CN108927001A - 纳滤膜芯净水装置及净水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳滤膜芯净水装置。该装置包括：支架、设置在支架上的杯架、置于杯架中的水容器、与水容器的下部可拆卸连接的纳滤膜芯、置于纳滤膜芯的出水口处的水杯，以及设置在杯架上用于对水容器中的污水加压的加压机构；所述加压机构包括：挤水杆、与挤水杆传动连接的第一传动组件，以及与第一传动组件连接的第二传动组件；所述挤水杆在第一传动组件带动下，沿水容器内侧壁上下可移动；所述第二传动组件辅助第一传动组件传动挤水杆下降，对水容器中的污水加压。本发明还公开了一种净水方法。本发明可以采用手动加压提供足够的压力保证纳滤膜芯完成水体净化，具有结构简单，携带方便的优点，且净水操作简单省力，提高了滤水效率。

Description

纳滤膜芯净水装置及净水方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种纳滤膜芯净水装置及净水方法。

背景技术

随着世界人口数量的不断增长、水污染情况不断加剧，使得污水处理受到空前的关注。人们在积极寻找污水处理与利用的方法。现有技术中的水处理设备，需要水泵、管路等零部件，又或依托于电机进行加压，但是在遇到大的地质灾害电力中断或者在野外生存时，此种水处理设备就没有办法发挥功效，而且，这种水处理设备结构复杂，携带不方便，成本高，且使用过程中操作便捷性差。

因此研发一种易于携带，完全利用人力提供足够的压力保证纳滤膜芯完成水体净化，得到可直接饮用的水源的纳滤膜芯净水装置是非常必要的，这种装置对于紧急应险意义重大。

发明内容

基于上述缺陷，本发明的目的在于提供一种纳滤膜芯净水装置，该装置可以手动加压滤水，可提供足够的压力保证纳滤膜芯纳滤膜芯完成水体净化，具有结构简单，携带方便，操作简单省力，滤水效率高等优点。

本发明的另一个目的在于提供一种上述纳滤膜芯净水装置的净水方法。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，本发明提供的纳滤膜芯净水装置，包括：支架、设置在所述支架上的杯架、置于杯架中的水容器、与水容器的下部可拆卸连接的纳滤膜芯、置于所述纳滤膜芯的出水口处的水杯，以及设置在杯架上用于对水容器中的污水进行加压的加压机构；所述加压机构包括：挤水杆、与所述挤水杆传动连接的第一传动组件，以及与所述第一传动组件连接的第二传动组件；所述挤水杆在所述第一传动组件带动下，沿所述水容器内侧壁上下可移动；所述第二传动组件辅助所述第一传动组件传动所述挤水杆下降，对水容器中的污水进行加压。

优选地，所述第一传动组件包括：摇杆、与所述摇杆固定连接的第一轴，以及固定安装在第一轴上的涡轮，所述挤水杆为与所述涡轮配合的蜗杆，在摇杆的转动下，所述挤水杆沿所述水容器内侧壁上下可移动。

优选地，所述第二传动组件包括：压杆，与所述压杆固定连接的第二轴，可转动地安装在所述第二轴上的齿轮钩，以及固定安装在所述第一轴上的齿轮；其中，所述压杆连接有支撑件，所述支撑件可转动地安装在所述第一轴上，所述第二轴固定连接在所述支撑件上；当所述齿轮钩与所述齿轮上的锯齿咬合时，下压所述压杆，使得所述齿轮钩带动齿轮转动，所述齿轮带动第一轴以及涡轮同步转动，从而使得所述挤水杆向下移动并对所述水容器中的污水施加压力。

优选地，所述杯架设置有滑动槽，所述水容器置于所述滑动槽内，且沿着所述滑动槽可移动。

优选地，位于所述滑动槽一端的所述杯架上设置有用于支撑所述第一轴的壳体；所述第一轴的一端可转动地安装在所述壳体上，所述涡轮套设在位于所述壳体内的所述第一轴上，所述挤水杆与所述涡轮在所述壳体内匹配安装，所述挤水杆的上端位于所述壳体的上方，下端从所述壳体底部穿出，对所述水容器中的污水进行加压。

优选地，所述挤水杆的下端设置有堵头。更优选地，所述堵头为硅胶堵头，所述堵头的四周沿所述水容器的内侧壁密封性上下移动。

优选地，所述纳滤膜芯为氧化石墨烯复合纳滤膜芯；所述水容器的底部设置有内螺纹四分管，位于所述纳滤膜芯外部的膜芯主管上设置有与所述内螺纹四分管配合连接的外螺纹。

更优选地，所述氧化石墨烯复合纳滤膜芯是采用氧化石墨烯与纳滤膜通过界面聚合工艺制备得到。

根据本发明的另一个方面，本发明提供的净水方法，包括以下步骤：

S01，安装水容器与纳滤膜芯，将所述水容器放到杯架中的滑动槽的一端处，向所述水容器中加入需净化的污水；

S02，转动摇杆，摇杆带动第一轴和涡轮同步转动，涡轮传动挤水杆向上升起；

S03，将水容器向挤水杆的正下方移动，将盛放净水的水杯置于纳滤膜芯的出口处；

S04，将齿轮钩与齿轮的锯齿咬合，下压压杆，齿轮钩带动齿轮转动，使得第一轴和涡轮同步转动，涡轮传动挤水杆下降，挤水杆对水容器中的污水施加压力，污水通过纳滤膜芯向水杯中滤水。

优选地，所述净水方法还包括：

步骤S05，向上提起所述压杆，将所述齿轮钩与另一锯齿搭接咬合，重复步骤S04。

有益效果：

本发明纳滤膜芯净水装置可以手动加压滤水，可提供足够的压力保证纳滤膜芯纳滤膜芯完成水体净化，具有结构简单，携带方便，操作简单省力，滤水效率高等优点。

附图说明

图1是本发明纳滤膜芯净水装置的结构示意图；

图2是本发明纳滤膜芯净水装置的俯视图；

图3是本发明纳滤膜芯净水装置水容器与纳滤膜芯的连接示意图；

图4是本发明纳滤膜芯净水装置中加压机构的结构示意图。

具体实施方式

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：

图1示意性地示出了本发明纳滤膜芯净水装置的主视图的结构；图2示意性地示出了图1的俯视图；图3示意性地示出了本发明纳滤膜芯净水装置水容器与纳滤膜芯的连接示意图，且示出了挤水杆的结构；图4示意性地示出了本发明纳滤膜芯净水装置中加压机构的结构。如图1和图3所示，本发明提供一种纳滤膜芯净水装置，包括：支架、设置在支架上的杯架12、置于杯架12中的水容器7、与水容器7的下部可拆卸连接的用于滤水的纳滤膜芯13、置于纳滤膜芯13的出水口处的水杯14，以及设置在杯架12上用于对水容器7中的需要净化的污水进行加压的加压机构。其中，支架包括底座1，设置在底座1上的竖杆2，设置在竖杆2上的横梁3，以及位于横梁3上方的斜杆4。为了提供足够的压力保证纳滤膜芯13完成水体净化，加压机构包括：挤水杆9、与挤水杆9传动连接的第一传动组件，以及与第一传动组件连接的第二传动组件，挤水杆9在第一传动组件带动下，沿水容器7内侧壁密封式地上下可移动；第二传动组件辅助第一传动组件传动挤水杆9下降，对污水进行加压，有效地避免了仅通过摇动第一传动组件中的摇杆11传动挤水杆9下降时，力道不够，不足以完成纳滤膜芯13滤水所需的压力的问题。本发明结构简单，易于携带，能够手动提供足够的压力保证纳滤膜芯13完成需净化的污水的推注，从而完成水体净化，整个操作过程简单又省力，且可提高滤水效率。其中，整个支架、杯架12均可以为国际不锈钢框架结构，水容器7和水杯14可以为不锈钢材质。

在一个可选实施例中，如图2和图4所示，第一传动组件包括：摇杆11、与摇杆11垂直地固定连接的第一轴15，以及固定安装在第一轴15上的涡轮19；挤水杆9为与涡轮19配合的蜗杆，或者也可以是在挤水杆9上设置与涡轮19配合的螺纹，在摇杆11的转动下，第一轴15和涡轮19同步转动，涡轮19传动挤水杆9，使得挤水杆9沿水容器7内侧壁上下可移动。采用涡轮19与蜗杆传动结构，方便了挤水杆9的升降，从而方便了挤水杆9对污水进行加压操作，提高了过滤效率，而且装置整体结构简单，携带方便，操作省力。

如图2所示，为了方便向水容器7中注水，杯架12的中间设置条形的滑动槽20，水容器7置于滑动槽20内，通过水容器7的外沿卡在杯架12上表面，水容器7沿着条形的滑动槽20可左右移动。为了支撑第一轴15，在位于滑动槽20一端的杯架12上设置壳体6，壳体6与斜杆4的一端连接，第一轴15的一端可转动地安装在壳体6上，例如可以在壳体6两个相对的侧面设置通孔，第一轴15横向可转动地搭在两个孔上。为了延长使用寿命，涡轮19套设在位于壳体6内的第一轴15上，在壳体6的顶部设置通孔，挤水杆9的下端从通孔穿过，挤水杆9与涡轮19在壳体6内匹配安装，挤水杆9在壳体6中上下可移动，上端置于壳体6上方，下端从壳体6底部穿出。为了保证了水容器7在压力条件下的密封性，挤水杆9的下端设置有堵头18，例如，堵头18可以为硅胶堵头，从而保证了堵头18和水容器壁的无缝贴合，保证了在压力下推注时整个器件的密封性能，硅胶堵头18可以采用粘贴的方式贴合在挤水杆9的底部，堵头18的四周沿水容器7的内侧壁密封式的上下可移动，当向下移动时，便可完成对水容器7中的污水的加压操作。可以防止不滤水时挤水杆9从壳体6内下落至地面，挤水杆9的顶部还可以设置螺帽8，当挤水杆9向下移动时，螺帽8可以卡在壳体6顶部的通孔处。

在一个可选实施例中，如图2和图4所示，为了能够提供足够的压力保证纳滤膜芯13完成需净化污水的推注，从而完成水体净化的同时，达到操作省力便捷的目的，第二传动组件包括：压杆5，与压杆5固定连接的第二轴16，可转动地安装在第二轴16上的齿轮钩17，以及固定安装在第一轴15上的齿轮10。其中，压杆5连接有支撑件21，支撑件21可转动地安装在第一轴15上，第二轴16固定连接在支撑件21上，具体的固定位置，可以根据齿轮钩17与齿轮10之间距离来定，需确保齿轮钩17能与齿轮10上的锯齿咬合且方便下压压杆5，且要确保提起压杆5后，方便将齿轮钩17搭接在齿轮10的另一个锯齿上继续进行下压压杆5操作。当齿轮钩17与齿轮10上的锯齿咬合时，齿轮钩17勾住齿轮10的锯齿，向下压动压杆5，使得齿轮钩17带动齿轮10转动，齿轮10带动第一轴15以及涡轮19同步转动，且此次转动方向与最初转动摇杆11使得第一轴15和涡轮19转动的方向相反，涡轮19传动挤水杆9向下移动并对水容器7中需要净化的污水施加压力，完成需净化污水的推注。本发明第二传动组件中压杆5、第二轴16、齿轮钩17以及齿轮10之间通过杠杆原理与齿轮10传动相结合，使得装置通过手动的方式更方便地提供纳滤膜芯13中纳滤膜滤水所需的压力，从而提高纳滤膜的过滤效果。在没有电源的情况下仍然可以去除水源中的有害物质和离子，提供直接饮用的干净水源，且整个装置操作简单，携带方便。

在一个可选实施例中，如图1和图3所示，为了更易于更换纳滤膜芯13，方便携带，将纳滤膜芯13可拆卸地安装在水容器7的下部。优选地，在水容器7的底部设置内螺纹四分管，在位于纳滤膜芯13外部的膜芯主管上设置与内螺纹四分管配合连接的外螺纹，采用四分管螺纹连接使其连接性密封性好。为了提高过滤效率，加强离子过滤能力，提高对有机溶剂和重金属的超强吸附作用，纳滤膜芯13可以为氧化石墨烯复合纳滤膜芯。氧化石墨烯复合纳滤膜芯中的氧化石墨烯具有比表面积大、强度高、化学稳定性好、可修饰性强以及导电性好等优点，不仅可很好的吸附水中的有机溶剂、重金属等污染物，由于其特殊的二维结构和孔径分布，对于污染物的吸附效率会更高，而且，GO(氧化石墨烯)以及rGO(还原氧化石墨烯)表面的官能团其多种吸附机制的协同作用，例如静电作用、氢键作用、π-π键作用以及疏水作用等，也可带来了更好的吸附效果。本发明该纳滤膜芯13与本发明装置的其他结构相结合，形成了手动加压氧化石墨烯纳滤膜芯净水装置，来增强纳滤膜芯13在水净化中的性能，从而提高过滤效率。

采用上述纳滤膜芯净水装置进行净水，包括以下步骤：首先，安装水容器7与纳滤膜芯13，采用螺纹连接，将水容器7放到杯架12中的滑动槽20的一端处，向水容器7中倒入需要净化的污水；然后，顺时针转动摇杆11，摇杆11带动第一轴15和涡轮19顺时针转动，涡轮19与挤水杆9咬合，涡轮19传动挤水杆9向上升起；再将水容器7移动到挤水杆9的正下方，将水杯14置于纳滤膜芯13的出口处用于盛放净水；接着，将齿轮钩17与齿轮10的锯齿咬合，勾住齿轮10的锯齿，向下压动压杆5，齿轮钩17带动齿轮10逆时针转动，使得第一轴15和涡轮19逆时针转动，压杆5下压1/5圈左右时向上提起压杆5，再将齿轮钩17搭接在另一锯齿上后，继续向下压压杆5，齿轮钩17勾住锯齿继续转动，这样重复多次，使得涡轮19不断地传动挤水杆9下降，挤水杆9下端的硅胶堵头18对水容器7中的污水不断地施加压力，使污水通过纳滤膜芯13，从而去除水中的毒害物质，干净的水源从纳滤膜芯13下部的出水口流入水杯14中，完成净水操作。本发明顺时针转动使挤压杆9上升和逆时针转动使挤压杆9下降，但转动方向与上升下降的关系也不限于此。

本发明纳滤膜芯净水装置质量轻、结构简单、携带方便，采用本发明的纳滤膜芯净水装置操作简单方便，即可以纯手动进行净水，又可以满足滤除细菌病毒等致病源，且过滤效率高，使用条件无限制，即在户外旅行或者碰到较大的自然灾害时，可以将野外的水源净化，适用范围广，具有较强的推广价值，本发明净水装置是根据纳滤膜芯的过滤需要专门设计的，尤其适用于氧化石墨烯纳滤膜芯的净水。

以上结合附图对本发明优选实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳滤膜芯净水装置，其特征在于，包括：支架、设置在所述支架上的杯架、置于杯架中的水容器、与水容器的下部可拆卸连接的纳滤膜芯、置于所述纳滤膜芯的出水口处的水杯，以及设置在杯架上用于对水容器中的污水进行加压的加压机构，

所述加压机构包括：挤水杆、与所述挤水杆传动连接的第一传动组件，以及与所述第一传动组件连接的第二传动组件，

所述挤水杆在所述第一传动组件带动下，沿所述水容器内侧壁上下可移动；所述第二传动组件辅助所述第一传动组件传动所述挤水杆下降，对水容器中的污水进行加压。

2.如权利要求1所述的纳滤膜芯净水装置，其特征在于，所述第一传动组件包括：摇杆、与所述摇杆固定连接的第一轴，以及固定安装在第一轴上的涡轮，所述挤水杆为与所述涡轮配合的蜗杆，在摇杆的转动下，所述挤水杆沿所述水容器内侧壁上下可移动。

3.如权利要求2所述的纳滤膜芯净水装置，其特征在于，所述第二传动组件包括：压杆，与所述压杆固定连接的第二轴，可转动地安装在所述第二轴上的齿轮钩，以及固定安装在所述第一轴上的齿轮；其中，

所述压杆连接有支撑件，所述支撑件可转动地安装在所述第一轴上，所述第二轴固定连接在所述支撑件上；

当所述齿轮钩与所述齿轮上的锯齿咬合时，下压所述压杆，使得所述齿轮钩带动齿轮转动，所述齿轮带动第一轴以及涡轮同步转动，从而使得所述挤水杆向下移动并对所述水容器中的污水施加压力。

4.如权利要求2所述的纳滤膜芯净水装置，其特征在于，所述杯架设置有滑动槽，所述水容器置于所述滑动槽内，且沿着所述滑动槽可移动。

5.如权利要求4所述的纳滤膜芯净水装置，其特征在于，位于所述滑动槽一端的所述杯架上设置有用于支撑所述第一轴的壳体；

所述第一轴的一端可转动地安装在所述壳体上，所述涡轮套设在位于所述壳体内的所述第一轴上，所述挤水杆与所述涡轮在所述壳体内匹配安装，所述挤水杆的上端位于所述壳体的上方，下端从所述壳体底部穿出，对所述水容器中的污水进行加压。

6.如权利要求5所述的纳滤膜芯净水装置，其特征在于，所述挤水杆的下端设置有堵头，所述堵头为硅胶堵头，所述堵头的四周沿所述水容器的内侧壁密封性上下移动。

7.如权利要求1所述的纳滤膜芯净水装置，其特征在于，所述纳滤膜芯为氧化石墨烯复合纳滤膜芯；所述水容器的底部设置有内螺纹四分管，位于所述纳滤膜芯外部的膜芯主管上设置有与所述内螺纹四分管配合连接的外螺纹。

8.如权利要求7所述的纳滤膜芯净水装置，其特征在于，所述氧化石墨烯复合纳滤膜芯是采用氧化石墨烯与纳滤膜通过界面聚合工艺制备得到。

9.一种净水方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01，安装水容器与纳滤膜芯，将所述水容器放到杯架中的滑动槽的一端处，向所述水容器中加入需净化的污水；

S02，转动摇杆，摇杆带动第一轴和涡轮同步转动，涡轮传动挤水杆向上升起；

S03，将水容器向挤水杆的正下方移动，将盛放净水的水杯置于纳滤膜芯的出口处；

S04，将齿轮钩与齿轮的锯齿咬合，下压压杆，齿轮钩带动齿轮转动，使得第一轴和涡轮同步转动，涡轮传动挤水杆下降，挤水杆对水容器中的污水施加压力，污水通过纳滤膜芯向水杯中滤水。

10.如权利要求9所述的净水方法，其特征在于，还包括：步骤S05，向上提起所述压杆，将所述齿轮钩与另一锯齿搭接咬合，重复步骤S04。