CN117098592A - 龙头安装式水净化单元 - Google Patents

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Abstract

一种龙头安装式水净化单元具有用于将其连接到水龙头的龙头接口(14)、反渗透过滤器(32)、布置在反渗透过滤器(32)之前的流动路径中的前置过滤器(30)、以及布置在反渗透过滤器(32)之后的流动路径上的后置过滤器(34)。反渗透过滤器(32)围绕沿着过滤器轴线(8)延伸的中央管道(36)设置。三个过滤器(30、32、34)沿着过滤器轴线(8)布置在不同位置。该装置还可以设置有用于控制通过其的水流的阀(64)。

Description

龙头安装式水净化单元
技术领域
本发明涉及一种具有龙头接口和膜过滤器的水净化单元。
相关申请
本申请要求2021年1月28日提交的国际专利申请PCT/EP2021/052021的优先权。
背景技术
膜过滤装置使用部分可渗透的膜从饮用水中分离离子、不期望的分子和较大的颗粒。水压用来克服渗透压。膜过滤器可以从水中去除多种溶解和悬浮的化学物质以及生物物质。
具有龙头接口的净化单元可以连接到水龙头，并且例如安装到水龙头上。与大型工业装置相比，这种单元可以例如用于净化家庭中少量的水。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种易于使用且具有良好净化性能的紧凑的这种类型的水净化单元。
该问题通过权利要求1的单元得以解决。
因此，本发明涉及一种至少具有以下元件的水净化单元：
-龙头接口：这是一种适于连接到水龙头并从水龙头接收水的接口。有利地，其适于提供与龙头的刚性机械连接，该刚性机械连接适合于在操作中承受过滤器单元(以及其中的水)的重量。然而，替代地，其也可以是柔性接口，例如包括管连接器以及龙头适配器。
-膜过滤器：该过滤器围绕中央管道布置，并且该管道沿着过滤器轴线延伸。中央管道有利地是将水从反渗透过滤器供送到后置过滤器(下文提及)的管道，但是其也可以是将水从前置过滤器(下文提及)供送到膜过滤器的管道。膜过滤器有利地是反渗透过滤器，但其也可以是任何其他类型的膜过滤器，诸如纳米过滤器。
-布置在膜过滤器之前的前置过滤器：在此上下文中，术语“之前”表示净化单元适于将水从龙头接口引导通过前置过滤器，然后再仅仅引导通过膜过滤器，即“之前”与“上游”相同。该单元可以包括数个这样的前置过滤器。
-布置在膜过滤器之后的后置过滤器：在此上下文中，术语“之后”表示净化单元适于首先引导水通过膜过滤器，然后再通过后置过滤器，即“之后”与“下游”相同。该单元可以包括数个这样的后置过滤器。
-出口端口：这是净化水的出水端口。其有利地经由出口导管连接到后置过滤器的出水侧。
有利地，至少其中两个过滤器沿着过滤器轴线布置在不同位置。“沿着过滤器轴线布置在不同位置”应理解为使得，沿着过滤器轴线，这两个过滤器完全不交叠或仅部分交叠，并且它们都围绕过滤器轴线。
有利地，所有这三个过滤器沿着过滤器轴线布置在不同位置，从而提供紧凑的设计。换句话说，沿着过滤器轴线，这三个过滤器完全不交叠或仅部分交叠，并且它们都围绕过滤器轴线。
该单元可以具有至少一个壳体，其中，膜过滤器、前置过滤器和后置过滤器布置在壳体中以形成单元。
有利地，壳体沿着过滤器轴线延伸并且具有相对的第一端和第二端。第一盖封闭第一端和/或第二盖封闭第二端，其中使盖(可能多个)可拆卸地安装到壳体。这允许从一端或有利地从两端打开壳体，以便更好地维护。
特别地，在移除一个(或者有利地移除两个)盖时，可以在轴向方向上将所有过滤器从壳体移除，例如，为了清洁或更换。
有利地，壳体是圆柱形的并且与过滤器轴线同心。
该单元还可以具有包括前置过滤器的前置过滤器模块和包括后置过滤器的后置过滤器模块。在盖封闭的情况下，这些模块中的第一模块抵靠第一盖或抵靠壳体的端部以保持就位。
在该情况下，模块中的第二模块也可以位于第一模块与膜过滤器之间，以便也保持就位。
有利地，该单元包括阀，该阀选择性地阻断通过该单元的水通道。
该阀可以例如通过定时器和/或远程控制进行控制。
在另一些实施方式中，使用非同轴设计。这种设计有若干种变体，例如：
A)膜过滤器和后置过滤器在沿着过滤器轴线的不同位置处布置在第一组件中，并且前置过滤器横向偏离于过滤器轴线布置在第二组件中；或
B)膜过滤器和前置过滤器在沿着过滤器轴线的不同位置处布置在第一组件中，并且后置过滤器横向偏离于过滤器轴线布置在第二组件中。
C)三个过滤器布置在单独的组件中，其中没有一个过滤器与另一个过滤器同轴。
这种设计允许使用更大的过滤器来进行更高通量的水净化，而不会使单元过长。
本发明还涉及水净化单元的应用，其包括以下步骤：
将龙头接口连接到龙头，以及
从龙头依次供水，首先通过前置过滤器、然后通过膜过滤器、再通过后置过滤器。
附图说明
当考虑本发明的以下详细描述时，本发明将被更好地理解，并且除上述目的外的其他目的将变得明显。这样的描述参照附图进行，其中：
图1是水净化单元的第一实施方式的截面图，
图2是根据权利要求1所述的单元，其中箭头表示液体流动，
图3是第二实施方式的截面图，
图4示出了图3的实施方式的阀模块的功能框图，
图5是第三实施方式的截面图，
图6是第四实施方式的截面图，
图7是第五实施方式的俯视图，
图8是第五实施方式的侧视图，
图9是第六实施方式的俯视图，
图10是第六实施方式的侧视图，
图11是第七实施方式的视图，其中两个盖被拧开并且彼此相距一定距离，
图12是第七实施方式的截面图，
图13示出了第八实施方式。
具体实施方式
定义
带有龙头接口的净化单元的端部定义为单元的“顶端”。因此，诸如“上方”和“下方”之类的术语应在本参考系中进行解释，而不考虑该单元相对于重力方向的实际安装方式。
“水平”或“横向”方向是垂直于过滤器轴线的方向。
“膜过滤器”有利地是使用部分可渗透膜的过滤器。该膜对水是可渗透的，但截留了至少一些可在水中溶解的污染物。有利地，其是以下变体之一：
-纳米过滤器：纳米过滤器使用孔径在1纳米到10纳米之间的膜，参见例如https://en.wikipedia.org/wiki/Nanofiltration.
-反渗透过滤器：反渗透涉及溶剂在或者为无孔或者使用孔径约为1nm或更小尺寸的纳米过滤的膜上的扩散，参见例如https://en.wikipedia.org/wiki/Reverse_osmosis.
-“前置过滤器”有利地理解为水的预处理单元。
-“后置过滤器”有利地理解为水的后处理单元。
-“沉积物过滤器”有利地理解为具有直径小于100μm、特别是小于10μm的过滤孔的机械过滤器。
一般元件和第一实施方式
图1和图2示出了净化单元的第一实施方式。该实施方式还示出了可以在其他实施方式中使用的装置的一般特征。
图1和图2的净化单元包括具有第一端4和第二端6的圆柱形壳体2。壳体2与过滤器轴线8同心。
在本实施方式中，其包括插入到第一端4中的第一盖10和插入到第二端6中的第二盖12。两个盖10、12可释放地连接到壳体2，特别是通过布置在盖10、12的外侧的第一接合结构和布置在壳体2的内侧的第二接合结构进行。这样的接合结构可以例如形成螺纹，或者如图所示地形成弹性卡扣连接结构13a、13b。
龙头接口14安装在第一端4处。其例如包括用于接纳水龙头的座部16，例如使用弹性配件、螺纹或夹紧机构(未示出)来形成与龙头的牢固连接。
出口端口20安装在第一端4处。其充当净化水的出水口。其可以例如形成用于管的喷口或连接器。
浓缩物排放口24布置在该单元的第二端6上。其用于从该单元排放浓缩废水，如下所述。
净化单元总体上包括至少三个过滤器：前置过滤器30、膜过滤器32和后置过滤器34。膜过滤器有利地是反渗透过滤器。因此，在以下描述中，其将被称为反渗透过滤器，但是其也可以是任何其他类型的膜过滤器，特别是纳米过滤器。
前置过滤器30位于反渗透过滤器32之前的流动路径中，即，其布置在龙头接口14与反渗透过滤器32之间的流动路径上。
后置过滤器34位于反渗透过滤器32之后的流动路径中，即，其布置在反渗透过滤器32与出口端口20之间的流动路径上。
前置过滤器30有利地是活性炭过滤器，例如用于捕获可能损坏反渗透过滤器32的膜的有机化学品和氯。然而，其也可以是或包括沸石过滤器、紫外线过滤器、沉积物过滤器、微过滤器(https://en.wikipedia.org/wiki/Microfiltration)，和/或超滤过滤器(https://en.wikipedia.org/wiki/Ultrafiltration)。
后置过滤器34有利地也是活性炭过滤器，例如用于捕获未被反渗透膜去除的物质。然而，其也可以是或包括沸石过滤器、紫外线过滤器、陶瓷过滤器、去离子过滤器(即，用于从水中去除离子的过滤器)和/或再矿化单元。
在此背景下，再矿化单元有利地位于反渗透过滤器之后，是适于向水中添加水中所需的离子的单元，诸如钾、锰和/或钙离子和/或硅酸盐。其还可以添加微量矿物质，诸如铁、锌和磷。例如，其可以包括海底贝壳和/或大地天然矿物。在当前上下文中，这样的再矿化单元被考虑为“过滤器”。
后置过滤器34还可以调节pH、TDS、味道和/或分子组成(例如，通过将部分水转化为H3O2 -，通常称为水结构化)。其还可以适于例如通过使用WO2012168093A1中描述的涡流和/或水旋流装置来增加过滤水的氧饱和度。
反渗透过滤器32包括本领域技术人员已知的半渗透膜。其例如被围绕中央管道36进行缠绕。
在所示的实施方式中，中央管道36形成反渗透过滤器32的出水口。
其沿着过滤器轴线8延伸并且有利地与过滤器轴线8同心。在反渗透过滤器32的区域中，其包括允许水通过的穿孔(现在在图中示出)。
在所示的实施方式中，中央管道36从反渗透过滤器32向上延伸到后置过滤器34。有利地，中央管道36的顶端38终止于后置过滤器34处。
中央管道36延伸穿过前置过滤器30，即前置过滤器30具有环形形状并且围绕中央管道36布置。
中央导管36的底端40抵靠在第二盖12上。
在所示的实施方式中，前置过滤器30在几何上布置在反渗透过滤器32与后置过滤器34之间。后置过滤器34在几何上布置在前置过滤器30与第一盖10之间。渗透过滤器32在几何上布置在前置过滤器30与第二盖12之间。
因此，可以看出，后置过滤器34布置在第一盖10的下方。前置过滤器30布置在后置过滤器34的下方。反渗透过滤器34布置在前置过滤器30的下方。第二盖12布置在反渗透过滤器34的下方。
过滤器设计为模块：
-前置过滤器模块40包括前置过滤器30以及前置过滤器框架42a、42b。前置过滤器框架42a、42b可以例如由刚性聚合物或金属制成。其提供了将前置过滤器30定位在单元内的机械接口。
-反渗透过滤器模块44包括反渗透过滤器32以及中央管道36。中央管道36可以例如由刚性聚合物或金属制成。再次，其提供了将反渗透过滤器32定位在单元内的机械接口。
-后置过滤器模块46包括后置过滤器34以及后置过滤器框架48a、48b。后置过滤器框架48a、48b可以例如由刚性聚合物或金属制成。其提供了将后置过滤器34定位在单元内的机械接口。
当组装好该单元并且关闭该两个盖10、12时，模块40、44、46轴向地彼此抵靠并且通过盖10、12施加的挤压力而保持在一起。
当盖10、12打开时，模块40、44、46可以同轴地并且有利的是单独地从单元中移除。
有利地，后置过滤器框架48a、48b围绕后置过滤器34，并形成用于接纳中央管道36的轴向入口端口50和/或用于连接到第一盖10的轴向出口端口52。
图2示出了单元中的水流。
如图所示，水从龙头接口14流过入口端口54，该入口端口形成接纳龙头接口的凹部18。
然后，其围绕后置过滤器34流动，例如通过后置过滤器模块46与壳体2之间的例如圆柱形间隙56，通过前置过滤器框架42b(未示出)的周边中的合适的通道或间隙，并到达前置过滤器30。
其朝向过滤器轴线8径向流过前置过滤器30，并到达前置过滤器30与中央管道36之间的环形空间58。
其从该处向下流入反渗透过滤器32中。
部分水作为浓缩废液通过渗透过滤器32的底端排出，并通过第二盖12中的浓缩物排放部24离开该单元。
排放部24包括排放插件24a，其例如可以为排水管提供空间和安装部。排放插件24a可以连接到壳体2，特别是连接到底盖12，如图1所示，或者也可以连接到中央管道36，如下面的第七实施方式所示。
净化水通过中央管道36中的开口(未示出)离开反渗透过滤器32。其通过中央管道36上升而到达后置过滤器34。
然后，水通过后置过滤器34并经第一盖10的出水管道22离开该单元。
第二实施方式
图3示出了该单元的第二实施方式。
其与第一实施方式的不同之处在于具有带有阀64的阀模块62。阀64构造成关闭通过该单元的水流。其可以例如是具有打开状态和关闭状态的流量控制阀。这样的阀是本领域技术人员已知的。
阀64有利地布置在龙头接口14与前置过滤器30之间的流动路径中。
在所示的实施方式中，阀64在几何上布置在过滤器上方。特别地，前置过滤器30和后置过滤器34轴向地位于反渗透过滤器32与阀64之间。
例如，阀64可以结合到第一盖10中(如图所示)，或者阀模块62可以是与第一盖10分离并位于第一盖10下方的壳体2内的模块。阀模块62也可以形成龙头接口14的一部分。
阀模块62包括用于控制阀64的阀控制器66。
在一个实施方式中，阀控制器66可以是电子控制器，例如图4所示。
这样的电子控制器可以例如包括控制处理器68(诸如微处理器)和电源70(诸如电池)。
阀控制器66还可以包括有线或(有利地)无线接口72，诸如蓝牙接口。
阀控制器66还可以包括流量计73，该流量计73适于测量通过该单元的体积水流量。
阀控制器66可以例如装备成以以下模式中的至少一种模式操作阀64：
-可以在定时器模式下控制阀64以在特定时间打开和关闭该控制阀，例如在一天中的特定时间。
-可以根据请求、例如响应于通过接口72接收的请求控制阀64。
-可以响应于支付条件来控制阀64。例如，可以包括信用计数器，该信用计数器针对流量计72测量的通过该单元的水的流量进行扣除。
阀控制器66还可以包括联网能力，例如通过接口72，用于连接到物联网网络，例如用于与中央服务器交换使用数据，诸如用于在过滤器耗尽时自动更换部件出货或用户通知。
在另一个实施方式中，阀控制器66也可以是机械控制器，例如由用户接口元件(诸如杆或旋钮)操作，和/或由弹簧驱动的机械计时器操作。
第三实施方式
在第一和第二实施方式中，前置过滤器30在几何上布置在后置过滤器34与反渗透过滤器32之间。
图5示意性地示出了一个替代实施方式，其中前置过滤器和后置过滤器的位置颠倒。这里，后置过滤器34布置在前置过滤器30与反渗透过滤器32之间。来自前置过滤器30的水例如围绕后置过滤器34流动以到达反渗透过滤器32。从该处，净化水通过中央管道36上升，其中中央管道36终止于后置过滤器34。水从后置过滤器34上升通过位于前置过滤器30的中央开口中的管道部分74，并从该处上升到第一盖10。
第三实施方式还可以设置有阀模块，诸如例如第二实施方式所示的阀模块。
第四实施方式
在迄今为止所示的实施方式中，前置过滤器30、反渗透过滤器32和后置过滤器34同轴地布置在沿着过滤器轴线8的不同轴向位置处。
在另一个实施方式中，前置过滤器30和后置过滤器34中只有一者可以与反渗透过滤器32同轴布置，而前置过滤器30和后置过滤器34中的另一者可以横向偏离于过滤器轴线8布置。
这种实施方式如图6所示。
这里，反渗透过滤器32和后置过滤器34同轴地布置在第一组件76中，有利地其中后置过滤器34位于反渗透过滤器32上方。
前置过滤器30水平地布置在第二组件78中，处于反渗透过滤器32和/或后置过滤器34横向旁侧。
具有阀64的阀模块62可以例如位于前置过滤器30上方。
互连管道80连接组件76、78，并且提供用于将水从前置过滤器30引导到反渗透过滤器32。
龙头接口(图6中未示出)有利地布置在第一组件78上，而出口端口布置在第二组件76上。
图6的设计允许使用更大的过滤器体积，而不会使单元过长。
作为图6所示设计的替代方案，前置过滤器30和后置过滤器34的位置可以互换。换言之，前置过滤器30和反渗透过滤器32可以同轴地布置在第一组件76中，而后置过滤器34可以布置在第二组件78中，这为后置过滤器34提供了更大的体积。
在该情况下，龙头接口有利地布置在第二组件76上，而出口端口布置在第一组件78上。
在又一个实施方式中，龙头接口可以布置在第一组件76与第二组件78之间，诸如US 47313175中所示。
第五实施方式
图7和图8示出了该单元的第五实施方式。在该实施方式中，该单元包括三个组件76、78、82，其中一个包含前置过滤器30，另一个包含膜过滤器32，第三个包含后置过滤器34。
例如，前置过滤器30可以布置在第一组件76中，膜过滤器32可以布置在第二组件78中(其中盐水出口24也布置在第二组件82上)，后置过滤器34可以布置在第三组件中。
在所示的实施方式中，龙头接口14安装到第一组件76，而出口端口20安装到第三组件82。
任意组件、特别是第一组件76也可以包括如上所述的阀单元和/或控制单元和/或者沉积物过滤器。
然而，龙头接口14也可以布置在其他地方，例如在单元的中心。
有利地，如图所示，所有组件76、78、82都是长形的，其中它们的最长轴线76a、78a、82a彼此平行，以便提供紧凑的设计。
有利地，当从上方(即，从龙头接口的侧面)看时，组件76、78、82布置在多边形上而不是布置在一条线上，这也又使得设计更加紧凑。例如，如图7所示，它们布置在三角形上、特别是等边三角形83上。
第六实施方式
图9和10示出了该单元的第六实施方式。在该实施方式中，该单元包括四个组件76、78、82、84，其中一个包含前置过滤器30，另一个包含膜过滤器32，且第三个包含后置过滤器34。第四组件可以例如包含阀单元和/或沉积物过滤器和/或控制单元。
例如，阀单元及其控制单元可以布置在第一组件76中，前置过滤器30可以布置在第二组件78中，膜过滤器32布置在第三组件82中(其中使盐水出口24也布置在第三组件82上)，并且后置过滤器34布置在第四组件84中。
在所示的实施方式中，龙头接口14安装到第一组件76，并且出口端口20安装到第四组件84。
然而，再次，龙头接口14也可以布置在其他地方，例如在单元的中心。
有利地且如图所示的，所有组件也都是长形的，其中它们的最长轴线76a、78a、82a彼此平行，以便提供紧凑的设计。
有利地，当从上方观察时，组件76、78、82布置在多边形上而不是布置在一条线上，这也又使得设计更加紧凑。例如，如图9所示，它们排列在矩形85上、特别是正方形上。
有利地，表述“布置在多边形上”应理解为，当从上方(即，从龙头接口侧)观察时，组件的中心布置在多边形上。
更一般而言，如第五和第六实施方式所示，该单元可以具有至少三个组件，特别是至少四个组件76、78、82、84，其中前置过滤器、膜过滤器和后置过滤器布置在不同的组件中。例如当从龙头接口14的侧面看时，组件可以布置在多边形上、特别是诸如三角形83或矩形85的正多边形上。
有利地，组件具有描述其最长延伸的伸长方向76a、78a、82a、84a(由它们的中心轴线限定)，其中伸长方向彼此平行。
特别地，每个组件都具有关于其伸长方向旋转对称的壳体，例如，通过具有垂直于伸长方向的横截面，该横截面具有以该伸长方向为中心的椭圆形、圆形或正多边形的形状。这产生了特别紧凑的设计。
为了简化该单元的制造，组件的所有壳体可以具有相同的形状。
第七实施方式
图11和图12所示的第七实施方式在壳体2中具有与第一实施方式相同的前置过滤器30、膜过滤器32和后置过滤器34的布置。
该单元在其第一端4处具有第一盖10，以及在其第二端6处具有第二盖12。
然而，在该实施方式中，第一盖10和第二盖12形成单元的壳体2，并且它们彼此直接连接。这使得易于组装和拆卸壳体。
有利地，第一盖10和第二盖12在它们之间形成螺纹13。
如图所示，这两个盖有利地是杯状的，用于在它们之间接纳过滤单元的内部结构。
两个盖在第一端4与第二端6之间的位置90处交汇。
有利地，位置90近似在第一端4与第二端6之间的一半处，在比率D1:D2在0.25与4.0之间的程度，其中D1是第一端4与位置90之间的距离且D2是第二端6与位置90间的距离(参见图12)。这种设计致使第一盖和第二盖比其中位置90靠近第一端4或第二端6的设计浅，这使得更易于移除以及插入过滤器部件。
图12示出了过滤器单元的另一个有利元件，该元件也可用于本文所示的任何其他实施方式。
如图所示，每个盖10、12以及因此的壳体2包括彼此间隔一定距离的内壁92a和外壁92b。腔94形成在内壁92a与外壁92b之间。
这种设计减轻了壳体的重量。
有利地，内壁92a和外壁92b由不锈钢片形成。在此情况下，双壁设计允许通过使金属片变形来制造壳体。与此相反，具有相同稳定性的单壁壳体将更重并且需要铣削来形成金属部件。
由于有更多可用材料，这种设计可以增加部件的外部附接。
此外，与单壁壳体相比，双壁设计降低了壳体的热导率。因为其减少了过滤单元的外表面上的冷凝，这在过滤非常冷的水时特别有利。
位置90处的连接可以例如通过任何类型的合适的螺纹或通过卡口安装件形成，有利地具有额外的密封构件91以提供水密密封。
要注意的是，在所示的实施方式中，壳体的两个盖10、12都由不锈钢的双壁制成。然而，盖10、12中的一者或两者也可以是另一种材料，诸如塑料，例如当过滤器单元内的电路需要连接到外部装置的RF连接时。
图11和图12示出了可与此处所示的任何其他实施方式结合使用的另一个方面。
如图所示，龙头接口14包括第一部分14a和第二部分14b，其中第一部分14b连接到壳体2。第一部分14a和第二部分14b各自包括凹部96a和/或突出部96b，它们一起形成卡口安装件。此外，第二部分14b包括螺纹98，用于将其连接到龙头。根据要安装到的龙头，螺纹98可以是内螺纹或外螺纹。
除了卡口安装件外，还可以使用任何其他快速连接机构，例如常规螺纹。
因此，第二部分14b可以永久地旋拧到龙头上，然后第一部分14a以及因此壳体2可以通过卡口安装件96容易地安装到龙头上以及从龙头移除。
换言之，龙头接口14有利地包括安装到壳体2的第一部分14a和具有螺纹98的第二部分14b，第一部分14a和第二部分14b形成防水密式卡口安装件96。
可以提供一组不同的第二部分14b，其在螺纹98的直径和/或其暴露方式(内螺纹或外螺纹)方面不同。这些第二部分14b形成适用于不同龙头类型的适配器。
图12的实施方式进一步示出，排放插件24a连接到中央管道25，而不是连接到壳体2，使得其可以容易地与过滤器组件一起从壳体移除。其有利地放置在壳体2底部处的凹部24b中。
第八实施方式
图13所示的第八实施方式与第七实施方式相对应，不同之处在于中央管道36轴向(即，沿中心轴线8)延伸到后置过滤器34中并在其轴向端36a处封闭。其还包括径向的水出口端口36b，用于提供水进入后置过滤器34的通道。这允许通过后置过滤器34的水流比使用如其他实施方式中所示的轴向出口端口时的更均匀地分布。
因此，有利地，中央管道36的第一端36c轴向延伸到后置过滤器34中。在第一端36c处，中央管道36轴向封闭并且包括径向出口开口36b。
径向出口开口36b将中央管道36的内部连接到后置过滤器34。
备注
在上述实施方式中，壳体2是圆柱形的。然而，其也可以具有另外的横截面，例如正方形横截面、椭圆形横截面或多边形横截面。其横截面也可以沿着过滤器轴线变化。但是圆柱形横截面是有利的，因为其更容易制造和承受更高的压力。
如所提及的，该单元还可以仅包括单个盖，特别是底端处的盖。在该情况下，壳体的另一端将永久封闭。
必须注意的是，龙头接口14仅在图1和图3中示出，但有利的是，所有实施方式都可以配备这样的龙头接口。
在上述实施方式中，龙头接口14与龙头形成牢固、刚性的连接。替代地，龙头接口可以例如包括柔性管和龙头适配器，其中龙头适配器设计成与龙头形成机械接口。在此情况下，该单元可以例如放置在龙头旁边的支架上，同时通过管连接到适配器。
有利地，龙头接口14布置在第一盖10中或第一盖10上。在图1的实施方式中，其例如安装于盖10中的凹部18。其也可以形成第一盖10的一个整体部分。
类似地，出口端口20仅在图1和图3中示出，但有利的是，所有实施方式都可以配备这样的出口端口。
有利地，出口端口20布置在第一盖10中或第一盖10上。在图1的实施方式中，其例如安装于盖10中的凹部22。如果盖10是壳体的整体部分，则其也可以形成盖10或壳体2的整体部分。
有利地，出口端口20由从单元突出的管道区段形成，如图1所示。过滤器轴线8与出口端口20之间的角度α有利地大于0°并且小于或等于90°。这允许出口端口20安装到第一盖10的端表面并且例如连接到管而不与龙头或龙头接口14碰撞。
有利地但不是必须地，角度α小于90°，特别是在15°与75°之间。
如所提及的，前置过滤器和/或后置过滤器可以组合若干功能。例如，前置过滤器30可以包括沉淀物过滤器和活性炭过滤器。这几个功能可以组合在一个结构单元中(诸如活性炭过滤器在其输入表面〔可能多个〕具有用作沉积物过滤器的层)，或者过滤器可以包括几个结构上独立的单元(诸如一个单元用作沉积物过滤器，而另一单元用作活性炭过滤器)。这同样适用于后置过滤器34。
虽然示出和描述了本发明的当前优选实施方式，但应清楚地理解，本发明不限于此，而是可以在以下权利要求的范围内以其他方式进行不同的实施和实践。

Claims (33)

1.一种水净化单元，包括：
龙头接口(14)，
膜过滤器(32)，所述膜过滤器围绕沿着过滤器轴线(8)延伸的中央管道(36)布置，
前置过滤器(30)，所述前置过滤器布置在所述膜过滤器(32)之前，以及
后置过滤器(34)，所述后置过滤器布置在所述膜过滤器(32)之后，以及
出口端口(20)。
2.根据权利要求1所述的单元，其中，所述过滤器(30、32、34)中的至少两个过滤器沿着所述过滤器轴线(8)布置在不同位置，使得所述两个过滤器(30、32、34)沿着所述过滤器轴线(8)完全不或仅部分地交叠并且所述两个过滤器二者都围绕所述过滤器轴线(8)。
3.根据权利要求2所述的单元，其中，所述前置过滤器(30)、所述后置过滤器(34)和所述膜过滤器(32)沿着所述过滤器轴线(8)布置在不同位置，使得所述前置过滤器(30)、所述后置过滤器(34)和所述膜过滤器(32)沿着所述过滤器轴线(8)完全不或仅部分地交叠并且所述前置过滤器、后置过滤器和膜过滤器三者都围绕所述过滤器轴线(8)。
4.根据权利要求3所述的单元，其中，所述前置过滤器(30)在几何上布置在所述膜过滤器(32)与所述后置过滤器(34)之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的单元，其中，所述中央管道(36)从所述膜过滤器(32)延伸到所述后置过滤器(34)，
并且特别地其中，所述中央管道(36)延伸到所述后置过滤器(34)中。
6.根据权利要求5所述的单元，其中，所述前置过滤器(30)围绕所述中央管道(36)布置。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的单元，其中，所述后置过滤器(34)在几何上布置在所述龙头接口(14)与所述膜过滤器(32)之间，并且特别是在所述龙头接口(14)与所述前置过滤器(30)之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的单元，还包括壳体(2)，其中，所述膜过滤器(32)、所述前置过滤器(30)和所述后置过滤器(34)布置在所述壳体中。
9.根据权利要求8所述的单元，其中，所述壳体是圆柱形的并且与所述过滤器轴线(8)同心。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的单元，其中，所述壳体(2)沿着所述过滤器轴线(8)延伸并具有相对的第一端和第二端，
其中，所述单元还包括封闭所述第一端的第一盖(10)和/或封闭所述第二端的第二盖(12)，
其中，所述第一盖(10)和/或所述第二盖(12)可拆卸地安装到所述壳体(2)上。
11.根据权利要求10中的任一项所述的单元，其中，所述第一盖和第二盖(10，12)中的一个或多个插入到所述壳体(2)的端中。
12.根据权利要求8或9中任一项所述的单元，其中，所述壳体(2)沿着所述过滤器轴线(8)延伸并且具有相对的第一端和第二端，并且其中，所述壳体(2)包括：
在所述第一端处的第一盖(10)和在所述第二端处的第二盖(12)，
其中，所述第一盖(10)和所述第二盖(12)彼此直接连接，
并且特别地其中，所述第一盖(10)和所述第二盖(12)是杯状的。
13.根据权利要求12所述的单元，其中，所述第一盖(10)和所述第二盖(12)在一位置(90)处交汇，并且其中，比率D1∶D2在0.25与4.0之间，其中，D1是所述第一端(4)与所述位置(90)之间的距离，并且D2是所述第二端(6)与所述位置(90)之间的距离。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的单元，其中，在移除所述第一盖和第二盖(10、12)中的一者或两者时，所有所述过滤器都能够从所述壳体(2)轴向地移除。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的单元，其中，所述龙头接口(14)和所述出口端口(20)布置在所述第一盖(10)中或所述第一盖(10)上。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的单元，进一步包括前置过滤器模块(40)和后置过滤器(34)模块(46)，所述前置过滤器模块包括所述前置过滤器(30)，所述后置过滤器模块包括所述后置过滤器(34)，其中，在所述第一盖和第二盖(10，12)中的一个或多个关闭的情况下，所述模块中的第一模块抵靠所述第一盖(10)和/或所述壳体(2)的端部。
17.根据权利要求16所述的单元，其中，所述模块中的第二模块位于所述第一模块与所述膜过滤器(32)之间。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的单元，其中，在所述第一盖和第二盖(10，12)关闭的情况下，所述中央管道(36)邻接并抵靠所述第二盖(12)。
19.根据前述权利要求中任一项所述的单元，其中，所述壳体(2)包括：
彼此相距一定距离的内壁(92a)和外壁(92b)，以及
腔(94)，所述腔布置在所述内壁(92a)与所述外壁(92b)之间，
并且特别地其中，所述内壁(92a)和所述外壁(92b)是不锈钢片。
20.根据前述权利要求中任一项所述的单元，还包括选择性地阻断通过所述单元的水通道的阀(64)。
21.根据权利要求20所述的单元，其中，所述阀(64)布置在所述龙头接口(14)与所述前置过滤器(30)之间的流动路径中。
22.根据权利要求20或21中任一项所述的单元，其中，所述前置过滤器(30)和所述后置过滤器(34)轴向地位于所述膜过滤器(32)与所述阀(64)之间。
23.根据前述权利要求中任一项的单元，其中
-所述膜过滤器(32)和所述后置过滤器(34)在沿着所述过滤器轴线(8)的不同位置处布置在第一组件(76)中，并且所述前置过滤器(30)横向偏离于所述过滤器轴线(8)地布置在第二组件(78)中，或
-所述膜过滤器(32)和所述前置过滤器(30)在沿着所述过滤器轴线(8)的不同位置处布置在第一组件(76)中，并且所述后置过滤器(34)横向偏离于所述过滤器轴线(8)地布置在第二组件(78)中。
24.根据权利要求23和权利要求20至22中任一项所述的单元，其中，所述阀(64)布置在所述第二组件(78)中。
25.根据权利要求1至22中任一项所述的单元，所述单元具有至少三个组件(76、78、82、84)，其中，所述前置过滤器(30)、所述膜过滤器(32)和所述后置过滤器(34)布置在所述组件(76、78、82、84)中的不同组件中，并且其中，所述组件(76、78、82、84)布置在多边形(83、85)上、特别是正多边形上。
26.根据权利要求25所述的单元，其中，所述组件具有伸长方向(76a、78a、82a、84a)，其中所述伸长方向(76a、78b、82a和84a)彼此平行。
27.根据权利要求26所述的单元，其中，每个组件(76、78、82、84)具有壳体，所述壳体关于其伸长方向(76a、78a、82a、84a)旋转对称。
28.根据权利要求25至27中任一项所述的单元，其中，每个组件(76、78、82、84)具有壳体，并且其中，所有壳体具有相同的形状。
29.根据前述权利要求中任一项所述的单元，
其中，所述前置过滤器(30)包括由活性炭过滤器、沸石过滤器、紫外线过滤器、沉积物过滤器、微过滤器和超滤过滤器构成的组中的过滤器，并且特别地其中，所述前置过滤器(30)包括由活性炭过滤器、微过滤器和超滤过滤器构成的组中的过滤器；和/或
其中，所述后置过滤器(34)包括由活性炭过滤器、沸石过滤器、UV过滤器、陶瓷过滤器、去离子过滤器和再矿化单元构成的组中的过滤器，并且特别地其中，所述后置过滤器(34)包括由活性炭过滤器、沸石过滤器和陶瓷过滤器构成的组中的过滤器。
30.根据前述权利要求中任一项的单元，
其中，所述膜过滤器(32)具有部分可渗透的膜，其中所述膜对水是可渗透的但截留了能够溶解在水中的至少一些污染物，和/或
其中，所述膜过滤器(32)包括反渗透过滤器和/或纳米过滤器。
31.根据前述权利要求中任一项所述的单元，还包括壳体(2)，
其中，所述龙头接口(14)包括：
安装到所述壳体(2)的第一部分(14a)，以及
具有螺纹(98)的第二部分(14b)，
其中，所述第一部分和所述第二部分(14a、14b)形成水密式卡口安装件(96)。
32.根据前述权利要求中任一项所述的单元，其中，所述中央管道(36)的第一端(36c)轴向延伸到所述后置过滤器(34)中，其中，在所述第一端(36)处，所述中央管道(36)轴向封闭并包括径向的出口开口(36b)。
33.根据前述权利要求中任一项所述的水净化单元的应用，包括以下步骤：
将所述龙头接口(14)连接到龙头，以及
从所述龙头依次供水，首先通过所述前置过滤器(30)，然后通过所述膜过滤器(32)，再然后通过所述后置过滤器(34)。
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