言，任何不损害人体或动物体的金属可以以颗粒或粉末形式用于过滤器中，只要它可以与容器的金属一起提供电流电压即可。

所述容器包括盖子和杯形部分，其中所述盖子可经由连接机构以可拆卸的方式连接到所述杯形部分。这种连接机制可以使用户或服务操作员在过滤器达到其生命周期结束时，用一个新的过滤器替换过滤器，这是相当容易的。

在优选的实施方式中，所述过滤器仅包括活性炭、粘合剂和所述贵金属颗粒和/或所述半贵金属颗粒和/或所述阀金属颗粒。因此，所述过滤器可以不包括任何形式的金属网或除颗粒形式的贵金属、半贵金属或阀金属之外的其他金属元素。

在另一个实施方式中，设置在所述容器的内侧上的金属为管形式的网状，从而将所述网放置在所述容器中，并围绕过滤器的侧表面。

网可以加速制造过程，因为网可以放在容器中，然后过滤器可以放在网中。在一个优选实施方式中，容器和过滤器可以都是圆柱形的，从而将网紧贴在容器里，并将过滤器再次紧贴在网中。

附图简要说明

为了便于示例，现在将通过实施例并参照所附的附图更详细地描述本发明，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的净化装置的正视图；

图2示意性地示出了根据本发明的净化装置的侧视图；

图3示意性地示出了根据本发明的净化装置的横截面；

图4示意性地示出了用于净化装置的过滤器的透视图；和

图5示意性地示出了图4的过滤器的横截面视图，示出了过滤器中液体的流动路径。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的用于净化液体，优选水的净化装置。所述净化装置包括容器1，容器1包括杯形部2和盖3。如下文所述，参见图3-5，容器1构造为接收过滤器10。杯形部2基本上是圆柱形，并且在其整个上边缘设置有凸缘状边缘4，盖3经由盖3和所述凸缘状边缘4中的通孔的螺栓5紧固到杯形部2上。在盖3和凸缘状边缘4上形成通孔，从而螺栓5可以延伸穿过盖3和杯形部的凸缘状边缘4。螺栓5、通孔和凸缘状边缘4一起形成连接机构，该连接机构用于将盖3连接到杯形部2。虽然杯形部2为圆柱形，但是只要能够容纳过滤器10，任何其他形状都可以。

根据容器所用材料的不同，可以调整连接机构。例如，连接机构可根据分别用于容器1、杯形部2和盖3的材料而调整。

盖3设置有大体向上的定向侧面6，定向侧面6设有四个通孔7，用于将容器1及其内容物安装在壁或类似物上。盖3还包括入口8和出口9，它们都设置有连接部，所述连接部在其面向周围环境的外端中以螺纹连接的形式示出。连接部可以以另一种方式形成，例如夹紧和法兰连接、卡口连接器或任何类型本领域公知的用于管形元件的连接方案。

如图所示，入口8和出口9设置在盖3中，然而，可以将入口8和出口9设置在杯形部2上，或者将入口8和出口9分别设置在盖3上，以及将出口9和入口8分别设置在杯形部2上。如图3所示，出口9包括经由盖3延伸进入容器1的管部9'，并且该管部9'在其内端设置有螺纹连接。图3示出净化装置的横截面，从入口8、出口9和过滤器10处切开。出口9的内端中的螺纹连接连接到设置在过滤器10的顶盖12中的相应螺纹。优选地，顶盖12也固定连接到过滤器10的上端面。过滤器10还包括底盖14。优选地，底盖14也固定连接到过滤器10，即连接到过滤器10的底端面。图3中所示的过滤器10是细长形状，其至少或多或少地对应于容器1的形状，从而过滤器10贴合地装配到容器1中，在容器1和杯形部2之间以及过滤器之间留下小的横向间隙。顶盖12和底盖14可以胶合、压配或热焊接到过滤器10。顶盖12和底盖14可以由防水材料，例如塑料或金属板制成，这样没有液体可以经由其端面进入过滤器10。

图3还示出了杯形部2。在所示实施例中，杯形部2包括外部19。外部19可以由塑料制成。在杯形部2的内部，以及在过滤器10和杯形部2之间可以设置金属片17。在所示实施例中，金属片17可以是具有封闭底部的管段。然而，金属片(未示出)可以是开口管段，所述开口管段包括径向或轴向围绕过滤器10的纵向槽、金属带(bands)或金属胶带(tapes)。

或者，金属片可以在杯形部2的内侧，优选内侧壁上涂覆的金属涂层(未示出)。

在另一个实施例中，金属片可以为嵌入塑料基质中的金属颗粒或纤维，由此塑料基质和金属颗粒或纤维一起形成容器的杯形部(未示出)。

金属片17的金属可以是耐酸金属或甚至是耐酸不锈钢。

在一个实施例中，杯形部(未示出)可以由不锈钢耐酸钢制成。

图4示出了过滤器10的透视图。过滤器10为细长形状，从而限定了纵向轴线。沿着纵向轴线延伸，穿过过滤器10的中心，设置有中央通道16。在图4中，中央通道16部分地由虚线表示。中央通道16在过滤器10的底部经由底盖14(参见图5)封闭，在过滤器10的顶部经由顶盖12中的开口打开。顶盖12中的开口直接连接到出口9的管部9'上，这样液体可以经由中央通道16从过滤器10流出，经由管部9'和出口9从容器1流出。顶盖12中的开口可包括与管部9'中的螺纹相互作用的螺纹，用于过滤器10和出口9之间的密封连接。可选地，管部可为锥形形状，与顶盖12中的开口噬合，用于过滤器10和出口9之间的密封连接。

过滤器10由粉末形式的压缩活性炭制成，该碳浸渍有贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒或阀门颗粒，用于在过滤器10中均匀分布贵金属、半贵金属或阀金属。.粉末状活性炭和贵金属、半贵金属或阀金属颗粒可通过粘合剂，如热塑性粘合剂粘接在一起。贵金属、半贵金属或阀金属的量可以是0.01％至5％，优选0.02％至3％，更优选0.02％至2％重量。贵金属、半贵金属或阀金属粉末或颗粒可以是银、金、铂、钒、锡、铝、铜、钛或其混合物/合金。在所示实施例中，过滤器10为圆柱形状。图4还显示了过滤器10的侧表面15。侧表面15基本上是过滤器10的未被顶盖12或底盖14覆盖的表面。

颗粒可以为粉末。另外，它们可以是贵金属、半贵金属或阀金属的混合物或合金。

由于顶盖12和底盖14不允许液体经由过滤器10的端面进入，当液体经由入口8进入容器1时，流入过滤器10的侧表面15和容器1之间形成的间隙中。该间隙如图3所示，然后经由侧表面15进入过滤器10。由于过滤器10的端面被底盖14和顶盖12覆盖，液体或水不能经由其端面进入过滤器，因此确保了侧向进入过滤器10。液体从侧表面15径向向内流向过滤器10的内部，并朝向中央通道16流动，然后经由中央通道16从过滤器10流出，经由管部9'和出口9从容器1中出来。图5中用箭头很好地示出了流动路径。这种径向流动路径提供了高过滤能力。

当液体流经容器1和过滤器10时，其暴露于容器1的金属(例如可以是耐酸不锈钢)和过滤器10中贵金属和/或半金属和/或阀金属颗粒或粉末之间存在的电流电压。当液体分别在容器1和过滤器10中时，该电流电压具有杀死液体中细菌和其他有机污染物的能力。另外，如果例如在过滤器10中使用抗菌金属例如银，则可以进一步改善电流电压和银的组合杀菌效果。

由容器1的金属和过滤器10中的贵金属、半贵金属或阀金属颗粒产生的电流电压范围可以为0.01V至3V，优选0.07V至1.5V，更优选0.08 V至1.1 V.

在特定实施例中，除了贵金属、半贵金属或阀金属的颗粒或粉末之外，过滤器10不包括任何金属网或其他金属元件。

如前所述，容器1和过滤器10大致为细长的圆柱形状。然而，可以使用任何其他合适的形状。有利地，液体进入过滤器10的表面相对较大，以提高过滤器和整个系统的容量。

即使图中所示的实施例包括过滤器10中的中央通道16，也可以使用没有中央通道的过滤器(未示出)。在这样的实施例中，顶盖12仍然可以包括连接到出口9的开口，这样液体经由所述开口和出口9从过滤器流出。

在另一个实施例(未示出)中，中央通道16可以涂覆或至少部分地填充有离子交换树脂，例如通过网固定就位。离子交换树脂可用于捕获有可能经过过滤器10的少量或小颗粒的重金属。

过滤器(未示出)可包括存在于所述流动路径中的至少一个第一预过滤器。例如，预过滤器可以设置在过滤器的侧表面上，并且它可以是具有孔隙率的纤维素材料，该孔隙率允许粒径大约为5.0-15.0μm(微米)，优选约5.0μm的颗粒通过。

过滤器10可以具有允许粒径为约0.2-0.4μm，优选约0.3μm的颗粒通过的孔隙率。如前所述，过滤器10可以由活性炭、贵金属、半贵金属或阀金属颗粒和粘合剂制成。粘合剂可以将过滤器10粘合在一起作为固体材料。

在另一个实施例(未示出)中，设置在内侧的金属可以体现为形成开口或腔的管段形式的网。因此，所述过滤器可装配到所述开口，从而装配到由所述管段形成的腔体中，从而当过滤器放置在网中时，网围绕过滤器的侧表面。容器和过滤器可以是圆柱形的。

Claims (17)

1.用于净化液体的净化装置，包括容器（1），所述容器（1）具有液体入口（8），液体出口（9）和设置在所述容器（1）中的过滤器（10），所述过滤器（10）包括活性炭和分布在所述活性炭中的贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒和/或阀金属颗粒，所述过滤器（10）置于所述液体的流动路径中，所述液体的所述流动路径选择为使得所述液体经由所述入口（8）进入所述容器（1），进入所述过滤器（10），至少部分地流经所述过滤器（10），然后经由所述出口（9）从所述净化装置流出，其特征在于，所述液体在所述流动路径的至少一部分上暴露于电流电压，并且其中所述容器（1）至少在内侧包括金属件，从而当使用所述净化装置时，所述金属件与所述液体接触，其中，所述电流电压由所述金属件与所述过滤器（10）中的所述贵金属颗粒和/或所述半贵金属颗粒和/或所述阀金属颗粒产生，并且其中所述液体的所述流动路径选择为使所述液体经由侧表面（15）进入所述过滤器（10），并且径向向内流向所述过滤器（10）的内部，然后经由所述出口（9）从所述净化装置流出，并且其中所述过滤器（10）中所述贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒和/或阀金属颗粒的量为0.01％重量至5％重量。

2.根据权利要求1所述的净化装置，其中，所述电流电压的范围为0.08V至1.1V。

3.根据权利要求1或2所述的净化装置，其中，所述过滤器（10）中所述贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒和/或阀金属颗粒的量为0.02％重量至3％重量。

4.根据前述权利要求1或2所述的净化装置，其中，至少在所述容器（1）的内侧上的所述金属件是设置在所述容器（1）和所述过滤器（10）之间的单独的金属件。

5.根据权利要求4所述的净化装置，其中，至少在所述容器（1）的内侧上的所述单独的金属件为管形式的网状，从而将所述单独的金属件放置在所述容器（1）中，并且将所述过滤器（10）置于由所述单独的金属件形成的空腔中。

6.根据前述权利要求4所述的净化装置，其中，至少在所述容器（1）的内侧上的所述单独的金属件是所述容器（1）内侧上的涂层。

7.根据前述权利要求4所述的净化装置，其中，至少在所述容器（1）的内侧上的所述单独的金属件是耐酸金属件，并且所述容器（1）包括塑料。

8.根据前述权利要求1或2所述的净化装置，其中，所述容器（1）由耐酸不锈钢制成。

9.根据前述权利要求1或2所述的净化装置，其中，所述过滤器（10）包括中央通道（16），所述中央通道以密封方式连接到所述出口（9），并且其中所述液体经由所述中央通道离开所述过滤器（10）。

10.根据前述权利要求1或2所述的净化装置，其中，所述过滤器（10）和所述容器（1）是细长形状，并且其中所述过滤器（10）形成为贴合地装配到所述容器（1），并且其中所述细长形状的横截面为矩形、圆形、椭圆形或其任何组合的形状。

11.根据前述权利要求1或2所述的净化装置，其中，所述过滤器（10）包括顶盖（12）和底盖（14），所述顶盖（12）和底盖（14）分别设置在所述过滤器（10）的上、下端面处，从而所述顶盖（12）包括至少一个与所述出口（9）重合的开口，并以密封的方式连接到所述出口（9）。

12.根据权利要求11所述的净化装置，其中，所述顶盖（12）和所述底盖（14）构造成紧密密封所述过滤器（10）的所述端面，使得经由所述入口（8）流入所述容器（1）的所述液体，在经由所述出口（9）离开之前，经由所述侧表面（15）进入所述过滤器（10）。

13.根据前述权利要求1或2所述的净化装置，其中，所述液体是水，并且其中所述出口（9）和所述入口（8）包括连接部分，用于将所述净化装置连接到水网络。

14.根据前述权利要求1或2所述的净化装置，其中，所述贵金属颗粒选自银、金、铂或其混合物或合金，和/或半贵金属颗粒选自铜、锡或其混合物或合金，和/或阀金属选自铝、钒、钛或其混合物或合金。

15.根据前述权利要求1或2所述的净化装置，其中所述容器（1）包括盖子和杯形部分，其中所述盖子经由连接机构以可拆卸的方式连接到所述杯形部分。

16.根据前述权利要求1或2所述的净化装置，其中，所述过滤器（10）仅包括活性炭、粘合剂和所述贵金属颗粒和/或所述半贵金属颗粒和/或所述阀金属颗粒。

17.根据权利要求1或2所述的净化装置，其中，所述过滤器（10）中所述贵金属颗粒和/或半贵金属颗粒和/或阀金属颗粒的量为0.02％重量至2％重量范围内。

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