[发明专利]水净化系统

说明书

本发明涉及用于处理水（优选饮用水）的装置，并且该装置可以用于家庭水净化系统。

已知的是具有水储存装置的家庭反渗透系统，该储存装置设置在储存罐弹性壳体的外壳中将其腔室密封地隔离成两部分：内部部分以及外部部分，内部部分根据其中的净化水的量周期地改变其体积，外部部分设置在壳体与储存罐外壳之间，并且还包括用于将水泵入至外部腔室中的控制阀以及用于将水从腔体中排出至排出装置（drainage）的控制阀。

在现有技术中，已知多个美国专利（专利号4,579,242、4,585,554、4,604,194、4,629,568、4,650,586、4,705,625、4,776,952、4,885,085、4,997,553、5,662793等），这些专利描述了具有用于包括空气腔体的水储存装置的水净化系统。

同时，在水净化系统中，使用的是机械阀（例如第4,997,553号美国专利）、活塞型阀（例如第3,887,463号美国专利）、薄膜（membrane，隔膜）式阀（例如第4,190,537号美国专利）。

但是，由于需要复杂、高度可靠的控制系统以用于水-至-水的储存装置，所以这些装置的实际实施都很困难。

已知使用用于积聚纯净过滤水装置的水净化系统，在2004年7月20日公开的第6,764,595号美国专利中描述该水净化系统，该水净化系统由Kinetico有限公司生产，其被选择作为用于该系统和储存装置的原型。

该系统包括反渗透薄膜、储存罐以及控制单元（图3中示出的方框图）。已知水净化器系统的储存罐装备有设置在罐的外部容器内的弹性壳体，该弹性壳体用于净化水（沥水或渗出液），并且还装备有泵送区，该泵送区形成在壳体与容器外壳之间的空间中。在水净化系统中，反渗透薄膜的输入用于供应加压自来水，并且反渗透薄膜的耦接至储存罐的壳体腔的输出通过输出管而与用于洁净水的水龙头连接。

反渗透薄膜的另一输出与排出装置连接，从排出装置处排出具有过滤杂质的水（浓缩物，浓缩水）。为控制将水泵入储存罐，并且将该浓缩物排放至排出装置中，该系统装备有一个接一个地串联连接的两个控制阀。也就是，该系统控制单元包括用于水泵送的且具有控制室和受控室的水压敏自动主控制阀（先导阀，Pilot Valve）、以及用于排出装置控制的且具有控制室和受控室的随动阀（伺服阀）。先导阀的控制室通过出口管与洁净水的水龙头连接，并且受控室的输入与管线连接。在排出装置控制阀中，受控室的输入连接至储存罐中的水泵送区，并且受控室的输出连接至排出装置。

所述系统利用组合型阀，这些组合型阀通过容纳柔性薄膜的腔室由控制压力驱动，并且这些组合型阀的移动通过活塞阀芯进行。

由于存在用于控制单元的阀的大量输入-输出（即需要密封的大量位置），所以该系统中潜在泄露的高风险的迹象，这降低了系统工作的可靠性。同时，系统中的大量连接以及连接布置（其中用于水泵送的控制阀与储存罐未直接耦接至储存罐，而是只通过排出装置控制阀耦接）使得可以得出水净化系统控制单元的复杂性的结论，这降低了系统工作的可靠性。

此外，储存装置具有滞止区，该滞止区会传递液压，但是该滞止区中的水不循环。在这些区域中，细菌和微生物繁殖，最终会渗透进洁净水的管线中，并且劣化洁净水的质量。

用于水处理系统的储存罐包括柔性薄膜（壳体、隔间），该柔性薄膜设计成将储存物分隔开并且累积中间物。

存在具有薄膜的罐结构组，其具有整体尺寸相对减小的连接部件（颈部）。这种薄膜结构极大地简化了至罐体外壳的连接以及流动再定向的安排，使得能够减小密封件尺寸并且因此减小密封件中的拉力。进一步，具有颈部的结构提供了从罐体外壳件的连接区域或者在所有区域中去除薄膜密封区的可能性，以使用一体式罐体外壳。

已知在水净化系统中使用具有柔性薄膜的储存罐结构，例如，从前述Kinetico公司的第6,764,595号美国专利中可知。

传统地，以不同的方法制造类似薄膜。一种方法是通过橡胶化合物直接或转移（流动）模制，并且随后通过狭窄的颈部从一穿孔去除硫化产品。一些类型的橡胶具有高相对伸长率特征，并且穿孔横截面的成型形状使得能够执行去除工艺而不损坏产品。这种方法的缺陷是能量强度以及产品硫化过程的持久性，并且去除操作很复杂。用于获得薄膜的另一种方法是压力模制热塑性弹性件，并且随后通过颈部从一穿孔去除冷却产品。但是，热塑性弹性件的橡胶相对伸长率相对较小，去除产品以及穿孔的结构极其复杂。此外，基本减少了循环时间的压力模制技术限制了铸件壁的厚度，这使得很难得到具有最低基线厚度的薄膜来执行其功能。