TWI641410B - 液體處理芯、成組的這種芯及其製造方法 - Google Patents

Abstract

液體處理芯包括殼體，殼體包括形成殼體軸向端部的殼體部件並包括在殼體軸向端部處的連接頭。連接頭包括至少三個液體埠，每個液體埠在由殼體部件所限定的相應通道的端部處。連接頭配置成用於插入到液體處理系統的頭部部件內，使得連接頭的液體埠與頭部部件中的相應液體埠處於密封的液體連通。液體處理芯包括在殼體內側上的至少一個單獨的導流器部件，其附接到殼體部件並包括用於引導液體的至少一個導管，以便將至少兩個通道的內端部與至少一個其它通道的那些內端部分隔開。在由殼體部件所限定的相應通道端部處的至少三個液體埠包括至少一個第四液體埠。

Description

液體處理芯、成組的這種芯及其製造方法

本發明係有關於一種液體處理芯，其包括：殼體，上述殼體包括形成殼體軸向端部的殼體部件，並且包括在殼體軸向端部處的連接頭；其中上述連接頭包括至少三個液體埠，每個液體埠在由殼體部件限定的相應通道的端部處；其中上述連接頭配置成用於插入到液體處理系統的頭部部件內，使得連接頭的液體埠處於與頭部部件內相應液體埠的密封液體連通；以及在殼體內側上的至少一個單獨的導流器(flow conductor)部件，其附接到殼體部件並包括用於引導液體的至少一個導管，以便將至少兩個通道的內端部與至少一個另外通道的那些內端部分隔開。

本發明還有關一種液體處理芯，例如為前述類型的，其包括殼體，上述殼體包括形成殼體軸向端部的殼體部件並且包括在殼體軸向端部處的連接頭；其中上述連接頭包括至少一個液體埠，並配置成用於插入到液體處理系統的頭部部件內’使得連接頭的液體埠與頭部部 件內的相應液體埠處於密封液體連通；其中上述連接頭可在軸向方向上插入到頭部部件的接收部件的空腔內，上述接收部件可相對於上述頭部部件的殼體樞接(journalled)地移動；以及其中上述連接頭包括至少一個對準部件，該對準部件用於在將連接頭插入到空腔內的過程中將接收部件與上述液體處理芯軸向地對準；上述對準部件設置在連接頭的外表面上，用於當連接頭插入到空腔內時插入到接收部件的凹槽內。

本發明還有關成組的液體處理芯，每個液體處理芯為上面在開頭段落中所限定的類型。

本發明還有關至少一系列液體處理芯的製造方法，每個液體處理芯為上面在開頭段落中所限定的類型。

本發明還有關一種液體處理系統。

US 2010/0116729 A1公開了一種用於處理水的裝置，具體是一種過濾裝置，上述裝置包括芯，上述芯具有用於接納對水進行處理的處理劑的容置部和佈置在容置部上的連接頭。連接頭具有至少一個入口開口和至少一個出口開口。該裝置包括用於連接頭的保持器，連接頭具有至少一個流入開口和至少一個流出開口，上述開口通過密封元件以密封的方式連接到連接頭的入口開口和出口開口。在一個實施例中，連接頭具有四個側表面和一個端表面。側表面由具有三個開口的第一外表面區段形成。存在第一和第二水入口開口，以便將兩個部 分流(partial stream)引導到芯的內部。如果稀釋機構佈置在保持器元件內或佈置在保持器元件的上游，則需要兩個入口開口。如此引入的部分流在過濾芯內經受不同的處理，然後合併到一起。處理過的水經由水出口開口取出。

這種一般類型的芯目前由申請人以Purity C的命名出售。其主要的不同之處在於入口開口設置在與開口出口設置在其上的表面區段相對的表面區段上。排水管(fall tube)插入到連接頭內以便將其中一個部分流引導到殼體內部的相對端部。同心部件插入到連接頭內以便將第二部分流引導到沿著殼體縱向軸線的大約中間的位置。

這將有可能提供一種具有用於插入到連接頭內的排水管的不同的內部部件，使得部分流在進行處理之前在排水管內混合。例如如果將不設置稀釋機構以及想在芯中使用相同連接頭的話，這將是可取的，所有的水在芯內經受同樣的處理，而無需關閉其中一個上述入口開口。然而，通過量將受到單個出口開口的限制。因此，人們不能使用相同的連接頭來實現例如高通量的芯。使得單一出口開口比單獨的入口開口大得多將意味著賦予其細長的橫截面形狀或增加連接頭的直徑。

本發明的第一個目的在於提供上面在開頭段落中所提及類型的液體處理芯，成組的這種芯，至少一系列這種液體處理芯的製造方法以及包括至少一個這種芯的液體處理系統，上述芯具有包括連接頭的殼體部件，通過將適當的內部部件附接到殼體部件，該連接頭允許芯被配置成實現覆蓋相對較 寬應用範圍的一系列芯類型。

WO 2005/077490 A1公開了包括濾芯的濾芯和歧管系統，上述濾芯具有頭部，上述頭部裝配有一對橫向相對的凸輪凸耳或凸輪銷，該頭部與具有安裝在其內的芯止回閥的一對入口埠和出口埠相結合。芯入口埠和出口埠以從芯頭部平行隔開的關係軸向向上延伸。芯入口埠和出口埠取向成與一對相應的入口和出口接頭滑動配合推進式耦聯，上述接頭以從管狀閥體平行隔開的關係徑向向外突出。管狀閥體可移動地安裝在變位支撐托架上，以便當濾芯安裝或拆卸以便更換時隨變位歧管帽進行旋轉運動。支撐托架包括下部的一對向前突出的托架臂，上述托架臂限定一對向前打開的大致水準取向的凸輪槽或軌道。歧管帽可旋轉地安裝到支撐托架上，以及管狀閥體由隨其旋轉的歧管帽承載。由歧管帽承載的內帽殼還限定向下打開的大致橢圓形通道，上述通道具有定位在其中的徑向突出的歧管入口接頭和出口接頭，歧管入口接頭和出口接頭進一步適於滑動配合接納在濾芯上的向上突出的入口埠和出口埠。歧管帽還限定形成在其相對側壁上的向下打開的一對垂直細長凸輪軌道，其用於滑動配合接納在濾芯上的凸輪銷。初始的濾芯安裝通過最初使得歧管帽圍繞閥體軸線朝向部分升高成角度向外取向來執行。該局部升高的帽位置對於帽凸輪軌道而言足以通過托架凸輪軌道的前端或遠端，並且由此容許通暢地滑入接納芯凸輪銷。

初始的濾芯安裝，特別是濾芯的縱向軸線與歧管的入口接頭和出口接頭的對準仍然是難以實現的。只有當芯的 入口埠和出口埠插入到入口接頭和出口接頭內時才能確保對準，但是它們則必須足夠堅固以承受由於濾芯重量導致的力。

本發明的另一個目的在於提供上面在第二段落中所提及類型的液體處理芯，其適於軸向插入到接收部件中，上述接收部件樞接成在頭部部件內隨所插入的芯回轉，該芯的軸線可相對容易地與由接收部件所決定的插入方向對準。

根據本發明的第一方面，第一目的通過根據本發明的液體處理芯來實現，上述液體處理芯的特徵在於在由殼體部件限定的相應通道的端部處的至少三個液體埠包括至少第四液體埠。

液體處理芯包括殼體。殼體的軸線由液體處理芯插入到液體處理系統的頭部部件內的預定插入方向限定。上述軸線將通常對應於上述縱向軸線，可能除了在液體處理芯具有不同尋常的矮胖形狀(squat shape)從而具有相對低體積的情況之外。殼體部件形成殼體的軸向端部，並包括形成上述殼體軸向端部的連接頭。殼體部件包括主體，該主體可以大量的數量來製備以便組裝一系列不同的液體處理芯。通過提供不同設置的至少一個單獨的導流器部件，獨立於主體但附接到主體，變型能夠依據液體被引導到、通過和流出液體處理芯的方式而不同。上述連接頭包括至少四個液體埠，每個液體埠在由殼體部件限定的相應通道的端部處。液體埠佈置成使得液體能夠通過它們，也就是說，液體埠是液體可透過的埠。在主體部件內設置通道。連接頭配置成用於插入到液體處理系統的頭部部件內，使得連接頭的液體埠處於與頭部部件內的相應液體埠的密 封液體連通。為此目的，可在液體埠上或其周圍設置密封件。這種密封件可與殼體部件的主體分隔開或是一體式的特徵。由於在相應通道的端部處存在至少四個這樣的液體埠，可以將所有的入口和出口設置在液體處理芯的軸向端部處。當製造一系列的芯時這是有用的，因為芯殼體的軸向長度可在範圍內的不同變型之間進行變化。此外，因為只有一個頭部部件，因此液體處理芯的安裝更容易。由於在相應通道的端部處的至少四個埠，可以確保不存在限制通過上述液體處理芯的流率的一個通道和埠。如果例如有兩個單獨的入口流以及將提供一種類型的處理液體的話，該液體可被設置成通過類似尺寸的兩個出口埠到達兩個入口埠。相反，可以提供流過相應埠的不同組分的兩個出口流以及可以提供通過兩個入口埠的具有一種特定組分的液體，以確保流率不受到入口埠的尺寸限制。即使在使用時僅存在進入液體處理芯的一種類型的液體以及流出液體處理芯的一種類型的液體，可通過提供兩個入口埠和兩個出口埠來提高通過量。相比於提供一個大的入口埠和一個大的出口埠，連接頭的直徑可保持相對低，而不必使得埠具有細長形狀，例如通過以大致軸向對準的排佈置兩個圓形埠或通過以圍繞軸線的90°間隔分佈埠。

在當前情況下，由單獨的導流器部件引起的分隔使得至少一個導流器部件位於分隔開的內端部之間，以至少迫使從其中一個內端部流動到另一個內端部的任何液體流動通過導管。從其中一個分隔開的內端部流出的液體被運載遠離殼體部件，但也可在通過液體處理部件之後返回到分隔開的內端 部。通常，在分隔開的內端部之間的任何路徑將通過由至少一個分隔的導流器部件限定的導管。因此上述至少一個單獨的導流器部件確定哪些埠用作入口埠以及哪些埠用作出口埠。它們還確定多個入口埠或多個出口埠是否被隔離，使得通過它們提供的液體流動不在芯內混合。

在一個實施例中，殼體部件包括單個模制的主體，液體埠和通道在其中形成。

該實施例允許容易地製造和組裝。僅需要在外部上提供密封環等。這種密封元件甚至可被共模制。殼體部件還可包括一個或多個鍵控元件以便在液體處理芯的不同變型之間進行區分，但是這些可相對小並容易地應用到殼體部件的外部。在該實施例的一個變型中，埠被模制。在另一個變型中，殼體部件被模制有至少一個通道，上述通道由閉塞部件封閉，上述閉塞部件可被容易地分隔開以便釋放通道。該閉塞部件例如可以是通過易碎連接而連接到通道壁的盤狀部。

在一個實施例中，至少一個導流器部件中的至少一個插入到上述殼體部件內，例如插入到至少一個通道中的內端部內。

該實施例比較容易組裝。需要很少的緊固件或不需要緊固件來將至少一個導流器部件連接到上述殼體部件。此外，殼體部件可相對緊湊，因為如果導流器部件被插入到通道的內端部內則沒有必要給單獨的連接機構提供空間。在一個變型中，被插入的部件通過它和殼體部件之間的摩擦配合而保持在適當的位置下。例如，具有基本上對應於通道內端部的橫截 面形狀的橫截面形狀的導管部件可被插入到通道內。摩擦配合可由在導管的插入端部和通道壁之間圍繞導管壁的至少一個密封元件提供。

在一個實施例中，殼體包括一個容器，以及殼體部件形成帽，該帽在容器的軸向端部處封閉該容器。

該容器可具有相對大的軸向範圍，即是相對深的。它形成用於容納液體處理芯的至少一個液體處理部件的腔室。該腔室在軸向端部處由帽封閉。上述帽可相對淺，因此可相對容易地接近內部以便附接導流器部件。該容器在相對的軸向端部處通常被封閉，從而液體處理芯的所有埠都設置在形成帽的殼體部件的連接頭中。

在一個實施例中，連接頭在軸向方向上相對於上述殼體部件的剩餘部分突出。

從而其液體處理芯形成可更換元件的液體處理系統的頭部部件可以是相對緊湊的。連接頭同樣如此。但是液體處理芯仍具有相對大的體積，而無需增加其軸向尺寸。

在液體處理芯的一個實施例中，導流器部件中的至少一個被包括在液體處理組合件內，上述液體處理組合件包括中空的、液體可透過的液體處理組件並佈置成將液體沿徑向引導通過上述液體處理組件。

液體處理組件可包括中空的、多孔的、液體可透過的塊，該塊包括液體處理材料。這種塊的液體處理材料可以是粒狀的、纖維狀的或兩者的混合。其可通過黏合劑(例如為顆粒的形式)熱黏結。液體處理材料可包括吸附劑，例如諸如 活性炭的吸附劑或用於結合重金屬的吸附劑。它可進一步或備選地包括離子交換樹脂。液體流沿徑向向內進入到塊的中空部件內或沿徑向向外從上述中空部件流出。上述組合件可替代地或另外地包括液體可透過的芯體，機械過濾介質圍繞該芯體捲繞。實例包括線繞模組或至少一層液體可透過的織物或膜圍繞其纏繞的芯體。織物材料例如可以是網狀物或無紡材料。這樣的織物層也可併入到中空的、多孔的、液體可透過的塊內或圍繞上述塊纏繞。至少四個埠確保連接頭對流施加相對低的阻力。從而對於通過液體處理系統的相同總壓降而言，對液體處理組件的流的阻力可相對高。例如這允許更有效的機械過濾或與併入到液體處理元件內的液體處理材料的較長接觸時間。

在一個實施例中，其可與前一實施例結合，液體處理芯包括液體處理材料床，以及至少一個導流器部件包括導管，上述導管用於將液體引導通過殼體部件的內部，該殼體部件的內部在殼體部件和通過至少一部分液體處理材料床與殼體部件分隔開的軸向位置之間。

在該實施例中，可通過迫使液體在軸向方向上行進通過材料床的相對長的距離來確保由液體處理材料的充分處理。因而導流器部件確保與液體處理材料的接觸時間是足夠的。連接頭的低阻力補償由液體處理材料床對流施加的阻力。液體處理材料基本上是鬆散的材料。它可以是粒狀的、纖維狀的或兩者的混合。它將通常佈置成通過擴散過程來處理液體，從而受益于延長的接觸時間。實例包括吸附、洗脫和離子交換。在一個變型中，一個或多個導流器部件佈置成將液體引導 到材料床的相對軸向端部，上述液體從材料床的相對軸向端部流動通過該材料床到達殼體部件。具有帶有徑向外邊緣(相對於通道的內端部)的內端部的至少一個通道佈置成收集液體。在該實施例中，至少一個彈性的、液體可透過的部件可佈置在材料床的與殼體部件相同的一側上以便將壓縮力施加到材料床。這有助於通過通道反向引導。在另一個實施例中，一個或多個導流器部件佈置成使得進入的液體在至少一部分材料床的相反側上被收集，並通過一個或多個立管導管引導通過材料床。在任一實施例中，液體可透過的篩網可在至少一部分材料床的相反側上佈置在導流器部件的開口處。此外，流量分配部件和用於保持上述液體處理材料的保持部件中的至少一個可佈置在材料床的與殼體部件相同的一側上。這分別有助於相對均勻的軸向流動，並有助於保持被處理的液體擺脫液體處理材料。

在液體處理芯的一個實施例中，至少一個導流器部件佈置成將至少兩個通道的內端部與彼此並與至少一個另外的通道的內端部分隔開。

通過將至少兩個通道的內端部與彼此分隔開，在它們的端部處的埠可以都是入口埠或都是出口埠，其中上述至少一個另外的埠是入口埠和出口埠中的另一個。具有不同組分的液體可設置成通過相應的入口埠或相應的出口埠。備選地，也可以設置成使得液體以特定的體積流率比通過兩個入口埠。

在該實施例的一個變型中，至少一個導流器部件佈置成將至少兩個通道的內端部與彼此並與至少兩個另外的 通道中的每一個通道分隔開，並且至少兩個另外通道中的至少兩個處於直接流體連通。

直接連通導致通道的內端部僅通過殼體部件本身分隔開，如果確實被分隔開的話。直接流體連通的兩個通道用於增加通過液體處理芯的流率。在該實施例的一個實施形態中，液體處理芯佈置成不同地處理兩個單獨的液體進入流或處理到不同的程度，然後將它們混合。體積流率比可彼此不同，例如根據上述液體處理芯包括在其中的液體處理系統的頭部部件的設置。其設置混合比。混合可通過兩個埠提供，提高芯的通過量。在該實施例的另一個實施形態中，液體處理芯佈置成接收作為通過單獨的入口埠的兩個流的進入液體。上述流被立即混合，例如為了壓力平衡的目的。所得的液體流在液體處理芯中被分成兩個子流，該液體處理芯佈置成不同地處理該兩個子流或將其處理到不同程度，然後提供通過不同的相應出口埠的單獨輸出流。兩個入口埠提高通過量。該配置也適於實現反滲透芯或超濾芯，其提供作為濾液流和滯留物流的輸出。在液體到芯殼體的入口處存在更低的壓降。

在其中至少一個導流器部件佈置成將至少兩個通道的內端部與彼此並與至少一個另外通道的內端部分隔開的實施例的替代性變型中，該至少一個導流器部件佈置成將至少四個通道的內端部與彼此分隔開，並且液體處理芯包括至少一個部件，上述至少一個部件用於將通過四個通道之一所接收到的液體流分成被引導到芯內不同位置的至少兩個子流。

該變型允許單個液體處理芯來提供三種不同的輸 出，如不同處理或處理到不同的程度的兩個液體流，並提供來自這些流的液體的一種混合。備選地，三個不同處理的液體流可作為輸出提供。在一個實施形態中，液體處理芯包括至少一個隔室，該至少一個隔室包括用於通過離子交換處理液體的液體處理材料，以及至少一個子流旁路繞過這些隔室中的至少一個。在這種實施形態的一個特定實例中，存在三個隔室：一個隔室包括用於降低水的碳酸鹽硬度的為氫形式的陽離子交換介質；一個隔室包括為羥基形式的陰離子交換介質；以及第三隔室是空的或包括不同的液體處理介質。在該實例中，液體處理芯可提供具有降低的碳酸鹽硬度的一個液體流、具有降低礦物質含量的一個液體流和未被處理的一個液體流，上述未被處理的該液體流具有較少降低的碳酸鹽硬度或只是被洗掉有機污染物和/或重金屬。在該實例中，將存在兩個分流(split)。一個分流是陽離子交換隔室的上游，以形成針對空的、或只包括吸附劑而非離子交換材料的隔室的子流。另一分流經過具有陽離子交換材料的隔室。該流然後在處理之後再次分流。一些液體旁路繞過具有陰離子交換材料的隔室以便提供僅碳酸鹽硬度降低的液體。一些通過具有陰離子交換材料的隔室以便用於生產脫礦物質的液體。

在可替代的實施形態中，有芯殼體的內部有兩個隔室。一個隔室包括用於降低水的碳酸鹽硬度的氫形式的陽離子交換材料。另一個隔室是空的或包括諸如活性炭的吸附劑或包括不能有效地或更少有效地降低水的碳酸鹽硬度的陽離子交換材料。通過入口埠進入的液體被分成兩個子流，每個子流 通到其中一個相應的隔室。流在隔室的出口處被分流，以提供四個子流。來自每個隔室的一個被混合，而另一個保持被分隔開。因而在相應的出口埠處提供三個具有不同組分的單獨液體流。

從上述可知液體處理芯的實施例包括至少一個隔室，上述至少一個隔室包括用於通過離子交換處理液體的至少一種介質，其中上述液體處理芯佈置成引導通過至少一個液體埠接收的至少一個液體流以及引導經由將液體流分割成通過殼體內部的子流而獲得的液體子流，以便旁路繞過這些至少一個隔室中的至少一個的至少一部分。

在液體處理芯的實施例中，至少一個通道的內端部設置在至少一個另外通道內。

相比較於具有並排定位的內端部，這對於給定的通道直徑而言有助於保持連接頭的寬度(對應于橫向於軸線的尺寸)相對低。此外，導流器部件可容易地將芯從其中通過相應埠的液體流混合的預設配置適應性地改變到其中它們在殼體部件中保持分隔開的一種配置。這通過至少一個導流器部件來實現，上述至少一個導流器部件包括從內端部延伸通過內部端設置在其中的至少一個通道的導管。然後環形通道形成在這些通道的最內側通道和延伸通過該最內側通道的導流器部件之間。

在該實施例的一個變型中，在通道內端部處的至少端部部分同心地佈置。

這使得相對容易地保持芯殼體內的液體流分隔 開，通過沿徑向將它們分隔開，而且還保持簡單和相對均勻的流動模式。均勻的軸向流動條件具體通過將通道和導管定中在芯殼體的中心軸線上並且使得導管基本上旋轉對稱而實現。

在一個實施例中，通道的至少徑向內側的通道具有基本上軸向進入到殼體內部的內端部。

這簡化了芯的組裝，特別是簡化了導流器部件到殼體部件的附接。內端部形成一個埠，該埠的邊緣限定基本上垂直于軸向方向的平面，和/或通道的相應端部部分具有基本上平行于軸向方向的縱向軸線。特別是在一個通道的內端部位於其它通道之一內的情況下，容易插入直管或類似的導管。不需要彎管件，如果有彎管件則會更難以插入到通道的內端部內。

在一個實施例中，大部分例如所有的埠設置在連接頭的在相對于軸向方向成一定角度的方向上面對的表面部分內。

為了在連接頭的軸向端部處設置四個埠將另外需要四根同心管，上述四根同心管具有在不同的軸向位置處的出口，因而在頭部部件內需要相對深的空腔以便接納連接頭。相反，通過將埠設置在連接頭的在相對于軸向方向成一定角度的方向上、特別是在相對于軸向方向的基本橫向方向上面對的表面部分內，在其端部處設置埠的通道可相對短(在軸向方向上)。在一個實施例中，至少兩個埠設置於在不同方向(例如相反方向)上面對的表面部分內。因此，這些埠可處於重疊的軸向位置處。在一個實施例中，至少兩個埠設置在同一表面部 分內的不同軸向位置處。該表面部分在大致一個方向上面對。於是不需要在連接頭周圍提供埠。這在下述情況下是有用的，其中連接頭將被插入到由接收部件所限定的空腔內，上述接收部件樞接以便相對於上述頭部部件的支撐部件運動。四個埠中的兩個埠可設置於在基本上第一共同方向上面對的相同或不同的表面部分內，以及四個埠中的兩個可設置於在基本上第二共同方向上面對的相同或不同的表面部分內，該第二共同方向不同於第一方向。第一和第二方向的垂直于軸向方向的元件可基本上相反指向。一種簡單的變型是成對的埠設置在連接頭的相對側上。這種佈置也簡化了頭部部件的結構。例如，在多個頭部部件佈置成一排、例如安裝在壁上的情況下，如果埠佈置成大致在頭部部件在排內的對準方向上面對，則排可以是相對窄的。

在一個變型中，表面部分基本上是平面的。

該變型使得相對容易地在上述埠與連接頭插入到其中的頭部部件空腔內的埠之間提供密封連接。密封件將位於一個平面內，並可相對均勻地壓靠平面表面。

在一個變型中，表面部分相對於上述軸線傾斜，使得連接頭朝向殼體的軸向端部漸變成錐形。

在這個變型中，設置在芯的埠上或其周圍的密封元件接觸頭部部件的空腔壁，連接頭僅在插入路徑的端部處插入到上述空腔內。這降低了損壞或移位密封元件的風險。這適用於下述情況該情況為密封元件在腔室壁內設置在埠上或其周圍並且佈置成在插入路徑的端部處接觸傾斜的表面部分。

根據第二方面，在上面開頭段落中所提及的第二目的通過一種液體處理芯來實現，例如根據上述實施例之一，其特徵在於用於插入到凹槽內的對準部件佈置成同時在多個軸向位置處接觸凹槽。

液體處理芯包括殼體。殼體的軸線由液體處理芯插入到液體處理系統的頭部部件內的預定插入方向限定。上述軸線將通常對應於上述縱向軸線，可能除了在液體處理芯具有相對低體積的情況之外。殼體部件形成殼體的軸向端部，並包括形成上述殼體軸向端部的連接頭。連接頭配置成用於插入到液體處理系統的頭部部件內，使得連接頭的液體埠與頭部部件內的相應液體埠處於密封液體連通。為此目的，可在液體埠上或其周圍設置密封件。這種密封件可與殼體部件的主體分隔開或是一體式的特徵。液體埠佈置成使得液體能夠通過它們，也就是說，它們是液體可透過的埠。連接頭可在軸向方向上插入到頭部部件的接收部件的空腔內，上述接收部件相對於上述頭部部件的殼體可移動地樞接。在其中頭部部件例如附連到壁的情況下，上述液體處理芯可在相對于壁成一定角度的方向上插入，然後回轉到位。連接頭在該階段已完全插入到接收部件空腔內。上述連接頭包括用於在將連接頭插入到凹部內的過程中將接收部件與液體處理芯軸向對準的至少一個對準部件。這便於軸向插入並避免在埠的位置處將應力施加到連接頭或接收部件的部件上，例如密封元件上。一個或多個對準部件分別設置在連接頭的外表面上，以便當連接頭插入到凹部內時插入到接收部件的相應的通常基本上是直的凹槽內。可存在多個對準 部件，例如銷，提供與凹槽接觸的多個點，或者可存在單個對準部件，該單個對準部件佈置成在多個軸向位置處接觸上述凹槽。液體處理芯可佈置成與設有多個凹槽的接收部件一起使用，使得一個或多個對準部件的佈置針對每個另外的凹槽複製一次。由於線由至少兩個點限定，僅僅通過對準部件和凹槽可實現對準，對準部件和凹槽可適當地定制成一定的尺寸和形狀以便承受所產生的力。所提及的一個或多個外表面將通常為暴露表面，其限定在一個或多個對準部件的軸向位置處的連接頭的徑向範圍，以使後者即對準部件確實可以進入凹槽。這就是說，這些表面將通常是平面的或凸出的。然而如果它們是凹入的，則一個或多個上述對準部件將具有相對於上述一個或多個表面的足夠的高度以便從對準部件所設置在其中的表面部分的凹入部分突出。

在一個實施例中，至少一個對準部件是外表面上的脊狀部。

相比于在多個軸向位置處提供多個接觸點的一排單獨的對準部件，脊狀部允許更容易地將連接頭插入到接收部件內。此外，很容易提供相對堅固的脊狀部，這也有助於增強脊狀部設置於其上的壁。脊狀部可以平行於軸線的大致直線延伸。

在一個變型中，脊狀部設置在連接頭的相對於上述軸線傾斜的表面部分上，使得連接頭朝向殼體的軸向端部漸變成錐形，以及脊狀部的至少一部分相對於表面部分的高度在軸向方向上朝向殼體的軸向端部增加。

在這個變型中，埠也可設置于相對於軸線傾斜的傾斜表面部分內，使得連接頭朝向殼體的軸向端部漸變成錐形。設置在芯埠處或其周圍的密封元件接觸頭部部件的空腔壁，連接頭僅在插入路徑的端部處插入到上述空腔內。這降低了損壞或移位密封元件的風險。這適用於下述情況，該情況為密封元件在腔室壁內設置在埠上或其周圍並且佈置成在插入路徑的端部處接觸傾斜的表面部分。因為脊狀部相對於表面部分的漸增高度，因此脊狀部可在插入開始時進入凹槽以便履行其對準作用。

在一個實施例中，脊狀部的至少一部分具有在軸向方向上和在高度方向上從脊狀部設置在其上的表面部分延伸的平行相對的表面。

脊狀部，或者至少其主要部分，因此基本上成形為設置於表面上的平行六面體形狀。但是其可具有錐形或倒角的前沿軸向端部部分。其在表面部分的平面上具有的恒定寬度，允許它沿著至少上述主要部分的長度引導連接頭。與此相反，彎曲的或錐形的脊狀部將不提供與凹槽的邊緣接觸的直線或直表面。

在一個實施例中，至少一個對準部件鄰近至少兩個液體埠的一排定位。

當在不同的軸向位置處埠以一個在另一個上方的方式位於連接頭的側表面部分內的情況下，它們應該處於側表面部分上的中央位置內，以允許它們相對較大。使得對準部件鄰近於上述排定位保持連接頭的高度相對較小，並且確保上述 埠與空腔內與之建立密封連接的埠的對準。因為對準部件以任何方式突出以允許它們進入凹槽，因此對準部件可設置在具有相對小曲率半徑的表面部分上，其中成排的埠設置在具有相對較大曲率半徑的相鄰表面部分或平面表面部分內。

在一個實施例中，對準部件在數量上至少為兩個。

對準部件佈置成用於插入到不同的相應凹槽內。這有助於確保連接頭相對於接收部件和相對於軸線的正確旋轉位置。

在一個實施例中，對準部件用作保持部件，用於將上述液體處理芯保持在適當的位置，其中上述連接頭至少部分地插入到上述頭部部件內。

該實施例避免了對於在例如連接頭上的單獨保持特徵的需要。因此，對於一個或多個對準部件和埠存在更多的空間。

在一個實施例中，保持部件的遠離殼體軸向端部的軸向端部具有圓形的形狀。

該軸向端部可相對容易地沿著凸緣(ledge)移動，即使接收部件仍在移動時，該軸向端部與上述凸緣配合以保持液體處理芯處於頭部部件內。

根據本發明的另一方面，提供成組的液體處理芯，每個液體處理芯根據至少開頭段落並任選包括上述任何液體處理芯的特徵，其中形成相應液體處理芯殼體軸向端部的上述殼體部件的至少主體在形狀和尺寸方面基本相同，並且其中至少兩個液體處理芯的導流器部件將至少四個通道的內端部 不同地分隔開。

該組液體處理芯可相對高效地製造，因為針對所有變型的殼體部件主體可以大量的數量製造。製造哪種類型的液體處理芯可在製造過程中的相對靠後的階段內來確定。殼體部件的主體是殼體部件的包括大多數材料並支撐外殼部件的任何剩餘部件(諸如密封元件、鍵控部件、標籤等)的部件。至少一個導流器部件的幾種可能組中的不同的組附接到上述殼體部件，使得至少四個通道的內端部在兩個芯內不同地分隔開。該組可包括具有兩個入口埠和兩個出口埠的液體處理芯，其中出口埠佈置成提供具有不同組分的液體流。一個實例是反滲透芯或超濾芯。該組可包括具有兩個入口埠的液體處理芯，上述入口埠用於接收保持與液體處理部件的上游分隔開的單獨液體流，其中兩個出口埠佈置成提供具有相同或不同組分的液體流。一個實例是一種液體處理芯，其用於以相對高的流率提供具有降低碳酸鹽硬度的水混合物或用於提供具有不同水準碳酸鹽硬度的液體流。該組可包括具有一個入口埠和用於提供具有不同組分的液體流的三個出口埠的液體處理芯。一個例子是一種液體處理芯，其用於並行地提供具有降低的碳酸鹽硬度的水、具有降低礦物質含量的水和僅僅具有降低污染物水準的水。另一個實例是一種液體處理芯，其用於提供具有不同碳酸鹽硬度水準的流。在一個變型中，至少一個液體處理芯佈置成具有一個入口埠和三個出口埠，其中兩個出口埠提供具有相同組分但與待被處理的液體不同的處理後的液體，以及一個出口埠提供具有與其它兩個出口埠所提供組分不同的組分的液 體。在一個實施形態中，該液體處理芯佈置成提供僅通過吸附(例如通過至少活性炭)而非離子交換處理的液體，和至少通過離子交換(例如通過用於降低水的碳酸鹽硬度的離子交換材料)處理的液體。至少通過離子交換處理的液體也可通過除了離子交換之外的吸附(例如通過至少活性炭)進行處理。在這些實施形態的每一個中，通過吸附而非通過離子交換的液體處理可通過包括結合的液體處理材料的液體處理元件進行，例如中空的液體處理元件，例如中空圓柱形的液體處理元件。

在一個實施例中，至少兩個液體處理芯在以下的至少一個方面上有所不同：(i)佈置成用作入口埠的液體埠的數量；以及(ii)佈置成用作出口埠的液體埠的數量。

這增加了可製造的不同類型液體處理芯的範圍。一些類型可具有平衡數量的入口埠和出口埠以提供相對高的通過量。一些類型可具有比入口埠多的出口埠，以便提供具有不同組分作為輸出的液體。

在一個實施例中，至少兩個液體處理芯還在下述方面有所不同，即它們是否包括每個下列類型液體處理元件以及它們包括多少每個下列類型液體處理元件的方面：(i)膜過濾模組；(ii)材料床，用於通過擴散過程處理液體，例如通過離子交換、吸附和洗脫中的至少一種；以及(iii)包括熱黏結材料的液體可透過的多孔主體的元件，用於通過擴散過程處理液體，例如通過離子交換、吸附和洗脫中 的至少一種。

這些類型通常均需要入口埠和出口埠的不同配置。它們可設有具有至少一個共同頭部部件的殼體。針對每種類型適當地選擇單獨的導流器部件。

根據本發明的另一方面，提供至少一系列液體處理芯的製造方法，每個液體處理芯根據至少開頭段落並任選包括上述任意一個液體處理芯的特徵，包括選擇和附接至少一個導流器部件的若干不同組中的一組來配置液體處理芯。

在一個實施例中，一系列液體處理芯的下一個被製造成包括殼體部件，該橋體部件的至少主體的形狀和尺寸與之前液體處理芯的殼體部件的形狀和尺寸相同，其中選擇和附接不同的組，使得至少四個通道的內端部在兩個芯中不同地分隔開。

因此能夠提供針對不同應用的一系列不同的液體處理芯，例如高通過量的芯(其是用於將水的碳酸鹽硬度降低到可調水準的一種芯)、反滲透芯等。

因此可推斷出在一個變型中，不同類型的液體處理部件佈置在兩個液體處理芯的殼體內。

不同的液體處理部件可根據它們被設置成執行的液體處理類型(例如機械過濾、離子交換、吸附污染物)或僅根據處理程度而有所不同。

根據本發明的另一方面，提供一種液體處理系統，其包括根據本發明的至少一個頭部部件和至少一個可更換的液體處理芯。

1‧‧‧燒杯形殼體部件

2‧‧‧中心軸線

3‧‧‧第一帽形殼體部件

4‧‧‧第一殼體部件的主體

5‧‧‧周圍的脊狀部

6‧‧‧凸緣

7‧‧‧連接頭

8‧‧‧在連接頭中的凹部

9‧‧‧圍繞上述連接頭的表面部分

10‧‧‧第一通道

11‧‧‧第二通道

12‧‧‧第三通道

13‧‧‧第四通道

14‧‧‧第一埠

15‧‧‧第二埠

16‧‧‧第三埠

17‧‧‧第四埠

18‧‧‧第一通道的內端部部分

19‧‧‧第二通道的內端部部分

20‧‧‧第三通道的內端部部分

21‧‧‧第四通道的內端部部分

22‧‧‧第一傾斜的表面部分

23‧‧‧第二傾斜的表面部分

24‧‧‧第一凹槽

25‧‧‧第二凹槽

26‧‧‧第三凹槽

27‧‧‧第四凹槽

28‧‧‧第一導流器部件

29‧‧‧第二導流器部件

30‧‧‧第三導流器部件

31‧‧‧第一導流器部件的凸緣

32a、32b‧‧‧在第一導流器部件上的密封環

33‧‧‧第二導流器部件的凸緣

34‧‧‧第三導流器部件的凸緣

35a、35b‧‧‧在第二導流器部件上的密封環

36a、36b‧‧‧在第三導流器部件上的密封環

37‧‧‧第二帽形殼體部件

38‧‧‧第二殼體部件的主體

39‧‧‧周圍的脊狀部

40‧‧‧凸緣

41‧‧‧第二連接頭

42‧‧‧接收部件

43‧‧‧圍繞連接頭的表面部分

44‧‧‧參考軸線

45‧‧‧第一通道

46‧‧‧第二通道

47‧‧‧第三通道

48‧‧‧第四通道

49‧‧‧第一埠

50‧‧‧第二埠

51‧‧‧第三埠

52‧‧‧第四埠

53‧‧‧第一通道的內端部部分

54‧‧‧第二通道的內端部部分

55‧‧‧第三通道的內端部部分

56‧‧‧第四通道的內端部部分

57‧‧‧第一傾斜的表面部分

58‧‧‧第二傾斜的表面部分

59‧‧‧第一凹槽

60‧‧‧第二凹槽

61‧‧‧第三凹槽

62‧‧‧第四凹槽

63‧‧‧第一導流器部件

64‧‧‧第一導流器部件的凸緣

65a-65d‧‧‧在第一導流器部件上的密封環

66‧‧‧端帽

67‧‧‧濾塊

68‧‧‧主軸

69‧‧‧左凸緣

70‧‧‧右凸緣

71‧‧‧在接收部件中的上部埠

72‧‧‧在接收部件中的下部埠

73‧‧‧左側的凹槽限定部分

74‧‧‧右側的凹槽限定部分

75‧‧‧左側的狹槽

76‧‧‧右側的狹槽

77‧‧‧左側的脊狀部

78‧‧‧右側的脊狀部

79‧‧‧左側脊狀部設置在其上的表面部分

80‧‧‧右側脊狀部設置在其上的表面部分

81‧‧‧左側面向外的表面部分

82‧‧‧右側面向外的表面部分

83‧‧‧在左側脊狀部上的面向前的平行表面

84‧‧‧在左側脊狀部上的面向後的平行表面

85‧‧‧在右側脊狀部上的面向前的平行表面

86‧‧‧在右側脊狀部上的面向後的平行表面

87‧‧‧左側脊狀部的後側軸向端部部分

88‧‧‧右側脊狀部的後側軸向端部部分

89‧‧‧第三脊狀部

90‧‧‧第三凹槽限定部分

91‧‧‧第一床

92‧‧‧第二床

93‧‧‧分隔部件

94‧‧‧下管

95‧‧‧同心導流器

96‧‧‧第一液體可透過的篩網

97‧‧‧第二液體可透過的篩網

98‧‧‧第一床

99‧‧‧第二床

100‧‧‧下管

101‧‧‧分隔部件

102‧‧‧第一同心導流器

103‧‧‧第二同心導流器

104‧‧‧液體可滲透的篩網

105‧‧‧中空的液體處理組件

106‧‧‧床

107‧‧‧液體可透過的篩網

108‧‧‧分隔部件

109‧‧‧下管

110‧‧‧同心導流器部件

111‧‧‧第一端帽

112‧‧‧第二端帽

113‧‧‧周圍空間

114‧‧‧膜模組

115‧‧‧膜模組的上部端部部分

116‧‧‧膜模組的下部端部部分

117‧‧‧第一導流器部件

118‧‧‧第二導流器部件

將參照附圖對本發明進行更詳細地解釋說明，其中：圖1是液體處理芯殼體的燒杯形部件的立體圖；圖2是圖1所示燒杯形殼體部件的橫截面視圖；圖3是示出帽形殼體部件封閉上述燒杯形殼體部件的開口端的詳細橫截面視圖；圖4是第一帽形殼體部件的立體圖；圖5是第一帽形殼體部件的另一個立體圖；圖6是第一帽形殼體部件的第一側的平面視圖；圖7是第一帽形殼體部件的第二側的平面視圖；圖8是第一帽形殼體部件的第三側面的平面視圖；圖9是在液體處理芯第一配置下的第一帽形殼體部件的第一橫截面平面視圖；圖10是在第一配置下的第一帽形殼體部件的橫截面立體圖；圖11是在第一配置下的第一帽形殼體部件的第二橫截面平面視圖；圖12是在第一配置下的第一帽形殼體部件的第二橫截面立體圖；圖13是在第一配置下的第一帽形殼體部件的第三橫截面平面視圖；圖14是在第一配置下的第一帽形殼體部件的第三橫截面立體圖； 圖15是在液體處理芯第二配置下的第一帽形殼體部件的第一橫截面立體圖；圖16是在第二配置下的第一帽形殼體部件的第二橫截面立體圖；圖17是在液體處理芯第三配置下的第一帽形殼體部件的橫截面平面視圖；圖18是在第三配置下的第一帽形殼體部件的第一橫截面立體圖；圖19是在第三配置下的第一帽形殼體部件的第二橫截面立體圖；圖20是在第三配置下的第一帽形殼體部件的第三橫截面立體圖；圖21是在第三配置下的第一帽形殼體部件的第四橫截面立體圖；圖22是具有第二帽形殼體部件的液體處理芯的立體圖；圖23是第二帽形殼體部件第一側的平面視圖；圖24是第二帽形殼體部件第二側的平面視圖；圖25是第二帽形殼體部件的立體圖；圖26是第二帽形殼體部件第三側的平面視圖；圖27是第二帽形殼體部件的橫截面平面視圖；圖28是第二帽形殼體部件的第一橫截面立體圖；圖29是第二帽形殼體部件的第二橫截面立體圖；圖30是第二帽形殼體部件的第三橫截面立體圖；圖31是第二帽形殼體部件的第四橫截面立體圖； 圖32是在包括徑向流動液體處理部件的配置下的具有第二帽形殼體部件的液體處理芯的一部分的橫截面平面視圖；圖33是在圖32的配置下的液體處理芯一部分的橫截面立體圖；圖34是用於接收具有第二帽形殼體部件的液體處理芯的頭部部件的接收部件的第一示意性側視圖；圖35是圖34所示接收部件的第二示意性側視圖；圖36是一個示意圖，其示出在第一配置下的包括第一或第二帽形殼體部件的液體處理芯的液體處理和導流器部件；圖37是一個示意圖，其示出在第二配置下的液體處理芯的液體處理和導流器部件；圖38是一個示意圖，其示出在第三配置下的液體處理芯的液體處理和導流器部件；以及圖39是一個示意圖，其示出在第四配置下的液體處理芯的液體處理和導流器部件。

如以下描述的液體處理芯包括殼體，殼體包括為燒杯形殼體部件1形式的容器(圖1-3、圖22、圖36-39)。燒杯形殼體部件1是細長形狀的。液體處理芯的中心軸線2(在該實例中為縱向軸線2(圖2、圖3))形成參考軸線。燒杯形殼體部件1在一個軸向端部處封閉以及在相對的軸向端部處開口。燒杯形殼體部件1沿其長度的大部分是大致圓柱形的。封閉的軸向端部被圓形化以便在使用期間承受燒杯形殼體部件1內液體的壓力。燒杯形殼體部件1可由例如鋁的金屬或例如聚 丙烯的塑膠製成。燒杯形殼體部件1的開口端部由帽形殼體部件封閉且不可逆地結合到帽形殼體部件。

第一帽形殼體部件3(圖3-21)包括主體4，主體4可通過模制(例如注塑模制)獲得，並且將通常可由例如聚丙烯的塑膠製成。

主體4部分地插入燒杯形殼體部件1的開口端部內以增加接觸面積。接合處例如可通過焊接(例如超聲波焊接、釺焊)或黏合劑黏接而獲得。直立的周邊脊狀部5，在該實例中具有凸緣6，有助於提供接合處。凸緣6確定主體4的正確插入。脊狀部提供工具可抵靠其放置的徑向內表面，例如在超聲波焊接的情況下工具為砧座或超聲波發生器，或在黏合劑黏結的情況下工具為用於施加壓力的工具。

殼體部件的主體4包括連接頭7，用於插入到例如在US 2010/0307964 A1中具體關於其圖9B所公開類型的液體處理系統的頭部部件的空腔內。因此，連接頭7包括凹部8(圖5-9)，鎖定軸(未示出)可通過將其從解鎖位置旋轉到鎖定位置而被固定在凹部8中。

連接頭7在軸向方向上相對於主體4的其餘部分、特別是相對於主要在軸向方向面對的周圍表面部分9(圖4)突出。

在連接頭7中形成第一至第四通道10-13，每個通道具有在其端部處的相應埠14-17並且每個通道具有內端部部分18-21(具體在圖9、圖11、圖13、圖17中)。通道10-13在相對開口處(即在埠14-17處)的端部部分基本上是直的並 且沿徑向指向。這簡化了用於模制第一帽形殼體部件3的主體4的加工。

內端部部分18-21同心地定中佈置到中心軸線上。至少中心的三個內端部部分18-21基本被軸向引導到芯殼體的內部。內端部部分18-20設置於此的第一至第三通道10-12的端部分別終止於不同的相應軸向位置處，以使這些內端部設置在至少一個其它通道即周圍通道內。其結果是，第二至第四通道11-13包括為環形的至少一個部分。此外，液體可在這些內端部處混合，除非它們被單獨的導流器部件分隔開，如將在下面解釋的那樣。

埠14-17在連接頭7的相對側上設置在成對的、傾斜的(在該實例中基本上是平面的)表面部分22、23內。這些表面部分22、23相對於上述中心軸線傾斜，但主要在橫向方向上面對，使得連接頭7略微漸變成錐形。表面部分22、23的平面和中心軸線之間的角度因此是銳角，而表面部分22、23的法線和中心軸線之間的角度是鈍角。埠14-17由凹槽24-27環繞，密封環(未示出)可保持在上述凹槽內。應當指出的是，第一和第二傾斜的表面部分22、23可具有微小的曲率，但凹槽24-27通常將把相同的密封環基本定位在平面內，以確保均勻的壓縮和從而密封。

簡單的第一、第二和第三導流器部件28-30(分別見圖17-21、圖9-10和圖11-16)配置成分別插入到上述第一、第二和第三內端部部分18-20內。它們每個都包括一個導管，用於引導液體通過芯殼體內部的至少一部分，以便將至少兩個 通道10-13的內端部與至少一個其它的(例如所有的)其餘通道10-13分隔開。在其與被插入的端部相對的端部處，這些導流器部件28-30可連接到另外的導流器部件(未示出)或液體處理元件以形成組合件。第一導流器部件28將第二和第三通道11、12的內端部與第一通道10的內端部分隔開。第二導流器部件29將第一和第二通道10、11的內端部與第三和第四通道12、13的那些內端部分隔開。第三導流器部件30將第一、第二和第三通道10-12的內端部與餘下的一個通道即第四通道13的內端部分隔開。應當指出的是，在替代實施例中，分隔開可僅通過組裝多個導流器部件來獲得。

第一導流器部件28包括具有外徑的部分，上述外徑基本上等於第一通道10的內端部部分18的內徑。該部分終止於凸緣31(圖17)，該凸緣31用於接合內端部部分18的壁，以確定第一導流器部件28可插入的程度。該部分設有兩個密封環32a、32b，提供第一導流器部件28和內端部分18的壁之間的密封。它們還提供足以將第一導流器部件28保持在適當位置下的摩擦配合。

第二導流器部件29和第三導流器部件30也同樣設有這樣的凸緣33、34和密封環35a、35b、36a、36b(參見圖9、圖13)。

第一至第三導流器部件28-30示出將被插入到上述內端部部分18-20內的導流器部件端部的基本結構。通常情況下，類似結構的導流器部件將被包括在更複雜的組合件中。一些實例將參照圖36-39進行論述，其中第一帽形殼體部件3 為了清楚起見已被省略且僅示意性地示出導流器部件。

在此之前，對第二帽形殼體部件37(圖21-33)進行了論述。第二帽形殼體部件37包括主體38，其通過模制、例如注射模制而獲得，並且將通常由例如聚丙烯的塑膠製成。

主體38部分地插入燒杯形殼體部件1的開口端部內以增加接觸面積。接合處例如可通過焊接(例如超聲波焊接、釺焊)或黏合劑黏接而獲得。直立的周邊脊狀部39，在該實例中具有凸緣40，有助於提供接合處。凸緣40確定主體38的正確插入。脊狀部提供工具可抵靠其放置的徑向內表面，例如在超聲波焊接的情況下工具為砧座或超聲波發生器，或在黏合劑黏結的情況下工具為用於施加壓力的工具。

殼體部件的主體38包括連接頭41，用於在軸向方向上插入到由接收部件42(圖34、圖35)所限定的空腔內，上述接收部件42可移動地樞接在液體處理系統的頭部部件(未示出)內，頭部部件的液體處理芯形成可更換的元件。

連接頭41在軸向方向上相對於主體38的其餘部分突出，特別是主要在軸向方向上面對的周圍表面部分43(圖25)。參考軸線44(圖23)與插入方向對準並且對應於至少上述連接頭41的主體軸線。

第一至第四通道45-48形成在連接頭41內，每個通道具有在其端部處的相應埠49-52以及每個通道具有內端部部分53-56。通道45-48的在通道45-48通到內端部部分53-56的其它端部處的端部部分基本上是直的並且沿徑向指向。這簡化了用於模制帽形殼體部件37的主體38的加工。

內端部部分53-56同心地定中佈置到中心軸線上。至少中央的三個通道內端部部分53-55基本被軸向引導到芯殼體的內部。內端部部分53-55設置於此的第一至第三通道45-47的端部分別終止於不同的相應軸向位置處，以使這些內端部設置在至少一個其它通道即周圍通道內。其結果是，第二至第四通道46-48包括為環形的至少一個部分。此外，液體可在這些內端部處混合，除非它們被單獨的導流器部件分隔開，如將在下面解釋的那樣。

埠49-52在連接頭41的相對側上設置在成對的、傾斜的(在該實例中基本上是平面的)表面部分57、58內(圖27)。這些表面部分57、58相對於上述參考軸線44傾斜，但主要在橫向方向上面對，使得連接頭41略微漸變成錐形。表面部分57、58的平面和中心軸線之間的角度因此是銳角，而表面部分57、58的法線和中心軸線之間的角度是鈍角。埠49-52由凹槽59-62環繞，密封環(未示出)可保持在上述凹槽內。應當指出的是，第一和第二傾斜的表面部分57、58可具有微小的曲率，但凹槽59-62通常將把相同的密封環基本定位在平面內，以確保均勻的壓縮和從而密封。

形成選自於一系列不同組的導流器部件中的一組的一個或多個導流器部件配置成分別插入到第一、第二和第三內端部部分53-55內。插入到內端部部分53-55內的每個導流器部件都包括一個導管，用於引導液體通過芯殼體內部的至少一部分，以便將至少兩個通道45-48的內端部與至少一個其它的(例如所有的)其餘通道45-48分隔開。在其與被插入的端 部相對的端部處，這些導流器部件可連接到另外的導流器部件或液體處理元件以形成組合件。因此，插入到第一端端部部分53內的導流器部件將第二和第三通道46、47的內端部與第一通道45的內端部分隔開。插入到第二內端部部分54內的第二導流器部件將第一和第二通道45、46的內端部與第三和第四通道47、48的那些內端部分隔開。插入到第三內端部部分55內的導流器部件將第一、第二和第三通道45-47的內端部與餘下的一個通道即第四通道48的內端部分隔開。應當指出的是，在替代實施例中，分隔開可僅通過組裝多個導流器部件而實現。

在一個圖示的配置(圖32、圖33)中，第一導流器部件63插入到第二內端部部分54內。第一導流器部件63包括具有外徑的一個部分，上述外徑基本上等於第二通道46內端部部分54的內徑。該部分終止於凸緣64，上述凸緣64用於接合內端部部分54的壁，以便確定第一導流器部件63可插入的程度。該部分設有兩個密封環65a和65b，提供第一導流器部件63和內端部部分54的壁之間的密封。它們還提供足以將第一導流器部件63保持在適當位置下的摩擦配合。

在圖32和圖33的配置中，第一導流器部件63的相反的軸向端部插入到端帽66內，上述端帽66以密封的方式固定到濾塊67的軸向端部。為此目的，兩個另外的密封環65c、65d提供第一導流器部件63和形成端帽66的一部分的突出圓柱形導管的內表面之間的密封。

濾塊67形成中空的液體可透過的液體處理組件。 與端帽66和封閉濾塊67的相對軸向端部的類似端帽(未示出)一起，上述第一導流器部件63佈置成引導液體沿徑向通過濾塊67。通常情況下，流動方向將是徑向向內的。其結果是，第三和第四埠51、52將形成液體入口埠以及第一和第二埠49、50將形成液體出口埠。在圖示配置下的帽形殼體部件37從而是高通過量液體處理芯的一部分。上述第一和第二通道45、46與彼此處於直接流體連通。第三和第四通道47、48同樣與彼此處於直接流體連通。

濾塊67將通常由熱黏結的液體處理材料形成。液體處理材料是粒狀的、纖維狀的或二者的混合，例如是黏結劑。顆粒黏結劑具有提供點黏結的效果，尤其是如果濾塊是通過加熱黏結劑顆粒和液體處理材料的混合物而沒有太多的壓縮獲得話。合適的黏結劑材料例如是超高密度聚乙烯。液體處理材料包括用於通過擴散過程處理液體的液體處理材料，例如通過吸附、洗脫和離子交換手段中的至少一種。在一個有用的實施例中，上述液體處理材料包括活性炭。

連接頭41佈置成插入到其中的接收部件42(圖34和圖35)樞接以便相對於頭部部件的橋體圍繞主軸68旋轉。僅示出殼體的兩個凸緣69、70(圖35)。接收部件42在其壁中設有埠71、72。當插入時，設置在連接頭41的凹槽59-62中的密封元件抵靠接收部件42的壁的內表面密封，使得在接收部件42的埠71、72和連接頭41的那些埠之間提供密封連接。柔性導管(未示出)例如在外側上可連接到接收部件42的埠71、72，使得待被處理的液體和處理過的液體可提供給液 體處理芯以及從液體處理芯接收。

接收部件42的側壁的至少內表面以與連接頭41的第一和第二傾斜表面部分57、58相同的方式傾斜。

接收部件42包括凹槽限定部分73、74，其從傾斜的側壁向外突出以便限定在由接收部件42所限定的空腔內側上的凹槽。狹槽75、76在處於空腔開口處的接收部件42邊緣和凹槽端部之間限定。

連接頭41在外表面上設有脊狀部77、78，當連接頭41沿軸向方向插入到由接收部件42所限定的空腔內時，上述脊狀部77、78用於插入到由凹槽限定部件73、74所限定的凹槽內。

脊狀部77、78設置於其上的表面部分79、80相對於上述軸線傾斜，使得連接頭41朝向芯殼體的軸向端部漸變成錐形。然而，脊狀部77、78相對於表面部分79、80的高度在軸向方向上朝向連接頭41的軸向自由端部增加。其結果是，在軸向方向上最靠近連接頭41的軸向端部的面向外的表面部分81、82(圖23，圖24)基本平行於軸線，其中該連接頭41的軸向端部形成芯殼體的軸向端部。一旦脊狀部77、78的軸向前端部進入由凹槽限定部分73、74所限定的凹槽內，則脊狀部77、78可履行其對準作用。

每個脊狀部77、78的至少軸向前部部分具有平行相對的表面83-86(圖23-26)，上述表面在軸向方向上和在高度方向上從脊狀部77、78設置於其上的表面部分79、80延伸。當脊狀部77、78插入到由凹槽限定部分73、74所限定的凹槽 內時，這些脊狀部在多個軸向位置處接觸凹槽的相對表面。

後端軸向端部部分87、88用於將液體處理芯保持在液體處理系統的頭部部件內。後端軸向端部部分87、88設有圓形形狀，以便當接收部件42相對於接收部件42所佈置在其中的殼體移動時，後端軸向端部部分87、88促進移動同時接合凸緣69、70。只有當連接頭41已在軸向方向上足夠遠地插入到接收部件42內時，這樣的運動才是可能的。後端軸向端部部分87、88具有相對於脊狀部77、78設置在其上的表面部分79、80增加的高度，使得它們不能夠進入由凹槽限定部分73、74所限定的凹槽。實際上，它們相對於面向外的軸向相鄰的表面部分81、82是階梯式的。但是，它們能夠進入狹槽75、76，並因此用作確定軸向運動在插入方向上的極限的止動部。

應當指出的是，設置在連接頭41的軸向相鄰于成排埠49-52取向的相對側上的這兩個脊狀部77、78是主要的對準部件。然而，在圖示的實施例中，設置相對短的第三脊狀部89，其與由第三凹槽限定部分90限定的凹槽協作，該第三凹槽限定部分90朝向由接收部件42所限定的空腔開口。在替代實施例中，該第三脊狀部89可被省略。

已經解釋說明了連接頭7、41的一般性結構，將給出憑藉於通過選擇合適導流器部件配置連接頭7、41和燒杯形殼體部件1的組合可獲得的芯配置的一些實例。這些示出其是如何可提供一系列液體處理芯的，上述一系列的液體處理芯在它們所佈置成執行的處理類型的方面以及任選也在入口埠 和出口埠的數量方面上有所不同。

在液體處理芯的第一配置(圖36)中，提供由液體可透過的分隔部件93分隔開的第一和第二床91、92液體處理材料。下管94延伸通過第一和第二床91、92。下管94的一個軸向端部例如以第一導流器部件28的方式配置成用於插入到第一通道10、45內或用於插入到第二通道11、46內。同心的導流器95具有軸向端部，軸向端部例如以第二導流器部件29或第三導流器部件30的方式配置成用於插入到上述第二或第三通道11、12、46、47內，這取決於下管94插入到哪一通道。同心導流器95延伸到僅通過第二床92一部分與帽形殼體部件3、37分隔關的一個軸向位置。下管94和同心導流器95的壁基本上不透過液體。環形通道在同心導流器95的內部和下管94之間形成。通過該環形通道的液體流旁路繞過第一床91。

在一個實施例中，第一床91包括用於通過離子交換處理液體的基本上鬆散的粒狀的液體處理材料，例如為氫形式的弱酸性陽離子交換樹脂。它可進一步包括較小量的為鈉或鉀形式的弱酸性陽離子交換樹脂。它還可包括另外的吸附劑，例如活性炭。第二床92可僅包括這樣的一種吸附劑。在第一床91中處理的液體流與在第二床92中的旁路繞過第一床91的液體流混合。它通過第三和第四埠16、17、51、52流出液體處理芯，假設下管94插入到第一通道10、45內以及同心導流器95插入到第二通道11、46內。下管94將第一通道10、45的內端部與其它通道11-13、46-48(具體包括第二通道11、 46)的內端部部分隔開。因此，通過第一埠14、49的液體流不與通過第二埠15的液體流混合，直到在第一床91中處理之後。兩個流之間的體積流率比決定通過第三和第四埠16、17、51、52所提供的液體組分。

第一液體可透過的篩網96設置在第一床91和下管94的軸向端部之間，以便提供通過第一床91的更均勻的軸向流動模式，並防止下管94被阻塞。第二液體可透過的篩網97通過機械過濾處理後的液體將第二床92的材料保留在液體處理芯內。它可以進一步有助於防止在至少第二床92內的通道流動。分隔部件93可完成相對於上述第一床91類似的功能。

液體處理芯的第二配置(圖37)還包括第一床98和第二床99液體處理材料、中央下管100和液體可透過的分隔部件101。它包括第一同心導流器102和第二同心導流器103。

下管100延伸通過第一和第二床98、99。下管100的一個軸向端部配置成用於插入到在帽形殼體部件3、37內設置的第一通道10、45內。第一同心的導流器102具有配置成用於插入到第二通道11、46內的軸向端部。第一同心導流器102延伸到一個軸向位置，該一個軸向位置只通過第一和第二床91、99中的第二床的一部分與上述帽形殼體部件3、37分隔開。第二同心導流器103具有配置成用於插入到第三通道12、47內的軸向端部。

如在第一配置下，第一液體可透過的篩網104設置在遠離帽形殼體部件3、37的下管100的遠端和第一床98 的軸向端部之間。液體可透過的分隔部件101保持捕獲在它和第一液體可透過的篩網104之間的第一床98的材料。類似的篩網(未示出)可設置在第一同心的導流器102的遠離帽形殼體部件的軸向端部處且設置在鄰近於帽形殼體部件3、37的軸向端部處的第一和第二同心的導流器102、103之間。這使第二床99的粒狀材料保持在位並使得處理過的液體擺脫上述材料。

第二配置使得僅可提供通過第四埠17、52在第一床98中處理的液體。在第一床98和第二床99中處理的液體混合物通過第三埠16、51提供。

在這種配置的一個變型中，流動方向是相反的。第四埠17、52用作單個入口埠。下管100用作立管。通過第一埠14、49流出的液體僅在第一床98中進行處理。通過第三埠16、51流出的液體在第一床98和第二床99中進行處理。通過第二埠15、50流出的液體在第一床98中和在第二床99中進行處理，但與通過第三埠16、51流出的液體相比其處理較小的程度。在一個實例中，第一床91包括為氫形式的用於降低碳酸鹽硬度的陽離子交換樹脂以及第二床99包括為羥基形式的至少陰離子交換樹脂。該變型當用於處理飲用水時將因此產生具有降低的碳酸鹽硬度的三種組分，每種組分具有不同的總礦物質含量。

第三配置(圖38)類似於第一配置，不同之處在於它包括中空的液體處理元件105，液體佈置成通過上述元件在徑向方向上流動。中空的液體處理組件105與佈置在液體可 透過的篩網107和液體可透過的分隔部件108之間的粒狀液體處理材料床106相結合。

材料床106的組分對應於第一和第二配置的第一材料床91、98的組分。

中央下管109插入到第一通道10、45內，第一埠14、49設置在其端部處。第一埠14、49用作第一入口埠。同心導流器部件110插入到第二通道11、46的內端部部分19、54內。第二埠15、50也用作入口埠。同心導流器部件110插入到第一端帽111內，上述第一端帽111以密封的方式固定到中空液體處理組件105的軸向端部。第二端帽112固定到中空液體處理元件105的相對軸向端部。第二端帽112封閉中空液體處理元件105的軸向端面，只允許下管109穿過。

中空液體處理組件105包括多孔的液體可透過的主體。該主體例如可由熱黏結的液體處理材料製成。液體處理材料在組分上可類似於上述的濾塊67。

在液體處理材料床106中處理的液體與在徑向方向上在周圍空間113內從中空液體處理元件105流出的液體混合。周圍空間113可以是空的或包括另一液體處理材料床。處理過的液體混合物通過第三和第四埠16、51、17、52離開液體處理芯。

該實施例的一個變型是可能的，其中液體在相反的方向上流動。在這種實施例中，分隔部件108製成不透性的，在此其沿徑向延伸超過中空液體處理元件105的相鄰軸向端部。待被處理的液體進入周圍空間113。所有的液體徑向向內 通過中空液體處理元件105。一些液體繼續進入到液體處理材料床106內。上述的一些液體在液體處理材料床106中進行並通過中央管109流出，在此情況下中央管109用作立管。徑向向內流動通過中空液體處理元件105的一些液體直接通過同心導流器部件110流出，旁路繞過液體處理材料床106。因此，該實施例能夠供應只由中空液體處理元件105處理過的液體，以及通過中空液體處理元件105和在液體處理材料床106中處理過的液體。

在該實施例中，液體處理材料床106可包括用於降低通過其的水碳酸鹽硬度的離子交換材料。中空液體處理組件可包括熱結合的活性炭。如果至少黏結劑、可能還有活性炭是粒狀形式，則其可以是點黏結的。

管109(在這種情況下為立管)可插入到上述第一內端部部分18、53內，以便只在第一埠14、49處提供僅通過中空液體處理元件105處理的液體。管109可替代地插入到第二內端部部分19、54內，以便在第一埠14、49和第二埠15、50兩者處提供僅通過中空液體處理元件105處理的液體。同心導流器部件110則將被插入到上述第三內端部部分20、55內，使得存在一個入口、用於通過中空液體處理元件105和液體處理材料床106兩者處理的液體的一個出口、和用於僅通過中空液體處理元件105處理的液體的兩個出口。

第四液體處理芯配置(圖39)是膜式濾芯，例如用於反滲透或超濾。它例如包括中空纖維膜模組114，其包括封裝到端部部分115、116內的中空纖維(未單獨示出)。

第一導流器部件117插入到第二通道11、46的內端部部分19、54內。不存在插入到第一通道10、45內的導流器部件，使得第一和第二通道10、45、11、46的內端部處於直接流體連通。上述第一和第二埠14、15、49、50均用作入口埠。第一導流器部件117密封地插入到膜模組的端部部分115內以便將原液引導到中空纖維內。

膜模組114以交叉流動方式操作。濾液徑向向外流入到在第二導流器部件118內限定的空間內。第二導流器部件118將通常是導流器部件(為了簡單起見未單獨示出)的組合件。第二導流器部件118插入到第三通道12、47的內端部部分20、55內。由於第三通道12、47通過第一導流器部件117與第一和第二通道10、46、45、46分隔開以及通過第二導流器部件118與第四通道13、48分隔開，因此濾液只通過第三埠16、51流出液體處理芯。

滯留物通過另一膜模組的端部部分116離開膜模組114，第二導流器部件118密封地連接到另一膜模組的端部部分116。滯留物由此可僅在第二導流器部件118和燒杯形殼體部件1的壁之間流動以便到達第四通道13、48。第四埠17、52用作針對滯留物的出口埠。

因為第一和第二埠14、15、49、50均用作為入口埠，因此在連接頭7、41記憶體在相對小的壓降，而不必採取借助於具有細長的橫截面形狀的入口埠或更大的連接頭7、41。相同的帽形殼體部件3、37，特別是相同的殼體部件的主體4、38，可以用來製造任何所示的芯配置。

本發明不限於上述的實施例，其可在所附申請專利範圍的範圍內進行變型。例如，可以通過使得下管109只從第二端帽112延伸到液體可透過的篩網107使得在第三配置(圖38)中的流動方向反向，從而使得第一和第二通道10、11、45、46的內端部與彼此處於直接流體連通。然後在中空液體處理元件105內將在液體處理材料床106中處理的液體與與當徑向向內流動通過中空液體處理元件105時處理的液體混合。

本文所述的液體處理系統和液體處理芯適於處理含水液體，例如飲用水。具體地，頭部部件將通常佈置成或多或少地永久地連接到液體加壓源，諸如供水水源。在處理過的液體是飲用水的情況下，頭部部件適於將其供應到諸如飲料機、洗碗機、蒸鍋等的用具。頭部部件設有用於連接到通到這些用具的導管的接頭。其相對不頻繁地與至少水源斷開，如果存在斷開的情況下。液體處理芯可相對頻繁和相對容易地更換。製造商可根據需求將它們配置成提供低壓降或不同組分或者變化組分的液體。

Claims (20)

1. 一種液體處理芯，包括：殼體，上述殼體包括形成上述殼體軸向端部的殼體部件並且包括在殼體軸向端部處的連接頭；其中上述連接頭包括至少三個液體埠，每個液體埠在由殼體部件所限定的相應通道的端部處；其中上述連接頭配置成用於插入到液體處理系統的頭部部件內，使得連接頭的液體埠與頭部部件中的相應液體埠處於密封的液體連通；以及在殼體內側上的至少一個單獨的導流器部件，其附接到殼體部件並包括用於引導液體的至少一個導管，以便將至少兩個通道的內端部與至少一個其它通道的那些內端部分隔開，其特徵在於：在由殼體部件所限定的相應通道端部處的至少三個液體埠包括至少一個第四液體埠。
2. 如申請專利範圍第1項所述的液體處理芯，其中上述殼體部件包括液體埠和通道形成在其中的單個模制主體。
3. 如申請專利範圍第1項所述的液體處理芯，其中至少一個導流器部件中的至少一個插入到殼體部件內，例如插入到至少一個通道的內端部內。
4. 如申請專利範圍第1項所述的液體處理芯，其中殼體包括一個容器；以及其中上述殼體部件形成在容器的軸向端部處封閉容器的帽。
5. 如申請專利範圍第1項所述的液體處理芯，其中上述至少一個導流器部件佈置成將至少兩個通道的內端部與彼此並與至少一個另外的通道的內端部分隔開。
6. 如申請專利範圍第1項所述的液體處理芯，包括至少一個隔室，其包括用於通過離子交換處理液體的至少一種介質；其中上述液體處理芯佈置成引導通過至少一個液體埠接收的至少一個液體流以及引導經由將液體流分成通過殼體內部的子流而獲得的液體子流，以便旁路繞過這些至少一個隔室中的至少一個的至少一部分。
7. 如申請專利範圍第1項所述的液體處理芯，其中上述至少一個通道的內端部設置在至少一個其它通道內。
8. 一種液體處理芯，其包括殼體，上述殼體包括形成殼體軸向端部的殼體部件，並且包括在殼體軸向端部處的連接頭；其中上述連接頭包括至少一個液體埠，並配置成用於插入到液體處理系統的頭部部件內，使得連接頭的液體埠與頭部部件內的相應液體埠處於密封液體連通；其中上述連接頭可在軸向方向上插入到頭部部件的接收部件的空腔內，上述接收部件可相對於上述頭部部件的殼體樞接地移動；以及其中上述連接頭包括至少一個對準部件，該對準部件用於在將連接頭插入到空腔內的過程中將接收部件與上述液體處理芯軸向地對準；上述對準部件設置在連接頭的外表面上，用於當連接頭插入到空腔內時插入到接收部件的凹槽內；其特徵在於用於插入到凹槽內的上述對準部件佈置成同時在多個軸向位置處接觸凹槽。
9. 如申請專利範圍第8項所述的液體處理芯，其中至少一個對準部件是在外表面上的脊狀部。
10. 如申請專利範圍第9項所述的液體處理芯，其中上述脊狀部設置在連接頭的相對於上述軸線傾斜的表面部分上，使得上述連接頭朝向殼體的軸向端部漸變成錐形；以及其中上述脊狀部的至少一部分相對於表面部分的高度在軸向方向上朝向殼體的軸向端部增加。
11. 如申請專利範圍第8項所述的液體處理芯，其中上述脊狀部的至少一部分具有在軸向方向上和在高度方向上從脊狀部設置在其上的表面部分延伸的平行相對的表面。
12. 如申請專利範圍第8項所述的液體處理芯，其中至少一個對準部件鄰近一排的至少兩個液體埠定位。
13. 如申請專利範圍第8項所述的液體處理芯，包括申請專利範圍第1-7項任一項中所述的特徵。
14. 一種成組的液體處理芯，每個液體處理芯包括：殼體，上述殼體包括形成上述殼體軸向端部的殼體部件並且包括在殼體軸向端部處的連接頭；其中上述連接頭包括至少三個液體埠，每個液體埠在由殼體部件所限定的相應通道的端部處；其中上述連接頭配置成用於插入到液體處理系統的頭部部件內，使得連接頭的液體埠與頭部部件中的相應液體埠處於密封的液體連通；以及在殼體內側上的至少一個單獨的導流器部件，其附接到殼體部件並包括用於引導液體的至少一個導管，以便將至少兩個通道的內端部與至少一個其它通道的那些內端部分隔開，其中形成相應液體處理芯殼體的軸向端部的上述殼體部件的至少主體在形狀和尺寸上基本上是相同的；以及其中至少兩個液體處理芯的上述導流器部件將至少四個通道的內端部不同地分隔開。
15. 如申請專利範圍第14項所述的成組的液體處理芯，其中上述至少兩個液體處理芯在至少一個下列方面上有所不同：(i)佈置成用作入口埠的液體埠的數量；以及(ii)佈置成用作出口埠的液體埠的數量。
16. 如申請專利範圍第14項所述的成組的液體處理芯，其中每一液體處理芯皆包括申請專利範圍第1-12項任一項中所述之特徵。
17. 一種至少一系列液體處理芯的製造方法，每個液體處理芯包括：殼體，上述殼體包括形成上述殼體軸向端部的殼體部件並且包括在殼體軸向端部處的連接頭；其中上述連接頭包括至少三個液體埠，每個液體埠在由殼體部件所限定的相應通道的端部處；其中上述連接頭配置成用於插入到液體處理系統的頭部部件內，使得連接頭的液體埠與頭部部件中的相應液體埠處於密封的液體連通；以及在殼體內側上的至少一個單獨的導流器部件，其附接到殼體部件並包括用於引導液體的至少一個導管，以便將至少兩個通道的內端部與至少一個其它通道的那些內端部分隔開，其中上述方法包括選擇和附接至少一個導流器部件的若干不同組中的一組來配置液體處理芯。
18. 如申請專利範圍第17項所述的方法，其中一系列液體處理芯的下一個被製造成包括殼體部件，殼體部件的至少主體的形狀和尺寸與之前液體處理芯的殼體部件的形狀和尺寸相同；其中選擇和附接多個組中的不同的一個組，使得至少四個通道的內端部在兩個芯中不同地分隔開。
19. 根據申請專利範圍第17項所述的方法，其中每一液體處理芯皆包括申請專利範圍第1-12項任一項中所述之特徵。
20. 一種液體處理系統，包括根據申請專利範圍第1至13項中任一項中所述的至少一個頭部部件和至少一個可更換的液體處理芯。