專利名稱：一種便攜式凈水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式凈水裝置，特別是、但不專門是一種在處于緊急狀態(tài)地區(qū) 所使用的便攜式凈水裝置。
背景技術(shù)：
在一些緊急狀態(tài)地區(qū)，比如遭洪災(zāi)區(qū)，人們可能受困隔離在沒(méi)有飲用水和電的狀 態(tài)下。在一些求生場(chǎng)合、軍事場(chǎng)合下，可能無(wú)法供應(yīng)飲用水。更多的情況可能是水源充足但 是受到污染而不能安全飲用。在還有很多情況下，凈化水的基礎(chǔ)設(shè)施比如自來(lái)水供應(yīng)系統(tǒng) 被破壞，瓶裝或袋裝潔凈水的供應(yīng)能力是有限的。曾經(jīng)提出單次使用或低要求使用的凈水裝置，這些裝置在進(jìn)行過(guò)單次流體生產(chǎn)之 后即被拋棄。這種裝置使用一個(gè)一端封閉的過(guò)濾器，其中所有流體流經(jīng)該薄膜式過(guò)濾器， 并且流體內(nèi)所有大于薄膜細(xì)孔的顆粒物留在薄膜表面。這意味著，留在表面的顆粒物會(huì)堆 積在薄膜表面把薄膜細(xì)孔堵塞。這樣的堵塞使過(guò)濾過(guò)程效率降低并最終無(wú)法過(guò)濾更多的流 體。人們希望能有一種凈水裝置，在自來(lái)水供應(yīng)系統(tǒng)能重新運(yùn)作之前，供應(yīng)清水。這樣 的供水在運(yùn)行時(shí)應(yīng)當(dāng)是能相對(duì)簡(jiǎn)單可靠地使用，不需要外部動(dòng)力是更理想的。這樣的裝置 還應(yīng)該能去除顆粒物、細(xì)菌、病毒和大多數(shù)有機(jī)物質(zhì)，而此前為實(shí)現(xiàn)上述目的，考慮需要較 高的流體壓力。比如，已有類似的商用凈水裝置(比如，MWP凈水器)不需要使用電力，不 過(guò)需要依靠人力手動(dòng)泵吸來(lái)加壓該凈水系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種便攜式凈水裝置，包括操作時(shí)形成濁水水頭的 濁水入水口、與所述濁水入水口相連的水過(guò)濾構(gòu)件、以及連接在所述水過(guò)濾構(gòu)件出口處的 清水箱，當(dāng)所述裝置處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述濁水入水口相對(duì)于所述清水箱和所述水過(guò)濾構(gòu) 件這樣設(shè)置在所述裝置的使用中，在所述濁水入水口的濁水水頭產(chǎn)生的重力作用下，濁水 流過(guò)所述水過(guò)濾構(gòu)件并進(jìn)入所述清水箱；所述水過(guò)濾構(gòu)件包括錯(cuò)流式膜過(guò)濾器，濁水在濁 水水頭產(chǎn)生的重力作用下也流過(guò)所述錯(cuò)流式膜過(guò)濾器，從而使得污染物排出所述過(guò)濾器。較佳地，所述裝置包括濁水入水箱，在使用中將濁水送入所述濁水入水口。較佳地，所述濁水入水箱和所述清水箱包含內(nèi)部加固構(gòu)件。較佳地，所述濁水入水箱形狀和所述清水箱形狀基本互為鏡像，從而所述裝置能 在正常使用中基本保持平衡。較佳地，所述裝置包括與所述清水箱相連的清水輸送管，并且操作時(shí)能使清水從 所述清水箱中流出。較佳地，在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述清水輸送管能被設(shè)置成，其自由端高于所述濁水入水 箱中的濁水水面。較佳地，所述清水箱包括通氣構(gòu)件，可釋放所述清水箱內(nèi)部形成的壓力。
較佳地，所述通氣構(gòu)件包括連接于所述清水箱和所述清水輸送管之間的通氣管。較佳地，所述濁水入水口與清水箱這樣設(shè)置當(dāng)所述清水箱中裝滿清水時(shí)，濁水自 動(dòng)停止從所述過(guò)濾構(gòu)件的過(guò)濾器中流過(guò)。較佳地，所述濁水入水箱包括傾斜底座，在所述裝置處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，懸浮在所述 濁水中的顆粒物能順底座向下流，從而從所述濁水中分離出來(lái)。較佳地，所述裝置處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述底座與水平傾斜成5°到85°之間。較佳地，所述裝置處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述底座與水平傾斜成20°到70°之間。更佳地，所述裝置處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述底座與水平傾斜成30°到60°之間。較佳地，所述裝置包含在使用中收集所述被分離出的顆粒物的坑道。較佳地，所述坑道位于通往所述過(guò)濾構(gòu)件的濁水入水口之下。較佳地，所述坑道設(shè)有坑道出口，在使用中作為限流器被操作，能使所述被分離出 的顆粒物連續(xù)且受控地離開(kāi)所述坑道。所述坑道出口可以被調(diào)節(jié)為不同的流速。在一實(shí)施例中，所述濁水入水口位于所述濁水入水箱的底座下端的下方。較佳地，所述濁水入水口位于所述濁水入水箱的收縮部之下，所述收縮部操作時(shí) 能使?jié)崴谒鍪湛s部之后形成匯流，從而使進(jìn)入所述過(guò)濾構(gòu)件濁水入水口的懸浮顆粒物 減少到最少。在一實(shí)施例中，所述濁水入水口位于所述底座下端的上方，在使用中，被分離出的 顆粒物順底座向下流，剩余的水順底座向上進(jìn)入濁水入水口。較佳地，所述濁水入水箱的底座包含顆粒分離器，所述顆粒分離器包括位于所述 底座上方、相隔開(kāi)的傾斜平面元件，從而在所述底座與所述傾斜平面元件之間界定出通道， 所述濁水入水口朝向所述通道。較佳地，所述裝置進(jìn)一步包括連接在所述清水箱和所述水過(guò)濾構(gòu)件之間的反沖洗 構(gòu)件，并且操作時(shí)使清水能從所述水過(guò)濾構(gòu)件中回流，將水過(guò)濾構(gòu)件上的殘留顆粒物去除。較佳地，所述反沖洗構(gòu)件包括水囊，壓縮所述水囊能使清水流過(guò)所述水過(guò)濾構(gòu)件。較佳地，所述水囊為錐形。較佳地，所述水過(guò)濾構(gòu)件包括安裝在細(xì)長(zhǎng)的過(guò)濾器外殼中的中空纖維薄膜式過(guò)濾
ο較佳地，所述過(guò)濾器由薄膜材料制成，所述薄膜材料持續(xù)使用壽命小于三個(gè)月。
所述過(guò)濾器外殼安裝成在所述裝置處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)是水平的。所述過(guò)濾器外殼安裝成在所述裝置處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)是豎直的。所述過(guò)濾器外殼安裝成在所述裝置處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)與水平面成一定角度。較佳地，所述濁水入水口和清水箱均由柔性塑料材料制成。較佳地，所述裝置是可收縮的。較佳地，所述裝置可以通過(guò)自身折疊而收縮。較佳地，所述裝置可以通過(guò)自身卷起而收縮。較佳地，所述裝置包括包體。較佳地，所述包體在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中大致呈矩形。本發(fā)明的其他方面將會(huì)包括此處提到的一些功能或限制的任何組合。


本發(fā)明可以通過(guò)多種方法實(shí)現(xiàn)，此處將會(huì)結(jié)合附圖描述一些具體的實(shí)施例，附圖 有圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例裝置的 示意側(cè)視剖面圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)裝置的示意側(cè)視剖面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)改進(jìn)裝置的示意側(cè)視剖面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)裝置的示意側(cè)視剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述另一個(gè)改進(jìn)裝置的示意側(cè)視剖面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述進(jìn)一步改進(jìn)裝置的示意側(cè)視剖面圖；和圖7a和圖7b根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述裝置位于不同安裝點(diǎn)的示意圖。
具體實(shí)施例方式首先參看圖1，一個(gè)便攜式凈水裝置1包括一個(gè)由矩形塑料包體3構(gòu)成的外殼，所 述矩形包體3由兩片周邊密封(比如通過(guò)塑料焊接或者粘合)在一起的矩形塑料彈性材料 構(gòu)成。所述包體3因此具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔進(jìn)一步通過(guò)比如塑料焊接或者粘合的方式，被分 成4個(gè)部分。第一部分是濁水入水箱5，包括一個(gè)位于包體3頂部的上箱部7，與上箱部7 —起 形成的底座9從包體3的右側(cè)向左側(cè)傾斜向下(如圖中所示)。底座9的最低邊緣部分構(gòu)成 了中間長(zhǎng)方形箱部11，所述長(zhǎng)方形箱部11沿包體3的一側(cè)向下延伸，并終止于收縮部13， 收縮部13減小了長(zhǎng)方形箱部11的橫截面積。所述收縮部13連接一個(gè)坑道15，坑道15與 一個(gè)坑道出口 17相連。第二部分19位于第一部分5的底座9的正下方，包括一個(gè)任意形狀的空間，在本 實(shí)施例中，如圖所示，從包體3方向看呈平行四邊形。第三部分21包括一個(gè)安裝有過(guò)濾構(gòu)件23的空間。所述水過(guò)濾構(gòu)件23包含安裝在細(xì)長(zhǎng)圓柱形過(guò)濾器外殼25中的錯(cuò)流式中空纖維膜 式過(guò)濾器。在本實(shí)施例中，圓柱形過(guò)濾器外殼25垂直安裝在第三部分21中。濁水入水口 以管道27的形式實(shí)現(xiàn)，從濁水入水箱5中的收縮部13下方延伸到過(guò)濾器的一側(cè)。濁水出 水管29從圓柱形過(guò)濾器外殼25的下部延伸到坑道15中。清水出水管31、32分別從過(guò)濾 器外殼25的端部延伸出來(lái)，并導(dǎo)入到一個(gè)包括可壓縮水囊33的反沖洗構(gòu)件中。清水管34 從水囊33延伸到包括一個(gè)清水箱35的第四部分中。水囊33和管34之間的連接部分包括 一個(gè)單向閥，在水囊33受擠壓時(shí)該單向閥是關(guān)閉的。在本實(shí)施例中，所述清水箱35橫跨包體3底部，沿一側(cè)向上延伸，越過(guò)第三部分21 的頂部，清水箱35的頂部由第二部分19的底部構(gòu)成。清水供水軟管37從清水箱35的底 部穿出，可以在使用中向上放置在包體3的一側(cè)，如圖所示，位于濁水箱5中的濁水水平面 之上。所述清水箱35包括通氣構(gòu)件，所述通氣構(gòu)件包括位于包體3頂緣處的通氣管道39。在使用中，所述裝置1可以用包體3頂緣處的一個(gè)或者數(shù)個(gè)安裝點(diǎn)懸掛在合適的 物體上，比如掛在樹(shù)上、圍欄上或者墻上。所述安裝點(diǎn)40可以如圖7a所示位于包體3的上 部頂角處，或者如圖7b所示為單一的中央安裝點(diǎn)。
然后，濁水被注入濁水入水箱5中。所述濁水最初聚集在坑道15中，濁水中的較 重顆粒物會(huì)沉到坑道15底部，通過(guò)坑道出口 17離開(kāi)包體3。所述濁水在坑道15中上升到 中間的長(zhǎng)方形箱部11處，經(jīng)過(guò)收縮部13，并沿上面部分5的傾斜底座9充滿上箱部7。在 此過(guò)程中，較重的顆粒物沿傾斜底座9滑入坑道15，留下較清的水向上沿傾斜底座9充滿上 箱部7。在此過(guò)程中，較重顆粒物掉入坑道15，并通過(guò)坑道出口 17流出包體3。然后，部分清潔的水與分離出的較重顆粒物向下流過(guò)中間的長(zhǎng)方形箱部11并經(jīng) 過(guò)收縮部13。所述收縮部13用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)會(huì)聚水流，從而使進(jìn)入濁水入水管27和圓柱形 過(guò)濾器外殼25的被分離較重顆粒物為最少。所述部分清潔的水，在濁水入水箱5中的濁水水頭作用下，沿著濁水入水管27，在 過(guò)濾材料的機(jī)械強(qiáng)度極限范圍內(nèi)，流入圓柱形過(guò)濾器外殼25。所述部分清潔的水在濁水水 頭作用下流經(jīng)橫流薄膜過(guò)濾器，從而去除了其他主要污染物。這些污染物在濁水水頭下排 出過(guò)濾器，沿濁水出口管29進(jìn)入坑道15。由此，濁水流保持在薄膜表面上，順薄膜表面平行 方向流動(dòng)。有些濁水在力作用下流過(guò)將污染物過(guò)濾掉的薄膜過(guò)濾器。有些濁水受切向力作 用，橫穿薄膜而刮擦掉被過(guò)濾出的污染物。這些污染物通過(guò)濁水出口管29被送出過(guò)濾器外 殼25并進(jìn)入坑道15。由此可見(jiàn)，不是所有進(jìn)入圓柱形過(guò)濾器外殼25的濁水都被處理成過(guò) 濾水。有一部分濁水被用于從薄膜表面去除被過(guò)濾出的污染物，防止薄膜的堵塞，從而增加 所述裝置1的使用壽命。
所述清水沿位于圓柱形過(guò)濾器外殼25各端部的清水出口管31、32進(jìn)入水囊33，以 及順著清水管34進(jìn)入清水存儲(chǔ)箱35。所述清水可以利用清水供水管37獲得。此處會(huì)意識(shí)到的是濁水的凈化過(guò)程中不需要使用泵或者任何其他電源_所述濁 水僅僅利用由濁水箱5中的濁水提供的、由濁水入水管27中濁水水頭產(chǎn)生的重力而通過(guò)過(guò)
Ii^ O濁水箱5和清水箱35的容量和相對(duì)高度可以如下選擇當(dāng)所述清水箱35滿時(shí)，所 述濁水箱5的濁水水頭就不足以令更多的濁水進(jìn)入過(guò)濾器并進(jìn)入清水箱35。也即所述裝置 1可以自我調(diào)節(jié)使清水箱35不會(huì)溢出。類似地，坑道出口 17可以這樣選擇保證較重顆粒物能連續(xù)從坑道15中流出而不 需要閥門調(diào)節(jié)或者人力操作的介入。較重顆粒物的連續(xù)流出減少了顆粒物的堆積并堵塞坑 道出口 17的可能性。濁水箱5和清水箱35的形狀和容量可以如下選擇當(dāng)兩個(gè)水箱都滿時(shí)，所述包體 3大體上保持平衡，從而懸掛時(shí)包體3的兩邊能大體保持垂直。包體前表面和后表面通過(guò)焊接或粘合形成一些離散的加固線條41，來(lái)對(duì)所述濁水 箱5和清水箱35進(jìn)行加固。過(guò)濾器長(zhǎng)時(shí)間工作后，可能會(huì)部分或者全部被水中分離出的顆粒物阻塞。在此情 形下，可以使用所述水囊33，利用水囊33中的清水對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行反沖洗。這由人工擠壓水 囊33來(lái)自動(dòng)關(guān)閉水囊33與清水存儲(chǔ)箱35之間的清水管34，迫使水囊33中的清水回流至 過(guò)濾器中來(lái)達(dá)成。這些回流出的清水沖洗掉過(guò)濾器中的顆粒物，并將顆粒物與過(guò)濾器中濁 水入水管27中的濁水混合后順濁水出水管29流出至坑道15中。參看圖2，圖示了一種改進(jìn)的包體3，相同的結(jié)構(gòu)被標(biāo)以相同的附圖標(biāo)記。在這個(gè) 實(shí)施例中，空的第二部分和收縮部13被省略。坑道15的橫截面基本保持不變，一直延伸到上部包體7的底座9的下緣。在上部5中有一個(gè)傾斜的平面分離板45，并與底座9隔開(kāi)，從而在分離板45和底座9之間形成通道47。在這個(gè)實(shí)施例中，所述濁水入水管27從傾斜底座9的上部延伸到過(guò)濾器，并位于 容納著所述過(guò)濾器的第三部分21中。由此，在本實(shí)施例中，所述濁水入水管27并不從坑道 15延伸到過(guò)濾器中。在本實(shí)施例中，所述水囊33是錐形的。在使用這個(gè)改進(jìn)的包體3時(shí)，當(dāng)坑道15和上部5充滿濁水時(shí)，較重顆粒物滑下分 離板45并流入坑道15，而剩下的部分清潔的水則順著上部包體7的底座9向上流，接著在 上部5中的濁水水頭作用下進(jìn)入靠近底座9的最上部的濁水入水管27中。由此，得以改善較重顆粒物與濁水的分離，從而使流入過(guò)濾器的較重顆粒物最少。在本實(shí)施例中，對(duì)位于過(guò)濾器和坑道15之間的所述濁水出水管29進(jìn)行選擇，比如 通過(guò)管道直徑的選擇，來(lái)控制流經(jīng)過(guò)濾器的水流速度。較窄的管道可以使清水管34中有較 高的水回收量。管道直徑至多達(dá)到比如15cm，諸如15、10、7、5、4、3、2、1、0· 5或者0. 25cm。參看圖3，提供了一種進(jìn)一步改進(jìn)的包體3，其中坑道15包括一個(gè)坑道管49，其從 傾斜底座9的下部延伸到包體3的底部。所述濁水出水管29從過(guò)濾器中伸出，并連接坑道 管49。與過(guò)濾器連接的所述濁水入水管27從傾斜底座9的上部延伸出來(lái)，并穿過(guò)第三部分 21。坑道管49的橫截面積可以選擇以控制管道出水流速和流經(jīng)過(guò)濾器的水流速以及進(jìn)入 清水箱35的水流速。坑道管49的管道直徑至多達(dá)到比如15cm，諸如15、10、7、5、4、3、2、1、 0. 5 或者 0. 25cm。在本實(shí)施例中，清水箱35的通氣裝置包括一個(gè)通氣管道51，其伸出清水箱35并向 上延伸到包體3的一側(cè)。參看圖4，圖示一種改進(jìn)的包體3，其中反沖洗構(gòu)件被省略。參看圖5，圖示一種改進(jìn)的包體3，其中反沖洗構(gòu)件被省略，所述圓柱形過(guò)濾器外 殼25成基本水平地放置。參看圖6，圖示一種改進(jìn)的包體3，其中反沖洗構(gòu)件被省略，所述圓柱形過(guò)濾器外 殼25被放置成與所述包體3的水平底部成約45°。在本實(shí)施例中，所述清水箱35的形狀 被簡(jiǎn)化成基本為長(zhǎng)方形。在本實(shí)施例中，所述坑道管49延伸穿過(guò)包體3的壁部。會(huì)意識(shí)到的是所述圓柱形過(guò)濾器外殼25在上述任何一個(gè)實(shí)施例中可以安裝在任 何角度，并且為了使通過(guò)過(guò)濾器的水流達(dá)到理想的流速，所述圓柱形過(guò)濾器外殼25可以安 裝在比如圖所示更高或者更低的位置上。此外，上述實(shí)施例僅是為舉例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，可以設(shè)想從一個(gè)實(shí)施例中 將一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)特征包含到另外一個(gè)實(shí)施例中。在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置1使用了一個(gè)表面積通常小于5cm2的橫流式中空纖維 膜。薄膜孔徑通常在Inm到2微米之間的超濾范圍內(nèi)，優(yōu)選范圍為Inm到20nm之間?？梢?設(shè)想合適的薄膜材料可以是醋酸纖維素、聚酰胺、聚砜或聚醚砜，盡管可以添加或替代任何 合適的材料，選擇時(shí)還要考慮所述裝置1所用的薄膜的長(zhǎng)度以及所述裝置1的成本。上部5中的濁水構(gòu)成的水頭產(chǎn)生的跨膜壓力通常在0. 1到0. 2bar0過(guò)濾器運(yùn)行的 流量因此要相對(duì)較低且低于臨界流量，所述臨界流量會(huì)在過(guò)濾器上產(chǎn)生過(guò)量的顆粒沉積。 可以設(shè)想所述裝置1產(chǎn)生的流量可以是5-10L/hm2，但是根據(jù)水中雜質(zhì)類型和反沖洗的頻率，也可以上升至11或者12L/hm2。所述裝置在24小時(shí)內(nèi)可以產(chǎn)生比如從1201^1」192L或者264L或者288L的清水。 這些水量足夠一小群人(比如3-10個(gè)人)最低的飲用水量。所述包體3和所有的管道等可以用塑料材料_包括回收塑料材料_制成。這些材 料能使所述裝置1在未裝滿水時(shí)相對(duì)較輕。所述包體3的材料可以使包體3被折疊或卷起以方便運(yùn)輸/儲(chǔ)存。在附錄中給出了圖1中所述裝置1中錯(cuò)流式薄膜過(guò)濾器的一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所述錯(cuò) 流式薄膜為聚酰亞胺中空纖維膜。附錄 圖Al沒(méi)有反沖洗情況下薄膜表面隨時(shí)間的結(jié)垢趨勢(shì)(水面=lm，流速=12-22L/ h，pH = 7. 5，T = 20°，膨潤(rùn)土溶液)為檢驗(yàn)回流設(shè)備的必要性，使用不同濃度的膨潤(rùn)土溶液來(lái)研究薄膜表面隨時(shí)間的 結(jié)垢現(xiàn)象。結(jié)果用自來(lái)水進(jìn)行過(guò)濾，當(dāng)膨潤(rùn)土溶液濃度在0. lg/L時(shí)，在所應(yīng)用的操作條件 下，滲透流速約為14L/hm2且沒(méi)有結(jié)垢現(xiàn)象。然而，當(dāng)溶液濃度達(dá)到0. 5g/L、2g/L、5g/L時(shí)， 在開(kāi)始幾個(gè)小時(shí)內(nèi)薄膜嚴(yán)重結(jié)垢，在之后的幾個(gè)小時(shí)有輕微加重。滲透流速急劇下降之后， 緩慢地分別降為8L/hm2、2L/hm2、lL/hm2，這表明經(jīng)常進(jìn)行反沖洗對(duì)于保持理想的流速來(lái)說(shuō) 是比較好的。 圖A2在反沖洗速度為0. 5L過(guò)濾水/0.5小時(shí)(水位=lm，流速二 12_22L/h，pH = 7. 5, T = 20°，膨潤(rùn)土溶液)的情況下，薄膜模塊隨時(shí)間的性能。用反沖洗速度每半小時(shí)0. 5L過(guò)濾水的情況下來(lái)測(cè)試對(duì)不同濃度膨潤(rùn)土溶液產(chǎn)生 的效果。結(jié)果在上述反沖洗條件下，在溶液濃度達(dá)到0. 5g/L、2g/L、5g/L時(shí)，所有水流速 明顯提高，并相應(yīng)穩(wěn)定在llL/hm2、7-8L/hm2、4-5L/hm2。這個(gè)結(jié)果表明經(jīng)常反沖洗對(duì)性能提
高作用明顯。 圖A3隨時(shí)間變化的累計(jì)流量(水位=lm，流速=12_22L/h，pH = 7. 5, T = 20°，
膨潤(rùn)土溶液)反沖洗能減少薄膜結(jié)垢從而增加流速，不過(guò)需要耗費(fèi)一些清水來(lái)實(shí)現(xiàn)。為檢測(cè)反 沖洗操作的效果，此處測(cè)量了不回流、回流情況下經(jīng)過(guò)8小時(shí)過(guò)濾后累計(jì)的總水流量。結(jié)果從圖中可以看到，對(duì)于任何濃度溶液有反沖洗時(shí)的累計(jì)水流量大于沒(méi)有反 沖洗時(shí)，特別是長(zhǎng)期情況。以8小時(shí)為例，有反沖洗時(shí)溶液濃度達(dá)到0. 5g/L、2g/L、5g/L時(shí) 相應(yīng)累計(jì)水流量達(dá)到100L、55L、30L。 圖A4有反沖洗時(shí)，薄膜過(guò)濾器模塊長(zhǎng)期表現(xiàn)(溶液濃度=2g/L，水位=Im,流速 =16-22L/h, pH = 7. 5，T = 20°，膨潤(rùn)土溶液)過(guò)程每天8小時(shí)，連續(xù)5天使用2g/L膨潤(rùn)土溶液進(jìn)行測(cè)試。在最初三天里，每次 試驗(yàn)之前沒(méi)有反沖洗，試驗(yàn)中反沖洗速度為0. 5L過(guò)濾水/0. 5小時(shí)；在最后兩天。每天試驗(yàn)之前有反沖洗，試驗(yàn)中反沖洗速度為0. 3L過(guò)濾水/0. 5小時(shí)。結(jié)果從結(jié)果可以看到，在每天試驗(yàn)之前有反沖洗可以防止每日間滲透速度的下 降。與0. 5L/0. 5h的反沖洗相比，在第四、第五天的0. 3L/0. 5h反沖洗效果較為不理想，參 數(shù)在反沖洗后有所下降而不是保持穩(wěn)定，可見(jiàn)反沖洗的效果取決于所使用的水量。 圖Α5所選濾芯的耐久性(溶液濃度=2g/L，水頭=lm，流速=16_22L/h，pH = 7. 5，T = 20°，膨潤(rùn)土溶液，每天8小時(shí)耐久性測(cè)試)結(jié)果所選濾芯能日復(fù)一日地在合適反沖洗條件下重復(fù)其性能，所述裝置能持續(xù) 使用至少30天。 圖Α6薄膜材料的耐久性(隨時(shí)間的滲透通量(Pl (入水水壓)=0. lbar,pH 二 7， 橫流流速=20-25L/h，大腸桿菌濃度=107100ml，角度90)結(jié)果沒(méi)有出現(xiàn)明顯的薄膜降解。
圖Α7去除大腸桿菌的效率(隨時(shí)間去除大腸桿菌(Pl (入水水壓)二 0. lbar, ρΗ =7，錯(cuò)流流速=20-25L/h，大腸桿菌濃度=107100ml，角度90)
權(quán)利要求
一種便攜式凈水裝置，包括操作時(shí)形成濁水水頭的濁水入水口、與所述濁水入水口相連的水過(guò)濾構(gòu)件、以及連接在所述水過(guò)濾構(gòu)件出口處的清水箱，當(dāng)所述裝置處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述濁水入水口相對(duì)于所述清水箱和所述水過(guò)濾構(gòu)件這樣設(shè)置在所述裝置的使用中，在所述濁水入水口的濁水水頭產(chǎn)生的重力作用下，濁水流過(guò)所述水過(guò)濾構(gòu)件并進(jìn)入所述清水箱；所述水過(guò)濾構(gòu)件包括錯(cuò)流式膜過(guò)濾器，濁水在濁水水頭產(chǎn)生的重力作用下也流過(guò)所述錯(cuò)流式膜過(guò)濾器，從而使得污染物排出所述過(guò)濾器。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括濁水入水箱，在使用中將濁水送入所述濁 水入水口。
3.按照權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述濁水入水箱和所述清水箱包含內(nèi)部加固構(gòu)件。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的裝置，其中所述濁水入水箱形狀和所述清水箱形狀基本 互為鏡像，從而所述裝置能在正常使用中基本保持平衡。
5.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置包括與所述清水箱相連的清 水輸送管，并且操作時(shí)能使清水從所述清水箱中流出。
6.按照權(quán)利要求5中所述的裝置，在從屬于權(quán)利要求2的情況下，其中在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)， 所述清水輸送管能被設(shè)置成，其自由端高于所述濁水入水箱中的濁水水面。
7.按照上述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中所述清水箱包括通氣構(gòu)件，可釋放所述 清水箱內(nèi)部形成的壓力。
8.按照權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述通氣構(gòu)件包括連接于所述清水箱和所述清水 輸送管之間的通氣管。
9.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述濁水入水口與清水箱這樣設(shè)置 當(dāng)所述清水箱中裝滿清水時(shí)，濁水自動(dòng)停止從所述過(guò)濾構(gòu)件的過(guò)濾器中流過(guò)。
10.按照權(quán)利要求2-9中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述濁水入水箱包括傾斜底座，在所 述裝置處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，懸浮在所述濁水中的顆粒物能順底座向下流，從而從所述濁水中 分離出來(lái)。
11.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述裝置處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述底座與水平傾 斜成5°到85°之間。
12.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述裝置處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述底座與水平傾 斜成20°到70°之間。
13.按照權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述裝置處在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述底座與水平傾 斜成30°到60°之間。
14.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，包含在使用中收集所述被分離出的顆粒 物的坑道。
15.按照權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述坑道位于通往所述過(guò)濾構(gòu)件的濁水入水口 之下。
16.按照權(quán)利要求14或15所述的裝置，其中所述坑道設(shè)有坑道出口，在使用中作為限 流器被操作，能使所述被分離出的顆粒物連續(xù)且受控地離開(kāi)所述坑道。
17.按照權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述坑道出口可以被調(diào)節(jié)為不同的流速。
18.按照權(quán)利要求2-17中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述濁水入水口位于所述濁水入水箱的底座下端的下方。
19.按照權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述濁水入水口位于所述濁水入水箱的收縮部 之下，所述收縮部操作時(shí)能使?jié)崴谒鍪湛s部之后形成匯流，從而使進(jìn)入所述過(guò)濾構(gòu)件 濁水入水口的懸浮顆粒物減少到最少。
20.按照權(quán)利要求2-17中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述濁水入水口位于所述底座下 端的上方，在使用中，被分離出的顆粒物順底座向下流，剩余的水順底座向上進(jìn)入濁水入水
21.按照權(quán)利要求2-20中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述濁水入水箱的底座包含顆粒分 離器，所述顆粒分離器包括位于所述底座上方、相隔開(kāi)的傾斜平面元件，從而在所述底座與 所述傾斜平面元件之間界定出通道，所述濁水入水口朝向所述通道。
22.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置進(jìn)一步包括連接在所述清 水箱和所述水過(guò)濾構(gòu)件之間的反沖洗構(gòu)件，并且操作時(shí)使清水能從所述水過(guò)濾構(gòu)件中回 流，將水過(guò)濾構(gòu)件上的殘留顆粒物去除。
23.按照權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述反沖洗構(gòu)件包括水囊，壓縮所述水囊能使 清水流過(guò)所述水過(guò)濾構(gòu)件。
24.按照權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述水囊為錐形。
25.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述水過(guò)濾構(gòu)件包括安裝在細(xì)長(zhǎng)的 過(guò)濾器外殼中的中空纖維薄膜式過(guò)濾器。
26.按照權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述過(guò)濾器由薄膜材料制成，所述薄膜材料持 續(xù)使用壽命小于三個(gè)月。
27.按照權(quán)利要求25或26所述的裝置，其中所述過(guò)濾器外殼安裝成在所述裝置處于運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)是水平的。
28.按照權(quán)利要求25或26所述的裝置，其中所述過(guò)濾器外殼安裝成在所述裝置處于運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)是豎直的。
29.按照權(quán)利要求25或26所述的裝置，其中所述過(guò)濾器外殼安裝成在所述裝置處于運(yùn) 轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)與水平面成一定角度。
30.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述濁水入水口和清水箱均由柔性 塑料材料制成。
31.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置是可收縮的。
32.按照權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述裝置可以通過(guò)自身折疊而收縮。
33.按照權(quán)利要求31或32所述的裝置，其中所述裝置可以通過(guò)自身卷起而收縮。
34.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述裝置包括包體。
35.按照權(quán)利要求34所述的裝置，其中所述包體在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中大致呈矩形。
全文摘要
一種用重力驅(qū)動(dòng)的便攜式凈水裝置(1)，包括操作時(shí)形成濁水水頭的濁水入水口(5)、與濁水入水口(5)相連的水過(guò)濾構(gòu)件(23)、以及與水過(guò)濾構(gòu)件(23)相連的清水箱(35)。在所述裝置(1)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述濁水入水口(5)相對(duì)于所述清水箱(35)、過(guò)濾構(gòu)件(23)作如下設(shè)置使用時(shí)在濁水入水口(5)中濁水水頭產(chǎn)生的重力作用下，濁水流過(guò)所述過(guò)濾構(gòu)件(23)并流入清水箱(35)。所述水過(guò)濾構(gòu)件(23)包括錯(cuò)流式膜過(guò)濾器，濁水在濁水水頭產(chǎn)生的重力作用下也流過(guò)錯(cuò)流式薄膜過(guò)濾器，從而使得污染物排出所述過(guò)濾器。
文檔編號(hào)C02F1/00GK101888977SQ200880119707
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2008年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者崔占峰 申請(qǐng)人:Isis創(chuàng)新有限公司