CN101284194A - 新型板状两面过滤微孔陶瓷 - Google Patents

Abstract

一种新型板状两面过滤微孔陶瓷，它采用过滤精度具有明显差别的两种材料制造，其内层采用过滤精度较低的材料，其表层采用过滤精度较高的材料，其上设有出水口，表层材料起过滤作用，内层材料起导流和强度作用。本发明新型板状两面过滤微孔陶瓷主要用于过滤饮用水，也可以用于过滤类似的卫生液体，与现有技术相比，其优点在于：过滤面积大、滤层厚度薄，在保证过滤精度不降低的前提下，可以减小过滤阻力，提高过滤水流量，从而使过滤设备可以设计得体积较小、成本较低。

Description

新型板状两面过滤微孔陶瓷

技术领域

本发明涉及净水设备技术领域，尤其涉及一种新型板状两面过滤微孔陶瓷。

背景技术

作为水处理设备中过滤材料使用的微孔陶瓷，因具备很多优点，例如成本较低，堵塞后可方便清洗，清洗之后流量基本上全部回复，过滤精度不下降，过滤过程自始至终可保持水质稳定，等等，所以目前已经得到广泛应用。

水处理设备中使用的微孔陶瓷一般制成板状，管状或半球状。过滤时水流从一个侧面进入，从另一个侧面流出，污染物被阻挡在进水的一侧表面，并在该表面上沉积或积聚而形成滤饼。随着过滤过程的进行，滤饼厚度越来越厚，过滤阻力越来越大，虽然出水质量不会下降，但出水流量越来越小，最终流量不能满足要求，这时需要对微孔陶瓷进行清洗以去除陶瓷表面的污染物或滤饼，恢复过滤流量。人们希望在给定的时间内和给定的过滤精度条件下，过滤的水量越大越好。这实际上是反映了微孔陶瓷的滤水阻力和纳污能力。当过滤精度一定时，纳污能力主要与微孔陶瓷的过滤面积有关，而滤水阻力不仅与过滤面积有关，还与微孔陶瓷的滤层厚度有关。

对于管状微孔陶瓷，一种方法是通过增加微孔陶瓷管的根数来增加过滤面积，这样设备结构复杂，成本较高；另一种方法是通过增加微孔陶瓷管的直径来增加过滤面积，这样微孔陶瓷管内的空间就白白浪费，设备将变得很庞大。显然，这样两种方法都使设备造价明显上升。

对于板状微孔陶瓷，一种方法是直接增大板面积，例如增大圆板形微孔陶瓷的直径，一方面是太大直径的微孔陶瓷板制造成品率较低，而且安装和使用都较容易损坏；另一方面是直径大即意味着设备体积大。所以采用直接增大微孔陶瓷板面积的方法将使设备制造成本上升较快。另一种方法是通过一个连接隔板将两片微孔陶瓷粘在一块，连接隔板的外圆周上下两面分别与圆形微孔陶瓷密封连接，连接隔板的中间设有穿过其中一个陶瓷片中心的接管，且该接管与该陶瓷片密封连接，如中国专利净水器微孔陶瓷滤芯(申请号为200520000553.3)披露了这样一种微孔陶瓷滤芯。这种微孔陶瓷滤芯的尺寸比较紧凑，在体积增加较小的前提下，可以使流量明显增加，但是，这种微孔陶瓷滤芯结构比较复杂，可靠性下降，生产成本较高。

微孔陶瓷是一种强度较低，且较脆、易碎的材料，为了保证微孔陶瓷有足够的强度，通常微孔陶瓷的厚度均大于8毫米。现有技术中微孔陶瓷的厚度就是滤层厚度，这就导致滤水阻力较大。确切地说，要在现有技术上有所突破，一方面是要减小微孔陶瓷的滤层厚度，另一方面是要在给定的体积范围内尽可能增加过滤面积。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术现状而提供一种新型板状两面过滤微孔陶瓷，该微孔陶瓷主要用于过滤饮用水，也可以过滤类似的卫生液体，与现有技术相比，其优点是：过滤面积大，滤层厚度薄，可以在过滤精度不降低的前提下，减小过滤阻力，提高过滤水流量，从而使过滤设备设计得体积较小、成本较低。

本发明的另一目的是提供一种装有所述新型板状两面过滤微孔陶瓷的饮水机专用净水器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种新型板状两面过滤微孔陶瓷，它采用过滤精度具有明显差别的两种材料制造，其内层(即厚度方向的中部)用过滤精度较低的材料，其表层(即上、下表面和侧面)用过滤精度较高的材料，表层较薄，内层较厚，表层材料起过滤作用，内层材料起导流和强度作用，并在其上设有出水口。

所述的新型板状两面过滤微孔陶瓷的周边可以是圆形，可以是椭圆形，也可以是多边形；板的形状可以是平板状，可以是弧面板状，也可以是球面板状。

所述的出水口的位置可以设在板状两面过滤微孔陶瓷的中心或者近中心，也可以设在板状两面过滤微孔陶瓷的边上。

当出水口设在中心或者近中心时，出水口可以是贯穿板厚的通孔，也可以是和内层材料相通的盲孔。考虑到制造和装配的方便性，优选贯穿板厚的通孔。

本发明新型板状两面过滤微孔陶瓷在使用时，需在出水口处设置一个出水接头组成微孔陶瓷滤芯，该出水接头的壳体与微孔陶瓷的表层密封连接，其内部与微孔陶瓷的内层连通，经板状两面过滤微孔陶瓷过滤的水最后从出水接头中流出。

本发明的进一步技术措施是：在所述新型板状两面过滤微孔陶瓷厚度方向的中间(即在内层材料中)设有与上表面、下表面和侧面均有一定距离的导流通道，导流通道与出水口连通。设置导流通道的目的是进一步减小滤水时的水流阻力，增大滤水流量。所述的导流通道可以是相互连通的网状导流通道，也可以是辐射状导流通道。所述的网状导流通道的网孔可以有多种形状，例如可以是三角形、可以是多边形、可以是圆形、也可以是其它任何不规则的形状。

本发明的进一步技术措施是：所述的表层材料的过滤精度足以满足有效滤除水中细菌的要求。一般认为，细菌的平均尺寸为0.4微米，所以只要表层材料的过滤精度小于0.4微米，就有较好的除菌效果。为了提高滤除细菌的可靠性，优选过滤精度为0.15微米～0.3微米。

本发明的进一步技术措施是：在板状两面过滤微孔陶瓷的进水表面上设置凸筋或者凸柱，微孔陶瓷的表层(包括各凸筋或者凸柱的表层、各凸筋或者凸柱之间的沟槽底部的表层和微孔陶瓷侧面的表层)采用过滤精度较高的材料，其内层(包括各凸筋厚度方向的中部或者凸柱的中部和板状微孔陶瓷厚度方向的中部)采用过滤精度较低的材料，并在该过滤精度较低的材料中设置水流通道。所述的凸筋，可以是直条形凸筋，可以是弧形凸筋，也可以是环形凸筋。所述的凸柱，可以圆柱，也可以是棱柱。这样，微孔陶瓷的过滤面积将显著增加，过滤流量也会随之显著增加。

本发明新型板状两面过滤微孔陶瓷过滤时，水流从微孔陶瓷的表面(包括上、下表面和侧面)向内层流动，再从内层流向出水口。水流在穿过表层材料时，水中的悬浮物、细菌被截留在表层材料的外表面，于是水质得到有效净化。

本发明新型板状两面过滤微孔陶瓷的表层材料为过滤材料，其厚度可以制造得很薄(例如约1毫米或者更小)。由于表层材料很薄，即滤层厚度很薄，所以，虽然表层材料过滤精度较高，过滤时的水流阻力却较小。内层材料因过滤精度很低，其中的孔隙尺寸较大，所以水流阻力较小，对于设有导流通道的微孔陶瓷，其水流阻力将更小。与现有的水处理用微孔陶瓷相比，过滤时的水流总阻力明显减小，并且结构比较简单。

本发明新型板状两面过滤微孔陶瓷的两个表面均可作为过滤面，与现有的单面过滤微孔陶瓷相比，过滤面积几乎增大一倍，其纳污能力也随之几乎增加一倍，在单位时间内过滤的水量也相应地几乎增加一倍，而其体积和成本却增加得不多。对于其表面设置凸筋或者凸柱的板状两面过滤微孔陶瓷，其过滤面积将更大，纳污能力将更强，单位时间内过滤的水量将更多。

微孔陶瓷在运行一段时间后，微孔陶瓷的表面和近表面将逐渐堵塞，这时可以通过清洗或者刷洗的方法去除微孔陶瓷表面和近表面的污染物，使微孔陶瓷恢复过滤特性。每次清洗或者刷洗之后，微孔陶瓷表面将会有一定的磨损或者减薄，在清洗或者刷洗若干次后，表层材料将被磨穿，微孔陶瓷的过滤精度将急剧降低，这也就是微孔陶瓷使用寿命终了之时。

有两种方法可以判定微孔陶瓷的使用寿命是否已到。一种方法是将内层材料和外层材料制成不同的颜色，刷洗或者清洗时一旦发现微孔陶瓷的颜色有明显变化，即可判定微孔陶瓷的使用寿命已到。另一种方法是采用规定的刷洗工具、刷洗时的力度和具体的刷洗工艺，然后将额定的刷洗次数定为使用寿命，额定的刷洗次数可以通过试验确定。

本发明新型板状两面过滤微孔陶瓷用于饮水机专用净水器时，可以将其装在饮水机专用净水器上桶(原水桶)的底部，用于过滤原水；也可以装在饮水机专用净水器下桶的底部，对从饮水机专用净水器流出的净水进行即时净化，以确保从饮水机专用净水器流出的净水符合卫生指标。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明新型板状两面过滤微孔陶瓷过滤面积大，滤层厚度薄，可以在过滤精度不降低的前提下，减小过滤阻力，提高过滤水流量，从而使过滤设备设计得体积较小、成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为装有实施例一的微孔陶瓷滤芯结构和滤水时的水流示意图。

图4为本发明实施例二的结构示意图。

图5为图4的A-A剖视图。

图6为本发明实施例三的结构示意图。

图7为图6的A-A剖视图。

图8为装有实施例三的微孔陶瓷滤芯的结构示意图。

图9为图8的A-A剖视图。

图10为装有实施例一的饮水机专用净水器结构示意图。

图11为本发明实施例四的结构示意图。

图12为图11的A-A剖视图。

图13为装有实施例四的饮水机专用净水器结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明进行详细描述，但应当理解这里的详细描述并不构成对本发明保护范围的限制。

实施例一：结合图1、图2和图3所示，本实施例新型板状两面过滤微孔陶瓷采用过滤精度具有明显差别的两种材料制造，其内层(2)用过滤精度不小于10微米的材料，表层(1)用过滤精度不大于0.3微米的材料，其中表层(1)较薄(约1毫米)，内层(2)较厚(约6毫米)，表层(1)起过滤作用，内层(2)起导流和强度作用，在其中心设有通孔(3)，通孔(3)即为出水口，通孔(3)的中间设有一圈弧形表面(4)，弧形表面(4)的作用是增大出水表面的面积，提高滤水流量。

本实施例新型板状两面过滤微孔陶瓷与出水接头(10)、盖形螺母(9)、密封圈(11)和密封圈(13)组成微孔陶瓷滤芯(如图3所示)，其中出水接头(10)的中间设有可与内层(2)连通的开口(12)。装配时先将密封圈(13)套在出水接头(10)上，再依次装入所述的微孔陶瓷、密封圈(11)和盖形螺母(9)，盖形螺母(9)和出水接头(10)拧紧后可同时压缩密封圈(11)和密封圈(13)，使所述的微孔陶瓷的上、下表面分别与出水接头(10)的壳体保持密封状态，同时保持出水接头(10)的开口(12)与所述微孔陶瓷的内层(2)连通。过滤时，水流从所述微孔陶瓷的表面(包括上、下表面和侧面)穿过表层(1)进入内层(2)，再从内层(2)流向开口(12)，最后从出水接头(10)中流出，水流在流经表层(1)时，水中的悬浮物、细菌被截留在表层(1)的表面，于是水质得到有效净化。

图10是装有实施例一的饮水机专用净水器结构示意图，其包括上桶(14)、下桶(18)、浮子阀(19)、下滤芯(17)和上滤芯(15)，上滤芯(15)装在上桶(14)底部的上方，下滤芯(17)装在上桶(14)底部的下方。所述的上滤芯(15)即为图3所示的微孔陶瓷滤芯，微孔陶瓷滤芯的出水接头上装有密封圈(16)，通过密封圈(16)与上桶(14)底部中间孔的内壁进行密封。

实施例二：结合图4和图5所示，本实施例新型板状两面过滤微孔陶瓷采用过滤精度具有明显差别的两种材料制造，其内层(8)用过滤精度不小于50微米的材料，其表层(7)用过滤精度不大于0.3微米的材料，表层(7)较薄(约1毫米)，内层(8)较厚(6毫米～10毫米)，表层(7)起过滤作用，内层(8)起导流和强度作用，其中心设有通孔(5)和4个扇形空间(6)，扇形空间(6)与通孔(5)毗邻，通孔(5)作为出水口。扇形空间(6)的作用是增大出水表面的面积，提高滤水流量。本实施例新型板状两面过滤微孔陶瓷由于在通孔(5)的毗邻位置设置了4个扇形空间(6)，致使该处微孔陶瓷的强度有所下降，为了弥补由此引起的强度损失，将通孔(5)附近的微孔陶瓷厚度增加。

实施例三：结合图6、图7、图8和图9所示，本实施例新型板状两面过滤微孔陶瓷采用过滤精度具有明显差别的两种材料制造，其内层(21)用过滤精度不小于50微米的材料，其表层(20)用过滤精度不大于0.3微米的材料，表层(20)较薄(约1毫米)，内层(21)较厚(约6毫米)，表层(20)起过滤作用，内层(21)起导流和强度作用，在板状两面过滤微孔陶瓷的边缘设有出水口(23)，内层(21)中设有3条导流通道(22)，导流通道(22)与出水口(23)连通。导流通道(23)的作用是减小水流在内层中的流动阻力，提高滤水流量。

本实施例新型板状两面过滤微孔陶瓷与出水接头(25)组成微孔陶瓷滤芯，出水接头(25)的中间与出水口(23)连通，出水接头(25)与微孔陶瓷采用硅橡胶(24)进行粘结密封固定，出水接头(25)上设有可装配O形密封圈(26)的沟槽。过滤时，水流从所述微孔陶瓷的表面(包括上、下表面和侧面)穿过表层(20)进入内层(21)，再从内层(21)流向出水口(23)，最后从出水接头(25)中流出。水流在流经表层(20)时，水中的悬浮物、细菌被截留在表层(20)的表面，于是水质得到有效净化。

实施例四：结合图11和图12所示，本实施例新型板状两面过滤微孔陶瓷是在板状微孔陶瓷的上、下表面各设置5圈环形凸筋(29)，微孔陶瓷的表层(27)为过滤精度较高的材料，其内层(28)为过滤精度较低的材料，其中心设有通孔(32)，通孔(32)即为出水口；所述的表层(27)包括各凸筋(29)的表层、各凸筋(29)之间的沟槽(30)底部的表层和微孔陶瓷侧面的表层；所述的内层(28)包括各凸筋(29)的内部和板状微孔陶瓷厚度方向的中部；在内层(28)中设置4条径向水流通道(31)和4圈环向水流通道(34)；在通孔(32)的中部设有一圈弧形表面(33)；环向水流通道(34)和径向水流通道(31)连通，径向水流通道(31)与通孔(32)连通。

图13是装有实施例四的饮水机专用净水器结构示意图，本图所示净水器是对图10所示的净水器的一种改进，其具体表现在：在下桶(35)的底部装有包括实施例四的微孔陶瓷滤芯，该滤芯包括带有环形凸筋的双面过滤微孔陶瓷(40)、出水接头(37)、盖形螺母(36)、密封圈(38)和密封圈(41)，盖形螺母(36)和出水接头(37)拧紧后，可同时压缩密封圈(38)和密封圈(41)使出水接头(37)的壳体分别和微孔陶瓷(40)的上、下表面密封，同时出水接头(37)和盖形螺母(36)密封，出水接头(37)通过密封圈(42)与下桶(35)底部中心孔的内侧壁密封，所述的出水接头(37)的中部设有4个通孔(39)，通孔(39)与微孔陶瓷(40)中的出水口连通。本图所示净水器的其它结构与图10相同。本图所示净水器由于在下桶(35)的底部装有可滤除水中细菌的微孔陶瓷滤芯，这就可以保证净水器任何时候出水的卫生指标合格，彻底解决饮水机专用净水器下桶的二次污染问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改、等同或者替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (6)

1、一种新型板状两面过滤微孔陶瓷，其特征在于：所述的新型板状两面过滤微孔陶瓷采用过滤精度具有明显差别的两种材料制造，其内层采用过滤精度较低的材料，其表层采用过滤精度较高的材料，其上设有出水口。

2、按照权利要求1所述的新型板状两面过滤微孔陶瓷，其特征在于：所述的表层材料的厚度小于内层材料的厚度。

3、按照权利要求1所述的新型板状两面过滤微孔陶瓷，其特征在于：所述的内层材料中设有导流通道。

4、按照权利要求1所述的新型板状两面过滤微孔陶瓷，其特征在于：所述的出水口处设有出水接头。

5、按照权利要求1所述的新型板状两面过滤微孔陶瓷，其特征在于：所述的板状两面过滤微孔陶瓷的表面设有凸筋或者凸柱。

6、一种饮水机专用净水器，其特征在于：所述的饮水机专用净水器上装有按照权利要求1所述的新型板状两面过滤微孔陶瓷。

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