一种节省空间的净水单元组件及净水管路的制作方法

本发明属于生活用水净化领域，特别涉及一种节水空间的净水单元及净水管路。

背景技术：

目前随着环境的破坏，对于水源的污染也越来越严重，很多地区的自来水都达不到安全标准，长期饮用对人体的健康会有影响，所以净水装置应运而生，目前所使用的净水装置体积大，净化速度慢，不方便使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种节省空间的净水单元组件及净水管路。通过对净水单元结构的设置、净水单元壳体材料的优化，保证了净水设备占用空间少，净水单元壳体本身具有杀菌净化的作用，并且易于安装，拆装更换方便。

一种节省空间的净水单元组件，包括外壁(1)，第一内壁(2)，第二内壁(7)，净化单元(3)，挡水隔板(4)，密封板(6)，

所述第一内壁（2）和第二内壁(7)之间容纳净化单元(3)，所述第一内壁（2）和第二内壁(7)均设置有透水孔；

两个第二内壁(7)之间形成第一通道(8)，第一内壁(2)和外壁(1)之间形成第二通道(5)；

所述挡水隔板(4)将第一通道(8)以及净化单元(3)分割成左右两部分，两部分之间不联通；

所述净水单元组件(4)两侧设置有密封板(6)，所述密封板(6)中间开孔与第一通道联通，同时将净水单元(3)和第二通道(5)密封；所述密封板(6)与外壁(1)、第一内壁(2)，第二内壁(7)活动密封连接；

所述密封板(6)的外侧设置有连接结构。

进一步地，所述密封板(6)中间开孔处设置有透水网结构。

进一步地，所述连接结构的直径小于等于外壁(1)的直径。

进一步地，所述外壁(1)，第一内壁(2)，第二内壁(7)、密封板(6)、挡水隔板(4)、透水网的材料为钛合金，所述钛合金的组成为：锆4-5.5%，铝：4-6%，钒：0.5-0.85%，铈：0.2-0.25%，铌1-3%，钼：5-8%，银：0.006-0.01%，余量为钛；

所述钛合金表面包覆有涂层，所述涂层的组成为：金属银：0.1-1份；硅灰石：5-8份；氧化银：0.6-1份；氧化镁：3-12份，氧化钛：85-90份。

进一步地，所述净化单元(3)为无纺布、棉、pp棉滤芯，铜锌合金、活性炭、二氧化钛颗粒吸附、渗银活性炭，离子交换纤维过滤，铜锌银合金丝，ro膜、石墨烯水净化复合材料。

进一步地，所述净化单元(3)为石墨烯水净化复合材料，所述石墨烯水净化复合材料按重量份计，由包括一下组分的原料制备而成：40-50份凹凸棒土、5-15份纳米二氧化钛，3-15份活性炭、1-3份氧化铁粉、0.1～0.5份氯化铵、1～2份明胶、1～2份聚乙烯吡咯烷酮、1～7份液体石蜡；1-3份氧化石墨烯。

进一步地，所述石墨烯水净化复合材料的制备包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯加入无水乙醇中超声2-8h，即可得到氧化石墨烯超声液，其中，所述氧化石墨烯的用量为氧化石墨烯和无水乙醇质量总和的0.01～1%；

(2)将凹凸棒土加入到乙醇中超声40-60min，离心，90-150℃真空干燥，研磨即得，所述乙醇的质量是凹凸棒土质量的40-200倍；

(3)将步骤(2)制得的凹凸棒土、纳米二氧化钛、活性炭、氧化铁粉、氯化铵、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、液体石蜡加入到步骤(1)中的氧化石墨烯的超声液中用高剪切搅拌机中进行充分混合、搅拌，调制成泥浆，使用造粒机将泥浆制成泥粒，并晾干成坯；

(4)将步骤(3)制备的泥坯在还原气氛或者惰性气氛条件下烧制，首先，升温速度为30-80℃/h，升至400-500℃时，保温1-5小时；然后再以100-110℃/h的升温速度，将炉温升到950-1100℃，保温4-12小时；停止加热，使泥坯随炉冷却到室温，得到陶瓷基体颗粒复合材料。

进一步地，所述净化单元(3)为铜锌合金，其为铜、锌和银混合制成的丝状或片状，按重量百分比计：铜含量为85-95%，锌含量为6-12%，银含量为0.5-10%；所述合金丝直径为40-200微米或片状厚度为1-10微米。

进一步地，提供一种净水管路，采用上述的净水单元组件串联，从入水口到出水口至少包括有：第一净水单元组件，其中净化单位为pp棉滤芯；第二净水单元组件，其中净化单元为渗银活性炭；第三净水单元组件，其中净化单元为上述石墨烯水净化复合材料；第四净水单元组件，其中净化单元为上述铜锌合金；第五净水单元组件，其中净化单元为pp棉滤芯。

进一步地，在入水口出设置有一个电磁阀，在出水口处设置增压泵，当关闭出水阀门时，同时关闭电磁阀，增压泵将净水单元组件中的水抽干净后，停止工作。

进一步地，所述净化单元通过金属网包覆，形成环形整体结构，可以方便更换套入第一内壁和第二内壁之间。

进一步地，外壁(1)，第一内壁(2)，第二内壁(7)、密封板(6)、挡水隔板(4)、透水网通过轧制、锻造或直接浇注获得，成型后通过热处理制得，其热处理工艺为：(1)退火处理：将成型后的外壁(1)，第一内壁(2)，第二内壁(7)、密封板(6)、挡水隔板(4)、透水网装入到真空感应热处理炉中加热到470-500℃，保温1-3h，再加热到640-670℃，保温1-2h后空冷至室温；（2）人工时效：将步骤（1）处理后的半成品置入时效炉中加热至400-430℃，保温8-10小时后水冷到室温；（3）固溶处理：将步骤（2）处理后的半成品置入固溶处理炉中，加热至780-810℃，保温1-2小时后水淬；（4）第二次人工时效：将固溶处理后的半成品置入时效炉中加热至350-390℃，保温7-9小时后水冷到室温；（5）深冷处理：将步骤(4)处理后的半成品置入深冷箱，降温到-120~-180℃，深冷处理10-15min后恢复到室温。

进一步地，其热处理工艺为：(1)退火处理：将成型后的外壁(1)，第一内壁(2)，第二内壁(7)、密封板(6)、挡水隔板(4)、透水网装入到真空感应热处理炉中加热到480℃，保温2.5h，再加热到655℃，保温1.3h后空冷至室温；（2）人工时效：将步骤（1）处理后的半成品置入时效炉中加热至420℃，保温9小时后水冷到室温；（3）固溶处理：将步骤（2）处理后的半成品置入固溶处理炉中，加热至795℃，保温1.3小时后水淬；（4）第二次人工时效：将固溶处理后的半成品置入时效炉中加热至365℃，保温8小时后水冷到室温；（5）深冷处理：将步骤(4)处理后的半成品置入深冷箱，降温到-145℃，深冷处理10min后恢复到室温。

进一步地，对热处理后的钛合金材料进行喷涂，所述喷涂工艺为：

将涂层粉末混合后采用大气等离子体喷涂工艺，喷涂于钛合金型材上，等离子体喷涂工艺参数为电弧等离子体气体ar的流量为15-30标准升/分钟，电弧等离子体气体h2的流量为15-20标准升/分钟，粉末载气ar的流量为0.5-2.5标准升/分钟，喷涂距离为40-60mm，送粉速率为5-10g/min，喷涂电流为450-600a，喷涂厚度为0.5-3mm；

喷涂后将钛合金型材在真空炉内加ar气保护进行热处理，首先，将其加热到530-545℃，保温1-2小时，然后随炉冷却到80-120℃，保温12-24小时，然后随炉冷却。

本发明具有以下有益效果：

本发明的净水单元组件，可以直接装在水管上，不需要占用与水管垂直的空间，同时，密封板(6)可方便的拆卸下来，可以通过螺纹密封连接，打开后，方便净水单元(3)整体的清洗，更换。

通过挡水隔板(4)的设置，在一个净水单元组件中设置两个独立铜质的净水单元，保证了水在同一材质的净水单元两次净化，并且净化更彻底。

第一内壁(2)，第二内壁(7)、密封板(6)、挡水隔板(4)、透水网的材料选用钛合金，以及在钛合金上设置涂层，所述涂层可以是喷涂，通过对钛合金组分和涂层成分的优化设计，使得所述净水装置壳体本身耐腐蚀，并且自身具有杀菌净化水的效果。

石墨烯水净化复合材料具有多级次孔状陶粒、利用多级次孔、陶粒中的氧化物纳米颗粒以及孔洞界面处的石墨烯，三者的协同效应，可高效去除水中镍、铅、砷、汞、锰、镉、铬等多种有害重金属；

铜锌合金净化单元成分设计上降低了ag含量，降低成本的同时，发现对除氯、净化效果非但没有影响，相反除氯、净化效果会提高。

本发明优化了钛合金管路材料的成分及热处理方法，使得钛合金在使用过程中性能更稳定，强度和韧性均很优异。

本发明设计的一种净水管路，通过综合净化自来水，使得自来水达到直饮级别。通过设置电磁阀和增压泵，保证在不使用水时，净水单元保持干燥，避免了长时间有水的情况下，对水和净化元件的污染。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的节省空间的净水单元组件示意图；

图2为本发明的净水管路示意图；

具体实施方式

本发明的外壁(1)，第一内壁(2)，第二内壁(7)、密封板(6)、挡水隔板(4)、透水网的材料为钛合金，其通过轧制、锻造或直接浇注获得，其热处理工艺为：

（1）退火处理：将成型后的外壁(1)，第一内壁(2)，第二内壁(7)、密封板(6)、挡水隔板(4)、透水网装入到真空感应热处理炉中加热到470-500℃，保温1-3h，再加热到640-670℃，保温1-2h后空冷至室温；（2）人工时效：将步骤（1）处理后的半成品置入时效炉中加热至400-430℃，保温8-10小时后水冷到室温；（3）固溶处理：将步骤（2）处理后的半成品置入固溶处理炉中，加热至780-810℃，保温1-2小时后水淬；（4）第二次人工时效：将固溶处理后的半成品置入时效炉中加热至350-390℃，保温7-9小时后水冷到室温；（5）深冷处理：将步骤(4)处理后的半成品置入深冷箱，降温到-120~-180℃，深冷处理10-15min后恢复到室温。

实施例1

如图1所示，一种节省空间的净水单元组件，其特征在于，包括外壁(1)，第一内壁(2)，第二内壁(7)，净化单元(3)，挡水隔板(4)，密封板(6)，所述第一内壁（2）和第二内壁(7)之间容纳净化单元(3)，所述第一内壁（2）和第二内壁(7)均设置有透水孔；两个第二内壁(7)之间形成第一通道(8)，第一内壁(2)和外壁(1)之间形成第二通道(5)；所述挡水隔板(4)将第一通道(8)以及净化单元(3)分割成左右两部分，两部分之间不联通；所述净水单元组件(4)两侧设置有密封板(6)，所述密封板(6)中间开孔与第一通道联通，同时将净水单元(3)和第二通道(5)密封；所述密封板(6)与外壁(1)、第一内壁(2)，第二内壁(7)活动密封连接；所述密封板(6)的外侧设置有连接结构。

所述外壁(1)，第一内壁(2)，第二内壁(7)、密封板(6)、挡水隔板(4)、透水网的材料为钛合金，所述钛合金的组成为：锆4.6%，铝：5.2%，钒：0.7%，铈：0.22%，铌1.3%，钼：6.5%，银：0.008%，余量为钛；

所述钛合金表面包覆有涂层，所述涂层按重量份计组成为：金属银：0.2份；硅灰石：7.3份；氧化银：0.7份；氧化镁：4.8份，氧化钛：87份。

其中所述净水单元为pp棉滤芯。所述pp棉滤芯为圆环状，其正好与第一内壁(2)和第二内壁(7)形成的空间匹配。

使用一段时间后，可以方便的将密封板打开，将pp棉取出，进行清理或更换。

实施例2

结构同实施例1。所述净化单元(3)为石墨烯水净化复合材料，所述石墨烯水净化复合材料按重量份计，由包括一下组分的原料制备而成：46份凹凸棒土、7份纳米二氧化钛，9份活性炭、2份氧化铁粉、0.4份氯化铵、1.7份明胶、1.5份聚乙烯吡咯烷酮、2.3份液体石蜡；2份氧化石墨烯。

所述石墨烯水净化复合材料的制备包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯加入无水乙醇中超声4h，即可得到氧化石墨烯超声液，其中，所述氧化石墨烯的用量为氧化石墨烯和无水乙醇质量总和的0.6%；

(2)将凹凸棒土加入到乙醇中超声50min，离心，95℃真空干燥，研磨即得，所述乙醇的质量是凹凸棒土质量的120倍；

(3)将步骤(2)制得的凹凸棒土、纳米二氧化钛、活性炭、氧化铁粉、氯化铵、明胶、聚乙烯吡咯烷酮、液体石蜡加入到步骤(1)中的氧化石墨烯的超声液中用高剪切搅拌机中进行充分混合、搅拌，调制成泥浆，使用造粒机将泥浆制成泥粒，并晾干成坯；

(4)将步骤(3)制备的泥坯在还原气氛或者惰性气氛条件下烧制，首先，升温速度为60℃/h，升至450℃时，保温3小时；然后再以105℃/h的升温速度，将炉温升到1050℃，保温8小时；停止加热，使泥坯随炉冷却到室温，得到陶瓷基体颗粒复合材料。

陶瓷基体颗粒复合材料装入单元通过金属网包覆，形成环形整体结构，可以方便套入第一内壁和第二内壁之间。所述金属网采用与外壁，内壁同样的带有涂层的钛合金材质。

实施例3

结构同实施例1。

所述净化单元(3)为铜锌合金，其为铜、锌和银混合制成的丝状，按重量百分比计：铜含量为88%，锌含量为7%，银含量为5%；所述合金丝直径为60微米。所述合金丝卷绕成乱麻状，通过金属网包覆，形成环形整体结构，可以方便套入第一内壁和第二内壁之间。所述金属网采用与外壁，内壁同样的带有涂层的钛合金材质。

实施例4

一种自来水净化管路，如图2所示，一种净水管路，所述管路串联到进水管9和出水管12之间，从入水口到出水口顺序设置有五个净化单元，分别为第一净水单元组件13，其中净化单位为pp棉滤芯；第二净水单元组件14，其中净化单元为渗银活性炭；第三净水单元组件15，其中净化单元为实施例2所述的石墨烯水净化复合材料；第四净水单元组件16，其中净化单元为实施例3所述的铜锌合金；第五净水单元组件17，其中净化单元为pp棉滤芯。在入水口出设置有一个电磁阀11，在出水口处设置增压泵12，当关闭出水阀门时，同时关闭电磁阀，增压泵将净水单元组件中的水抽干净后，停止工作，保持净水单元的干燥。

通过该管路净化，水完全达到直饮标准。

上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。