CN114007987A - 水提纯装置，用于其的提纯模块，以及方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于分配纯水的水提纯装置(10)，包括装置主体(12)，具有至少一个主流体入口(26)和至少一个主流体出口(28)，以及分配元件(20)，用于分配来自水提纯装置(10)的纯水。然后还提供提纯模块(18)，其是与装置主体(12)可释放地可接合的。该提纯模块(18)包括多个水提纯子模块、与所述多个水提纯子模块流体连通并且与装置主体(12)的所述至少一个主流体出口(28)可连接的入口歧管(76a)、以及与分配元件(20)流体地可接合的出口歧管(76b)。

Description

水提纯装置，用于其的提纯模块，以及方法
本发明涉及水提纯装置，具体地但是不一定排他地用于分配用于实验室用途的纯水。还提供用于再生这样的装置的方法，还提供适合于与水提纯装置共同使用或用于为了已有的水提纯装置改型的提纯模块。还提供减少已有的水提纯装置和改进的水提纯装置的废部件的方法。
纯水和超纯水在各种环境中使用，特别是在科学的和医疗的实验室环境中使用。纯水和超纯水使沾染物和杂质被除去至尽可能大的程度。纯水的提供的困难性在于防止在容纳水的任何容器内的沾染，例如通过来自储存材料或大气接触的沥滤，或通过来自在储存容器和使用之间的转移的沾染。
已有的用于产生纯水和超纯水的单元因此使用密封容器单元，并且入口水的过滤和提纯在同一个单元中发生。能够以即插即用方式被使用的提纯插盒被供应；无论何时插盒被消耗，其能够被新鲜的插盒更换以确保纯水能够仍然被产生，并且已消耗的插盒被丢弃。典型地，已消耗的插盒被送至垃圾掩埋，这是难以置信地浪费的。
已有的水提纯装置具有许多其他的缺陷。首先，并非罕见的是水的纯度在提纯的时间被测量，典型地通过确定水的以微西门子和兆欧为单位的电导被测量。然而，在提纯之后的净化水的后续的转移和储存可能导致比向使用者显示的高的水平的杂质，这因此可以是误导性的，如果超纯水被需要的话。
此外，水提纯装置的消毒必须被定期地进行。这在本领域中通过被技术人员操纵的并且被插入装置中的氯片的使用被实现。这导致大气沾染物的向装置中的进入的另外的路线，其可能导致在适当的时间的较低的纯度的水。系统中的氯气还导致对被用作净化系统的一部分的反渗透膜的损坏，并且因此氯气消毒产生严重地损坏整个装置的风险。
本发明寻求提供改进的水提纯装置，其能够确保使用者能够抽取正确的纯度的水，同时还消除被当前的水提纯工业创造的过度的废物。
根据本发明的第一方面，提供一种用于分配纯水的水提纯装置，水提纯装置包括：装置主体，具有至少一个主流体入口和至少一个主流体出口；分配元件，用于分配来自水提纯装置的纯水；以及提纯模块，其是与装置主体可释放地可接合的，提纯模块包括多个水提纯子模块、支撑框架，与所述多个水提纯子模块流体连通并且与装置主体的所述至少一个主流体出口可连接的入口歧管、以及与分配元件流体地可接合的出口歧管，其中所述多个水提纯子模块中的至少一个被设置为具有模块化构造，模块化构造包括提纯介质能够被插入其中的可移除的容器，并且所述或每个可移除的容器被安装至支撑框架并且被经过支撑框架密封。
具有容纳所有的为了从饮用水或蒸馏水产生纯水或超纯水所需要的相关的部件的可移除的提纯模块的水提纯装置的提供允许装置的为了适合使用者的需要的简单的改变。整个提纯模块可以被作为整体移除并且然后被回收或再生。这具有两个主要的优点。首先，被已有的水提纯装置中的已消耗的过滤插盒的处置创造的巨大的量的废物被减少至几乎零。第二，提纯模块能够被定制的提纯介质排列填充，这意味着提纯过程能够根据使用者的要求被容易地定制，而不需要使用者购买另外的装置。
优选地，所述多个水提纯子模块可以包括以下中的至少两个：活性炭子模块；反渗透子模块；离子交换子模块；超滤子模块；紫外灯子模块。
许多提纯子模块可以被作为总体的提纯模块的一部分提供，并且通过提供许多不同的选项，使用者可以创造用于他们的任务的定制的提纯组件，而不需要用于每个任务的多个不同的装置。
可选择地，提纯模块可以包括第一提纯子模块序列和第二提纯子模块序列。
是优选的是，具有一个用于提纯典型地来自自来水网络的入口水的粗提纯序列，以及在延长的时间段内保持水的纯度的更优化的第二再循环序列，使得使用者具有对于分配时的预期的水纯度的信心。
在一个优选的实施方式中，第一提纯子模块序列可以包括以以下的序列的多个所述水提纯子模块：活性炭子模块；第一反渗透子模块；以及第二反渗透子模块。
反渗透提供初始的和有力的过滤选项，同时活性炭子模块的吸附能力防止氯气消毒剂损坏反渗透膜。
第二提纯子模块序列可以包括以以下的序列的多个所述水提纯子模块：活性炭子模块；以及至少一个离子交换子模块。
离子交换提供抽取任何可能在净化水中存在的如果不以这种方式则不可能通过反渗透被除去的无关的离子的手段。这确保纯水在长的时间段内被保持。
此外，第二提纯子模块序列可以包括紫外灯子模块；以及超滤子模块。
紫外处理确保不具有随时间推移在水中的细菌聚集的可能性，而超滤能够辅助除去在反渗透期间可能尚未被捕获的另外的微粒物质。
优选地，第二提纯子模块序列可以形成再循环环路。
再循环进一步地确保不具有随时间推移的水纯度的劣化，如果不以这种方式则其可能在呆滞的储器中的水中发生。
优选地，可以还提供与再循环环路流体连通的水储器。
储器的提供允许纯水被容纳，其中再循环环路防止在长时间内的增加的沾染，例如通过灰尘进入或材料沥滤。
水提纯装置可以还包括与水储器的顶部可接合的空气通风过滤器，其中空气通风过滤器包括氯片勺。
空气通风过滤器是对于防止当水储器成为耗尽的时的沾染来说合适的。其还提供简洁的机构，使用者能够通过其在不本身接触氯片的情况下引入消毒氯片。其限制了沾染路径。
水提纯装置可以还包括在出口歧管的下游的用于在经过提纯模块的提纯之后的纯水的抽取的直接分配接头。
虽然喷嘴分配器是本领域中传统的分配水的方法，但是其增加水与大气的接触，这潜在地立即地沾染水。为了超纯要求，因此可以是优选的是将纯水直接地转移入最终容器或转移工具中。
优选地，直接分配接头可以包括至少一个注射鲁尔接头。
注射鲁尔接头允许无菌的和未沾染的注射器被用于从装置抽取超纯水，显著地减少特别地被技术人员的沾染的风险。
可选择地，提纯模块可以包括包围所述多个水提纯子模块中的每个的壳体。
提纯模块被设计为是能够被容易地从装置主体移除的单元，并且因此包围子模块的外壳体允许单元被从主中心抽取以及被返回至主中心以非常容易地回收或再生。同时，定制的更换模块能够被提供至使用者。
提纯模块可以包括用于支撑所述多个水提纯子模块的具有多个容器的卡盒。
堆叠的卡盒排列允许提纯模块的容易的引入和移除，并且以安全的和稳固的方式容纳子模块。
可选择地，可以提供与水储器流体地可连通的电解模块，电解模块被配置为产生用于水提纯装置的消毒的氯气。
氯片的向已有的水提纯装置的水储器中的引入是沾染的最大的来源中的一个，主要地通过技术人员。集成的电解模块将排除该问题，因为其能够被使用者通过控制面板容易地远程地激活。
在一个实施方式中，可以还提供与分配元件相关联的用于计量来自水提纯装置的纯水的蠕动泵。
蠕动泵提供水的非常准确的计量以用于分配，而不提供任何与超纯水本身的直接接触。其因此是优选的泵送配置，特别是如果注射鲁尔接头被使用的话。
热水储器可以被提供，热水储器是与水提纯装置流体地可连通的以允许其的热卫生处理。
如提到的，氯片不但是潜在的沾染的源，而且能够导致对反渗透膜的显著的损坏，如果不被活性炭子模块有效地洗涤的话。热水箱能够被热卫生处理(sanitisation)，由此完全地消除对于化学消毒的需要，虽然装置然后需要更重型的耐热导管被使用。
可选择地，水提纯装置可以还包括歧管接头，歧管接头是可插入的以连接装置主体的所述或每个主流体出口和提纯模块的入口歧管。
简单的用于连接提纯模块和装置主体的接头是确保模块更换过程是迅速的和容易的一个方式。
水提纯装置可以还包括在水提纯装置中的冷却歧管。
冷却歧管，特别是如果来自反渗透的浓缩物能够为了该目的被回收的话，允许装置在热实验室条件中被保持热稳定。这在高温国家是特别地有用的。
提纯模块可以是与装置主体的前部可释放地可接合的。
提纯模块的在装置的前部的定位允许模块的简单的移除，帮助直接的更换，如果需要不同的模块配置的话。
优选地，水提纯装置可以包括在支撑框架表面或内部的一个或更多个用于安装可移除的容器的定位器。
优选地，支撑框架可以包括至少一个用于将所有的可移除的容器在提纯模块中密封就位的板。
根据本发明的第二方面，提供一种再生根据本发明的第一方面的水提纯装置的方法，方法包括以下步骤：a]将提纯模块从装置主体移除；b]回收或再生所述多个水提纯子模块中的每个；以及c]将所述或另一个提纯模块再附接至装置主体。
已有的水提纯装置具有处置过滤和提纯插盒的极端的途径。本发明允许装置的回收和再生以消除这种废物。
可选择地，在步骤b]期间，对于所述多个水提纯子模块中的每个，包括以下子步骤：b1]提纯介质被从子模块容器移除；b2]提纯介质被再生或回收；b3]子模块容器被清洁和杀菌；以及b4]所述多个水提纯子模块通过已再生的或已回收的提纯介质的向分别的子模块容器中的插入被再组装。
分别地清洁提纯介质被容纳在其中的容器的能力不但使再生过程成为可能，而且允许定制的提纯路径基于分别的使用者的要求被产生。
根据本发明的第三方面，提供一种用于水提纯装置的提纯模块，提纯模块包括：多个水提纯子模块，其中所述多个水提纯子模块中的至少一个被设置为具有模块化构造，模块化构造包括提纯介质能够被插入其中的可移除的容器；支撑框架，所述或每个可移除的容器被安装至支撑框架并且被经过支撑框架密封；入口歧管，与所述多个水提纯子模块流体连通并且与水提纯装置的装置主体的至少一个主流体出口可连接；以及出口歧管，被适配为是与水提纯装置的分配元件流体地可接合的。
专用的提纯模块的使用使以在其中水提纯装置被利用的方式的改变能够被实现。代替提供一次性的插盒，本发明允许模块作为整体被抽取和回收或再生。此外，这种排列可以允许被更新的提纯模块的向已有的水提纯装置的改型，由此消除已有的废物源。
根据本发明的第四方面，提供一种用于减少已有的水提纯装置的废部件的方法，方法包括以下步骤：a]提供根据本发明的第三方面的提纯模块；b]将提纯模块的入口歧管直接地或间接地连接至水提纯装置的装置主体的所述或每个主流体出口；以及c]当来自水提纯装置的输出净化水的纯度下降至低于预确定的阈值时，回收或再生所述多个水提纯子模块中的每个。
减少被水提纯装置产生的废物的能力是本发明的显著的飞跃，并且因此能够允许用于实验室目的的水提纯的更环境友好的途径被考虑。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于分配纯水的水提纯装置，水提纯装置包括：至少一个主流体入口；提纯组件，其与所述或每个主流体入口流体连通；分配元件，用于分配来自水提纯装置的纯水；流体泵，用于将水循环入提纯组件中以产生纯水以用于经过分配元件的分配；以及直接分配接头，包括在提纯组件的下游的至少一个注射鲁尔接头以允许净化水的从其的受控的撤回。
包括注射鲁尔接头的直接分配接头的使用允许具有与大气的最小的接触的净化水的受控的撤回，其如果不以这种方式则将代表沾染危害。这确保使用者能够可信地知道他们的水是对于他们的应用来说足够地纯的。
可选择地，水提纯装置可以还包括至少一个水纯度传感器，其中所述或每个水纯度传感器的探针被定位在提纯组件的下游。
用于指示水纯度，典型地通过电导率测量，的传感器的加入确保使用者具有对于在使用点的水纯度的信心，这迄今为止在行业中一直是缺乏的。
本发明现在将参考附图仅以例子的方式更具体地描述，在附图中：
图1示出了根据本发明的第一方面的水提纯装置的一个实施方式的前视透视图；
图2示出了图1的水提纯装置的装置主体和歧管接头的分解前视透视图，其中提纯模块为了清楚被移除；
图3示出了图1的水提纯装置的装置主体的后视透视图，其中上壳体为了清楚被移除；
图4示出了根据本发明的第三方面的水提纯装置的提纯模块的前视透视图，其中外壳体为了清楚被移除；
图5示出了图4的提纯模块的第一组装阶段的前视透视图；
图6示出了图4的提纯模块的第二组装阶段的前视透视图；
图7示出了图4的提纯模块的第三组装阶段的前视透视图；
图8示出了图4的提纯模块的第四组装阶段的前视透视图；
图9示出了图4的提纯模块的水提纯子模块的后视透视图；
图10示出了图4的提纯模块的前视图；
图11示出了在完全组装状态中的图4的提纯模块的前视透视图；
图12示出了与图1的水提纯装置兼容的水储器的透视图；
图13示出了图1的水提纯装置的空气通风过滤器的前视透视图；
图14示出了图1的水提纯装置的注射鲁尔接头的透视图；并且
图15示出了与图1的水提纯装置兼容的电解模块的俯视图。
参考图1，指示了水提纯装置，大体上被指示为10，其适合于特别地用于科学实验室用途的纯的并且更优选地超纯的水的生成。
在本发明中纯水被定义为已经通过各种手段中的任何一个被过滤和/或处理以除去杂质的水。其经常被称为用于科学用途的蒸馏水，并且与标准的饮用水例如自来水或地下水不同。超纯水具有使得其的痕量沾染物以十亿分之几被测量到的高纯度，并且具有在25℃的约0.055μS/cm、等效于18MΩcm的理论上的最小的电导率。在本方案中，导电性单独地被在水离解平衡中产生的H+和OH-离子提供。在实践中，在25℃的10μS/cm的数量级的电导率将是对于分类为超纯水来说足够的。
水提纯装置10包括装置主体12，装置主体12在此具有后外壳单元14以及覆盖水提纯装置10的电子部件的顶帽16，以及提纯模块18，提纯模块18是与后外壳单元14可释放地可接合的，优选地经过其的支撑平台19。
水提纯通过提纯模块18实现，并且包括在其中的多个，优选地不同的，水提纯子模块，其将在下文更详细地讨论。被提纯模块18提纯的水可以然后被经过分配元件20例如喷嘴分配。优选地，分配元件20被与蠕动泵相关联以允许被分配的水的准确的计量而不引入另外的沾染物。然而，本发明的水提纯装置10也可以包括直接分配接头22，如能够在图2中看到的，其包括至少一个从装置主体12可到达的注射鲁尔接头24。虽然鲁尔接头是优选的，但是任何合适的用于与被密封的抽取系统，典型地注射器，的接合的接收器可以被利用以克服被分配的水的向空气的暴露的问题。
装置主体12包括一个或更多个主流体入口26，用于提纯的饮用水可以经过主流体入口26被引入至水提纯装置10。这样的主流体入口26可以是从装置主体12的外部容易地可到达的，并且在指示的实施方式中被定位在其的一侧。
图2示出了没有提纯模块18的装置主体12。其图示了装置主体12的流体地可连接至提纯模块18的主流体出口28。在该例子中，仅具有向提纯模块18的间接耦合，并且歧管接头30被提供，其是可插入的以连接至所述或每个主流体出口28。歧管接头30可以设置有允许向装置主体12的容易的螺纹安装的过大的紧固件32。
直接分配接头22也可以在图2中更详细地看到，其是将流体流动向在提纯模块18的下游的注射鲁尔接头24导向的分流器。其在此为了简单性被定位在或毗邻于分配元件20，但是直接分配接头22可以被容易地定位为紧邻地跟随提纯模块18以确保具有净化水的最小的提纯后沾染。
水提纯装置10也可以包括控制面板34，命令可以经过控制面板34被输入，并且控制面板34在此被作为触摸屏面板提供。控制面板34与整个水提纯装置10的控制器36通信。
水被经过循环泵38分布经过水提纯装置10，循环泵38可以伴随有增压泵40以根据需要改进泵送容量。增压泵40可以辅助将系统增压至约6巴。这些部件在图3中详细地示出，其还图示了主体侧管道歧管。
入口粗滤器42被作为管道歧管的一部分提供，来自所述或每个主流体入口26的入口饮用水在进入入口阀门优选地入口电磁阀之前经过管道歧管。其起作用以防止悬浮固体或微粒干扰入口螺线管密封或进入提纯模块18。
优选地，入口电磁阀被作为黄铜电磁阀提供，如果饮用水被经过所述或每个主流体入口26引入的话；然而，更抗腐蚀的阀门可以被利用，例如不锈钢阀门，如果已脱矿物质的入口水被利用的话。在这种情况下，增压泵40可以被利用以增压系统。
还图示了多个传感器44，在此以线性单元室的形式，其能够测量水的电阻率并且将其呈现至控制面板34以用于向使用者的显示。是优选的是，传感器44被定位为使得监视靠近分配点的水，以向使用者给予水纯度的准确的指示。
图4示出了提纯模块18的组装。被作为多层卡盒形成的支撑框架46被提供以将各种水提纯子模块在对于最优的提纯来说正确的配置中定位。
为了提供模块性，具有某些用于可插入的单元的定位器48a、48b，典型地反渗透和/或超滤子模块50。然而，为了再生和回收的容易性，是优选的是，子模块中的至少某些被设置为具有模块化构造，其中提供提纯介质可以被插入其中的可移除的容器52或室。
每个容器52被设计为被安装至支撑框架46并且优选地被支撑框架46保持就位，并且在该例子中，安装被优选地被在容器52的每个端部模塑或定位的烧结圆盘54的存在提供。可选择的用于容器52的定位器可以被考虑，包括但不限于将定位器直接地模塑入支撑框架46中，并且其他的可能的手段可以被提供以辅助将容器52定位就位。特定的密封物可以被使用以防止或抑制提纯介质和/或待被提纯的水的进入，例如低沥滤O形环。这些密封物可以被作为支撑框架52的一部分提供或被支撑框架52保持就位。提纯模块18的组装以及通过延伸的分解在图5至8中详细描述。
首先，如在图5中示出的，提供支撑框架46的基板56a，形成提纯模块18的基部。多个垫片58可以然后被提供以支撑支撑框架58的中间支架56b。基板56a可以被用于支撑水提纯模块中的至少一个。在本实施方式中，其实际上用于支撑紫外灯子模块60，紫外灯子模块60可以主要地用于水提纯装置10的消毒。其可以被在水平配置中安装，例如通过用于简单的插入和移除的Maclow夹子的使用。
中间支架56b起作用以支撑模块化容器52，如在图6中图示的，并且支撑框架46的该水平的垫片58可以被控制尺寸以匹配或基本上匹配容器52的高度。烧结圆盘54，包括任何与其相关联的密封物，可以被定位至中间支架56b上。然而，容器52可以被安装至支撑框架46的任何部分从而将容器52在密封排列中保持就位。烧结圆盘54的精确的定位可以通过将包括烧结圆盘54和任何伴随的密封物的已组装的密封单元下降入中间支架56b上的位置中的定位夹具的使用被实现。
一旦容器52被牢固地定位，那么提纯介质可以被引入，例如碳62，例如椰子炭或相似的活性炭或其他的材料以作为活性炭子模块64或离子交换材料66起作用，由此形成离子交换子模块68。每个容器52可以然后被密封帽70加盖。密封帽70可以将提纯介质保持就位同时允许向容器52中的水进入。这样的密封帽70可以被作为烧结的顶部圆盘形成，再次地具有合适的密封物，例如无沥滤O形环。
一旦所有的容器52被组装，那么中间顶部支架56c可以被连接至垫片58从而密封所有的容器52并且然后在提纯模块18中牢固地保持就位。被支撑框架46的一部分，通常是诸如中间顶部支架56c的板，提供的压缩提供用于保持和密封容器52的固定力。中间顶部支架56c可以有利地包括定位器48a，另外的子模块可以被插入定位器48a中；高压力碳过滤器72在图7中被示出为被安装。定位器48a可以起作用以限制被安装在其中的子模块的横向运动，在此被作为被紧密地控制尺寸的孔形成。
一旦任何中央子模块被安装，那么顶板56d可以被安装以确保子模块被牢固地装配，如在图8中示出的。顶板56d可以或可以不与容器52直接地接触以提供固定力。顶板56d被经过垫片58装配，与连接至基板56a的那些相似。另外的定位器48b，在此被作为开放的孔形成，可以被提供以允许另外的子模块的横向插入，例如上文讨论的反渗透和/或超滤子模块50。
提纯模块18的组装允许多个可更换的容器52或室被引入，并且允许在其中的提纯介质被以定制的方式选择，作为一个单元。提纯模块18被组装，使得多个并且优选地所有的容器52被使用单一的板或支撑框架46的一部分密封。这有利地允许提供可以被作为单一的单元供应的提纯模块18，而非具有可互换的一次性的插盒的提纯模块18。
没有支撑框架46的提纯模块18的提纯组件74的指示性的排列可以在图9中看到，并且图示了其的复合管道歧管76。已完全组装的提纯组件74可以在图10中看到，包括支撑框架46。管道歧管76的管道中的至少一个将标称地是入口歧管76a的与主流体出口28流体地可连通的部分。这可以通过与歧管接头30的相互连接被实现，如上文讨论的。
管道歧管76的管道中的另外的至少一个可以标称地是出口歧管76b的一部分，来自提纯模块18的净化水经过出口歧管76b被输出。再次地，出口歧管76b可以连接至歧管接头30以用于向分配元件20的向前的供应。
为了完整的提纯模块18，外壳体78然后被需要，如能够在图11中看到的。这允许最终用户在他们的水提纯装置10中安装和移除提纯模块18，而不需要干扰分别的水提纯子模块。
是意图的是，提纯模块18因此被距水提纯装置10远程地组装，允许制造商根据最终用户的水提纯要求容易地定制提纯模块18。因为这种排列允许水提纯子模块被再生或回收，所以最终用户不需要具有多种不同的装置以生产符合不同的纯度规格的水。代替地，提纯模块18可以被更换。这开发了特定的商业模式，由此更换提纯模块18能够基于改变的环境被快速地运输至最终用户，而被更换的提纯模块18被再生或回收。这大量地减少来自水提纯装置的总的废物生产。
此外，将意识到，使用合适的歧管接头30，本发明的提纯模块18能够被容易地根据已有的装置改型。这可以允许已有的使用者有效地升级和增强他们的水提纯装置以消除废物插盒。
本发明的提纯模块18的提纯序列如下。饮用水或蒸馏水被经过提纯模块18的入口歧管76a引入。首先，水在压力下被引入活性炭子模块64中，活性炭子模块64被设计为从水除去任何痕量的氯气，氯气如果不以这种方式则将损坏反渗透子模块50的反渗透膜。
一旦水被脱氯，那么其被传递入反渗透子模块50中。水进入其的第一膜，并且被分流为两个流。第一个流在压力下跨过膜，允许水经过其，创造渗透物。继续流动跨过膜的水成为更被沾染物和盐饱和的，并且被称为浓缩物。
浓缩物可以然后被导向入第二反渗透子模块50中，以减少水废物，并且相同的过程适用。来自第二反渗透子模块50的浓缩物传递返回至放泄阀80，优选地包括限流器的放泄电磁阀。这允许连续流排放，同时保持足够的背压以允许最优的反渗透发生。最优的渗透物回收速率可以在来自每个反渗透子模块50的渗透物的7升/小时的数量级。
周期性地，浓缩物管线上的放泄阀80打开以将任何杂质冲洗离开反渗透子模块50膜，由此延长膜寿命。
来自反渗透子模块50的渗透物可以然后被供入返回至传感器44以确定电阻率以及因此纯度。这结束第一提纯子模块序列，并且被初始地净化的水可以然后被储存在至少一个纯水储器82中，纯水储器82优选地由塑料材料例如聚丙烯或聚乙烯形成。这样的储器82的指示性的实施方式在图12中示出。被预期的是，水质将在第一提纯子模块序列的结束时在5.0μS/cm的数量级，这可以是对于某些使用者应用来说足够的。优选地，水储器82被储存在装置主体12内，虽然外部水箱可以被考虑，这可以允许多个储器82为了大体积应用存在。
然而，是优选的是，净化水在即将分配之前被再提纯，以缓和在存储的同时被引入的杂质的影响。因为水储器或储器82将在水被分配时具有在水表面上方的空气的改变的体积，所以空气将在分配期间被拉动入水储器82中。这种空气可能将沾染物引入所存储的纯水中。
与水储器82相关联的空气通风过滤器84在图13中图示。该空气通风过滤器84的意图是限制当空气被引入水储器82中时的水的沾染。在这种排列中，空气通风过滤器84被碱石灰、优选地以颗粒状的形式的活性炭和优选地具有0.2μm或约0.2μm的孔尺寸的空气过滤器的组合填充。这将允许空气当其在纯水被分配时被拉动入水储器中时被正确地过滤。
注意，空气通风过滤器84的本具体实施方式包括悬挂的勺，悬挂的勺具体地被设计为是氯片勺86。氯片勺被形成为附接至延长入在过滤器主体92下方的水储器82中的杆90的凹陷部分88。这允许水储器82和内部歧管的氯气消毒被进行，而技术人员不需要直接地操纵氯片，氯片可能是沾染源。
一旦水储器82中具有足够的水，那么第二提纯子模块序列可以被考虑。其激活循环泵38，将净化水从水储器82拉动出来并且优选地经过粗滤器。
水被泵送经过高压力碳过滤器72，优选地以向提纯模块18中的1.5至1.9升/分钟的速率，高压力碳过滤器72是活性炭子模块，活性炭子模块再次地起作用以筛出净化水中的氯气残余物。水然后被传递经过至少一个并且优选地高至三个离子交换子模块68以除去另外的沾染物。
此外，第二提纯子模块序列也可以包括在传递入紫外灯子模块60中之前将水导向经过超滤子模块50。在这种情况下，水可以被返回至水储器82，并且再循环过程可以在环路中被重复。这种再循环在即将分配之前有效地优化水的纯度。
水可以然后被朝向分配元件20导向以用于分配，或可以被经过注射鲁尔接头24直接地抽取。示例性的注射鲁尔接头24可以在图14中看到。提供连接至直接分配接头22的主耦合器94，以及与注射鲁尔注射器直接地可连接的注射器接头96。使用者可以将注射鲁尔注射器与注射器接头96直接地接合以最小化当分配时的净化水与大气的接触。
优选地，具有使用点过滤器，其被附接在或毗邻于分配元件20或直接分配接头22中的至少一个作为最终的过滤净化水的手段。
使用者可以通过控制面板34确定选择哪个分配选项。纯水可以被从水储器82导向经过单向阀朝向所选择的分配路线，分配元件20或直接分配接头22。这使压头能够将水推动出来并且由此防止当水经过阀口时的文丘里效应，文丘里效应如果不以这种方式则可能将空气拉动入系统中。
本发明的水提纯装置10的其他的另外的有利的特征在下文讨论。
图15示出了电解模块98，其可以用于尝试从水提纯装置10完全地消除氯片的使用。电解模块98联接至容纳盐水的容器，并且电解过程因此产生用于消毒目的的氯气。因为氯片在本方案中被消除，所以通过它们的加入的沾染的可能性被消除。
也可以是可能的是结合作为水提纯装置10的一部分的热水消毒系统。这将完全地消除对于化学的即基于氯气的消毒的需要。水提纯装置10的水处理环路可以通过使用热水箱中的加热元件将水温度增加至至少85℃被清洁。已加热的水可以然后经过各种内部水路径被冲洗直到消毒完成。然而，可能需要隔离提纯模块18，以保护提纯介质不受热降解。此外，水提纯装置10的管道歧管将需要被设置为是耐热的。如果热水箱被提供，那么相关联的热敏电阻100也可以被包括以提供温度控制。该热敏电阻100可以耦合至控制器36。
在某些环境下也可以是重要的是提供冷却歧管，特别是对于在高温国家的实验室或没有对温度控制设备的受限的获得的实验室。具体地，冷却歧管将被结合入提纯模块18中，并且这可以使用从反渗透子模块50输出的浓缩物水被实现。因为水通常是凉的，已经被本地市政网络从地下管道提供，所以浓缩物可以被引导经过提纯模块18以保持可管理的工作温度，并且特别地，将热能远离水提纯子模块地拉动。
水提纯装置10的提纯介质能够被回收和再生，典型地通过将提纯模块18返回至再生站。这种方法可以被如下地概括。
提纯模块18可以被从装置主体12移除。所述多个水提纯子模块中的每个然后被回收或再生。提纯模块18然后被再附接至装置主体12以用于后续的操作。为了回收和再生步骤，提纯介质被从子模块容器52移除，并且提纯介质被再生或回收。同时，子模块容器52被清洁和杀菌，以及伴随的密封组装中的任何，并且所述多个水提纯子模块然后通过已再生的或已回收的提纯介质的向分别的子模块容器52中的插入被再组装。
将意识到，水提纯子模块中的任何或全部可以根据使用者的需要被包括在任何配置中。上文提供的实施例因此是一个相对复杂的提纯组件的指示，并且其他的将是对于本领域的技术人员明显的。
典型地，不同的水提纯子模块将被提供。然而，将意识到，某些使用者要求具有相同的类型的多个子模块可以被提供，例如在单一的提纯模块中的多个离子交换子模块。
在下文提供在本申请中使用的术语的某些定义。
活性炭也被称为活性木炭，是石墨的天然形式，具有在孔径的宽的范围上的高度地多孔的随机的缺陷结构。这创造允许碳吸附宽范围的化合物的大的表面积。活性炭具有极端地高的物理吸附特性，具有超过1000m2/g的潜在的表面积。
反渗透是使用半透膜从水除去离子、分子和大的颗粒的水提纯技术。外加压力被用于克服渗透压。反渗透能够从水除去许多类型的溶解的和悬浮的物种，包括细菌。结果是溶质被保留在膜的被增压的侧，并且纯的溶剂穿过至另一个侧。
离子交换树脂或聚合物是作为用于离子交换的介质起作用的材料。其被作为能够从交换介质上已有的离子的水俘获离子的不可溶解的基质形成，通常以微珠的形式。离子交换树脂通常通过被树脂负载的离子的类型被分类，并且在该例子中，强碱性或弱碱性离子交换树脂可以被考虑。典型地，弱碱性离子交换树脂更容易地被再生，并且因此可以在本发明中优选地使用，虽然某些强碱性树脂可以被再生并且可以因此是在提纯模块中合适的。
超滤是在其中诸如压力或浓度梯度的力导致经过半透膜的分离的类型的膜滤法。高分子量的悬浮固体和溶质被保留在所谓的渗余物中，而水和低分子量溶质在所谓的渗透物或滤液中穿过膜。这种分离过程用于浓缩和提纯大分子(103-106道尔顿)的溶液，特别是蛋白质溶液。其在概念上与微滤相似，区别纯粹地是能够被过滤的颗粒的大小，并且因此微滤可以被认为是超滤的类似。
紫外处理也被称为紫外杀菌照射，是使用短波长紫外(UV-C)灯以通过破坏核酸杀死或灭活微生物的消毒方法。
热水消毒用于清洁水箱和超滤水过滤器。温度被升高至85℃以杀死任何可以驻留在超滤膜和/或罐储存设备中的菌落。
使用点过滤器是在即将使用时间点之前被使用的过滤器，并且可以是商业成品产品。典型地，其将是亲水的膜，例如尼龙，具有0.2μm过滤器，并且提供优良的经过其的流量。
因此是可能的是提供水提纯装置，其通过消除或减少对于一次性的提纯和过滤插盒的需要显著地减少与本领域中的这个行业相关联的废物输出。整个提纯模块是从装置可移除的，这允许其被远程地拆解，并且然后提纯介质被回收或再生。此外，这还减少使用者的设备负担，因为单一的水提纯装置能够通过提纯模块的类型的更换被用于各种不同的任务。
词语“包括”和词语“具有/包含”当在本文中关于本发明使用时用于指定声明的特征、整数、步骤或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他的特征、整数、步骤、部件或其的组的存在或加入。
意识到，本发明的某些为了清楚在分别的实施方式的上下文中描述的特征也可以在单一的实施方式中组合地提供。相反地，本发明的各种为了简洁在单一的实施方式的上下文中描述的特征也可以分离地或在任何合适的子组合中提供。
上文描述的实施方式以例子的方式提供，并且各种其他的修改将是对于本领域的技术人员明显的，而不偏离本发明的如本文限定的范围。

Claims (25)

1.一种用于分配纯水的水提纯装置(10)，所述水提纯装置(10)包括：
装置主体(12)，具有至少一个主流体入口(26)和至少一个主流体出口(28)；
分配元件(20)，用于分配来自所述水提纯装置的纯水；以及
提纯模块(18)，其是与所述装置主体(12)可释放地可接合的，所述提纯模块(18)包括多个水提纯子模块、支撑框架(46)、与所述多个水提纯子模块流体连通并且与所述装置主体(12)的所述至少一个主流体出口(28)可连接的入口歧管(76a)、以及与所述分配元件(20)流体地可接合的出口歧管(76b)；
其中所述多个水提纯子模块中的至少一个被设置为具有模块化构造，所述模块化构造包括提纯介质能够被插入其中的可移除的容器(52)，并且
所述或每个可移除的容器(52)被安装至所述支撑框架(46)并且被经过所述支撑框架(46)密封。
2.根据权利要求1所述的水提纯装置(10)，其中所述多个水提纯子模块包括以下中的至少两个：活性炭子模块(64)；反渗透子模块(50)；离子交换子模块(68)；超滤子模块(50)；紫外灯子模块(60)。
3.根据权利要求2所述的水提纯装置(10)，其中所述提纯模块(18)包括第一提纯子模块序列和第二提纯子模块序列。
4.根据权利要求3所述的水提纯装置(10)，其中所述第一提纯子模块序列包括以以下的序列的多个所述水提纯子模块：活性炭子模块(64)；第一反渗透子模块(50)；以及第二反渗透子模块(50)。
5.根据权利要求3或权利要求4所述的水提纯装置(10)，其中所述第二提纯子模块序列包括以以下的序列的多个所述水提纯子模块：活性炭子模块(64)；以及至少一个离子交换子模块(68)
6.根据权利要求5所述的水提纯装置(10)，其中所述第二提纯子模块序列还包括紫外灯子模块(60)；以及超滤子模块(50)。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的水提纯装置(10)，其中所述第二提纯子模块序列形成再循环环路。
8.根据权利要求7所述的水提纯装置(10)，还包括与所述再循环环路流体连通的水储器(82)。
9.根据权利要求8所述的水提纯装置(10)，还包括与所述水储器(82)的顶部可接合的空气通风过滤器(84)，其中所述空气通风过滤器(84)包括氯片勺(86)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，还包括在所述出口歧管的下游的用于在经过所述提纯模块(18)的提纯之后的纯水的抽取的直接分配接头(22)。
11.根据权利要求10所述的水提纯装置(10)，其中所述直接分配接头(22)包括至少一个注射连接器(24)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，其中所述提纯模块(18)包括包围所述多个水提纯子模块中的每个的壳体(78)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，其中所述支撑框架(46)包括使所述多个容器被支撑在其上的卡盒。
14.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，还包括被配置为产生用于所述水提纯装置(10)的消毒的氯气的电解模块(98)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，还包括与所述分配元件(20)相关联的用于计量来自所述水提纯装置(10)的纯水的蠕动泵。
16.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，还包括热水储器，所述热水储器是与所述水提纯装置(10)流体地可连通的以允许其的热卫生处理。
17.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，还包括歧管接头，所述歧管接头是可插入的以连接所述装置主体(12)的所述或每个主流体出口和所述提纯模块(18)的所述入口歧管(76a)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，还包括在所述水提纯装置(10)中的冷却歧管。
19.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，其中所述提纯模块(18)是与所述装置主体(12)的前部可释放地可接合的。
20.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，还包括在所述支撑框架(46)表面或内部的一个或更多个用于安装所述可移除的容器(52)的定位器(48a、48b)。
21.根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)，其中所述支撑框架(46)包括至少一个用于将所有的所述可移除的容器(52)在所述提纯模块(18)中密封就位的板。
22.一种再生根据前述权利要求中任一项所述的水提纯装置(10)的方法，所述方法包括以下步骤：
a]将所述提纯模块(18)从所述装置主体(12)移除；
b]回收或再生所述多个水提纯子模块中的每个；以及
c]将所述或另一个所述提纯模块(18)再附接至所述装置主体(12)。
23.根据权利要求22所述的方法，其中步骤b]，对于所述多个水提纯子模块中的每个，包括以下子步骤：
b1]提纯介质被从子模块容器移除；
b2]所述提纯介质被再生或回收；
b3]所述子模块容器被清洁和杀菌；以及
b4]所述多个水提纯子模块通过已再生的或已回收的提纯介质的向所述分别的子模块容器中的插入被再组装。
24.一种用于水提纯装置(10)的提纯模块(18)，所述提纯模块包括：
多个水提纯子模块，其中所述多个水提纯子模块中的至少一个被设置为具有模块化构造，所述模块化构造包括提纯介质能够被插入其中的可移除的容器(52)；
支撑框架(46)，所述或每个可移除的容器(52)被安装至所述支撑框架(46)并且被经过所述支撑框架(46)密封；
入口歧管(76a)，与所述多个水提纯子模块流体连通并且是与水提纯装置(10)的装置主体(12)的至少一个主流体出口(28)可连接的；以及
出口歧管(76b)，被适配为是与所述水提纯装置(10)的分配元件(20)流体地可接合的。
25.一种用于减少已有的水提纯装置(10)的废部件的方法，所述方法包括以下步骤：
a]提供根据权利要求24所述的提纯模块(18)；
b]将所述提纯模块(18)的所述入口歧管直接地或间接地连接至所述水提纯装置(10)的所述装置主体(12)的所述或每个主流体出口(28)；以及
c]当来自所述水提纯装置(10)的输出净化水的纯度下降至低于预确定的阈值时，回收或再生所述多个水提纯子模块中的每个。
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