сменный фильтр, способный повторно перерабатываться, и емкость под давлением

Формула изобретения

1. Фильтрующий узел для жидкости для соединения с фильтрующей головкой, содержащий сменный фильтр и емкость под давлением, при этом сменный фильтр содержит корпус сменного фильтра, имеющий стенку корпуса, окружающую и образующую внутреннюю емкость, принимающую фильтрующую среду, причем стенка корпуса имеет необходимую толщину, а корпус сменного фильтра имеет верхний конец, нижний конец, продольную ось, и наружный диаметр стенки корпуса; шейку, проходящую вверх от верхнего конца, по существу, параллельно продольной оси, причем шейка имеет наружную стенку, окружающую и образующую внутреннюю часть шейки, причем наружная стенка шейки имеет нижний конец, соединенный с верхним концом корпуса сменного фильтра, верхний конец, и наружный диаметр шейки, меньший, чем наружный диаметр стенки корпуса; при этом наружная стенка шейки имеет такую толщину, которая выдерживает без разрыва внутреннее давление, превышающее атмосферное давление более чем на 475 фунт/кв.дюйм; и причем емкость под давлением имеет стенку, окружающую и образующую внутреннюю полость, принимающую сменный фильтр так, что стенка емкости под давлением покрывает весь сменный фильтр, за исключением шейки, при этом стенка емкости под давлением проходит к нижнему концу наружной стенки шейки, чтобы покрывать верхний конец корпуса сменного фильтра; и при этом шейка содержит входной проход для жидкости для приема жидкости от входного отверстия фильтрующей головки и выходной проход для жидкости для транспортировки жидкости к выходному отверстию фильтрующей головки, причем как входной проход, так и выходной проход размещены во внутренней части шейки, а шейка дополнительно содержит входное уплотнение шейки по отношению к входному отверстию фильтрующей головки и выходное уплотнение шейки по отношению к выходному отверстию фильтрующей головки, так что жидкость входит в сменный фильтр и покидает его внутри шейки без контактирования с верхним концом корпуса сменного фильтра и без контактирования с емкостью под давлением.

2. Фильтрующий узел по п.1, в котором емкость под давлением окружает весь корпус сменного блока и контактирует с ним, и имеет верхний проход, через который выступает шейка.

3. Фильтрующий узел по п.1, в котором шейка содержит трубчатый элемент, параллельный продольной оси, имеющий трубчатое внутреннее пространство, которое является входным проходом, причем шейка содержит кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой шейки, которое является выходным проходом, при этом уплотнение шейки по отношению к входному отверстию фильтрующей головки расположено около верхнего конца трубчатого элемента, а уплотнение шейки по отношению к выходному отверстию фильтрующей головки расположено около верхнего конца наружной стенки шейки.

4. Фильтрующий узел по п.1, в котором входное уплотнение на шейке и выходное уплотнение на шейке являются только жидкостными уплотнениями для уплотнения сменного фильтра по отношению к фильтрующей головке.

5. Фильтрующий узел по п.1, в котором емкость под давлением выполнена без жидкостного уплотнения по отношению к сменному фильтру.

6. Фильтрующий узел по п.1, в котором емкость под давлением выполнена без какого-либо средства жидкостного уплотнения по отношению к сменному фильтру и без какого-либо средства жидкостного уплотнения по отношению к фильтрующей головке.

7. Фильтрующий узел по п.1, в котором емкость под давлением выполнена с механическим соединением для соединения с фильтрующей головкой и без жидкостного уплотнения по отношению к фильтрующей головке, и без жидкостного уплотнения по отношению к сменному фильтру.

8. Фильтрующий узел по п.1, в котором корпус сменного фильтра содержит непосредственно сам корпус, колпачок и защелку, которая высвобождаемым образом удерживает вместе корпус и колпачок, при этом защелка выполнена с возможностью открывания корпуса сменного фильтра для удаления фильтрующей среды.

9. Фильтрующий узел по п.8, в котором защелка содержит язычки на наружной стенке колпачка, проходящие в щели в корпусе, а корпус открывается посредством отрезания язычков от наружной стенки колпачка.

10. Фильтрующий узел по п.1, в котором стенка корпуса выполнена из полипропилена и толщина стенки корпуса находится в диапазоне 0,05-0,07 дюймов, и при этом стенка шейки выполнена из полипропилена, а толщина стенки шейки превышает или равна 0,125 дюймов.

11. Фильтрующий узел по п.3, в котором стенка корпуса выполнена из полипропилена и толщина стенки корпуса находится в диапазоне 0,05-0,07 дюймов, и при этом стенка шейки выполнена из полипропилена, а толщина стенки шейки превышает или равна 0,125 дюймов.

12. Фильтрующий узел по п.5, в котором стенка корпуса выполнена из полипропилена и толщина стенки корпуса находится в диапазоне 0,05-0,07 дюймов, и при этом стенка шейки выполнена из полипропилена, а толщина стенки шейки превышает или равна 0,125 дюймов.

13. Фильтрующий узел по п.7, в котором стенка корпуса выполнена из полипропилена и толщина стенки корпуса находится в диапазоне 0,05-0,07 дюймов, и при этом стенка шейки выполнена из полипропилена, а толщина стенки шейки превышает или равна 0,125 дюймов.

14. Фильтрующий узел по п.8, в котором стенка корпуса выполнена из полипропилена и толщина стенки корпуса находится в диапазоне от 0,05-0,07 дюймов, и при этом стенка шейки выполнена из полипропилена, а толщина стенки шейки превышает или равна 0,125 дюймов.

15. Фильтрующий узел по п.1, в котором толщина стенки корпуса выдерживает без разрыва внутреннее давление, превышающее атмосферное давление не более чем на 10 фунт/кв. дюйм.

16. Фильтрующий узел по п.1, в котором толщина стенки корпуса составляет менее половины толщины наружной стенки шейки.

17. Фильтрующий узел по п.1, в котором толщина стенки корпуса приспособлена для того, чтобы не нести давление.

18. Сменный фильтр для жидкости для использования в емкости под давлением, содержащий корпус сменного фильтра, имеющий стенку корпуса, окружающую и образующую внутреннюю емкость, принимающую фильтрующую среду, причем корпус сменного фильтра имеет верхний конец, нижний конец, продольную ось, и наружный диаметр стенки корпуса; шейку, проходящую вверх от верхнего конца, по существу, параллельно продольной оси, причем шейка имеет наружную стенку, окружающую и образующую внутреннюю часть шейки, причем наружная стенка шейки имеет нижний конец, соединенный с верхним концом корпуса сменного фильтра, верхний конец и наружный диаметр шейки, меньший, чем наружный диаметр стенки корпуса; при этом наружная стенка шейки имеет такую толщину, которая выдерживает без разрыва внутреннее давление, превышающее атмосферное давление более чем на 475 фунт/кв.дюйм; и при этом стенка корпуса имеет толщину, по существу, меньшую, чем толщина наружной стенки шейки, так что стенка корпуса приспособлена для того, чтобы не нести давление и быть окруженной емкостью под давлением, покрывающей весь сменный фильтр за исключением шейки; и при этом шейка содержит входной проход для жидкости для приема жидкости от входного отверстия фильтрующей головки и выходной проход для жидкости для транспортировки жидкости к выходному отверстию фильтрующей головки, причем как входной проход, так и выходной проход размещены во внутренней части шейки, а шейка дополнительно содержит входное уплотнение шейки по отношению к входному отверстию фильтрующей головки и выходное уплотнение шейки по отношению к выходному отверстию фильтрующей головки, так что жидкость входит в сменный фильтр и покидает его внутри шейки без контактирования с верхним концом корпуса сменного фильтра.

19. Сменный фильтр для жидкости по п.18, в котором шейка содержит трубчатый элемент, параллельный продольной оси, имеющий трубчатое внутреннее пространство, которое является входным проходом, при этом шейка содержит кольцевое пространство между трубчатым элементом и стенкой шейки, которое является выходным проходом, при этом уплотнение шейки по отношению к входному отверстию фильтрующей головки расположено около верхнего конца трубчатого элемента, а уплотнение шейки по отношению к выходному отверстию фильтрующей головки расположено около верхнего конца наружной стенки шейки.

20. Сменный фильтр для жидкости по п.18, в котором входное уплотнение на шейке и выходное уплотнение на шейке являются только жидкостными уплотнениями сменного фильтра по отношению к фильтрующей головке.

21. Сменный фильтр для жидкости по п.18, в котором корпус сменного фильтра содержит непосредственно корпус, колпачок и защелку, которая высвобождаемым образом удерживает вместе корпус и колпачок, при этом защелка открывается для открывания корпуса сменного фильтра для удаления фильтрующей среды.

22. Сменный фильтр для жидкости по п.21, в котором защелка содержит язычки на наружной стенке колпачка, проходящие в щели в корпусе, а корпус открывается посредством отрезания язычков от наружной стенки колпачка.

23. Сменный фильтр для жидкости по п.18, в котором стенка корпуса выполнена из полипропилена и толщина стенки корпуса находится в диапазоне 0,05-0,07 дюймов, и при этом стенка шейки выполнена из полипропилена, а толщина стенки шейки превышает или равна 0,125 дюймов.

24. Сменный фильтр для жидкости по п.18, в котором толщина стенки корпуса выдерживает без разрыва внутреннее давление, превышающее атмосферное давление не более чем на 10 фунт/кв. дюйм.

25. Фильтрующий узел по п.18, в котором толщина стенки корпуса составляет менее половины толщины наружной стенки шейки.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение в общем касается сменных фильтров для воды или напитков, используемых в устройствах для выдачи воды, воды со льдом, газированной воды с сиропом, или других напитков. В частности, изобретение касается фильтрующего узла для совместной работы с фильтрующей головкой/коллектором, включающего сменный фильтр, содержащий в основном элементы, которые могут подвергаться вторичной переработке. Более конкретно изобретение касается фильтрующего узла, который можно периодически удалять и перерабатывать все или по существу все поверхности, контактирующие с жидкостью, при этом снижая риск загрязнения из-за длительного использования этих поверхностей. Сменный фильтр по существу не несет давления, за исключением шейки сменного фильтра, которая продолжается так, чтобы образовать жидкостное уплотнение с головкой/коллектором. Емкость под давлением по существу окружает сменный фильтр для удерживания и поддерживания стенок сменного фильтра под давлением жидкости, однако, емкость под давлением необязательно жидкостно уплотнена по отношению к сменному фильтру или фильтрующей головке/коллектору.

Уровень техники

Многие фильтрующие системы для фильтрации воды или других жидкостей содержат фильтр, который работает совместно с “фильтрующей головкой”, причем здесь этот термин включает коллектор для жидкости, клапанную головку или другое соединительное устройство, которое направляет жидкость к фильтру и от него. Обычно фильтр уплотнен по отношению к внутренней поверхности фильтрующей головки, так что жидкость, входящая в фильтрующую головку, проходит в фильтр через фильтр и затем из фильтра к выходному отверстию в фильтрующей головке. В США и Канаде обычно требуется, чтобы фильтры для воды были способны выдерживать давление около 500 psi, без разрыва. В США системы для воды обычно работают в диапазоне от 40 до 125 psi, а согласно нормативам NSF (Национальная Санитарная организация) обычно требуется, чтобы фильтр для воды выдерживал четырехкратное превышение максимального рабочего давления или обычно 500 psi. В Канаде коэффициент надежности требует, чтобы фильтры были способны выдержать около 508 psi (фунт/кв.дюйм) в течение одной минуты.

У одного распространенного типа фильтрующих систем расходная емкость под давлением соединена непосредственно с фильтрующей головкой. В такой системе, когда фильтрующая среда внутри емкости под давлением отработана, вся эта емкость должна быть удалена, включая среду, содержащуюся в ней. Такие расходные емкости под давлением трудно подвергать вторичной переработке, поскольку не существует простых средств для разборки емкостей под давлением. Вся наружная стенка расходной емкости несет давление, то есть она может спокойно выдерживать жидкостное давление конкретной системы с большим запасом прочности. Поэтому замена расходных емкостей под давлением обходится недешево, поскольку в них использовано много пластика, или таких дорогих материалов, как алюминий. Поэтому применение расходных емкостей под давлением также является дорогим, с точки зрения расходов на фильтр и загрязнения окружающей среды.

В альтернативных фильтрующих системах расходный сменный фильтр может быть размещен внутри корпуса под давлением, соединенного с фильтрующей головкой. В таких системах корпус под давлением обычно уплотнен по отношению к головке с использованием колец или других уплотнений и к поверхностям, контактирующим с фильтруемой жидкостью. Когда среда сменного фильтра отработана, сменный фильтр обычно выбрасывают и заменяют другим сменным фильтром. Традиционный сменный фильтр имеет несколько способных перерабатываться элементов, но эти способные перерабатываться элементы фильтра, такие как гранулированный уголь, содержащийся в сменном фильтре, нелегко удалить и сделать легко доступными для лица, которое захочет их переработать. После удаления и выбрасывания сменного фильтра толстостенная емкость под давлением повторно используется. При использовании некоторые участки емкости под давлением контактируют с фильтруемой жидкостью и поэтому емкость под давлением может загрязняться бактериями или другими вредными веществами. При постоянном повторном использовании емкости под давлением загрязненные участки продолжают участвовать в работе фильтрующей системы и могут увеличить загрязнение фильтрующей системы и жидкости, проходящей через нее.

Поэтому существует потребность в усовершенствованном сменном фильтре, который по существу является повторно перерабатываемым, что позволяет снизить затраты и загрязнение окружающей среды, создаваемое сменным фильтром. Также существует потребность в экономичном и эффективном сменном фильтре, выполненном так, чтобы при каждом удалении сменного фильтра для его переработки, поверхности с наибольшей вероятностью загрязнения также заменялись. Фильтрующий узел по настоящему изобретению удовлетворяет эти потребности.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение относит к фильтрующему узлу, который содержит по существу перерабатываемый сменный фильтр. Сменный фильтр согласно изобретению включает элементы, которые по существу все могут перерабатываться: корпус сменного фильтра, колпачок сменного фильтра, среду, средства, поддерживающие среду, герметизирующие прокладки, а также и центральный стержень/трубки. Сменный фильтр предпочтительно, но не обязательно, включает механизм или “защелку” для разборки элементов сменного фильтра, так чтобы их можно было отделить и направить на соответствующие процессы вторичной переработки. Фильтрующий узел согласно изобретению предпочтительно, но не обязательно включает емкость под давлением, которая по существу окружает сменный фильтр, за исключением выступающей шейки сменного фильтра. Емкость под

давлением плотно контактирует со сменным фильтром для надежного поддержания и усиления не несущего давления сменного фильтра, однако не обязательно уплотнена относительно сменного фильтра. Шейка сменного фильтра является несущей давление и выступает от емкости под давлением для обеспечения непосредственного жидкостного уплотнения относительно фильтрующей головки, так что вся наружная поверхность сменного фильтра является сухой, то есть не контактирует с жидкостью в процессе фильтрации, а все наружное давление жидкости относительно атмосферы направлено на внутренние стенки сменного фильтра. Давление жидкости выдерживается шейкой сменного фильтра без ее усиления, тогда как это давление выдерживается корпусом сменного фильтра благодаря тому, что окружающая емкость под давлением усиливает стенку корпуса сменного фильтра. Это предпочтительно достигается посредством тонкостенного корпуса сменного фильтра со стенкой шейки, значительно более толстой, чем стенка корпуса, что приводит к превосходному выдерживанию давления и выполнению требований NSF по безопасности со значительно уменьшенным общим количеством пластика, подлежащего переработке после использования.

Задачей настоящего изобретения поэтому является обеспечение перерабатываемого сменного фильтра для фильтрации воды и напитков, которая включает здесь фильтрацию, очистку или другие виды обработки. Задача изобретения состоит в обеспечении такого перерабатываемого сменного фильтра, который бы значительно уменьшил загрязнение окружающей среды пластиком и другими материалами, используемыми в сменном фильтре, и который бы легко разбирался для отделения различных элементов для соответствующей переработки. Еще одна задача состоит в том, чтобы создать перерабатываемый сменный фильтр, при снижении до минимума общего количества пластика, подлежащего вторичной переработке. Уменьшение общего количества перерабатываемого пластика предпочтительно достигается за счет того, что наружная стенка сменного фильтра выполнена тонкой, за исключением относительно небольшой несущей давление шейки. Другая задача состоит в обеспечении системы со сменным фильтром, в которой все или по существу все поверхности, контактирующие с жидкостью после удаления фильтрующей головки и перед возвращением к фильтрующей головке, удаляются из системы, когда сменный фильтр извлекают для переработки. То есть поверхности, контактирующие с жидкостью, являются поверхностями сменного фильтра, а не поверхностями емкости под давлением, и заменяются каждый раз при замене фильтра.

Краткое описание чертежей:

фиг.1 - вид сверху в перспективе одного варианта выполнения фильтрующего узла по изобретению;

фиг.2 - вид сверху фильтрующего узла на фиг.1;

фиг.3 - вид фильтрующего узла на фиг.1 и 2, в сечении по 3-3 на фиг.2, с установленным защитным колпачком;

фиг.4 - увеличенный детальный вид сбоку в сечении верхнего конца фильтрующего узла, причем этот конец отмечен кружком на Фиг.3;

фиг.5 - покомпонентный вид сбоку в перспективе емкости под давлением, которая содержит корпус под давлением и колпачок под давлением фильтрующего узла на фиг.1-4;

фиг.6 - покомпонентный вид сбоку в перспективе материалов, средств поддержания среды и прокладок фильтра на фиг.1-4;

фиг.7 - покомпонентный вид сбоку в перспективе центрального стержня, необязательной байпасной трубки для отвода жидкости и круглых колец, сменного фильтра на фиг.1-4;

фиг.8 - покомпонентный вид сбоку в перспективе корпуса сменного фильтра, его колпачка, включающего входной трубчатый элемент, уплотнительные элементы, и защитного колпачка согласно варианту выполнения на фиг.1-4;

фиг.9 - увеличенный внешний вид в перспективе варианта выполнения колпачка фильтра, установленного в колпачок емкости под давлением, согласно изобретению с шейкой, продолжающейся через отверстие в колпачке емкости под давлением и вверх от этого отверстия;

фиг.10 - вид в перспективе колпачка емкости под давлением варианта выполнения на фиг.9;

фиг.11 - вид в перспективе колпачка сменного фильтра на фиг.9, показанного отдельно от колпачка емкости под давлением;

Фиг.12 - покомпонентный вид в перспективе корпуса фильтра и колпачка сменного фильтра на фиг.3 и 8, разделенных, чтобы показать вариант выполнения соединительной системы типа “язычок - щель” для защелкивания вместе корпуса и колпачка;

Фиг.13 - вид в перспективе верхнего конца сменного фильтра на фиг.3, 8 и 12, показывающий колпачок сменного фильтра, защелкнутый в корпусе сменного фильтра.

Описание предпочтительных вариантов выполнения

На чертежах показан один, но не единственно возможный вариант выполнения фильтрующего узла 20 по изобретению, который включает сменный фильтр 30 внутри емкости 22 под давлением. Узел 20 по изобретению содержит емкость 22 под давлением, которая является по существу наружной поверхностью узла и имеет проход 24, через который шейка 44 сменного фильтра 30 проходит для его непосредственного уплотнения к фильтрующей головке. Узел 20 по изобретению может быть приспособлен для прикрепления к фильтрующей головке различным образом, например с помощью байонетного крепления 32 на колпачке 46 под давлением, резьбового крепления или других соединительных средств. Предпочтительно емкость под давлением механически соединена с фильтрующей головкой посредством такого соединительного средства, но не соединена по жидкости, то есть она не жидкостно уплотнена по отношению к фильтрующей головке. Фильтрующий узел по изобретению может быть приспособлен для совместной работы с различными фильтрующими головками, путем приспособления соединительного средства и размера и формы шейки, которая предпочтительно содержит проходы для входа и выхода жидкости сменного фильтра. Предпочтительный вариант выполнения фильтрующего узла 20, показанный на чертежах, может работать совместно с фильтрующей головкой типа показанного в системах по Патенту США 4,857,189 и Промобразцу 356,625, и после изучения настоящего описания специалист в данной области сможет сконструировать фильтрующую головку, которая может соединяться со сменным фильтром по изобретению. Сменные фильтры, традиционно изготавливаемые для систем по Патенту США 4,857,189 и Промобразцу 356,625, являются фильтрами типа, описанного в разделе “Уровень техники” данного описания, который не может повторно перерабатываться с наружной стенкой, полностью находящейся под давлением.

В предпочтительном варианте выполнения жидкость проходит через фильтрующую головку в центральный аксиальный проход 134 в сменном фильтре 30, через входной конец 33 входного трубчатого элемента 34, от дна центрального аксиального прохода, вверх через фильтрующую среду 36 (которая может содержать одну или более среду, незаполненные пространства, прокладки, опоры и т.д.) и из сменного фильтра 30 через концентричный кольцевой проход 38 вокруг входного трубчатого элемента 34. В предпочтительном варианте выполнения, как лучше видно на фиг.3, последовательно расположены три различных среды 136, 137, 138, но можно использовать другие размещения. Сменный фильтр необязательно может включать байпасную систему 35 для отвода жидкости, чтобы позволить некоторому количеству жидкости проходить вниз по входному трубчатому элементу 34, чтобы покинуть центральный аксиальный проход 134, немного ниже трубки, для выхода непосредственно на, например, верхний слой 138 среды, но без прохождения через три слоя среды. Байпасная система 35 для отвода жидкости может включать одно или более отверстий, имеющих диаметр, обеспечивающий отвод определенного количества жидкости к нижней среде, или может использовать другие средства. Конструкция байпасной системы 35 для отвода жидкости является необязательной и не требуется для устройства по изобретению или для осуществления способов фильтрации по изобретению.

Сменный блок 30 проходит вверх через центральное отверстие (проход 24) в колпачке 46 под давлением и уплотнено по отношению к фильтрующей головке (не показано) в двух местах, на круглом кольце 42' (показано на фиг.3 и 8, в канавке 42) и круглом кольце 52’ небольшого диаметра (показано на фиг.3 и 8, в канавке 52). Таким образом, шейка обеспечивает и удерживает оба уплотнения, необходимые для жидкостного соединения сменного фильтра с головкой, при использовании концентричной, кольцевой входной и выходной системы сменного фильтра. То есть при выполнении предпочтительного варианта входное отверстие в сменный фильтр уплотнено в месте 52, а выходное отверстие сменного блока уплотнено между круглыми кольцами 42’ и 52’.

Емкость 22 под давлением содержит корпус 54 под давлением, который является в общем цилиндрическим элементом с закрытым и открытым концами, и колпачок 46 под давлением, который соединен с корпусом под давлением через его открытый конец. Соединение может быть резьбовым, как показано на чертежах, но могут использоваться и другие конструкции. Корпус 54 под давлением предпочтительно имеет аксиальные наружные ребра 56 для упрочнения корпуса. Колпачок 46 под давлением имеет верхний проход 24, расположенный в центре вдоль центральной продольной оси емкости 22 под давлением для приема выступающей шейки 44, что обеспечивает сопряжение сменного фильтра подходящим образом с головкой с местами уплотнения 42,52 над колпачком под давлением.

Во внутреннем пространстве емкости 22 под давлением размещен сменный фильтр 30. Сменный фильтр 30 содержит корпус фильтра 64 и колпачок 66 фильтра, который соединен предпочтительно посредством соединения 68 со щелчком, но может быть соединен другими средствами. Соединение корпуса 64 сменного фильтра и колпачка 66 фильтра предпочтительно включает круглое кольцо 8 или другой механизм жидкостного уплотнения для предотвращения прохода жидкости между корпусом и колпачком фильтра.

Корпус 64 сменного фильтра является по существу цилиндрическим с закрытым дном и открытым верхом, через который проходит колпачок 66 сменного фильтра. Колпачок 66 фильтра включает выступающие радиально наружу язычки 65, которые разнесены по окружности вокруг нижней области колпачка 66 сменного фильтра. Язычки 65 устанавливают со щелчком в разнесенные по окружности щели 67 около верха корпуса сменного фильтра для соединения корпуса и колпачка после установки внутренних частей сменного фильтра и среды. Верхний конец колпачка сменного фильтра включает цилиндрическую шейку 44, составляющую около половины наибольшего диаметра колпачка, и с приспособлением на ее наружной поверхности для удерживания круглого кольца в периферической канавке 42.

Предпочтительные внутренние части и среда сменного блока содержат одну или более среду 36 для фильтрации или обработки, фетровую прокладку 82 верхней среды, средство 182 разделения среды, разделительную фетровую прокладку 282, центральную трубку (“стержень”) 84, входной трубчатый элемент 34, соединенный со стержнем 84 и имеющий входной конец 33 и круглые кольца 42’, 52’, байпасную трубку 37, круглое кольцо 108, уплотняющее байпасную трубку 37 по отношению к входному трубчатому элементу 34 и при включении байпасной системы 35, круглое кольцо 108’, уплотняющее байпасную трубку 37 по отношению к стержню 84, и круглое кольцо 109. Если байпасная система 35 исключена, трубчатый элемент 34 может быть приспособлен для уплотнения по отношению к стержню 84. Центральный стержень 84 расположен на радиально образованных ребрах 86 на внутренней нижней стенке корпуса 64 сменного фильтра. Ребра 86 образуют проход для жидкости от внутренней стороны стержня 84 в среду 36. Стержень 84 отходит вверх от ребер 86 для продолжения через внутреннее пространство и через прокладки, средства разделения среды, и среду 36, содержащуюся в нем для уплотнения с входным концом 33. Среда 36 может быть любой единственной средой или комбинацией сред, предпочтительной для обработки, фильтрации или кондиционирования жидкости/напитка. Среды 36 предпочтительно представляют собой гранулированный активированный уголь и ионообменный полимер, и этот выбор среды может быть принят во внимание специалистом в данной области при выборе опор и прокладок под различными средами, между ними и над ними.

Внутри и коаксиально с внутренним трубчатым элементом 34 расположена по выбору байпасная трубка 37 с нижним участком 31', который соединен со стержнем 84 и может иметь по выбору отверстия, круглые кольца, или другие конструкции для обеспечения байпасной системы для отвода жидкости. Конструкция 133, показанная в верхней части трубки 37 и на виде сверху изнутри на фиг.12 и 13, может работать совместно с защитным колпачком С, показанным на фиг.3, 4 и 8. Защитный колпачок С можно использовать для поддержания в чистом состоянии входного и выходного отверстия сменного блока, и, по выбору может совместно работать с конструкцией 133, чтобы обеспечить регулирование трубки 37 для регулирования отвода жидкости путем вращения трубки. Как указано выше, отвод жидкости является необязательным и может быть закрыт, блокирован или исключен.

С точки зрения прохода жидкости жидкость входит во входной конец 33 (и через внутреннюю часть трубки 37) и проходит вниз, в стержень 84, и из него через радиальные ребра 86 в дно корпуса 64 сменного фильтра, в среду 136. Как упомянуто выше, байпасная система 35 для отвода жидкости по выбору может быть включена, чтобы обеспечить прохождение части жидкости только через участок областей среды. Из среды 136 жидкость проходит по существу аксиально вверх через другую среду 36, опоры и прокладки, через отверстия в основании входной трубки, и в кольцевое пространство 38 между внутренней поверхностью колпачка 66 сменного фильтра и наружной поверхностью входного конца 33. Кольцевое пространство 38 может включать ребра 71, проходящие аксиально в кольцевом пространстве 38, чтобы стабилизировать входной конец 33 относительно колпачка сменного фильтра.

Как лучше можно видеть на фиг.3, сменный блок 30 установлен плотно внутри емкости 22 под давлением, и емкость 22 под давлением действует в качестве усиливающей оболочки вокруг по существу всего сменного блока 30. Однако в отличие от многих традиционных сменных фильтров сменный фильтр 30, в частности шейка 44, по настоящему изобретению проходит на его верхнем конце из емкости под давлением для уплотнения непосредственно с фильтрующей головкой. Поэтому для емкости под давлением и сменного фильтра не требуется жидкостного уплотнения друг с другом, хотя в изобретении выполнены соответствующие варианты, которые включают запечатывание между сменным фильтром и емкостью под давлением. В предпочтительном варианте выполнения жидкость не проходит между колпачком емкости под давлением и колпачком сменного блока и не достигает их, то есть не требуется никакого жидкостного уплотнения в месте, обозначенном в целом буквой L, где два колпачка 46,66 контактируют или приближаются друг к другу около прохода 24. Также корпус 64 сменного блока может не иметь уплотнения по отношению к внутренней поверхности корпуса 54 емкости под давлением, но должен плотно примыкать к ней.

Различные элементы сменного фильтра 30 предпочтительно являются повторно перерабатываемыми. Особенно корпус 64 сменного блока, колпачок 66, распорка 86 предпочтительно выполнены из повторно перерабатываемого полиэтилена или полипропилена. Различные среды 36 предпочтительно представляют собой повторно перерабатываемый уголь, полимер или другой материал. Внутренние прокладки и опоры среды предпочтительно выполнены из повторно перерабатываемых материалов, таких как полиуретан или полипропилен. Круглые кольца не могут повторно перерабатываться, но это предпочтительно единственные элементы, которые не перерабатывают, и они являются очень маленькими, легко удаляемыми, и должны удаляться и выбрасываться для предотвращения обратного загрязнения любыми бактериями или патогенами, которые могут присутствовать на них или на смазочном масле круглых колец.

Абсолютная толщина стенок шейки 44 является важной, поскольку является критической для сменного фильтра и фильтрующего узла, удовлетворяя требованиям надежности, чтобы выдерживать давление воды системы, с которой она соединена. Например, чтобы выдержать тест на 500 psi, толщина Т полипропиленовой стенки шейки предпочтительно превышала или была равна 0.125 дюйм, при этом стенка корпуса сменного фильтра предпочтительно составляла только около 0,060 дюйм (обычно в диапазоне от 0,050 до 0,070) в толщине. Поэтому толщина стенки корпуса обычно составляет менее около половины толщины шейки. Другие толщины могут применяться для различных требований к материалам и давлению. Шейка предпочтительно является толстостенной от верха 144 шейки на всем протяжении через проход 24 и на небольшое расстояние вниз в емкость под давлением до дна 244 шейки, чтобы предотвратить разрушение шейки в области прохода 24. Стенка входного трубчатого элемента 34, которая также проходит вверх, коаксиально стенке шейки, из емкости под давлением, не требует, чтобы ее толщина была сравнима с толщиной стенки шейки, поскольку входная трубка не подвергается воздействию большой разности давлений, как стенка шейки. Стенка шейки выдерживает полную разность давлений между водой в шейке и окружающей средой, при этом входная трубка имеет давление воды как внутри нее (вода на входе), так и снаружи (вода на выходе), и разность давлений между двумя потоками воды составляет только перепад давлений через сменный фильтр.

Поэтому можно описать предпочтительный сменный фильтр по изобретению как имеющий наружную стенку с участком высокой прочности и участком низкой прочности. В предпочтительном варианте выполнения наружная стенка представляет собой наружную стенку в целом сменного фильтра, включающего корпус и колпачок. Участок высокой прочности образован как приспособленный для выдерживания давления, превышающего 475 psi, и предпочтительно является шейкой, которая проходит вверх от одного конца сменного фильтра. Участок низкой прочности образован как приспособленный для выдерживания только минимального давления, например менее 10 psi, и предпочтительно является наружной стенкой, в целом сменного фильтра, за исключением шейки. Также выражение “несущий давление” в данном описании и формуле означает средство, размещенное и способное само нести (без значительного усиления) давление жидкости в процессе, в котором его используют. Выражение “не несущий давление” означает, что часть или участок конструкции не размещен в месте, где он подвергается воздействию значительного давления, то есть не более чем незначительная величина, и более конкретно не более около 10 psi.

Из данного описания и чертежей можно видеть, что фильтрующий узел, содержащий сменный фильтр и емкость под давлением, может быть удален из головки, а перерабатываемый сменный фильтр 30 легко может быть удален из емкости под давлением путем отвинчивания или другого разъединения колпачка под давлением от корпуса под давлением. Затем сменный фильтр может повторно перерабатываться после того, как будет разобран, как, например, описано ниже. Можно использовать другие механизмы для легкого открывания сменного фильтра и они названы здесь как “защелкивающие механизмы”, поскольку они обеспечивают закрывание сменного фильтра после заполнения корпуса сменного фильтра средой, и затем открывание сменного фильтра без лишнего усилия или разрушения корпуса или колпачка после использования. В данном описании и формуле защелка не предполагает, что совсем не потребуется отрезания или удаления материала сменного фильтра для разъединения частей наружной стенки, однако легче отрезать или удалить только язычок или другой небольшой участок защелки, чем осуществить разрушение посредством удара, распиливания или разрезания корпуса. Предпочтительно две части участка низкой прочности наружной стенки сменного фильтра являются частями, которые “защелкиваются” и “разъединяются”, например, по шву или соединению 68. При удалении предпочтительного сменного фильтра из предпочтительной емкости под давлением сменный фильтр захватывает все поверхности и уплотнения, которые контактировали с жидкостью на “стороне фильтрующего узла” процесса. Таким образом, потенциально загрязненные поверхности и круглые кольца скорее периодически удаляются, а не остаются с повторно используемой емкостью под давлением. Некоторое загрязнение может находиться на “стороне фильтрующей головки” процесса, поскольку фильтрующая головка не перерабатывается или не заменяется, но все поверхности головки обычно имеют небольшую площадь, и если круглые кольца удалены со сменным фильтром, то вероятность загрязнения смазкой круглых колец, например, сводится к минимуму.

Чтобы разобрать сменный фильтр 30, предпочтительно используют специальное приспособление, чтобы отделить элементы сменного фильтра 30 без поломки и растрескивания сменного фильтра. Предпочтительно это приспособление исключает случайное разделение, но намеченное отделение перед переработкой осуществляется легко с помощью соответствующего инструмента. Предпочтительно это приспособление содержит систему, типа защелкиваемого язычка и щели, показанную предпочтительно на фиг.12-13, или другие разделяющие системы для открывания сменного фильтра, предпочтительно без поломки, растрескивания или сверления корпуса сменного фильтра. Язычки 65 обычно образованы за одно целое с колпачком 66 сменного фильтра около его нижнего конца. В совместно работающие щели 67 около верхнего конца корпуса 64 сменного блока входят язычки 65 защелкиваемым образом, для полупостоянного соединения колпачка 66 с корпусом 64. Наружный периметр нижнего конца колпачка 66 включает отрезаемые участки 69, непосредственно над каждым язычком 65, так что соединение язычка и щели можно достать с помощью инструмента. Когда пользователь перерабатывающего средства желает разобрать сменный фильтр 30, он/она может плавно продвигать нож или острый инструмент вниз между колпачком 66 и корпусом 64, непосредственно над язычком и отрезать вниз на язычке для удаления части язычка, достаточной для высвобождения корпуса из колпачка. Этот или другие типы отделения позволят пользователю или оборудованию достичь внутренней стороны сменного фильтра, чтобы удалить внутренние части и среду из сменного блока для переработки внутренних частей и среды, а также элементов наружного колпачка и корпуса.

Хотя данное изобретение было описано выше со ссылкой на конкретные средства, материалы и варианты выполнения, должно быть понятно, что изобретение не ограничивается этими описанными особенностями, а охватывает все эквиваленты, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.