Фильтрующее устройство перколяционного типа
Изобретение предназначено для фильтрации. Фильтрующее устройство содержит наружный корпус; воронкообразный разделительный элемент (4), который предназначен для хранения воды, подлежащей фильтрации, находится или может быть размещен в наружном корпусе и ограничивает в наружном корпусе резервуар для хранения отфильтрованной воды, причем воронкообразный разделительный элемент (4) определяет путь (7) потока для воды, подлежащей фильтрации; место (17) установки, которое образовано в воронкообразном разделительном элементе (4) в области пути (7) потока для приема с возможностью съема первого фильтрующего элемента (10), причем первый фильтрующий элемент (10) содержит сменный фильтр (101) картриджного типа; выпускное отверстие (30), которое предназначено для отфильтрованной воды из первого фильтрующего элемента (10), образовано в месте (17) установки и обеспечивает прием с возможностью съема второго фильтрующего элемента (11); вентиляционное отверстие, которое располагает в сообщении место (17) установки с наружной стороной наружного корпуса. Вентиляционное отверстие открыто в месте (17) установки в направлении вниз по потоку по выпускному каналу относительно соединительного участка. Воронкообразный разделительный элемент (4) содержит первую периметровую стенку (24) и вторую периметровую стенку (25), между которыми образована область (23), которая образует расширение вентиляционного отверстия. Технический результат: повышение качества и эффективности фильтрации. 18 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к фильтрующему устройству перколяционного типа, включающего в себя признаки, упомянутые в преамбуле основного пункта формулы изобретения.
В фильтрующих устройствах перколяционного типа градиент давления, которому подвергается текучая среда, подлежащая фильтрации, является относительно низким, поскольку фильтрация происходит, по существу, под действием силы тяжести. Фильтрующее средство обычно содержит слои активированного угля, ионообменной смолы и подобных материалов, которые вследствие эффекта поверхностных натяжений могут вызывать задержание воздуха в фильтрующем слое. Это в свою очередь является причиной некоторых недостатков. Первый недостаток состоит в том, что когда фильтрующий слой удерживает воздух, поперечное сечение канала, используемое для потока жидкости, подлежащей фильтрации, уменьшается, следовательно, поток замедляется. Это является причиной низкой скорости потока отфильтрованной воды и последующего увеличения времени, необходимого для фильтрации.
Второй недостаток, который усиливает первый недостаток, является результатом того, что области фильтрующего слоя, которые удерживают воздух, не участвуют в фильтрации за счет возникаемого в результате этого неоднородного (недостаточного) использования материала, который образует фильтрующий слой. Это вызывает преждевременное расходование фильтрующего картриджа и/или его неисправность к концу его срока службы.
Эта проблема даже больше относится к решениям, которые предусматривают использование двух разных картриджей фильтра, которые можно заменять отдельно, и которые обычно предназначены для двойной фильтрации, причем первое направлено на осуществление ионообменного действия, и второе направлено для уменьшения бактериальной нагрузки.
С целью увеличения выпуска воды международная патентная заявка WO 2012/168896 от имени того же заявителя предлагает использование вентиляционного средства для выделения газа, который хранится в камере, которая образована между двумя картриджами, в то время как поток жидкости предназначен для фильтрации.
Хотя, как установлено, это решение является эффективным для предотвращения нахождения массы воздуха, удерживаемого внутри фильтрующего материала и, следовательно, увеличения объема выпуска воды, установлено, что изготовление вентиляционного средства является сложным в некоторой степени.
В частности, на основании первого варианта осуществления вентиляционное средство образовано с помощью канала, который образован в картридже вверх по потоку от выпускного канала.
Понятно, что это решение требует конструкции конкретных картриджей, которые предназначены только для использования в этих системах двойной фильтрации.
Вместо этого второй вариант осуществления предлагает использование трубки, которая проходит по стенке, которая образует разделительный элемент кувшина. Эта трубка получена с помощью трубки, которая соединяет камеру, образованную между картриджами фильтров, с наружной стороной кувшина.
Однако, во время разных этапов создания кувшина закрепление трубки на промежуточной камере, которая отделяет первый картридж от второго картриджа, образует критическую область с точки зрения физической и механической чистоты. Следовательно, если с течением времени она должна подвергаться износу, растрескиванию или получению повреждения, может произойти непосредственная утечка жидкости из промежуточной камеры в нижний резервуар. Если это должно произойти, жидкость не будет постоянно фильтроваться фильтром с антибактериальным действием, учитывая возникающий в результате этого риск бактериального загрязнения.
Кроме того, однако, решение является довольно сложным с точки зрения конструкции и может включать в себя накопление загрязняющих частиц или другого вещества в выпускной трубке. Следовательно, установлено, что такое решение также является недостаточно пригодным, если кувшин используется с единственным картриджем фильтра, поскольку накопление бактериальной нагрузки, которое может произойти в результате наличия трубки, не должным образом фильтруется при отсутствии второго картриджа.
Другой пример кувшина, который содержит вентиляционное отверстие, описан в патенте DE19615102. Однако, это решение относится к решениям с единственным фильтрующим средством и, по-прежнему, имеет те же недостатки, определенные выше.
Следовательно, задачей, на которой основано изобретение, является создание фильтрующего устройства, которое конструктивно и функционально выполнено с возможностью устранения всех недостатков, определенных со ссылкой на упомянутый известный уровень техники. Эта задача решена с помощью изобретения с использованием фильтрующего устройства, которое выполнено в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.
Согласно формуле изобретения заявляется фильтрующее устройство перколяционного типа, содержащее наружный корпус; воронкообразный разделительный элемент, который предназначен для хранения воды, подлежащей фильтрации, и который находится или может быть размещен в наружным корпусе, и который ограничивает, в наружном корпусе, резервуар для хранения отфильтрованной воды, причем воронкообразный разделительный элемент определяет путь потока для воды, подлежащей фильтрации; место установки, которое образовано в воронкообразном разделительном элементе в области пути потока для приема с возможностью съема первого фильтрующего элемента, причем первый фильтрующий элемент содержит сменный фильтр картриджного типа; выпускное отверстие, которое предназначено для отфильтрованной воды из первого фильтрующего элемента, и которое образовано в месте установки, и которое обеспечивает прием с возможностью съема второго фильтрующего элемента, причем соединительный участок образован в месте установки, в области которого фильтр картриджного типа уплотнительно соединен в месте установки; вентиляционное отверстие, которое располагает в сообщении место установки с наружной стороной наружного корпуса; отличающееся тем, что вентиляционное отверстие открыто в месте установки в направлении вниз по потоку по выпускному каналу относительно соединительного участка, и воронкообразный разделительный элемент содержит первую периметровую стенку и вторую периметровую стенку, между которыми образована область, которая образует расширение вентиляционного отверстия.
Предпочтительно камера образована между наружным корпусом фильтра картриджного типа и местом установки при размещении картриджа в месте установки, причем камера расположена между фильтрующими средствами и вентиляционным отверстием, обращенным к камере.
Предпочтительно фильтрующее устройство содержит второй фильтрующий элемент, который расположен в области выпускного отверстия.
Предпочтительно второй фильтрующий элемент содержит съемный фильтр картриджного типа, который может быть установлен на выпускном отверстии.
Предпочтительно второй фильтрующий элемент содержит фильтр с полыми волокнами.
Предпочтительно участок первой периметровой стенки образует участок дополнительного резервуара для хранения воды, подлежащей фильтрации, и вторая периметровая стенка обращена к наружному корпусу.
Предпочтительно вторая периметровая стенка соединена с фланцевой опорой, с помощью которой разделительный элемент подвешен на наружном корпусе.
Предпочтительно упомянутая область (содержит съемную крышку.
Предпочтительно фильтрующее устройство дополнительно содержит ручку, которая соединена с наружным корпусом, причем область образована в области участка воронкообразного разделительного элемента, который обращен к ручке.
Предпочтительно место установки и выпускное отверстие расположены со смещением относительно центральной плоскости наружного корпуса.
Предпочтительно место установки и выпускное отверстие образованы в разделительном элементе для направления к одной и той же стороне вентиляционного отверстия и области.
Предпочтительно выпускное отверстие содержит соединительный элемент для съемного соединения относительно второго фильтрующего элемента.
Предпочтительно соединительный элемент расположен в области кольцевого выступа, который образован на выходе из воронкообразного разделительного элемента.
Предпочтительно область проходит в вертикальном направлении только вдоль верхней части воронкообразного разделительного элемента.
Предпочтительно воронкообразный разделительный элемент образует дополнительный резервуар, который предназначен для хранения воды, подлежащей фильтрации, причем дополнительный резервуар полностью расположен над местом установки.
Предпочтительно упомянутая область проходит в вертикальном направлении, по существу, до верхнего участка наружного корпуса.
Предпочтительно верхний участок наружного корпуса расположен на крышке или в области крышки.
Предпочтительно первая периметровая стенка (проходит в продольном направлении с U-образным поперечным сечением.
Предпочтительно вентиляционное отверстие образовано рядом с соединительным участком таким образом, что вентиляционное отверстие находится непосредственно под периферийной кромкой при размещении фильтра картриджного типа в месте установки.
Признаки и преимущества изобретения будут лучше понятны из подробного описания некоторых его вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг.1 - вид сбоку фильтрующего устройства в соответствии с изобретением;
фиг.2 - вид сверху фильтрующего устройства на фиг.1;
фиг.3 и 3A - вид в разрезе сбоку и соответствующая подробность конкретного воронкообразного разделительного элемента фильтрующего устройства в соответствии с изобретением; и
фиг.4 - вид сверху воронкообразного разделительного элемента на фиг.3.
Как показано на фиг.1, фильтрующее устройство перколяционного типа обычно обозначено ссылочной позицией 1. Фильтрующее устройство 1 содержит наружный корпус 2, например, кувшиноподобной формы, в котором размещен, предпочтительно, подвешенный с помощью фланцевой опоры 3 воронкообразный разделительный элемент 4, причем эти последние элементы лучше показаны на фиг.3.
Однако, следует понимать, что, кроме того, изобретение может применяться к разным системам, таким как, например, чайники, кофейники, встроенные фильтры и тому подобное, и в более широком смысле, ко всем портативным фильтрующим устройствам. Также следует отметить, что в контексте настоящего изобретения подразумевается, что термин «портативный» обозначает устройство, которое может легко перемещаться человеком вручную.
Воронкообразный разделительный элемент 4 предназначен для хранения воды, подлежащей фильтрации, и при размещении в наружном корпусе 2 он образует резервуар 6 внизу для содержания отфильтрованной воды.
В разделительном элементе 4 образован путь 7 потока для воды, подлежащей фильтрации, которая проходит в направлении вниз по потоку относительно разделительного элемента 4 через первый и второй фильтрующие элементы 10, 11, которые расположены последовательно, и через которые вода проходит под действием силы тяжести.
Предпочтительно, устройство 1 дополнительно содержит крышку 9, которая закрывает наружный корпус 2 и, следовательно, разделительный элемент 4. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления в крышке 9 образовано отверстие 90 для прохождения воды к внутренней стороне корпуса 2 и, конкретно, к разделительному элементу 4. Предпочтительно, дополнительно установлено средство для осуществления циклов фильтрации и/или для указания уровня уменьшения фильтрующей способности первого и/или второго фильтрующих элементов 10, 11 хорошо известного типа.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления первый фильтрующий элемент 10 содержит фильтр 101 заменяемого картриджного типа, который в, по меньшей мере, некоторых из вариантов осуществления, описанных ниже, может быть типом, обычно известным, например, типом, известным из описания патентной заявки WO 2009/000374 или WO 2010/115643 того же заявителя, содержание которых включено в настоящем описании согласно ссылке. В настоящем варианте осуществления фильтр 101 картриджного типа содержит верхний участок 12 и нижний участок 13, которые соединены вместе на периферийной кромке 14, которая выступает радиально к наружной стороне, и которая образует уплотнение, за счет которого фильтр 101 картриджного типа соединен с возможностью уплотнения с отверстием 16 места 17 установки, которое образовано на основании разделительного элемента 4. Отверстие 16 с верхним участком 12 картриджа, который содержит каналы (не показаны на чертеже) образует впускное отверстие для воды, подлежащей фильтрации, в пути потока. В одном варианте осуществления на нижнем участке 13 содержится фильтрующий слой, который не может быть виден на чертежах, и который может быть образован хорошо известным способом из смеси материалов, которые выбраны из активированных углей, солей, ионообменных смол и тому подобного.
Уплотняющее соединение между фильтром 101 картриджного типа и местом 17 установки обеспечено на его соединительном участке 18, предпочтительно образованным кольцеобразной областью прокладки, которая образует периметровую стенку места 17 установки.
При вставке фильтра 101 картриджного типа в место 17 установки разделительного элемента 4 образуется камера 21 между местом 17 установки и корпусом нижнего участка 13 фильтра картриджного типа.
В месте 17 установки дополнительно образовано выпускное отверстие 30, через которое проходит вода, отфильтрованная первым фильтрующим элементом 10.
Кроме того, выпускное отверстие образовано для вмещения с возможностью съема второго фильтрующего элемента 11.
Для этой цели выпускное отверстие содержит соединительный элемент относительно второго фильтрующего элемента 11. В качестве примера этот соединительный элемент может иметь форму системы байонетного типа, винтовой резьбы или просто соединение типа посадки.
Таким образом, вода, отфильтрованная первым фильтрующим элементом 10, перемещается под действием силы тяжести на второй фильтрующий элемент 11.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления отверстие 30 содержит дополнительный фильтр 31, например, сетчатого типа, который служит для удержания гранул фильтрующего слоя, выделяемых из первого фильтрующего элемента в камеру 21.
Предпочтительно, отверстие 30 также содержит на выходе из разделительного элемента 4 кольцевой выступ 32, в области которого расположен соединительный элемент, и установлен второй фильтрующий элемент 11.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления второй фильтрующий элемент 11, следовательно, содержит корпус 33, который обеспечивает быстрое соединение с кольцевым выступом 32, например, как упомянуто выше, винтового или байонетного типа, или также просто с помощью посадки для обеспечения отдельного удаления второго фильтрующего элемента 11 из разделительного элемента 4.
Второй фильтрующий элемент 11 предпочтительно является типом с бактериальной фильтрацией.
Первый пример этого фильтрующего элемента образован фильтром 35 с полыми волокнами, таким, как описано в CA2350292, который обеспечивает микрофильтрацию воды, обработанной, например, способом обратного осмоса.
Тем не менее, следует понимать, что в качестве альтернативы полым волокнам также могут использоваться различные фильтрующие устройства, такие как мембранная система, картридж с химическими бактериальными элементами (например, йод, бром) или другие растворы наномебранного типа или растворы с электрическим зарядом, которые действуют как биоцид.
Обычно, срок службы второго фильтрующего элемента, по существу, больше срока службы первого фильтрующего элемента, и в случае конструкции, указанной выше, возможна его отдельная замена.
Устройство 1 дополнительно содержит вентиляционное отверстие 22, которое устанавливает в сообщении место установки с наружной стороной наружного корпуса 2 для выпуска воздуха или газа, удерживаемого в камере 21 и, таким образом, для увеличения потока воды через фильтрующий слой фильтра 10 картриджного типа.
Вентиляционное отверстие 22 открыто в месте 17 установки в направлении вниз по потоку вдоль выпускного канала относительно соединительного участка 18.
Другими словами, вентиляционное отверстие 22 образовано рядом с соединительным участком 18 таким образом, что оно находится под периферийной кромкой 14 при размещении фильтра 101 картриджного типа в месте 17 установки. Предпочтительно, вентиляционное отверстие 22 образовано в таком положении, чтобы располагаться непосредственно под периферийной кромкой 14, так что уровень воды не стремится достичь самого отверстия 22.
В устройстве 1 в соответствии с настоящим изобретением вентиляционное отверстие 22 расширяется в области (пространстве) 23, которая образована между первой периметровой стенкой 24 и второй периметровой стенкой 25 воронкообразного разделительного элемента 4.
Следовательно, область 23 образует расширение вентиляционного отверстия 22.
Предпочтительно, область 23 проходит в вертикальном направлении по воронкообразному разделительному элементу 4. Даже более предпочтительно, область 23 проходит в вертикальном направлении через весь воронкообразный разделительный элемент 4.
Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления участок первой периметровой стенки 24 образует участок другого резервуара 5 для хранения воды, подлежащей фильтрации, в то время как вторая периметровая стенка 25 обращена к наружному корпусу 2. Предпочтительно, дополнительный резервуар 5 для хранения воды, подлежащей фильтрации, полностью расположен над местом 17 установки.
В варианте осуществления область 23 проходит в вертикальном направлении, по существу, до верхнего участка наружного корпуса 2, предпочтительно, к крышке 9 или в области крышки 9.
Также следует отметить, что, предпочтительно, первая периметровая стенка проходит в продольном направлении с U-образным поперечным сечением, как можно видеть на фиг.4.
Кроме того, предпочтительно, вторая периметровая стенка 25 соединена с фланцевой опорой 3, с помощью которой разделительный элемент 4 подвешен на наружном корпусе 2.
Предпочтительно, устройство 1 дополнительно содержит ручку 8, которая соединена с наружным корпусом 2. На основании этого варианта осуществления область 23 образована на участке разделительного элемента 4 рядом с ручкой 8.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления область 23 дополнительно содержит съемную крышку 26, которая предотвращает случайное прохождение воды или другого вещества внутрь области, в частности, если только используется первый фильтрующий элемент 10.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления место 17 установки и выпускное отверстие 30 расположены со смещением относительно центральной плоскости наружного корпуса 2.
Таким образом, место 17 установки и выпускное отверстие 30, предпочтительно, образованы в разделительном элементе 4 для направления к одной и той же стороне вентиляционного отверстия 22 и области 23.
Следует понимать, что фильтрующее устройство, образованное таким образом, пригодно не только для оснащения фильтрующими элементами сменного типа, такими как описанные элементы, но также устройствами, в которых второй фильтрующий элемент является несъемным типом и/или не установлен.
Таким образом, можно получить стандартные фильтрующие устройства картриджного типа, которые могут быть использованы как в качестве фильтрующих устройств с множеством фильтров, как описано выше, так и в качестве известных устройств, в которых установлен единственный фильтрующий элемент, который образован сменным фильтром 10 картриджного типа.
Наконец, что не менее важно, вышеописанные преимущества получены без радикальных изменений конструкции известных фильтрующих устройств и/или сменных фильтров картриджного типа с выгодой для экономии производства.
1. Фильтрующее устройство (1) перколяционного типа, содержащее
наружный корпус (2);
воронкообразный разделительный элемент (4), который предназначен для хранения воды, подлежащей фильтрации, и который находится или может быть размещен в наружном корпусе (2), и который ограничивает, в наружном корпусе (2), резервуар (6) для хранения отфильтрованной воды, причем воронкообразный разделительный элемент (4) определяет путь (7) потока для воды, подлежащей фильтрации;
место (17) установки, которое образовано в воронкообразном разделительном элементе (4) в области пути (7) потока для приема с возможностью съема первого фильтрующего элемента (10), причем первый фильтрующий элемент (10) содержит сменный фильтр (101) картриджного типа;
выпускное отверстие (30), которое предназначено для отфильтрованной воды из первого фильтрующего элемента (10), и которое образовано в месте (17) установки, и которое обеспечивает прием с возможностью съема второго фильтрующего элемента (11),
причем соединительный участок (18) образован в месте (17) установки, в области которого фильтр (101) картриджного типа уплотнительно соединен в месте (17) установки;
вентиляционное отверстие (22), которое располагает в сообщении место (17) установки с наружной стороной наружного корпуса (2);
отличающееся тем, что вентиляционное отверстие (22) открыто в месте (17) установки в направлении вниз по потоку по выпускному каналу относительно соединительного участка (18), и воронкообразный разделительный элемент (4) содержит первую периметровую стенку (24) и вторую периметровую стенку (25), между которыми образована область (23), которая образует расширение вентиляционного отверстия (22).
2. Фильтрующее устройство (1) по п.1, в котором камера (21) образована между наружным корпусом (13) фильтра (101) картриджного типа и местом (17) установки при размещении картриджа в месте (17) установки, причем камера (21) расположена между фильтрующими средствами (10, 11) и вентиляционным отверстием (22), обращенным к камере (21).
3. Фильтрующее устройство (1) по п.1 или 2, содержащее второй фильтрующий элемент (11), который расположен в области выпускного отверстия (30).
4. Фильтрующее устройство (1) по п.3, в котором второй фильтрующий элемент (11) содержит съемный фильтр (35) картриджного типа, который может быть установлен на выпускном отверстии (30).
5. Фильтрующее устройство (1) по п.3 или 4, в котором второй фильтрующий элемент (11) содержит фильтр (35) с полыми волокнами.
6. Фильтрующее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором участок первой периметровой стенки (24) образует участок дополнительного резервуара (5) для хранения воды, подлежащей фильтрации, и вторая периметровая стенка (25) обращена к наружному корпусу (2).
7. Фильтрующее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором вторая периметровая стенка (25) соединена с фланцевой опорой (3), с помощью которой разделительный элемент (4) подвешен на наружном корпусе (2).
8. Фильтрующее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором область (23) содержит съемную крышку (26).
9. Фильтрующее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее ручку (8), которая соединена с наружным корпусом (2), причем область (23) образована в области участка воронкообразного разделительного элемента (4), который обращен к ручке (8).
10. Фильтрующее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором место (17) установки и выпускное отверстие (30) расположены со смещением относительно центральной плоскости наружного корпуса (2).
11. Фильтрующее устройство (1) по п.10, в котором место (17) установки и выпускное отверстие (30) образованы в разделительном элементе (4) для направления к одной и той же стороне вентиляционного отверстия (22) и области (23).
12. Фильтрующее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором выпускное отверстие (30) содержит соединительный элемент для съемного соединения относительно второго фильтрующего элемента (11).
13. Фильтрующее устройство (1) по п.12, в котором соединительный элемент расположен в области кольцевого выступа (32), который образован на выходе из воронкообразного разделительного элемента (4).
14. Фильтрующее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором область (23) проходит в вертикальном направлении только вдоль верхней части воронкообразного разделительного элемента (4).
15. Фильтрующее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором воронкообразный разделительный элемент (4) образует дополнительный резервуар (5), который предназначен для хранения воды, подлежащей фильтрации, причем дополнительный резервуар (5) полностью расположен над местом (17) установки.
16. Фильтрующее устройство (1) по п.15, в котором область (23) проходит в вертикальном направлении, по существу, до верхнего участка наружного корпуса (2).
17. Фильтрующее устройство (1) по п.16, в котором верхний участок наружного корпуса (2) расположен на крышке (9) или в области крышки (9).
18. Фильтрующее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором первая периметровая стенка (24) проходит в продольном направлении с U-образным поперечным сечением.
19. Фильтрующее устройство (1) по любому из предыдущих пунктов, в котором вентиляционное отверстие (22) образовано рядом с соединительным участком (18) таким образом, что вентиляционное отверстие (22) находится непосредственно под периферийной кромкой (14) при размещении фильтра (101) картриджного типа в месте (17) установки.
