CN108883348A - 模块化过滤平台 - Google Patents

Abstract

一种模块化过滤平台，具有至少一个歧管头和至少一个相应的滤芯组件。每个歧管头彼此连接，从而以串联或并联的方式建立水流。每个滤芯组件通过锁定机构可释放地被确保不会相对于歧管头旋转。滤芯组件环形圈上的孔与歧管头或支撑支架上的任一凸弹性延伸相配合。或者，滤芯组件环形圈上的孔和歧管头环形圈上的孔与从锁定环延伸穿过两个孔的凸元件相配合。集成传感器包可被集成到系统中用于真正监管的水可见/可听指示以及Wi‑Fi接口，从而实质上促进过滤需求的瞬时响应时间。

Description

模块化过滤平台

技术领域

本发明涉及一种水过滤系统，更具体地说，涉及一种过滤平台，其具有至少一个、优选多个单独的模块，它们彼此流体连通以提供净化水。模块可彼此连接，从而以串联或并联的方式通过滤芯建立水流。每个滤芯组件都通过锁定机构可释放地附接到歧管头。

背景技术

饮用水在使用时的本地净化对于许多消费者来说变得越来越重要。在供应给消费者之前，大多数城市通常将水净化到某种程度。然而，这样的市政净化系统通常是不够的，并且在任何情况下都不能移除对饮用水味道产生不利影响的多种污染物，并且这些污染物被引入到市政净化站和城市服务的本地住宅之间的饮用水中。

过滤系统技术中存在的一些问题包含：a)过滤器更换适应性；b)在操作过程中过滤滞留(例如，由于水压而未被剥离)；(c)模块化(简化过滤部件的添加或移除)；和d)修改系统部件以建立串联或并联的流体从而适应不同的过滤方案。

在工业和商业中仍然存在需求，过滤系统的本地设置可用在不同的应用中，并且可被组装成模块化的形式以实现特定的和专用的过滤需求。这种过滤系统被期望适用于各种过滤需求和过滤能力。此外，安装在供应线上的过滤系统通常需要对芯更换和/或歧管修理进行日常维护。能够分离和重新组装的模块化系统允许用户进行更换和/或修理，而无需移除整个过滤组件。

许多应用要求使用一个以上的过滤器来选择性地移除不同的杂质。过滤系统可能需要要求预先移除污染物(例如氯和/或沉积物)的反渗透膜过滤器以及其它特殊过滤器应用，以便有效地和适当地进行操作。在这种情况下，在将流体送入位于下游的过滤器阵列之前，通过将流体穿过上游预过滤器，一些污染物可首先从供应水中被移除。众所周知当其通过过滤系统时，对通过多个过滤器的流体进行顺序处理对过滤流体的质量是有效果的。过滤器的数量和过滤器中包含的过滤介质的类型都可以影响从处理过的流体中移除污染物的数量和类型。因此，期望提供一种过滤系统，其中单个滤芯的数量、过滤介质的类型和过滤系统的特定配置可被容易地组装并在线实施。然而，需要注意的是，当过滤系统使用不同类型的过滤器来过滤来自单个流体或多个流体的不同物质时，过滤器的移除和更换过程通常需要更多的关注和工作。因此，期望一种可以容易地适应各种滤芯组装/拆装的模块化过滤系统。

发明内容

考虑到先有技术的问题和缺陷，因此本发明的目的是提供一种具有过滤器组件的水净化系统，其可被容易地配置以适应不同的过滤方案，包括被配置成串联或并联流。

本发明的另一目的是提供一种滤芯组件附着到补充歧管，其确保锁定特征以防止在使用过程中未授权的提取滤芯组件。这样的锁定特征对模块化过滤器设计中的单个滤芯组件以及多个滤芯组件都是有利的。

本发明的另一目的是提供一种水净化系统，其包括易于可附接的/可移除的滤芯，并具有由歧管的可靠和安全的锁定机构。

本发明中实现的上述以及其它目的对本领域技术人员来说是显而易见的，其涉及一种模块化过滤系统，包含：至少一个模块化过滤器组件，其具有歧管头和滤芯组件；滤芯组件包括：密封地容纳过滤介质的过滤器壳体，该过滤器壳体包括用于配合歧管头的环形圈，该环形圈具有至少一个径向向外的孔或凹陷缩进，并且适于接收凸起或引入舌片从而确保滤芯不会进一步旋转。

模块化过滤系统还包括：用于保持和/或支撑歧管头和滤芯组件的支架，该支架具有用于接收推杆厢、后端安装表面和至少一个支撑架的前端；以及被至少一个支撑架滑动接收的推杆厢，该推杆厢具有用于接收滤芯组件环形圈的孔，该推杆厢与支架弹性机械连通，从而当推杆厢沿着支架后端安装表面方向被向内推时，外抽力被施加到推杆厢，该推杆厢包括凸起或引入舌片，使得凸起或引入舌片可被移动地插入到环形圈的至少一个孔或凹陷缩进中，从而当外抽力作用在推杆厢上时，可确保滤芯组件不会进一步旋转。

推杆厢可包括至少一个向内、径向延伸的弓形段，其曲率半径近似等于环形圈的曲率半径。

推杆厢还可进一步包括用于固定弹性元件的保持器，该弹性元件产生外抽力。该弹性元件包括弹簧。

支架包括靠近保持器的表面，以向弹性元件提供反作用力或承受力。

凸起或引入舌片沿推杆厢孔径向向内延伸，并且延伸到保持器的对面。

环形圈包括部分圆周弓形段中的凹陷部分，以便于通过推杆厢的孔将滤芯组件插入到歧管头中，而不需要用户在滤芯组件插入期间同时移动推杆厢。

模块化过滤系统可包括至少一个用于监测穿过系统的流体的传感器，该至少一个传感器能够测量过滤流体参数，例如流速、压力、温度、电导率和/或杂质浓度。至少一个传感器可包括集成传感器包，其被集成到模块化过滤平台系统用于监管的水可见/可听指示和Wi-Fi接口。

在第二方面，本发明涉及一种滤芯组件，包含：密封地容纳过滤介质的过滤器壳体；用于配合歧管头的环形圈，该环形圈具有至少一个径向向外的缩进或孔，并且当其被固定在歧管头中时，可适于接收可移动的凸起以确保滤芯组件不会进一步旋转。

环形圈包括部分圆周弓形段中的凹陷部分，以便于滤芯组件的插入。

在第三方面，本发明涉及一种模块化过滤系统，包含：至少一个模块化过滤器组件，其具有歧管头和滤芯组件；该滤芯组件包括：密封地容纳过滤介质的过滤器壳体，并具有用于流体传递的入口和出口端，该过滤器壳体包括用于配合歧管头的环形圈；从过滤器壳体环径向向外延伸的弹性凸起或插入段；该歧管头包括具有螺纹环形圈的附着基；该歧管头具有入口和出口访问端口，其与过滤器壳体入口和出口端流体连通，歧管螺纹环形圈具有接收孔，当滤芯组件被固定到歧管头时，其与过滤器壳体环形圈的弹性凸起或插入段机械连通，使得滤芯组件通过被接收孔控制在适当位置的弹性凸起或插入段锁定在适当位置；以及用于安装至少一个模块化过滤器组件的支撑支架。

模块化过滤平台系统包括可附接到过滤器壳体环的锁定夹，该锁定夹形成弹性凸起或插入段，其从过滤器壳体环径向延伸以配合歧管螺纹环形圈的接收孔。

锁定夹具有预定义半径并且被圆周附接到过滤器壳体周围。

弹性凸起或插入段包含相反的弹性弓形锁定/释放杆，用于由使用者提取弹性凸起或插入段。弹性弓形锁定/释放杆在其松弛位置径向延伸超过锁定夹的半径，使得当锁定夹被固定到过滤器壳体环上时，弹性凸起或插入段与歧管螺纹环形圈的接收孔对准，并且弓形锁定/释放杆的弹性促使弹性凸起或插入段延伸穿过歧管螺纹环形圈的接收孔。

在第四方面，本发明涉及一种模块化过滤平台，包含：至少两个模块化过滤器组件，每个都具有歧管头和滤芯组件；该滤芯组件包括：密封地容纳过滤介质的过滤器壳体，该过滤器壳体包括用于配合歧管头的环形圈，该环形圈具有至少一个径向向外的孔或凹陷缩进，并且适于接收凸起或引入舌片以确保滤芯不会进一步旋转，其中每个歧管头都包括顶部流体访问端口，其通过歧管联合或导管可释放地连接到相邻歧管头的顶部流体访问端口，这允许每个歧管头彼此以流体连通链接。

每个歧管头都包括入口和出口端，用于接收歧管联合或导管以延续在歧管头外的水流，或用于从给定端口停止水流的导管插头，或用于接收流体入口或者分配流体出口的输入/输出导管。

歧管联合或导管、导管插头和输入/输出导管可被部署在歧管头上，以允许串联配置或并联配置形式的流体过滤。

模块化过滤平台还包括锁定键，其可移除地被插入到歧管头上的插入孔中，从而当歧管联合或导管被滑动插入到歧管头的访问端口中时，锁定键被置于插入孔中以固定歧管联合或导管在适当位置。

歧管联合或导管包括间隔肋，以固定用于歧管联合或导管的水密封的O形环到歧管头。

模块化过滤平台可包括用于将支架固定到永久结构的壁挂，该壁挂包括至少一个边缘，用于滑动接收能够将预过滤器组件或后过滤器组件安装到模块化过滤平台的支架凸缘。

预过滤器和后过滤器组件可滑动地定位在壁挂上的任何地方。

顶部流体访问端口可滑动接收歧管联合或导管，其将一个歧管头流体连接到另一歧管头，并且包括用于接收锁定键的插入孔，该锁定键用于固定歧管联合或导管从而流体连通地连接一个歧管头到另一歧管头。

顶部流体访问端口可滑动接收歧管联合或导管以延续在歧管头外的水流，或用于阻止来自给定端口的水流的导管插头，或用于接收流体入口或者分配流体出口的输入/输出导管。

在第五方面，本发明涉及一种滤芯组件，包括：密封地容纳滤芯的过滤器壳体，并具有用于流体传递的入口和出口端，该过滤器壳体包括用于配合歧管头的螺纹圈；以及从过滤器壳体环径向延伸或穿过过滤器壳体环的弹性凸起或插入段，以便可释放地将滤芯壳体固定到歧管头。

锁定夹可附接到过滤器壳体环，该锁定夹形成弹性凸起或插入段，其从过滤器壳体环径向向外延伸用于配合歧管上的接收孔。

弹性凸起或插入段包含弹性弓形锁定/释放杆，其可被插入到歧管螺纹环形圈的接收孔中，并且弹性弓形锁定/释放杆在其松弛位置径向延伸超过锁定夹的半径，从而当锁定夹被固定到过滤器壳体环上时，弹性凸起或插入段与歧管接收孔对准，并且弓形锁定/释放杆的弹性促使弹性凸起或插入段延伸穿过歧管的接收孔。

在第六方面，本发明涉及一种将滤芯组件插入歧管的方法，包含：将滤芯组件与位于支撑支架上的推杆厢对准，使得滤芯组件的环形圈上的凹陷部分与推杆厢孔的后弯曲部分对准；将滤芯组件垂直向上插入到推杆厢孔中；将滤芯组件旋转到歧管的补充接收螺纹部分；通过旋转对准滤芯组件的环形圈上的孔或凹陷缩进，并且将舌片从推杆厢插入到滤芯组件的环形圈上的孔或凹陷缩进中，该舌片响应于推杆厢径向向内的弹性力，以确保滤芯组件不会进一步旋转。

在第七方面，本发明涉及一种从歧管中提取滤芯组件的方法，包含：将可被滑动支撑在安装支架上的推杆厢向内推到滤芯组件，从而取代在滤芯组件环形圈上的孔或凹陷缩进中的舌片；在旋转方向上旋转滤芯组件以便从歧管中移除滤芯组件；释放推杆厢；并且移除滤芯组件。

附图说明

本发明的特性被认为是新颖的，并且本发明的元素特征在所附权利要求中进行具体阐述。这些图表仅用于说明，而不旨在画出规格。然而，对于组织和操作方法来说，本发明本身通过参考以下详细描述并结合附图可得到最佳的理解：

图1描绘了具有两个模块化过滤器组件的基础过滤反渗透平台的透视图，每个模块都具有歧管头，且带有用于附着的第一实施例；

图2描绘了图1中支撑支架的示例性实施例，用于安装和保持多个模块化过滤器组件；

图3描绘了图1中滤芯组件的透视图；

图4描绘了本发明一个实施例的滤芯组件的分解视图；

图5A描绘了环形圈的一个实施例的透视图，示出了用于锁定夹插入的螺纹附着和孔；

图5B描绘了图5a中环形圈的横截面图，其带有位于内部螺纹之间的接收孔；

图5C描绘了具有向外延伸的圆周边缘的环形圈，其被形成在环形圈的外表面上，并且被设计为与锁定环上的补充凹槽配合以轴向固定锁定环；

图6A描绘了锁定夹的一个实施例的透视图，用于将滤芯组件的环形圈固定到歧管；

图6B描绘了锁定夹的第二实施例，用于将滤芯组件的环形圈固定到歧管，其中锁定夹包括修改了形状的插入段和释放杆；

图6C描绘了不采用锁定夹情况下的锁定滤芯组件的第三实施例；

图7描绘了图1中双歧管头结构的分解视图，并示出了连接导管、歧管端插头和支撑支架；

图8描绘了图7中的具有圆周肋的导管，在肋之间有间隙以便接收锁定键的腿；

图9描绘了图7中歧管的顶视图，示出了串联配置的流体流动；

图10描绘了本发明歧管头的一个实施例的分解视图；

图11A-C描绘了图10中歧管的基段的不同透视图，示出了顶部透视图、底部透视图和反向底部透视图；

图12描绘了两个模块化过滤器组件，其具有预过滤器组件和附接在其上的后过滤器组件。

图13描绘了由支架支撑的滤波器设计的可选实施例，其包括可释放的推杆闩锁设计；

图14是图13中可选滤波器设计的分解视图；

图15是推杆厢的透视图，其可被滑动插入到支撑支架延伸的相反横档中；

图16A是图15中推杆厢的透视背视图或后视图；

图16B是图15中推杆厢的顶视图；

图16C描绘了图15中推杆厢的前视图，展示了更宽的、用户友好的前表面以供用户接触；以及

图17描绘了与图15中推杆厢一起使用的环形圈。

具体实施方式

在描述本发明的优选实施例时，将参考附图1-17，其中相似的数字代表本发明相似的特征。

本发明利用新颖的模块化过滤平台的不同实施例解决了在本领域中相关的上述问题。根据本发明的一个方面，饮用水净化系统包括基础支撑或支架、用于未处理水源的入口(输入)端、用于提供净化水的出口(输出)端和模块化过滤器组件，其具有连接到未处理水源的入口端以及连接到输出流导管或分配器的出口端。模块化过滤器组件可包括单独的歧管头和附加的滤芯组件。一些或所有的歧管头和/或滤芯组件可被互换。每个歧管头都设计有流体流动访问端口，以适应不同的流体流动配置，例如通过每个歧管相关的滤芯组件的串联和并联流体流动，下面将进一步详细讨论。歧管头包括用于接收过滤器壳体的螺纹附着基。在滤芯组件的过滤器壳体上采用锁定机构从而配合歧管头上的补充接收锁定机构，以防止滤芯组件的意外移除。

系统被设计成通过连接到一组歧管的滤芯组件来过滤水。系统是模块化的，其具有可根据需要链在一起的单个歧管(即，可以实现多个歧管/滤芯组件)。模块化歧管允许定制和修改尺寸，以便于存储和设备需求。多个配置是可获得的，根据水质、使用和基础设施，每个配置都具有独立的变量、增强和扩展。大多数配置将包括沉积物预过滤器和防垢后过滤器，尽管这样的添加是用户可选的。

过滤平台在设计上可以是灵活的，可被配置和定制为独特的应用。例如，它可包括传感器包和最先进的过滤介质，例如来自KX技术LLC的介质，包括碳块、原纤化活性炭技术(介质)、微生物还原化学、氯胺碳、防垢处理及其混合物。

过滤介质在很大程度上是不受限制的，为市政水的选择提供介质灵活性，并且为问题水和全球水状况提供特殊介质。

集成传感器包可被集成到系统中用于真正监管的水可见/可听指示和Wi-Fi接口，以便实质上促进过滤需求的瞬时响应时间。可以使用带有电池备份的A/C电源，尽管其它电源(DC选项)并不受限制。系统可包括某种形式的显示，例如带有状态指示器的LED显示器和图形用户界面。在至少一个实施例中，系统可被设计为Wi-Fi激活。

这类传感器的策略包括测量水流量和过滤时间(预期寿命)的数据收集，其可实现流量计、计数器、压力传感器、TDS监测等。

传感器测量(例如流量测量)可提供优化的过滤器更换及最终管理成本。流量和/或压力信号被设计成当需要改变滤波器时发送信号，从而防止停机时间并消除旁路。至少一个传感器可与过滤平台一起使用，其能够测量任意数量的过滤流体参数，例如流速、压力、温度、电导率和/或杂质浓度，仅举几个例子。

传感器系统可向用户、所有者/运营商和/或服务网络提供通信反馈(例如文本、电子邮件)。这种通信提供了及时的过滤器补给和维护。

每个单独的模块化过滤器组件都包括歧管头，其通过歧管联合或者单个或多个导管可释放地被连接到相邻的歧管头，这允许每个歧管头以流体连通的方式彼此链接。歧管头具有入口和出口端，其适于接收歧管联合或单个导管(多个导管)以延续在歧管头外的水流，或停止来自给定端口的水流的插头，或者将处理过的水提供给分配器。如上所述，导管和插头可被部署为通过附接到每个歧管的过滤器外壳中的滤芯建立并联水流或串联水流。以这种方式，多个滤芯以串联或并联的方式被连接在一起，用于从例如自来水供应中顺序或者同时地选择性取出特定种类的杂质，或者用于消毒进水，和/或用于添加营养或其它添加剂给自来水供应。

在本发明的一个实施例中，监控器系统与传感器一起用于测量系统的性能。监控器允许用户接收和查看系统性能。通信(例如Wi-Fi能力)允许数据通过智能电话、计算机等在任何地方被查看。

本发明的一个实施例的歧管是模块化的，并且与导管或联合连接在一起，其依次通过保持或锁定夹被控制在适当的位置，这允许导管或联合可移除地被附接。歧管可被安装在支架上，优选是实心支架例如金属支架，其用来将整个过滤系统安装在需要的位置。支架优选包括用于螺钉、钉子等的安装孔，以便将支架安装到墙壁或其它支撑结构上，例如安装到壁挂支架上。

图1描绘了本发明的示例性实施例的透视图，特别是基于模块化的过滤系统。该系统包括基础过滤平台10，其包括两个模块过滤器组件12a、b。每个模块过滤器组件都包括附接到相应歧管头14a、b的滤芯组件16a、b。在更为扩展的模块化设计中所显而易见的是，三倍和四倍配置，利用3个或4个滤芯组件或采用更多滤芯组件的配置可以容易地通过多个组装的歧管/过滤器组合实现。

参照图1，示出了附接到支撑支架18的歧管头14a、b。滤芯组件包括封闭在防水外壳或壳体中的过滤介质。过滤介质可以是本领域已知的通常用于水净化目的的任何过滤介质，例如碳块过滤介质、滤纸、粒状活性炭(GAC)介质或其组合。此外，滤芯组件可包括反渗透膜。在图1所标识的实施例中，滤芯组件16a代表具有过滤介质的过滤器壳体，例如碳块、滤纸、GAC或其组合，并且滤芯组件16b代表反渗透过滤器。

图2描绘了用来安装和保持多个歧管头的支撑支架的一个实施例。支架18优选是具有水平部分20a和垂直部分20b的L形结构。安装孔24位于水平部分20a中，其被设计为接收支架上侧的歧管头14a、b。如下面将详细说明的，歧管头14a、b包括在其下部或底部上的螺纹连接器，用来接收滤芯组件16a、b的过滤器壳体的上部、补充螺纹部分。如图1所示，每个滤芯组件16a、b的壳体顶部都分别被插入附接到歧管头14a、b的下部的螺纹连接器中，且在支架18的水平部分20a的下侧。

过滤器壳体被附接到歧管头12，其底部延伸穿过支架18中的安装孔24。支架18可包含对准销或螺钉孔26，用来引导补充锁定附件或螺钉或销22，其将歧管头14固定到支架18上。支架18可附接到墙壁或其它安装结构上。在本实施例中，支架安装螺钉孔28允许支架18使用螺钉、螺栓或钉子物理固定到安装结构上。支架18可以是任何形状，其可以支撑各自的歧管头和滤芯外壳组件，并且不限于L形配置。仅作为示例，所述实施例中的支架18被设计为容纳多个模块化过滤器组件安装孔24(在图1所示的实施例中需要两个)以保持多个过滤器组件。

图3描绘了滤芯组件16(16a或b)的透视图。滤芯组件包括壳体30，其具有优选带有双引线34的环形圈32。还示出了内环形圈36，其包括O形环38以提供水密封。连接件40被显示为延伸穿过内环形圈36。连接件40为滤芯组件16a提供流体流动端口。在该实施例中，螺纹34被设计成能够适应过滤器壳体根据歧管头的快速变化，优选在大约1/4转，并且包括扭转点击锁定界面，后面将进一步详细说明。

图4描绘了本发明一个实施例的滤芯组件16(16a或16b)的分解视图。在这个实施例中，过滤器壳体30被描绘为由两个圆柱形外壳30a、b构成。外壳30a接收滤芯42，其在所述实施例中被描绘为碳块过滤介质。滤芯42被表示为带有顶端盖44和底端盖46。滤芯42包括中心轴向圆柱形流体流动路径或间距，使得水从滤芯42的外壁径向向内流动离开轴向圆柱形间距到达位于顶端盖44上的柱或出口端48。通过组装，柱或出口端48通过过滤器外壳壳体30b顶部的孔50被插入。当壳体30a、b被连接时，形成滤芯42周围的水密封。O形环可位于孔50和/或出口端48周围，以确保水不会从壳体泄漏。

底端盖46被密封到滤芯42，以阻止流体流过滤芯42的中心轴向圆柱形流体流动路径或间距，迫使流体径向向内流过滤芯筒的外壁，以便过滤水退出中心轴向圆柱形流动路径。

滤芯组件被设计为带有螺纹环并且容纳锁定夹以便安全地附接到它们各自的歧管。锁定夹或者环54可被设计成单独的环，其可附接到环形圈32上，或者可以与环形圈32集成。该锁定方案用来确保在操作期间的过滤器保持。在至少一个实施例中，锁定夹或者环54被安装在过滤器环形圈32的外围。压缩/延伸是具有弹性的，因此“弹簧装载”允许闩锁在环形圈插入补充接收歧管时自动衔接。也就是说，当滤芯组件与歧管完全衔接时，锁定环54的一部分插入到歧管相应的槽中，并且可听见咔哒声。由此将滤芯组件锁定在歧管中。

锁定环的弹性允许使用者从歧管中移除滤芯组件，通过将插在歧管槽中的锁定环的一部分向外延伸远离槽，其允许滤芯组件的后续旋转。

环形圈32的一个实施例在图5A的透视图中描绘。接收孔或凹陷缩进33、35被形成从而分别接收锁定环54的插入段58以及可选的保持器段60。接收孔33、35沿着环形圈32直径地相对。将锁定环54的插入段58和保持器段60放置到接收孔33、35中轴向地将锁定环54固定到环形圈32上，并且禁止锁定环或滤芯组件的任何延伸旋转。

接收孔35接收锁定环54的保持器段60。该连接保持锁定环轴向移动，并且当环形圈32在歧管头14(14a或14b)内旋转时防止锁定夹54的意外旋转。接收孔33接收锁定环54的插入段58。该孔还防止在环形圈32上旋转时锁定夹54的意外旋转。当滤芯组件16(16a或16b)可旋转地被固定到歧管头14(14a或14b)时，存有余量用于插入段58在接收孔33上朝向环形圈32的轴向中心进一步向内移动。

图5B是环形圈32的横截面图，描绘了位于螺纹34之间的接收孔33。

在至少一个实施例中，如果适用于没有保持器段60的锁定环，环形圈32的设计可以仅具有接收孔33(不是孔35)。图5C描绘了具有向外延伸的圆周边缘(或相反地向内延伸的凹槽)37的环形圈，其形成在环形圈32b的外表面上，并且将与锁定环上的补充凹槽/边缘配合，以轴向固定锁定环。另外，环形圈32可包括用于固定锁定环的接收孔33、35和边缘/凹槽37。

图6A描绘了锁定夹54的一个实施例的透视图。插入段58和弹性弓形锁定/释放杆56一起形成并响应于弹性弓形锁定/释放杆56。弹性弓形锁定/释放杆56优选具有与锁定夹54近似的曲率半径，尽管设计不规定它必须是近似曲率的，并且只要展示出足够的弹性用于插入和移除就可以采用其它杠杆形状(除了弓形)。以这种方式，用户能够通过向锁定夹54的轴向中心径向向内(向外)朝向(远离)按压(拉动)来激活杠杆。

如图6A所示，弹性弓形锁定/释放杆56在其松弛位置上径向延伸超过锁定夹54的半径，使得当锁定夹54被固定到环形圈32上时，插入段58与接收孔33对准，并且杠杆56的弹性使插入段58延伸通过接收孔33。以类似的方式，当滤芯组件被附接到歧管上时，插入段58延伸通过对准的歧管孔73从而将滤芯组件“锁定”到歧管，并且禁止不必要的旋转，否则可能会破坏螺纹附着。杠杆56径向向外的拉动将插入段58从对准的歧管孔73中移除，其允许用户旋转并移除滤芯组件。

在至少一个实施例中，锁定夹54的设计还可包括凹槽(或边缘)59，以配合在环形圈32b的外表面上形成的向外延伸的圆周边缘(或向内延伸的凹槽)37，并且其轴向地固定锁定环54。此外，锁定环54可包括保持器段60和凹槽(或边缘)59这两者，以固定附件到环形圈上并且防止在固定时轴向或旋转运动。

图6B描绘了锁定夹的第二实施例。在这个实施例中，锁定夹54’包括修改的、成形的插入段58’以及释放杆56’。锁定夹54’被描述为没有保持器段60(如果需要并且如果歧管容纳有对准的歧管孔，可以使用保持器段60)。当被插入到环形圈的接收孔中时，插入段58’以与插入段58相似的方式起作用。

图6C描绘了在没有使用上述锁定夹的情况下的锁定滤芯组件的第三实施例。在这个实施例中，滤芯组件的环形圈61包括具有凸起57的凹陷部件63，其能够插入歧管上的接收孔。在这个实施例中，凸起57是与环形圈61成一体的弹性成形段，其仅具有一侧附接(成形的)环形圈61。

图7描述了双歧管头结构的分解视图，其带有连接流体流动导管15、歧管端插头17、螺纹入口/出口导管19和支撑支架18。歧管头14a、b分别与流体流动访问端口A-D(访问端口D不可见，但与访问端口B相对)和访问A’-D’端口一起示出。每个访问端口都能够使流体流进歧管头或流出歧管头。歧管头被如此部署使得它们被插入到支架18的安装孔24中。每个歧管头14a、b的螺纹下部都被插入穿过安装孔24，而对准销或螺纹孔26被用来固定每个歧管14a、b的补充配合附着结构22。

每个歧管头都适于接收并以流体密封方式附接到滤芯组件16(16a、b)。特别地，每个歧管头都包括用于配合滤芯组件16(16a、b)的补充连接件。

每个访问端口A-D和A’-D’都包括靠近每个端部的插入孔66，用于接收和保持锁定键68。在流体流动导管15、歧管端插头17或螺纹入口/出口导管19已经被插入到访问端口A-D或A’-D’中之后，锁定键68被插入到插入孔66中。当流体流动导管15、歧管端插头17或螺纹入口/出口导管19位于歧管访问端口(例如A、B、C或D等)内时，锁定键68固定相应的连接器，使得它不能在不首先移除锁定键68的情况下从歧管访问端口中移走。圆周肋70位于导管、端插头或入口/出口导管连接器上的至少一端，其固定O形环密封件形成防水连接。

以上所讨论的压力传感器72或其它流体流量监测设备可被附接到歧管的顶部，并且暴露于通过歧管的内部流体流。

图8描绘了带有圆周肋70的导管15，在其间具有间隙71来固定O形环(未示出)用于水密插入。插入的锁定键68的延伸腿69a-c保持导管15不会从歧管意外移除。如图7所示，锁定键68包括两个外腿69a、b，当插入时延伸穿过在歧管管状段的每个端部附近形成的开口，其接收流体流动导管15、歧管端插头17或螺纹入口/出口导管19。中心腿延伸69c可在歧管管状段的顶部提供另外的附着机构，其可包含两个较小的、紧密间隔的腿。

图9描绘了图7中歧管的顶视图，指示了串联配置的流体流动。在该配置中，流体通过访问端口A在入口导管19处进入模块化歧管组件，如箭头E所示。流体随后流入附接到歧管14a的第一滤芯组件，并且当从滤芯退出时，其被歧管端插头17a和17d阻挡，从而不会以任何方向退出歧管14a，除了通过访问端口B。以这种方式，流体被引导通过访问端口B，并且通过导管15退出，如箭头F所示。流体在访问端口D’进入歧管14b并且被引导到歧管14b相关联的滤芯组件。歧管端插头17b和17c协助引导流体离开螺纹出口导管19b，如箭头G所示，这是因为插头不允许流体通过停止的访问端口退出导管。根据该配置，流体首先被指引穿过附接到歧管14a的滤芯组件，然后顺序地穿过附接到歧管14b的滤芯组件。因此，实现了用于过滤的串联配置。以类似的方式，歧管可被配置为具有一组导管和插头，以提供通过滤芯组件的并联流动，使得流体同时进入每个滤芯，即，每个过滤器都接收未过滤的流体(之前未被并联流动路径中的其它过滤器过滤)，同时提供过滤后的流体到模块化歧管部署的退出或出口端。

图10描绘了本发明歧管头14的一个实施例的分解视图。歧管头14包含至少两部分，基部141和圆柱形导管附着段143。基部141优选是模制结构，尽管本设计并不限制其它结构。基部141包括可使歧管14固定到支架18上的锁定附件或螺钉或销22。如图10所示，锁定附件22被描绘成模制到基部141；然而，也可采用本领域已知的其它附着方案，并且本发明不限于任何特定的附着方案。导管附着段143包括两个流动分离的入口/出口子组件145a、b以便引导流体朝向滤芯组件流入歧管，接收来自滤芯组件的流体，并将过滤后的流体重新引导到歧管。如图所示，这些导管附着段是圆柱形的，其具有靠近末端部分的孔用于接收锁定键。

图11A-C描绘了歧管14的基部141的不同透视图。顶部透视图141a、底部透视图141b和反向底部透视图141c。在后面两个视图中，歧管孔73是可见的。该孔接收锁定环54的插入段58。

图12描绘了两个模块化过滤器组件12a、b的描述性实施例，预过滤器组件80和后过滤器组件82附接在其上。支架18被显示为附接到壁挂84上。壁挂84包括顶部边缘86和底部边缘88，用于滑动接收支架凸缘90，其将预过滤器组件80安装到支架18，将预过滤器80设置成直线用于将螺纹导管94附接到模块化过滤器组件12b上。支架凸缘92安装后过滤器组件82到支架18上，将后过滤器82设置成直线用于将螺纹导管附接到模块化过滤器组件12a上。每个前过滤器和后过滤器组件都包括具有入口和出口端的歧管头，以便接收螺纹导管94、插头96或螺纹流体流动端98，根据配置所需。支架凸缘90、92可滑动衔接到支架18的边缘86、88上用于确保安装。

这种配置允许在安装双模块过滤器组件后添加预过滤器和后过滤器组件。预过滤器和后过滤器组件80、82可定位在壁挂84的任何位置上。拇指螺钉100可用来保持它们的位置。

如前所述，采用模块化过滤平台的传感器系统可向用户/操作者提供电子反馈。Wi-Fi能力，其允许计算机、智能手机或其它设备连接到互联网或在特定区域内彼此无线通信，可用于中继关键的过滤信息。图12描绘了能够与模块化过滤平台所使用的传感器通信的通信模块110，并且还能够与其它电子设备通信。在这个实施例中，模块化过滤平台采用的至少一些传感器具有无线通信能力。

图13描绘了由支架180支撑的滤波器设计100的可选实施例，其包括可释放的推杆闩锁设计。歧管160被固定在支架180上并且包括用于附接滤芯组件120的配合方案。

图14是图13中可选滤波器设计100的分解视图。支架180包括用于保持推杆厢190的支撑架。支撑架优选为具有水平延伸轨道184的向下延伸的横档182，与对面的横档一起形成L形结构，其滑动接收推杆厢190。横档182优选与支架180为一体。横档182通过延伸轨道产生滑动表面从而推动推杆厢190来回滑动。也可采用其它支撑架形状以滑动接收推杆厢。

图15是推杆厢190的透视图，其可滑动地插入到相对的横档182中。推杆厢190允许滤芯组件120与歧管头160配合，并且提供锁定机构以确保当外抽力作用在推杆厢190上时滤芯组件不会进一步旋转。舌片186被描绘为从支架180的水平搁板向下延伸从而提供能够承受弹性元件194的力的支架表面，弹性元件194被推杆厢190所包含。相反地，弹性元件194可以与支撑支架一起驻留，并且推杆厢190可提供用于承受力的表面。

图16A是推杆厢190的后透视图。保持器192被描绘为从推杆厢190的后端延伸。保持器192被设计为保持弹性部件194，例如弹簧或其它弹性部件，其能够提供延伸力，其将推杆厢190向外推或者远离支架180的舌片186。弹性部件也可与推杆厢集成，并且不需要保持器。如上所述，舌片186提供用于抵抗弹性元件194的弹簧力的支架表面。保持器192可以是圆柱形的，如图所示，或者可以是任何能够容纳弹性部件的可配置形状；例如在图15中，保持器192被描绘为U形。相反的保持器192，沿径向向内延伸到接收滤芯组件120的推杆厢190的孔中，是凸起或引入舌片193，其与弹性元件194的延伸一起移动朝向附接的滤芯组件。引入舌片193通过插入环形圈320的凹陷330来固定滤芯组件。

图16B是推杆厢190的顶视图。如图所示，推杆厢190可包括弓形段196，其主要形成圆形孔以接收环形圈320。推杆厢190可具有完整的圆形孔，其直径略大于环形圈320的直径。图16C描绘了具有更宽的、用户友好的前表面198的推杆厢190的前视图，以供使用者推动。

图17描绘了与推杆厢190一起使用的环形圈320。环形圈320包括至少一个孔或凹陷缩进330，并且优选是截然相反的孔和/或凹陷缩进，以便在滤芯组件最终旋转进入歧管时接受引入舌片193。弹性部件194将推杆厢190推向过滤芯环形圈320，其又将引入舌片193延伸到孔或凹陷缩进330中。为了释放滤芯组件并提供抽吸旋转，用户将推杆厢190推向支撑支架180的后端(远离使用者)，其将引入舌片193推出孔或凹陷缩进330，从而使滤芯组件能够被旋转。

环形圈320还包括对准凹口340，其被设计为与推杆厢190后端的弓形段196对准，即位于离使用者最远的端部。对准凹口340允许用户垂直向上插入滤芯组件，越过推杆厢190后端的弓形段196，而不需要同时向内推动推杆厢。对准凹口340移除环形圈320的圆周外表面的一部分，以提供滤芯组件朝向歧管头的直接垂直向上插入。

滤芯组件的附着和提取方法基于所使用的锁定机构。在一个实施例中，锁定环被保持在环形圈的外周围上。锁定环包括插入段，其可由弹性弓形锁定/释放杆操作。插入段被设计成在滤芯组件的最终旋转时进入滤芯组件的环形圈上的凹处以及歧管螺纹部分上的凹出。为了释放，弹性弓形锁定/释放杆被用户拉回，并且滤芯组件被旋转。

在另一实施例中，使用推杆厢作为锁定机构。为了附接滤芯组件，滤芯壳体与推杆厢对准，使得滤芯组件的环形圈上的凹陷部分与推杆厢孔的后弯曲部分对准，其可以是径向延伸的弓形段。滤芯组件被垂直向上插入推杆厢孔内并且在补充歧管接收螺纹部分中旋转。在最终旋转时，滤芯组件的环形圈中的凹陷响应于推杆厢的弹性径向向内力从而接收舌片。舌片确保滤芯组件不会进一步旋转。

尽管已经结合具体的优选实施例特别描述了本发明，显然本领域技术人员根据上述描述可进行各种替代、修改和变化。因此，所附权利要求将包含任何这样的替代、修改和变化，而不悖离本发明的真实范围和精神。

Claims (38)

1.一种模块化过滤系统，包含：

至少一个模块化过滤器组件，其具有歧管头和滤芯组件；

所述滤芯组件包括：

密封地容纳过滤介质的过滤器壳体，所述过滤器壳体包括用于配合所述歧管头的环形圈，所述环形圈具有至少一个径向向外的孔或凹陷缩进，并且适于接收用于确保所述滤芯不会进一步旋转的凸起或引入舌片。

2.权利要求1的所述模块化过滤系统，包括：

用于保持和/或支撑所述歧管头和所述滤芯组件的支架，所述支架具有用于接收推杆厢、后端安装表面和至少一个支撑架的前端；以及

被所述至少一个支撑架滑动接收的推杆厢，所述推杆厢具有用于接收所述滤芯组件的所述环形圈的孔，所述推杆厢与所述支架弹性机械连通，从而当所述推杆厢沿所述支架后端安装表面的方向被向内推动时，外抽力可被施加到所述推杆厢上，所述推杆厢包括所述凸起或引入舌片，使得所述凸起或引入舌片可被移动地插入所述环形圈的至少一个孔或凹陷缩进中，从而当所述外抽力作用在所述推杆厢上时，可确保所述滤芯组件不会进一步旋转。

3.权利要求2中所述的模块化过滤系统，其中所述推杆厢包括至少一个向内、径向延伸的弓形段，其曲率半径近似等于所述环形圈的曲率半径。

4.权利要求2中所述的模块化过滤系统，其中所述推杆厢包括用于固定弹性元件的保持器，所述弹性元件产生所述外抽力。

5.权利要求4中所述的模块化过滤系统，其中所述弹性元件包括弹簧。

6.权利要求4中所述的模块化过滤系统，其中所述保持器与所述推杆厢成一体。

7.权利要求4中所述的模块化过滤系统，其中所述支架包括靠近所述保持器的表面，用于向所述弹性元件提供反作用力或承受力。

8.权利要求4中所述的模块化过滤系统，其中所述凸起或引入舌片朝所述推杆厢孔的径向向内延伸，并延伸到所述保持器的对面。

9.权利要求4中所述的模块化过滤系统，其中所述环形圈包括部分圆周弓形段中的凹陷部分，以便于通过所述推杆厢的所述孔将所述滤芯组件插入所述歧管头，而不需要所述用户在所述滤芯组件插入期间同时移动所述推杆厢。

10.权利要求1中所述的模块化过滤系统，包括至少一个用于监测流体穿过所述系统的传感器，所述至少一个传感器能够测量过滤流体参数，例如流速、压力、温度、电导率和/或杂质浓度。

11.权利要求10中所述的模块化过滤平台系统，其中所述至少一个传感器包括集成传感器包，所述集成传感器包被集成到所述模块化过滤平台系统用于监管的水可见/可听指示和Wi-Fi接口。

12.一种滤芯组件，包含：

密封地容纳过滤介质的过滤器壳体；以及

用于配合歧管头的环形圈，所述环形圈具有至少一个借此径向向外的孔，并且适于接收可移动凸起，从而当所述滤芯组件被固定在所述歧管头中时，其不会进一步旋转。

13.权利要求12中所述的滤芯组件，其中所述环形圈包括部分圆周弓形段中的凹陷部分，以便于所述滤芯组件的插入。

14.一种模块化过滤系统，包含：

至少一个模块化过滤器组件，其具有歧管头和滤芯组件；

所述滤芯组件包括：

密封地容纳过滤介质的过滤器壳体，并具有用于流体传递的入口和出口端，所述过滤器壳体包括用于配合所述歧管头的环形圈；

从所述过滤器壳体环径向向外延伸的弹性凸起或插入段；

所述歧管头包括具有螺纹环形圈的附着基，所述歧管头具有与所述过滤器壳体入口和出口端流体连通的入口和出口访问端，所述歧管螺纹环形圈具有接收孔，当所述滤芯组件被固定到所述歧管头时，其与所述过滤器壳体环的所述弹性凸起或插入段机械连通，使得所述滤芯组件被所述接收孔控制在适当位置的所述弹性凸起或插入段锁定在适当位置；以及

用于安装所述至少一个模块化过滤器组件的支撑支架。

15.权利要求14中所述的模块化过滤平台系统包括至少一个用于监测流体穿过所述系统的传感器，所述至少一个传感器能够测量过滤流体参数，例如流速、压力、温度、电导率和/或杂质浓度。

16.权利要求15中所述的模块化过滤平台系统，其中所述至少一个传感器包括集成传感器包，所述集成传感器包被集成到所述模块化过滤平台系统用于监管的水可见/可听指示和Wi-Fi接口。

17.权利要求16中所述的模块化过滤平台系统包括具有电池备份的A/C电源的所述集成传感器包，以及具有状态指示器和/或图形用户界面的显示器。

18.权利要求14中所述的模块化过滤平台系统包括附接到所述过滤器壳体环的锁定夹，所述锁定夹形成所述弹性凸起或插入段，其从所述过滤器壳体环径向延伸以配合所述歧管螺纹环形圈的接收孔。

19.权利要求18中所述的模块化过滤平台系统，其中所述锁定夹具有预定义半径并且被圆周附接到所述过滤器壳体环周围。

20.权利要求18中所述的模块化过滤平台系统，其中所述弹性凸起或插入段包含相反的弹性弓形锁定/释放杆，以便用户提取所述弹性凸起或插入段。

21.权利要求19中所述的模块化过滤平台，其中所述弹性弓形锁定/释放杆在其松弛位置径向延伸超过所述锁定夹的半径，从而当所述锁定夹被固定到所述过滤器壳体环时，所述弹性凸起或插入段与所述歧管螺纹环形圈的接收孔对准，并且所述弓形锁定/释放杆的弹性促使所述弹性凸起或插入段延伸穿过所述歧管螺纹环形圈的接收孔。

22.一种模块化过滤平台，包含：

至少两个模块化过滤器组件，每个都具有歧管头和滤芯组件；

所述滤芯组件包括：

密封地容纳过滤介质的过滤器壳体，所述过滤器壳体包括用于配合所述歧管头的环形圈，所述环形圈具有至少一个径向向外的孔或凹陷缩进，并且适于接收用于确保所述滤芯不会进一步旋转的凸起或引入舌片。

其中每个所述歧管头都包括顶部流体访问端口，其通过歧管联合或导管可释放地连接到相邻歧管头顶部流体访问端口，这允许每个歧管头都彼此以流体连通方式链接。

23.权利要求22中所述的模块化过滤平台，其中每个所述歧管头都包括入口和出口端，其适于接收所述歧管联合或导管以延续在歧管头外的水流，或者用于停止来自给定端口的水流的导管插头，或者用于接收流体入口或分配流体出口的输入/输出导管。

24.权利要求23中所述的模块化过滤平台，其中所述歧管联合或导管、所述导管插头和所述输入/输出导管被部署在所述歧管头上，从而允许串联配置或并联配置的流体过滤。

25.权利要求22中的模块化过滤平台包括可移除地插入在所述歧管头上的插入孔中的锁定键，从而当所述歧管联合或导管被滑动插入所述歧管头的访问端口时，所述被放置在所述插入孔中的所述锁定键可将所述歧管联合或导管固定在适当位置。

26.权利要求25中所述的模块化过滤平台，其中所述歧管联合或导管包括间隔肋，从而将用于所述歧管联合或导管的用于水密封的O形环固定到所述歧管头。

27.权利要求22中所述的模块化过滤平台，包括：

用于保持和/或支撑所述歧管头和所述滤芯组件的支架，所述支架具有用于接收推杆厢、后端安装表面和至少一个支撑架的前端；以及

被所述至少一个支撑架滑动接收的推杆厢，所述推杆厢具有用于接收所述滤芯组件的所述环形圈的孔，所述推杆厢与所述支架弹性机械连通，从而当所述推杆厢沿所述支架后端安装表面的方向被向内推时，外抽力被施加到所述推杆厢上，所述推杆厢包括所述凸起或引入舌片，使得所述凸起或引入舌片可被移动地插入所述环形圈的所述至少一个孔或凹陷缩进中，借此当所述外抽力作用在所述推杆厢上时，可确保所述滤芯组件不会进一步旋转。

28.权利要求27中所述的模块化过滤平台包括将所述支架固定到永久结构的壁挂，所述壁挂包括至少一个边缘，用于滑动接收能够将预过滤器组件或后过滤器组件安装到所述模块化过滤平台的支架凸缘。

29.权利要求28中所述的模块化过滤平台，其中所述预过滤器和后过滤器组件可滑动定位在所述壁挂上的任何地方。

30.权利要求22中所述的模块化过滤平台，其中所述顶部流体访问端口可滑动接收歧管联合或导管，其将一个歧管头流体连接到另一歧管头，并且包括用于接收锁定键的插入孔，所述锁定键用于固定所述歧管联合或导管以便一个歧管头与另一歧管头流体连通。

31.权利要求22中所述的歧管头，其中所述顶部流体访问端口可滑动接收歧管联合或导管以延续在歧管头外的水流，或用于停止来自给定端口的水流的导管插头，或用于接收流体入口或分配流体出口的输入/输出导管。

32.一种滤芯组件，包括：

密封地容纳滤芯的过滤器壳体，并具有用于流体传递的入口和出口端，所述过滤器壳体包括用于配合歧管头的螺纹圈；以及

弹性凸起或插入段，其从所述过滤器壳体环径向延伸或穿过所述过滤器壳体环，从而将所述滤芯壳体可释放地固定到所述歧管头。

33.权利要求32中所述的滤芯组件包括可附接到所述过滤器壳体环上的锁定夹，所述锁定夹形成所述弹性凸起或插入段，其从所述过滤器壳体环径向向外延伸，从而与所述歧管上的接收孔配合。

34.权利要求33中所述的滤芯组件，其中所述锁定夹具有预定半径并且圆周附接到所述过滤器壳体环周围。

35.权利要求33中所述的滤芯组件，其中所述弹性凸起或插入段包含可插入到所述歧管接收孔中的弹性弓形锁定/释放杆。

36.权利要求35中所述的滤芯组件，其中所述弹性凸起或插入段包含可插入在所述歧管螺纹环形圈的接收孔中的弹性弓形锁定/释放杆，并且所述弹性弓形锁定/释放杆在其松弛位置径向延伸超过所述锁定夹的半径，从而当所述锁定夹被固定到所述过滤器壳体环时，所述弹性凸起或插入段与所述歧管接收孔对准，并且所述弓形锁定/释放杆的弹性促使所述弹性凸起或插入段延伸通过所述歧管接收孔。

37.一种将滤芯组件插入歧管的方法，包含：

将所述滤芯组件与位于支撑支架上的推杆厢对准，使得滤芯组件环形圈上的凹陷部分与所述推杆厢的孔的后弯曲部分对准；

将所述滤芯组件垂直向上插入到推杆厢孔中；

将所述滤芯组件旋转到歧管的补充接收螺纹部分中；

在旋转时对准所述滤芯组件的所述环形圈上的孔或凹陷缩进；以及

插入来自所述滤芯组件的所述环形圈上的所述孔或凹陷缩进中的所述推杆厢的舌片，所述舌片响应于所述推杆厢的弹性径向向内力，以确保所述滤芯组件不会进一步旋转。

38.一种从歧管中提取滤芯组件的方法，包含：

将可滑动支撑在安装支架上的推杆厢朝着所述滤芯组件向内推动，从而取代来自所述滤芯组件的环形圈上的孔或凹陷缩进中的舌片；

在旋转方向上旋转所述滤芯组件以便从所述歧管移除所述滤芯组件；

释放所述推杆厢；以及

移除所述滤芯组件。