CN106007042A - 一种用于净化饮用水的小型净水器及其过滤组件与用法 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于净化饮用水的小型净水器及其过滤组件与使用方法，过滤组件的圆筒状活性碳块、上盖与下盖形成贯穿的中孔，中孔中设置中空纤维膜模组，下端连接精密无纺布过滤组件，精密无纺布过滤组件的精密无纺布过滤层由普通无纺布与精密无纺布相互叠加形成；该小型净水器包括主上盖、过滤组件、壳体，主上盖设置有进水口与出水口，过滤组件装入至壳体中，形成水流通道；小型净水器安装在自来水管道中，过滤组件更换一次保持TOC指标为1mg/L以下的持续时间长达6个月，到时正常更换过滤组件，即可保证优质直饮水源源不断。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于净化饮用水的小型一体式净水器及其过滤组件与用法。
背景技术
目前市场上的净水器种类很多，基本可分为台下式、台上式以及龙头式等几种，其中台下式可以说是市场的主流；台下式超滤净水器基本上是将装有不同滤芯的桶连接导通，多为三级滤芯串联过滤工艺，由于各个滤桶通过管道外部连接，势必会采用诸多的接头连接水管，每个接头的连接处均有漏水的隐患，并不安全，也不利于后续的滤芯维护及更换；另外，为了整体的外观，各个滤桶采取了相同尺寸的设计，单个滤芯负荷能力不均匀，流量分布不合理，容易造成超滤膜过早堵塞，影响其使用效果。
对于小型的超滤净水器，因其体积的限制，其内部的过滤级数相对较少，这样原水对各滤层造成的冲击比较大，造成虽然净水器体积并不小，但出现总净水量少，净水流量低，过滤性能低下的现象。中国专利文献CN1394147A公开了一种碳块型水过滤器，该篇文献对其所使用的活性碳块作了详细的介绍，但其过滤器结构较为简单，难免也存在总净水量少，净水流量低，过滤性能低下的现象。
总有机碳是指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。水中有机物因各种因素造成，种类很多，如由地表的农药残留物造成的具有较高的危害性，目前还不能全部进行分离鉴定，常以“TOC”表示。TOC是一个快速检定的综合指标，它以碳的数量表示水中含有机物的总量。TOC这个指标在一些发达国家已经采用多年了，这些发达国家的市政自来水是能直接饮用的。80年代以前，中国的很多自然水源是几乎可以直接饮用的，近几十年粗犷的工业化发展过程中对环境保护问题的重视不足，中国的自然水源污染问题已经相当严重。由于执行难度太大，长期以来，中国一直没有对生活饮用水中的TOC进行正式规范，中国生活饮用水卫生标准GB5749.2006中开始将TOC列为参考指标，限值为5mg/L。但这是对市政自来水的参考要求指标，这样市政自来水是不能直接饮用的。通常作为能直接饮用的优质直饮水的TOC指标为1mg/L以下。
由于目前饮用水净水器的净化原理都是使水经滤芯过滤，由滤芯吸附有害杂质，滤芯都存在一个使用寿命问题。目前市场上的饮用水净水器一般都不能长时有效地过滤饮用水中的有机物，新购置的饮用水净水器，可能开始十天半月TOC指标能达到1 mg/L左右，但用不到一个月很快上升至3 mg/L以上。
本发明正是为了解决上述技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种用于净化饮用水的小型一体式净水器及其过滤组件与具体使用方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种用于净化饮用水的小型净水器的过滤组件，包括呈圆筒状的活性碳块，安装在该活性碳块上下两端的上盖与下盖，活性碳块、上盖与下盖形成贯穿的中孔，其特征在于，所述中孔中设置中空纤维膜模组，所述中空纤维膜模组下端连接精密无纺布过滤组件，该精密无纺布过滤组件相对所述下盖向下伸出，所述精密无纺布过滤组件包括无纺布支架与设置在该无纺布支架中的精密无纺布过滤层，所述精密无纺布过滤层由普通无纺布与精密无纺布相互叠加形成。
所述上盖上方设置用于截留大颗粒杂质的环状网滤层。
所述活性碳块的外周包裹一层普通无纺布，形成第一级无纺布层。
所述活性碳块的碳颗粒平均粒度为200目，并且200目碳颗为绝大多数均布于所述活性碳块；所有碳颗粒粒度以200目为中心成正态分布。
所述活性碳块分为内外2层设置，即活性碳块外层与活性碳块内层。
所述活性碳块外层与活性碳块内层紧贴设置；或者所述活性碳块外层与活性碳块内层之间形成空隙作为缓冲腔。
所述精密无纺布过滤层的最上层与最下层均为普通无纺布，中间每隔1至3层精密无纺布设置1层普通无纺布。
所述精密无纺布过滤组件(6)的无纺布支架(7)在其周身加设凸筋盖(20)，该凸筋盖(20)至少包括一圈向下伸出的向下环状凸筋(21)；所述精密无纺布过滤组件(6)的无纺布支架(7)下面还设置底座(12)，所述底座(12)至少包括一圈向上伸出的向上环状凸筋(13)。
一种用于净化饮用水的小型净水器，包括主上盖、过滤组件、壳体，主上盖设置有进水口与出水口，过滤组件装入至壳体中，主上盖安装在过滤组件及壳体上方，其特征在于，所述过滤组件为以上所述任一种过滤组件；从主上盖的进水口经过滤组件的活性碳块、精密无纺布过滤组件、中空纤维膜模组至主上盖的出水口形成用于待净化的饮用水流经的通道。
一种用于净化饮用水的小型净水器的使用方法，将如权利要求9所述的小型净水器安装在家庭或其它需要饮用水的场所的自来水管道中，每经一个所述过滤组件的使用寿命周期更换一次所述过滤组件。
本发明净水器作为一体式的过滤产品，没有一般净水器多级滤芯的桶与桶连接管，增加其安全性，实现一次性抛弃式的使用方式，解决上述客户更换不同寿命滤芯的烦恼。本发明净水器在内部集成多个滤层，通过各滤层间有效的配置，大大增强了过滤功能与效率，实现了体积小，总净水量大，净水流量大，过滤性能强的特点。
本发明小型净水器克服了现有技术诸多的不足，其优点是，在有限的空间内，原水通过一条清晰的水路，经过多个滤层、多个腔体的不同滤材的过滤、吸附，最终得到优质的直饮水，同时，原水通过多个滤层和多个腔体的过滤与吸附，可以有效地降低污浊颗粒物对中空纤维膜模组的负荷，从而延长中空纤维膜模组的使用寿命。尤其是，本发明小型净水器精密无纺布过滤层具有微调净水器内水流流动速度的作用，通过调节精密无纺布过滤层中的精密无纺布与普通无纺布厚度与配置，可保证流经净水器的水流在流经活性碳块时的滞留时间充分，从而能充分发挥活性碳块的过滤净化作用。
本发明小型净水器能长期为用户提供优质直饮水，本发明小型净水器的过滤组件能长时间有效地过滤水体中溶解性和悬浮性有机物，过滤组件更换一次保持TOC指标为1mg/L以下的持续时间长达6个月，通常更换过滤组件后的前2个月，TOC指标为0.5mg/L以下。用户正常使用本发明小型净水器，将本发明小型净水器安装在家庭或其它需要饮用水的场所的自来水管道中，每过6个月左右更换一次过滤组件，即可保证优质直饮水源源不断。
附图说明
图1为本发明小型净水器剖面结构示意图；
图2为本发明小型净水器的壳体剖面示意图；
图3为本发明小型净水器的主上盖剖面结构示意图；
图4为本发明小型净水器的过滤组件剖面结构示意图；
图5为除了精密无纺布过滤组件外的过滤组件剖面结构示意图；
图6为精密无纺布过滤组件及其组成件剖面结构示意图；
图7为除了精密无纺布过滤组件外的过滤组件的组成件剖面结构示意图；
图8为本发明小型净水器过滤路径示意图；
图9为精密无纺布过滤层中普通无纺布与精密无纺布第一种叠加方式示意图；
图10为精密无纺布过滤层中普通无纺布与精密无纺布第二种叠加方式示意图；
图11为精密无纺布过滤层中普通无纺布与精密无纺布第三种叠加方式示意图；
图12为精密无纺布过滤组件的无纺布支架加设有加设凸筋盖时的结构示意图；
图13为无纺布支架加设有加设凸筋盖及底座时底座结构示意图；
图14为无纺布支架加设有加设凸筋盖及底座时结构示意图。
具体实施方式
以下以图1至图14所示详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明用于净化饮用水的小型净水器，包括主上盖14、过滤组件、壳体15，主上盖14设置有进水口17与出水口18。进水口17可单侧设置，如图8所示；进水口17也可双侧设置，如图1所示；出水口18一般设置为1个，并位于中心位置。过滤组件装入至壳体15中，主上盖14安装在过滤组件及壳体15上方。
本发明用于净化饮用水的小型净水器的过滤组件，如图4所示，包括呈圆筒状的活性碳块1，安装在该活性碳块1上下两端的上盖2与下盖3，活性碳块1、上盖2与下盖3形成贯穿的中孔4，出水口18与中孔4上方连通。中孔4中设置中空纤维膜模组5，中空纤维膜模组5下端连接精密无纺布过滤组件6，该无纺布过滤组件相对下盖3向下伸出。如图6所示，精密无纺布过滤组件6包括无纺布支架7与设置在该无纺布支架7中的精密无纺布过滤层8，以及用于将精密无纺布过滤层固定在无纺布支架7中的挡板16，精密无纺布过滤层8由普通无纺布25与精密无纺布26相互叠加形成。
上盖2上方设置用于截留大颗粒杂质的环状网滤层9，环状网滤层9如图7所示，可由金属材料制作，以采用不锈钢为佳；可也采用无毒的塑料注塑件。
可在活性碳块1的外周包裹一层普通无纺布，形成第一级无纺布层10，如图4或图所示。
活性碳块1的碳颗粒平均粒度为200目，并且200目碳颗为绝大多数均布于所述活性碳块1；所有碳颗粒粒度以200目为中心成正态分布。
活性碳块1可分为内外2层设置，即活性碳块1外层与活性碳块1内层。活性碳块1外层与活性碳块1内层可紧贴设置；或者，也是更好的方案，如图4、图5或图7所示，活性碳块1外层与活性碳块1内层之间形成空隙11作为缓冲腔。当然，活性碳块1可分为内外2层以上的多层设置。一般情况下，分为内外2层设置已经足够。通过两种或多种不同的活性炭导块，可去除水中的不同物质；通过调节各层活性炭的孔径与配方，可达到调节水流流速，过滤水中各种有害物质的作用。例如，在其中的一层加除铅剂，另一层加除垢剂，可以达到不同的过滤效果。
精密无纺布过滤层8的最上层与最下层均为普通无纺布25，可选用同上面提到过的第一级无纺布层10相同的普通无纺布；中间每隔1层或多层精密无纺布26设置1层普通无纺布25；以中间每隔2至3层精密无纺布26设置1层普通无纺布25为佳。具体可选用以下两种叠加方式：第一种叠加方式：中间每隔1层精密无纺布26设置1层普通无纺布25，如图9所示；第二种叠加方式：中间每隔2层精密无纺布26设置1层普通无纺布25，如图10所示。第三种叠加方式：中间每隔3层精密无纺布26设置1层普通无纺布25，如图11所示。这种用于过滤的普通无纺布25生产厂家较多，在国内采购很方便。这种用于过滤的精密无纺布26非常精密，平均孔径为3至9微米，可向国外的生产厂家采购。
如图12至图14所示，是一种更好的实施方式，精密无纺布过滤组件6的无纺布支架7可在其周身加设凸筋盖20，该凸筋盖20至少包括一圈向下伸出的向下环状凸筋21，以设置2圈向下伸出的向下环状凸筋21为宜，如图12所示；同时精密无纺布过滤组件6的无纺布支架7下面还设置底座12，相应的，该底座12也至少包括一圈向上伸出的向上环状凸筋13，也以设置2圈向上伸出的向上环状凸筋21为宜，如图13所示；底座12的向上环状凸筋13与无纺布支架7的向下环状凸筋21相互交叉，形成曲折水道，如图14所示。
如图2所示，壳体15内壁近底部位置设置台阶19，壳体15底面居中位置设置凸环20，壳体15上口外缘设置凸缘21，沿该凸缘21周向均布开设多个缧纹连接孔22。如图3所示，主上盖14的相应位置也沿其周向均布开设多个相应的缧纹连接孔22，主上盖14下面还可设置一个环状橡胶垫23，套装在出水口18的管子外。
组装本发明小型净水器时，将过滤组件装入至壳体15中，如图1所示，过滤组件的无纺布支架7卡止于壳体15的凸环20；下盖3与壳体15内壁紧贴，并卡止于台阶19；上盖2与壳体15内壁留的缝隙。将主上盖14安装在过滤组件及壳体15上方。主上盖14的出水口18的管子插入上盖2的中孔4，使橡胶垫23卡在上盖2与主上盖14之间。
使用时，按图示实施方式，将本发明小型净水器安装在家庭或其它需要饮用水的场所的自来水管道中，进水口17与自来水管道接通，如图8所示，在自来水自身压力作用下，水流经环状网滤层9、上盖2与壳体15内壁间的缝隙，至壳体15与过滤组件间的环状空间后，渗透活性碳块1至中孔4与中空纤维膜模组5所形成的环状空间，再流经下盖3与精密无纺布过滤组件6之间的空隙，进入由壳体15、精密无纺布过滤组件6及下盖3所形成的备用过滤腔24，再流经由精密无纺布过滤组件6与壳体15底部之间的缝隙进入精密无纺布过滤组件6下方空间，渗透过精密无纺布过滤层8进入中空纤维膜模组5，最后由出水口18流出，成为优质直饮水供用户使用。
如果在活性碳块1的外周包裹一层普通无纺布25作为第一级无纺布层10，则水流先渗透该第一级无纺布层10再渗透活性碳块1。如果如图4、图5或图7所示活性碳块1分为内外2层设置，活性碳块1外层与活性碳块1内层之间形成空隙11作为缓冲腔，则水流渗透第一级无纺布层10后先渗透活性碳块1外层进入缓冲腔，后再渗透活性碳块1内层至中孔4与中空纤维膜模组5所形成的环状空间。
如果精密无纺布过滤组件6的无纺布支架7在其周身加设凸筋盖20，无纺布支架7下面加设底座12，则水流在备用过滤腔24时需流经由底座12的向上环状凸筋13与无纺布支架7的向下环状凸筋21相互交叉形成的曲折水道，也可间接控制净水器内水流流动速度。
本发明小型净水器能长期为用户提供优质直饮水，本发明小型净水器的过滤组件能长时间有效地过滤水体中溶解性和悬浮性有机物，过滤组件更换一次保持TOC指标为1mg/L以下的持续时间长达6个月，通常更换过滤组件后的前2个月，TOC指标为0.5mg/L以下。当然，作为本发明小型净水器水源的市政自来水的水质是本发明达到效果的前提条件；用户正常使用本发明小型净水器，将本发明小型净水器安装在家庭或其它需要饮用水的场所的自来水管道中，每过6个月左右更换一次过滤组件，即可保证优质直饮水源源不断。
另外，本申请文件中左、右、前、后等所称方位，仅相对本专利申请图的表示便于表述而言，并不构成对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种用于净化饮用水的小型净水器的过滤组件，包括呈圆筒状的活性碳块(1)，安装在该活性碳块(1)上下两端的上盖(2)与下盖(3)，活性碳块(1)、上盖(2)与下盖(3)形成贯穿的中孔(4)，其特征在于，所述中孔(4)中设置中空纤维膜模组(5)，所述中空纤维膜模组(5)下端连接精密无纺布过滤组件(6)，该精密无纺布过滤组件(6)相对所述下盖(3)向下伸出，所述精密无纺布过滤组件(6)包括无纺布支架(7)与设置在该无纺布支架(7)中的精密无纺布过滤层(8)，所述精密无纺布过滤层(8)由普通无纺布与精密无纺布相互叠加形成。
2.如权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，所述上盖(2)上方设置用于截留大颗粒杂质的环状网滤层(9)。
3.如权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，所述活性碳块(1)的外周包裹一层普通无纺布，形成第一级无纺布层(10)。
4.如权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，所述活性碳块(1)的碳颗粒平均粒度为200目。
5.如权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，所述活性碳块(1)分为内外2层设置，即活性碳块(1)外层与活性碳块(1)内层。
6.如权利要求5所述的过滤组件，其特征在于，所述活性碳块(1)外层与活性碳块(1)内层紧贴设置；或者所述活性碳块(1)外层与活性碳块(1)内层之间形成空隙(11)作为缓冲腔。
7.如权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，所述精密无纺布过滤层(8)的最上层与最下层均为普通无纺布，中间每隔1至3层精密无纺布设置1层普通无纺布。
8.如权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，所述精密无纺布过滤组件(6)的无纺布支架(7)在其周身加设凸筋盖(20)，该凸筋盖(20)至少包括一圈向下伸出的向下环状凸筋(21)；所述精密无纺布过滤组件(6)的无纺布支架(7)下面还设置底座(12)，所述底座(12)至少包括一圈向上伸出的向上环状凸筋(13)。
9.一种用于净化饮用水的小型净水器，包括主上盖(14)、过滤组件、壳体(15)，主上盖(14)设置有进水口(17)与出水口(18)，过滤组件装入至壳体(15)中，主上盖(14)安装在过滤组件及壳体(15)上方，其特征在于，所述过滤组件为如权利要求1至8任一项所述的过滤组件；从主上盖(14)的进水口(17)经过滤组件的活性碳块(1)、精密无纺布过滤组件(6)、中空纤维膜模组(5)至主上盖(14)的出水口(18)形成用于待净化的饮用水流动经过的通道。
10.一种用于净化饮用水的小型净水器的使用方法，将如权利要求9所述的小型净水器安装在家庭或其它需要饮用水的场所的自来水管道中，每经一个所述过滤组件的使用寿命周期更换一次所述过滤组件。
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