CN104649360B - 多技术集成的便携式净水器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水净化技术领域，旨在提供多技术集成的便携式净水器。该多技术集成的便携式净水器包括直流无刷小水泵和污水处理器；所述污水处理器包括滤芯、内管和外管，内管设置在污水处理器的中部，外管套设在内管的外部，外管一端的中心设有进水口，外管另一端分别设有出水口和清洁口，滤芯安装在内管和外管之间；所述直流无刷小水泵设有一个吸水口和一个吐水口，吐水口与污水处理器的进水口相连接，且直流无刷小水泵与电源相连。本发明采用独特的“管中管”结构设计，净水器的体积仅为10L，重量仅为4kg，是一种便携式迷你高效净水器。

Description

多技术集成的便携式净水器
技术领域
本发明是关于水净化技术领域，特别涉及多技术集成的便携式净水器。
背景技术
地震、洪水等自然灾害会造成饮用水源的污染、淹没甚至破坏，人们被迫利用地表水做为饮用水源。然而地表水容易被人畜排泄物、人畜尸体以及建筑垃圾所污染，特别是在低洼内涝地区，水污染的问题更加严峻。此外，户外作业、军事作战、以及探险、野营、狩猎等户外活动中，往往也需要就地获得安全饮用水，然而过于庞大的净水设备存在工作要求高、难携带等缺点，不符合实际的需求。
传统的净水方法主要有沉淀、过滤、吸附、消毒等，步骤繁琐，操作复杂。并且现有的净水设备体积庞大，工作要求高，移动困难，难以作为紧急净水装备，保障自然灾害(地震、洪水等)时期的饮水安全。此外，现有的净水装置大多数采用PP棉(聚丙烯喷熔滤芯)、颗粒活性炭、压缩活性炭棒、托玛琳能量石、纳米陶瓷等为净水材料，这些材料回收麻烦，容易造成二次污染。因此，市场急需一款便于携带、工作要求低、净水技术丰富、供水效率高、使用寿命长的应急净水器。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种适用于自然灾害后或者其它户外活动的便携、高效的多技术集成的便携式净水器。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：
提供多技术集成的便携式净水器，包括直流无刷小水泵和污水处理器，所述污水处理器包括滤芯、内管和外管；内管设置在污水处理器的中部，外管套设在内管的外部，外管一端的中心设有进水口，外管另一端分别设有出水口和清洁口；所述滤芯安装在内管和外管之间，并保证滤芯紧贴内管，但与外管不接触，即滤芯与外管之间留有空间，进水口、清洁口分别与滤芯连通，出水口与滤芯和外管之间的空间连通；
所述滤芯采用多孔微纳材料作为净水材料，且净水材料的外部包裹有无纺布、不锈钢网和碳毡(即净水材料的外部包裹有多层不锈钢网，不锈钢网的外部包裹有多层碳毡，碳毡的外部用无纺布包裹)；
所述直流无刷小水泵设有一个吸水口和一个吐水口，吐水口与污水处理器的进水口相连接；且直流无刷小水泵与电源相连。
在本发明中，所述直流无刷小水泵具有水速调节功能，即能对吐水口的排水速度进行调节。
在本发明中，所述内管上分布有小孔(孔径约为2mm)，且内管的外部包裹有无纺布和不锈钢网(即内管的外部包裹有一层无纺布，无纺布外包裹多层不锈钢网)。
在本发明中，所述外管是亚克力(聚丙烯酸树脂)材质的外管。
在本发明中，所述直流无刷小水泵采用电压在3～5V之间的水泵。
在本发明中，所述净水材料的制备方法为：
(1)取TiO2、粘黏剂和(适量)水充分混合，在70～80℃下加热处理6h后，得到浆状混合物A；其中，粘黏剂采用淀粉，且TiO2和粘黏剂的混合质量比为75：10；
(2)取碳纤维与步骤(1)得到的浆状混合物A混合均匀后(无必要限定碳纤维与浆状混合物A的混合比例，只要没有过多浆状混合物A流失即可)，在100℃下烘干，然后在氮气氛围下以800℃焙烧3h，得到混合物B；
(3)取活性炭、银纳米线和碳纤维，与步骤(2)得到的混合物B混合均匀，即得到多孔微纳材料，用于作为净水材料；其中，活性炭、碳纤维、混合物B的混合质量比为3：5：2(银纳米线与混合物B的混合比例不需要精确限定)。
在本发明中，所述多技术集成的便携式净水器中包括至少两个污水处理器时，污水处理器依次连接，且后面的污水处理器的进水口与前面的污水处理器的出水口连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的净水材料的合成采用独特的造孔-镶嵌固定技术，将二氧化钛固定在碳纤维表面，克服了传统粉末状净水材料易流失、回收麻烦、易造成二次污染等缺点，保证产品净水性能持久稳定；此外，二氧化钛的引入使净水材料具有自清洁修复功能，净水器滤芯可长期重复使用，无需定期更换，充分降低了净水成本。
本发明的核心净化单元是集成了吸附、分离、抗菌、光电催化降解、自清洁修复功能的多孔微纳材料，该产品可利用多种净水技术有效去除有机污染物、臭味、细菌藻类、余氯、泥沙等，实现污水快速高效净化，产水量大于10L/h。
本发明采用独特的“管中管”结构设计，净水器的体积仅为10L，重量仅为4kg，是一种便携式迷你高效净水器。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中的附图标记为：1内管；2外管；3进水口；4出水口；5清洁口；6多层不锈钢网、多层无纺布及多层碳毡；7净水材料；8吸水口；9吐水口；10电源；11滤芯；12直流无刷小水泵。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1中的多技术集成的便携式净水器包括直流无刷小水泵12和3个污水处理器，污水处理器依次连接形成3个净水单元，且后面的污水处理器的进水口与前面的污水处理器的出水口连接。
所述污水处理器包括滤芯11、内管1和外管2。滤芯11和内管1都装载在外管2内部，内管1设置在污水处理器的中部，外管2套设在内管1的外部，即采用独特的“管套管”结构设计。内管1的外部包裹有一层无纺布，无纺布外包裹多层不锈钢网，能够很好地过滤泥沙等大颗粒物质，以防污泥堵塞净水器；外管2是亚克力(聚丙烯酸树脂)材质的外管。外管2一端的中心设有进水口3，污水经此进水口3流进，外管2另一端分别设有出水口4和清洁口5，其中，出水口4设在外管2另一端的边缘处，清洁口5设在外管2另一端的中心处，此清洁口5在净水时关闭，需清洗净水器时打开，通入干净的水冲洗即可。滤芯11安装在内管1和外管2之间，紧贴内管1且与外管2之间留有一定空间，进水口3、清洁口5分别与滤芯11连通，出水口4未与滤芯11直接连通，而是与滤芯11和外管2之间的空间连通。滤芯11是由多孔的活性炭、碳纤维、具有杀毒抗菌功能的银纳米线以及具有光电催化活性和自清洁修复功能的二氧化钛等净水材料7组成，具体制备方法为：
(1)取TiO2、粘黏剂和适量的水充分混合，在70～80℃下加热处理6h，得到浆状混合物A；其中，TiO2和粘黏剂的混合质量比为75：10，粘黏剂采用普通淀粉；
(2)取碳纤维与步骤(1)得到的浆状混合物A混合均匀后(这里无必要限定碳纤维与浆状混合物A的混合比例，只要没有过多浆状混合物A流失即可)，在100℃下烘干，然后在氮气氛围下以800℃焙烧3h，得到混合物B；
(3)取活性炭、银纳米线和碳纤维，与步骤(2)得到的混合物B混合均匀，即得到多孔微纳材料，用于作为净水材料7；其中，活性炭与混合物B的混合质量比例为3:2，银纳米线与混合物B的混合比例不需要精确限定，碳纤维与混合物B的质量比例为5:2。
如上所述，得到多孔微纳材料，先后分别用多层不锈钢网、多层无纺布及多层碳毡6包裹，即得所述滤芯11。
滤芯11集成了吸附、分离、抗菌、光电催化降解、自清洁修复功能，可以发挥多种净化技术实现污水的高效净化，具有多功能集成的特点。
直流无刷小水泵12设有一个吸水口8和一个吐水口9，吸水口8位于直流无刷小水泵12的下方，接近地表可吸入地表水进行过滤，吐水口9与污水处理器的进水口3相连接，污水可以快速流进污水处理器。直流无刷小水泵12是电压在3～5V之间的水泵，且具有水速调节功能，即能对吐水口9的排水速度进行调节。直流无刷小水泵12与电源10相连，3V电压下便可正常运行，污水静压力作为净水渗透驱动力，无需提供额外的高压驱动，操作简单。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.多技术集成的便携式净水器，包括直流无刷小水泵和污水处理器，其特征在于，所述污水处理器包括滤芯、内管和外管；内管设置在污水处理器的中部，外管套设在内管的外部，外管一端的中心设有进水口，外管另一端分别设有出水口和清洁口；所述滤芯安装在内管和外管之间，并保证滤芯紧贴内管，但与外管不接触，即滤芯与外管之间留有空间，进水口、清洁口分别与滤芯连通，出水口与滤芯和外管之间的空间连通；
所述滤芯采用多孔微纳材料作为净水材料，净水材料中包括多孔的活性炭、碳纤维、具有杀毒抗菌功能的银纳米线以及具有光电催化活性和自清洁修复功能的二氧化钛；且净水材料的外部包裹有无纺布、不锈钢网和碳毡；
所述直流无刷小水泵设有一个吸水口和一个吐水口，吐水口与污水处理器的进水口相连接；且直流无刷小水泵与电源相连。
2.根据权利要求1所述的多技术集成的便携式净水器，其特征在于，所述直流无刷小水泵具有水速调节功能，即能对吐水口的排水速度进行调节。
3.根据权利要求1所述的多技术集成的便携式净水器，其特征在于，所述内管上分布有小孔，且内管的外部包裹有无纺布和不锈钢网。
4.根据权利要求1所述的多技术集成的便携式净水器，其特征在于，所述外管是亚克力材质的外管。
5.根据权利要求1所述的多技术集成的便携式净水器，其特征在于，所述直流无刷小水泵采用电压在3～5V之间的水泵。
6.根据权利要求1所述的多技术集成的便携式净水器，其特征在于，所述净水材料的制备方法为：
(1)取TiO2、粘黏剂和水充分混合，在70～80℃下加热处理6h后，得到浆状混合物A；其中，粘黏剂采用淀粉，且TiO2和粘黏剂的混合质量比为75：10；
(2)取碳纤维与步骤(1)得到的浆状混合物A混合均匀后，在100℃下烘干，然后在氮气氛围下以800℃焙烧3h，得到混合物B；
(3)取活性炭、银纳米线和碳纤维，与步骤(2)得到的混合物B混合均匀，即得到多孔微纳材料，用于作为净水材料；其中，活性炭、碳纤维、混合物B的混合质量比为3：5：2。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的多技术集成的便携式净水器，其特征在于，所述多技术集成的便携式净水器中包括至少两个污水处理器时，污水处理器依次连接，且后面的污水处理器的进水口与前面的污水处理器的出水口连接。
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