CN218778778U - 活性炭过滤管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及净水领域，具体涉及饮用水过滤滤芯。活性炭过滤管，包括活性炭颗粒，还包括一双层过滤管；所述双层过滤管，包括一位于外层的，具有过滤功能的外过滤管，和一位于内层的，具有过滤功能的内过滤管；内过滤管的外径小于外过滤管的内径，且内过滤管套装在外过滤管的中部；内过滤管与外过滤管之间，形成盛放空间；盛放空间中填入活性炭颗粒，且盛放空间上下两端封闭；外过滤管的外侧为用于进水的进水侧；内过滤管的内侧为用于出水的出水侧。本专利中，是将活性炭颗粒(包括，颗粒活性炭、粉末活性炭或两者组合)的优点进行保留的前提下，实现烧结活性炭滤芯(CTO)的优点。同时，有消除两个的各种缺点。

Description

活性炭过滤管

技术领域

本实用新型涉及净水领域，具体涉及饮用水过滤技术。

背景技术

活性炭是一种黑色多孔的固体炭质，由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产。主要成分为碳，并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面积在500～1700m²/g间。具有很强的吸附性能，为用途极广的一种吸附剂。

活性炭主要有，粉末活性炭(PAC)、颗粒活性炭(GAC)、活性炭纤维毡(ACF)、烧结活性炭滤芯(CTO)。

颗粒活性炭(GAC)由于水流的冲击相互碰撞而破碎，从而导致出水变黑。同时，将本已吸附的污染物再次释放，形成二次污染。

颗粒活性炭，由于颗粒间较大的缝隙，使得活性炭和水流接触不充分，影响过滤。

颗粒活性炭在使用中,水流瞬间穿过时，只能与颗粒活性炭的表面接触，其内部大部分无法接触使用，造成很大浪费。

烧结活性炭滤芯(CTO)又称炭棒滤芯，或CTO滤芯，炭棒滤芯是一种新型的深层过滤芯。它由优质的活性炭为原料，再以低热熔性的粘着剂组成其结构，连续挤压成型，然后低温烧结固化，形成一定的强度。

而把它磨成超细粉末的活性炭做成棒状产品后，其比表面积会成几何倍数增大，吸附微孔也大幅增加，并且活性炭的每一部分都能与水流充分接触做到了高效利用，高效过滤。

但是却因积尘过多容易造成堵塞。

另外，烧结活性炭滤芯(CTO)由颗粒活性炭加入粘结剂(如PE树脂、PE粉末、EVA粉末)加温烧结挤压成型。具有额外的添加材料。

另外，虽然烧结活性炭滤芯兼有吸附和过滤(平均孔径3-20um)二种功能，但其过滤功能低于PP熔喷滤芯，吸附功能低于颗粒活性炭滤芯。

因此，单纯种类的活性炭，各自有各自的不足之处。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供活性炭过滤管，以解决上述至少一个技术问题。

活性炭过滤管，包括活性炭颗粒，其特征在于，还包括一双层过滤管；

所述双层过滤管，包括一位于外层的，具有过滤功能的外过滤管，和一位于内层的，具有过滤功能的内过滤管；

内过滤管的外径小于外过滤管的内径，且内过滤管套装在外过滤管的中部；

内过滤管与外过滤管之间，形成盛放空间；

盛放空间中填入活性炭颗粒，且盛放空间上下两端封闭；

外过滤管的外侧为用于进水的进水侧；

内过滤管的内侧为用于出水的出水侧。

活性炭颗粒可以是颗粒活性炭(GAC)、粉末活性炭(PAC)、颗粒活性炭(GAC)与粉末活性炭(PAC)混合体，中的一种。

使用中，活性炭过滤管需要安装在过滤滤芯的滤芯外壳中。可以单独用来滤水，也可以与其他滤水组件搭配使用，进行滤水。

可以安装在水龙头过滤滤芯的滤芯外壳中，与水龙头过滤器搭配使用。使本专利可以应用于水龙头过滤器。

可以安装在过滤水壶过滤滤芯的滤芯外壳中，与过滤水壶搭配使用。使本专利可以应用于过滤水壶。

本专利中，是将活性炭颗粒(包括，颗粒活性炭、粉末活性炭或两者组合)的优点进行保留的前提下，实现烧结活性炭滤芯(CTO)的优点。同时，有消除两个的各种缺点。

上述设计中，将活性炭颗粒填充在双层过滤管的中空部分。使待过滤水在经过活性炭颗粒前，首先用外过滤管进行了一次前置过滤，使大颗粒杂质得以滤除。使得大颗粒杂质不至于占用活性炭颗粒的过滤使用寿命。

又在活性炭颗粒后方，用内过滤管进行了一次后置过滤。后置过滤的一个重要用途，是滤除散落的微小的活性炭粉末。解决了颗粒活性炭(GAC)、粉末活性炭(PAC)由于水流的冲击相互碰撞而破碎，从而导致出水变黑的问题。

相比于烧结活性炭滤芯(CTO)，具有更低的生产成本、更强的吸附能力(吸附功能不再低于颗粒活性炭滤芯)、因微孔不易阻塞具有更长的使用寿命。

相比于传统的颗粒活性炭(GAC)或粉末活性炭(PAC)，能够模块化的生产和应用，生产和使用都更方便。因为牢固性可以大于烧结活性炭滤芯(CTO)，也更容易塑形，所以在使用的方便性上，优于烧结活性炭滤芯(CTO)。

另外，烧结活性炭滤芯(CTO)在生产中，因为要添加诸多辅助成分材料，所以在生产和使用中，都会存在一定的污染成。本专利中的设计，在生产中的污染大大降低，使用中的污染更是可以降低到几乎为零。

更进一步，盛放空间中填入压实后的活性炭颗粒。

活性炭颗粒一般是松散的用于过滤，所以颗粒活性炭，由于颗粒间较大的缝隙，使得活性炭和水流接触不充分，影响过滤。

本专利中，将活性炭颗粒进行压实后，封装入盛放空间中。缝隙已经很小。所以解决了活性炭和水流接触不充分，影响过滤的问题。

再进一步，活性炭颗粒采用颗粒活性炭(GAC)与粉末活性炭(PAC)混合体，颗粒活性炭(GAC)间的缝隙用粉末活性炭(PAC)进行填充。

进一步解决了活性炭和水流接触不充分，影响过滤的问题。

颗粒活性炭(GAC)与粉末活性炭(PAC)的质量比重优选为，二比三至二比九之间。

这一比重关系，使颗粒活性炭(GAC)用于完成框架的支撑，又可以使粉末活性炭(PAC)起到缝隙填充作用。可用于保证过滤的水流流速和过滤效率同时优化。

外过滤管和内过滤管，可采用PP棉管、陶瓷过滤管、附着有过滤材料的玻璃纤维管等。

外过滤管优选采用PP棉管。

PP棉管，可以有效的过滤自来水中大部分的较大颗粒，对水流阻力又较小。因此可以在本专利中，与活性炭颗粒进行组合使用。

因为较大的颗粒大部分会在接触到活性炭之前被滤除，所以活性炭颗粒的寿命被大大提升。解决了烧结活性炭滤芯(CTO)寿命较短的问题。

综上所述，本专利中的上述设计，具有吸附功能大于颗粒活性炭滤芯；使用寿命大于烧结活性炭滤芯(CTO)；过滤水充分流经颗粒活性炭的表面，其内部大部分可以接触使用使用效率大大提高；因为压实所以避免了颗粒活性炭(GAC)由于水流的冲击相互碰撞而破碎，从而导致出水变黑的问题。

而且因为设有内过滤管，即使各种活性炭材料中存在生产中的残留碎末，也会因为内过滤管的再次过滤而消除。

因此本专利消除了传统的各种活性炭滤材的不同确定，并对优点进行了保留，同时大大提高了使用寿命。因为牢固度的增加和形状的可塑形增强，使活性炭颗粒的适用范围大大提高。

内过滤管优选采用陶瓷过滤管。

陶瓷过滤管，可以有效的过滤脱落的活性炭粉末，对水流阻力又较小。因此可以在本专利中，与活性炭颗粒进行组合使用。

另外，陶瓷过滤管硬度较高，可以提高良好的强度支撑。对于本专利中，需要为活性炭施压的结构而言，陶瓷过滤管可以更好的保证施压压力的持续保持。

进一步，盛放在盛放空间中的活性炭颗粒为经过3公斤以上压力压实后的活性炭颗粒。

再进一步，盛放在盛放空间中的活性炭颗粒为经过3公斤以上，30公斤以下压力压实后的活性炭颗粒。

本专利将压力限制在3公斤以上，避免活性炭颗粒之间过于疏松，造成水流大量从表面流过。限制在30公斤以内，避免了压力过高结构过于紧密限制水流。压力是指生产单个活性炭封装式滤芯组件，在封装活性炭颗粒到盛放空间过程中，使用的压紧压力。并不是讲单位面积的压力。因为活性炭颗粒弹性不大，所以封口前可以在压紧后松开，再封口。

更进一步，还包括一由电晶膜围绕成的中空的管状，称为电晶膜管；所述电晶膜管套装在所述外过滤管和内过滤管之间的盛放空间中。

待过滤水(如自来水)在过滤过程中，进行三种类型的过滤，首先是PP棉管进行粗滤，然后是电晶膜管通过电性吸附、活性炭颗粒进行吸附，完成精细过滤。

电晶膜通过电荷吸附有机、无机和病原污染物，它所具有的正电荷不仅直接抑制病毒、细菌的滋生，而且有主动抓取和叠加吸附的能力。当水中的有害物质和带电离子靠近电晶膜时就会被主动吸附，这些被吸附的杂质经过电荷传导作用又成为新的向外扩张的吸附物。因此可以避免由于拦截的杂质过多而使截留效果降低的可能。

电晶膜是一种基于玻璃纤维基层，表面附着正电荷矿物晶体的过滤材料；具有很高的过滤能力、低压降和较大的比表面积；也是第一种具有主动吸附能力的净水材料；具有大孔径(平均2微米)，高截留精度(0.02微米)，在不破坏高流动性的同时，有效去除污染物，包括:病毒、细菌、重金属、有机物、胶体、细胞碎片、DNA、RNA、TOC等。

虽然电晶膜对于微小颗粒具有很强的吸附作用，但是对于自来水中常见的氯、铅(非胶体)，吸附性较差。但是活性炭颗粒却可以对这些物质进行良好吸附。

本专利中，通过对过滤材料功能特性，特别针对是自来水的特性进行调配，使过滤性能和生产成本、过滤时间成本等需求之间达到了良好的平衡。

进一步，结构可以优选为，自外到内依次是，外过滤管、电晶膜管、活性炭颗粒、内过滤管。

这一设计，在次序具有实质性意义。

首先，外过滤管进行粗滤，对电晶膜管进行保护和延长寿命。再者，电晶膜管重点对电性杂质进行吸附和滤除。然后，活性炭颗粒滤除非电性的微小杂质，这个过程中因为水压指向内过滤管，所以尽量避免了脱落的炭微粒，被电晶膜管吸附，保护了电晶膜管。最后，内过滤管滤除可能脱落的炭微粒和其他漏滤的杂质。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。

参照图1，活性炭过滤管，包括活性炭颗粒1，还包括一双层过滤管；双层过滤管，包括一位于外层的，具有过滤功能的外过滤管2，和一位于内层的，具有过滤功能的内过滤管3；内过滤管3的外径小于外过滤管2的内径，且内过滤管3套装在外过滤管2的中部；内过滤管3与外过滤管2之间，形成盛放空间；盛放空间中填入活性炭颗粒1，且盛放空间上下两端封闭；外过滤管2的外侧为用于进水的进水侧；内过滤管3的内侧为用于出水的出水侧。

活性炭颗粒1可以是颗粒活性炭(GAC)、粉末活性炭(PAC)、颗粒活性炭(GAC)与粉末活性炭(PAC)混合体，中的一种。图1中，为了表述方便，是可见活性炭颗粒的，实际上封闭后，为不可见。活性炭颗粒可以采用载银活性炭材料。或者添加其他辅助过滤材料。

使用中，活性炭过滤管需要安装在过滤滤芯的滤芯外壳中。可以单独用来滤水，也可以与其他滤水组件搭配使用，进行滤水。

可以安装在水龙头过滤滤芯的滤芯外壳中，与水龙头过滤器搭配使用。使本专利可以应用于水龙头过滤器。

可以安装在过滤水壶过滤滤芯的滤芯外壳中，与过滤水壶搭配使用。使本专利可以应用于过滤水壶。

本专利中，是将活性炭颗粒1(包括，颗粒活性炭、粉末活性炭或两者组合)的优点进行保留的前提下，实现烧结活性炭滤芯(CTO)的优点。同时，有消除两个的各种缺点。

上述设计中，将活性炭颗粒1填充在双层过滤管的中空部分。使待过滤水在经过活性炭颗粒1前，首先用外过滤管2进行了一次前置过滤，使大颗粒杂质得以滤除。使得大颗粒杂质不至于占用活性炭颗粒1的过滤使用寿命。

又在活性炭颗粒1后方，用内过滤管3进行了一次后置过滤。后置过滤的一个重要用途，是滤除散落的微小的活性炭粉末。解决了颗粒活性炭(GAC)、粉末活性炭(PAC)由于水流的冲击相互碰撞而破碎，从而导致出水变黑的问题。

相比于烧结活性炭滤芯(CTO)，具有更低的生产成本、更强的吸附能力(吸附功能不再低于颗粒活性炭滤芯)、因微孔不易阻塞具有更长的使用寿命。相比于传统的颗粒活性炭(GAC)或粉末活性炭(PAC)，能够模块化的生产和应用，生产和使用都更方便。因为牢固性可以大于烧结活性炭滤芯(CTO)，也更容易塑形，所以在使用的方便性上，优于烧结活性炭滤芯(CTO)。

另外，烧结活性炭滤芯(CTO)在生产中，因为要添加诸多辅助成分材料，所以在生产和使用中，都会存在一定的污染成。本专利中的设计，在生产中的污染大大降低，使用中的污染更是可以降低到几乎为零。

更进一步，盛放空间中填入压实后的活性炭颗粒1。活性炭颗粒1一般是松散的用于过滤，所以颗粒活性炭，由于颗粒间较大的缝隙，使得活性炭和水流接触不充分，影响过滤。

本专利中，将活性炭颗粒1进行压实后，封装入盛放空间中。缝隙已经很小。所以解决了活性炭和水流接触不充分，影响过滤的问题。

再进一步，活性炭颗粒1采用颗粒活性炭(GAC)与粉末活性炭(PAC)混合体，颗粒活性炭(GAC)间的缝隙用粉末活性炭(PAC)进行填充。进一步解决了活性炭和水流接触不充分，影响过滤的问题。

颗粒活性炭(GAC)与粉末活性炭(PAC)的质量比重优选为，二比三至二比九之间。

这一比重关系，使颗粒活性炭(GAC)用于完成框架的支撑，又可以使粉末活性炭(PAC)起到缝隙填充作用。可用于保证过滤的水流流速和过滤效率同时优化。

外过滤管2和内过滤管3，可采用PP棉管、陶瓷过滤管、附着有过滤材料的玻璃纤维管等。外过滤管2优选采用PP棉管。

PP棉管，可以有效的过滤自来水中大部分的较大颗粒，对水流阻力又较小。因此可以在本专利中，与活性炭颗粒1进行组合使用。

因为较大的颗粒大部分会在接触到活性炭之前被滤除，所以活性炭颗粒1的寿命被大大提升。解决了烧结活性炭滤芯(CTO)寿命较短的问题。

综上，本专利中的上述设计，具有吸附功能大于颗粒活性炭滤芯；使用寿命大于烧结活性炭滤芯(CTO)；过滤水充分流经颗粒活性炭的表面，其内部大部分可以接触使用使用效率大大提高；因为压实所以避免了颗粒活性炭(GAC)由于水流的冲击相互碰撞而破碎，从而导致出水变黑的问题。

而且因为设有内过滤管3，即使各种活性炭材料中存在生产中的残留碎末，也会因为内过滤管3的再次过滤而消除。

因此本专利消除了传统的各种活性炭滤材的不同确定，并对优点进行了保留，同时大大提高了使用寿命。因为牢固度的增加和形状的可塑形增强，使活性炭颗粒1的适用范围大大提高。

内过滤管3还可以优选采用陶瓷过滤管。陶瓷过滤管，可以有效的过滤脱落的活性炭粉末，对水流阻力又较小。因此可以在本专利中，与活性炭颗粒1进行组合使用。另外，陶瓷过滤管硬度较高，可以提高良好的强度支撑。对于本专利中，需要为活性炭施压的结构而言，陶瓷过滤管可以更好的保证施压压力的持续保持。

进一步，盛放在盛放空间中的活性炭颗粒1为经过3公斤以上压力压实后的活性炭颗粒1。再进一步，盛放在盛放空间中的活性炭颗粒1为经过3公斤以上，30公斤以下压力压实后的活性炭颗粒1。

本专利将压力限制在3公斤以上，避免活性炭颗粒之间过于疏松，造成水流大量从表面流过。限制在30公斤以内，避免了压力过高结构过于紧密限制水流。压力是指生产单个活性炭封装式滤芯组件，在封装活性炭颗粒1到盛放空间过程中，使用的压紧压力。并不是讲单位面积的压力。因为活性炭颗粒1弹性不大，所以封口前可以在压紧后松开，再封口。

更进一步，还包括一由电晶膜围绕成的中空的管状，称为电晶膜管；电晶膜管套装在外过滤管2和内过滤管3之间的盛放空间中。

待过滤水(如自来水)在过滤过程中，进行三种类型的过滤，首先是PP棉管进行粗滤，然后是电晶膜管通过电性吸附、活性炭颗粒1进行吸附，完成精细过滤。

电晶膜通过电荷吸附有机、无机和病原污染物，它所具有的正电荷不仅直接抑制病毒、细菌的滋生，而且有主动抓取和叠加吸附的能力。当水中的有害物质和带电离子靠近电晶膜时就会被主动吸附，这些被吸附的杂质经过电荷传导作用又成为新的向外扩张的吸附物。因此可以避免由于拦截的杂质过多而使截留效果降低的可能。

电晶膜是一种基于玻璃纤维基层，表面附着正电荷矿物晶体的过滤材料；具有很高的过滤能力、低压降和较大的比表面积；也是第一种具有主动吸附能力的净水材料；具有大孔径(平均2微米)，高截留精度(0.02微米)，在不破坏高流动性的同时，有效去除污染物，包括:病毒、细菌、重金属、有机物、胶体、细胞碎片、DNA、RNA、TOC等。

虽然电晶膜对于微小颗粒具有很强的吸附作用，但是对于自来水中常见的氯、铅(非胶体)，吸附性较差。但是活性炭颗粒1却可以对这些物质进行良好吸附。

本专利中，通过对过滤材料功能特性，特别针对是自来水的特性进行调配，使过滤性能和生产成本、过滤时间成本等需求之间达到了良好的平衡。

进一步，结构可以优选为，自外到内依次是，外过滤管2、电晶膜管、活性炭颗粒1、内过滤管3。

这一设计，在次序具有实质性意义。

首先，外过滤管2进行粗滤，对电晶膜管进行保护和延长寿命。再者，电晶膜管重点对电性杂质进行吸附和滤除。然后，活性炭颗粒1滤除非电性的微小杂质，这个过程中因为水压指向内过滤管3，所以尽量避免了脱落的炭微粒，被电晶膜管吸附，保护了电晶膜管。最后，内过滤管3滤除可能脱落的炭微粒和其他漏滤的杂质。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围。

Claims (10)

1.活性炭过滤管，包括活性炭颗粒，其特征在于，还包括一双层过滤管；

所述双层过滤管，包括一位于外层的，具有过滤功能的外过滤管，和一位于内层的，具有过滤功能的内过滤管；

内过滤管的外径小于外过滤管的内径，且内过滤管套装在外过滤管的中部；

内过滤管与外过滤管之间，形成盛放空间；

盛放空间中填入活性炭颗粒，且盛放空间上下两端封闭；

外过滤管的外侧为用于进水的进水侧；

内过滤管的内侧为用于出水的出水侧。

2.根据权利要求1所述的活性炭过滤管，其特征在于：活性炭颗粒是颗粒活性炭、粉末活性炭、颗粒活性炭与粉末活性炭混合体，中的一种。

3.根据权利要求1所述的活性炭过滤管，其特征在于：盛放空间中填入压实后的活性炭颗粒。

4.根据权利要求1所述的活性炭过滤管，其特征在于：活性炭颗粒是颗粒活性炭与粉末活性炭混合体，颗粒活性炭与粉末活性炭的质量比重为，二比三至二比九之间。

5.根据权利要求1所述的活性炭过滤管，其特征在于：外过滤管和内过滤管，可采用PP棉管、陶瓷过滤管、附着有过滤材料的玻璃纤维管中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的活性炭过滤管，其特征在于：外过滤管采用PP棉管。

7.根据权利要求1所述的活性炭过滤管，其特征在于：内过滤管采用陶瓷过滤管。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的活性炭过滤管，其特征在于：盛放在盛放空间中的活性炭颗粒为经过3公斤以上压力压实后的活性炭颗粒。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的活性炭过滤管，其特征在于：盛放在盛放空间中的活性炭颗粒为经过3公斤以上，30公斤以下压力压实后的活性炭颗粒。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的活性炭过滤管，其特征在于：还包括一由电晶膜围绕成的中空的管状，称为电晶膜管；所述电晶膜管套装在所述外过滤管和内过滤管之间的盛放空间中。

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