CN104341067A - 一种净化水杯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种净化水杯，包括杯体，所述杯体包括外壳与设置在外壳内的内胆，沿内胆内壁设置活性碳纤维滤膜层；内胆内壁上设置阴电极，内胆外壁上设置阳电极。本发明通过将电化学水处理工艺与过滤工艺集成，构成电化学处理与过滤处理密不可分协同作用高效处理的有机整体，在净化水杯内电极电场间沿水过滤方向，通过兼具电化学与物理过滤双重作用的导电过滤层组合，净化水杯内的电化学反应过程划分成若干个不同的反应区域，各级过滤层由于在其两侧产生电压降而使其两侧形成正、负极；工作负荷趋于平衡，将水中污染物分质过滤逐级去除，实现对源水的深度净化。

Description

一种净化水杯

技术领域

本发明涉及一种水处理装置，特别是一种可以净化水的水杯。

背景技术

随着人们自身健康意识的逐渐加强，饮食的卫生安全性日益受到人们越来越多的关注，如饮用水的卫生问题，在人们的感观无法判断的水资源污染情况下，如若人们饮用了该地区的水，就会对人体产生极大的危害，尤其是在外出时，对当地情况不熟悉，又缺乏必要的检测设备和仪器，很容易因饮水而导致腹痛、腹泻等疾病，另外饮用水中的悬浮固体、有机物、微生物等杂质对于人体健康也非常不利。

随着人们对于生活质量的要求越来越高，越来越多的人们选择多去户外运动、旅游，但是长时间在户外活动，饮用水的卫生问题成为日益热门的话题。在室内，可以通过各种净化水装置，将自来水或饮用水经过多次过滤、净化后才饮用，但是户外活动时饮用水的条件有限，一种可以随身携带、随时净化水用于饮用的水净化装置可以解决这样的困惑。

目前已公示专利技术的电解制水杯均为无隔离膜结构，现有技术中有一些专利开始研究净化水杯，如专利号为ZL201020582802.5 的一种还原水无隔膜电解水杯，通过采用活性碳阳极和金属阴极对，利用活性碳阳极的强效吸附作用，产生对水电解时氧化还原反应总体平衡下的局部不平衡，来制取得到所需还原水。其优点为对水质净化效果极佳，缺点是纳米陶瓷（采用中间相工艺烧结的高比表面积活性碳块）对生产工艺要求高，且对于高硬度自来水，制水后pH可能超过8.5。再如专利号 ZL201120509347.0 的一种制取富含负氢离子水的无隔膜电解制水杯，采取钛基材惰性阳极构件和杯体的底板内壁设置一个范围是 5mm ≥δ＞0 的间隙，其制水机理是利用在微小电流下对水电解时传质反应滞后于电化学反应的差异，该电解制水杯的优点是避免了制水后 pH 可能超过 8.5，缺点则是对水的净化效果不如前一种。上述两种电解制水杯的的共性问题是制水功耗比较高，并且不方便随身携带。

目前也有专利申请研究能够随身方便携带的净化水杯，例如申请号为201120041921.4，发明名称为一种高效净化水杯的专利也在尝试提供一种可以方便净化水质，净化后就可以直接饮用的水杯，但是这种设计不但净化效果不好，而且，将待净化水与净化后的水源只是通过隔板阻隔，在后续用于倾倒或者饮用时会很不方便。再例如，申请号为201310711587.2，发明名称为净化水杯的专利，公开了一种可以在杯底进行净化、过滤的水杯，但是这种水杯的净化效果依然不好，待净化水中的杂质沉淀本身就容易沉淀在杯底，另外，整杯水都通过杯底较小面积的过滤网净化，一次性净化的水量有限。本申请旨在提供一种净化水质效果好、使用方便的净化水杯。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种净化水质效果好、使用方便的净化水杯。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种净化水杯，包括杯体，所述杯体包括外壳与设置在外壳内的内胆，沿着内胆内壁设置活性碳纤维滤膜层；内胆内壁上环绕设置多组阴电极，内胆外壁上环绕设置多组阳电极；活性碳纤维滤膜层处于阴电极与内胆内壁之间。

本发明所述的一种净化水杯，其内胆内壁与活性碳纤维滤膜层之间还设置有超滤膜层。

本发明所述阴电极是钛基二氧化锰电极，所述阳电极为不锈钢板制成的外壳。

本发明所述超滤膜层与内胆壁之间形成空腔，内胆与外壳之间形成空腔。

本发明所述超滤膜层与内胆壁之间形成的空腔底部开孔，水从该孔处流入内胆与外壳之间形成空腔中。

本发明所述内胆上开设若干透水孔。

本发明所述内胆可拆式设置在外壳内。

本发明所述阴电极是钛基二氧化锰电极，所述阳电极为钛板喷涂铂族氧化物的惰性电极。

本发明采用上述结构后，具有如下技术效果：

本发明在内胆内壁上环绕设置多组阴电极，内胆外壁上环绕设置多组阳电极，将活性碳纤维滤膜层设置于阴电极与阳电极之间，通过将电化学水处理工艺与过滤工艺集成，使得待净化水从入水口处流置杯底的整个过程中都处于电解与过滤的净化过程中，直至待净化水盛满这个内胆中，水仍然是处于整个净化装置中的，所以净化效果好，并且净化效率高。

本发明通过将电化学水处理工艺与过滤工艺集成，构成电化学处理与过滤处理密不可分协同作用高效处理的有机整体，在净化水杯内电极电场间沿水过滤方向，通过兼具电化学与物理过滤双重作用的导电过滤层组合，净化水杯内的电化学反应过程划分成若干个不同的反应区域，各级过滤层由于在其两侧产生电压降而使其两侧形成正、负极；工作负荷趋于平衡，将水中污染物分质过滤逐级去除，实现对源水的深度净化。

本发明优选将内胆设计成可拆卸设置于杯体中，设计简单，结构简单，使用非常方便，可有效减少和避免户外活动中因水质差而导致的腹痛、腹泻等疾病的发生，能够提高饮用水的卫生安全性。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种净化水杯，包括杯体，所述杯体包括外壳与设置在外壳内的内胆，沿着内胆内壁环绕设置多组阴电极，内胆外壁上环绕设置多组阳电极。

本发明所述阳电极和阴电极分别连接电源的正、负极，所述内胆上沿着其内壁设置活性碳纤维滤膜层，所述活性碳纤维滤膜层具有导电性并位于所述阴电极和内胆内壁之间。

本发明在内胆内壁上环绕设置多组阴电极，内胆外壁上环绕设置多组阳电极，将活性碳纤维滤膜层设置于阴电极与阳电极之间，通过将电化学水处理工艺与过滤工艺集成，使得待净化水从入水口处流置杯底的整个过程中都处于电解与过滤的净化过程中，直至待净化水盛满这个内胆中，水仍然是处于整个净化装置中的，所以净化效果好，并且净化效率高。

本发明所述阴电极可以是钛基二氧化锰电极，所述阳电极为不锈钢板制成的外壳。

钛基二氧化锰电极具有较低的析氧过电位，相对适用于阳极放氧体系，二氧化铅系列电极具有较高的析氧过电位和较长的使用寿命，适用于一般阳极氧化体系。

本发明所述阳电极也可以是钛板喷涂铂族氧化物的惰性电极。

在电解池中，用金属或石墨做阴极时，电极本身均不可能被还原，在阴极上发生还原反应的是电解质溶液中的阳离子。惰性电极作为阳极时，电解质溶液中的阴离子在阳极上被氧化。

本发明通过将电化学水处理工艺与过滤工艺集成，构成电化学处理与过滤处理密不可分协同作用高效处理的有机整体，在净化水杯内电极电场间沿水过滤方向，通过兼具电化学与物理过滤双重作用的导电过滤层组合，净化水杯内的电化学反应过程划分成若干个不同的反应区域，各级过滤层由于在其两侧产生电压降而使其两侧形成正、负极；工作负荷趋于平衡，将水中污染物分质过滤逐级去除，实现对源水的深度净化。

优选地，内胆壁与活性碳纤维滤膜层之间还设置有超滤膜层。

超滤膜是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在超滤膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿(原子质量单位）、粒径大于10纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一。

本发明所述阴阳电极之间设有过滤精度由低到高的具有导电性的二级过滤层， 分别是活性碳纤维滤膜层和超滤膜层。二级过滤可以使得过滤更充分，净水效果更好。

本发明中，所述超滤膜层与内胆壁之间形成空腔，内胆与外壳之间形成空腔。水从杯体上部进入内胆中，经过电解反应，经过活性碳纤维滤膜层和超滤膜层的双层过滤，在所述超滤膜层与内胆壁之间形成的空腔底部开孔，水从该孔处流入内胆与外壳之间形成空腔中，此时将内胆从杯体中拿出或者通过在杯体外壳上设置出水口将净化后的水从空腔中倒出。此时，整个净化过程结束。

活性炭纤维是继粉末活性炭和颗粒活性炭之后的第三代活性炭产品，是一类多孔性纤维状吸附材料。它具有大的比表面积，多孔的结构和强的表面反应性，其特殊的纤维状物理形态使其与吸附质有较大的接触面积，因而具有广谱的吸附性能和高的吸附容量。活性炭纤维还有一定量的表面官能团，对水溶液中的有机物和重金属离子等有较大的吸附容量和较快的吸附速率，并且容易再生。它可以根据需要加工成纤维束、毡、布、纸以及其它形态，这样便于工程应用和工艺的简化。

活性碳纤维滤膜采用活性炭纤维布，厚度为3毫米，两层叠加；超滤膜采用聚砜超滤膜， 过滤精度为0.02 微米，极限耐热温度 180℃，采用双片叠加。

进一步地，本发明中给的内胆上可以开设若干透水孔，经过电解、过滤后的净化水从透水孔中进入内胆与外壳之间形成的空腔中，这样的设计是为了使得水流的空间比较大，净化效率比较高。

为了使用方便，使得杯子的适用范围广，本发明所述的内胆可拆式设置在外壳内。这样的设计方便清洗、更换内胆及内胆内的过滤层及电极，同时也方便本发明所述内胆用于其他杯体中。

本发明优选将内胆设计成可拆卸设置于杯体中，设计简单，结构简单，使用非常方便，可有效减少和避免户外活动中因水质差而导致的腹痛、腹泻等疾病的发生，能够提高饮用水的卫生安全性。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或” 的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种净化水杯，包括杯体，其特征在于：所述杯体包括外壳与设置在外壳内的内胆，沿内胆内壁设置活性碳纤维滤膜层；内胆内壁上环绕设置多组阴电极，内胆外壁上环绕设置多组阳电极；活性碳纤维滤膜层处于阴电极与内胆内壁之间。

2.如权利要求1所述的一种净化水杯，其特征在于，内胆内壁与活性碳纤维滤膜层之间还设置有超滤膜层。

3.如权利要求1所述的一种净化水杯，其特征在于，所述阴电极是钛基二氧化锰电极，所述阳电极为不锈钢板制成的外壳。

4.如权利要求2所述的一种净化水杯，其特征在于，所述超滤膜层与内胆壁之间形成空腔，内胆与外壳之间形成空腔。

5.如权利要求4所述的一种净化水杯，其特征在于，所述超滤膜层与内胆壁之间形成的空腔底部开孔，水从该孔处流入内胆与外壳之间形成空腔中。

6.如权利要求4所述的一种净化水杯，其特征在于，所述内胆上开设若干透水孔。

7.如权利要求1所述的一种净化水杯，其特征在于，所述内胆可拆式设置在外壳内。

8.如权利要求1所述的一种净化水杯，其特征在于，所述阴电极是钛基二氧化锰电极，所述阳电极为钛板喷涂铂族氧化物的惰性电极。