CN114835329A - 一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，涉及净水设备技术领域。该采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，包括外壳体和分隔板；外壳体内侧设置有内滤筒，内滤筒的顶部和底部分别设置有进水管道和排污管道，内滤筒的底部外壁处设置有出水管道，进水管道、出水管道和排污管道均延伸至外壳体的外部。该采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，设备中搭载的纯天然矿石内芯，各矿石过滤层的颗粒研磨大小，特殊矿料加工制作工艺，矿石各个过滤层排比以及产生不同的过滤及活化、矿化等作用；一体化设计，有效避免了安装复杂、使用维护繁琐、设备昂贵、占地大等痛点；纯天然矿石加返冲洗功能完美解决后期使用费用高的痛点。

Description

一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备

技术领域

本发明涉及净水设备技术领域，具体为一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备。

背景技术

自来水用氯来杀菌的传统工艺上百年沿用至今，氯所产生的强致癌物三氯甲烷、四氯化碳是强致癌物，这是癌症爆发的根本所在；人们只有在终端安装净水设备来杜绝污染以及氯的危害；目前市场传统全屋净水大多数属于进口产品且价格昂贵，使用成本还很高，只有少数有钱人使用，多数老百姓根本使用不起，但因为长期使用污染的水导致近20年来亚健康以及病变和癌症爆发率频频上升；老百姓虽然知道水污染是直接导致疾病的根本原因，但因为高价格进口产品而选择依然直接饮用自来水；

传统全屋净水通过前置过滤器过滤水中大颗粒杂质，再由中央净水器对水中大分子有机物进行过滤，然后由中央软水机用加钠料的方式将水软化最后到后置末端来对水进行水质过滤到直饮，传统全屋净水的中央净水器多采用进口材料，滤芯采用化工复合滤料组成，所以每年必须更换滤芯，否则过滤太多不更换反而造成反污染；同时废水率非常高，有的甚至达到1：1的废水率，造成严重淡水浪费，设备价格高昂，后期使用成本相当高，导致普通老百姓因高昂购买价格及后续使用费用而无法选用全屋净水，只有少数住别墅洋房的高收入人群使用；在滤芯工作原理上，后置软水器使用钠离子交换获取的软水、纯净水并不健康，长期饮用，易引发心脑血管疾病；在安装工艺上，还必须在房子装修前就进行设计，并在装修时候布好管线，对自来水进行降压，然后末端增压输送到全套房屋，导致现今已经装修好的房屋户无法直接安装使用全屋净水设备，实用性和适用范围有限，不利于推广和使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，采用的滤芯为原生态矿石，其工作原理为HCS分子接触式原理，矿石寿命可达300年以上，使用过程中采用新型返冲洗功能，从而无需更换滤芯，出来的水质为健康的矿泉水，且无废水，使用成本低，本发明集传统全屋净水四合一的功能，设备精巧，安装方便，直接通过接入主水管对家庭洗菜、做饭刷牙洗脸洗澡、以及直饮，进行全屋净化，并且还保留水中丰富矿物质。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，包括：

外壳体，内侧设置有内滤筒，内滤筒的顶部和底部分别设置有进水管道和排污管道，内滤筒的底部外壁处设置有出水管道，进水管道、出水管道和排污管道均延伸至外壳体的外部，进水管道、出水管道和排污管道上均设置有阀门；

分隔板，设于内滤筒的内侧，分隔板的内侧设置有滤芯体，外壳体与分隔板的外侧之间形成湍流腔室，分隔板的底部镶嵌案子有拦截网，分隔板的底部形成反流区，进水管道延伸至分隔板的内侧，出水管道和排污管道均与湍流腔室的内部相通。

优选的，所述滤芯体包括分离层、过滤层和净化层，分离层设于过滤层的上方，过滤层设于净化层的上方，分离层与内滤筒的内侧顶部之间预留有可供进水管道伸入的空间，分离层由红云石颗粒组成，过滤层由龙江石颗粒组成，净化层由天青石颗粒组成，所述滤芯体还包括重金属交换层、硬度调节层和磁化层，重金属交换层位于净化层的下方，硬度调节层位于重金属交换层的下方，磁化层位于硬度调节层的下方，重金属交换层由铁山石颗粒组成，硬度调节层由硅石颗粒组成，磁化层由磁石颗粒组成，所述滤芯体还包括矿化层和活化层，矿化层位于磁化层的下方，活化层位于矿化层的下方，活化层与拦截网贴合，矿化层由木鱼石颗粒和麦饭石颗粒组成，活化层由瓷土颗粒和三山高龄颗粒组成。

优选的，所述滤芯体中的各层材料均经过特定工艺制成，工艺包括以下步骤：

1）首先将各个矿石原料破碎，为10-20mm的粗料，去除杂质将破碎成3-5mm的细料分别筛选出10-40目和40-60目的矿物质晶体；

2）将选出来的粗料研制成3-5mm的细料所得的颗粒料用60%的聚合氯化铝溶液，在70-80摄氏度温度下浸泡4小时干燥；

3）然后所得的颗粒料放入火窑烧制温度控制在600-850度，烧制时间是4-6小时，窑顶封闭灌水浸泡24小时后；

4）取出通入120度的蒸汽1小时，取出干燥即得滤芯体中各层材料。

优选的，所述外壳体的底部设置有底座，底座为顶部开口的空心结构，外壳体的底部和底座的内侧底部之间固定连接有多组底座和橡胶柱，底座和橡胶柱均呈环形阵列分布于外壳体的底部，底座位于橡胶柱的内侧，底座的底部开设有洞口，排污管道通过洞口延伸至底座的底部，所述外壳体与内滤筒之间不接触，外壳体的内壁处粘贴固定有吸音海绵，吸音海绵将外壳体的内壁全覆盖，利用减震底座和包围式的降噪结构，使得设备具备减震降噪效果，降低设备运行时产生的震动和噪音，降低设备损坏风险。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、该采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，设备中搭载的纯天然矿石内芯，运用一定标准的矿石配比，各矿石过滤层的颗粒研磨大小，特殊矿料加工制作工艺，矿石各个过滤层排比以及产生不同的过滤及活化、矿化等作用；一体化设计，有效避免了安装复杂、使用维护繁琐、设备昂贵、占地大等痛点；纯天然矿石加返冲洗功能完美解决后期使用费用高的痛点；纯天然矿石内芯模仿山体过滤雨水变山泉水矿泉水的过程，还原水质健康。

（2）、该采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，一体化设备小巧可以安装在厨下，不占地方，也不需要提前步管线，老房子新房子都可以安装，同时利用减震底座和包围式的降噪结构，使得设备具备减震降噪效果，降低设备运行时产生的震动和噪音，降低设备损坏风险，提升实际使用的效果，减轻对周边环境和人的负面干扰，天然矿石滤芯，无工业化污染，使用寿命长，返冲洗功能不需要更换滤芯，进一步降低造价和使用成本，提升实际使用体验，没有废水率，不减水压，安装简便，呈弱碱性，可直饮口感好，符合国际饮用水健康标准，使用中不需要用电，节能减排，降低设备整体的造价和运行成本，利于推广和使用。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的俯视结构图；

图4为本发明的底座结构示意图。

图中：外壳体1、内滤筒2、进水管道3、出水管道4、排污管道5、分隔板6、湍流腔室7、拦截网8、滤芯体9、分离层911、过滤层912、净化层913、重金属交换层921、硬度调节层922、磁化层923、矿化层931、活化层932、反流区10、底座11、橡胶柱12、弹簧体13、吸音海绵14。

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，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，包括外壳体1和分隔板6；外壳体1内侧设置有内滤筒2，内滤筒2的顶部和底部分别设置有进水管道3和排污管道5，内滤筒2的底部外壁处设置有出水管道4，进水管道3、出水管道4和排污管道5均延伸至外壳体1的外部，进水管道3、出水管道4和排污管道5上均设置有阀门；分隔板6设于内滤筒2的内侧，分隔板6的内侧设置有滤芯体9，外壳体1与分隔板6的外侧之间形成湍流腔室7，分隔板6的底部镶嵌案子有拦截网8，分隔板6的底部形成反流区10，进水管道3延伸至分隔板6的内侧，出水管道4和排污管道5均与湍流腔室7的内部相通，所述滤芯体9包括分离层911、过滤层912和净化层913，分离层911设于过滤层912的上方，过滤层912设于净化层913的上方，分离层911与内滤筒2的内侧顶部之间预留有可供进水管道3伸入的空间，分离层911由红云石颗粒组成，过滤层912由龙江石颗粒组成，净化层913由天青石颗粒组成，所述滤芯体9还包括重金属交换层921、硬度调节层922和磁化层923，重金属交换层921位于净化层913的下方，硬度调节层922位于重金属交换层921的下方，磁化层923位于硬度调节层922的下方，重金属交换层921由铁山石颗粒组成，硬度调节层922由硅石颗粒组成，磁化层923由磁石颗粒组成，所述滤芯体9还包括矿化层931和活化层932，矿化层931位于磁化层923的下方，活化层932位于矿化层931的下方，活化层932与拦截网8贴合，矿化层931由木鱼石颗粒和麦饭石颗粒组成，活化层932由瓷土颗粒和三山高龄颗粒组成。

进一步的，所述滤芯体9中的各层材料均经过特定工艺制成，工艺包括以下步骤：首先将各个矿石原料破碎，为15mm的粗料，去除杂质将破碎成4mm的细料分别筛选出25目和50目的矿物质晶体；将选出来的粗料研制成4mm的细料所得的颗粒料用60%的聚合氯化铝溶液，在75摄氏度温度下浸泡4小时干燥；然后所得的颗粒料放入火窑烧制温度控制在725度，烧制时间是5小时，窑顶封闭灌水浸泡24小时后；取出通入120度的蒸汽1小时，取出干燥即得滤芯体9中各层材料。

再进一步的，所述外壳体1的底部设置有底座11，底座11为顶部开口的空心结构，外壳体1的底部和底座11的内侧底部之间固定连接有多组底座11和橡胶柱12，底座11和橡胶柱12均呈环形阵列分布于外壳体1的底部，底座11位于橡胶柱12的内侧，底座11的底部开设有洞口，排污管道5通过洞口延伸至底座11的底部，所述外壳体1与内滤筒2之间不接触，外壳体1的内壁处粘贴固定有吸音海绵14，吸音海绵14将外壳体1的内壁全覆盖。

滤芯体9应用地下水做水源时，水中可能存在硫化氢，如被氧化成硫磺就会污染矿石层表面。HCS过滤介质有去除硫化氢的功能，生成硫化铜不溶于水，可在滤芯体9反冲洗时去除，化学反应式如下：

C/Zn+H₂S--- Cu/Zn+CUS+ H22H2+O2---2H2O。

滤芯体9能减少氧化剂，例如余氯，是在水中通过电子化学反应（氧化和还原）完成的。氧化还原反应完成是因益砥泉矿石层是由于两种不同金属组成的，与水接触，合金中电位正的铜变成为阴级，而电位负的锌是阳级。在阴极发生还原反应，阳级发生氧化反应。锌阳级在反应中失去电子，锌离子成为牺牲者进入溶液，由于游离氯的还原反应铜阴极被钝化，同时产生的还有氢、羟基和氯离子，化学反应式如下：

Zn+HOCL+H2O+2e--- Zn2+ + cl- + H+ + 2OH-

水中其他的氧化剂、如臭氧、溴、碘等与滤芯体9接触后也能进行氧化还原反应；

滤芯体9控制细菌的机理不是一种，而是几种机理，通过单独作用或协同作用来达到控制效果；主要因素有：氧化还原电位的变化、羟基和过氧化氢的形成、介质中锌的释放；在一般情况下，矿石层过滤介质作为反渗透膜的预处理手段时，能将防止细菌和藻类等微生物的存活，从而防止对膜的破坏森普矿石层介质中释放出来的锌对细菌有很大的控制作用，锌能阻止酶的生长，从而使有机体停止生长；

滤芯体9阻止结垢的形成是两种独立的但是有联系的机理；第一，是PH、二氧化碳浓度和碳酸钙溶解浓度之间的直接关系；当二氧化碳从溶液中除去时，PH值就增加，因而碳酸钙的溶解度就减少，滤芯体9通过电化学反应后增加了水的PH值，于是碳酸钙的溶解度就减少了；第二，益砥泉矿石层过滤介质中锌离子的解离，使水中的含锌量有所增加，锌的增加能阻止结垢生长使水中的霰（文）石产生沉淀，在容器软壁上形成软垢，而不会出现硬的结垢，曾有人研究过杂质对方解石生长速度的影响，研究发现，即使锌的浓度很低，也能阻止水垢的形成；

通过实验还发现，氧化还原合金防止矿物硬垢的形成和积累只要是石灰石；采用扫描电子显微镜和X射线形态学进行研究，证明未处理的硬垢是一些相对大的不规则形态的针状钙盐和镁盐结晶，这些盐类是坚硬的、不溶解和网状连接的玻璃体石灰石垢；经过氧化还原处理的水根本上改变不了溶性碳酸钙（镁）结晶的形态，结垢相对变小，外观相对变小，外观平坦成圆形、颗粒形和棒形，都是由不坚固的粉状成分组成的，这些成分不黏附于金属、塑料或陶瓷的表面，很容易用过滤方法将他们除去；

方解石：化学式Ca[CO3]

滤芯体9材料颗粒的平均尺寸大约为60目，最小的颗粒约为115目，介质也能起物理过滤去除悬浮物质的作用；通常滤芯体9也能够有效地除去悬浮物质的作用；通常矿石层过滤介质能够有效地去除下至50UM的颗粒；当水中铁氧化时会形成胶体颗粒，在介质和水之间进一步发生氧化还原反应时：铁氧化形成的氧化式如下：2Cu+Fe0—CU2O+Fe4 Fe+3O2---2 Fe2O3

滤芯体9可以去除溶解于水中的阳离子，如铅、汞、铜、镍、砷、锑、钻和其他许多可溶性重金属，它们的去除是通过电化学的氧化还原反应和催化作用完成的；X衍射研究发现汞的去除形式是铜一汞合金，在某些情况下是金属离子镀覆于颗粒介质表面上，例如，溶解的铅阳离子还原成不溶性的铅原子，并镀于颗粒介质的表面和空间，从而使金属污染物质结合在益砥泉矿石层介质上，它们的化学反应式如下：

Cu/Zn+PO(NO3)2---Zn/Cu/Pb+ Zn(NO3)2Cu/Hn+HCL2--- Zn/Cu/Hg+ ZnCl2水解形成的金属氢氧化物也能去除金属离子；

滤芯体9活化后的水的溶解力比普通饮用水提高了60.2%，渗透力提高了3%-5%，易渗入结石内促进溶排结石，活化水具有一定的消炎作用，对消除泌尿炎症有辅助作用，而泌尿性炎症正是结石形成的重要原因；坚持每天饮用活化水对尿液中的结晶物的稀释和溶解将会大大增强，并形成水压使尿液中的晶体盐类尚未形成结石时，就不断随尿液排出体外；活化水含氧量提高5%，活性增强，可提高肾脏调节体内水电解质酸碱平衡的能力，纠正体内结石存在的环境紊状况，从而在根本上解决结石易复发及无法预防这一世界难题；溶排：溶解、排出体外 结石存在的环境紊状况：结石存在的不稳定状况。

工作原理：将主水管与进水管道3和出水管道4连接，主水管通过进水管道3向滤芯体9内输送水，水通过滤芯体9进行净化过滤处理，模仿天然岩层过滤环境；过滤时因不同矿石的作用对水中的有害物质进行分离、过滤净化，过滤后的水通过排污管道5输出供使用，定时打开排污管道5上阀门，关闭进水管道3和出水管道4上阀门，内滤筒2内水通过排污管道5排出时，湍流腔室7处形成湍流，搅动滤芯体9内各层混合，将其内拦截过滤的杂质通过排污管道5排出，冲洗完毕，在重力场作用下，介质按比重和粒度大小自动归为复原。

Claims (7)

1.一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，其特征在于，包括：

外壳体(1)，内侧设置有内滤筒(2)，内滤筒(2)的顶部和底部分别设置有进水管道(3)和排污管道(5)，内滤筒(2)的底部外壁处设置有出水管道(4)，进水管道(3)、出水管道(4)和排污管道(5)均延伸至外壳体(1)的外部，进水管道(3)、出水管道(4)和排污管道(5)上均设置有阀门；

分隔板(6)，设于内滤筒(2)的内侧，分隔板(6)的内侧设置有滤芯体(9)，外壳体(1)与分隔板(6)的外侧之间形成湍流腔室(7)，分隔板(6)的底部镶嵌案子有拦截网(8)，分隔板(6)的底部形成反流区(10)，进水管道(3)延伸至分隔板(6)的内侧，出水管道(4)和排污管道(5)均与湍流腔室(7)的内部相通。

2.根据权利要求1所述的一种采用纯天然矿石颗粒作为滤料的全屋净水设备，其特征在于：所述滤芯体(9)包括分离层(911)、过滤层(912)和净化层(913)，分离层(911)设于过滤层(912)的上方，过滤层(912)设于净化层(913)的上方，分离层(911)与内滤筒(2)的内侧顶部之间预留有可供进水管道(3)伸入的空间，分离层(911)由红云石颗粒组成，过滤层(912)由龙江石颗粒组成，净化层(913)由天青石颗粒组成。

3.根据权利要求2所述的一种采用纯天然矿石颗粒作为滤料的全屋净水设备，其特征在于：所述滤芯体(9)还包括重金属交换层(921)、硬度调节层(922)和磁化层(923)，重金属交换层(921)位于净化层(913)的下方，硬度调节层(922)位于重金属交换层(921)的下方，磁化层(923)位于硬度调节层(922)的下方，重金属交换层(921)由铁山石颗粒组成，硬度调节层(922)由硅石颗粒组成，磁化层(923)由磁石颗粒组成。

4.根据权利要求3所述的一种采用纯天然矿石颗粒作为滤料的全屋净水设备，其特征在于：所述滤芯体(9)还包括矿化层(931)和活化层(932)，矿化层(931)位于磁化层(923)的下方，活化层(932)位于矿化层(931)的下方，活化层(932)与拦截网(8)贴合，矿化层(931)由木鱼石颗粒和麦饭石颗粒组成，活化层(932)由瓷土颗粒和三山高龄颗粒组成。

5.根据权利要求4所述的一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，其特征在于：所述滤芯体(9)中的各层材料均经过特定工艺制成，工艺包括以下步骤：

1)首先将各个矿石原料破碎，为10-20mm的粗料，去除杂质将破碎成3-5mm的细料分别筛选出10-40目和40-60目的矿物质晶体；

2)将选出来的粗料研制成3-5mm的细料所得的颗粒料用60％的聚合氯化铝溶液，在70-80摄氏度温度下浸泡4小时干燥；

3)然后所得的颗粒料放入火窑烧制温度控制在600-850度，烧制时间是4-6小时，窑顶封闭灌水浸泡24小时后；

4)取出通入120度的蒸汽1小时，取出干燥即得滤芯体(9)中各层材料。

6.根据权利要求1所述的一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，其特征在于：所述外壳体(1)的底部设置有底座(11)，底座(11)为顶部开口的空心结构，外壳体(1)的底部和底座(11)的内侧底部之间固定连接有多组底座(11)和橡胶柱(12)，底座(11)和橡胶柱(12)均呈环形阵列分布于外壳体(1)的底部，底座(11)位于橡胶柱(12)的内侧，底座(11)的底部开设有洞口，排污管道(5)通过洞口延伸至底座(11)的底部。

7.根据权利要求6所述的一种采用纯天然矿石作为滤料的全屋净水设备，其特征在于：所述外壳体(1)与内滤筒(2)之间不接触，外壳体(1)的内壁处粘贴固定有吸音海绵(14)，吸音海绵(14)将外壳体(1)的内壁全覆盖。

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