CN107986530A - 一种复合纳米矿晶能量滤芯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合纳米矿晶能量滤芯及其制备方法，滤芯包括滤芯壳体、过滤层和吸附球体；过滤层设置在滤芯壳体内部；过滤层包括纳米矿晶层和活性炭吸附层，活性炭吸附层设置在纳米矿晶层的下方；滤芯壳体上端设置有出水口；滤芯壳体下端设置有进水口；滤芯壳体下端的壳体筒径逐渐减小，吸附球体位于滤芯壳体内部的下端口处；吸附球体的直径大于进水口处的壳体筒径；进水口的中心与吸附球体的球心不在同一条直线上；吸附球体表面设置有吸附孔。本发明提供的复合纳米矿晶能量滤芯可以准确得知何时需要更换，不仅能够净化水源，除去水中的各种杂质，而且使用的纳米矿晶层还能增加人体必要的微量元素，保障人们的饮水安全，使人们能够健康饮水。

Description

一种复合纳米矿晶能量滤芯及其制备方法
技术领域
本发明涉及水净化技术领域，特别涉及一种复合纳米矿晶能量滤芯及其制备方法。
背景技术
伴随着经济的高速发展，水资源的污染日趋严重，各地湖泊、河流和地下水等水源都受到不同程度的污染。一方面，我国不少城乡均面临水质性缺水的问题，目前自来水厂沿袭的传统给水工艺和供水管网本身存在的实际问题，导致城市自来水的水质进一步提高非常困难，达不到直接饮用的标准，而城乡居民对生活用水的水质要求却越来越高。
目前，现在市场上有许多净水设备，然而这些净水设备净水效果不佳，且对于滤芯要何时更换，往往难以把握。现有技术常用使用时间来确定滤芯是否要更换，然而由于使用环境和使用次数的不同，这种确定方式往往是不准确的。
发明内容
为解决以上背景技术中提到的现有的滤芯净水效果不佳，滤芯更换时间难以确定的问题，本发明提供一种复合纳米矿晶能量滤芯，包括滤芯壳体、过滤层和吸附球体；
所述过滤层设置在所述滤芯壳体内部；所述过滤层包括纳米矿晶层和活性炭吸附层，所述活性炭吸附层设置在所述纳米矿晶层的下方；
所述滤芯壳体上端设置有出水口；所述滤芯壳体下端设置有进水口；
所述滤芯壳体下端的壳体筒径逐渐减小，所述吸附球体位于所述滤芯壳体内部的下端口处；所述吸附球体的直径大于所述进水口处的壳体筒径；所述进水口的中心与所述吸附球体的球心不在同一条直线上；所述吸附球体表面设置有吸附孔。
进一步地，所述吸附球体为空心球体，所述吸附球体的球壳设置有壳体层、磁性层和粘附层；所述吸附孔的孔深小于所述磁性层和粘附层的厚度之和。
进一步地，所述壳体层采用轻质塑料制成。
进一步地，所述轻质塑料为PVC、PP塑料中的一种。
进一步地，所述过滤层还包括玻璃纤维层和载银无纺布过滤层；
所述载银无纺布过滤层设置在所述活性炭吸附层下方，所述玻璃纤维层设置在所述载银无纺布过滤层下方。
进一步地，所述滤芯壳体上还设置有与所述磁性层磁极相同的磁性片；所述磁性片设置在所述吸附球体的球心下侧。
进一步地，所述粘附层采用包括如下重量比的组分制成：
进一步地，所述有机溶剂为乙醇或丙醇。
一种如上任意所述的复合纳米矿晶能量滤芯的制备方法，包括以下制备步骤：
S100、制备有粘附层的吸附球体，包括以下步骤：
S110、将海泡石、凹凸棒土和硅藻土研磨至为直径小于5mm的颗粒；
S120、将颗粒状的海泡石、凹凸棒土和硅藻土加入至丙烯酸酯、硅氧烷低聚物和有机溶剂的混合物中，在150℃-180℃下搅拌5-10min；
S130、在上述步骤的搅拌过程中，加入甲基乙烯基硅树脂和硅烷偶联剂，在130℃-160℃下搅拌2.0h-5.0h，形成粘附浆液；
S140、将粘附浆液降温至60℃-80℃后，将球体表面贴附有磁性层的吸附球体放入到粘附浆液中浸渍10min-20min；
S150、取出吸附球体，进行旋转刮涂，控制吸附球体表面粘附层的厚度；
S160、将吸附球体粘附层冷却30min-45min后，在吸附球体表面设置吸附孔，继续冷却固化30min-100min后，制成吸附球体；
S200、将纳米矿晶层和活性炭吸附层安装在滤芯壳体内部的上侧，将吸附球体设置在所述滤芯壳体内部的下侧，封装后，即得到复合纳米矿晶能量滤芯。
进一步地，所述吸附球体表面粘附层的厚度为0.5cm-2.5cm。
本发明提供的复合纳米矿晶能量滤芯可以准确得知何时需要更换滤芯，不仅能够净化水源，除去水中的各种杂质，而且使用的纳米矿晶层还能增加人体必要的微量元素，具有更长的使用寿命，保障人们的饮水安全，使人们能够健康饮水。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的复合纳米矿晶能量滤芯的剖视结构示意图；
图2为图1中吸附球体的剖视结构示意图。
附图标记：
10 滤芯壳体 30 吸附球体 21 纳米矿晶层
22 活性炭吸附层 11 出水口 12 进水口
13 水压传感器 32 壳体层 33 磁性层
34 粘附层 23 玻璃纤维层 24 载银无纺布过滤层
31 吸附孔 14 磁性片
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提供一种复合纳米矿晶能量滤芯，如图1所示，包括滤芯壳体10、过滤层和吸附球体30；所述过滤层设置在所述滤芯壳体10内部；所述过滤层包括纳米矿晶层21和活性炭吸附层22，所述活性炭吸附层22设置在所述纳米矿晶层21的下方；所述滤芯壳体10上端设置有出水口11；所述滤芯壳体10下端设置有进水口12；所述滤芯壳体10下端的壳体筒径逐渐减小，所述吸附球体30位于所述滤芯壳体10内部的下端口处；所述吸附球体30的直径大于所述进水口12处的壳体筒径；所述进水口12的中心与所述吸附球体30的球心不在同一条直线上；所述吸附球体30表面设置有吸附孔31。
具体地，当水从进水口12进入滤芯内部时，对设置在进水口12附近的吸附球体30造成冲击，由于进水口12的中心与所述吸附球体30的球心不在同一条直线上，在水流冲力和重力的作用下，吸附球体30会不断旋转，而在旋转时产生的离心力将使水贴附在吸附球体30表面，进一步加大了水与吸附球体30表面的接触面积，而当水与吸附球体30表面接触时，吸附球体30表面设置的吸附孔31将会对水中的杂质进行吸附和储存。当吸附球体30长时间吸附水中的杂质后，吸附球体30的重量将会加重，使在相同水流量下吸附球体30和进水口12处滤芯壳体10内壁之间的距离变小，因此水流在进水口12处的流速也将加快，进而使水流对滤芯壳体10内壁的压力发生变化。在进水口12处的滤芯壳体10内壁上设置有水压传感器13，采用现有技术设置压力的阈值，当水流稳定，压力超过阈值时，便可知道吸附球体30是否吸附了太多的杂质，从而确定吸附球体30或者滤芯是否需要更换。
水流在经过吸附球体30的处理后，进入过滤层，由于吸附球体30的作用也避免了水流直接对过滤层进行冲击，防止过滤层中的活性炭和纳米矿晶颗粒掉落；水流经过活性炭吸附层22能对水中的杂质或者异味进行进一步吸附，之后再进入纳米矿晶层21，其中，纳米矿晶是天然物质，无异味，干净，无粉尘，具有良好的吸附能力，能对水中的杂质和其它有害物质进行吸附处理，优选的，采用的纳米矿晶为深海矿晶，具有钾、钠、镁、碘、钙、锂、锶和溴化物等微量元素之外，还含有极高的硅藻类生物胶原蛋白，能够加速细胞代谢。
本发明提供的复合纳米矿晶能量滤芯可以准确得知何时需要更换滤芯，不仅能够净化水源，除去水中的各种杂质，而且使用的纳米矿晶层还能为饮用水增加人体必要的微量元素，具有更长的使用寿命，保障人们的饮水安全，使人们能够健康饮水。
优选地，如图2所示，所述吸附球体30为空心球体，所述吸附球体30的球壳设置有壳体层32、磁性层33和粘附层34；所述吸附孔31的孔深小于所述磁性层33和粘附层34的厚度之和。
采用空心的球体，能够减轻吸附球体30的重量，吸附球体30的球壳从外表面至内表面分为粘附层34、磁性层33和壳体层32；其中粘附层34具有一定的粘附性，能够对水中的杂质进行粘附处理，增强对水的净化处理能力；而磁性层33一方面能够持续对水进行磁化处理，微磁化的水具有一定的能量，不仅能够在一定程度上促进血液循环，还能加快细胞的代谢，更重要的是由于部分水管采用的为钢管，当钢管生锈后的锈迹将会脱落进入管路中，经过吸附球体30表面磁性层33的磁力吸附作用，能够被附着在吸附球体30的表面，并储存在吸附孔31中，从而不造成二次污染。
较佳地，所述壳体层32采用轻质塑料制成，所述轻质塑料为PVC、PP塑料中的一种。
进一步地，所述过滤层还包括玻璃纤维层23和载银无纺布过滤层24；所述载银无纺布过滤层24设置在所述活性炭吸附层22下方，所述玻璃纤维层23设置在所述载银无纺布过滤层24下方。载银无纺布过滤层24能够对水中的细菌进行杀灭处理，进一步保障人们的饮水健康。
优选地，如图1所示，所述滤芯壳体10上还设置有与所述磁性层33磁极相同的磁性片14；所述磁性片14设置在所述吸附球体30的球心下侧。其中，磁性层33可以采用极化后的磁性膜制成，磁性片14与磁性层33极性相同，磁性片14将会对吸附球体30产生斥力，由于靠近进水口12处的直径逐渐减小，且磁性片14设置在所述吸附球体30的球心下侧，因此磁性片14对吸附球体30产生的推力为斜向上，可以进一步加快吸附球体30的旋转，且采用较小的水压便能将吸附球体30进行顶托。
更优地，磁性片14在滤芯壳体10采用可活动设置，根据对水质的要求和水环境整体实际情况的判断，调整磁性片14的位置，来改变磁性片14对吸附球体30作用力的角度，进而使吸附球体30在吸附了一定杂质后，使水流对滤芯壳体10内壁的压力发生变化。根据该发明思路，通过改变磁性片14的位置便可在水压传感器13阈值设定不发生改变的情况下，改变滤芯需要更换的时间的设定。
例如：在初始设置中，当滤芯壳体吸附5g的杂质时水压传感器将会超过设定的阈值，进行滤芯更换提示；若对水质的要求不高，通过调整磁性片的位置，使磁性片对吸附球体的向上的作用力增加，可以使滤芯壳体吸附8g杂质时水压传感器才超过设定的阈值；若对水质的要求更高，通过调整磁性片的位置，使磁性片对吸附球体的向上的作用力减少，可以使滤芯壳体吸附3g杂质时水压传感器便超过设定的阈值。
较佳地，所述粘附层34采用包括如下重量比的组分制成：
进一步地，所述有机溶剂为乙醇或丙醇。
本发明提供以下复合纳米矿晶能量滤芯的制备方法实施例：
实施例一
S100、制备有粘附层的吸附球体，包括以下步骤：
S110、将4份海泡石、8份凹凸棒土和10份硅藻土研磨至为直径小于5mm的颗粒；
S120、将颗粒状的海泡石、凹凸棒土和硅藻土加入至8份丙烯酸酯、12份硅氧烷低聚物和10份有机溶剂的混合物中，在160℃下搅拌10min；
S130、在上述步骤的搅拌过程中，加入15份甲基乙烯基硅树脂和7份偶联剂，在160℃下搅拌5.0h，形成粘附浆液；
S140、将粘附浆液降温至80℃后，将球体表面贴附有磁性层的吸附球体放入到粘附浆液中浸渍20min；
S150、取出吸附球体，进行旋转刮涂，控制吸附球体表面粘附层的厚度为0.8cm；
S160、将吸附球体粘附层冷却45min后，在吸附球体表面设置吸附孔，继续冷却固化60min后，制成吸附球体；
S200、将纳米矿晶层和活性炭吸附层安装在滤芯壳体内部的上侧，将吸附球体设置在所述滤芯壳体内部的下侧，封装后，即得到复合纳米矿晶能量滤芯。
实施例二
S100、制备有粘附层的吸附球体，包括以下步骤：
S110、将10份海泡石、15份凹凸棒土和18份硅藻土研磨至为直径小于5mm的颗粒；
S120、将颗粒状的海泡石、凹凸棒土和硅藻土加入至15份丙烯酸酯、15份硅氧烷低聚物和20份有机溶剂的混合物中，在160℃下搅拌10min；
S130、在上述步骤的搅拌过程中，加入20份甲基乙烯基硅树脂和7份硅烷偶联剂，在160℃下搅拌5.0h，形成粘附浆液；
S140、将粘附浆液降温至80℃后，将球体表面贴附有磁性层的吸附球体放入到粘附浆液中浸渍20min；
S150、取出吸附球体，进行旋转刮涂，控制吸附球体表面粘附层的厚度为0.6cm；
S160、将吸附球体粘附层冷却45min后，在吸附球体表面设置吸附孔，继续冷却固化60min后，制成吸附球体；
S200、将纳米矿晶层和活性炭吸附层安装在滤芯壳体内部的上侧，将吸附球体设置在所述滤芯壳体内部的下侧，封装后，即得到复合纳米矿晶能量滤芯。
通过以上方法制备的复合纳米矿晶能量滤芯，其吸附球体表面的吸附层采用的海泡石、凹凸棒土和硅藻土为深海矿晶的主要成分，能够对水中的杂质起到显著的吸附作用，且长期在水中不起泡也不产生有害物质，具有长达3年以上的使用寿命；吸附层具有耐磨的性质，即使吸附球体长期处于旋转摩擦中，也不会产生掉粉的现象。
尽管本文中较多的使用了诸如滤芯壳体、吸附球体、纳米矿晶层、活性炭吸附层、出水口、进水口、水压传感器、壳体层、磁性层、粘附层、玻璃纤维层、载银无纺布过滤层等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种复合纳米矿晶能量滤芯，其特征在于：包括滤芯壳体(10)、过滤层和吸附球体(30)；
所述过滤层设置在所述滤芯壳体(10)内部；所述过滤层包括纳米矿晶层(21)和活性炭吸附层(22)，所述活性炭吸附层(22)设置在所述纳米矿晶层(21)的下方；
所述滤芯壳体(10)上端设置有出水口(11)；所述滤芯壳体(10)下端设置有进水口(12)，所述进水口(12)处的滤芯壳体(10)内壁上设置有水压传感器(13)；
所述滤芯壳体(10)下端的壳体筒径逐渐减小，所述吸附球体(30)位于所述滤芯壳体(10)内部的下端口处；所述吸附球体(30)的直径大于所述进水口(12)处的壳体筒径；所述进水口(12)的中心与所述吸附球体(30)的球心不在同一条直线上；所述吸附球体(30)表面设置有吸附孔(31)。
2.根据权利要求1所述的复合纳米矿晶能量滤芯，其特征在于：所述吸附球体(30)为空心球体，所述吸附球体(30)的球壳设置有壳体层(32)、磁性层(33)和粘附层(34)；所述吸附孔(31)的孔深小于所述磁性层(33)和粘附层(34)的厚度之和。
3.根据权利要求1所述的复合纳米矿晶能量滤芯，其特征在于：所述壳体层(32)采用轻质塑料制成。
4.根据权利要求1所述的复合纳米矿晶能量滤芯，其特征在于：所述轻质塑料为PVC、PP塑料中的一种。
5.根据权利要求1所述的复合纳米矿晶能量滤芯，其特征在于：所述过滤层还包括玻璃纤维层(23)和载银无纺布过滤层(24)；
所述载银无纺布过滤层(24)设置在所述活性炭吸附层(22)下方，所述玻璃纤维层(23)设置在所述载银无纺布过滤层(24)下方。
6.根据权利要求1所述的复合纳米矿晶能量滤芯，其特征在于：所述滤芯壳体(10)上还设置有与所述磁性层(33)磁极相同的磁性片(14)；所述磁性片(14)设置在所述吸附球体(30)的球心下侧。
7.根据权利要求2所述的复合纳米矿晶能量滤芯，其特征在于，所述粘附层(34)采用包括如下重量比的组分制成：
8.根据权利要求7所述的复合纳米矿晶能量滤芯，其特征在于：所述有机溶剂为乙醇或丙醇。
9.一种如权利要求7任一项所述的复合纳米矿晶能量滤芯的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
S100、制备有粘附层的吸附球体，包括以下步骤：
S110、将海泡石、凹凸棒土和硅藻土研磨至为直径小于5mm的颗粒；
S120、将颗粒状的海泡石、凹凸棒土和硅藻土加入至丙烯酸酯、硅氧烷低聚物和有机溶剂的混合物中，在150℃-180℃下搅拌5-10min；
S130、在上述步骤的搅拌过程中，加入甲基乙烯基硅树脂和硅烷偶联剂，在130℃-160℃下搅拌2.0h-5.0h，形成粘附浆液；
S140、将粘附浆液降温至60℃-80℃后，将球体表面贴附有磁性层的吸附球体放入到粘附浆液中浸渍10min-20min；
S150、取出吸附球体，进行旋转刮涂，控制吸附球体表面粘附层的厚度；
S160、将吸附球体粘附层冷却30min-45min后，在吸附球体表面设置吸附孔，继续冷却固化30min-100min后，制成吸附球体；
S200、将纳米矿晶层和活性炭吸附层安装在滤芯壳体内部的上侧，将吸附球体设置在所述滤芯壳体内部的下侧，封装后，即得到复合纳米矿晶能量滤芯。
10.根据权利要求9所述的复合纳米矿晶能量滤芯，其特征在于：所述吸附球体表面粘附层的厚度为0.5cm-2.5cm。
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