[发明专利]水纯化装置

说明书

技术领域

本发明涉及除去水中杂质的装置。本发明还涉及可以任何方向工 作的流体分配器。

背景技术

当没有可用的饮用水源时，人们通常会携带装有饮用水的水瓶或 其他容器。人们预先将瓶装满以获得安全的饮用水。

但是，这种做法存在很多问题。很难甚至经常不可能保证他们用 来装入瓶中的水的质量。人们需计算他们离开最近的饮用水源的时间， 随身携带旅途上合适用量的水。人们能够携带的水量很有限。但所需 的水量会受到旅途时间延长以及条件改变(例如，天气变热时他们会 需要消耗更多的水)的影响。在极端条件下，无法获得饮用水会导致 死亡。

而且，如果人们选择饮用周围环境的水，他们就会有化学物质中 毒或者因摄入水中天然存在的细菌或病毒而病倒的风险。此外，如果 人们只能获得盐水，饮用盐水的后果会很严重。饮用海水会导致脱水， 从而造成癫痫发作、昏迷和脑损伤。极端条件下，肾会逐渐受损并丧 失功能。这就会导致死亡。

现有的一种杀灭水中的细菌和病毒的方法是使用消毒片(化学消 毒剂)。然而，该法不能除去有害的化学物质。此外，即使是严格按 照使用说明行事，仍存在有细菌或病毒未被杀灭的风险。这是因为它 们通常定居于悬浮在水中的消毒剂无法穿透的颗粒物内。因此，这种 方法无法被成功地放心用于保护饮用者，并且会使他们容易生病或死 亡。而且，这些化学消毒剂留在水中会造成饮用者的口腔内残留有臭 味或令人讨厌的味道。此外，有些人对这些化学消毒剂不耐受。

另一种现有的水纯化方法是使用便携式初级滤器。然而，虽然有 些便携式装置能达到可接受的安全除菌水平，但他们不能除去病毒， 原因是滤器孔径太大。滤器的孔径是使待滤物质通过的孔的直径。并 且它们也不能将化学物质去除到可接受的水平。此外，他们不能对水 脱盐。

由于现有的用于携带水或纯化水的所有方法均不能实现充分的过 滤以保证水的安全饮用，因此它们都不令人满意。

常规的液体运载器领域中存在的另一个难题是，要分配液体时， 一般都必需以特定的方向放置运载器。这会使得运载器在各种情况下 的使用很不方便。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种除去水中杂质的装置，该装 置包括：

一个由液体储器界定出的流体通路，一个滤器和一个出口；

对所述液体储器加压从而使得当出口开放时压差促使水流沿流体 通路流过滤器至出口处的工具，

其中所述滤器的孔径小于或等于25纳米。

在一个优选的实施方案中，本发明提供一种含有一个超微孔 (ultra-fine)滤器的水瓶。水在压力下通过该滤器。这可使水通过 的滤器孔径比储器不加压时可能通过的孔径更小。因此本发明可使用 一般并不用于便携装置的现有滤器类型。

孔径小于或等于25纳米时足以除去液体中大部分微生物，包括病 毒，由此提供安全的饮用水和比先前可获得的便携式水过滤系统更有 效的系统。但，出于进一步安全性的考虑，本发明优选的实施方案的 孔径小于或等于20纳米，更优选地，孔径小于或等于15纳米。

本领域已知，一种材料的孔径实际上是该材料上各孔(或洞)的 单个孔径的平均值，因为任何含有许多孔的材料的各个孔径不可避免 地会有一些差异。优选的用于本发明的滤器具有严格限定的孔径分布， 从而使得最大孔径和平均孔径之间的差异最小。优选地，孔径分布的 标准差小于平均孔径的30％，更优选地，小于平均孔径的15％。在本发 明优选的实施方案中，所述滤器的最大孔径小于或等于30纳米，更优 选地，小于或等于25纳米，最优选地，小于或等于20纳米。在其他 实施方案中，所述最大孔径甚至可以更低，以实现例如纳滤或反渗透。

用于本发明的优选的滤器适于超滤，即可除去所有粒径大于0.01 微米的颗粒。在另一个优选的实施方案中，所述滤器适于纳滤或反渗 透。反渗透滤器能除去液体中除纯水(H₂O)外的所有物质(包括盐和 油)。纳滤可除去粒径大于0.001微米的颗粒(包括水溶液中的盐)。

所述滤器可由多个子滤器形成。子滤器彼此之间可完全相同或者 在任何参数上不同。例如，子滤器的孔径沿流体通路可以越来越细(孔 径逐渐变小)。

根据需要，可以在流体通路中放置其他滤器。