技术领域

本发明涉及流体处理装置， 特别是涉及使用处理介质对流体进行处理的流 体处理装 置及流体处理装置组件。 背景技术

常见的流体处理装置通常利用一种或几种处理 介质来处理诸如水、乙醇等各种流体。 当流体穿经流体处理装置容纳的处理介质时， 流体中包含的杂质、 污染物和某些组分等 将通过与处理介质接触进而发生物理或化学作 用， 从而被去除。 现以作为流体处理装置 的一个示例即淋浴过滤器为例进行说明。

参见图 1，例如电淋浴热水器 901通常会连接于淋浴过滤器 902之后， 以对供应到电 淋浴热水器 901之前的水进行除氯等处理。

通常的流体处理装置的设计中： 在工作期间， 穿经处理介质的流体是以倾向于压缩 处理介质的方向流动。 因此， 任何被处理介质除去的污垢或其它杂质会被吸 附在处理介 质中并不断积累， 直至最后阻塞处理介质或恶化处理介质的处理 性能。 一旦发生这种情 况， 处理介质的使用寿命将结束， 就需要更换新的处理介质。 因此， 处理介质的使用寿 命短、 使用量大。

因在工作期间处理介质被压缩， 因此来水穿经处理介质的阻力会增加， 水压有损失， 出水水流减小。 特别在处理介质使用一段时间但未更换之前， 吸附了大量污垢的处理介 质会进一步增加阻力， 压力损失增加， 出水水流减小。 另外， 至上向下的来水含有的污 垢可能会被捕捉于处理介质床的顶部， 会封闭介质床， 这导致了巨大的压力损失， 水流 明显减小 （如需获得与减小前相同大小的水流， 就必须增加水压）。 这种情况， 在水压较 低的地区表现更为突出。 例如巴西等地区， 很多使用者是从位于建筑物顶部的水箱中被 供应淋浴用水， 这种情况下， 建筑物的顶层房间可能仅有 1. 5米 （位于淋浴管上方的水 的高度） 的水头压力。 可想而知， 在 1. 5米水压的情况下， 再加上淋浴过滤器中的聚集 了污垢的处理介质所施加的阻力， 出水水流可能会小至无法进行正常淋浴的程度 。

另外， 淋浴器使用要求的最小水流是每分钟 3升。 在例如巴西等水压较低的地区， 具有前述通常流体处理设计的淋浴过滤器，在 开始水压为 4米时，也仅能在每分钟处理 4 升水， 处理水量小， 不利于淋浴器的使用。

另外， 公开号为 US5, 503, 742的美国专利申请中揭示了一种淋浴过滤器组 件。 参见 图 2， 该淋浴过滤器组件具有两个独立、 易于拆分开的壳部 903、 904。 当使用一段时后， 可将内部过滤部件 905取出来颠倒方向之后再重新插入壳部 903、 904中， 以进行反冲操 作， 从而来防止淋浴过滤器被阻塞和对穿经水流的 限制。 但是， 这样的反冲操作不仅十 分烦琐， 也不是有效的， 因为结合至处理介质表面的污垢和杂质并不容 易通过这种简单 的反冲操作而被清除。 发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种流体 处理装置及流体处理装置组件， 处理 介质不易堵塞、 使用寿命大幅延长、 使用量大幅减小、 流体压力损失小、 不限制出水水 流、 处理流体量大， 并且具有优异的净化作用。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种流体 处理装置， 使用操作简单， 能够简单 地在反冲操作模式和正常工作模式之间进行切 换， 反冲操作十分简易， 并且能够有效地 清除结合在处理介质表面的污垢和杂质， 进一步延长处理介质的使用寿命。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种流体 处理装置， 流体几乎没有压力损失， 在水压特低的情况下， 仍然能够提供优异的处理性能， 特别适用于超低水压地区使用。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种流体 处理装置， 可采用两种以上的处理介 质， 能够在除氯之前进行预处理， 大幅提升除氯性能。

本发明的第一方面提供了一种流体处理装置， 包括处理腔室， 所述处理腔室具有流 体入口部和流体出口部， 在所述处理腔室内收纳有颗粒状的处理介质， 其特征是： 所述 处理腔室具有穿透壁， 在所述穿透壁上形成所述流体出口部； 所述处理腔室构造成： 在 工作状态， 由所述流体入口部进入至所述处理腔室的流体 将至少部分所述处理介质以与 所述处理介质在非工作状态下倾向的移动方向 相反的方向进行移动， 并且将这些被移动 的处理介质保持成为与所述穿透壁邻接的介质 床层。

本发明的第一方面还提供了一种流体处理装置 组件， 包括处理腔室， 所述处理腔室 具有流体入口部和流体出口部， 其特征是： 所述处理腔室具有穿透壁， 在所述穿透壁上 形成所述流体出口部； 所述处理腔室构造成： 在工作状态， 由所述流体入口部进入至所 述处理腔室的流体将容纳在所述处理腔室内的 至少部分处理介质以与所述处理介质在非 工作状态下倾向的移动方向相反的方向进行移 动， 并且将这些被移动的处理介质保持成 为与所述穿透壁邻接的介质床层。

根据以上的流体处理装置及其组件， 能得到如下有益的技术效果， 具有显著的进步： 在本发明中， 流体以不使处理介质被压缩的方向即使处理介 质沸腾或发生湍流的方 向来移动处理介质， 处理介质属于松散的状态， 任何污垢或杂质不容易封住或阻塞处理 介质， 处理介质使用寿命长， 由于不需经常更换新的处理介质， 处理介质的使用量也大 幅减少， 并且处理介质被保持成为相对于完全松散的状 态相对致密的介质床层， 能够有 效地提高处理性能；

并且， 处理介质之间具有足够的间隙供流体穿过， 处理介质不会发生封住或阻塞的 情况， 因此流体受到的阻力非常小， 流体处理前后的压力损失小， 不会使水流变小， 特 别适合水压低的用户使用；

并且， 处理介质在被移动和保持成介质床层的过程中 ， 处理介质的表面会发生相互 摩擦碰撞， 因此， 污物和杂质不易固结在处理表面， 即使污物和杂质粘接在处理介质的 表面， 也有易被清除的倾向；

并且， 处理介质完全不会阻碍流体的流动， 处理流体的量大。

成品生产商可以购买本发明的作为半成品的流 体处理装置组件， 再根据生产需要向 其内填加预定的处理介质， 再配合必要的其它部件， 来组装作为成品的流体处理装置， 能在达到以上效果的同时， 提供更多的选择和灵活性。

本发明的第二方面提供了一种流体处理装置， 包括处理腔室， 所述处理腔室具有流 体入口部和流体出口部， 且在所述处理腔室内收纳有颗粒状的处理介质 ， 所述处理介质 没有填满所述处理腔室， 其特征是： 所述处理腔室具有穿透壁， 在所述穿透壁上形成所述流体出口部， 在所述穿透壁的 外围设置筒形过滤器；

在所述筒形过滤器的外侧设置一个以上在高度 方向间隔分布的床深控制板， 所述床 深控制板上设有流控制指；

在所述筒形过滤器的顶部的径向外侧的位置设 置床深控制凸缘和流控制凸缘， 所述 床深控制凸缘和流控制凸缘向下延伸， 且所述流控制凸缘位于所述床深控制凸缘的径 向 外侧；

所述处理腔室构造成： 在工作状态， 由所述流体入口部进入至所述处理腔室的流体 将至少部分所述处理介质向上方移动， 并且将这些被移动的处理介质保持成为围绕所 述 筒形过滤器的介质床层。

根据本发明的第二方面的流体处理装置， 在能达到第一方面的流体处理装置的效果 的前提下， 通过流控制指、 流控制凸缘减少流体通路的截面积， 来增加流体的流动流速， 同时通过床深控制板、 床深控制凸缘来在筒形过滤器的整个轴向长度 形成相对较厚的介 质床层， 处理性能大幅提升； 并且， 通过床深控制板来承载处理介质， 流体用于悬浮和 保持处理介质的压力被大幅消减， 流体几乎没有压力损失。 因此， 本发明的第二方面获 了一种超低压损的流体处理装置， 特别适用于低压地区例如巴西等用户使用。

本发明的第三方面提供了一种流体处理装置， 包括处理腔室， 所述处理腔室具有流 体入口部和流体出口部， 在所述处理腔室内收纳有颗粒状的处理介质， 所述处理介质没 有填满所述处理腔室， 其特征是：

所述处理腔室具有穿透壁， 在所述穿透壁上形成所述流体出口部， 在所述穿透壁的 外围设置筒形过滤器；

在所述筒形过滤器的外侧设置一个以上在高度 方向间隔分布的床深控制板； 所述处理腔室构造成： 在工作状态， 由所述流体入口部进入至所述处理腔室的流体 将至少部分所述处理介质向上方移动， 并且将这些被移动的处理介质保持成为围绕所 述 筒形过滤器的介质床层。

本发明的第四方面提供了一种流体处理装置， 包括处理腔室， 所述处理腔室具有流 体入口部和流体出口部， 在所述处理腔室内收纳有颗粒状的处理介质， 所述处理介质没 有填满所述处理腔室， 其特征是：

所述处理腔室具有穿透壁， 在所述穿透壁上形成所述流体出口部， 在所述穿透壁的 外围设置筒形过滤器；

在所述处理腔室内设置流控制件， 所述流控制件通过减小流体通道的横截面积而 增 加所述流体的速度，

所述处理腔室构造成： 在工作状态， 由所述流体入口部进入至所述处理腔室的流体 将至少部分所述处理介质向上方移动， 并且将这些被移动的处理介质保持成为围绕所 述 筒形过滤器的介质床层。

根据本发明的第三方面和第四方面的流体处理 装置， 在能达到第一方面的流体处理 装置的效果的前提下， 进一步减小压力损失。

本发明的第五方面提供了一种流体处理装置， 包括机壳和设于机壳内的处理腔室， 在所述处理腔室内收纳有颗粒状的处理介质， 其特征是： 所述机壳的下部设置反冲排泄口， 所述处理腔室具有流体入口部和流体出口部， 所述处理腔室具有穿透壁， 在所述穿透壁上形成所述流体出口部， 在所述穿透壁的 外围设置筒形过滤器；

所述处理腔室构造成： 在工作状态， 由所述流体入口部进入至所述处理腔室的流体 将至少部分所述处理介质向上方移动， 并且将这些被移动的处理介质保持成为围绕所 述 筒形过滤器的介质床层；

在所述处理腔室的径向内侧设置中心套筒， 在所述中心套筒内设置芯部件， 所述芯 部件穿过所述反冲排泄口而向所述机壳下方凸 出的部分形成操作部， 所述芯部件能在工 作位置和反冲位置之间上下移动， 在工作位置， 所述芯部件处于下部位置并封闭所述反 冲排泄口， 在反冲位置， 所述芯部件被向上推至上部位置， 所述反冲排泄口打开。

根据本发明的第五方面的流体处理装置， 在能达到第一方面的流体处理装置的效果的 前提下， 通过简单地推、 拉芯部件， 就能进行在工作状态和反冲状态之间进行切换 ， 反冲 操作特别简易、 高效， 并且根据本发明的流体处理装置， 通过这样的反冲操作， 就能够有 效对处理介质进行清洁， 处理介质使用寿命进一步延长、 处理介质使用量降到最低。

本发明的第六方面提供了一种流体处理装置， 其特征是：

所述流体处理装置包括处理腔室和预处理腔；

所述处理腔室具有流体入口部和流体出口部， 在所述处理腔室内收纳有颗粒状的处 理介质， 所述处理介质没有填满所述处理腔室；

所述预处理腔位于所述处理腔内的上游侧或者 位于所述处理腔室外部的上游侧， 所 述预处理腔内容纳有预处理介质， 以对所述流体进行预处理；

所述处理腔室具有穿透壁， 在所述穿透壁上形成所述流体出口部， 在所述穿透壁的 外围设置筒形过滤器；

所述处理腔室构造成： 在工作状态， 由所述流体入口部进入至所述处理腔室的流体 将至少部分所述处理介质向上方移动， 并且将这些被移动的处理介质保持成为围绕所 述 筒形过滤器的介质床层。

本发明的第七方面提供了一种流体处理装置， 包括处理腔室； 所述处理腔室具有流 体入口部和流体出口部， 在所述处理腔室内收纳有铜锌颗粒； 所述处理腔室具有穿透壁， 在所述穿透壁上形成所述流体出口部； 其特征是：

所述处理腔室构造成： 在工作状态， 由所述流体入口部进入至所述处理腔室的流体 将至少部分所述处理介质向上方移动， 并且将这些被移动的处理介质保持成为围绕所 述 穿透壁的介质床层，

通过在所述铜锌颗粒的上游侧设置亚硫酸钙或 纳米晶聚合体， 来改变流体的化学性 质以增加所述铜锌颗粒的除氯性能。

根据本发明的第六、 七方面的流体处理装置， 在能达到第一方面的流体处理装置的 效果的前提下， 还可采用两种以上的处理介质， 能通过预处理介质对流体进行预处理， 大幅提供处理介质的处理性能。 附图说明

图 1 为现有技术中淋浴过滤器的使用示意图。 图 2 为现有技术中的结构示意图。

图 3A-3G为本发明实施方式 1的各实施例的示意图。

图 4A-4C为本发明实施方式 2的各实施例的示意图。

图 5A-5C为本发明实施方式 3的各实施例的示意图。

图 6A-6C为本发明实施方式 3、 4的各实施例的示意图。

图 7A-7B为本发明实施方式 5、 6的各实施例的示意图。

图 8A-8B为本发明实施方式 6的实施例和反冲操作的示意图。

图 9A-9E为本发明实施方式 3-6的流体处理装置的分解示意图和局部组装图 。 具体实施方式

本发明提供了流体处理装置及流体处理装置组 件。 由于流体处理装置组件是流体处 理装置的组成部分。 为使申请文件更为简明， 本发明将以描述流体处理装置的各实施例 的形式来进行说明。 流体处理装置组件的各实施例均已包含在流体 处理装置的各实施例 中， 不再单独描述。

另外， 在本发明中将描述主要的相关元件， 其它与现有技术当中相同的部分， 不再 详细描述。

另外， 本发明的流体处理装置及组件， 可用于对淋浴用水进行处理， 但显然并不局 限于此， 还可以用于对饮用水、 工业用水等进行处理。 可以理解， 本发明的流体处理装 置及组件显然还可用于对其它流体进行处理。

实施方式 1

如图 3A-3C所示， 本发明提供了一种流体处理装置， 包括处理腔室 1， 处理腔室 1 具有流体入口部 11和流体出口部 12， 在处理腔室内 1收纳有颗粒状的处理介质 100， 处 理介质 100可以不填满处理腔室 1，处理介质 100例如为活性炭颗粒、离子交换树脂颗粒 或铜锌合金颗粒 （KDF-55、 KDF-85 )等， 在本发明中以密度大致为 8的 KDF为例来说明， 当然， 其它密度的处理介质 100也可选用， 处理腔室 1具有穿透壁 13， 在穿透壁 13上形 成所述流体出口部 12，在一个实施例中穿透壁 13呈筒形优选圆筒形，但具有其它的例如 三角形、 正方形、 五边形、 多边形等规则或不规则横截面的筒形也可采用 ； 本发明的改 进之处是， 所述处理腔室 1被构造成： 在工作状态， 由流体入口部 11进入到处理腔室 1 的流体将至少部分处理介质 100以与处理介质 100在非工作状态下倾向的移动方向相反 的方向进行移动， 并且将这些被移动的处理介质 100保持成为与穿透壁 13邻接的介质床 层 101。

在本发明中， 流体以不使处理介质 100被压缩的方向即使处理介质 100沸腾或发生 湍流的方向来移动处理介质 100，处理介质 100处于松散状态，任何污垢或杂质不容易封 住或阻塞处理介质 100，处理介质 100使用寿命长，由于不需经常更换新的处理介 质 100， 处理介质 100的使用量大幅减少， 相对于处理介质 100仅单独呈松散的、 彼此独立的颗 粒单体状态而言， 处理介质 100被保持成为相对于完全松散的状态相对致密 的介质床层 101 , 能够有效地提高处理性能。

处理介质 100之间具有足够的间隙供流体穿过， 处理介质 100不会发生被封住或阻 塞的情况， 因此流体受到的阻力非常小， 流体处理前后的压力损失小， 不会使水流变小， 特别适合水压低的用户使用。

处理介质 100在被移动和保持成介质床层 101的过程中， 处理介质的表面会发生相 互摩擦碰撞， 因此， 污物和杂质不易固结在处理表面， 即使污物和杂质粘接在处理介质

100的表面， 也有易被清除的倾向。

处理介质 100完全不会阻碍流体的流动， 处理流体的量大， 即使是最小额定水流很 小的淋浴器， 也适合使用。

为了实现由流体入口部 11进入到处理腔室 1的流体将至少部分处理介质 100以与处 理介质 100在非工作状态下倾向的移动方向相反的方向 进行移动。 在一个实施例中， 在 非工作状态下， 处理介质 100因重力作用而具有倾向于向下移动的移动方 向； 在工作状 态， 由流体入口部 11进入到处理腔室 1的流体将至少部分处理介质 100向上方移动， 并 在处理腔室 1的上部将这些被移动的处理介质 100保持成为介质床层 101。本实施例中利 用了处理介质 100本身的重力与流体对处理介质 100的冲击力的相互配合， 实现了不压 缩处理介质 100的工作原理。 在另一个实施例中， 在非工作状态下， 处理介质 100例如 受到位于其上方的吸引装置的吸力等而具有倾 向于向上方移动的移动方向；在工作状态， 由流体入口部 11进入到处理腔室 1的流体将至少部分处理介质向下方移动，并� �处理腔 室的下部将这些被移动的处理介质保持成为介 质床层。 该实施例同样能实现不压缩处理 介质的工作原理， 但是需要配置在非工作状态下使处理介质 100具有向上移动倾向的施 力单元， 虽然这种结构会导致机构复杂， 但对于安装空间受限而又无法改善的情况， 该 实施例也提供了一种有利的选择。

实现将那些被移动的处理介质 100保持成为与穿透壁 13邻接的介质床层 101这样的 功能， 可采用多种方式， 以下举出数个例子， 但本发明并不局限于此。

在一个实施例中， 可通过处理腔室 1的构造来实现这一功能。 例如图 3A所示， 处理 腔室 1具有底部 14、 与底部 14相连接的支撑环壁 15、 与支撑环壁 15相连接的锥形环壁 16, 锥形环壁 16与穿透壁 13相连， 锥形环壁 16沿着朝上的方向呈渐扩状， 流体入口部 11设置于底部 14， 流体入口部 11包括多个流入开口 111 (参见图 9A)， 各流入开口 111 呈弧形， 多个流入开口 111在底壁 14上排列成同心的多层的环形。 通过各流入开口 111 相对规则的排列方式， 有利于流体形成缓流或层流， 加上锥形环壁 16的引导作用， 将能 使被移动的处理介质 100上向方聚集并构建出具有一定厚度的介质床 层 101。增加处理介 质 100的使用量， 会使介质床层 101的厚度增加。 在优选的实施例中， 在底部 14的下表 面 （即上游侧） 设置预过滤器 141。

在另一个实施例中， 参见图 3D、 3E， 处理腔室 1也可不必包括支撑环壁 15和锥形环 壁 16， 而仅包括穿透壁 13。 此情况下， 通过流体入口部 11与穿透壁 13在径向上的距离 差来获得介质床层 101。 具体来说， 是使流体入口部 11的最内环的流入开口 111与穿透 壁 13的外壁面之间具有预定距离 L， 该预定距离 L对应着介质床层 101的厚度， 为使表 达更为清楚， 申请人对流入开口 111进行夸大的绘示。参见图 3D， 穿透壁 13可以仅分布 在处理腔室 1的上部。参见图 3E， 穿透壁 13也可分布于处理腔室 1的整个高度。通过流 入开口 111的分布特点，能够在处理腔室 1的上部或整个高度形成介质床层 101。在穿透 壁 13分布于整个处理腔室 1的高度时，在介质床层 101的最下部的厚度不会受到流体冲 刷作用的影响。 在另一个实施例中， 参见图 3F， 还可在穿透壁 13 上形成能起到承载处理介质 100 的、径向向外延伸的床深控制板 51来获得介质床层 101，显然床深控制板 51可以由穿透 壁 13—体制成， 也可采用单独的床深控制板 51组装于穿透壁 13， 具有床深控制板 51 的实施例， 能够避免介质床层 101的最下部的厚度偏小的情况。

以上例举了数个获得介质床层 101 的例子， 当然本发明并不局限于此。 本领域技术 人员可以采用任何方式例如通过流道设计、 外加限定部件、 外加施力单元等来获得介质 床层， 在此不再详述。

在以上的各个实施例中， 处理腔室 1 的径向内侧形成供处理后的流体流出的通道， 即穿透壁 13位于处理腔室 1的径向内环， 也就是流体是按照图 3A中所示的由外环向内 环流动的方向工作 （参见箭头）， 因此介质床层 101是围绕于穿透壁 13的径向外侧。 为 了有利于形成介质床层， 可在穿透壁 13的外周面设置多个突起 （参见图 4A)。

当然， 如果处理腔室 1 的径向外侧形成供处理后的流体流出的通道， 即穿透壁位于 处理腔室的径向上的外围， 与图 3A或图 3C所示的箭头方向相反， 流体是按照由内环向 外环流动的方向工作， 此情况下， 介质床层 101将分布于穿透壁的径向内侧。 这种方式 提供了一种选择， 本领域技术人员可根据该流动方式进行相应的 流道设计， 不再详述。

当然， 在另一个可行的实施例中， 参见图 3G， 处理腔室 1和已处理流体的流出通道 分别位于两侧， 例如处理腔室 1在左侧， 已处理流体的流出通道在右侧， 即穿透壁 13呈 板形， 此则， 介质床层 101将分布于穿透壁 13的一侧。

在本发明中， 并不限制介质床层 101 的具体形状和分布位置， 只要相对于完全分散 的单独的处理介质颗粒， 形成了相对致密的具有一定厚度的介质层就能 实现本发明的目 的。

另外， 对于本发明的流体处理装置的其它主要组成部 件， 简单说明如下， 与现有技 术相同的部分将简单说明。 流体处理装置还包括：

机壳 91， 其作为整个流体处理装置的外壳；

上盖 92;

该机壳 91、 上盖 92与前述的底部 14、 支撑环壁 15、 锥形环壁 16和穿透壁 13等共 同限定了处理腔室 1， 也构成形成了装置主体 90， 当然， 这仅是一个示例， 本发明的结 构并不局限于此；

连接管部 93， 用于与流体设备例如电淋浴热水器的水路管线 相连通， 该连接管部 93 作为待处理的流体流入和已处理流体流出的通 道， 该连接管部 93包括与装置主体 90接 合的连接部 931， 连接部 931与装置主体 90之间可通过超声波焊接、 螺纹螺接等任何方 式接合；

中心套管 94和设于其内的芯部件 95， 中心套管 94、 芯部件 95、 处理腔室 1以及连 接管部 93共同限定了流体通道。 当然， 在不设置反冲结构的情况下， 中心套管 94和设 于其内的芯部件 95可合二为一。

当然， 以上结构仅是本发明的一个示例。

下面， 将介绍本实施方式的流体处理装置的工作过程 。

参见图 3A， 在流体流速低时 （典型的每分钟 2-4升）： 将近一半的处理介质 （例如 KDF) 100被向上移动， 并且除了穿透壁 13的顶部 132和底部 133以外， 处理介质 100 将均勾地围绕在穿透壁 13的周围而形成介质床层 101。

剩余一半的处理介质 100， 将在处理腔室 1的下部被剧烈地冲击而快速移动。

KDF能够有效地除去流体中的游离氯。

参见图 3B， 在穿透壁 13的顶部 132， 由箭头 X所指的区域， 长度为 a的部分没有处 理介质 100所形成的介质床层 101， 因为流体速度太低，不能将处理介质 100提升至顶部 132， 在顶部 132， 由于没有介质床层 101所围绕， 因此穿过这一部位的流体没有被进行 除氯处理。

参见图 3A， 在穿透壁 13的底部 133， 会由于流体的冲刷作用， 介质床层 101的厚度 相对较薄， 穿经这一部位的流体将获得较弱的除氯处理。

除顶部 132和底部 133以外的中间部分， 介质床层 101厚度均勾， 穿经这一部位的 流体能被充分地除氯。

本发明中的水平向上流的设计，使得处理介质 100在穿透壁 13的外部被构建而暂时 定形成介质床层 101， 之后流体将穿经该介质床层 101。

处理介质 100围绕穿透壁 13均勾分布， 理论上， 穿经该部位的流体将会穿经相同的 介质床深厚度。 当然， 处理介质 100的使用量越大， 介质床层 101的厚度会增加。

参见图 3C， 在流体流速高时 （典型的每分钟 4-10升）： 大部分的处理介质， 将由于 较高的流速而被向上提升， 并围绕穿透壁 13的周围均勾分布。

仅有少量的处理介质， 在处理腔室 1的下部被剧烈地冲击而快速移动。

在穿透壁 13的顶部 132， 存在了足够的处理介质 100， 因此该处的介质床层 101的 厚度与中间部位的厚度一致， 穿经顶部 132的流体能被充分地除氯。

在穿透壁 13的底部 133， 仍然会由于流体的冲击作用而形成厚度相对较 薄的介质床 层 101， 穿经这一部位的流体将获得较弱的除氯处理。 实施方式 2

参见图 4A-4C, 本实施方式与实施方式 1的结构、工作原理和效果基本相同， 相同之 处不再重述。 不同之处是： 在穿透壁 13的外围设置筒形过滤器 2， 介质床层 101将围绕 筒形过滤器 2， 流体依次穿经介质床层 101、 筒形过滤器 2和穿透壁 13而从处理腔室 1 内流出。

筒形过滤器 2的截面形状应与筒形穿透壁 13的截面形状相对应。在优选的穿透壁 13 为圆筒形的实施例中， 筒形过滤器 2也为圆筒形过滤器， 有利于处理介质 100在圆周方 向上均勾分布。 筒形过滤器 2可以任何方式设置在穿透壁 13的外部。

在一个实施例中， 同时参见图 9A， 还可在筒形过滤器 2的外围设置保持部件 3， 保 持部件 3能够保持筒形过滤器 2以及介质床层 101。保持部件 3具有保持主体，在保持主 体上形成多个透孔 31，多个透孔 31排列成多个上下方向的列，多个列沿保持主� ��的周向 分布。 该保持部件 3—方面可以用于将筒形过滤器 2保持在穿透壁 13上， 另一方面也可 以用于促进介质床层 101的构建。 显然， 保持部件 3可以省略。

在本实施方式中， 穿透壁 13和锥形环壁 16的连接处设置有径向向外延伸的环形凸 缘 134。在该环形凸缘 134在径向上延伸的长度没有超出筒形过滤器 2的外表面时，该环 形凸缘 134可以仅做为筒形过滤器 2 (和保持部件 3 ) 的安装底座， 筒形过滤器 2 (和保 持部件 3 )的底端可置于环形凸缘 34的上表面， 筒形过滤器 2 (和保持部件 3 )的顶端可 与上盖 92相接合， 通过环形凸缘 34和上盖 92能对筒形过滤器 2 (和保持部件 3 ) 进行 有效的安装和固定。

在该环形凸缘 134在径向上延伸的长度没有超出筒形过滤器 2的外表面预定长度时， 该环形凸缘 134将还可以起到控制介质床层 101床深的作用， 这时就相当于后面讲述的 实施方式 3中的床深控制板 51。 当然， 该环形凸缘 134完全可以省略。 筒形过滤器 2和 保持部件 3完全可以通过与上盖 92的下表面焊接、 卡扣等接合方式进行安装， 不必由环 形凸缘 134作为底座。

下面， 将介绍本实施方式的流体处理装置的工作过程 。

参见图 4A, 在流体流速低时 （典型的每分钟 2-4升）： 将近一半的处理介质 （例如

KDF) 100被向上移动， 并且除了筒形过滤器 2的顶部 21和底部 22以外， 处理介质 100 将均勾地围绕在筒形过滤器 2的周围而形成介质床层 101。

剩余一半的处理介质， 在处理腔室 1的下部被剧烈地冲击而快速移动。

参见图 4B， 在筒形过滤器 2的顶部 21， 由箭头 X所指的区域， 长度为 a的部分没有 处理介质 100所形成的介质床层 101， 因为流体的速度太低，不能将处理介质 100提升至 顶部 21， 在顶部 21， 由于没有介质床层 101所围绕， 因此穿过这一部位的流体将没有被 除氯处理。

参见图 4A， 在筒形过滤器 2的底部 22， 会由于流体的冲击作用， 介质床层 101的厚 度相对较薄， 穿经这一部位的流体将获得较弱的除氯处理。

筒形过滤器 2的除顶部 21和底部 22以外的部分， 介质床层 101的厚度均勾， 穿经 这一部位的流体能被充分地除氯。

参见图 4C， 在流体流速高时 （典型的每分钟 4-10升）： 大部分的处理介质， 将由于 较高的流速而被向上提升， 并围绕筒形过滤器 2的周围均勾分布。

仅有少量的处理介质， 在处理腔室 1的下部被剧烈地冲击而快速移动。

在筒形过滤器 2的顶部 21， 存在了足够的处理介质 100， 因此该处的介质床层 101 的厚度与中间部位的厚度一致， 穿经顶部 21的流体能被充分地除氯。

在筒形过滤器 2的底部 22， 仍然会由于流体的冲击作用而形成厚度相对较 薄的介质 床层 101， 穿经这一部位的流体将获得较弱的除氯处理。 实施方式 3

参见图 5A-5C, 本实施方式与实施方式 1、 2的结构、 工作原理和效果基本相同， 相 同之处不再重述。 不同之处是在实施例 1或 2的基础之上： 在处理腔室 1的内部设置流 控制件 4。所述流控制件 4通过减小流体通道的横截面积来增加流体的� �度，或者设置床 深控制件 5来减小流体用来将处理介质 100悬浮并保持在筒形过滤器 2的周围所需要的 压力损失。

流控制件 4可设置在处理腔室 1的内部的任何位置。 当然， 在一个实施例中， 流控 制件 4也可设置在处理腔室 1的外部的上游侧的任何位置， 以使流体在进入处理腔室之 前就被提速。

在一个实施例中，如图 5A所示，流控制件 4设置在处理腔室 1内的介质床层 101 (或 者说筒形过滤器 2 )的下方位置， 流控制件 4可包括一个以上， 在包括两个以上时， 流控 制件 4应上下顺序布置。

在本发明中， 流控制件 4可为任意形状， 只要包含能减少流体通道截面积的流控制 部即可。

在一个实施例中， 流控制部实施为流控制指 41。 参见图 9A， 在一个实施例中， 流控 制件 4包括安装环 42， 安装环 42形成多个径向延伸的流控制指 41。流控制指 41优选在 周向方向均勾分布。 当然， 安装环 42可为外环， 该安装环 42用于与机壳 91的内表面和 处理腔室 1的底部 14固定安装， 流控制指 41由该安装环 42径向向内延伸。在一个实施 例中， 安装环 42也可为内环， 流控制指 41由安装环 42径向向外延伸。

在另一个实施例中， 参见图 6A， 流控制件 4设置于筒形过滤器 2的上部的径向外侧 的位置， 或者说设于介质床层 101的上方。 在该实施例中， 流控制件 4的流控制部实施 为流控制凸缘 43， 该流控制凸缘 43向下方延伸。 该流控制凸缘 43可为封闭的环形， 当 然也可呈现为多个间断的弧状的凸起。该流控 制凸缘 43可由上盖 92的下表面一体形成， 或者单独安装于上盖 92的下表面， 另外也可以由筒形过滤器 2或机壳 91的内壁面来形 成。

在本实施方式中， 对流控制件 4的设置数量没有限制。 在一个实施例中， 可选择具 有流控制指 41的流控制件 4和流控制凸缘 43的流控制件 4两者之中的一者。 当然也可 以二者同时包括。

在进一步改进的实施例中，参见图 5A-5C,处理腔室 1内还设置一个以上的床深控制 件 5。 该床深控制件 5应设置于有利于构建介质床层 101的位置。

在一个实施例中， 参见图 5A-5C, 床深控制件 5设置在筒形过滤器 2的外侧。 例如， 可通过保持部件 3—体形成在上下方向上具有预定间隔的床深� �制件 5，能减少流体处理 装置的组件数量。 床深控制件 5包括床深控制板 51。 这样处理介质 100能够被构建在床 深控制板 51的上表面， 处理介质 100的重量将由床深控制板 51来承载。 因此用来将处 理介质 100悬浮并保持在筒形过滤器 2的周围所需要的水压损失大幅减小。 在一个实施 例中， 床深控制件 5不必与保持部件 3—体构成， 可以由单独的床深控制件 5分别设置 在筒形过滤器 2的外周， 设置更加灵活。 在一个实施例中， 完全可以由筒形过滤器 2— 体形成床深控制件 5。 显然， 如实施方式 1中所述的， 还可以由穿透壁 13来一体形成或 安装床深控制件 5，例如将实施方式 1、 2中的床深控制板 51和环形凸缘 134径向向外延 伸的长度增加 （超出筒形过滤器 2的外表面）， 即可构成本实施方式中的床深控制件 5。 在优选的实施例中， 在穿透壁 13上设置一个床深控制件 5， 在筒形过滤器 2的外侧也设 置一个以上的深控制部件 5， 筒形过滤器 2的下端还可坐落于穿透壁 13上形成的床深控 制件 5的上表面。

对前述各实施方式的进一步改进，在各床深控 制件 5的床深控制板 51的外周形成多 个流控制指 52， 以进一步提升流体速度。

下面， 将介绍本实施方式的流体处理装置的工作过程 。

参见图 5A， 在流体流速低时（典型的每分钟 2-4升）： 几乎全部的处理介质 100被向 上移动， 并且除了筒形过滤器 2的顶部 21以外， 处理介质 100将均勾地围绕在筒形过滤 器 2的周围而形成介质床层 101。 剩余的少量处理介质 100， 在处理腔室 1的下部被剧烈地冲击而快速移动。

参见图 5B， 在筒形过滤器 2的顶部 21， 由箭头 X所指的区域， 仍有长度为 a的部分 没有处理介质 100所形成的介质床层 101， 因为流体的速度太低， 不能将处理介质 100 提升至顶部 132， 在顶部 132， 由于没有介质床层 101所围绕， 因此穿过这一部位的流体 将没有被除氯处理。

在筒形过滤器 2的底部 22， 由于设置了床深控制件 5。 因此， 在底部 22也形成了与 床深控制件 5的床深控制板 51的外径相同的厚度的介质床层 101。 穿经筒形过滤器 2的 底部 22的流体能被充分地除氯。

筒形过滤器 2的除顶部 21以外的部分， 介质床层 101均具有与床深控制板 51的外 径相同的厚度， 穿经这一部位的流体能被充分地除氯。

参见图 5C， 在流体流速高时 （典型的每分钟 4-10升）： 全部处理介质 100将向上移 动并围绕筒形过滤器 2的周围均勾分布。

此时处理腔室 1内将不再有剩余的处理介质被剧烈地冲击而� �浮。

在本实施方式中，通过流控制件 4的流控制指 41以及床深控制件 5所结合的流控制 指 52， 减小了流体通道的横截面积， 提升了流体速度。 优选减小 5%_50%的横截面积， 当 然减少任何百分比的面积均能一定程度的提升 流体速度。 由于床深控制件 5的床深控制 板 51， 增加了筒形过滤器 2的底部 22的介质床层 101的厚度， 改善了穿经底部 22的流 体的除氯性能。 因此， 除了在流速较低时筒形过滤器 2的顶部 21以外， 处理介质 100均 勾地分布围绕于筒形过滤器 2的外部， 提供了优异的除氯性能。

另外， 处理介质 100能够被构建在床深控制板 51的上表面， 处理介质 100的重量将 由床深控制板 51来承载。因此用来将处理介质 100悬浮并保持在筒形过滤器 2的周围所 需要的水压损失大幅减小。

图 5A-5C所绘示的实施方式中， 设置了四个床深控制件 5。 但是， 床深控制件 5的 数量显然可为任意其它数量， 不受限制。 实施方式 4

参见图 6A-6C, 本实施方式与实施方式 3的结构、工作原理和效果基本相同。进一步 改进之处是在实施例 3的基础之上:在处理腔室 1的内部同时设置各种形式的流控制件 4 和各种形式的床深控制件 5， 来获得最大的流速和最小的压损， 提供了超低压损、高处理 性能的流体处理装置。

参见图 6A， 在本实施方式的流体处理装置包括：

位于处理腔室 1下方的流控制件 4， 流控制件 4具有多个流控制指 41 ;

多个床深控制件 5， 各床深控制件 5具有床深控制板 51和流控制指 52;

位于介质床层 101上方的包括流控制凸缘 43的流控制件 4;

位于介质床层 101上方的包括床深控制凸缘 53的床深控制件 5， 床深控制凸缘 53 位于流控制凸缘 43的径向内侧的预定距离处， 且朝向下方延伸， 优选的， 床深控制凸缘 53向下方延伸的长度小于流控制凸缘 43向下方延伸的长度。 与流控制凸缘 43的构成相 类似， 该床深控制凸缘 53可为封闭的环形， 当然也可呈现为多个间断的弧状的凸起。 该 床深控制凸缘 53可以由上盖 92的下表面一体形成， 或者单独安装于上盖 92的下表面， 另外也可以由筒形过滤器 2或机壳 91的内壁面来形成。

下面， 将介绍本实施方式的流体处理装置的工作过程 。

参见图 6A， 在流体流速低时（典型的每分钟 2-4升）： 几乎全部的处理介质 100被向 上移动， 并均勾地围绕在筒形过滤器 2的周围而形成介质床层 101。 参见图 6B， 如 Y部 放大示意图所示， 即使是在筒形过滤器 2的顶部 21， 由于床深控制凸缘 53的控制， 虽然 介质床层 101没有达到与床深控制件 5的床深控制板 51的外径相同的厚度 2c，但至少保 证了一半的厚度^ 相对于实施方式 1-3， 筒形过滤器 2的顶部 21处的处理性能有效提 升。

外环的流控制凸缘 43进一步减小横截面积，从图 5B中原始的 1. 5b的开口缩小到图 6B中 0. 5b的开口， 进一步增加了流体速度。 因此即使在低流速下 （每分钟 2-4升）， 也 能使足够多的处理介质 100被提升至筒形过滤器 2的顶部 21， 以获得至少 c的厚度， 改 善了顶部 21的处理性能。

筒形过滤器 2的除顶部 21以外的部分， 介质床层 101均具有与床深控制板 51的外 径相同的厚度 2c， 穿经这一部位的流体能被充分地除氯。

剩余的少量处理介质 100， 在处理腔室 1的下部被剧烈地冲击而快速移动。

参见图 6C， 在流体流速高时 （典型的每分钟 4-10升）： 全部处理介质 100将向上移 动并围绕筒形过滤器 2的周围均勾分布。

此时处理腔室 1内将不再有剩余的处理介质被剧烈地冲击而� �浮。

实施方式 4中最终获得了本发明的超低压损的流体处理� �置。 在 1. 5米水压的情况 下， 即使是连接于电淋浴器之后， 处理流量也多于最低的每分钟 3升的额定流量， 本发 明的流体处理装置实际上达到了每分钟 3. 4-3. 6升的流量。

另外， 基于流体会选择最小阻力路径的原理。 传统的使流体压缩介质的设计中： 使 流体持续向下流动并穿经过滤介质， 在这种情况下， 处于流动路径的外围的介质不是被 耗尽就是被淹没， 处理性能显著降低。 而在本发明中， 向上流保持了与处理介质的充分 混和， 并且保证了与新鲜处理介质最长的接触时间， 或者是与更多的处理介质接触， 达 至 IJ了本申请的发明目的。 实施方式 5

参见图 7A-7B,本实施方式是对前述实施方式 1-4的进一步改进。在实施例 1-4的基 础之上进一步预处理腔 6， 预处理腔 6内容纳有预处理介质 61， 以对流体进行预处理。 该实施方式中， 允许使用一种以上的处理介质。

KDF除氯的基本操作原理是涉及到电荷自由转换 的氧化和还原反应。因此流体的化学 成分是重要的因素， 例如由 CaC0 ₃ 形成的碱度。 在碱度较高的情况下例如在浓度为 100mg/L-300mg/L时， 除氯性能优异。 当碱性从 100mg/L浓度降低至 10mg/L的浓度 （例 如巴西圣保罗地区） 时， 除氯性能大幅下降。 因此， 采用以下两种处理方式来应对。

1. 由粒状或球状的亚硫酸钙作为预处理介质 61。 在一定程度上增加了流体的碱性， 因此能提升除氯性能 10%_50%。

亚硫酸钙是用于除氯的公知数十年的化合物。 通过在铜锌颗粒之前即上游侧设置亚 硫酸钙， 亚硫酸钙将溶解于水中。 水的化学性质将由于引入一定量的溶解的亚硫 酸钙而 被改变。 换句话说， 虽然增加了亚硫酸钙形式的额外的小于 0. lmg/L的碱性， 但却非常 有效地增加 KDF 性能， 碱度越低， 改善越好。 因此相对于当由碳酸钙产生的碱性仅有 10mg/L 的情况下， 铜锌颗粒的除氯性能至少增加 50%。 并且当碳酸钙产生的碱度超过 100mg/L 时， 设置亚硫酸钙仍然能够使除氯性能提升 10%。 对于碳酸钙产生的碱度为 10mg/L的情况（例如巴西圣保罗）， 铜锌颗粒的除氯性能仅有 50%， 通过在相同量的铜锌 颗粒之前设置粒状的亚硫酸钙，亚硫酸钙能够 除去 20%的氯，而铜锌颗粒能除去 75%的氯， 总的除氯量超过 95%。在 10mg/L的低碱度的水中（例如巴西圣保罗）， 通过在铜锌颗粒之 前设置亚硫酸钙时的除氯性能几乎是相同量的 铜锌颗粒的除氯性能的两倍。

2. 由纳米晶聚合体（例如 NextScaleStop介质）或离子交换树脂， 作为预处理介质 61 , 能够迅速增加流体中的电荷数量， 提升除氯性能 10%_20%。

NextScaleStop介质是一种尺寸在 0. 550-0. 850mm (大约 20*40目）的经过特殊处理 的聚合体， 能使溶解的 CaC0 ₃ 转换为晶体形式。 NextScaleStop不从水中除去任何氯。 但 是 NextScaleStop介质的表面具有双倍的电荷层。 当水经过 ScaleStop介质时， 大量的 电荷在很短的时间 （只有 1秒的千分之一） 注入水中。 由于铜锌颗粒的基本的除氯原理 是涉及到自由电荷转移的氧化和还原化学过程 。 当大量电荷出现在水中即使是暂时的， 铜锌颗粒的基于水中 CaC0 ₃ 的碱度的除氯性能将被提升大约 10%到 20%， 碱度越低， 改善 越好。

3. 还可以考虑采用活性炭， 滤除流体中的杂质， 以利于提升除氯性能。

在一个实施例中， 如图 7A、 7B和图 9A-9E所示， 通过将流控制件 4替换为预处理腔 组件 63即可在处理腔室 1内的上游侧形成预处理腔 6。

当然， 在另一个实施例中， 还可以使处理腔室 1外部的上游侧设置预处理腔。 实施方式 6

参见图 7A-7B、 图 8A-8B和图 9A-9E, 本实施方式是对前述实施方式 1_5的进一步改 进。 在实施例 1-5的基础之上： 本实施方式进一步具有反冲操作功能。

在本实施方式中， 详细介绍流体处理装置的一个实施例的各组成 部件的组装步骤。 密封环 951、 952、 953置于芯部件 95上， 然后将芯部件 95滑动地插入中心套筒 94 中。然后将中心套筒 94通过例如超声波焊接等方式安装于连接管部 93的连接部 931，在 连接部 931上设置密封环 932构成壳组件 96。其中在中心套管 94上设置密封环 114、 115 和 116， 中心套管 94的上部形成流道口 941、 942和隔板 943， 在中心套管 94的下部形 成流道口 944。

带有流控制指 41的流控制件 4安装在构成处理腔室 1的内主体部件 97的下部， 将 筒形过滤器 2设置于内主体部件 97的穿透壁 13上， 然后将由床深控制板件等构成的组 合体 98安装于内主体部件 97上，预过滤器 141通过保持环 412安装于内主体部件 97的 底部， 然后将该半组装件放入机壳 91 内， 并将上盖 92通过例如超声波焊接等方式封闭 于机壳 91， 之后形成了装置主体 90 (过滤器筒）。 该装置主体 90可通过例如超声波焊接 等方式接合于壳组件 96， 从而构成了相对完整的流体处理装置。

本实施方式中， 流体处理装置包括机壳 91， 在机壳 91上设置反冲排泄口 910， 在所 述处理腔室 1的径向内侧设置中心套筒 94， 在中心套筒 94内设置芯部件 95， 芯部件 95 穿经反冲排泄口 910而向机壳 91外凸出的部分形成操作部 7，芯部件 95能在工作位置和 反冲位置之间动作， 在工作位置， 反冲排泄口关闭 910， 在反冲位置， 所述反冲排泄口 910打开。

在一个实施例中， 操作部 7为凸出于机壳下部的推拉把手， 所述芯部件 95通过在所 述中心套筒 94内上下滑动而在工作位置和反冲位置进行切� ��，切换操作非常简单、快捷。

在工作位置即在工作模式下， 芯部件 95处于下部位置并封闭反冲排泄口 910， 流体 流经连接管部 93内的第一通道 81、 芯部件 95形成的第二通道 82、 中心套筒 94下端的 流道口 944构成的第三通道 83、 预过滤器 141、 （预处理腔室 6和） 处理腔室 1、 提升处 理介质 100、 穿过筒形过滤器 2、 穿透壁 13的内侧面和中心套筒 94的外侧面之间限定的 第四通道 84、 中心套筒 94上端的流道口 942限定的第五通道 85、 流道口 941限定的第 六通道 86、 连接管部 93内的第七通道 87， 供应至用户例如淋浴热水器。

在反冲位置即在反冲模式下，芯部件 95被向上推至上部位置，反冲排泄口 910打开， 流体流经第一通道 81、 第二通道 82、 第五通道 85、 从穿透壁 13进入处理腔室 1、 穿经 穿过筒形过滤器 2、 向下冲洗处理介质 100、 经 （预处理腔室 6和） 预过滤器 141、 第三 通道 83，最后从反冲排泄口 910排出。芯部件 95下端安装的密封环 953阻止了在反冲模 式下流体沿芯部件 95直接向下流出。

在一个实施例中， 所述操作部 7也可实施为旋钮， 此情况下芯部件 95通过转动操作 在工作位置和反冲位置进行切换， 本领域技术人员可根据这一目标设计流体流动 路径， 在此不再详述。 在技术可行的情况下，本领域技术人员还可以 将以上各实施方式中的全部技术特征， 做任意的组合从而构成不同的实施例。 在本发明中将不再详细例举。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 不能以此限定本发明实施的范围， 凡依本 发明的内容所作的等同变化与修饰， 即任何他人使流体将容纳在处理腔室内的至少 部分 处理介质以与处理介质在非工作状态下倾向的 移动方向相反的方向进行移动， 并且将这 些被移动的处理介质保持成为介质床层， 将均应属于本发明的保护范围。