水处理装置 【技术领域】
本申请涉及水处理装置，并且更加特别地，涉及家用的水处理盒子。
背景技术
这种产品是广为人知的，并且用来改善家庭供水的味道和气味。这种盒子中装有粒状的处理介质例如离子交换介质、活性炭、矿石以及它们的混合物。这种处理介质由设置在盒子上端和下端处的网格保持在盒子中。
典型地这种盒子安放在入口漏斗中，水龙头流出的水被引导入该入口漏斗，然后通过盒子过滤以后流入下面的收集容器中。收集容器可以简单地为一个水壶，已处理好的水从该水壶中进行分配，或者如更近的技术中所提出的，它实际上可以是一个水加热容器例如水锅或类似物。这种提议包含在申请人的国际专利申请WO01/47399中。
本发明寻求提供一种可以用在上述任一方面中的水处理盒子。
在许多申请中，在进行分配之前，收集容器中的已处理好的水可以保存在冰箱中。这使得收集容器在平面图中往往为具有主轴和次轴的伸长形状，并且把手和注水口设置在主轴上。同时，人们希望减少盒子的总体高度，因为这样可以减少该盒子在直立时或倒水时与已处理好的水相接触的机会，并且还可以使装置更为紧凑以利于稳定，在水加热器中尤其是这样。
【发明内容】
从第一个方面，本发明提供了一种水处理盒子，所述水处理盒子具有水平横截面上的主轴和次轴，安装凸耳设置在盒子的上端并且通常与盒子的主轴对准。
通过这种设置，盒子可以制成例如椭圆形状，由此它可以沿着伸长的水收集容器延伸并且还可以比传统的盒子要浅，因此对于给定的深度，由于它伸长的主轴它可以在盒体中容纳更多的处理材料。
本发明还扩展至一种水处理设备，该水处理设备包括用来接纳未处理的水地腔室，所述腔室具有出流开口并且安装有本发明的处理盒子，该盒子与该开口流体连通以接受从腔室流出的水进行处理。
优选地没有安装凸耳从盒子的任何其它部分延伸，从而它的次轴尺寸可以保持为最小。
优选地盒子设置有密封表面，优选的是圆形密封表面，该密封表面设置在安装凸耳的径向向内处。这还避免了需要将密封装置延伸到盒子次轴之外。
本发明还扩展至一种水处理盒子的或者用于水处理盒子的安装部分，所述安装部分具有通常为圆形的密封表面，并且具有沿着安装部分的伸长方向设置在其相对端的安装凸耳。
本发明还扩展至一种具有这种安装部分的水处理盒子，该安装部分作为其整体的一部分或者作为分离元件。
优选地盒体或至少其安装部分的水平横截面通常为椭圆形。当用在伸长的水壶和类似物中时，这种设置特别具有美感。然而，这不是必须的，主体的横截面可以是圆形、矩形或一些其它形状。
优选地安装凸耳是平的，并且围绕盒体外围延伸一段显著的距离，优选的是围绕外围延伸至少15°。
优选地安装凸耳为弧形以避免产生能刺穿盒子封装从而破坏盒子消毒效果的尖角。
优选地安装凸耳以卡口类型的配合方式来安装盒子。从而优选地用来安装盒子的位置具有接纳凸耳的表面。
优选的是凸耳外围的下边缘为斜边，从而当安装凸耳转动到接纳表面上时，该斜边用来以凸轮的方式滚动盒子，使其与一密封件或特定密封件密封接合。优选地斜边外形基本上同样围绕着整个凸耳外围。
盒子或至少其凸耳，可以由塑料材料制成，同时凸耳与盒子中心间隔开一段显著的距离(位于盒子主轴的末端)，这两点意味着它们可以弯曲一定的程度来保持密封件上的压力。
优选地塑料材料为耐热塑料材料，这样盒子可以用在水被加热成蒸汽的水沸腾设备中。
同样优选地塑料材料应当能抵抗通常用来消毒盒子的γ射线所产生的降解。
然而，申请人已经认识到，各种不会受到γ射线损害的塑料例如Samsung HJ730+和Basell Moplen HP371(γ稳定的)可以用来克服这个问题，因此从另一个方面，本发明提供了一种水处理盒子，该盒子包括由不会被γ射线降解的耐热塑料材料制成的主体。
由于塑料材料在使用时容易表面起垢、软化，或者会由于γ辐射或紫外线辐射(尤其在穿透水壶的辐射中)而降解，因此作为塑料材料的替换物，可以使用金属来制造盒体。
因此在某些实施例中，盒体可以由薄片材料例如不锈钢或精制铝制成。这些片状材料可以伸拉成合适的形状。盒子的其它部分，例如盒子的顶部可以仍是由塑料材料形成。
因此，从另一个方面本发明提供了一种家用水处理盒子，包括至少部分地由薄片金属材料制成的主体。
如上所述，优选地水处理盒子与它安装位置之间的密封件设置在盒子外围的向内部分上，并且该密封件优选地为圆形。这避免了可能发生的在处理过程中外围密封表面上产生的斑痕或刮伤会导致泄漏的问题。优选地盒子设置有密封表面，该密封表面与设置在水处理设备上的弹性密封元件共同作用来进行密封。
盒子密封表面可以按合适的方式设置在面向上、面向外或面向内的表面上。然而，优选地密封表面至少部分地设置在盒子面向内的壁上，该壁在使用中围绕着设备的悬垂壁延伸。这种设置的优点在于密封件可以放置在悬垂壁的外表面上，例如仅通过将其伸展在壁上就可能将它保持在该壁的槽内。
因此，从另一个较宽的方面本发明提供了一种水处理盒子，包括设置于其外围向内部分上的密封表面，所述密封表面至少部分地由面向内向下延伸的并且沿圆周连续的壁的至少一部分形成。
本发明还扩展至一种水处理设备，包括向下的悬垂壁，以及安装在壁的面向外表面上的密封件，该密封件用来与设置于水处理盒子上的密封表面接合。
一种特别有利的设置是密封表面围绕着盒子上部分的面向上表面和面向内表面之间的拐角形成。这可以给密封件施加径向和轴向的密封力。该拐角可以为圆形或斜边形以利于导入。
优选地面向内的壁从顶部到底部向内渐缩(tapered)，从而它可以帮助引导盒子进入设备上的合适位置。
从另一个较宽的方面，本发明提供了一种水处理盒子，包括具有面向内的向下悬垂壁的上表面，所述壁向内渐缩以引导盒子置于设备的悬垂壁上。
优选地面向内的壁形成环形通道的径向外壁，该环形通道围绕着盒子的顶部延伸。优选地水入口设置在面向内的壁上。
优选地水入口还设置在通道的面向外的径向内壁上。在一些实施例中，内壁具有比外壁更小的开口面积。内壁的开口面积优选地少于外壁开口面积的80％，优选的是大约为外壁开口面积的65％。
这样的好处在于它可以让水覆盖盒子的较大面积，减少出现局部干燥区域的可能。
从另一个方面，本发明提供了一种具有上表面的水处理盒子，该上表面设置有环形通道，水入口设置在环形通道的至少一个壁上，并且优选地设置在环形通道的内壁和外壁上。
优选地入口开口设置在外壁的下部分和内壁的至少上部分上。这样的好处在于当盒子被充满时，它有利于空气通过上开口从盒子排出。
入口槽不需要延伸至环形通道的顶部。然而，为了防止空气聚集在通道所包围的区域的最上部，理想的是在该包围区域的顶部提供另外一些通气开口。优选地这些开口由在该包围区域上拐角周围延伸的槽来提供。这样的好处在于它可以提供充分的通气并且同时还不需要加强这些槽。
一个或多个肋可以横穿过环形通道延伸。这些肋可以增加盒子顶部的刚度，但也会影响从通道径向向外区域朝着通气开口排出的空气。优选地设置一对肋，优选的是与安装凸耳对准。
上述入口开口应当具有足够小的尺寸来将水处理颗粒保持在盒子中。优选地它们包括轴向延伸的槽，这些槽典型地具有小于大约0.25mm的宽度。槽的实际尺寸可以根据所使用的处理介质颗粒尺寸来选择。
在优选的实施例中盒子包括其上端被顶盖封闭的盒体，该顶盖包括水入口开口、密封表面等等。优选地该顶盖焊接例如超声焊接到合适的位置上。为了将液体处理介质保持在盒子中，在容器主体底部还设置有网格。如我们前述的国际申请中所描述的一样，该网格可以形成盒子的底壁，或者优选的是可以将处理颗粒保持远离容器主体底部中的约束开口。
优选地下方网格咬合装配到设置有合适的保持装置的容器主体中，例如形成于其内表面上的保持唇缘。
这种设置所具有的一个问题是空气会聚集在网格中或在网格周围聚集。这种情况是不利，因为该空气可能会堵塞网格，并且会导致聚集的空气一次性释放并上升通过处理材料主体的中部，这可能意味着水将不能透过该区域，使得该区域的处理材料变干。因此，优选地网格形成有向上碟形的(upwardly dished)外部分，在该部分中空气将优先收集在网格表面上。当网格被置于容器主体中时，该部分与容器主体间隔开从而使空气可以从容器主体和网格碟形部分之间离开。
这本身是一种具有新颖性和创造性的设置，因此从又另一个方面，本发明提供了一种水处理盒子，包括盒子主体和设置在盒子底部的网格，所述网格具有碟形外部分，当网格被置于容器主体中时，该部分与容器主体间隔开从而使空气可以从容器主体和网格碟形部分之间离开。
盒子主体至少在网格区域弯曲，以允许在网格的碟形外围部分和主体壁之间形成间隔。
将容器主体弯曲还具有其它好处。如上所述，理想的是保持处理盒子不与水壶中的已处理好的水接触。对于相对较高的传统盒子，这意味着这种盒子必须设置成高于容器中的水平面一段显著的距离，从而导致必须使用相对较高的容器，而这种相对较高的容器在使用中是不利的，尤其是在加热设备中。然而已经发现，通过将盒体设置成以弯曲的方式从盒子的顶部向底部渐缩，可以减少当水从容器中倒出时盒子被弄湿的可能性。
因此从另一个方面，本发明提供了一种水处理盒子，该盒子具有以弯曲的方式从盒子的顶部向底部渐缩的盒体。
上述设置还具有一个好处在于，这种弯曲可以给盒体带来较强的硬度，这意味着与现有技术相比可以使用最小的壁厚。在节省材料成本方面，这是很有利的。
在上述盒子具有主轴和次轴的情况中，渐缩部分优选地与盒子的主轴对准。
优选地弯曲部分基本延伸至盒子的中心线。而且，优选地盒子的前壁和后壁都这样渐缩，从而使盒子在任一种转动构造中都可以插入到容器中。
在盒子用在液体加热设备中的情况下，理想的是根据容器的加热功率改变液体从盒子进入加热容器的流速。例如，在一个较低瓦数的元件中例如1.2kW，水将需要更长的时间来烧开，这就意味着它可以以相对较慢的速度流经盒子。为了这个目的，可以提供具有相对较小出口的盒子。然而对于较高瓦数的元件水将沸腾得更快，这意味着在水已经烧开后水仍将通过相对较小的出口流经盒子。这是不希望的，因此对于这种设备就需要较大的出口。因此在不同的设备中会使用不同的盒子。因此，优选地在盒子上设置用来防止盒子被用在不适当设备中的装置。
因此从另一个方面，本发明提供了一种包括水处理盒子的液体加热设备，在盒子上和用来安装盒子的位置上设置装置来防止不正确的盒子被安装到其中。
这些装置可以包括，例如设置在盒子的一部分上的一个或多个键，而互补键设置在安装位置上。这些键可以采用任意合适的形状。例如，在一个实施例中，这些键可以设置在盒子的外围表面上、盒子的安装凸耳中或盒子的内壁上。
可以理解，本发明可用作水处理壶的水处理盒子，在该水处理壶中水处理盒子连接到存放将要处理的水的容器的底部。它还可以用作在液体加热设备中使用的盒子，在该液体加热设备中，盒子被连接到合适的支架上，该支架可以设置在设备自身上或者设置在用来存放将要处理的水的容器上。在后一种情况中，盒子优选地配合安装在加热容器的壁上，例如设置有合适的密封装置的加热容器的盖子。
该支架还设置有密封装置，从而可以让漏斗放置在安装装置的顶部来将水提供给处理盒子。优选地支架包括向内延伸的弹性唇缘，该唇缘紧靠着设置于漏斗上的悬垂壁来进行密封从而放置水从漏斗和支架之间漏出。
这种设置本身就是新颖的，因此从另一个方面，本发明提供了一种用在水处理盒子中的支架，所述支架具有用来安装盒子的装置，并且还具有用来密封可安放于其上的接水漏斗的密封件。
优选地漏斗设置有阀，当漏斗与支架已经密封接合时该阀被操作。在一个优选实施例中，盒子的顶部作用于阀上以对其进行操作。
从另一个方面，本发明提供了一种水处理装置，具有安装在接水容器中的水处理盒子，该接水容器接纳有用于容纳未处理的水的漏斗，所述漏斗具有阀装置，当漏斗被放置在容器上时，该阀被盒子的上表面打开。
处理盒子可以与一计数器相关联，该计数器可以用来指示盒子的使用程度，并且典型地，每次盒子被使用时它就增加一增量。理想的是设置一个当盒子被拿开或放回时重设该计数器的自动机械装置。
优选地盒子设置有在盒子旋转进入或离开适当位置时与用于重设使用计数器的致动器啮合的装置。
因此从又另一个较宽方面，本发明提供了一种水处理盒子，该盒子包括在盒子旋转进入或离开适当位置时与用于重设盒子的使用计数器的致动器啮合的装置。本发明还扩展至一种水处理设备，该设备包括指示水处理盒子使用度的计数器，以及当盒子被拿开或放回时自动重设所述计数器的致动器。
如果预计供水中包含颗粒材料，那么盒子还可以设置有颗粒过滤器。这可以采取适于设置在盒子中的一个或多个多孔片材或元件的形式。
【附图说明】
现在将参照附图来描述本发明的一些优选实施例，在这些附图中：
图1示出了本发明水处理盒子的透视图；
图2示出了图1盒子的平面图；
图3示出了图1盒子的前视图；
图4示出了图1盒子的侧视图；
图5示出了图1盒子的底视图；
图6示出了沿图2中VI-VI线的竖直横截面；
图7示出了沿图2中VII-VII线的横截面图；
图8示出了沿图1盒子的安装凸耳的各种线的截面；
图9示出了图1盒子的分解图；
图10示出了安装在容器中的图1的盒子；
图11示出了从下方看时图10的设置；
图12示出了沿图10中XII-XII线的竖直截面；
图13示出了沿图10中XIII-XIII线的截面；
图14示出了安装到第二容器上的图1的盒子；
图15示出了安装在又另一容器中的图1的盒子；
图16示出了包括本发明盒子的液体加热设备；
图17到20示出了盒子上的各种按键设置；
图21示出了本发明水处理盒子的一个可选实施例；
图22示出了本发明的另一实施例；以及
图23示出了本发明盒子的另一实施例。
【具体实施方式】
参照图1到9，水处理盒子2包括装有大量水处理颗粒(未示出)的主体4。该颗粒可以包括离子交换颗粒、活性炭颗粒、矿石、其他处理材料或者它们的混合物。
如图9所示，盒子包括三个部件，主体6、顶盖8和网格10。顶盖8和网格10将液体处理颗粒保持在盒体6中。
盒体6的横截面通常为椭圆形，并且以弧形的方式从其上端12朝其下端14渐缩。孔口16设置在盒体16的下端14中。如我们前面提到的国际专利申请中所描述的，该孔口16限制通过盒子的水流从而使其在盒子中停留所需的时间。
盒体6还设置有4个凹槽18，该凹槽用作给使用者使用的手指抓手。
盒体6的上端12设置有两个用来将盒子2安装在合适的设备或容器中的安装凸耳20。从图2中可看出，这些凸耳通常为弧形，并且从图3和8中可以看出它们具有斜切的外边缘22。安装凸耳20被设置成与盒体6的主轴对准。在安装盒子时，斜切边缘22用来按凸轮的方式将盒子滚动至合适的位置，这将在下面另作讨论。
从图6、7和9中可以看出，网格10包括通常为平面的底部24，该底部24设置有多个大约为0.25mm宽的槽26。支撑肋26横穿过槽26延伸以防止它们变形，由此防止了处理颗粒通过槽26漏出。虽然图示的网格10具有槽26，但也可以设置其它形状的开口来代替槽。
网格10的外围区域28被制成以一角度从平面底部24向上延伸。当装配到容器主体6中时，外围区域28的上边缘30咬合在围绕容器主体6内表面延伸的肋32的后面。网格10的底部24位于凸起肋36内，该凸起肋36设置在盒体6的内部。
盒子2的顶盖8具有向下悬垂凸缘40，该凸缘配合安装在盒体6的上端12内。顶盖8在通常以42表示的区域焊接到盒体6的上部分12上，例如通过超声焊接。
顶盖8的上表面44具有没有设置任何开口的外部区域46。中间区域48通过环形通道50与外部区域46间隔开。通道50具有径向外壁52、径向内壁54以及底部56。
从图6和7中可以最清楚地看出，径向外壁52的下部分58围绕其整个圆周设置有多个纵向延伸的槽60。这些槽大约为0.25mm宽。而壁52的上区域62为连续的、没有设置这种槽。
通道50的底部56同样也没有槽、是连续的，内壁54的下区域64也是一样。然而，内壁54的上区域66同样也设置有尺寸与外壁52中的那些槽60相同的纵向延伸槽68。槽68没有延伸至上表面48而是终止于与其间隔一段距离的地方。在表面48上设置有4个另外的通气槽70。
现在来看图10到12，本发明的盒子2用来安放在接水容器80的下部。如图10所示，该容器包括外壁82、底部84和悬垂凸缘86。开口88形成于底部84的中心，并且围绕着开口88形成悬垂圆形唇缘90。圆形密封元件91围绕着壁90的上外表面安装。外壁86通常为椭圆形并且在相对端形成有向外延伸的凸缘92。
从图10、11和12可以看出，凸缘92接纳盒子2的安装凸耳20。特别地，外壁具有两个与凸缘92相邻的扇形区域96，该扇形区域可以接纳凸耳20，然后可以旋转凸耳20以将其放置于凸缘92上并且将盒子2固定在合适的位置上。如图10所示，可以旋转盒子直到凸耳20与壁86的端面98接合为止。
将盒子2旋转到合适的位置可以将盒子2密封在合适的位置上。特别地，盒子上表面的壁46和52之间的拐角100与密封环91密封接合。当盒子在凸缘92的边缘102上转动时，凸耳20的斜边22将盒子2向上推。取决于表面102边缘的特殊形状，凸耳20将表现出不同的压缩特性。从图8中可以看出，斜边22的视角在沿凸耳20的不同侧向和轴向位置上有所变化，因此取决于凸耳首次与表面102接合的位置，将会产生陡峭斜坡的效果或者拉长斜坡的效果。这样可以得到适于所用特殊密封件的合适的压缩特性。
由于盒子2具有塑性，并且凸耳20偏离密封位置，因此凸耳20将产生维持密封件91上的密封压力的弹性力度。
可以看出，外壁52渐缩以将盒子引导至悬垂壁90上的合适位置。
现在来看图14，在这个实施例中，盒子2被安装到支架150上，例如，该支架150可以是一个设置于水加热容器例如水锅或者热水壶上部区域中的安装元件。这个实施例中的支架不仅接纳盒子2而且还接纳装有水的容器152，该容器152具有阀154，在容器152下放到安装板150上之前该阀154一直保持关闭。
特别地，支架150的下表面基本上与前述实施例中的容器的下表面相似，因而不需要另作描述。然而，支架150包括中间的圆形开口156，该圆形开口156用来接纳容器152的向下悬垂壁158。支架150的开口156由倒置U形壁160所围绕，该壁160在其通道中安装有径向向内延伸的密封翅片162。当容器152被放置于支架板150上时，它通过壁160的弯曲边缘164而被引导至合适的位置，并且在壁158和密封翅片162之间形成密封。
将阀154设置成直到密封翅片162和壁158之间形成密封它才打开。一旦这些发生，阀的下端166与盒子2的表面48接触从而迫使阀元件向上以允许水从容器流入到盒子2中。
当水从容器152或容器82释放到盒子2中时，由于密封件91的作用可以阻止水围绕着盒子2的上表面漏出。于是水流过盒子2的顶部进入通道50。由于水压头大于通道50下区域中的水压头，并且由于在该区域具有更大的开口面积，因此大部分水通过下外壁52流入盒子中。水还会通过内通道壁54中的槽68进入盒子。然而，由于该区域中的压头较低而且槽面积更小，因此该区域中的水流不会那么大。这就使得那些可能聚集在盒子中的空气在盒子被填满时可以更容易地从盒子2中选出。一旦盒子2基本上被填满，任何残留的聚集空气都可以通过通气口70选出。
然后水流经装在容器中的处理颗粒，并且经过网格10流出。由于盒子底部中的约束开口16，因此在盒子中实际上存在着背压。这会导致空气在下网格10的附近区域聚集，这会给盒子2中的水流通带来害处。然而，由于在网格外围28和主体6之间形成有间隙34，因此聚集在该区域中的空气可以通过该间隙朝着上方离开从而防止了可能发生的堵塞。
现在参照图15，该图举例说明了容器不需要为圆形，并且实际上在某些设备例如用来储存在冰箱中的水壶中，这是不希望的。因此，图15示出了一种水容器200具有主入口和次入口的设置。
图16示出了安装在无电线液体加热设备300中的盒子2。在这个实施例中，安装盒子2的支架形成于液体加热容器304的盖子302中，该容器304接纳有用来放未处理的水的漏斗306。盒子、支架和漏斗的相互结合的细节与图14中所示的相同。
参照图17到20，如果希望仅允许一种形式的盒子与一种形式的容器一起使用，那么可以在盒子2上设置合适的按键装置。例如，为了防止流动性能太慢的盒子用在高功率加热容器中时，这种设置也许是有用的。
图17示出了第一种设置，其中键250可以设置在盒子2外围部分上的A、B、C和D位置。为了仅接纳键250处于合适位置的盒子，在容器底部的凸缘上设置有相应的开口。
在图18中，示出了另一种按键构思，其中安装凸耳的形状可以因盒子的不同而不同。在这种情况下，安装凸耳可以采取许多不同的形式300、302、304、306以及308。在容器或安装板的壁中将为它们每一个都设置相应形状的开口。在这种特别的情况下，仅键308适合容器主体中的所有开口并且被认为是总键。
图19示出了又另一种构思，其中安装凸耳400可以设置有凹口402、404、406或408，如图所示，在容器的相应部分具有相应的销来接纳凹口。
图20示出了一种设置，其中凸耳500设置在盒子2的壁52上，并且相应的壁90上设置有切除部分502来容纳这些凸耳。
图21示出了本发明盒子的另一实施例。在这个实施例中，盒子600的横截面通常为圆形，并且具有延伸的安装凸耳602和圆形的密封表面604。凸耳和密封表面的形状使得该盒子适合上面讨论的椭圆形盒子2的安装部分。
还可能有其它形状的盒体。例如，矩形截面的盒体可以合适地融合在图1所示的盒子的椭圆形安装部分中。
图21示出了本发明的另一个盒子。在这个实施例中，盒子700基本上与图1所示的盒子相同。然而，在这个实施例中，一对肋702横穿过盒子顶部中的环形通道704延伸。该肋702从通道的底部向上延伸并且是中空的，从而可以让聚集的空气从通道底部下方的区域和通道径向朝外的区域朝着通气口708移动。另外在这个实施例中，通道内壁中的槽710延伸至通道的底部。
通过这个实施例，其上装配有盒子的底部84的悬垂壁90可以至少在肋702的区域中减少高度或者完全移除该部分，从而允许盒子安装到合适的位置上。
在上述的各种实施例中，盒体6并且优选地整个盒子2由既耐热又抗γ射线的塑料制成以防止塑料材料在使用中褪色，例如Samsung HJ730+和Basell Moplen HP371(γ稳定的)。然而，例如盒体6至少还可以由金属制成而顶盖由和前面一样的塑料制成。