一种净水用颗粒状滤料滤芯的制作方法

本实用新型涉及净水技术领域，尤其涉及一种净水用颗粒状滤料滤芯。

背景技术：

目前净水用颗粒状滤料滤芯所使用的滤料粒径在30到60目，滤料间空隙较大，水流在通过滤芯时会由这些空隙较大部位快速通过滤层并形成固定的水流通道，造成水与滤料接触不充分或水无法进入滤料内部孔隙，一些滤料难以发挥吸附或交换的功能。

另外，采用粒径范围较大的滤料灌装时，滤料会随水流集中向出水端堆积，而粒径较小的滤料及杂质易被封堵在滤层内，无法一次性排出，导致颗粒状滤料滤芯在使用多次后仍出现出水中含颗粒或杂质问题。滤芯在进水水压较大的情况下使用，滤芯内滤料集中向出水端堆积，粒径较小的滤料会堆积在粒径较大的滤料缝隙间，导致滤料过滤精度较高，滤芯压力损失过大。

对于多类型滤料混装滤芯而言，在进水压力较小情况下，滤料上升一定高度后开始下降，滤料随水流搅动混合在一起，难以形成特定功能滤层，降低了过滤效果。此外，目前市场使用的颗粒状滤料滤芯进出水口口径一般较大，不具备限流作用。

目前市场上使用的后置颗粒状滤料滤芯多为平置在净水器滤筒顶部，由于重力作用，滤料比较集中在膜壳内靠下方一侧，导致滤芯膜壳内靠上方一侧滤料密度较低，水流容易快速通过。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种净水用颗粒状滤料滤芯，以克服上述现有技术中的不足。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种净水用颗粒状滤料滤芯，包括膜壳和导流结构，导流结构包括密封件和多块挡板，在膜壳内沿水流方向设有多块挡板，每块挡板的侧面与膜壳的内壁之间均通过密封件密封，且任意相邻两块挡板之间具有间隙，每块挡板上均设有导流孔，任意相邻两块挡板上所设导流孔的位置不同。

本实用新型的有益效果是：

1)在向本实用新型所述的滤芯内填装颗粒状滤料后，通过导流结构可有效改善传统颗粒状滤料滤芯内部滤料与水接触时间过短、处理效果差的问题，本导流结构强制改变水流路径，避免水流在滤料层空隙较大部位快速通过滤层并形成水路；

2)由于挡板之间具有间隙，这样可以将颗粒状滤料利用挡板分层灌装，不仅避免了滤芯在使用过程中滤料在出水端过度堆积所造成的压力损失过大问题，同时对于多种类型滤料混装滤芯而言，不同滤料分别灌装于相邻挡板形成的空间内，有利于特殊吸附层的形成，提高了滤芯的处理效果；

3)有利于极小粒径滤料及杂质的排出，避免滤芯多次使用仍存在出水中存在颗粒问题的发生，同时任意相邻两块挡板所开导流孔的位置不同,具备一定的限流作用，可延长滤料与水接触时间，提高滤芯的处理效果。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，导流结构还包括支撑柱，任意相邻两块挡板之间均设有支撑柱，支撑柱的两端分别与两块挡板相连接。

进一步，支撑柱与挡板的几何中心相连。

进一步，相邻两块挡板上所设导流孔的位置的轴心线沿支撑柱对称。

进一步，挡板上所开的导流孔的数量为1-4个，且挡板上所开的导流孔的总面积小于该挡板面积的1/3。

采用上述进一步的有益效果是：能够有效的引导水流流向，强制改变水流路径，从而延长滤料与水接触时间，提高滤芯的处理效果。

进一步，靠近膜壳出水端的挡板上所开的导流孔的总面积比靠近膜壳进水端的挡板上所开的导流孔的总面积小0～30％。

进一步，挡板采用丙烯树脂制成。

进一步，密封件为橡胶密封胶圈，挡板的侧面上设有与橡胶密封胶圈相匹配的凹形槽，橡胶密封胶圈处在膜壳的内壁与凹形槽之间。

进一步，橡胶密封胶圈采用sil硅橡胶制成。

采用上述进一步的有益效果是：结构简单，将膜壳与挡板实现密封连接防止水流通过。

进一步，任意相邻两块挡板之间的间隙的高度为滤芯总高度的1/5至1/3。

采用上述进一步的有益效果是：不仅能保证滤料层厚度同时也可保证通量，避免粒径较小滤料因滤料层过厚导致的水头损失，另外，该间隙高度的确定，使得挡板块数更加合理，提高了材料的合理利用率。

附图说明

图1为本实用新型所述净水用颗粒状滤料滤芯的结构示意图；

图2为用于滤芯长度尺寸超过250毫米所使用的导流结构中支撑柱与挡板连接结构示意图；

图3a为传统颗粒滤料滤芯内部水流流向示意图；

图3b为使用导流结构的滤料滤芯内部水流流向示意图；

图4a为传统颗粒滤料滤芯在后置时颗粒状滤料状态及水流流向示意图；

图4b为使用导流结构的滤料滤芯在后置时颗粒状滤料状态及水流流向示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、膜壳，2、导流结构，210、密封件，220、挡板，221、导流孔，222、凹形槽，230、支撑柱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，一种净水用颗粒状滤料滤芯，包括膜壳1和导流结构2，导流结构2包括密封件210和多块挡板220，挡板220在膜壳1内沿水流方向布置，其中，挡板220块数设置根据滤芯出水端压力损失及流速的要求进行设置，一般总长度小于等于250mm的滤芯应安装3～6块挡板220，每块挡板220的厚度小于等于3mm，且每块挡板220的直径比膜壳1内直径小0.5mm～1.0mm，每块挡板220的侧面与膜壳1的内壁之间均通过密封件210实现密封连接，且任意相邻两块挡板220之间具有间隙，而两挡板220间间隙高度需根据所填滤料粒径及功能特性而确定，在本实施例中，两挡板220间间隙高度为滤芯总高度的1/5至1/3，因为该间隙高度不仅能保证滤料层厚度同时也可保证通量，避免粒径较小滤料因滤料层过厚导致的水头损失；该间隙高度的确定，使得挡板220块数更加合理，提高了材料的合理利用率，每块挡板220上均设有导流孔221，任意相邻两块挡板220上所设导流孔221的位置不同。

另外，导流结构2还包括支撑柱230，任意相邻两块挡板220之间均设有支撑柱230，支撑柱230的两端分别与两块挡板220的几何中心相连接，在本实施例中，支撑柱230与挡板220采用耐腐蚀、抗冲击的丙烯树脂一体注塑成型，支撑柱230的直径小于等于10mm。相邻两块挡板220上所设导流孔221的位置沿支撑柱230对称分布，每块挡板220上所开的导流孔221的数量为1-4个，且挡板220上所开的导流孔221的总面积小于该挡板220面积的1/3，靠近膜壳1出水端的挡板220上所开的导流孔221的总面积比靠近膜壳1进水端的挡板220上所开的导流孔221的总面积小0～30％。

密封件210为橡胶密封胶圈，挡板220的侧面上设有与橡胶密封胶圈相匹配的凹形槽222，凹形槽222深度为0.5mm～3.0mm，橡胶密封胶圈处在膜壳1的内壁与凹形槽222之间，挡板220呈圆柱体状，橡胶密封胶圈采用sil硅橡胶制成，橡胶密封胶圈呈o型，橡胶密封胶圈的内外直径差为1.0mm～5.0mm。

实施例2

如图1所示，一种净水用颗粒状滤料滤芯，包括膜壳1和导流结构2，导流结构2包括密封件210和多块挡板220，挡板220在膜壳1内沿水流方向布置，其中，挡板220块数设置根据滤芯出水端压力损失及流速的要求进行设置，一般总长度大于250mm的滤芯应安装3～6块挡板220，每块挡板220的厚度小于等于3mm，且每块挡板220的直径比膜壳1内直径小0.5mm～1.0mm，每块挡板220的侧面与膜壳1的内壁之间均通过密封件210实现密封连接，且任意相邻两块挡板220之间具有间隙，而两挡板220间间隙高度需根据所填滤料粒径及功能特性而确定，在本实施例中，两挡板220间间隙高度为滤芯总高度的1/5至1/3，因为该间隙高度不仅能保证滤料层厚度同时也可保证通量，避免粒径较小滤料因滤料层过厚导致的水头损失；该间隙高度的确定，使得挡板220块数更加合理，提高了材料的合理利用率，每块挡板220上均设有导流孔221，任意相邻两块挡板220上所设导流孔221的位置不同。

另外，导流结构2还包括支撑柱230，任意相邻两块挡板220之间均设有支撑柱230，支撑柱230的两端分别与两块挡板220的几何中心相连接，在本实施例中，支撑柱230采用耐腐蚀、抗冲击的丙烯树脂注塑成型，支撑柱230制作为圆柱状螺纹型，材质为聚偏氟乙烯，支撑柱230直径小于等于10mm，挡板220板面几何中心位置开与支撑柱230螺距、牙型一致的内螺纹圆孔，挡板220与支撑柱230螺纹连接，在安装过程中将挡板220旋至支撑柱230的指定位置，如图2所示。相邻两块挡板220上所设导流孔221的位置沿支撑柱230对称分布，每块挡板220上所开的导流孔221的数量为1-4个，且挡板220上所开的导流孔221的总面积小于该挡板220面积的1/3，靠近膜壳1出水端的挡板220上所开的导流孔221的总面积比靠近膜壳1进水端的挡板220上所开的导流孔221的总面积小0～30％。

密封件210为橡胶密封胶圈，挡板220的侧面上设有与橡胶密封胶圈相匹配的凹形槽222，凹形槽222深度为0.5mm～3.0mm，橡胶密封胶圈处在膜壳1的内壁与凹形槽222之间，挡板220呈圆柱体状，橡胶密封胶圈采用sil硅橡胶制成，橡胶密封胶圈呈o型，橡胶密封胶圈的内外直径差为1.0mm～5.0mm。

实施例1和实施例2的滤芯在滤料灌装时其步骤为：将滤料由膜壳1的进水端注入，滤料注入过程中膜壳1左右震荡，使得滤料由导流孔221逐层灌入即可，滤料被填装在由挡板220形成的夹层空间内呈层分布，这种灌装模式，可避免滤料随水流向滤芯出水端堆积而导致的滤芯水头损失过大的问题，同时，这种灌装模式可使粒径极小的滤料迅速排出滤芯之外，解决了传统滤料滤芯使用多次后出水中仍存在杂质的问题，挡板220间隔可根据滤芯功能要求以及滤料性能要求进行设置，与传统的多类型滤料混装在单一空间相比，这种多层灌装模式，由于挡板220的作用，可有效解决传统滤芯滤料随水流上下翻滚导致的滤料难以形成特定吸附层的问题，在导流孔221的作用下，滤芯内水流截面积缩小2/3，相同进水压力下，使用导流结构2的滤芯单位时间内通水量得到限制，有效解决了传统颗粒状滤料滤芯水流快速通过而无法限流的问题。

将安装有导流结构2的滤芯与未安装导流结构2的滤芯进行对比测试，测试项目为：过滤效果、出水流量、水头损失、含杂质出水量。

测试方法如下：

实验1

颗粒状滤料滤芯内部的导流结构2对滤芯去除效果的影响

本实施例采用的滤料为600g粒径30目至80目的椰壳活性炭，试验装置为柱状聚丙烯的膜壳1，膜壳1长210mm、内直径68mm，膜壳1由上下端盖及厚22mm直径68mm的聚丙烯多层超细纤维无妨棉进行密封。

取两支相同的膜壳1，其中一支膜壳1内设置导流结构2，且该导流结构2中挡板220数量为4块，另一只膜壳1不设置导流结构2，分别灌入300g粒径30目至80目的椰壳活性炭，并用多层超细纤维无妨棉及端盖进行密封焊接，将浓度为2mg/l次氯酸钠溶液加0.2mpa水压同时打入两支膜壳1内，测试并记录见表1。

表1

从表1显示的测试结果看，净水用颗粒状滤料滤芯采用导流结构，过滤效果有很大提升，证明导流结构实现了延长水流路径，增加了滤料与水的接触时间，提高了滤料与原水的接触概率，避免了水流由滤料层空隙较大部位快速通过并形成水路的缺陷，水路变化可见图3a和图3b。

实验2

导流结构2对多类型滤料混装滤芯去除效果的影响

本实施例采用的滤料分别为：粒径为80目至150目的酸洗椰壳活性炭和粒径为60目至100目的xad-2树脂球；试验装置为通用快接式小t33膜壳1。

取两支相同的快插式小t33膜壳1，取其中一支膜壳1放入导流结构2，挡板220块数为3块，先将30gxad-2树脂分别灌入两支膜壳1，放有导流结构2的膜壳1需保证xad-2树脂处于两挡板220间位置，而后再将50g酸洗椰壳活性炭分别灌入两支膜壳1，加多层超细纤维无妨棉后将两支膜壳1进行旋熔密封，将浓度为2.0mg/l次氯酸钠及0.015mg/l硝酸铅的混合测试液，在0.1mpa的进水压力下分别打入两支滤芯，测试并记录，见表2。

表2

由于xad-2树脂吸附二价金属离子的功能需要具备一定厚度层，从表2显示的测试结果及通水后滤料状态看，采用导流结构2，为多类型滤料混合滤芯形成特定功能过滤层提供了可能。可有效解决多类型颗粒状滤料滤芯在进水水压较低的情况下，滤料随水流搅动难以形成特定过滤层的难题。

试验3

导流结构2对滤芯水头损失及出水状况的影响

本实施例采用的滤料为粒径80目至325目的椰壳活性炭，该滤料粒径大于325目的椰壳活性炭比例为2.7％，本实施例采用的膜壳1与试验2相同，为标准的快接式小t33膜壳。

取两支相同的快插式小t33膜壳1，取其中一支膜壳内放入导流结构2，挡板220块数为4块，分别将100g椰壳活性炭灌入两支膜壳1，加多层超细纤维无妨棉后将两支膜壳1进行旋熔密封。分别在0.1mpa、0.2mpa、0.3mpa、0.4mpa的进水水压下，采用通水5分钟，关水5分钟的循环方式，进行5次测试并记录，测试结果见表3、表4。

表3

从表3数据可以看出，无导流结构2的滤芯随着进水水压的增大，流量不断降低，水头损失不断增大；相比内部具有导流结构2的滤芯，流量及水头损失下降速度相对缓和。随着进水水压的增大，滤料向出水端堆积，由于滤料粒径较小且存在极细粒径的滤料存在，滤料在出水端形成了密度较大且内部孔隙狭小的炭层，导致滤芯流量降低、水头损失增大。采用导流结构2的滤芯，在进水水压较小的条件下流量及水头损失数据较好，证明本导流结构2在一定水压范围内可避免粒径范围较大的滤料在出水端过分堆积，确保滤芯能够有效应用。

表4

从表4数据可以看出，内部具有导流结构2的滤芯在第三次出水时，抽取的出水中无肉眼可见颗粒，而未装有导流结构2的滤芯5次测试出水中均有颗粒存在。由于导流结构2的挡板220将颗粒状滤料进行有效拦截，阻止了滤料向出水端的移动，同时进水遇到挡板220后，流向发生变动，在挡板220间形成搅动，滤料在搅动的作用下，粒径大于400目的滤料会随水流由导流孔221快速流向出水端，在一定程度上清洗了滤芯内的滤料，从根本上解决了颗粒状滤料滤芯多次使用时，出水中仍存在颗粒物的问题。

采用本导流结构2，由于水流路径必须经过导流孔221，对于后置平置颗粒状滤料滤芯，水流被强制通过炭层，并在各导流孔221层间曲折，从根本上杜绝了后置滤芯水流由滤料低密度区全速通过而导致的过滤效果差的问题见图4a和图4b。

结构简单，造价低，在膜壳内设置导流结构后可有效提高颗粒状滤料滤芯过滤性能、为多类型滤料滤芯形成特定性能吸附层及降低粒径范围较大的滤料滤芯水头损失提供了可能，还可有效避免后置滤芯水流由滤料低密度区快速穿过滤层，同时能够快速将细颗粒的滤料及杂质排出滤芯，杜绝滤芯多次使用出水仍存在颗粒物问题的发生。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。