CN101987763A - 一种除重金属抗堵塞的生饮水机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种除重金属抗堵塞的生饮水机，包括两级净化单元，使生水通过微滤膜、吸附材料、高分子吸附膜、超滤膜四道滤层的过滤，不仅可除去水体中的悬浮杂质和异色异味物质等，还可除去水体中的多种重金属和放射性金属元素，以及多种细菌和病毒，得到符合饮用水标准的纯净的饮用水。另外，本发明生饮水机还具有独特的反冲洗功能，能够对滤层外所截留的颗粒物质进行反冲洗，使滤层不易堵塞，因而也可提高生饮水机的净化效率和使用寿命。而活塞式抽水设置又使得本发明生饮水机在不须电源的情况下也能够使用，可满足人们在无电力供应下，特别是在野外生存、自然灾害、战地作战的恶劣环境条件下对健康饮用水的需求。

Description

一种除重金属抗堵塞的生饮水机
技术领域
本发明属于生饮水处理设备领域，具体涉及一种除重金属抗堵塞的便捷式生饮水机，适合在灾区、野外或战地等恶劣条件下使用。
背景技术
现如今，来自电镀、采矿、冶金、化工、印染等工业的重金属污染已经成为水环境污染中主要的污染物之一，诸如铅、铬、汞等重金属对人体的危害很大。目前市场上的生饮水机多用于家用，这些生饮水机一般能除去生水中的大部分杂质，能够满足人们普通生活对饮用水的需求，但对于野外生存、自然灾害或战地供应等恶劣环境条件，尤其当无电力供给时，普通生饮水机难以满足要求。另外，现有的生饮水机在使用一段时间后，滤芯容易堵塞，这不但会影响生饮水机的使用效率，也会缩短生饮水机的使用寿命。因此，特别需要一种净化功能强、净化效率高且无需电力就能达到饮用水要求的生饮水处理设备。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种手动的便捷式生饮水机，其净化功能更强，净化效率更高，且具有抗堵塞的功能，可满足人们在无电力情况下对健康饮用水的需求。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：
一种除重金属抗堵塞的生饮水机，其包括：
筒体，其在底部具有进水口，在顶部具有出水口；
活塞杆，其下端部垂直插设在筒体内且沿着筒体的高度方向能够滑动地设置，该活塞杆的上端部连接有手柄；
活塞，其固定连接在活塞杆的下端部；
所述生饮水机还包括：
一级净化单元，包括设置在筒体底部的滤芯，所述滤芯包括多孔不锈钢内芯和设置在不锈钢内芯的外围的微滤膜，所述滤芯的内部空间构成供水通过的一级通道；
二级净化单元，其位于所述一级净化单元的上方，包括沿着筒体的高度方向延伸的由吸附材料制成的内芯、围设在内芯外周的高分子吸附膜、围设在高分子吸附膜外周的超滤膜，内芯的内部空间构成供水通过的二级通道；
一级净化单元与进水口之间通过进水通道相连通，所述一级通道与二级通道相连通，且在二者之间设置有单向阀，一级净化单元与二级净化单元之间通过隔板隔开，且隔板上设有至少一个截面积在0.6~6.0平方毫米之间的通孔；
活塞杆的下端部位于二级通道内，且活塞与二级通道的内壁相密封连接。
优选地，微滤膜为褶皱状，这是为了增加微滤膜的表面积，以达到更好的净化效果；更优选地，微滤膜的表面积可设置为超滤膜的表面积的1.1~2倍。
优选地，一级净化单元还包括设置在微滤膜外围的尼龙网。
优选地，单向阀设置在隔板上，且单向阀对应的开口截面积在2.0~16平方毫米之间。
优选地，一级通道与二级通道的轴心线相重合。
优选地，微滤膜的材质为聚四氟乙烯，膜孔径在0.4~0.6微米之间，能够滤去水体中的大部分大颗粒物质及悬浮物等。
优选地，二级净化单元中的内芯由烧结活性炭棒或活性炭-活化沸石混合烧结棒构成，对水体中的氨氮物质、色素和异味物质等有很好的吸附作用。
优选地，高分子吸附膜为γ-聚谷氨酸吸附膜，膜孔径在0.3～1微米之间，且更优选为授权公告号CN100560192C的专利中所公布的γ-聚谷氨酸复合膜，这种吸附膜对水体中的重金属离子和放射性元素有极强的络合能力，因而能将它们滤除。
优选地，超滤膜的材质为聚偏氟乙烯，膜孔径在30～60纳米之间，它不仅可除去水中的铁、铝、锰、铅等不溶性的重金属成分，而且还能滤掉水体中诸如隐孢子虫及梨形鞭毛虫等细菌和病毒。
以上一级净化单元或二级净化单元中所用过滤材料均可通过市购或通过已知方法制备得到。
为使设备取水方便，还可为本发明生饮水机配备一进水管，使用时将该进水管套在生饮水机的进水口使二者相连通即可。
为方便使用者喝水，本发明生饮水机还包括一个罩设在所述筒体上的杯盖。
通过以上技术方案的实施，使本发明生饮水机与现有饮水机相比具有诸多优点：
本发明生饮水机在使用时，使生水经过两级净化单元的净化，生水依次通过微滤膜、吸附材料、高分子吸附膜、超滤膜四道滤层的过滤，不仅可除去水体中的悬浮杂质和异色异味物质等，还可除去水体中的多种重金属和放射性金属元素，以及多种细菌和病毒，得到符合饮用水标准的纯净的饮用水；另外，在一级净化单元与二级净化单元之间的隔板上开设孔径较小的通孔，使得生水在经过二级净化单元的过程中有一小部分水能够从该微小通孔回流至一级净化单元，并对一级净化单元所截留的悬浮杂质等进行反冲洗，使微滤膜不易堵塞，进而使生饮水机具有抗堵塞的功能，可提高生饮水机的净化效率。而活塞式抽水设置又使得该生饮水机在不须电源的情况下也能够使用，可满足人们在无电力供应下，特别是在野外生存、自然灾害、战地作战的恶劣环境条件下对健康饮用水的需求。
附图说明
下面结合附图和具体的实施方式对本发明做进一步详细的说明：
图1为采用本发明生饮水机的立面结构示意图；
图2为本发明生饮水机所用隔板和单向阀的主视示意图；
图3为本发明生饮水机所用隔板和单向阀的俯视示意图；
图4为本发明生饮水机一级净化单元中的滤芯的俯视结构示意图；
其中：1、筒体；2、进水口；3、出水口；4、活塞杆；40、手柄；41、活塞；5、一级通道；6、滤芯；60、不锈钢内芯；61、微滤膜；62、尼龙网；7、进水通道；8、二级通道；9、内芯；10、高分子吸附膜；11、超滤膜；12、单向阀；13、隔板；130、通孔；14、橡胶管。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但不限于这些实施例。
实施例1
如图1所示，按照本实施例的生饮水机包括：
筒体1，其在底部具有进水口2，在顶部具有出水口3；
活塞杆4，其下端部垂直插设在筒体1内且沿着筒体1的高度方向能够滑动地设置，该活塞杆4的上端部连接有手柄40；
活塞41，其固定连接在活塞杆4的下端部；
所述生饮水机还包括：
一级净化单元，包括设置在筒体1底部的滤芯6，所述滤芯6包括多孔不锈钢内芯60和设置在不锈钢内芯60的外围的微滤膜61，所述滤芯6的内部空间构成供水通过的一级通道5；
二级净化单元，其位于所述一级净化单元的上方，包括沿着筒体1的高度方向延伸的由吸附材料制成的内芯9、围设在内芯9外周的高分子吸附膜10、围设在高分子吸附膜10外周的超滤膜11，内芯9的内部空间构成供水通过的二级通道8；
所述一级通道5与二级通道8相连通，且一级通道5与二级通道8的轴心线相重合，在二者之间设置有单向阀12；一级净化单元与二级净化单元之间通过隔板13隔开，且隔板13上设有1个截面积为4平方毫米的通孔；本实施例中，单向阀12设置在隔板13的中央，且单向阀12对应的开口的截面积为12平方毫米；一级净化单元与进水口2之间通过进水通道7相连通，进水通道7内设置有塑料支撑件70，该支撑件70位于一级净化单元的下方，高约2厘米，主要起支撑上部材料的作用，支撑件70内部为格栅式设置，水可从支撑件70的格栅空隙中通过；
活塞杆4的下端部位于二级通道8内，且活塞41与二级通道8的内壁相密封连接。
滤芯6的俯视结构示意图示于图4，多孔不锈钢内芯60主要起支撑和固定微滤膜61的作用，微滤膜61设置为向不锈钢内芯60折叠的褶皱状，具体是借鉴授权公告号CN101219299B的专利中一种滤芯的制作方法，以增加微滤膜61的表面积，达到更好的净化效果；本实施例中，微滤膜61的表面积设置为超滤膜11的表面积的1.5倍；另外，微滤膜61的外围还设置有尼龙网62。
本实施例中，微滤膜61的材质为聚四氟乙烯，膜孔径在0.4~0.6微米之间；
二级净化单元中的内芯9由市购烧结活性炭棒构成；高分子吸附膜10为自制的γ-聚谷氨酸复合吸附膜（制作方法参照中国专利CN100560192C），膜孔径约为0.3微米；超滤膜11的材质为聚偏氟乙烯，膜孔径约为35纳米。
本实施例的生饮水机还包括一个罩设在筒体1上的杯盖和一根可与进水口2相连通的橡胶管14。
按照本实施例，该生饮水机工作时所用的水为加有重金属离子的自来水，过滤前先对须过滤的自来水中的悬浮物、细菌和重金属离子含量等进行检测。
按照本实施例的生饮水机的工作原理如下：
首先将生饮水机上罩设的杯盖取下，并将橡胶管14安装好使之与进水口2相连通，将橡胶管14的另一头浸入自来水中，缓慢向上提活塞杆4，直至提至筒体1的顶部，此时单向阀12自动打开，水体通过进水口2经进水通道7进入一级净化单元进行净化，然后流入一级通道5，再经单向阀12处流入二级通道8；再将位于筒体1顶部的活塞杆4缓慢向下压，单向阀12自动关闭，二级通道8中的一部分水经二级净化单元的进一步净化，水体依次经过吸附材料构成的内芯9、高分子吸附膜10和超滤膜11得到纯净的水，而二级通道8中的另一部分水通过隔板13上开设的微小通孔130回流至一级通道5，并进一步通过不锈钢内芯60流向微滤膜61和尼龙网62，因而可将微滤膜61和尼龙网62外所截留的悬浮物和杂质等冲离微滤膜61和尼龙网62的外表面，实现对一级净化单元的反冲洗。
按照本实施例的生饮水机，一次可获得约80%的纯净水，而另20%的水可实现对一级净化单元的反冲洗，使之不易堵塞，因而可提高生饮水机的净化效率和使用寿命。
对滤出的水进行悬浮物、细菌和重金属离子等含量的检测，将其与过滤前的自来水进行对比，得出本实施例生饮水机可以过滤自来水中99.9%的悬浮物、细菌和重金属离子，经本实施例生饮水机过滤得到的纯净水能够达到健康饮用水的标准。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种除重金属抗堵塞的生饮水机，其包括：
筒体（1），其在底部具有进水口（2），在顶部具有出水口（3）；
活塞杆（4），其下端部垂直插设在所述筒体（1）内且沿着所述筒体（1）的高度方向能够滑动地设置，该活塞杆（4）的上端部连接有手柄（40）；
活塞（41），其固定连接在所述活塞杆（4）的下端部；
其特征在于：所述生饮水机还包括：
一级净化单元，其包括设置在所述筒体（1）的底部的滤芯（6）、所述滤芯（6）包括多孔不锈钢内芯（60）和设置在所述不锈钢内芯（60）的外围的微滤膜（61），所述滤芯（6）的内部空间构成供水通过的一级通道（5）；
二级净化单元，其位于所述一级净化单元的上方，包括沿着所述筒体（1）的高度方向延伸的由吸附材料制成的内芯（9）、围设在所述内芯（9）外周的高分子吸附膜（10）、围设在所述高分子吸附膜（10）外周的超滤膜（11），所述内芯（9）的内部空间构成供水通过的二级通道（8）；
所述一级净化单元与所述进水口（2）之间通过进水通道（7）相连通，所述一级通道（5）与所述二级通道（8）相连通，且在二者之间设置有单向阀（12），所述一级净化单元与所述二级净化单元之间通过隔板（13）隔开，且所述隔板（13）上设有至少一个截面积在0.6 ~6.0平方毫米之间的通孔（130）；
所述活塞杆（4）的下端部位于所述二级通道（8）内，且所述活塞（41）与所述二级通道（8）的内壁相密封连接。
2.根据权利要求1所述的生饮水机，其特征在于：所述的微滤膜（61）为褶皱状，所述微滤膜（61）的表面积为所述超滤膜（11）的表面积的1.1~2倍。
3.根据权利要求1或2所述的生饮水机，其特征在于：所述一级净化单元还包括设置在所述微滤膜（61）外围的尼龙网（62）。
4.根据权利要求1所述的生饮水机，其特征在于：所述单向阀（12）设置在所述隔板（13）上，所述单向阀（12）对应的开口截面积在2.0~16平方毫米之间。
5.根据权利要求1所述的生饮水机，其特征在于：所述一级通道（5）与所述二级通道（8）的轴心线相重合。
6.根据权利要求1所述的生饮水机，其特征在于：所述微滤膜（61）的材质为聚四氟乙烯，膜孔径在0.4~0.6微米之间。
7.根据权利要求1所述的生饮水机，其特征在于：所述二级净化单元中的内芯（9）由烧结活性炭棒或活性炭-活化沸石混合烧结棒构成。
8.根据权利要求1或7所述的生饮水机，其特征在于：所述高分子吸附膜（10）为γ-聚谷氨酸吸附膜，膜孔径在0.3～1微米之间。
9.根据权利要求8所述的生饮水机，其特征在于：所述超滤膜（11）的材质为聚偏氟乙烯，膜孔径在30～60纳米之间。
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