[發明專利]便攜式液體過濾裝置

有效

• 申請號: 201580072296.0
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN107106985B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: C·R·巴切特;T·L·奧瑞德;P·R·史密斯;P·R·施文森
• 申請（專利權）人: 凱斯凱德設計有限公司
• 主分類號: B01D61/14
• 分類號: B01D61/14;B01D61/18;C02F1/44
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 柳愛國

一種便攜式液體過濾裝置，包括：進口；過濾部分，該過濾部分包括過濾介質，并與進口流體聯接；過濾后液體輸出口，該過濾后液體輸出口與過濾部分流體聯接；沖洗口，該沖洗口與過濾部分流體聯接；以及手動致動泵組件，該手動致動泵組件與進口、過濾部分、輸出口和沖洗口流體聯接。該泵組件構造成在被致動時在進口處產生負流體壓力以及在輸出口和沖洗口處產生正流體壓力。作為泵組件的致動結果，過濾部分從進口接收未過濾的液體，輸出口從過濾部分僅接收沿第一方向經過過濾介質的液體，且沖洗口從過濾部分接收沿與第一方向不同的第二方向經過過濾介質的液體。

優先權要求

本專利申請要求2014年11月24日提交的美國臨時專利申請No.62/083877的優先權，該文獻整體被本文參引。

背景技術

眾所周知，在劇烈活動的過程中需要容易獲得流體供給以防止脫水。當發生脫水時，身體中水分的水平低于正常身體功能所需的水平。慢性脫水可能導致短期和長期的健康問題，包括腎損害。為了防止脫水，必須以規則間隔足夠頻繁地喝水，以便代替通過排出，排汗和呼吸而失去的水。

在偏遠地區進行活動(如徒步旅行、露營、攀爬和背包旅行)時，有效保持水分的一個挑戰是很難獲得用于保持合適水分的一定容積飲用水。在進行這些活動時，用于保持適當水分所需的水的凈重對于個人攜帶非常麻煩。同樣，軍事人員也很難補充由前線部署的戰斗人員消耗的飲用水，所述戰斗人員已經從常規供給線有效排除。

因此，非常需要從在偏遠地區遇到的天然淡水源(例如河流、小溪、溪流、湖泊和池塘)中喝水，以便避免脫水。不過，淡水源不能自然地假定為可飲用，因為這些水中的大部分包含微生物，不適合人類飲用。這是因為這些源可能包含大量的有害微生物病原體。已知這些微生物病原體(例如病毒、細菌和原生動物)的攝取將明顯導致腹瀉疾病。因此，為了在這些偏遠地區中有效保持水分，必須利用個人過濾裝置來處理水，以便除去這些微生物病原體。

在偏遠地區使用個人過濾裝置處理水能夠非常有效地降低人的水傳播疾病的風險，該人除了從天然淡水源來補充他們的流體之外沒有其它選擇。這些個人過濾裝置包括多種水凈化介質，這些水凈化介質利用物理屏障(即尺寸排斥)方法來除去微生物病原體，并包括活性炭阻擋膜、陶瓷膜、玻璃纖維膜以及聚合物平板和空心纖維膜。具有物理屏障的個人過濾裝置優于基于鹵素的消毒劑用于處理未知水質的淡水源。化學消毒劑不能在沒有較長留滯時間(4小時或更長時間)的情況下除去耐鹵原生動物(例如隱孢子蟲)，較長留滯時間可能使用戶在等待水變得能夠安全飲用時有脫水風險。而且，這些化學消毒劑的有效性高度依賴于來自天然有機物質的有機碳濃度以及地表水溫度。另外，基于鹵素的消毒劑降低了被處理水的可口性(影響口味和氣味)，這已經表示將減少用戶攝入的水量。最后，與化學消毒劑不同，使用物理屏障將從正被處理的淡水源中除去任何懸浮固體和膠體顆粒。

用于個人過濾裝置的典型布置方式是這樣：包含尺寸排除膜的濾筒與體積位移類型的手動泵串聯。能夠使用任何數量的不同泵送機構用于將流體從污染的水源輸送至濾筒。例如，可運動活塞或柱塞泵能夠包含在個人過濾裝置的殼體中，以便提供手持泵送機構。在美國專利號5330640、6010626、8147685、8281937、8557115和美國專利申請No.2010/0170834中公開了用于在偏遠地區通過手動泵來凈化水的個人過濾裝置。

現有技術教導了使用手動泵裝置，該手動泵裝置與各種經過驗證的水過濾介質，包括陶瓷膜、玻璃纖維膜、聚合物平板和空心纖維膜聯接。現有技術還指出，這種配置的個人過濾裝置應該以死端過濾模式操作。當使用死端過濾技術時，所有流體通過膜，且大于膜的孔徑的所有顆粒被阻止在它的表面處。這意味著捕獲的碎屑開始在膜的表面上積累“濾餅”，該“濾餅”降低了過濾處理的效率。當這些裝置長時間使用以處理具有高濃度懸浮固體和/或天然有機物質的淡水源時，將發現個人過濾裝置的效率降低。反沖洗過濾器(通過流動反向流過膜來除去捕獲在過濾器殼體內部的碎屑)能夠通過除去濾餅來幫助清除過濾器的堵塞。