本發(fā)明涉及用于藥筒型可更換模塊的連接機(jī)構(gòu)和藥筒型可更換模塊，其優(yōu)選地用在水凈化系統(tǒng)中，并且本發(fā)明涉及使用該連接機(jī)構(gòu)并適于與該藥筒型可更換模塊一起使用的水凈化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

用于產(chǎn)生超純水的水凈化系統(tǒng)是公知的并且通常由如支撐框架、水品質(zhì)監(jiān)測源、泵、電磁閥和電導(dǎo)池的周邊部件以及用于通過相互接合的互補(bǔ)連接頭可釋放地安裝一個或兩個凈化藥筒的連接機(jī)構(gòu)構(gòu)成。超純水的特征在于大于18mωxcm的電阻率以及小于每十億份中二十份的總有機(jī)化合物（toc）。超純水的使用在研究和工業(yè)中逐漸增加。典型的使用是在實驗室環(huán)境中，其中每日使用量從幾升上漲到1500升。水凈化過程由幾個過濾步驟構(gòu)成，其中水被置于與凈化介質(zhì)接觸或者被推動通過不同類型的膜。隨時間流逝，凈化介質(zhì)被耗盡且/或膜變得堵塞，使得這些介質(zhì)和膜需要基于時間或水消耗被更換。介質(zhì)和/或膜通常被封裝在藥筒中以促進(jìn)從相應(yīng)水凈化系統(tǒng)正確地更換這些可消耗介質(zhì)。

可更換藥筒的早期構(gòu)思包括具有四個管的組件，該四個管由端板連接且用設(shè)計成提供所需水處理的樹脂顆粒填充。連接頭被設(shè)置在頂部端板和底部端板處以用于將藥筒裝配到水凈化系統(tǒng)的配合連接頭。連接頭沿與藥筒的縱向方向垂直的方向從端板突出。這樣的藥筒在us4944875b中被描述。將藥筒安裝到連接機(jī)構(gòu)包括將模塊端板處的兩個連接頭同時插入到系統(tǒng)的對應(yīng)的配合流體連接頭中。這個過程是困難的，因為兩個連接頭需要沿與藥筒的縱向方向垂直的方向同時插入。而且，在藥筒上的端口和系統(tǒng)上的流體連接頭之間提供流體密封連接需要附加控制步驟和各種手動操控。從凈化立場看，這種系統(tǒng)是不利的，因為穿過單元的混合床交換介質(zhì)從底部向上的流動是不希望的，因為介質(zhì)的陰離子和陽離子樹脂球的混合床會分離。

us6383382b1公開了具有特別適于產(chǎn)生超純水的流體凈化介質(zhì)的另一藥筒?？筛鼡Q單元實際上包括兩個藥筒，其作為單件被模制在一起，并且具有共同壁和鄰近共同壁在這兩個藥筒之間定位的較小導(dǎo)管或室以便提供在第一藥筒的底部和第二藥筒的頂部之間的流體連通。單元的所有端口均位于頂端蓋處，而沿單元的縱向方向間隔開的底端蓋被完全閉合。因此，頂端蓋具有流體入口端口和滲透出口端口。在操作中，待被容納在單元中的介質(zhì)（諸如活性碳或離子交換介質(zhì)）過濾或以其他方式處理的流體進(jìn)入頂端蓋中的流體入口端口，向下流動通過多孔屏和容納在第一藥筒中的介質(zhì)并通過下部屏，在底端蓋處被收集并被向上引導(dǎo)通過第一藥筒滲透室到第二藥筒的頂部。在第二藥筒中，流體滲透物再次向下流動通過多孔屏并通過第二藥筒的介質(zhì)，直到滲透物在第二藥筒的底部處被收集。最后，其被向上引導(dǎo)通過第二藥筒滲透室并通過頂端蓋處的滲透出口端口被導(dǎo)出。這種系統(tǒng)是不利的，因為已經(jīng)減少離子的凈化水在其返回藥筒的頂部的途中接觸滲透室的壁并且被藥筒材料的提取污染物污染。此外，該文獻(xiàn)沒有描述頂端蓋處的入口和出口端口如何連接到系統(tǒng)的配合流體連接頭。

用于凈化水的另一模塊在ep1405828a1中被描述。該文獻(xiàn)公開了一種模塊，其包括保持其內(nèi)部介質(zhì)的整體式容器以用于順序地執(zhí)行進(jìn)入模塊的水的預(yù)處理和處理。在模塊的頂側(cè)處的頭部具有與模塊的容器的縱向軸線垂直地延伸的三個平行連接頭，并且其中每個連接頭均形成有與模塊的內(nèi)部連通的水入口或出口孔口。連接頭能夠是公或母連接頭并且被插入到水凈化系統(tǒng)的配合流體連接頭中。類似于在us6383382b1中描述的系統(tǒng)，流體在模塊中的流動從頂部到底部并反轉(zhuǎn)回到頂部，其中藥筒的所有端口均被定位成使得這個系統(tǒng)具有上述缺點。此外，該文獻(xiàn)沒有描述在頭部的頂端處的平行連接頭如何連接到系統(tǒng)的配合流體連接頭。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于藥筒型可更換模塊的連接機(jī)構(gòu)和藥筒型可更換模塊，其優(yōu)選地用在水凈化系統(tǒng)中，并且還提供水凈化系統(tǒng)，該水凈化系統(tǒng)提供可更換模塊的便利且安全的更換以及與系統(tǒng)的流體連接，并且就涉及水凈化系統(tǒng)而言，避免在模塊中的反向流體流動的缺點。

為了解決該問題，本發(fā)明提供了如在權(quán)利要求1中限定的連接機(jī)構(gòu)、如在權(quán)利要求10中限定的藥筒型可更換模塊以及如在權(quán)利要求14中限定的水凈化系統(tǒng)。在從屬權(quán)利要求中限定了連接機(jī)構(gòu)、藥筒型可更換模塊和水凈化系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。

因此，本發(fā)明提供了一種用于藥筒型可更換模塊的連接機(jī)構(gòu)，該模塊沿模塊的縱向方向在模塊的相反側(cè)中的每個處具有至少一個流體端口，該連接機(jī)構(gòu)包括：

兩個連接頭元件，其沿模塊的縱向方向間隔開并且每個均具有至少一個流體連接頭，所述至少一個流體連接頭被構(gòu)造成與模塊的相應(yīng)側(cè)處的模塊的互補(bǔ)流體端口可釋放地相互接合，其中連接頭元件中的至少一個是可動的以便執(zhí)行沿模塊的縱向方向的平移運(yùn)動；

至少一個驅(qū)動器元件，其被設(shè)置成與模塊接合并與所述至少一個可動連接頭元件接合，使得與驅(qū)動器元件接合的模塊的旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動經(jīng)由驅(qū)動器元件導(dǎo)致可動連接頭元件的平移運(yùn)動，以便建立/釋放該連接頭元件的（一個或多個）流體連接頭與模塊的相關(guān)聯(lián)的（一個或多個）流體端口的相互接合（權(quán)利要求1）。

本發(fā)明的連接機(jī)構(gòu)特定地被設(shè)計成用于藥筒型可更換模塊，該模塊沿模塊的縱向方向在模塊的相反側(cè)或端中的每個處具有至少一個流體端口。提供沿具有配合流體連接頭的模塊的縱向方向間隔開的所述兩個連接頭元件提供了使用如下類型的可更換模塊的可能性，該模塊被設(shè)計成依賴于流體從一側(cè)（端）通過模塊到另一側(cè)（端）的單向流動，從而避免了與同一模塊內(nèi)的流動反向相關(guān)聯(lián)的問題。此外，與一個或兩個連接頭元件的驅(qū)動器元件接合的模塊本身的旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動這一特征經(jīng)由驅(qū)動器元件導(dǎo)致可動連接頭元件的平移運(yùn)動從而建立/釋放該連接頭元件的（一個或多個）流體連接頭與模塊的相關(guān)聯(lián)的（一個或多個）流體端口的相互接合。這提供了模塊與連接機(jī)構(gòu)的安全且可靠的流體連接以及模塊的直觀的預(yù)定受限運(yùn)動（旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動），使得使用者不需要執(zhí)行附加控制步驟或操縱來將模塊流體連接到系統(tǒng)（即水凈化系統(tǒng)）并確認(rèn)正確連接。

因為流體連接包含由模塊的運(yùn)動導(dǎo)致的經(jīng)由模塊的連接機(jī)構(gòu)中的連接頭元件的主動運(yùn)動，所以模塊的流體端口能夠從外側(cè)凹入并因此被保護(hù)以免損壞。

此外，能夠通過“單手操作”來實現(xiàn)模塊的平移或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而導(dǎo)致可動連接頭的平移運(yùn)動，以便建立/釋放（一個或多個）流體連接頭與模塊的相關(guān)聯(lián)的（一個或多個）流體端口的相互接合，并且通過正向或反向（即相反方向）的相同過程來實現(xiàn)模塊的附接和拆卸。此外，能夠在（一個或多個）流體端口和流體連接頭之間的連接處在不需任何附加工具或操縱的情況下建立連接，即使用者僅操縱并觸及模塊。

最后，相互接合發(fā)生在連接機(jī)構(gòu)的內(nèi)部并且因此不暴露于環(huán)境，使得能夠避免對系統(tǒng)的污染或其他負(fù)面影響。

優(yōu)選地，兩個連接頭元件均是可動的以便執(zhí)行沿模塊的縱向方向的平移運(yùn)動，并且兩個驅(qū)動器元件被設(shè)置成與模塊接合并與所述兩個可動連接頭元件中的相應(yīng)的相關(guān)聯(lián)的一個接合，使得模塊的旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動經(jīng)由與相應(yīng)的驅(qū)動器元件的接合而導(dǎo)致可動連接頭元件沿相反方向的平移運(yùn)動，以便建立/釋放兩個連接頭元件的流體連接頭與模塊的相反側(cè)處的流體端口的相互接合（權(quán)利要求2）。

這種改進(jìn)是尤其優(yōu)選的，因為其包括在模塊的相反側(cè)處的兩個連接頭元件沿相同方向但彼此相反的同時的平移運(yùn)動，使得能夠經(jīng)由由模塊的旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動經(jīng)由相應(yīng)驅(qū)動器元件導(dǎo)致的連接頭元件的主動平移來實現(xiàn)在兩側(cè)處的可靠流體連接。

優(yōu)選地，在每個驅(qū)動器元件和相關(guān)聯(lián)的可動連接頭元件之間的接合是適于將驅(qū)動器元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞成連接頭元件的平移運(yùn)動的螺紋接合（權(quán)利要求3）。

在驅(qū)動器元件和相關(guān)聯(lián)的可動連接頭元件之間的螺紋接合是通過螺釘/螺母機(jī)構(gòu)將模塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成連接頭元件的平移或線性運(yùn)動的有效方式。對合適的螺紋類型和斜度的選擇確定了由與模塊接合的驅(qū)動器元件的特定旋轉(zhuǎn)量所導(dǎo)致的連接頭元件的平移運(yùn)動的距離。較陡的螺紋比較緩的螺紋導(dǎo)致更大的線性運(yùn)動。螺紋甚至能夠改變成產(chǎn)生特定運(yùn)動學(xué)。

優(yōu)選地，在驅(qū)動器元件和模塊的相應(yīng)側(cè)處的相關(guān)聯(lián)的可動連接頭元件之間的螺紋接合是沿相反方向的，使得與兩個驅(qū)動器元件接合的模塊沿一個旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致連接頭元件沿模塊的相同軸向方向但彼此相反的平移運(yùn)動（權(quán)利要求4）。

優(yōu)選地，每個驅(qū)動器元件適于以外形鎖定方式可釋放地與模塊的部分接合，使得模塊繞沿縱向方向的軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動被傳遞成使驅(qū)動器元件旋轉(zhuǎn)（權(quán)利要求5），并且驅(qū)動器元件與模塊的部分以外形鎖定方式的可釋放的接合包括用于將旋轉(zhuǎn)力從模塊傳遞到驅(qū)動器元件的機(jī)構(gòu)和用于將源自流體背壓的軸向力從連接頭元件傳遞到模塊的機(jī)構(gòu)（權(quán)利要求6）。

在模塊的該部分（其優(yōu)選地沿縱向方向在兩側(cè)處）和驅(qū)動器元件之間的外形鎖定接合提供了由使用者施加到模塊的旋轉(zhuǎn)力或動量向驅(qū)動器元件且進(jìn)一步優(yōu)選地通過螺紋接合向驅(qū)動器元件的精確傳遞，以便實現(xiàn)其平移運(yùn)動，以便建立/釋放（一個或多個）流體連接頭與模塊的（一個或多個）互補(bǔ)流體端口的相互接合。用于將源自流體背壓的軸向力從連接頭元件傳遞到模塊的附加機(jī)構(gòu)提供了如下效果，即如果處于端口處的流體背壓在操作中作用在縱向間隔開的連接頭元件上，所述連接頭元件不被推離彼此，而是軸向力能夠被模塊外殼本身反作用并補(bǔ)償。因此，沒有軸向力被傳遞到保持連接機(jī)構(gòu)的水凈化系統(tǒng)的其他部分。這在如下情況下是特別重要的：連接機(jī)構(gòu)和沿縱向方向間隔開的所述兩個連接頭元件以懸臂方式被提供，該懸臂方式有助于將模塊從前側(cè)無阻礙地插入驅(qū)動器元件中。

優(yōu)選地，連接機(jī)構(gòu)包括指示機(jī)構(gòu)，其用于標(biāo)記驅(qū)動器元件的限定旋轉(zhuǎn)位置，該限定旋轉(zhuǎn)位置對應(yīng)于以下位置：在該位置中，可動連接頭元件已經(jīng)建立和/或釋放（一個或多個）流體連接頭與模塊的（一個或多個）流體端口的相互接合（權(quán)利要求7）。

提供用于標(biāo)記驅(qū)動器元件的限定旋轉(zhuǎn)位置的指示機(jī)構(gòu)提供了如下效果，即最后的鎖定位置能夠以如下方式被限定：使用者清楚地感覺到且能夠確認(rèn)鎖定位置，使得他能夠（視覺地和/或聽覺地和/或通過感覺在限定位置處的卡合）確定流體連接被適當(dāng)?shù)亟⒑?或釋放。

優(yōu)選地，指示指示機(jī)構(gòu)適于在限定旋轉(zhuǎn)位置處可釋放地阻擋驅(qū)動器元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（權(quán)利要求8）。這個特征防止了流體連接頭的相互接合的意外的釋放。

優(yōu)選地，連接元件的每個流體連接頭被設(shè)置成與設(shè)置在連接元件上的相關(guān)聯(lián)的外部端口連通并且可因此與其一起運(yùn)動（權(quán)利要求9）。這種設(shè)置包括從系統(tǒng)延伸到連接元件的外部端口的連接管或軟管的某種運(yùn)動，但提供了具有最少數(shù)量的部件的相對簡單的結(jié)構(gòu)。替代性地，連接元件的每個流體連接頭被設(shè)置成與設(shè)置在連接機(jī)構(gòu)的支撐元件上的外部端口連通，該支撐元件在連接元件的運(yùn)動期間相對于連接元件被固定（權(quán)利要求9）。這樣的技術(shù)方案提供了更復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及在可動流體連接頭和支撐元件之間的流體連接，但是避免了當(dāng)模塊附接到連接機(jī)構(gòu)/從連接機(jī)構(gòu)拆卸時外部端口和任何附接的連接管或軟管的運(yùn)動。

本發(fā)明還提供了一種藥筒型可更換模塊，其包括：圓柱容器；沿模塊的縱向方向在模塊的相反側(cè)中的每個處的至少一個流體端口；被接收在容器中的至少凈化介質(zhì)和/或膜；以及形成在模塊的相反側(cè)中的至少一個上的部分，其用于與連接機(jī)構(gòu)的部件的可釋放的外形鎖定接合，以便將模塊繞沿縱向方向的軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞到連接機(jī)構(gòu)（權(quán)利要求10）。

優(yōu)選地，用于與連接機(jī)構(gòu)的部件的可釋放的外形鎖定接合的部分包括用于將源自（一個或多個）流體端口處的流體背壓的軸向力傳遞到模塊的機(jī)構(gòu)（權(quán)利要求11）。借助這種結(jié)構(gòu)，在操作期間沿軸向方向作用的源自（一個或多個）流體端口處的背壓的力能夠被模塊本身的外殼接收和補(bǔ)償。

優(yōu)選地，模塊在一側(cè)處具有用作入口的流體端口，并且在相反側(cè)處具有用作出口的兩個流體端口，并且具有設(shè)置在容器中的膜以便允許切向過濾被引入入口的饋送流并從出口提取滲透物和滯留物（權(quán)利要求12）。

優(yōu)選地，模塊在頂側(cè)處具有用作入口的流體端口，并且在相反的底側(cè)處具有用作出口的流體端口，并且具有設(shè)置在容器中的離子交換介質(zhì)（權(quán)利要求13）。

提供在一側(cè)具有用作入口的流體端口并在相反側(cè)具有用作出口的兩個（或多個）流體端口的藥筒型可更換模塊允許對水施加切向過濾操作，同時保持從模塊的一側(cè)（即頂部）向相反側(cè)（即底部）沿其縱向方向的單向流動。

本發(fā)明還提供一種水凈化系統(tǒng)，其包括：用于待凈化的水的入口和用于被凈化的水的出口；框架，其支撐用于根據(jù)本發(fā)明的藥筒型可更換模塊的根據(jù)本發(fā)明的至少一個連接機(jī)構(gòu)，其中連接機(jī)構(gòu)適于在模塊的旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動時與模塊接合并連接到模塊的流體端口，以便建立從入口通過模塊到出口的流體連通（權(quán)利要求14）。

本發(fā)明的這種水凈化系統(tǒng)關(guān)于容納用于水凈化的凈化介質(zhì)的（一個或多個）藥筒型可更換模塊的更換是易于操作的，并且允許使用這種（一個或多個）模塊，其采用從模塊一側(cè)處的入口到模塊另一側(cè)處的一個或多個出口的單向流動，從而避免了流動在模塊內(nèi)的反向。同時，使用根據(jù)本發(fā)明的連接機(jī)構(gòu)，僅通過每個模塊相對于相關(guān)聯(lián)的連接機(jī)構(gòu)的簡單直觀的旋轉(zhuǎn)或平移運(yùn)動，提供方便的、優(yōu)選同時的在模塊的兩個相反端處的流體連接的建立。

優(yōu)選地，框架支撐根據(jù)本發(fā)明的至少兩個連接機(jī)構(gòu)，每個連接機(jī)構(gòu)均適于與根據(jù)本發(fā)明的一個模塊接合，以便連接到模塊的流體端口，并且連接機(jī)構(gòu)的連接頭元件被設(shè)置成彼此連通，并與入口和出口連通，以及與模塊的流體端口連通，使得當(dāng)模塊被連接在連接機(jī)構(gòu)中時，在操作中在入口和出口之間能夠產(chǎn)生通過模塊的流體的串行流動（權(quán)利要求15）。

水凈化系統(tǒng)被設(shè)計成利用至少兩個模塊（即保持實現(xiàn)期望的水凈化水平所需的不同預(yù)處理介質(zhì)和純化介質(zhì)），使得待凈化的水在限定串行流動中從系統(tǒng)的入口流動通過多個模塊到系統(tǒng)的出口，在該系統(tǒng)的出口處能夠重新得到凈化水。雖然多個模塊被可移除地接收在系統(tǒng)中，但它們中的每個能夠通過平移或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以相同的簡單方式被安裝/拆卸，并且能夠獨立于其他模塊或系統(tǒng)地被更換。此外，使用單獨的模塊允許通過每個模塊的流動方向能夠是從頂部到底部，因為連接流體路徑被設(shè)置在系統(tǒng)中，其提供在一個模塊的底部處的出口和下一模塊的頂部處的入口之間的流體連通。

附圖說明

現(xiàn)在將通過示例方式且參考附圖描述本發(fā)明。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一個優(yōu)選實施例的連接機(jī)構(gòu)和藥筒型可更換模塊的透視分解圖；

圖2a和圖2b示出了分別處于打開和鎖定位置的圖1的連接機(jī)構(gòu)和模塊；

圖3a和圖3b示出橫截面圖形式的且分別處于打開和鎖定位置的圖1的連接機(jī)構(gòu)的頂端部件的放大細(xì)節(jié)；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例的包括用于接收兩個可更換模塊的兩個連接機(jī)構(gòu)的水凈化系統(tǒng)的透視分解圖；

圖5a和圖5b以透視圖和俯視圖示出在驅(qū)動器元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動期間處于各個位置的圖4的水凈化系統(tǒng)中的連接機(jī)構(gòu)的指示機(jī)構(gòu)；

圖6示出了根據(jù)另一優(yōu)選實施例的處于打開和閉合位置的連接機(jī)構(gòu)，其中大部分模塊被省略，并且僅以橫截面圖示出相應(yīng)的相反側(cè)處的連接機(jī)構(gòu)的相關(guān)部件；

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的藥筒型可更換模塊的實施例的示例，其用于與本發(fā)明的連接機(jī)構(gòu)組合使用并且包含離子交換介質(zhì)并且在模塊的相反側(cè)中的每個處包含單個流體端口；以及

圖8示出根據(jù)本發(fā)明的藥筒型可更換模塊的另一示例，其用于與本發(fā)明的連接機(jī)構(gòu)組合使用并且涉及橫流過濾器，其在模塊的一側(cè)處具有單個流體端口并且在相反側(cè)處具有兩個流體端口。

具體是實施方式

從根據(jù)本發(fā)明的藥筒型可更換模塊的示例的詳細(xì)描述開始，我們參考圖7和圖8，其示出了用在水凈化系統(tǒng)中的兩種不同的藥筒型可更換模塊，其中圖7涉及包含離子交換介質(zhì)的模塊并且圖8涉及包括橫流過濾器或過濾膜的模塊。在這種情況中膜能夠是具有一個或多個層和/或片的褶皺或螺旋膜。在圖7的情況中，通過模塊的水流從藥筒的頂側(cè)端到其底側(cè)端。因此，模塊的頂側(cè)具有用作用于待凈化的水的入口的單個流體端口2a，并且底側(cè)包含用作用于（部分）被凈化的水的出口的單個流體端口2b。

在圖8的模塊中，優(yōu)選流動方向是從底部到頂部，使得模塊的底側(cè)端具有用作用于饋送流的入口的單個流體端口2a，并且模塊的頂側(cè)端具有用于提取滲透物和滯留物的兩個出口2b。

模塊優(yōu)選地且如所示具有圓柱容器，該容器在兩個軸向端處均被密封且?guī)w。包括流體端口的端蓋能夠基本上是相同的，其中針對特定流動構(gòu)造非必須的流體端口能夠被簡單地關(guān)閉。在兩端處都打開的圓柱容器在生產(chǎn)過程中能夠被容易地填充，并且潛在地一旦端蓋被移除，則在使用之后能夠被容易地回收。為此目的，端蓋能夠被整體密封或者可釋放地附接到圓柱容器。圓柱容器有助于且支持通過手的直觀的抓持以及模塊的旋轉(zhuǎn)以便建立與連接機(jī)構(gòu)的流體連接，如下文所述。容器周邊的外側(cè)能夠具有支持直觀操控和操作的附加特征，即印制或模制標(biāo)記。

在兩個軸向端處都具有流體端口的模塊構(gòu)造是優(yōu)選的，因為在存儲和操控期間模塊的占用面積較小。此外，如下文所述，流體端口能夠從外部輪廓凹入，因為流體連接是經(jīng)由連接頭元件進(jìn)出流體端口的主動運(yùn)動來建立的。因此，在操控和存儲期間保護(hù)流體端口以免損壞。在一個軸向端處具有入口且在相反軸向端處具有出口的模塊設(shè)計對于離子交換應(yīng)用來說是有利的，因為從頂部到底部的流體流動防止了混合床的流化（fluidisation），而在流動方向在同一模塊內(nèi)反向并在模塊的離子交換介質(zhì)區(qū)段中從底部流向頂部的大量現(xiàn)有構(gòu)造中，這種流化是不利的。

模塊具有部分7（見圖1和圖2a/b），其用于模塊的相應(yīng)側(cè)端與下文所述的連接機(jī)構(gòu)的驅(qū)動器元件的外形鎖定接合。這些在圖7和圖8的橫截面圖中不可見。當(dāng)然，在圖1的模塊中更詳細(xì)示出的類似部分在兩個軸向端側(cè)處都使用。在圖8中的模塊的頂端側(cè)處的流體端口2b關(guān)于中央縱向軸線是同心的，使得兩個端口與具有互補(bǔ)同心流體端口的連接機(jī)構(gòu)的連接頭元件的流體連接在連接頭元件的平移運(yùn)動期間能夠建立，而不管導(dǎo)致連接頭元件的平移線性運(yùn)動的模塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。因此流體端口的開口必須至少在對應(yīng)于建立流體端口和互補(bǔ)流體連接頭之間的相互接合所需的模塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動量的扇形寬度上是無阻的。所述多個流體端口和連接頭能夠是同心的并且位于不同徑向位置或不同扇形位置處。能夠根據(jù)需要在模塊的每端處設(shè)置兩個以上的這種端口，以便建立流入或流出模塊的預(yù)期流體流動。

圖7或圖8的模塊中的離子交換介質(zhì)和橫流過濾器的材料和結(jié)構(gòu)能夠為了生產(chǎn)凈化水的目的如現(xiàn)有技術(shù)所公知的那樣被選擇。圖7和圖8的模塊能夠在圖4中示出的水凈化系統(tǒng)中被組合在一起，其中系統(tǒng)中的流體連通被設(shè)計成使得，在將模塊安裝到系統(tǒng)之后，建立從入口到系統(tǒng)、根據(jù)圖7的離子交換模塊中從頂部到底部或者圖8的橫流過濾器模塊中從底部到頂部的優(yōu)選方向串行通過所述兩個模塊、并然后流出系統(tǒng)的出口的待凈化的水的恰當(dāng)流動。

止回閥11可以被設(shè)置在每個模塊的底部上以便在更換模塊期間從系統(tǒng)移除模塊時防止保留在模塊內(nèi)的水泄漏。

模塊可以因此沿模塊的縱向方向在模塊2的相反側(cè)或側(cè)端中的每個處具有至少一個流體端口，并且如果需要可以在一端處具有甚至兩個以上的流體端口。模塊也可以在端蓋處均具有相同設(shè)計，所述端蓋具有相同數(shù)量的端口但是在一側(cè)上的某些不需要的端口被堵塞。這減少了模塊的端蓋的變體數(shù)量。

圖1至圖3中所示的根據(jù)第一實施例的用于每個模塊的本發(fā)明的連接機(jī)構(gòu)具有沿模塊2的縱向方向間隔開的兩個連接頭元件3，其具有與它們要配合的模塊的流體端口互補(bǔ)的流體連接頭3b。因此，連接頭元件3具有一個或多個（即至少一個）流體連接頭3b，所述流體連接頭3b被構(gòu)造成在模塊2的相應(yīng)側(cè)處與模塊2上的（一個或多個）互補(bǔ)流體端口2a、2b可釋放地相互接合。連接頭元件3是可動的，以執(zhí)行沿模塊2的縱向方向、優(yōu)選地沿豎直軸線（當(dāng)連接機(jī)構(gòu)被集成在設(shè)計成使得圓筒形模塊處于直立姿態(tài)的水凈化系統(tǒng)中時）的平移且優(yōu)選地線性運(yùn)動。換言之，連接頭元件3能夠沿軸向方向平移，但是例如通過試圖保持靜止的連接機(jī)構(gòu)的支撐元件5而被防止旋轉(zhuǎn)。

每個連接頭元件3均具有所述至少一個流體連接頭3b，所述流體連接頭3b還被設(shè)置成與設(shè)置在連接頭元件3上的相關(guān)聯(lián)的外部端口9a連通。由于外部端口9a被集成到連接頭元件3中，所以當(dāng)連接頭元件執(zhí)行平移運(yùn)動時，該外部端口9a將與連接頭元件一起運(yùn)動。

如圖1所示，在模塊2的頂側(cè)處的連接頭元件3具有兩個流體連接頭3b以便與模塊的頂側(cè)端上的兩個互補(bǔ)流體端口2a可釋放地相互接合。每個流體連接頭3b因此被設(shè)置成與單獨一個相關(guān)聯(lián)的外部端口9a連通。在模塊的底側(cè)端處的連接頭元件3僅具有單個流體連接頭3b，其被設(shè)置成與單個相關(guān)聯(lián)的集成外部端口9a連通。

在連接頭元件3的外部圓周的一部分上設(shè)置外部螺紋3a，其被設(shè)計成與可旋轉(zhuǎn)地支撐在連接機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動器元件4上的內(nèi)部螺紋4a螺紋接合并配合。雖然驅(qū)動器元件4被可旋轉(zhuǎn)地支撐，但例如通過固定支撐元件5的結(jié)構(gòu)，其被阻止沿軸向方向平移。因此，驅(qū)動器元件4用作螺釘/螺母驅(qū)動機(jī)構(gòu)的螺母，并且連接頭元件3用作螺釘。驅(qū)動器元件4的旋轉(zhuǎn)，由于對其軸向運(yùn)動的約束，將由于螺紋接合以及連接頭元件3繼而被阻止與驅(qū)動器元件4一起旋轉(zhuǎn)這一事實，而導(dǎo)致可動連接頭元件3的平移運(yùn)動。當(dāng)然，在驅(qū)動器元件4和連接頭元件3上的螺紋類型（外部或內(nèi)部）能夠顛倒。

驅(qū)動器元件4具有插座8，其被形成為以外形鎖定方式與相應(yīng)側(cè)端處的模塊2的部分7接合，使得當(dāng)模塊的部分7被接收在插座8中時，模塊繞沿縱向方向的軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動被傳遞成使驅(qū)動器元件4旋轉(zhuǎn)。模塊2的部分7被插入到驅(qū)動器元件4的插座8中的插入方向優(yōu)選地基本上垂直于模塊的縱向軸線。提供外形鎖定接合和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳遞的模塊的部分7能夠具有一個或多個徑向凸起7a，該凸起7a與優(yōu)選地在插座8的兩側(cè)上對稱的一個或多個對應(yīng)溝槽或凹槽8a接合。徑向凸起7a用作將源自流體背壓的軸向力經(jīng)由驅(qū)動器元件4傳遞回模塊2的機(jī)構(gòu)，所述流體背壓從模塊中的流體傳遞到連接頭元件3。驅(qū)動器元件4的插座8優(yōu)選地具有止動件以便確定藥筒上的部分5被適當(dāng)?shù)夭迦氲讲遄?中至連接頭元件3的（一個或多個）流體連接頭3b與模塊的（一個或多個）流體端口2a、2b完美對齊的位置。在連接機(jī)構(gòu)的底側(cè)上的連接頭元件和驅(qū)動器元件的結(jié)構(gòu)基本上與前面針對頂側(cè)處的結(jié)構(gòu)所描述的相同，除了以下不同：連接頭元件3和驅(qū)動器元件4的螺紋3a和4a的方向是沿相反方向或傾斜，使得與兩個驅(qū)動器元件4接合的模塊2的沿一個旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由連接頭元件3與沿模塊的相同軸向方向但彼此相反的相應(yīng)驅(qū)動器元件的接合而導(dǎo)致連接頭元件3的平移運(yùn)動，從而同時建立或釋放連接頭元件的（一個或多個）流體連接頭與在模塊2的相反側(cè)端處的（一個或多個）互補(bǔ)流體端口的相互接合。

用于實現(xiàn)連接頭元件的平移線性運(yùn)動的模塊的有用旋轉(zhuǎn)范圍例如是60至80度，使得能夠通過單手在單個步驟中實現(xiàn)連接過程。實現(xiàn)流體連接頭和流體端口的完全相互接合所需的旋轉(zhuǎn)范圍取決于在連接頭元件上的流體連接頭的必要軸向行程（直到它們與模塊的端口建立了流體密封連接），這繼而由連接頭元件和驅(qū)動器元件之間的螺紋接合的斜度確定。

流體連接頭和/或流體端口具有一個或多個o形環(huán)或其他墊圈的形式的適當(dāng)?shù)拿芊鈾C(jī)構(gòu)，以避免水泄漏到外側(cè)（例如見圖3a/b所示的o形環(huán)密封件）。

圖6中示出的本發(fā)明的連接機(jī)構(gòu)的實施例與圖1至圖3中示出的實施例的差別基本上在于，與連接元件3的相應(yīng)流體連接頭3b連通的外部端口9b沒有與連接頭元件3整體成形（與連接頭元件3整體成形是圖1至圖3的實施例中的情況，這導(dǎo)致其與連接頭元件一起平移），而是被形成在支撐元件5上，該支撐元件5在連接元件的平移運(yùn)動期間相對于連接元件3被固定。這通過如下來實現(xiàn)：在外部端口9b和流體連接頭3b之間存在內(nèi)部流體連接，其適應(yīng)連接元件3相對于支撐元件5的線性運(yùn)動同時維持流體連接。在實施例中這通過迷宮型密封件來實現(xiàn)，迷宮型密封件允許連接元件3相對于支撐元件的軸向運(yùn)動，同時流動路徑保持被密封以隔離于環(huán)境。如果兩個或多個流體連接頭3b將被流體連接到固定的支撐元件5上的對應(yīng)數(shù)量的外部端口9b，則能夠提供對應(yīng)結(jié)構(gòu)。

第二實施例的其他方面基本上與第一實施例相同，其中在底側(cè)處的連接元件3的單個流體連接頭3b具有止回閥11，當(dāng)從連接機(jī)構(gòu)移除模塊時該止回閥11自動地閉合以便防止模塊內(nèi)的水泄漏。

圖4中示出的水凈化系統(tǒng)采用被安裝在框架狀外殼10中的本發(fā)明的兩個連接機(jī)構(gòu)1，使得兩個藥筒型可更換模塊2能夠被可釋放地安裝在系統(tǒng)中。如上文所述，模塊能夠是與圖7和圖8中所示的實施例相同類型或不同類型，只要包括用于傳遞旋轉(zhuǎn)力的部分5的接口和流體端口與插座和流體連接頭匹配即可。系統(tǒng)的每個連接機(jī)構(gòu)都具有指示機(jī)構(gòu)6，其用于標(biāo)記每個機(jī)構(gòu)的驅(qū)動器元件4中的一個的限定旋轉(zhuǎn)位置，該限定旋轉(zhuǎn)位置對應(yīng)于以下位置：在該位置中，可動連接頭元件3已經(jīng)建立和/或釋放（一個或多個）流體連接頭3b與模塊2的（一個或多個）流體端口2a、2b的相互接合。

指示機(jī)構(gòu)6適于在限定旋轉(zhuǎn)位置處可釋放地阻擋驅(qū)動器元件4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。為此目的，指示機(jī)構(gòu)6能夠例如包括彈性或部分彈性的環(huán)6，其被固定地附接到框架狀外殼10并且具有徑向內(nèi)向突出的元件6b，該元件6b被設(shè)置成，當(dāng)驅(qū)動器元件4旋轉(zhuǎn)通過模塊時，該元件6b繞驅(qū)動器元件4的外周滑動。驅(qū)動器元件4的外周能夠具有凸輪狀輪廓4b以用于引導(dǎo)突出元件6b并將其抬升直到其卡合到凹口或凹槽4a中，由此標(biāo)記限定旋轉(zhuǎn)位置并且阻止驅(qū)動器元件4的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。該位置被示于圖5b的右側(cè)視圖中。為了從凹槽4a釋放突出元件6b，將在彈性環(huán)6的外側(cè)上的彈簧簧片6a按壓或抬升以允許該環(huán)變形并且突出元件6b被抬起并從凹槽4a移除，從而允許驅(qū)動器元件4的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。

指示機(jī)構(gòu)僅作為示例被描述為彈性環(huán)的形式，并且能夠被實施成不同形式。例如，環(huán)能夠是剛性或者基本剛性的，并且僅突出元件6b能夠是彈性變形的，或者其本身是剛性的但被單獨的彈性元件徑向偏壓，即被彈簧偏壓的鎖定球的形式。其他的技術(shù)方案也是可能的，只要它們提供標(biāo)記驅(qū)動器元件4的限定旋轉(zhuǎn)位置并/或在該限定旋轉(zhuǎn)位置處可釋放地阻擋驅(qū)動器元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的功能即可。指示機(jī)構(gòu)也能夠具有兩個或多個限定旋轉(zhuǎn)位置，在該位置中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動被中斷或阻擋。

指示機(jī)構(gòu)6被示出為與圖4的實施例相結(jié)合，但其能夠類似地被提供在圖1至圖3的實施例中。

更換水凈化系統(tǒng)中的消耗品是簡單的并且能夠通過單手操作來實現(xiàn)。這也是直觀的，因為要由使用者做出的運(yùn)動是在模塊被插入到連接機(jī)構(gòu)中之后的模塊的簡單旋轉(zhuǎn)。

提供指示機(jī)構(gòu)能夠提供額外的安全性，因為向使用者給出模塊被鎖定在旋轉(zhuǎn)位置中的明顯指示，即有形的、聲音的和/或可見的指示，其中在該旋轉(zhuǎn)位置中，建立連接頭元件的流體連接頭和模塊的流體端口的完全相互接合。

雖然上述實施例使用在連接機(jī)構(gòu)中的兩個軸向端處的可動連接頭元件，但本發(fā)明的最普遍應(yīng)用是僅一個連接頭元件可動并且另一個（優(yōu)選地在底部處的一個）靜止的情況。在這種情況下，模塊從上方插入到在底側(cè)處的（靜止）連接頭元件的（一個或多個）流體連接頭中并且之后與頂側(cè)的驅(qū)動器元件接合。在底部處的連接頭元件的（一個或多個）流體連接頭與相關(guān)聯(lián)的（一個或多個）流體端口之間的流體接合將被設(shè)計成使得在不妨礙流體連接的情況下可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在頂側(cè)的連接頭元件和驅(qū)動器元件的結(jié)構(gòu)如上文結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例所描述的。

雖然所有實施例均基于通過旋轉(zhuǎn)模塊并經(jīng)由螺母/螺釘機(jī)構(gòu)將該旋轉(zhuǎn)傳遞成連接頭元件的平移線性運(yùn)動來驅(qū)動驅(qū)動器元件，但同樣可行的是通過模塊的平移運(yùn)動并將該運(yùn)動經(jīng)由杠桿機(jī)構(gòu)或其他合適的機(jī)械連桿傳遞給（一個或多個）連接頭元件來產(chǎn)生導(dǎo)致流體連接頭與相關(guān)聯(lián)的流體端口的相互接合的驅(qū)動。