专利名称：实验室用纯水柱及设置该纯水柱的纯水设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纯水柱，更具体地涉及一种实验室用纯水柱。
背景技术：
目前研究分析领域的纯化水来源主要有蒸馏水、反渗透水、去离子水及 部分国产及进口纯水柱等，且纯化水技术也很多，但是一般每种技术只对一类 或几类水中的污染物有去除效果，目前没有哪一种纯化技术可以将自然水纯化 成高度纯净的水，而必须选用多种技术的组合。这样会导致设备的冗余，而且 多个环节的连接必然会导致泄漏、污染、流量匹配等一系列的问题发生。
例如在中国专利申请01243347.0中公开了一种理化实验室用高纯水制备 器，其前置过滤器为一内部填充有纤维性过滤材料的柱状容器，出水口通过水 管且经过加压泵加压与反渗透器的进水口相连，反渗透器内装有反渗透膜，反 渗透器外壁连有废水排放管，反渗透器的出水口与柱状的离子交换器串接，离 子交换器最后与箱体上的出水管相连。该装置耗电量小，使用寿命长，由它制 备的纯水可达l级实验用水的标准。但是其具有的不足之处在于流量小，有 机物含量高，因此需要与其它技术联用才能获得纯净度令人满意的水。
在中国专利200420081765.4中设计了一种超纯水器。包括设有进水机构 的预处理系统、反渗透系统和设有出水结构的超纯化系统；所说的预处理系统 通过管线与反渗透系统的进口相连接，反渗透系统的出口通过管线与超纯化系 统的进口相连接。本实用新型的超纯水器，结构简单，而所获得的超纯水，脱 盐率》99%,除菌率》99.5%,水质电阻率可达到18.2兆欧/厘米，细菌《 lcfu/ml。能够满足实验室用超纯水的要求。但是其具有的不足之处在于其
有机物含量及颗粒含量的指标未能令人满意。
中国专利申请200620027205, X中涉及一种实验室用高纯水处理净化设备，
其整体机架、KDF过滤器、精密过滤器、活性炭滤芯过滤器、反渗透过滤器、水泵、水箱、混合离子交换树脂通过管路连接安装在整体机架上，从整体机架
上引出进水管和出水管，其中进水管与精密过滤器之间连接KDF过滤器，该精 密过滤器连接活性炭滤芯过滤器，该活性炭滤芯过滤器连接水泵，该水泵连接 反渗透过滤器，该反渗透过滤器连接水箱，该水箱连接水泵，该水泵连接反渗 透过滤器，该反渗透过滤器连接混合离子交换树脂，该混合离子交换树脂连接 出水管。本实用新型整体结构简单、设计科学合理、造价成本相对较低、运行
维护费用少、操作调试简单、过滤效果稳定。但是其具有的不足之处在于采 用了多种纯水技术，体积大，结构复杂，且水质不明确。
中国专利申请200720033781. X公开了一种实验室级超纯水器，它包括预处 理过滤器、反渗透柱、EDI膜堆、紫外杀菌器、超纯化器；进水依次通过预处 理过滤器、内部设有反渗透膜的反渗透柱、EDI膜堆、紫外杀菌器和超纯化器 至出口。本实用新型结构简单，使用方便，实现了人性化的设计。而所获得的 超纯水，其脱盐率》99%，热源含量《0. 001EU/ml，水质电阻率可达到18. 2兆 欧/厘米，细菌《lcfu/ml，总有机碳《3ppb;微颗粒杂质(0.22)《l/ml;水
质能够满足不同实验室用超纯水的要求。但是其具有的不足之处在于采用了
多种技术的组合联用，结构复杂，应用中需要很多的维护，制造成本高。
中国专利申请200720070752. 0公开了一种实验室超纯水器中的预处理柱， 它包括下盖、柱体、上盖，特点是柱体内并列设置两滤柱，下盖、上盖与两滤 柱密闭固定连接，其中一滤柱内上下两端分别设有滤网，两滤网之间装有活性 炭；另一滤柱自下向上依次设置有进水塞、过滤器、出水塞、垫块、进水塞、 过滤器、出水塞；上盖上设有两水口；下盖中部设有"V"形槽。结构紧凑可 靠，占用空间小，安装简单快捷，使用寿命长，制水过程中无粘结剂溶出物， 水质有保障。但是其具有的不足之处在于它只是预过滤柱，只能对原水进行 很粗的处理，不能达到I级水的水质要求。
中国专利申请200720070755. 4公开一种实验室用超纯水器，它包括预处理 柱、反渗透柱、纯化柱、超纯柱、杀菌器、超滤柱、机架及面板，特点是机架 内设有连接板并将机架分隔为两空间，其中一间内设有数个电极、杀菌器、整 流器、超滤柱、电磁阀、接线排且底板上设有高压泵；另一间内设有固定架， 固定架上固定有反渗透柱、预处理柱、纯化柱、超纯柱。本实用新型可将水质提升到电阻率18. 2MQcm(0. 055u s/cm)，微生物小于lcfu/ml， TOC小于5PPB 的超纯水且安装方便，更换滤芯容易，制造工艺及产品可靠性高，模块组合易 升级，出水品质稳定。但是其具有的不足之处在于采用了多种技术的组合， 结构复杂，需要较多的维护，成本较高。
因此，本领域缺乏一种避免泄漏、污染、流量匹配问题、且可以制备各种 应用用途纯水的纯水柱；因此本领域迫切需要一种避免泄漏、污染、流量匹配 问题、且可以制备各种应用用途纯水的纯水柱。
实用新型内容
本实用新型的第一目的在于提供一种避免泄漏、污染、流量匹配问题、且可 以制备各种应用用途纯水的纯水柱。
本实用新型的第二目的在于提供一种避免泄漏、污染、流量匹配问题、且 可以制备各种应用用途纯水的纯水设备。
本实用新型第一方面提供一种实验室用纯水柱，所述纯水柱包括 -设在所述纯水柱上部的上盖； -设在所述纯水柱下部的下盖；
-进水口和出水口 ，所述进水口和出水口设置在所述上盖或所述下盖上；
以及
-设在所述纯水柱上盖和下盖之间的一体化纯水柱体；
-其中，所述一体化纯水柱体由如下部件组成 -两个或两个以上的可装填料的筒体； -设在进水口和出水口之间并连通所述筒体31的管道。
在本实用新型的一个具体实施方式
中，所述一体化纯水柱体包括四个可装填 料的筒体。
在本实用新型的一个具体实施方式
中，所述四个可装填料的筒体中装有以下 填料核级活性碳、核级离子交换树脂或其组合。在本实用新型的一个具体实施方式
中，
所述筒体的轴线互相平行，其中所述筒体的上端均与上盖1在同一平面 上，且所述筒体下端均与所述下盖2在同一平面上。
在本实用新型的一个具体实施方式
中，所述纯水柱的筒体、上盖和下盖部件 为低溶出材料制得的部件。
在本实用新型的一个具体实施方式
中，所述低溶出材料为热融法合成聚丙烯。
由于热融法避免了 o型圈及粘合剂的加入，有效提高了产品的纯净度。
在本实用新型的一个具体实施方式
中，所述筒体的长度与直径比例在1: 4一 1: 4.5之间。
优选地，所述筒体的横截面为圆形。 优选地，所述各个筒体的横截面积相等。
在本实用新型的一个具体实施方式
中，所述上盖与一体化纯水柱体的上端之 间设置上滤网，或
所述下盖与一体化纯水柱体的下端之间设置下滤网。
在本实用新型的一个具体实施方式
中，所述进水口和出水口设有标准螺纹接 口结构。
本实用新型的第二方面提供一种纯水设备，所述设备中从上游至下游设置 一个或多个本实用新型的纯水柱、以及纯水收集装置。
本实用新型的有益效果在于-(1)避免泄漏、污染、流量匹配问题、且可以制备各种应用用途纯水的纯 水柱；我们对一体化实验室专用纯水柱进行了严格的检测，产水指标完全能达到国家实验用水的相关标准。
对于不同的进水水质，该纯化柱也具有广泛的适应性，可以根据各地不 同原水，在填料配方上加以调整，以获得最大的纯化容量及使用寿命。
(2) 在一个优选例中，我们对柱体的材料进行科学筛选，使用了低溶出的材 料，保证水在纯化过程中受到材料污染的影响最小。
(3) 在一个优选例中，采用了科学配制的填料，以保证纯化效率。
(4) 在一个优选例中，采用了流道孔的流道设计，使得该纯化柱具有独到 的特点，光滑避免死角，平缓避免压力损失。
(5) 在一个优选例中，在筒体的大小选择上，选用的尺寸考虑到了实验室 用纯化水的最普遍的流量需求，并通过实践证明该长度与直径比是使纯化介质 充分交换的最佳比率。
(6) 在一个优选例中，由于我们在纯化柱的接口上设计了标准螺纹接口， 所以，该纯水柱可以用于各种纯水设备，并可以单柱使用。
图1为本实用新型的纯水柱的一个具体实施方式
的示意图。 图2a为图1中纯水柱的滤网部件的正面放大结构示意图，图2b为图1中纯水 柱的滤网部件的反面放大结构示意图。
图3为图]中纯水柱的下盖部件的放大结构示意图。 图4为图1中纯水柱的上盖部件的放大结构示意图。 图5为图1中纯水柱的部分部件的分解示意图。
具体实施方式
本实用新型设计人经过广泛而深入的研究，通过改进制备工艺，获得了避 免泄漏、污染、流量匹配问题、且可以制备各种应用用途纯水的纯水柱。在此 基础上完成了本实用新型。
以下对本实用新型的各个方面进行详述 本实用新型提供一种实验室用纯水柱，所述纯水柱包括 -设在所述纯水柱上部的上盖(1);-设在所述纯水柱下部的下盖(2);
-进水口 (ll)和出水口 (12)，所述进水口 (ll)和出水口 (12)设置在所述上 盖(1)或所述下盖(2)上；以及
-设在所述纯水柱上盖(1)和下盖(2)之间的一体化纯水柱体(3);
-其中，所述一体化纯水柱体(3)由如下部件组成
-两个或两个以上的可装填料的筒体(31); -设在进水口 (ll)和出水口 (12)之间并连通所述筒体 (31)的管道。
本实用新型的纯水柱的部件可以采用纯水制备领域传统的材质，只要不对本 实用新型的发明目的产生限制即可。
为了达到更低的溶出度，优选地，所述纯水柱的各个部件为聚丙烯(pp)(填
料除外)材料制得，更优选采用热融法合成聚丙烯。由于热融法避免了O型圈及粘 合剂的加入，可以更佳有效提高产品的纯净度。
此外，所述纯水柱的各个部件还可以采用其它低溶出的材料，只要能确保水 在纯化过程中受到材料污染的影响不至于对本实用新型的产水质量造成影响即可。
本实用新型的上盖(1)设在所述纯水柱的上部。所述上盖的结构可以采用本领 域传统的各种结构，只要能够固定一体化纯水柱体(3)的上端即可。在本实用新 型的一个具体实施方式
中，所述上盖(l)上可以设置进水口 (ll)和出水口 (12)。
本实用新型的下盖(2)设在所述纯水柱的下部。所述下盖的结构可以采用本领 域传统的各种结构，只要能够固定一体化纯水柱体(3)的下端即可。在本实用新 型的一个具体实施方式
中，所述下盖(2)上可以设置进水口 (11)和出水口 (12)。
进水口(11)和出水口(12)可以采用本领域传统的结构或材质，只要不对本 实用新型的发明目的产生限制即可。
为了使得本实用新型的纯水柱可以与其它设备方面地结合，在一优选例中， 所述进水口 (ll)和出水口 (12)的一端设有标准螺纹接口结构。
为了更好地防止一体化纯水柱体(3)中的填料(也即纯化介质)逸出，所述上盖(1) 与一体化纯水柱体(3)的上端之间可以设置上滤网(41)。为了更好地防止一体化纯水柱体(3)中的填料(也即纯化介质)逸出，所述下盖(2) 与一体化纯水柱体(3)的下端之间可以设置下滤网(42)。
所述滤网的结构、材质、网孔大小均可以采用纯水制备领域的传统设定，只 要不对本实用新型的发明目的产生限制即可。
所述纯水柱上盖(1)和下盖(2)之间的设置一体化纯水柱体(3)。以下对一 体化纯水柱体(3)进行详述
本实用新型所述一体化纯水柱(3)包括四个可装填料的筒体(31)。在其它具体 实施方式中，所述纯水柱(3)还可以包括不同的筒体数量、不同的接口以及不同的 填料方式，只要使得纯水柱为一体化设计即可。
在一优选例中，所述四个可装填料的筒体(31)中装有以下填料核级离子交换 树脂，核级活性碳。所述核级离子交换树脂可以采用本领域各种种类的核级离子交 换树脂，只要不对本实用新型的发明目的产生限制即可。核级活性碳可以采用本领 域各种种类的核级活性碳，只要不对本实用新型的发明目的产生限制即可。
所述筒体中的填料可以根据需要采用各种顺序和各种比例；在一优选例中，所 述填料的顺序为核级离子交换树脂，核级活性碳+核级离子交换树脂。
在一优选例中，所述筒体(31)的轴线互相平行，其中所述筒体(31)的上端 均与上盖(l)在同一平面上，且所述筒体(31)下端均与所述下盖(2)在同一平面 上。
优选地，所述筒体(31)的横截面为圆形、椭圆形、或方形。 优选地，所述各个筒体(31)的横截面积相等。
在一优选例中，所述筒体(31)的长度与直径比例在4一4.5之间。 所述筒体(31)中的流道为从进水口 (ll)出发，经过出水口 (12)之间并连通 的流道
设计人发现，针对泄漏、污染、流量匹配问题这些现象，用一体化专用纯 水柱，给出了一个完整的解决方案。 一体化专用纯水柱，利用串联的四个筒体， 分别装填不同的纯化介质，使水在流经各个筒体时分别除去各种不同的污染 物，实现一步纯化的目的。这样可以有效的防止了泄漏、污染、流量匹配等问 题，而且该柱子还可以通过变化装填纯化介质，实现制取各种应用用途之纯水的目的。
此外，还通过调节核级活性碳与核级例子交换树脂的比例，增加除菌过滤， 增加超滤等单元可以将所述纯水柱调节为标准实验专用型、理化实验专用型、 生化实验专用型、微量元素分析专用型、预纯化专用型等。(标准实验专用型 彻底去除离子；理化实验专用型彻底去除离子及有机物；生化实验专用型 彻底去除离子，有机物及微生物；微量元素分析专用型彻底去除离子及溶于 水中的气体和挥发性物质；预纯化专用型去除水中的颗粒及胶体。
本实用新型还提供一种纯水设备，所述设备中设有一个或多个本实用新型所
述的纯水柱。例如，所述纯水设备的......匕游为超滤单元，—F游为本实用新型的纯水柱，
纯水柱的一F游可以设置纯水收集装置。
本实用新型的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是 显而易见的。
以下结合具体实施例，进一步阐明本实用新型。应理解，这些实施例仅用
于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体 条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和 百分比基于重量，除非特别说明。
除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术 熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料 皆可应用于本实用新型方法中。
实施例
如图1所示的一种实验室用纯水柱100包括 -设在所述纯水柱100上部的上盖1; -设在所述纯水柱100下部的下盖2;
-进水口 11和出水口 12，所述进水口 11和出水口 12设置在所述上盖1 或所述下盖2上；以及
-设在所述纯水柱上盖1和下盖2之间的一体化纯水柱体3;
-其中，所述一体化纯水柱体3由如下部件组成-两个或两个以上的可装填料32的筒体31; -设在进水口 11和出水口 12之间并连通所述筒体31 的管道。
如图1所示，所述一体化纯水柱体3包括四个可装填料的筒体31，分别为筒 体31a、 31b、 31c、 31d。所述四个可装填料的筒体31中装有以下填料32:核级离 子交换树脂，核级活性碳、核级离子交换树脂，核级活性碳。
在另一个具体实施方式
中，装有如下填料32:核级离子交换树脂，核级活性
碳+核级离子交换树脂，核级离子交换树脂，核级活性碳+核级离子交换树脂。在 其它实施方式中，通过调节核级活性碳与核级离亍交换树脂的比例，还可以获 得各种类型的纯水。
如图1所示所述筒体31的轴线互相平行，其中所述筒体31的上端均与上 盖l在同一平面上，且所述筒体31下端均与所述下盖2在同一平面上。所述纯 水柱的与水直接接触的部件为PP材料制得(不包括填料)。
所述筒体31的横截面为圆形，所述各个筒体31的横截面积相等。
所述筒体31的长度与直径比例在1: 4一1: 4.5之间。
如图2a和2b所示，为所述上盖1与一体化纯水柱体3的上端之间设置的上 滤网41。所述下盖2与一体化纯水柱体3的下端之间还设置下滤网42。 所述进水口 ll和出水口 12设有标准螺纹接口结构13。
如图3和图4所示，上盖1上可以设有流道孔11，下盖2也可以设有流道孔21。
以下对各个部件的功能进行描述-
一体化实验室专用纯水柱由上盖、下盖、筒体、滤网和填料等部分组 成，功能描述如下
上盖l:进出水口，还可以固定筒体 下盖2:作用同上 筒体31:装填纯化介质
上滤网41和下滤网42:防止纯化介质逸出填料32:去除水中杂质 本实用新型的纯水柱是这样得到的-
通过注塑、切割、开流道孔、清洗、灌装填料、热熔、质检和包装等步骤得到。
本实用新型是这样运作的 上盖1和下盖2的流道可以根据需要设计，在本实施例中设计的上盖1和 下盖2的流道是采用注塑工艺中的嵌入件结构，并不打通，而在制造纯化柱时 再将流道按照需要打通流道孔13和21(如图3和图4所示)，所以四根筒体31 就分为四个31a、 31b、 31c、 31d筒体，水流可以按照31a、 31b、 31c、 31d筒 体流过，也可以31a、 31b同时流入，再流过31c和31d，或者31a、 31b同时 流入，再同时流入31c、 31d等等，这些组合可以使我们的纯化柱在产水水质及 产水流量上有多种选择。同时还可以根据需要调节填料的配比和种类。无论采 用何种选择，本实用新型保证了纯化柱为一体化设计，避免泄漏、污染、流量 匹配问题、且可以制备各种应用用途纯水。
综上所述，本实用新型还达到了如下效果
对柱体的材料进行科学筛选，使用了低溶出的材料，保证水在纯化过程中受 到材料污染的影响最小。
对纯化填料也进行了科学的配制，以保证纯化效率
在流道设计上，该纯化柱也有独到的特点，光滑避免死角，平缓避免压力损失。
在筒体的大小选择上，选用的尺寸考虑到了实验室用纯化水的最普遍的流量 需求，并通过实践证明该长度与直径比是使纯化介质充分交换的最佳比率。
对一体化实验室专用纯水柱进行了严格的检测，产水指标完全能达到国家实 验用水的相关标准。由于我们在纯化柱的接口上设计了标准螺纹接口，所以，该纯 水柱可以用于我们研发的纯水设备，理论上还可以适用于任何一款纯水设备，并可 以单柱使用。
对于不同的进水水质，该纯化柱也具有广泛的适应性，可以根据各地不同原水，在填料配方上加以调整，以获得最大的纯化容量及使用寿命。
在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇 文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授
内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形 式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
权利要求1、一种实验室用纯水柱，其特征在于，所述纯水柱(100)包括-设在所述纯水柱(100)上部的上盖(1)；-设在所述纯水柱(100)下部的下盖(2)；-进水口(11)和出水口(12)，所述进水口(11)和出水口(12)设置在所述上盖(1)或所述下盖(2)上；以及-设在所述纯水柱上盖(1)和下盖(2)之间的一体化纯水柱体(3)；-其中，所述一体化纯水柱体(3)由如下部件组成-两个或两个以上的可装填料(32)的筒体(31)；-设在进水口(11)和出水口(12)之间并连通所述筒体(31)的管道。
2、 如权利要求i所述的纯水柱，其特征在于，所述一体化纯水柱体(3)包括 四个可装填料(32〉的筒体(3i)。
3、 如权利要求1所述的纯水柱，其特征在于，所述筒体(31)的轴线互相平行，其中所述筒体〈31)的上端均与上盖a〉在同一平面上，且所述筒体(31)下端均与所述下盖(2)在同一平面上。
4、 如权利要求1所述的纯水柱，其特征在于，所述纯水柱的筒体(31)、上盖 (1)和下盖(2)部件为低溶出材料制得的部件。
5、 如权利要求4所述的纯水柱，其特征在于，所述低溶出材料为热融法合成 聚丙烯。
6、 如权利要求1所述的纯水柱，其特征在于， 所述筒体(31)的长度与直径比例在h 4—1: 4.5之间。
7、 如权利要求1所述的纯水柱，其特征在于，所述上盖(1〉与一体化纯水柱体(3)的上端之间设置上滤网〈41)，或所述下盖(2)与一体化纯水柱体(3)的下端之间设置下滤网(42)。
8、 如权利要求1所述的纯水柱，其特征在于，所述进水口(11)和出水口(12) 设有标准螺纹接口结构。
9、 一种纯水设备，其特征在于，所述设备中从上游至下游设置 一个或多个 如权利要求1 8任一项所述的纯水柱、以及纯水收集装置。
专利摘要本实用新型提供一种实验室用纯水柱及设置该纯水柱的纯水设备。所述纯水柱(100)包括设在所述纯水柱(100)上部的上盖(1)；设在所述纯水柱(100)下部的下盖(2)；进水口(11)和出水口(12)，所述进水口(11)和出水口(12)设置在所述上盖(1)或所述下盖(2)上；以及设在所述纯水柱上盖(1)和下盖(2)之间的一体化纯水柱体(3)；其中，所述一体化纯水柱体(3)由如下部件组成两个或两个以上的可装填料的筒体(31)；设在进水口(11)和出水口(12)之间并连通所述筒体(31)的管道。本实用新型提供了一种避免泄漏、污染、流量匹配等问题、且可以制备各种应用用途纯水的纯水柱。
文档编号C02F1/42GK201351124SQ20082015067
公开日2009年11月25日 申请日期2008年7月10日 优先权日2008年7月10日
发明者张金鹤 申请人:上海瑞枫生物科技有限公司