过滤器皿及饮水器具的制作方法

本实用新型涉及净水过滤技术领域，特别指一种过滤器皿及饮水器具。

背景技术：

水是生命之源，营养通过水分输送到人体的各个器官及皮肤，体内代谢物借助水分排出体外，水是生命体征表现的最基础物质。合理饮水，不仅可以强体、怡心、增智，还可以防衰、延寿、美容、排毒。

煮沸后自然冷却的白开水具有促进新陈代谢、输送营养、清洁内脏、利尿通便、增强机体免疫力等作用。白开水在煮沸的过程中杀死了致病菌，保留了钙、镁、磷等对人体有益的常量元素和微量元素。同时，它和体内生物细胞中的水分子有较大的亲和力，容易透过细胞膜进入细胞内。所以白开水是人们的最佳选择。但是，水在加热过程中因阴阳离子结合产生碳酸钙、碳酸镁，而这些钙盐在相互聚合过程中包裹了没有参与反应的多种重金属离子及虫卵、细菌尸体等，这些综合产物总称水垢，而重金属离子及虫卵、细菌尸体等对人体伤害是最大的。因此煮沸后的水不可避免地存在着安全及健康问题，如何去除开水中的水垢问题是我们潜心研究的课题。

茶水在中国历史悠久，喝茶对人体有多种好处，如软化血管、降低血脂、消炎、抗菌抗病毒、抑制细胞突变与癌变、防龋齿等多种功效。茶的种类繁多，有红茶、绿茶、花茶等等，各种茶叶在栽种、采摘、晒青、炒青、揉捻等等加工过程中不可避免得沾染各种污染物，所以需要在饮用之前进行洗茶的过程。

目前各种洗茶工具品种繁多，如使用不锈钢网、陶瓷上打孔、或者玻璃上割槽进行过滤，这些方法仅仅能阻挡茶叶及大颗粒物，即使是过滤效果较好的不锈钢网，过滤精度也集中在60～200目之间，过滤效果不充分，大部分茶渣、沙土、粉尘等颗粒物中含有的重金属、细菌、病毒等污染物仍然会进入人体，对人体健康造成伤害。

如何将核孔膜及其他精密过滤材料，结合石墨烯超强的杀菌效果，巧妙地应用于过滤容器，既能过滤开水及茶水中水垢、重金属离子等颗粒物，又能清除水中虫卵、寄生虫、细菌等尸体，还能清除保留水中多数有益离子的过滤器皿及饮水器具是本发明的主要目标。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种过滤器皿及饮水器具，其滤芯自成一体，装配、更换方便，滤芯有效过滤面积大，可多次清洗、再生，无二次污染，使用寿命长，节能环保，过滤器皿器型应用范围广泛。

为了达到上述目的，本实用新型的技术解决方案为：一种过滤器皿，其中包括上大下小的漏斗状器皿本体，所述器皿本体的下部内腔放置有平面滤芯或柱形滤芯，所述滤芯与器皿本体壁之间通过密封圈紧密连接，所述柱形滤芯包括侧面可过滤原水的侧面滤筒结构，所述滤芯的下端设有出水口。

优选地，所述平面滤芯包括平面铺设的过滤材料与硬质多孔结构的至少一层支撑层，所述过滤材料焊接在单层支撑层上或夹持在两层支撑层中间，所述过滤材料为核孔膜、石墨烯层、活性炭层、聚四氟乙烯层、绒喷棉层、无纺布、精滤材层、超滤材层的一种或几种的组合。

优选地，所述侧面滤筒结构包括筒形折叠百叶状过滤结构，所述过滤结构包括内支撑层和外支撑层，内外支撑层中间夹持有过滤材料，所述过滤材料为核孔膜、石墨烯层、活性炭层、聚四氟乙烯层、绒喷棉层、无纺布、精滤材层、超滤材层的一种或几种的组合，所述过滤材料的上、下端分别安装有上盖、下盖，所述下盖中心设有所述出水口。

优选地，所述内支撑层和外支撑层是由食品级材料制成，所述内支撑层和外支撑层均为纵横交错的网格结构。

优选地，还包括滤筒骨架，所述过滤材料贴设于滤筒骨架的外表面，所述滤筒骨架的表面设置有多个第一通孔。

优选地，所述器皿本体内腔位于滤芯的上方设置有过滤网。

优选地，还包括网状罩体，所述罩体罩在所述滤芯的外面。

优选地，所述密封圈设置于下盖的外表面。

优选地，所述侧面滤筒结构包括套置在一起的上端开口底端封闭的柱形第一滤筒骨架和第二滤筒骨架，所述第一滤筒骨架与第二滤筒骨架之间夹持有袋状过滤材料，所述过滤材料为核孔膜、石墨烯层、活性炭层、聚四氟乙烯层、绒喷棉层、无纺布、精滤材层、超滤材层的一种或几种的组合，所述第一滤筒骨架与第二滤筒骨架的上端连接在一起，所述第一滤筒骨架与第二滤筒骨架的表面分别设置有多个第二通孔和多个第三通孔。

优选地，所述器皿本体的下端向下延伸有柱形筒结构或渐扩的裙边结构。

优选地，所述核孔膜为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，所述核孔膜上的微孔孔径选择为0.2微米～2.0微米，对应的微孔密度为1×10⁶/厘米²～5×10⁸/厘米²，或微孔孔径为2.2微米～4.0微米，对应的微孔密度为1×10⁶/厘米²～6×10⁶/厘米²，或微孔孔径为4.2微米～7.0微米，对应的微孔密度为2×10⁵/厘米2～6×10⁶/厘米²，或微孔孔径为7.0微米～15.0微米，对应的微孔密度为5×10⁴/厘米²～2×10⁶/厘米²。

优选地，所述石墨烯层是将石墨烯粉剂种植或涂布或固化于织造布、无纺布、多孔材料等基材的表面上而形成的材料。

一种饮水器具，其中包括所述的过滤器皿和器具本体，所述过滤器皿上端卡置于器皿本体的内腔上端。

采用上述方案后，本实用新型过滤器皿及饮水器具具有以下有益效果：

1、其所用滤芯自成一体，装配、更换方便，成人儿童均可操作；

2、所用滤芯的结构简单、加工方便，支撑过滤材料的材料采用食品级塑料网、不锈钢网材料等，选材简便、成本低廉，材料长期浸泡在水里无有害物质析出，使用安全；

3、其所用滤芯有效过滤面积大，由于网格状内支撑层和外支撑层有导流作用，极少牺牲过滤面积，滤芯通流量大；

4、所用滤芯可多次清洗、再生，无二次污染，单层筒状滤芯清洗简便，折叠滤芯使用寿命长；

5、有效地置入石墨烯层，大大地提高了过滤过程中的杀菌效果，杀菌率高达99％以上；

6、器型应用范围广泛，过滤器皿结构可用于开水杯、开水壶等器型，对开水过滤、茶水过滤均可起到良好效果；

7、通过在器皿本体的下端加长设置柱形筒结构或裙边结构，既使茶叶可见，又使茶水分离，保持了饮茶人的饮用习惯；

8、依靠水的重力进行过滤，不需要能耗，节能环保。

附图说明

图1为本实用新型过滤器皿实施例一的立体结构示意图；

图2为本实用新型过滤器皿实施例一的器皿本体立体结构示意图；

图3为本实用新型过滤器皿实施例一的滤芯立体分解结构示意图；

图4为本实用新型过滤器皿实施例一的侧面滤筒结构俯视结构示意图；

图5为本实用新型过滤器皿实施例一的侧面滤筒结构展开状态示意图；

图6为本实用新型过滤器皿实施例二的滤芯立体分解结构示意图；

图7为本实用新型过滤器皿实施例三的滤芯立体分解结构示意图；

图8为本实用新型过滤器皿实施例四的滤芯立体分解结构示意图；

图9为本实用新型过滤器皿实施例四的滤芯立体结构示意图；

图10为本实用新型过滤器皿实施例五的立体结构示意图；

图11为本实用新型过滤器皿实施例六的立体结构示意图；

图12为本实用新型饮水器具实施例一的立体结构示意图；

图13为本实用新型饮水器具实施例二的立体结构示意图；

图14为本实用新型饮水器具实施例三的立体结构示意图；

图15为本实用新型饮水器具实施例四的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示本实用新型过滤器皿实施例一的立体结构示意图，包括上大下小的漏斗状器皿本体1(参考图2所示)，其上下贯通，上面开口面积大于下面开口面积，本实施例器皿本体1的下部为圆柱形。器皿本体1的下部内腔放置有柱形滤芯，本实施例的滤芯采用折叠滤芯。滤芯与器皿本体1的内腔壁之间通过密封圈2紧密连接，本实施例密封圈2的横截面为工字型。滤芯包括侧面可过滤原水的侧面滤筒结构3，滤芯的下端设有出水口。

结合图3、图4及图5所示，本实施例的侧面滤筒结构3包括筒形折叠百叶状过滤结构，过滤结构由内向外依次包括内支撑层4、过滤材料及外支撑层6。过滤材料可以为核孔膜、石墨烯层、活性炭层、聚四氟乙烯层、绒喷棉层、无纺布、精滤材层、超滤材层的一种或几种的组合，本实施例的过滤材料选用石墨烯层24和核孔膜5。内支撑层4和外支撑层6均是由食品级材料制成，内支撑层4和外支撑层6均为纵横交错的网格结构。由于这种结构导流效果强，使滤芯能够得到较大的通流量。核孔膜5为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔膜5上的微孔孔径可以选择为0.2微米～2.0微米，对应的微孔密度为1×10⁶/厘米²～5×10⁸/厘米²，或微孔孔径选择为2.2微米～4.0微米，对应的微孔密度为1×10⁶/厘米²～6×10⁶/厘米²，或微孔孔径选择为4.2微米～7.0微米，对应的微孔密度为2×10⁵/厘米²～6×10⁶/厘米²，或微孔孔径选择为7.0微米～15.0微米，对应的微孔密度为5×10⁴/厘米²～2×10⁶/厘米²，石墨烯层24是将石墨烯粉剂种植或涂布或固化于织造布、无纺布、多孔材料等基材的表面上而形成的材料。过滤材料的上、下端分别安装有上盖7和下盖8，下盖8的中心设有出水口9。密封圈2设置于下盖8的外表面。该密封圈2的外壁与器皿本体1的下部内壁紧密贴合形成防水面。

加工时，将过滤材料的上边缘与上盖7的下部焊接在一起，再将过滤材料的下边缘与下盖8的上端焊接在一起，最后将密封圈2卡在下盖8的外表面即可，形成折叠滤芯。

过滤时，原水从器皿本体1的内腔上端倒入，由于水的自重产生压力，水从折叠滤芯的外表面经过滤芯材料即内支撑层4、核孔膜5、石墨烯层24及外支撑层6后进入折叠滤芯的内部得到过滤，干净的水从折叠滤芯底部的出水口9流出。

该过滤器皿结构可广泛应用于壶和茶滤中，例如水壶带有过滤器皿结构即可为过滤水壶，如果将过滤器皿的下部延长，可装入茶叶或菊花、枸杞等保健茶，既使茶叶可见，又使茶水分离。

如图6所示本实用新型过滤器皿实施例二的滤芯立体分解结构示意图，该实施例的器皿本体结构与图1所述实施例结构相同，本实施例的滤芯大部分结构与图1所述实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：本实施例还包括不锈钢网状罩体10，该罩体10呈圆柱形，该罩体10罩在滤芯的外面，其可以改善折叠滤芯的外观，其增加了花纹或其他修饰，并且隔绝了茶中大颗粒杂质。

如图7所示本实用新型过滤器皿实施例三的滤芯立体分解结构示意图，该实施例的器皿本体结构与图1所述实施例结构相同，本实施例的滤芯大部分结构与图1所述实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：本实施例还包括滤筒骨架11，过滤材料贴设于滤筒骨架11的外表面，滤筒骨架11的表面设置有多个第一通孔12。

加工时，将过滤材料的上边缘、滤筒骨架11的上边缘与上盖7的下部焊接在一起，再将过滤材料的下边缘、滤筒骨架11的下边缘及下盖8的上端焊接在一起，最后将密封圈2卡在下盖8的外表面即可，形成带滤筒骨架的折叠滤芯。在水压较小、或者材料支撑强度足够的情况下，也可以不加滤筒骨架11，见图1所述实施例的加工方法。

如图8、图9所示本实用新型过滤器皿实施例四的滤芯立体分解结构示意图及立体结构示意图，该实施例的器皿本体结构与图1所述实施例结构相同，本实施例的滤芯包括侧面可过滤原水的侧面滤筒结构13，侧面滤筒结构13包括套置在一起的上端开口底端封闭的柱形第一滤筒骨架14和第二滤筒骨架15，本实施例第一滤筒骨架14套在第二滤筒骨架15的外面，第一滤筒骨架14与第二滤筒骨架15之间夹持过滤材料，滤材料可以为核孔膜、石墨烯层、活性炭层、聚四氟乙烯层、绒喷棉层、无纺布、精滤材层、超滤材层的一种或几种的组合，本实施例过滤材料选用袋状的核孔膜16及袋状石墨烯层25，第一滤筒骨架14与第二滤筒骨架15的上端焊接在一起，第一滤筒骨架14的表面均布有多个第二通孔17，第二滤筒骨架15的表面均布有多个第三通孔18。核孔膜16为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔膜16上的微孔孔径可以选择为0.2微米～2.0微米，对应的微孔密度为1×10⁶/厘米²～5×10⁸/厘米²，或微孔孔径选择为2.2微米～4.0微米，对应的微孔密度为1×10⁶/厘米²～6×10⁶/厘米²，或微孔孔径选择为4.2微米～7.0微米，对应的微孔密度为2×10⁵/厘米²～6×10⁶/厘米²，或微孔孔径选择为7.0微米～15.0微米，对应的微孔密度为5×10⁴/厘米²～2×10⁶/厘米²。石墨烯层25是将石墨烯粉剂种植或涂布或固化于织造布、无纺布、多孔材料等基材的表面上而形成的材料。

加工时，将第一滤筒骨架14和第二滤筒骨架15夹持核孔膜16及石墨烯层25，采用焊接的方式焊接上边沿并裁去多余的核孔膜及石墨烯层，最后将密封圈2套在第一滤筒骨架14的外表面即组成滤芯。

采用这种方案后，可轻易将滤芯取出清洗，反复使用。

如图10所示本实用新型过滤器皿实施例五的立体结构示意图，其大部分结构与上述图1所述实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：器皿本体1的下端向下延伸有渐扩的裙边结构19。也可以延伸柱形筒结构。这样设置既使茶叶可见，又使茶水分离，保持了饮茶人的饮用习惯。

如图11所示本实用新型过滤器皿实施例六的立体结构示意图，包括漏斗状器皿本体26，器皿本体26的下部内腔放置有平面滤芯，平面滤芯包括平面铺设的过滤材料与硬质多孔结构的至少一层支撑层，过滤材料焊接在单层支撑层上或夹持在两层支撑层中间，过滤材料可以为核孔膜、石墨烯层、活性炭层、聚四氟乙烯层、绒喷棉层、无纺布、精滤材层、超滤材层的一种或几种的组合，本实施例过滤材料选用核孔膜29与石墨烯层30，本实施例支撑层包括上滤片骨架28和下滤片骨架31，该过滤材料夹持在上滤片骨架28和下滤片骨架31之间，上滤片骨架28和下滤片骨架31之间卡有密封圈32。上滤片骨架28上面设置有不锈钢过滤片27，器皿本体26的下端卡扣盖合有过滤器下盖33。

如图12所示本实用新型饮水器具实施例一的立体结构示意图，包括器具本体和过滤器皿20，器具本体可以采用壶、杯等饮水容器，本实施例采用水杯21，本实施例过滤器皿20采用图1所述实施例，过滤器皿20的上端卡置于水杯21的内腔上端。

如图13所示本实用新型饮水器具实施例二的立体结构示意图，其大部分结构与上述图12所述实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：本实施例的过滤器皿20的器皿本体1的下端向下延伸有柱形筒结构22，滤芯设置于柱形筒结构22的内腔下部，这样设置既使茶叶可见，又使茶水分离，保持了饮茶人的饮用习惯。柱形筒结构22的内腔位于滤芯的上方还设置有不锈钢过滤网23，用于过滤较大杂质，达到精细过滤健康饮茶的目的。

如图14所示本实用新型饮水器具实施例三的立体结构示意图，其大部分结构与上述图13所述实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：本实施例的过滤器皿采用图6所述实施例结构，且该实施例未设置不锈钢过滤网。

如图15所示本实用新型饮水器具实施例四的立体结构示意图，其大部分结构与上述图14所述实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：本实施例的过滤器皿采用图8、图9所述实施例结构。

以上的所有方式也可推广至其他器形，如过滤杯、茶滤等。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。