CN221479608U - 一种负压真空成型活性炭滤芯的制作装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，包括：真空模具，用于容纳活性炭原料混合物，真空模具内设有空腔，在空腔内设置有过滤部件，活性炭原料混合物放置在过滤部件上；以及负压装置与真空模具的底部连接；通过启动负压装置使空腔形成负压真空的腔体，通过过滤部件分离活性炭原料混合物的液体，活性炭原料混合物成型于真空模具内。本申请通过负压装置产生压力差，对活性炭原料混合物施加挤压抽吸作用，去除多余水分和气泡，在压力差作用下，产生的游离水被排出，同时固相颗粒在外荷载的作用下被压缩密实，不断挤压游离水和气泡并及时填充他们移动后留下的孔隙，从而固压成型，且极大的保留了活性炭的吸附功能。

Description

一种负压真空成型活性炭滤芯的制作装置

技术领域

本实用新型涉及活性炭滤芯制作设备领域，具体涉及一种负压真空成型活性炭滤芯的制作装置。

背景技术

活性炭是我们生活中常用的净化吸附材料，在很多行业都有使用，根据市场的需求，生产技术不同，生产的形状外观也不同，共同特征都是具有好的吸附能力，活性炭的优点是净化空气、水处理、脱色，除氯等；

目前传统活性炭滤芯可分为热挤出成型压缩炭棒滤芯、手工套膜烧结成型炭棒滤芯、连续烧结成型炭棒滤芯和颗粒活性炭滤芯，不管生产厂家采用任何一种方法制备以上滤芯，不可避免都会面临同一个难题：活性炭微粉的处理，活性炭微粉也叫粉末活性炭，通常指活性炭目数大于200目及以上的微颗粒，由于目数大于200目，活性炭颗粒太小，传统制备方法如采用该小颗粒活性炭微粉，则根本无法成型或导致降低活性炭吸咐能力。

例如在传统的挤压式滤芯做法中，主要分为热挤出与烧结，热挤出即混合原料在机筒内加热同时，在螺杆作用下外推，受热胶粉熔化后粘连炭粉颗粒，挤出后风冷成型炭棒，因为其压力大，往往料间的微孔会有少部分强制闭合，从而变成了仅存在活性炭的外比表面积，减少了活性炭吸咐能力。因此每年相关厂家对于200目以上活性炭微粉的处理只能是抛弃处理，由此则造成巨大的资源浪费。

实用新型内容

本实用新型的一种负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，可有效解决现有的活性炭微粉难以处理导致资源浪费的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，包括：

真空模具，用于容纳活性炭原料混合物，所述真空模具内设有空腔，在所述空腔内设置有过滤部件，所述活性炭原料混合物放置在所述过滤部件上；

负压装置，所述负压装置与所述真空模具的底部连接；

通过启动所述负压装置使所述空腔形成负压真空的腔体，通过所述过滤部件分离所述活性炭原料混合物的液体，所述活性炭原料混合物成型于所述真空模具内。

在一些实施方式中，包括储水容器，所述储水容器连接在所述真空模具的底部，所述负压装置与所述储水容器连接。由此，通过储水容器以储存负压后活性炭原料混合物排出的液体。

在一些实施方式中，所述负压装置连接在所述储水容器上且靠近所述真空模具的一端。由此，活性炭原料混合物排出的液体积蓄在储水容器的底部，负压装置与储水容器连接的一端不会被堵塞或者将液体抽吸出来。

在一些实施方式中，所述储水容器在靠近所述真空模具的一端设有连接管，所述负压装置与所述连接管连接。由此，储水容器可以延伸出连接管，方便与负压装置的抽吸管连接。

在一些实施方式中，在所述连接管内设有防逆流阀。由此，通过防逆流阀以防止抽吸过程中影响空腔的负压环境，及防止空气倒流，保证活性炭滤芯成型的质量。

在一些实施方式中，所述储水容器设有密封口，所述真空模具的底部设有输出管，所述输出管可拆卸的与密封口连接。由此，通过输出管可拆卸的与密封口连接以方便更换原料，且方便排出积蓄在储水容器的液体。

在一些实施方式中，所述输出管与所述过滤部件之间具有倾斜部，所述倾斜部与所述过滤部件抵接。由此，倾斜部用于支撑过滤部件，避免抽吸过程中翻转脱离，倾斜部有利于简化真空模具的结构。

在一些实施方式中，所述真空模具还设有密封盖，所述真空模具的顶部设有用于输入所述活性炭原料混合物的开口，所述密封盖可拆卸的与所述开口连接。由此，密封盖可拆卸的与真空模具连接，方便输入原料，以及取出成型后的活性炭滤芯。

在一些实施方式中，所述空腔的形状为圆柱形、圆锥形、圆台形、多棱柱形、正方体形或长方体形中任一种。由此，通过改变空腔的形状可初步成型出不同形状的滤芯，提高了滤芯的适用性。

在一些实施方式中，所述空腔内设有支撑网，所述支撑网抵接在所述过滤部件的底部且与所述空腔的内壁连接。由此，通过支撑网以便支撑过滤部件，防止过滤部件变形或脱离。

本实用新型的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：

本申请通过在真空模具内设置过滤部件，再将活性炭原料混合物容纳在真空模具的空腔内，利用负压装置将活性炭原料混合物固压成型，且对活性炭原料混合物具有抽湿作用，通过负压装置产生压力差，对活性炭原料混合物施加挤压抽吸作用，去除多余水分和气泡，在压力差作用下，产生的游离水被排出，同时固相颗粒在外荷载的作用下被压缩密实，不断挤压游离水和气泡并及时填充他们移动后留下的孔隙，从而固压成型，且极大的保留了活性炭的吸附功能。

附图说明

图1为本实用新型的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置的立体图；

图2为本实用新型中真空模具和储水容器的截面图；

图3为图2中A部分的放大图；

图4为本实用新型中真空模具另一种实施方式的示意图。

图中：1-真空模具、2-负压装置、3-储水容器、4-活性炭原料混合物、5-防逆流阀、6-支撑网、11-空腔、12-滤网、13-密封盖、14-开口、1a-容纳部、1b-倾斜部、1c-输出管、31-密封口、32-连接管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“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。

本实用新型涉及一种负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，能够容纳活性炭原料混合物并将其挤压成型以便形成活性炭滤芯，本申请中的活性炭原料混合物指的是加水后由固相、液相和气相组成非均匀多项分散介质，固相主要是原料(包括活性炭微粉)，液相为纯水悬浮液，包括游离水，孔隙水和固相表面吸附水；气相则是单独存在或含于水中的大小气泡以及吸附于固相表面的气膜。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置(以下简称“该装置”)。以该装置的重力方向指向的一端为底部(下侧)，重力方向的反向指向的一端为顶部(上侧)，如图1所示，该装置包括真空模具1、负压装置2和储水容器3。

如图2所示，真空模具1用于提供能够形成负压真空的空间，其能够容纳活性炭原料混合物4，真空模具1为内部中空的漏斗形结构，即真空模具1的内部设有中空的空腔11，空腔11能够容纳活性炭原料混合物4，在重力方向上，真空模具1包括依次连接的开口14、容纳部1a、倾斜部1b和输出管1c，开口14位于真空模具1的顶部，与空腔11连通，可以从开口14的位置输入活性炭原料混合物4，真空模具1的顶部设有密封盖13，密封盖13与开口14可拆卸连接，能够密封覆盖开口14，可以采用螺纹连接或者卡接的方式，优选的，在开口14和密封盖13之间增加一个密封圈，防止泄露，或者直接将密封圈安装在密封盖13上。容纳部1a位于开口14的下侧，容纳部1a在对应的空腔11位置是活性炭原料混合物4成型的位置，本实施例中，容纳部1a采用圆筒形，容纳部1a与对应空腔11的位置的形状相同，因此可通过改变容纳部1a的形状以形成不同的空腔11的形状，使得活性炭原料混合物4成型出相对应的外形，例如空腔11的形状可以为圆柱形、圆锥形、圆台形、多棱柱形、正方体形或长方体形中任一种，可根据实际需求设计。

如图3所示，倾斜部1b位于容纳部1a的下侧，倾斜部1b使得真空模具1的下侧形成漏斗形结构，空腔11内设有过滤部件，过滤部件为滤网12，滤网12主要用于分离活性炭原料混合物4包含的液体，例如水分，滤网12孔径为≥400目，使用时活性炭原料混合物4能够放置在滤网12上，使得活性炭微粉不能通过，其中，滤网12对应位于容纳部1a内，且在倾斜部1b和容纳部1a具有交接处，即倾斜部1b抵接在该交接处上，倾斜部1b能够提供过滤部件支撑抵接的作用。输出管1c位于真空模具1的底部，其为管状结构且内部为中空能够与空腔11连通，活性炭原料混合物4的水分能够流经输出管1c后输出。

如图1所示，负压装置2与真空模具1的底部连接，负压装置2为负压真空泵，具体的，负压装置2通过储水容器3与真空模具1的连接，储水容器3用于储存通过滤网12分离出的水分，储水容器3与真空模具1的底部连接，负压装置2连接在储水容器3上靠近真空模具1的一端(即靠近储水容器3顶部的一端)，因此使得积蓄的分水储存在储水容器3的底部，负压装置2的连接端能够避免与分离的分水接触，防止进入负压装置2造成堵塞，影响空腔11形成的负压真空环境。

其中，储水容器3与真空模具1的底部可拆卸连接，具体的，储水容器3设有密封口31，真空模具1的输出管1c与密封口31可拆卸连接，输出管1c可插入到密封口31内，为保持较好密封效果，密封口31内一般设有橡胶层、硅胶层或密封圈等保持密闭性的结构，因此储水容器3的内部能够与空腔11连通，优选的，输出管1c插入密封口31后，可在密封口31的外圈增加锁紧结构，例如旋拧锁环，以进一步加固密封性。

储水容器3在靠近(其顶部)真空模具1的一端设有连接管32，如图2所示，连接管32可以是储水容器3在其内部延伸的部分，与储水容器3的中空内部连通，连接管32的末端与负压装置2连接，具体与负压装置2引出的管体连接，当启动负压装置2时，通过对储水容器3抽吸真空，使得空腔11能够形成负压真空的腔体。进一步的，在连接管32内设有防逆流阀5，防逆流阀5用于在负压装置2抽吸过程中防止空气倒流，影响空腔11形成负压真空的环境，防逆流阀5的其他结构可参考现有技术，也可以将防逆流阀5替换为单向阀。在其他实施例中，在连接管32外设置控制防逆流阀5的开关，以便随时控制防逆流阀5的工作状态，也能够保持空腔11的工作时长。

在一些实施例中，如图4所示，在空腔11内设有支撑网6，支撑网6可采用硬质材质，其设置在滤网12的下侧，能够与滤网12抵接以支撑滤网12，支撑网6的边缘形状与空腔11的内壁形状相适配，支撑网6的边缘与空腔11的内壁连接，因此在负压装置2抽吸过程中能够保证滤网12不会变形或者脱离，排出的水分也能够从支撑网6输出至真空模具1的底部。

在其他实施例中，可以省略储水容器3，真空模具1的底部可以延伸至能够容纳储存水分的空间，例如将输出管1c的长度延伸，并将其底部密封，负压装置2与输出管1c上靠近滤网12的一端连接，水分能够储存在输出管1c的底部，完成后再将水分倒出。或者，将输出管1c的底部设置为可拆卸的结构，完成后将储存的水分从其底部排出。

工作原理：将活性炭原料混合物4放置在滤网12上时，再用密封盖13密封使空腔11形成密闭空间，通过负压装置2时空腔11形成负压真空以便进行吸附抽湿，此时空腔11内与室外的压力不同，产生压力差，对活性炭原料混合物4施加挤压抽吸作用，去除多余水分和气泡，在压力差作用下，产生的游离水被排出，同时固相颗粒(活性炭微粉)在外荷载的作用下被压缩密实，不断挤压游离水和气泡并及时填充固相颗粒移动后留下的孔隙，从而固压成型，取出脱模后不用带模烧结即可初步定型，大大提高了模具的实用效率。

本申请提供了由10-20％的粘结剂和90～80％份的活性炭微粉(≥200目)，经过混料、装填、负压真空抽湿、出模、烧结以上步骤制得最终的滤芯产品，粘结剂为超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯的分子量优选为150万～500万。

可参考以下湿法成型实施步骤：

1.将活性炭微粉与粘结剂充分混合，加入纯水中搅拌均匀，形成活性炭原料混合物4。

2.将真空模具1与储水容器3连接，在真空模具1的空腔11内放置对应的滤网12(滤网12能够分离水分)。

3.将均匀混合后的活性炭原料混合物4倒入真空模具1中，使得活性炭原料混合物4能够容纳在滤网12上，关闭密封盖13。

4.启动负压装置2，在负压装置2抽空作用下，活性炭原料混合物4能中的水分迅速抽出，其中的活性炭微粉在真空模具1的空腔11内通过产生压力初步成型；

5.关闭负压装置2，取出真空模具1，打开密封盖13，将半成型产品移出负压模具，放置于金属模具板中。

6.经过步骤5循环往复，制得一定量半成型滤芯，最后将装有滤芯的模具板推入烧结炉中，采用设定温度烧结成型后取出冷却，制得实心滤芯或滤片。

综上所述，因为湿法成型在烧结前已经进行了一次水溶过程，表面能较低，能有效吸附并留住水分子，因此通过该装置制成的活性炭滤芯亲水性能优越，压降合理，以纯活性炭微粉(≥200目)为原料，所成型的滤芯吸附功能强大，除氯，脱色等性能优越，杜绝了极大地工业浪费。传统挤出或压缩活性炭因为直接干法成型滤芯，胶粉会比较脆，如果运输或使用过程中剧烈震荡会引起断裂，湿法成型的滤芯由于胶粉过水后再分离水份，进烤炉加热过程中熔点没有那么迅速和高温，相比之下提高了柔韧性，可避免运输途中由于剧烈震动造成的滤芯断层现象。湿法成型由于负压真空泵可调节，故可根据不同需要调节精度，由于采用微粉为原料，故可生产高精度特殊滤芯，可采用不同真空模具1，生产不用形状的滤芯，做到非标异型定制。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，其特征在于，包括：

真空模具，用于容纳活性炭原料混合物，所述真空模具内设有空腔，在所述空腔内设置有过滤部件，所述活性炭原料混合物放置在所述过滤部件上；

负压装置，所述负压装置与所述真空模具连接；

通过启动所述负压装置使所述空腔形成负压真空的腔体，通过所述过滤部件分离所述活性炭原料混合物的液体，所述活性炭原料混合物成型于所述真空模具内。

2.根据权利要求1所述的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，其特征在于，包括储水容器，所述储水容器连接在所述真空模具的底部，所述负压装置通过所述储水容器与所述真空模具连接。

3.根据权利要求2所述的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，其特征在于，所述负压装置连接在所述储水容器上且靠近所述真空模具底部的一端。

4.根据权利要求2所述的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，其特征在于，所述储水容器在靠近所述真空模具的一端设有连接管，所述负压装置与所述连接管连接。

5.根据权利要求4所述的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，其特征在于，在所述连接管内设有防逆流阀。

6.根据权利要求2所述的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，其特征在于，所述储水容器设有密封口，所述真空模具的底部设有输出管，所述输出管可拆卸的与所述密封口连接。

7.根据权利要求6所述的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，其特征在于，所述输出管与所述过滤部件之间具有倾斜部，所述倾斜部与所述过滤部件抵接。

8.根据权利要求2所述的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，其特征在于，所述真空模具还设有密封盖，所述真空模具的顶部设有用于输入所述活性炭原料混合物的开口，所述密封盖可拆卸的与所述开口连接。

9.根据权利要求1所述的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，其特征在于，所述空腔的形状为圆柱形、圆锥形、圆台形、多棱柱形、正方体形或长方体形中任一种。

10.根据权利要求1所述的负压真空成型活性炭滤芯的制作装置，其特征在于，所述空腔内设有支撑网，所述支撑网抵接在所述过滤部件的底部且与所述空腔的内壁连接。