CN109264901B - 高效率多级净水滤芯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效率多级净水滤芯，包括外壳，所述外壳的下端设置开口，上端设置连接管路用的螺纹管部，所述外壳的内部设置有一内管，所述内管的上、下端均注塑形成有挡板，所述挡板贴合所述外壳的内壁，并且与外壳之间形成密封，下方所述挡板处开设有一连通所述内管的进水孔，上方所述挡板的外壁处均布有向上出水的出水孔，在所述内管的外管壁上均布有出水槽，在所述内管的外部套设有一PP棉滤芯，在所述外壳的内部、位于上方所述挡板的顶部位置处填充有活性炭，在所述外壳的内部、位于下方所述挡板的底部位置处填充有过滤海绵，所述外壳的开口位置处装配有一底壳；本装置易于安装，并且用户可自行更换过滤耗材。
Description
技术领域
本发明涉及净水技术领域，具体涉及一种高效率多级净水滤芯。
背景技术
现有技术中长自来水输送管线使自来水中含有很多的有害物质，比如说可溶解性重金属离子、铁锈、超标的余氯、还有病菌病毒等。如今，人们的安全意识不断提高，对水质要求也越来越高，因此净水设备的使用量也越来越高，但是现在的净水机，功能单一的售价在400元左右，而品质较高的净水机的售价通常在2000元以上，并且滤芯是耗材，需要频繁的更换，使用成本更高。
基于上述问题，需要一种易于安装，并且用户可自行更换过滤耗材的高效率多级净水滤芯。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种易于安装，并且用户可自行更换过滤耗材的高效率多级净水滤芯。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种高效率多级净水滤芯，包括外壳，所述外壳的下端设置开口，上端设置连接管路用的螺纹管部，所述外壳的内部设置有一内管，所述内管的上、下端均注塑形成有挡板，所述挡板贴合所述外壳的内壁，并且与外壳之间形成密封，下方所述挡板处开设有一连通所述内管的进水孔，上方所述挡板的外壁处均布有向上出水的出水孔，在所述内管的外管壁上均布有出水槽，在所述内管的外部套设有一PP棉滤芯，在所述外壳的内部、位于上方所述挡板的顶部位置处填充有活性炭，在所述螺纹管部的内部注塑形成有一层隔板，在所述隔板的板面上均布有第一出水孔，所述第一出水孔的孔径小于所述活性炭的粒径，在所述外壳的内部、位于下方所述挡板的底部位置处填充有过滤海绵，所述外壳的开口位置处装配有一底壳，所述底壳的上端具有连接所述外壳的外螺纹部分，所述底壳的下端设置有连接管路用的第一螺纹管部，在所述底壳的内部螺纹连接有第一挡板，在所述第一挡板的板面上均布有第二出水孔，在所述第一螺纹管部内注塑形成第一隔板，在所述第一隔板的板面上均布有第三出水孔，在所述底壳的内部、位于所述第一挡板和第一隔板之间填充有托玛琳球。
优选地，在所述外壳的底部注塑形成有一环形的凹槽，在所述凹槽内嵌入有一环形的密封圈，当所述底壳与所述外壳螺纹连接时，所述密封圈被挤压在所述底壳与所述外壳之间；密封圈的设计主要是为了增加底壳与外壳之间的密封性，避免漏水。
优选地，在所述底壳的外壁处注塑形成有多个受力套。
优选地，所述密封圈为橡胶材质，所述密封圈为实心结构。
优选地，所述外壳和所述底壳均为PVC塑料材质。
优选地，所述活性炭的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将柚皮洗净，在100-110℃干燥4-8小时，粉碎，过20-50目筛，得到柚皮粗粉；
(2)将柚皮粗粉和活化剂以固液比1g：(3-6)mL混匀，常压浸渍90-180分钟，再在70-90MPa浸渍20-30分钟，采用200-500目滤布过滤，得到的固体为浸渍柚皮粗粉；
(3)将浸渍柚皮粗粉放入管式炉中，在氮气保护下，以8-12℃/分钟升温至300-600℃，在300-600℃保温60-90分钟，得到炭化料；
(4)将炭化料取出，和酸液按固液比1g：(3-6)mL混匀，常压浸渍20-40分钟，采用200-500目滤布过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗液pH为7，再在80-90℃干燥至恒重，得到活性炭。
优选地，所述活化剂的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将5-10份磷酸、3-6份多元醇依次加入到30-40份水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，得到活化剂。
优选地，所述多元醇为D-山梨糖醇、麦芽糖醇、木糖醇中的一种或多种混合物。
优选地，所述多元醇优选为D-山梨糖醇和麦芽糖醇的混合物，其中所述D-山梨糖醇和麦芽糖醇的质量比为(1-5):1。
优选地，所述酸液的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将0.1-0.5份京尼平苷酸、0.5-1.0份没食子酸加入到10-15份水中，以100-300转/分搅拌5-10分钟，得到混合液，混合液中再加入10-15份25-35wt％的盐酸，以100-300转/分搅拌10-20分钟，得到酸液。
托玛琳球会产生两种负离子(羟离子与水合氢离子)，利用此作用，可将自来水管中红色铁锈变成黑色铁锈，黑色铁锈不会继续生锈，所以，自来水管不会出现变化，一般家庭，如果一日用一吨水，则一日只需500克的电气石陶瓷球，就能防止水管出现红水，如果十家住户，则需要5公斤；如果20家住户，则需要8-9公斤，即使电气石陶瓷球消耗尽，效果依然维持不变，电气石陶瓷球同时还能改变水质，活用电气石陶瓷球，不会去除能有效杀菌的氯，反而具有安定氯的作用。因此，不必担心臭味，制造出美味的饮用水，电气石陶瓷球不仅能去除金属，同时具有将水变成矿物质离子水的优点，活用电气石陶瓷球所获得的功效都是净水器没有的，自来水龙头只要安装有电气石陶瓷球的小型装置，就能起到上述的效果。
PP棉滤芯又名熔喷式PP滤芯，采用无毒无味的聚酯纤维粒子，经过加热熔融、喷丝、牵引、接受成形而制成的管状滤芯；如果原料以聚酯纤维为主，就可以称做PP熔喷滤芯。滤芯是一种新型的精密过滤元件，具有体积小、过滤面积大，精度高、无污染，安装和更换方便等特点，由于采用的是微孔膜过滤，因此其吸附小，不会滞留滤液，而且化学相容性广，具有广泛的适用性。滤芯的接头采用国际通用形式:端盖为226、222、平面三种形式，端口为三角翅片及平头两种形式。
本产品的过滤步骤如下：本装置在安装时，通过第一螺纹管部对接进水管，通过螺纹管部对接出水管，进水管连接水网，出水管负责连接水龙头，水从底壳处进入，需要穿过托玛琳球，而后穿过过滤海绵，通过过滤海绵过滤掉粒径在30目以上的大颗粒物质，而后进入至内管内，进入内管后由中心向外侧穿过PP棉滤芯，得到净化，再向上穿过活性炭，改善水质口感。
本产品的集成度较高，并且易于进行滤芯的更换，传统技术中的这类过滤水的滤芯，其内部的过滤材料用户是无法自行拆卸的，而本产品则不同，首先将底壳拆除，而后可直接向外拉出内管，内管被拉出后，便于对PP棉滤芯和活性炭的更换，底壳内的托玛琳球在更换时，可以拆除第一挡板。
本发明的有益效果是：本装置整体结构较为简单，从底壳处进水，从外壳的顶部出水，水需要经过托玛琳球、过滤海绵、PP棉滤芯和活性炭，过滤后的水质口感较佳，并且内部无颗粒物，饮用较为健康，后期用户可自行拆解后替换内部的过滤耗材，使用成本较佳，适合推广使用。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明的结构示意图；
图2为外壳的内部结构示意图；
图3为内管的俯视图；
图4为内管的仰视图；
图5为底壳的外部结构示意图；
图6为底壳的内部结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”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，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套接”、“连接”、“贯穿”、“插接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
碘吸附值测定：《GB/T12496.8-2015木质活性炭试验方法碘吸附值的测定测定》进行。
比表面积测定：比表面积指的是单位质量的固体物质所具有的表面积，即每克物质的总表面积，单位为m2/g。实施例中的得到的活性炭的比表面积采用美国Quantachrome公司生产的NOVA1200型比表面积及孔隙度分析仪进行测定。吸附测样前，先将样品在120℃下脱氮气3h，以氮气为吸附质，在液氮温度77K进行吸附，比表面积釆用Brunaner-Emmett-Teller(BET)方程计算。根据BarrrttJoyner和Halenda(BJH)模型，根据相对压力为0.99时所吸附的液氮体积计算总孔容积。
抗菌性能测试：选用了大肠杆菌DH5α和金黄色葡萄球菌ATCC29213作为实验的菌种，培养基采用LB培养基。
实验采用振荡烧瓶法。配置LB培养基，在盛有100mL培养基的具塞锥形瓶中，分别投入0.1g实施例中得到的活性炭，在培养基中分别接种大肠杆菌，使得初始菌液浓度为1.0×105cfu/mL。将其放入恒温振荡培养箱中与37℃振荡培养。用稀释平板法测定培养150分钟时菌液的浓度。
LB固体培养基：1％胰蛋白胨，0.5％酵母提取粉，1％氯化钠，1.5％琼脂粉，余量为蒸馏水。
制备：取上述成分，加入蒸馏水，搅拌溶解后，用0.1mol/L氢氧化钠溶液调节pH为7.2，121℃高压灭菌30min。
磷酸，CAS号：7664-38-2，上海麦克林生化科技有限公司提供，产品编号：P816337，85wt％。
D-山梨糖醇，CAS号：50-70-4，上海麦克林生化科技有限公司提供，产品编号：D817607。
麦芽糖醇，CAS号：585-88-6，百灵威科技有限公司提供，产品编号：375445。
木糖醇，CAS号：87-99-0，上海麦克林生化科技有限公司提供，产品编号：产品编号：X820544。
京尼平苷酸，CAS号：27741-01-1，上海源叶生物科技有限公司提供。
没食子酸，CAS号：149-91-7，张家界至诚生物有限公司提供。
柚皮，采用恩施市月亮山家庭农场有限公司提供的新鲜贡水白柚的柚子皮。
实施例1
如图1至图6所示的一种高效率多级净水滤芯，包括外壳1，所述外壳1的下端设置开口101，上端设置连接管路用的螺纹管部102，所述外壳1的内部设置有一内管2，所述内管2的上、下端均注塑形成有挡板201，所述挡板201贴合所述外壳1的内壁，并且与外壳1之间形成密封，下方所述挡板201处开设有一连通所述内管2的进水孔202，上方所述挡板201的外壁处均布有向上出水的出水孔203，在所述内管2的外管壁上均布有出水槽204，在所述内管2的外部套设有一PP棉滤芯3，在所述外壳1的内部、位于上方所述挡板201的顶部位置处填充有活性炭4，在所述螺纹管部102的内部注塑形成有一层隔板111，在所述隔板111的板面上均布有第一出水孔112，所述第一出水孔112的孔径小于所述活性炭4的粒径，在所述外壳1的内部、位于下方所述挡板201的底部位置处填充有过滤海绵5，所述外壳1的开口位置处装配有一底壳6，所述底壳6的上端具有连接所述外壳1的外螺纹部分601，所述底壳6的下端设置有连接管路用的第一螺纹管部602，在所述底壳6的内部螺纹连接有第一挡板603，在所述第一挡板603的板面上均布有第二出水孔611，在所述第一螺纹管部602内注塑形成第一隔板604，在所述第一隔板604的板面上均布有第三出水孔612，在所述底壳6的内部、位于所述第一挡板603和第一隔板604之间填充有托玛琳球7。
在所述外壳1的底部注塑形成有一环形的凹槽121，在所述凹槽121内嵌入有一环形的密封圈131，当所述底壳与所述外壳螺纹连接时，所述密封圈被挤压在所述底壳与所述外壳之间；密封圈的设计主要是为了增加底壳与外壳之间的密封性，避免漏水。
在所述底壳6的外壁处注塑形成有多个受力套666。
所述密封圈131为橡胶材质，所述密封圈131为实心结构。
所述外壳1和所述底壳6均为PVC塑料材质。
所述活性炭4的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将柚皮洗净，在105℃干燥6小时，粉碎，过40目筛，得到柚皮粗粉；
(2)将柚皮粗粉和活化剂以固液比1g：4mL混匀，常压浸渍150分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体为浸渍柚皮粗粉；
(3)将浸渍柚皮粗粉放入管式炉中，在氮气保护下，以10℃/分钟升温至450℃，在450℃保温80分钟，得到炭化料；
(4)将炭化料取出，和酸液按固液比1g：4mL混匀，常压浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗液pH为7，再在85℃干燥至恒重，得到活性炭。
所述活化剂的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将8份磷酸、加入到35份水中，以200转/分搅拌15分钟，得到活化剂。
所述酸液的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将1份京尼平苷酸加入到12份水中，以200转/分搅拌8分钟，得到混合液，混合液中再加入12份30wt％的盐酸，以200转/分搅拌15分钟，得到酸液。
托玛琳球会产生两种负离子(羟离子与水合氢离子)，利用此作用，可将自来水管中红色铁锈变成黑色铁锈，黑色铁锈不会继续生锈，所以，自来水管不会出现变化，一般家庭，如果一日用一吨水，则一日只需500克的电气石陶瓷球，就能防止水管出现红水，如果十家住户，则需要5公斤；如果20家住户，则需要8-9公斤，即使电气石陶瓷球消耗尽，效果依然维持不变，电气石陶瓷球同时还能改变水质，活用电气石陶瓷球，不会去除能有效杀菌的氯，反而具有安定氯的作用。因此，不必担心臭味，制造出美味的饮用水，电气石陶瓷球不仅能去除金属，同时具有将水变成矿物质离子水的优点，活用电气石陶瓷球所获得的功效都是净水器没有的，自来水龙头只要安装有电气石陶瓷球的小型装置，就能起到上述的效果。
PP棉滤芯又名熔喷式PP滤芯，采用无毒无味的聚酯纤维粒子，经过加热熔融、喷丝、牵引、接受成形而制成的管状滤芯；如果原料以聚酯纤维为主，就可以称做PP熔喷滤芯。滤芯是一种新型的精密过滤元件，具有体积小、过滤面积大，精度高、无污染，安装和更换方便等特点，由于采用的是微孔膜过滤，因此其吸附小，不会滞留滤液，而且化学相容性广，具有广泛的适用性。滤芯的接头采用国际通用形式:端盖为226、222、平面三种形式，端口为三角翅片及平头两种形式。
本产品的过滤步骤如下：本装置在安装时，通过第一螺纹管部对接进水管，通过螺纹管部对接出水管，进水管连接水网，出水管负责连接水龙头，水从底壳处进入，需要穿过托玛琳球，而后穿过过滤海绵，通过过滤海绵过滤掉粒径在30目以上的大颗粒物质，而后进入至内管内，进入内管后由中心向外侧穿过PP棉滤芯，得到净化，再向上穿过活性炭，改善水质口感。
本产品的集成度较高，并且易于进行滤芯的更换，传统技术中的这类过滤水的滤芯，其内部的过滤材料用户是无法自行拆卸的，而本产品则不同，首先将底壳拆除，而后可直接向外拉出内管，内管被拉出后，便于对PP棉滤芯和活性炭的更换，底壳内的托玛琳球在更换时，可以拆除第一挡板。
实施例2
与实施例1基本相同，区别仅在于，所述活性炭的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将柚皮洗净，在105℃干燥6小时，粉碎，过40目筛，得到柚皮粗粉；
(2)将柚皮粗粉和活化剂以固液比1g：4mL混匀，常压浸渍120分钟，再在80MPa浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体为浸渍柚皮粗粉；
(3)将浸渍柚皮粗粉放入管式炉中，在氮气保护下，以10℃/分钟升温至450℃，在450℃保温80分钟，得到炭化料；
(4)将炭化料取出，和酸液按固液比1g：4mL混匀，常压浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗液pH为7，再在85℃干燥至恒重，得到活性炭。
所述活化剂的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将8份磷酸加入到35份水中，以200转/分搅拌15分钟，得到活化剂。
所述酸液的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将1份京尼平苷酸加入到12份水中，以200转/分搅拌8分钟，得到混合液，混合液中再加入12份30wt％的盐酸，以200转/分搅拌15分钟，得到酸液。
实施例3
与实施例1基本相同，区别仅在于，所述活性炭4的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将柚皮洗净，在105℃干燥6小时，粉碎，过40目筛，得到柚皮粗粉；
(2)将柚皮粗粉和活化剂以固液比1g：4mL混匀，常压浸渍120分钟，再在80MPa浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体为浸渍柚皮粗粉；
(3)将浸渍柚皮粗粉放入管式炉中，在氮气保护下，以10℃/分钟升温至450℃，在450℃保温80分钟，得到炭化料；
(4)将炭化料取出，和酸液按固液比1g：4mL混匀，常压浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗液pH为7，再在85℃干燥至恒重，得到活性炭。
所述活化剂的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将8份磷酸、4份多元醇依次加入到35份水中，以200转/分搅拌15分钟，得到活化剂。
所述多元醇为D-山梨糖醇。
所述酸液的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将1份京尼平苷酸加入到12份水中，以200转/分搅拌8分钟，得到混合液，混合液中再加入12份30wt％的盐酸，以200转/分搅拌15分钟，得到酸液。
实施例4
与实施例1基本相同，区别仅在于，所述活性炭的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将柚皮洗净，在105℃干燥6小时，粉碎，过40目筛，得到柚皮粗粉；
(2)将柚皮粗粉和活化剂以固液比1g：4mL混匀，常压浸渍120分钟，再在80MPa浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体为浸渍柚皮粗粉；
(3)将浸渍柚皮粗粉放入管式炉中，在氮气保护下，以10℃/分钟升温至450℃，在450℃保温80分钟，得到炭化料；
(4)将炭化料取出，和酸液按固液比1g：4mL混匀，常压浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗液pH为7，再在85℃干燥至恒重，得到活性炭。
所述活化剂的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将8份磷酸、4份多元醇依次加入到35份水中，以200转/分搅拌15分钟，得到活化剂。
所述多元醇为麦芽糖醇。
所述酸液的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将1份京尼平苷酸加入到12份水中，以200转/分搅拌8分钟，得到混合液，混合液中再加入12份30wt％的盐酸，以200转/分搅拌15分钟，得到酸液。
实施例5
与实施例1基本相同，区别仅在于，所述活性炭4的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将柚皮洗净，在105℃干燥6小时，粉碎，过40目筛，得到柚皮粗粉；
(2)将柚皮粗粉和活化剂以固液比1g：4mL混匀，常压浸渍120分钟，再在80MPa浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体为浸渍柚皮粗粉；
(3)将浸渍柚皮粗粉放入管式炉中，在氮气保护下，以10℃/分钟升温至450℃，在450℃保温80分钟，得到炭化料；
(4)将炭化料取出，和酸液按固液比1g：4mL混匀，常压浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗液pH为7，再在85℃干燥至恒重，得到活性炭。
所述活化剂的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将8份磷酸、4份多元醇依次加入到35份水中，以200转/分搅拌15分钟，得到活化剂。
所述多元醇为木糖醇。
所述酸液的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将1份京尼平苷酸加入到12份水中，以200转/分搅拌8分钟，得到混合液，混合液中再加入12份30wt％的盐酸，以200转/分搅拌15分钟，得到酸液。
实施例6
与实施例1基本相同，区别仅在于，所述活性炭4的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将柚皮洗净，在105℃干燥6小时，粉碎，过40目筛，得到柚皮粗粉；
(2)将柚皮粗粉和活化剂以固液比1g：4mL混匀，常压浸渍120分钟，再在80MPa浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体为浸渍柚皮粗粉；
(3)将浸渍柚皮粗粉放入管式炉中，在氮气保护下，以10℃/分钟升温至450℃，在450℃保温80分钟，得到炭化料；
(4)将炭化料取出，和酸液按固液比1g：4mL混匀，常压浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗液pH为7，再在85℃干燥至恒重，得到活性炭。
所述活化剂的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将8份磷酸、4份多元醇依次加入到35份水中，以200转/分搅拌15分钟，得到活化剂。
所述多元醇为D-山梨糖醇、麦芽糖醇的混合物，所述D-山梨糖醇、麦芽糖醇的质量比为3:1。
所述酸液的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将1份京尼平苷酸加入到12份水中，以200转/分搅拌8分钟，得到混合液，混合液中再加入12份30wt％的盐酸，以200转/分搅拌15分钟，得到酸液。
实施例7
与实施例1基本相同，区别仅在于，所述活性炭4的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将柚皮洗净，在105℃干燥6小时，粉碎，过40目筛，得到柚皮粗粉；
(2)将柚皮粗粉和活化剂以固液比1g：4mL混匀，常压浸渍120分钟，再在80MPa浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体为浸渍柚皮粗粉；
(3)将浸渍柚皮粗粉放入管式炉中，在氮气保护下，以10℃/分钟升温至450℃，在450℃保温80分钟，得到炭化料；
(4)将炭化料取出，和酸液按固液比1g：4mL混匀，常压浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗液pH为7，再在85℃干燥至恒重，得到活性炭。
所述活化剂的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将8份磷酸、4份多元醇依次加入到35份水中，以200转/分搅拌15分钟，得到活化剂。
所述多元醇为D-山梨糖醇、麦芽糖醇的混合物，所述D-山梨糖醇、麦芽糖醇的质量比为3:1。
所述酸液的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将1份没食子酸加入到12份水中，以200转/分搅拌8分钟，得到混合液，混合液中再加入12份30wt％的盐酸，以200转/分搅拌15分钟，得到酸液。
得到的活性炭的碘吸附值为942.18mg/g，大肠杆菌浓度为412cfu/mL。
实施例8
与实施例1基本相同，区别仅在于，所述活性炭4的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：
(1)将柚皮洗净，在105℃干燥6小时，粉碎，过40目筛，得到柚皮粗粉；
(2)将柚皮粗粉和活化剂以固液比1g：4mL混匀，常压浸渍120分钟，再在80MPa浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体为浸渍柚皮粗粉；
(3)将浸渍柚皮粗粉放入管式炉中，在氮气保护下，以10℃/分钟升温至450℃，在450℃保温80分钟，得到炭化料；
(4)将炭化料取出，和酸液按固液比1g：4mL混匀，常压浸渍30分钟，采用200目滤布过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗液pH为7，再在85℃干燥至恒重，得到活性炭。
所述活化剂的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将8份磷酸、4份多元醇依次加入到35份水中，以200转/分搅拌15分钟，得到活化剂。
所述多元醇为D-山梨糖醇、麦芽糖醇的混合物，所述D-山梨糖醇、麦芽糖醇的质量比为3:1。
所述酸液的制备方法包括以下步骤，所述份均为重量份：将0.2份京尼平苷酸、0.8份没食子酸加入到12份水中，以200转/分搅拌8分钟，得到混合液，混合液中再加入12份30wt％的盐酸，以200转/分搅拌15分钟，得到酸液。
得到的活性炭的碘吸附值为1106.47mg/g，大肠杆菌浓度为296cfu/mL。
实施例9
如图1至图6所示的一种高效率多级净水滤芯，包括外壳1，所述外壳1的下端设置开口101，上端设置连接管路用的螺纹管部102，所述外壳1的内部设置有一内管2，所述内管2的上、下端均注塑形成有挡板201，所述挡板201贴合所述外壳1的内壁，并且与外壳1之间形成密封，下方所述挡板201处开设有一连通所述内管2的进水孔202，上方所述挡板201的外壁处均布有向上出水的出水孔203，在所述内管2的外管壁上均布有出水槽204，在所述内管2的外部套设有一PP棉滤芯3，在所述外壳1的内部、位于上方所述挡板201的顶部位置处填充有活性炭4，在所述螺纹管部102的内部注塑形成有一层隔板111，在所述隔板111的板面上均布有第一出水孔112，所述第一出水孔112的孔径小于所述活性炭4的粒径，在所述外壳1的内部、位于下方所述挡板201的底部位置处填充有过滤海绵5，所述外壳1的开口位置处装配有一底壳6，所述底壳6的上端具有连接所述外壳1的外螺纹部分601，所述底壳6的下端设置有连接管路用的第一螺纹管部602，在所述底壳6的内部螺纹连接有第一挡板603，在所述第一挡板603的板面上均布有第二出水孔611，在所述第一螺纹管部602内注塑形成第一隔板604，在所述第一隔板604的板面上均布有第三出水孔612，在所述底壳6的内部、位于所述第一挡板603和第一隔板604之间填充有托玛琳球7。
本发明中一个较佳的实施例，在所述外壳1的底部注塑形成有一环形的凹槽121，在所述凹槽121内嵌入有一环形的密封圈131，当所述底壳与所述外壳螺纹连接时，所述密封圈被挤压在所述底壳与所述外壳之间；密封圈的设计主要是为了增加底壳与外壳之间的密封性，避免漏水。
本发明中一个较佳的实施例，在所述底壳6的外壁处注塑形成有多个受力套666。
本发明中一个较佳的实施例，所述密封圈131为橡胶材质，所述密封圈131为实心结构。
本发明中一个较佳的实施例，所述外壳1和所述底壳6均为PVC塑料材质。
托玛琳球会产生两种负离子(羟离子与水合氢离子)，利用此作用，可将自来水管中红色铁锈变成黑色铁锈，黑色铁锈不会继续生锈，所以，自来水管不会出现变化，一般家庭，如果一日用一吨水，则一日只需500克的电气石陶瓷球，就能防止水管出现红水，如果十家住户，则需要5公斤；如果20家住户，则需要8-9公斤，即使电气石陶瓷球消耗尽，效果依然维持不变，电气石陶瓷球同时还能改变水质，活用电气石陶瓷球，不会去除能有效杀菌的氯，反而具有安定氯的作用。因此，不必担心臭味，制造出美味的饮用水，电气石陶瓷球不仅能去除金属，同时具有将水变成矿物质离子水的优点，活用电气石陶瓷球所获得的功效都是净水器没有的，自来水龙头只要安装有电气石陶瓷球的小型装置，就能起到上述的效果。
PP棉滤芯又名熔喷式PP滤芯，采用无毒无味的聚酯纤维粒子，经过加热熔融、喷丝、牵引、接受成形而制成的管状滤芯；如果原料以聚酯纤维为主，就可以称做PP熔喷滤芯。滤芯是一种新型的精密过滤元件，具有体积小、过滤面积大，精度高、无污染，安装和更换方便等特点，由于采用的是微孔膜过滤，因此其吸附小，不会滞留滤液，而且化学相容性广，具有广泛的适用性。滤芯的接头采用国际通用形式:端盖为226、222、平面三种形式，端口为三角翅片及平头两种形式。
本产品的过滤步骤如下：本装置在安装时，通过第一螺纹管部对接进水管，通过螺纹管部对接出水管，进水管连接水网，出水管负责连接水龙头，水从底壳处进入，需要穿过托玛琳球，而后穿过过滤海绵，通过过滤海绵过滤掉粒径在30目以上的大颗粒物质，而后进入至内管内，进入内管后由中心向外侧穿过PP棉滤芯，得到净化，再向上穿过活性炭，改善水质口感。
本产品的集成度较高，并且易于进行滤芯的更换，传统技术中的这类过滤水的滤芯，其内部的过滤材料用户是无法自行拆卸的，而本产品则不同，首先将底壳拆除，而后可直接向外拉出内管，内管被拉出后，便于对PP棉滤芯和活性炭的更换，底壳内的托玛琳球在更换时，可以拆除第一挡板。
本发明的有益效果是：本装置整体结构较为简单，从底壳处进水，从外壳的顶部出水，水需要经过托玛琳球、过滤海绵、PP棉滤芯和活性炭，过滤后的水质口感较佳，并且内部无颗粒物，饮用较为健康，后期用户可自行拆解后替换内部的过滤耗材，使用成本较佳，适合推广使用。
测试例1
将实施例得到的活性炭碘吸附值、比表面积、孔容积进行测试，具体结果见表1。
表1活性炭性能测试结果表
实施例2采用高压浸渍，促使活化剂渗透到柚皮粗粉的内部结构中，提高浸渍效果，后期在高温下进行一系列的交联、脱水和缩聚反应，制备出比表面积大且含较多表面官能团的活性炭。
实施例3中添加了多元醇，磷酸与多元醇反应生成酯类化合物，生成的酯类化合物在高温下易挥发并分解，促进活性炭内孔隙的形成。同时，分解产生的物质使活性炭具有更多的表面官能团，提升吸附效果。
测试例2
将实施例得到的活性炭的抗菌性进行测试，具体结果见表2。
表2活性炭抗菌性能测试结果表
| 大肠杆菌浓度，cfu/mL | |
| 实施例1 | 698 |
| 实施例2 | 613 |
| 实施例3 | 525 |
| 实施例4 | 537 |
| 实施例5 | 573 |
| 实施例6 | 456 |
本发明的有益效果是：本装置整体结构较为简单，从底壳处进水，从外壳的顶部出水，水需要经过托玛琳球、过滤海绵、PP棉滤芯和活性炭，过滤后的水质口感较佳，并且内部无颗粒物，饮用较为健康，后期用户可自行拆解后替换内部的过滤耗材，使用成本较佳，适合推广使用。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种高效率多级净水滤芯，其特征在于：包括外壳，所述外壳的下端设置开口，上端设置连接管路用的螺纹管部，所述外壳的内部设置有一内管，所述内管的上、下端均注塑形成有挡板，所述挡板贴合所述外壳的内壁，并且与外壳之间形成密封，下方所述挡板处开设有一连通所述内管的进水孔，上方所述挡板的外壁处均布有向上出水的出水孔，在所述内管的外管壁上均布有出水槽，在所述内管的外部套设有一PP棉滤芯，在所述外壳的内部、位于上方所述挡板的顶部位置处填充有活性炭，在所述螺纹管部的内部注塑形成有一层隔板，在所述隔板的板面上均布有第一出水孔，所述第一出水孔的孔径小于所述活性炭的粒径，在所述外壳的内部、位于下方所述挡板的底部位置处填充有过滤海绵，所述外壳的开口位置处装配有一底壳，所述底壳的上端具有连接所述外壳的外螺纹部分，所述底壳的下端设置有连接管路用的第一螺纹管部，在所述底壳的内部螺纹连接有第一挡板，在所述第一挡板的板面上均布有第二出水孔，在所述第一螺纹管部内注塑形成第一隔板，在所述第一隔板的板面上均布有第三出水孔，在所述底壳的内部、位于所述第一挡板和第一隔板之间填充有托玛琳球；
所述活性炭的制备方法包括以下步骤，以下份均为重量份：
（1）将柚皮洗净，在100-110℃干燥4-8小时，粉碎，过20-50目筛，得到柚皮粗粉；
（2）将柚皮粗粉和活化剂以固液比1g：（3-6）mL混匀，常压浸渍90-180分钟，再在70-90MPa浸渍20-30分钟，采用200-500目滤布过滤，得到的固体为浸渍柚皮粗粉，其中所述活化剂的制备方法包括以下步骤：将5-10份磷酸、3-6份多元醇依次加入到30-40份水中，搅拌10-20分钟，得到活化剂；
（3）将浸渍柚皮粗粉放入管式炉中，在氮气保护下，以8-12℃/分钟升温至300-600℃，在300-600℃保温60-90分钟，得到炭化料；
（4）将炭化料取出，和酸液按固液比1g：（3-6）mL混匀，常压浸渍20-40分钟，采用200-500目滤布过滤，得到的固体用去离子水洗涤至洗液pH为7，再在80-90℃干燥至恒重，得到活性炭；其中所述酸液的制备方法包括以下步骤：将0.1-0.5份京尼平苷酸、0.5-1.0份没食子酸加入到10-15份水中，搅拌5-10分钟，得到混合液，混合液中再加入10-15份25-35wt%的盐酸，搅拌10-20分钟，得到酸液；
所述多元醇为D-山梨糖醇、麦芽糖醇、木糖醇中的一种或多种混合物。
2.根据权利要求1所述的高效率多级净水滤芯，其特征在于：在所述外壳的底部注塑形成有一环形的凹槽，在所述凹槽内嵌入有一环形的密封圈，当所述底壳与所述外壳螺纹连接时，所述密封圈被挤压在所述底壳与所述外壳之间。
3.根据权利要求1所述的高效率多级净水滤芯，其特征在于：在所述底壳的外壁处注塑形成有多个受力套。
4.根据权利要求1所述的高效率多级净水滤芯，其特征在于：所述密封圈为橡胶材质，所述密封圈为实心结构。
5.根据权利要求1所述的高效率多级净水滤芯，其特征在于：所述外壳和所述底壳均为PVC塑料材质。
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