一種多梯度活性炭燒結濾芯及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及凈水器濾芯的【技術領域】，具體地說，涉及一種多梯度活性炭燒結濾芯及其制造方法。所述濾筒包括至少二層濾層，所述濾層為由不同粒度的活性炭粉、不同粒度的KDF濾料和超高分子量聚乙烯粉混合燒結制成的濾層，所述濾層的橫截面為若干個內徑不同的同軸圓環(huán)，所述外側的濾層粒度大于內側的濾層粒度。將活性炭粉與KDF濾料混合，按照活性炭粉粒度不同制成各個過濾精度不同的濾層，每一層濾層都帶有過濾和去氯的功能，可以有效提升活性炭粉余氯去除效果，沿徑向方向由外到內微孔孔徑由大到小變化，具有外疏內密的漸緊式結構，實現(xiàn)梯度過濾，可有效提升濾芯容納水體中顆粒雜質，可提高濾芯過濾精度，可抗污堵延長濾芯使用壽命。
【專利說明】一種多梯度活性炭燒結濾芯及其制造方法
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及凈水器濾芯的【技術領域】，具體地說，涉及一種多梯度活性炭燒結濾芯及其制造方法。
【背景技術】:
[0002]自來水多采用天然河流水、地下水為水源，經(jīng)常會含有一些膠體、藻類，甚至是工業(yè)產(chǎn)生的一些有機物、金屬離子等物質。諸多疾病案例證實，飲水水質某些指標超標會引起身體健康損害，于此同時，作為目前最常用的高效低成本的自來水殺菌劑，氯仍被許多國家廣泛采用，在管網(wǎng)末端必須保持一定濃度余氯來殺菌滅菌。由于氯的刺激性氣味，會使人乏味、惡心感，特別是夏季氣溫高，細菌繁殖速度快，自來水中需要保持比其他時間更高的余氯濃度，產(chǎn)生的余氯刺激氣味也越強。更高濃度的余氯其活性也越高，對自來水鐵管、鐵質水龍頭等具有腐蝕性，常常打開水龍頭第一時間會看到紅褐色的水流出，這就是因為在余氯存在下鐵更容易被氧化而產(chǎn)生紅褐色的鐵銹，甚至，自來水中余氯結合水中有機物時，產(chǎn)生四氯化碳、二氯乙醇、以及三鹵甲烷等，可能傷害中樞機能、肝、腎、致畸以及致癌，煮沸后不能去除。所以從健康飲水角度出發(fā)，不管是生活在人口稠密的城市，還是人口相對稀少的農(nóng)村，對生活用水進行預處理凈化都是必要的。現(xiàn)有技術中的活性炭濾芯，濾筒部分常有三種類型的結構:一是所述濾筒部分采用均質的燒結活性炭組成；二是所述濾筒部分采用均質的顆?；钚蕴拷M成；三是所述濾筒由外層燒結活性炭和內層KDF濾料共同組成，采用上述結構的活性炭濾芯，濾筒部分要么是均質的，幾乎不具有過濾功能，即使是通過在活性炭濾層的中空部分填上KDF濾料以便于可以對飲水中的有機物、金屬離子以及余氯有一定的去除作用，但效果不明顯，雖然可以對飲水進行一定程度的凈化，但過濾精度較低，雜質容量較小，容易污堵，進而所述的濾芯使用壽命較低。

【發(fā)明內容】
:`[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種過濾精度較高，雜質容量較大，且不容易污堵，使用壽命較長的多梯度活性炭燒結濾芯及其制造方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用這樣一種多梯度活性炭燒結濾芯，它包括第一塑料端蓋、第二塑料端蓋、硫化橡膠圈、纖維膜和濾筒，所述濾筒一端與第一塑料端蓋連接，另一端與第二塑料端蓋連接，所述硫化橡膠圈安裝于第一塑料端蓋，所述濾筒包括至少二層濾層，所述濾層為由不同粒度的活性炭粉、不同粒度的KDF濾料和超高分子量聚乙烯粉混合燒結制成的濾層，所述濾層的橫截面為若干個內徑不同的同軸圓環(huán)，所述外側的濾層粒度大于內側的濾層粒度。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術中的多梯度活性炭燒結濾芯相比，具有以下優(yōu)點:將活性炭粉與KDF濾料混合，按照活性炭粉粒度不同制成各個過濾精度不同的濾層，每一層濾層都帶有過濾和去氯的功能，代替現(xiàn)有技術中的過濾與去氯分開的技術方案，可以有效提升活性炭粉余氯去除效果，沿徑向方向由外到內微孔孔徑由大到小變化，具有外疏內密的漸緊式結構，實現(xiàn)梯度過濾，可有效提升濾芯容納水體中顆粒雜質，可提高濾芯過濾精度，可抗污堵延長濾芯使用壽命。
[0006]作為優(yōu)選，所述濾層中的KDF濾料包括KDF55濾料和KDF85濾料，所述KDF濾料為不規(guī)則碎屑狀，所述KDF濾料占各濾層總質量的1%?30%，通過氧化還原作用使水中的余氯被還原，而消除氯的不愉快味覺和嗅覺。
[0007]作為又一優(yōu)選，所述KDF濾料占各濾層總質量的5%?20%，效果最佳。
[0008]作為又一優(yōu)選,所述超高分子量聚乙烯粉為食品級材料,其分子量為200萬?600萬，粒度為50?300目，起粘合劑的作用，使得濾筒的結構更緊密。
[0009]作為又一優(yōu)選，所述超高分子量聚乙烯粉的分子量為200萬?400萬，粒度為100?200目，粘合效果更好，濾筒整體更光滑和精致。
[0010]作為又一優(yōu)選，所述活性炭粉的碘吸附值為每克600?1800毫克，四氯化碳吸附值大于等于55%，所述活性炭粉的粒度為60?300目，將活性炭粉與KDF濾料協(xié)同使用，按GB/T5750.11—2006檢測，可處理余氯濃度Ippm?0.2ppm的自來水500升?5000升，余氣去除率可達99%。
[0011]作為又一優(yōu)選，所述活性炭粉的粒度為120?300目，過濾效果更佳。
[0012]作為又一優(yōu)選，所述濾筒4包括I級濾層、2級濾層和3級濾層，所述I級濾層的過濾精度為10微米?3微米，所述2級濾層的過濾精度為5微米?I微米，所述3級濾層的過濾精度為3微米?0.5微米,過濾效果更佳。
[0013]作為又一優(yōu)選，所述I級濾層的粒度為60?200目，所述2級濾層的粒度為100?300目，所述3級濾層的粒度為120?300目，結構設計科學合理，能有效去除水體中大于
0.5微米的泥沙、膠體、細菌、鐵銹等污染物，在同等工況下比普通活性炭粉燒結濾芯可延長使用2?5個月。
[0014]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用這樣一種多梯度活性炭粉燒結濾芯的制造方法，它包括以下步驟:
[0015](I)制備中空圓柱形模具，備用；
[0016](2)濾料篩選，篩選碘吸附值為每克600?1800毫克，四氯化碳吸附值大于等于55%,粒度為60?300目的活性炭粉若干,分子量為200萬?600萬的超聞分子量聚乙烯粉若干，小于等于30目的KDF濾料若干；
[0017](3)濾料分級，按照活性炭粉的粒度、超高分子量聚乙烯粉的分子量和KDF濾料的將步驟2中的濾料分為η個等級(η≥2, η=2, 3, 4...)；
[0018](4)濾料配制，將步驟3中每個等級的濾料分別按質量分數(shù)比配制好后混合均勻，加入旋轉加熱攪拌器中加熱至110攝氏度；
[0019](5)裝料，將步驟4后的不同等級的濾料按照其活性炭粉粒度從大到小的順序分別從外到內地徑向η梯度地裝入步驟I中備好的中空圓柱形模具，在0.1MPa?IOMPa的壓力下壓實；
[0020](6)燒制，將步驟5后的中空圓柱形模具放入高溫燒結爐中燒結30?180分鐘，所述高溫燒結爐的溫度控制在80?280攝氏度，然后自然冷卻至50?60攝氏度，脫模，濾筒成型。
[0021](7)整合，在步驟6后的濾筒外側壁用孔徑為5?IOum的纖維膜或熔噴纏繞，濾筒一端用熱塑性粘合劑與第一塑料端蓋粘合，另一端與第二塑料端蓋粘合，在第一塑料端蓋的另一側安裝硫化橡膠圈，濾芯成型。
[0022]本發(fā)明與現(xiàn)有技術中的多梯度活性炭粉燒結濾芯的制造方法相比，具有以下優(yōu)點:制造工藝簡單，成本較低，制造出的產(chǎn)品過濾精度高，除氯效果好，使用壽命長。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0023]圖1是本發(fā)明的一種多梯度活性炭燒結濾芯的結構示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明的一種多梯度活性炭燒結濾芯的實施例截面圖之一；
[0025]圖3是本發(fā)明的一種多梯度活性炭燒結濾芯的實施例截面圖之二 ；
[0026]圖中所示:1、硫化橡膠圈，2、第一塑料端蓋，3、第二塑料端蓋，4、濾筒，5、濾層，6、KDF濾料，7、活性炭。
【具體實施方式】:
[0027]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0028]本發(fā)明的一種多梯度活性炭燒結濾芯，它包括第一塑料端蓋2、第二塑料端蓋3、硫化橡膠圈1、纖維膜和濾筒4，所述濾筒4 一端與第一塑料端蓋2連接，另一端與第二塑料端蓋3連接，所述硫化橡膠圈I安裝于第一塑料端蓋2，所述濾筒4包括至少二層濾層5，所述濾層5為由不同粒度的活性炭粉、不同粒度的KDF濾料和超高分子量聚乙烯粉混合燒結制成的濾層5，所述濾層5的橫截面為若干個內徑不同的同軸圓環(huán)，所述外側的濾層5粒度大于內側的濾層5粒度。其中，所述濾層5中的KDF濾料包括KDF55濾料和KDF85濾料，所述KDF濾料為不規(guī)則碎屑狀，所述KDF濾料占各濾層5總質量的1%?30%，更進一步地說，所述KDF濾料占各濾層5總質量的5%?20%,換句話說，所述KDF濾料占組成該濾芯的濾料的總質量的5%?20%,所述超高分子量聚乙烯粉為食品級材料,其分子量為200萬?600萬，粒度為50?300目。進一步說，所述超高分子量聚乙烯粉的分子量為200萬?400萬，粒度為100?200目，此效果更佳，所述活性炭粉的碘吸附值為每克600?1800毫克，四氯化碳吸附值大于等于55%，所述活性炭粉的粒度為60?300目，進一步說，所述活性炭粉的粒度為120?300目，本發(fā)明的一種多梯度活性炭燒結濾芯，其濾筒4包括至少二層濾層5，換句話說，所述濾筒4可包括η級濾層5，(η≥2，η=2，3，4…)，將不同粒度的濾料分別加入各個用于制造濾層5的模具空間，粒度最大的濾料裝填于I級濾層空間，位于濾筒的最外層，粒度次小的裝填于2級濾層空間，粒度更小的裝填于3級濾層空間，粒度最小的裝填于η級濾層空間，位于濾筒的最內層，由此實現(xiàn)I級濾層到η級濾層填料粒度由大到小的逐級遞減，實現(xiàn)過濾精度逐級提高，比如，所述濾筒4包括I級濾層、2級濾層和3級濾層，所述I級濾層的過濾精度為10微米?3微米，所述2級濾層的過濾精度為5微米?I微米，所述3級濾層的過濾精度為3微米?0.5微米。所述I級濾層的粒度為60?200目，所述2級濾層的粒度為100?300目，所述3級濾層的粒度為120?300目，當然，這只是本發(fā)明的其中一個實施例，還可有其他實施例。本發(fā)明涉及的一種多梯度活性炭粉燒結濾芯的制造方法，它包括以下步驟:1、制備中空圓柱形模具，備用；2、濾料篩選，篩選碘吸附值為每克600?1800毫克，四氯化碳吸附值大于等于55%，粒度為60?300目的活性炭粉若干，分子量為200萬?600萬的超高分子量聚 乙烯粉若干，小于等于30目的KDF濾料若干；3、濾料分級，按照活性炭粉的粒度、超高分子量聚乙烯粉的分子量和KDF濾料的將步驟2中的濾料分為η個等級(n ≥2，η=2，3，4...);4、濾料配制，將步驟3中每個等級的濾料分別按質量分數(shù)比配制好后混合均勻，加入旋轉加熱攪拌器中加熱至110攝氏度；5、裝料，將步驟4后的不同等級的濾料按照其活性炭粉粒度從大到小的順序分別從外到內地徑向η梯度地裝入步驟I中備好的中空圓柱形模具，在0.1MPa?IOMPa的壓力下壓實；6、燒制，將步驟5后的中空圓柱形模具放入高溫燒結爐中燒結30?180分鐘，所述高溫燒結爐的溫度控制在80?280攝氏度，然后自然冷卻至50?60攝氏度，脫模，濾筒4成型。7、整合，在步驟6后的濾筒4外側壁用孔徑為5?IOum的纖維膜或熔噴纏繞，濾筒4 一端用熱塑性粘合劑與第一塑料端蓋2粘合，另一端與第二塑料端蓋3粘合，在第一塑料端蓋2的另一側安裝硫化橡膠圈I，濾芯成型。
[0029]實施例一
[0030]所述濾芯它包括第一塑料端蓋2、第二塑料端蓋3、硫化橡膠圈1、纖維膜和濾筒4，所述濾筒4 一端與第一塑料端蓋2連接，另一端與第二塑料端蓋3連接，所述硫化橡膠圈I安裝于第一塑料端蓋2，所述濾筒4包括2層濾層，所述濾層5為由不同粒度的活性炭粉、不同粒度的KDF濾料和超高分子量聚乙烯粉混合燒結制成的濾層5，所述濾層5的橫截面為2個內徑不同的同軸圓環(huán)，所述外側的濾層5粒度大于內側的濾層5粒度，以下稱為二梯度過濾的高效燒結活性炭粉濾芯。
[0031]二梯度過濾的高效燒結活性炭粉濾芯，見附圖2:制備中空圓柱形模具，模腔內徑16毫米，模腔外徑46毫米，長度200毫米；篩選碘吸附值大于等于1000mg/g、四氯化碳吸附值大于等于55%的優(yōu)質椰殼活性炭粉80目X 160目；采用三井250萬分子量的超高分子量聚乙烯粉；先將活性碳與超高分子量聚乙烯微粉按質量7:3配制；再選擇呈不規(guī)則碎屑、薄片狀粒度小于等于30目的KDF濾料，包括KDF55濾料和KDF85濾料，KDF用量占總濾料質量的8% ;按上述組成比例配料，在旋轉加熱攪拌器內將混合均勻的粉末物料加熱至110°C。再次篩選碘吸附值大于等于1000mg/g、四氯化碳吸附值大于等于55%的優(yōu)質椰殼活性炭粉120目X 180目；采用三井350萬分子量的超高分子量聚乙烯粉；將活性碳與超高分子量聚乙烯粉按微粉質量比13:7配制，按上述組成比例配料，在旋轉加熱攪拌器內將混合均勻的粉末物料加熱至110°C。將上述2種不同粒度的加熱混合物料沿模具徑向2梯度裝填，80目X160目級的混合料裝填外層，厚度保持8毫米，120目X 180目級的混合料裝填內層，厚度保持7毫米；將混合料壓實，進入燒結爐240°C燒結90分鐘；出爐冷卻至50°C脫模，濾筒4成型；濾筒4外側壁用孔徑為5微米的纖維膜纏繞，濾筒4 一端用熱塑性粘合劑與第一塑料端蓋2粘合，另一端與第二塑料端蓋3粘合，在第一塑料端蓋2的另一側安裝硫化橡膠圈I，濾芯成型。
[0032]實施例二
[0033]所述濾芯它包括第一塑料端蓋2、第二塑料端蓋3、硫化橡膠圈1、纖維膜和濾筒4，所述濾筒4 一端與第一塑料端蓋2連接，另一端與第二塑料端蓋3連接，所述硫化橡膠圈I安裝于第一塑料端蓋2，所述濾筒4包括3層濾層5，所述濾層5為由不同粒度的活性炭粉、不同粒度的KDF濾料和超高分子量聚乙烯粉混合燒結制成的濾層5，所述濾層5的橫截面為3個內徑不同的同軸圓環(huán)，所述外側的濾層5粒度大于內側的濾層5粒度，以下稱為三梯度過濾的高效燒結活性炭粉濾芯。[0034]三梯度過濾的高效燒結活性炭粉濾芯，見附圖3:制備中空圓柱形模具，模腔內徑16毫米，模腔外徑46毫米，長度200毫米；篩選碘吸附值大于等于1000mg/g、四氯化碳吸附值大于等于55%的優(yōu)質椰殼活性炭粉80目X 160目；采用北京助劑二廠250萬分子量的超高分子量聚乙烯粉；將活性碳與超高分子量聚乙烯粉按質量比13:7配制，再選擇呈不規(guī)則碎屑狀粒度小于等于30目的KDF濾料，包括KDF55濾料和KDF85濾料，KDF用量占總濾料質量6% ;按上述組成比例配料，在旋轉加熱攪拌器內將混合均勻的粉末物料加熱至110°C ；篩選碘吸附值大于等于1000mg/g、四氯化碳吸附值大于等于55%的優(yōu)質椰殼活性炭粉120目X 180目；采用北京助劑二廠250萬分子量的超高分子量聚乙烯粉；按活性碳粉與超高分子量聚乙烯粉質量比為17:3 ;選擇呈不規(guī)則碎屑狀粒度小于等于30目的KDF濾料，KDF用量占總濾料質量3% ;按上述組成比例配料，在旋轉加熱攪拌器內將混合均勻的粉末物料加熱至110°C ;篩選碘吸附值大于等于1000mg/g、四氯化碳吸附值大于等于55%的優(yōu)質椰殼活性炭粉160目X300目，其中大于60目與小于250目的優(yōu)質椰殼活性炭粉占比不大于40% ;采用三井300萬分子量的超高分子量聚乙烯粉；按活性碳粉與超高分子量聚乙烯粉質量比為7:3，按上述組成比例配料，在旋轉加熱攪拌器內將混合均勻的粉末物料加熱至110°C;將上述3種不同粒度的加熱混合物料沿模具徑向3梯度裝填，80目X 160目級的混合料裝填I級濾層，厚度保持6毫米；120目X 180目級的混合料裝填2級濾層，厚度保持5毫米；160目X300目級的混合料裝填3級濾層，厚度保持4毫米；將混合料壓實，進入燒結爐220°C燒結100分鐘；出爐冷卻至60°C脫模，濾筒4成型；濾筒4外側壁用孔徑為5微米的纖維膜纏繞，濾筒4 一端用熱塑性粘合劑與第一塑料端蓋2粘合，另一端與第二塑料端蓋3粘合，在第一塑料端蓋2的另`一側安裝硫化橡膠圈1，濾芯成型。
【權利要求】
1.一種多梯度活性炭燒結濾芯，它包括第一塑料端蓋、第二塑料端蓋、硫化橡膠圈、纖維膜和濾筒，所述濾筒一端與第一塑料端蓋連接，另一端與第二塑料端蓋連接，所述硫化橡膠圈安裝于第一塑料端蓋，其特征在于，所述濾筒包括至少二層濾層，所述濾層為由不同粒度的活性炭粉、不同粒度的KDF濾料和超高分子量聚乙烯粉混合燒結制成的濾層，所述濾層的橫截面為若干個內徑不同的同軸圓環(huán)，所述外側的濾層粒度大于內側的濾層粒度。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種多梯度活性炭燒結濾芯，其特征在于，所述濾層中的KDF濾料包括KDF55濾料和KDF85濾料，所述KDF濾料為不規(guī)則碎屑狀，所述KDF濾料占各濾層總質量的1%?30%。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種多梯度活性炭燒結濾芯，其特征在于，所述KDF濾料占各濾層總質量的5%?20%。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種多梯度活性炭燒結濾芯，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯粉為食品級材料，其分子量為200萬?600萬，粒度為50?300目。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種多梯度活性炭燒結濾芯，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯粉的分子量為200萬?400萬，粒度為100?200目。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種多梯度活性炭燒結濾芯，其特征在于，所述活性炭的碘吸附值為每克600?1800毫克，四氯化碳吸附值大于等于55%，所述活性炭的粒度為60?300 目。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種多梯度活性炭燒結濾芯，其特征在于，所述活性炭的粒度為120?300目。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種多梯度活性炭燒結濾芯，所述濾筒4包括I級濾層、2級濾層和3級濾層，所述I級濾層的過濾精度為10微米?3微米，所述2級濾層的過濾精度為5微米?I微米，所述3級濾層的過濾精度為3微米?0.5微米。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種多梯度活性炭燒結濾芯，其特征在于，所述I級濾層的粒度為60?200目，所述2級濾層的粒度為100?300目，所述3級濾層的粒度為120?300 目。
10.一種多梯度活性炭燒結濾芯的制造方法，其特征在于，它包括以下步驟:(1)制備中空圓柱形模具，備用；(2)濾料篩選，篩選碘吸附值為每克600?1800毫克，四氯化碳吸附值大于等于55%，粒度為60?300目的活性炭若干,分子量為200萬?600萬的超聞分子量聚乙烯粉若干，小于等于30目的KDF濾料若干；(3)濾料分級，按照活性炭的粒度、超高分子量聚乙烯粉的分子量和KDF濾料的將步驟2中的濾料分為η個等級(η≥2, η=2, 3, 4...)；(4)濾料配制，將步驟3中每個等級的濾料分別按質量分數(shù)比配制好后混合均勻，加入旋轉加熱攪拌器中加熱至110攝氏度；(5)裝料，將步驟4后的不同等級的濾料按照其活性炭粒度從大到小的順序分別從外到內地徑向η梯度地裝入步驟I中備好的中空圓柱形模具，在0.1MPa?IOMPa的壓力下壓實；(6)燒制，將步驟5后的中空圓柱形模具放入高溫燒結爐中燒結30?180分鐘，所述高溫燒結爐的溫度控制在80?280攝氏度，然后自然冷卻至50?60攝氏度，脫模，濾筒成型；(7)整合，在步驟6后的濾筒外側壁用孔徑為5?IOum的纖維膜或熔噴纏繞，濾筒一端用熱塑性粘合劑與第一塑料端蓋粘合，另一端與第二塑料端蓋粘合，在第一塑料端蓋的另一側安裝硫化橡膠圈，濾芯 成型。
【文檔編號】C02F1/28GK103435123SQ201310358743
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權日:2013年8月16日
【發(fā)明者】王瑞, 劉朝軍 申請人:浙江朝暉過濾技術股份有限公司