CN112426769A - 一种过滤原水的过滤滤芯及净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过滤原水的过滤滤芯，包括：滤芯筒，滤丝，塑料网架；所述滤芯筒的筒壁开设有若干整齐排列的条形孔，所述滤丝经过浸泡的方式包附一层聚硅烷薄膜，所述滤丝通过交叉缠绕的方式包裹滤芯筒的外壁并形成具有多层结构的过滤层，所述过滤层具有若干呈菱形的过滤网格，所述塑料网架用于固定最外端的过滤层。本发明揭示的一种过滤原水的过滤滤芯，通过在滤芯内部植入光源体，使其具备从内部发生光催化分解反应，在外界的反应条件下，做到自身净化的效果，提高了过滤滤芯的使用效率以及使用寿命。

Description

一种过滤原水的过滤滤芯及净化方法

技术领域

本发明涉及生活用具领域及过滤设备领域，更具体涉及一种过滤原水的过滤滤芯及净化方法。

背景技术

滤芯是过滤行业的专业名词，作为液体处理过程中的过滤器材，得到了普遍应用。为了净化原生态的资源和资源的再利用，而需要的净化设备，现在滤芯主要用在油过滤、空气过滤、水过滤等过滤行业。除去液体或者空气中少量固体颗粒的，可保护设备的正常工作或者空气的洁净，当流体进入置有一定规格滤网的滤芯后，其杂质被阻挡，而清洁的流物通过滤芯流出。液体滤芯使液体（包括油、水等）使受到污染的液体被洁净到生产、生活所需要的状态，也就是使液体达到一定的洁净度。

随着人们生活水平的不断提高，饮水健康意识不断加强，越来越多的人们开始饮用净化水。传统的水净化过滤器一般都有多级过滤筒组成，根据净化功能的不同要求，每级过滤筒内设置相应过滤功能的过滤芯，这样组成的水过滤器，不仅安装空间大，成品消耗原材料多，而且由于净水装置的种类繁多，所采用的滤芯材料、结构以及过滤方式不尽相同，这些因素都会影响到饮水净化水的质量，继而影响人们的饮水健康；另外，传统的水净化装置，滤芯与壳体之间密封效果不好，造成原水从滤芯与壳体的缝隙之间流通，得不到有效的过滤，不能保证饮用者的饮水健康；再者，传统的水净化装置采用的是圆筒状的PP滤芯，中间开有筒状水流通道，这样的结构设计使得水净化装置的体积较大，运输安装不方便，水过滤面积小，另外这种套筒式的PP棉滤芯一旦制作完成后其结构形状就很难改变，不能适应不同清洁程度的原水水质。因此，应该提供一种新的技术方案解决上述一系列问题。更重要的是，更换操作难度大，多级滤芯的使用寿命不一致，消费者需要更换的滤芯有3到5级之多，频繁购买滤芯且需由专业的安装人员更换，消费者的体验差、综合成本高。

有鉴于此，有必要对现有技术中的过滤层材料以及构造予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于公开一种过滤原水的过滤滤芯及净化方法，用以实现滤芯在特殊环境下自我净化的功能，在确保过滤性能的同时，保证了过滤滤芯的重复多次使用，实现了高利用率的价值。

为实现上述目的，本发明提供了一种过滤原水的过滤滤芯，包括：滤芯筒，滤丝，塑料网架；所述滤芯筒的筒壁开设有若干整齐排列的条形孔，所述滤丝经过浸泡的方式包附一层聚硅烷薄膜，所述滤丝通过交叉缠绕的方式包裹滤芯筒的外壁并形成具有多层结构的过滤层，所述过滤层具有若干呈菱形的过滤网格，所述塑料网架用于固定最外端的过滤层。

作为本发明的进一步改进：所述滤丝采用混入导电介质的玻璃纤维制成。

作为本发明的进一步改进：所述滤丝表面的聚硅烷薄膜在通电的情况下发射出紫外线光。

作为本发明的进一步改进：所述滤丝密度从外到内逐渐增加且过滤层结构呈外松内紧。

作为本发明的进一步改进：所述相邻过滤层之间均喷涂光敏剂薄雾。

作为本发明的进一步改进：所述光敏剂薄雾包括玫瑰红、劳式紫、酞箐燃料。

作为本发明的进一步改进：还包括固设于滤芯筒上端端部的上端盖，以及固设于滤芯筒下端端部的下端盖。

作为本发明的进一步改进：所述上端盖与下端盖为薄圆盘状，且内端面的外边缘均形成环形凹槽，所述凹槽内置有相适配的橡胶圈。

作为本发明的进一步改进：所述上端盖的外边缘开设弧形腔，所述弧形腔配置有供填合的活动拉手，所述下端盖开设有出口端。

作为本发明的进一步改进：所述原水经过滤网格渗入滤芯筒的内部并沿出口端排出。

本发明还提供了一种过滤滤芯的净化方法，包括以下步骤：

步骤S1：向所述滤芯中通入悬浮有二氧化钛粉末的导电溶液，使所述滤芯的过滤层内分布有二氧化钛粉末；

步骤S2：将通过步骤S1处理的滤芯两端接入正负极，并能够形成电势差，所述聚硅烷薄膜在电势差的作用下发出紫外光并持续一段时间，实现所述过滤层内的污物在二氧化钛和紫外光的催化反应下被降解；

步骤S3：将S2步骤处理后的滤芯放置于高温场中处理，并向滤芯冲入具有通过具有二氧化钛粉末颗粒的气体进行一次清洗，再向所述滤芯内通入清水，对所述过滤层内的污物进行二次清洗。

作为本发明的进一步改进：所述步骤S3增加在超声波条件下对滤芯进行振动清洗的过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）通过在滤丝的外表面包附一层聚硅烷薄膜，使得过滤滤芯的结构变得更加稳固，防止在水压过高的冲击下，滤丝产生变形的可能。聚硅烷薄膜是当今最普遍应用的发光材料，作为光源体而通过包附的方式，既不影响过滤滤芯的过滤效率，又能够解决过滤滤芯透光性差，光无法进入过滤滤芯内部的问题。通过在滤丝的外表面包附聚硅烷薄膜，通电的条件下，将过滤滤芯放置于二氧化钛溶液中，利用聚硅烷薄膜电致发光的特性，实现光催化，使得过滤滤芯具备自身净化的功能，从而实现过滤滤芯的回收利用，以及重复利用，提高了利用率。

（2）交叉缠绕的方式形成的过滤网格呈菱形，在结构上，过滤层呈外松内紧式，此种缠绕模式具有更高的精度，更大的防护性，结构也相对更加稳定，过滤效果由外向内层级提高，滤芯的使用寿命更加长久。

（3）光敏化材料与二氧化钛表面接触，与其形成复合物，实现对二氧化钛的光敏化，能够扩大二氧化钛的激发波长范围，提高光催化活性。

（4）塑料网格架固定在过滤层的外表面，以支撑过滤层的结构，用于保护对抗原水的冲击以及运输过程中的碰撞，同时还起到一定的过滤效果，原水在经过滤层过滤之间由网格架进行了初步过滤，延长了过滤滤芯的使用寿命。除此之外，该结构简单，容易实现，有着良好的使用前景。

（5）滤丝通过交叉缠绕的方式包裹滤芯筒的外壁并形成具有多层结构的过滤层具有密度高，阻隔性好的优点，且对液体尤其是原水具有很好的渗透性，减少了原水过滤受到的阻隔力，大大提高了滤芯过滤的效果，除此之外，对催化反应的发生能够彻底的进行，避免了滤芯自身净化的阻碍。

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中记载的一些实施例，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为本发明一种过滤原水的过滤滤芯的爆炸图；

图2为本发明一种过滤原水的过滤滤芯的立体图。

图中：1、滤芯筒；4、条形孔；5、过滤层；7、上端盖；8、下端盖；9、环形凹槽；10、橡胶圈；11、弧形腔；12、活动拉手；13、出口端。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一：

请参图1至图2所示出的本发明一种过滤原水的过滤滤芯的一种实施方式。

在本实施方式中，一种过滤原水的过滤滤芯，包括：滤芯筒1，滤丝，塑料网架；滤芯筒1的筒壁开设有若干整齐排列的条形孔4，滤丝经过浸泡的方式包附一层聚硅烷薄膜，滤丝通过交叉缠绕的方式包裹滤芯筒1的外壁并形成具有多层结构的过滤层5，过滤层5具有若干呈菱形的过滤网格，塑料网架用于固定最外端的过滤层5，对过滤层5起到一定的支撑与保护的作用。

具体的，参图一所示，滤芯筒1的筒壁具有若干条形孔4，条形孔4为供原水进入滤芯筒1的内部，条形孔4在结构上沿径向自滤芯筒1外壁向滤芯筒1内壁收缩，通过两端液压差增大了原水的流动性。滤丝结构脆，易发生断裂脱落的问题，通过浸泡的方式，在滤丝表面形成一层聚硅烷薄膜，增加了滤丝的韧性，解决了由于滤丝材质而导致的过滤滤芯结构易损坏，造成的过滤效果差，使用时间短的问题。滤丝通过交叉缠绕的方式包裹滤芯筒1的外壁，相比传统缠绕方式，此种缠绕方式经实验数据验证，并与传统缠绕模式的实验数据比对，相对于传统，此种交叉缠绕的方式使滤芯的使用寿命增加了一倍，且过滤效果并不受影响。菱形的过滤网格有成千上百个，一个圆周上包含的菱形数量越多，过滤精度就越好，滤丝交错形成的过滤网格自滤芯内部向外呈逐渐增多的趋势，多层结构的过滤层5其每一层的过滤网格数量不同，实现分级过滤的特点，一个圆周上包含的菱形数量越多，过滤网格就越小，相对过滤精度就高，相反，一个圆周上包含的菱形数量越少，过滤网格就越大，相对过滤精度就低。在本实施例中，最外层的过滤网格远远多于最内层的过滤网格。塑料网格架为一次注塑形成，固定在过滤层5的外表面，以支撑过滤层5的结构，用于保护对抗原水的冲击以及运输过程中的碰撞，同时还起到一定的过滤效果，原水在经过滤层5过滤之间由网格架进行了初步过滤，延长了过滤滤芯的使用寿命。除此之外，该结构简单，价格便宜，组装容易，可量产，有着良好的使用前景。

聚硅烷薄膜是当今最普遍应用的发光材料，作为光源体而通过包附的方式附在滤丝上，既不影响过滤滤芯的过滤效率，又能够解决过滤滤芯透光性差，光无法进入过滤滤芯内部的问题。通过在滤丝的外表面包附聚硅烷薄膜，通电的条件下，将过滤滤芯放置在二氧化钛溶液中，利用聚硅烷薄膜电致发光的特性，实现光催化，使得过滤滤芯具备自身净化的功能，从而实现过滤滤芯的回收利用，以及重复利用，提高了利用率。聚硅烷是一种主链由硅原子组成的高分子材料。由于硅的低电负性并具有3d空轨道，电子可沿着51-Si主链广泛离域，使得聚硅烷具有光电导、三阶非线性光学、光致发光和电致发光的特性，由此，本发明利用的是附有聚硅烷薄膜的滤丝通过电致发光的原理对过滤滤芯进行净化处理，提高滤芯的使用寿命。一般来说，聚硅烷的荧光效率比较高，与紫外吸收很相似，荧光效率受温度影响，在低温下，随着温度的降低，荧光效率也会迅速的降低，因此，可以提高滤芯外界的温度，实现高荧光效果的发射性。

根据现有技术可知，通常聚硅烷本身属于绝缘体，但经氧化掺杂后成为优良导体。

需要注意，本本实施例中，滤丝采用混入导电介质的玻璃纤维制成。玻璃纤维可将原水中小颗粒油份聚结呈大颗粒，同时将微小的粉尘等固体颗粒进行拦截，对原水进行净化处理，使用玻璃纤维起到的效果应为最佳，因原水中存在的多为微小的粉尘及少量的小颗粒油份。从另一个角度，为实现过滤滤芯的自身净化功能，通过光催化处理受颗粒物以及油份等污渍污染的滤芯往往需要面对光源如何传播至过滤层5的内部的问题，而此发明选用的聚硅烷薄膜需在特定的条件下发射紫外线光，即电致发光，为实现过滤滤芯通电，需要使用混入导电介质的玻璃纤维，实现电致发光的可能性。除此之外，还可采用聚酯纤维。

滤丝表面的聚硅烷薄膜在通电的情况下发射出紫外线光。聚硅烷薄膜相当于光源体，为过滤滤芯自身的净化回收起到关键性作用，且通过在滤丝表面包附聚硅烷薄膜，滤丝作为构成过滤层5的基本单元，实现了形成无遮挡的全覆盖的紫外线光照区，为过滤滤芯的净化提供了最佳反应区，最大的提高了滤芯的净化效率以及优化了净化程度。

具体的，相邻每层过滤层5之间均喷涂光敏剂薄雾，光敏剂又称增感剂，敏化剂，光交联剂，在光化学反应中，把光能转移到一些对可见光不敏感的反应物上以提高其感光性能。光敏剂颗粒包括玫瑰红、劳式紫、酞箐燃料。光敏引发剂因吸引辐射能的不同，可分为紫外光引发剂（吸收紫外光区250～420nm）和可见光引发剂（吸收可见光区400～700nm）。使用玫瑰红、劳式紫、酞箐燃料等光敏化材料对二氧化钛表面进行光敏化处理，即将上述光敏化材料通过化学吸附或物理吸附固定于二氧化钛表面，与其形成复合物，实现对二氧化钛的光敏化。在复合物吸收光子被激发后，只要活性物质的激发态电势比二氧化钛半导体导带电势更负，就可能将激发产生的电子注入到半导体的导带，扩大了二氧化钛的激发波长范围，提高光催化活性。

具体的，参图2所示，滤丝密度从外到内逐渐增加且过滤层5结构呈外松内紧。从外到内，滤芯的直径减小，外表面积也减小，而滤丝的数量相同，密度就相应的增大，区分了不同层的过滤精度，过滤滤芯的过滤精度由外到内呈低到高的趋势，实现分级过滤，保证了过滤效果。

在本实施例中，还包括固设于滤芯筒1上端端部的上端盖7，以及固设于滤芯筒1下端端部的下端盖8。所述上端盖7与下端盖8为薄圆盘状，且内端面的外边缘均形成环形凹槽9，所述凹槽内置有相适配的橡胶圈10。上端盖7与下端盖8可以使整个滤芯较好的固定在相应的位置，本实施例中的上端盖7以及下端盖8均呈薄形圆盘状，为一次注塑成型的塑料构件，加工简单，成本低廉。上端盖7与下端盖8的内端面的外边缘形成环形凹槽9以及环形凹槽9内置的橡胶圈10，在一定程度上保证了滤芯筒1两端的气密性，防止气压流窜，降低原水的过滤效率。上端盖7的外边缘开设弧形腔11，弧形腔11配置有供填合的活动拉手12，下端盖8开设有出口端13。活动拉手12可以翻转并容置于弧形腔11内，使用时，通过提拉的方式将活动拉手12提拉至与上端盖7垂直处，弧形腔11便于保护活动保守，为运输提供了方便，活动拉手12起到方便安装与替换过滤滤芯的作用。同时，在上端盖7开设的容纳腔节省了注塑用料，也减轻了上端盖7的重量，整体结构相比也更加美观。上端盖7与下端盖8的内环面防止O形密封圈，能防止过滤滤芯两侧的流体短路而降低过滤效果。

原水经过滤网格渗入滤芯筒1的内部并沿出口端13排出。

本发明一种过滤原水的过滤滤芯，利用光催化有机物的方法，在滤芯内部填入聚硅烷光源体以及光敏剂，将过滤滤芯放入具有二氧化钛的溶液中，并给溶液通电，在上端盖7以及下端盖8处设置正负电极，以实现在通电的情况下，过滤滤芯内部的有机物以及杂质被聚硅烷发出的紫外线光以及二氧化钛光催化剂发生催化反应，实现过滤滤芯自身的净化。

净化处理方法，包括以下步骤：步骤S1：向所述滤芯中通入悬浮有二氧化钛粉末的导电溶液，使所述滤芯的过滤层内分布有二氧化钛粉末；

步骤S2：将通过步骤S1处理的滤芯两端接入正负极，并能够形成电势差，所述聚硅烷薄膜在电势差的作用下发出紫外光并持续一段时间，实现所述过滤层内的污物在二氧化钛和紫外光的催化反应下被降解；

步骤S3：将S2步骤处理后的滤芯放置于高温场中处理，并向滤芯冲入具有通过具有二氧化钛粉末颗粒的气体进行一次清洗，再向所述滤芯内通入清水，对所述过滤层内的污物进行二次清洗，步骤S3增加在超声波条件下对滤芯进行振动清洗的过程。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种过滤原水的过滤滤芯，其特征在于，包括：滤芯筒，滤丝，塑料网架；所述滤芯筒的筒壁开设有若干整齐排列的条形孔，所述滤丝经过浸泡的方式包附一层聚硅烷薄膜，所述滤丝通过交叉缠绕的方式包裹滤芯筒的外壁并形成具有多层结构的过滤层，所述过滤层具有若干呈菱形的过滤网格，所述塑料网架用于固定最外端的过滤层。

2.根据权利要求1所述的一种过滤原水的过滤滤芯，其特征在于，所述滤丝采用混入导电介质的玻璃纤维制成。

3.根据权利要求1所述的一种过滤原水的过滤滤芯，其特征在于，所述滤丝表面的聚硅烷薄膜在通电的情况下发射出紫外线光。

4.根据权利要求1所述的一种过滤原水的过滤滤芯，其特征在于，所述滤丝密度从外到内逐渐增加且过滤层结构呈外松内紧。

5.根据权利要求1所述的一种过滤原水的过滤滤芯，其特征在于，所述相邻过滤层之间均喷涂光敏剂薄雾。

6.根据权利要求1所述的一种过滤原水的过滤滤芯，其特征在于，所述光敏剂包括玫瑰红、劳式紫、酞箐燃料。

7.根据权利要求1所述的一种过滤原水的过滤滤芯，其特征在于，还包括固设于滤芯筒上端端部的上端盖，以及固设于滤芯筒下端端部的下端盖，所述上端盖与下端盖为薄圆盘状，且内端面的外边缘均形成环形凹槽，所述凹槽内置有相适配的橡胶圈。

8.根据权利要求7所述的一种过滤原水的过滤滤芯，其特征在于，所述上端盖的外边缘开设弧形腔，所述弧形腔配置有供填合的活动拉手，所述下端盖开设有出口端。

9.一种如权利要求1所述的过滤滤芯净化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：向所述滤芯中通入悬浮有二氧化钛粉末的导电溶液，使所述滤芯的过滤层内分布有二氧化钛粉末；

步骤S2：将通过步骤S1处理的滤芯两端接入正负极，并能够形成电势差，所述聚硅烷薄膜在电势差的作用下发出紫外光并持续一段时间，实现所述过滤层内的污物在二氧化钛和紫外光的催化反应下被降解；

步骤S3：将S2步骤处理后的滤芯放置于高温场中处理，并向滤芯冲入具有通过具有二氧化钛粉末颗粒的气体进行一次清洗，再向所述滤芯内通入清水，对所述过滤层内的污物进行二次清洗。

10.根据权利要求9所述的净化方法，其特征在于，所述步骤S3增加在超声波条件下对滤芯进行振动清洗的过程。

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