便携式户外饮用水净水杯的制作方法

本发明涉及饮用水过滤技术领域，特别指一种能够过滤小溪、河流等野外非净化水中细菌、病毒、重金属、异味、颗粒物等有害物质的便携式户外饮用水净水杯。

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。

一个成人在正常情况下，每天消耗2～3升水；限量供应下，一天至少需要500毫升水。因此清洁的水源对保障人的生命相当重要。

野外水主要来自于江河、湖泊、溪流或者其它未开发的水源。通常包含多种可见微粒物，比如泥沙、淤泥、杂物、腐殖酸和单宁(来自于腐烂的植物)等，让水呈现不同的颜色和异味。这样的水中往往含有多种细菌、病毒、重金属等多种有害物质，非极端条件下人体坚决不能随意饮用。

对于野外水处理，国家及相关权威部门对清洁水的定义是不含病原体。四种水源性病原体需要引起关注：原生动物、细菌、病毒和多细胞寄生虫。

因此如何去除野外水中的病原体、重金属离子、有机物等是我们潜心研究的课题。

户外活动不管是远郊旅游还是野战行军，人体都要消耗大量体力和水分，不断补充水分成为必不可少的生理行为。但是，户外活动往往面临负重不易过重，随身携带的水量不宜过多的问题。户外运动爱好者或野战军行军在旅途中常会深入人烟稀少地区或更恶劣的环境中，面临无法获取到干净水源的问题。因此，向山泉、小溪、河流等自然水资源直接取水成为很多户外活动者的唯一选择。

野外水往往含有泥沙、原生动物、细菌、病毒和多细胞寄生虫等有害物质。即使是人们认为干净的山泉水，看着清澈、口感也清冽，但也有如病毒、细菌、微生物等看不到、对人体有害的物质，不能单凭观察和口感判定水质的好坏。饮用带有病原体的水，可能对人体带来不可逆的损伤。有些山泉水是浅层地下水，也可能是地表水渗入泥土后再汇集流出来的。地表的水受周围环境影响较大，容易被人畜粪便、腐败植物所污染，含有致病菌和寄生虫卵的概率较大。

目前市面上冷水过滤器种类繁多，如全屋净水器、净水壶等，主要针对家用市场，过滤家用自来水，其体积较大难以随身携带。而这类净水设备采用的过滤原理大多采用无纺布与活性炭相结合，以筛滤和吸附的方式进行过滤。由于这种深层过滤材料的孔型均为不规则微孔，过滤精度难以保证，加之孔径较大，很难将冷水中的细菌、病毒、重金属等微小粒径的有害物过滤掉；而活性炭有超强的吸附能力，可将水中化学、农药等有机残留、细小离子吸附掉，但同时也将水中有益离子去除干净。因此采用此种方法过滤的自来水，首先要取决自来水输送过程的污染程度，即细菌、病毒群落的数量大小，对于较小细菌、病毒群落的自来水可以说是相对安全的饮用水，但不是健康的饮用水！基本达不到直饮水的要求，更谈不上对户外不确定水源过滤的安全保障。直接将水烧开饮用需要有火源和耐热容器，且会产生水垢等新的有害物质。目前也有人使用沉淀法或直接加氯法来清洁水源，但无法有效清除病原体，且加氯的量难以控制，会产生氯化物消毒副产品，有致癌性。市场上缺少适合户外随身使用的，能够过滤自然界中的淡水的便携式储水容器。

对于户外活动者，由于饮用水只是解决短期或临时性的缺水问题，因此饮用水的安全问题是首要问题，远远高于水的健康问题。怎样将颗粒物特别是细菌、病毒、有机物等对人体有致命伤害的有害物清理干净是本专利着重研究的课题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种便携式户外饮用水净水杯，其能过滤自然水体中的泥沙、细菌、病毒、重金属、寄生虫、有机物等有害物质，并能有效去除异味，过滤后的饮用水使用安全、健康，其上的滤芯装置结构简单，更换方便，成本低，可反复清洗、重复使用，滤芯装置所占空间小，过滤面积和过滤效率高，装配工艺简单，纳污能力强，使用寿命长。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案为：一种便携式户外饮用水净水杯，其中包括上端敞口的杯体，所述杯体的下端设有第一进水孔，所述杯体的内腔底部安装有抽水筒，所述第一进水孔正对着抽水筒的底部，所述杯体的下面连接有滤芯装置，所述第一进水孔正对着滤芯装置。

优选地，所述抽水筒包括安装于杯体内腔底部中心部位的上下贯通的筒壳，所述筒壳的上端安装有上端盖，所述筒壳内腔滑动安装有活塞，所述活塞的上端连接有活塞杆，所述活塞杆的上端穿出上端盖，所述筒壳的侧面及下端分别设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔上安装有第一单向阀，所述第二通孔正对着第一进水孔。

优选地，所述第二通孔上安装有第二单向阀，所述第二单向阀正对着第一进水孔。

优选地，所述活塞的外侧面设有环状凹槽，所述环状凹槽与筒壳之间安装有密封环。

优选地，所述滤芯装置的下端可拆卸的连接有底盖，所述底盖的侧面设有至少一个可与活塞杆上端卡扣连接的卡槽。

优选地，所述滤芯装置包括上端敞口的滤筒，所述滤筒的下端设有第二进水孔或出水孔，所述滤筒的内腔安装有滤片结构，所述滤片结构由上向下或由下向上包括片状核孔精滤膜、无纺布及核孔粗滤膜或由内向外或由外向内依次包括筒状核孔精滤膜、无纺布及核孔粗滤膜。

优选地，还包括活性炭或生物酶，所述活性炭或生物酶设置于滤筒内腔的核孔精滤膜上面或下面或核孔精滤膜内腔或外面。

优选地，所述核孔精滤膜为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，所述核孔精滤膜上的微孔孔径为0.2微米～1.0微米，所述微孔密度为1×10⁶～5×10⁸/厘米²，所述核孔粗滤膜为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，所述核孔粗滤膜上的微孔孔径为10～30微米，所述微孔密度为5×10⁴～1×10⁶/厘米²，所述无纺布的微孔孔径为0.1～0.8微米。

优选地，还包括表面具有微孔的滤膜骨架，所述滤膜骨架安装于滤筒内的核孔粗滤膜下表面或上表面或套置于核孔粗滤膜外层或内腔，所述滤膜骨架上的微孔孔径为100～2000微米。

优选地，所述第二进水孔或出水孔为向下延伸的管接头状，所述第二进水孔或出水孔与滤筒底部的连接处呈光滑圆弧过渡。

优选地，还包括可拆卸密封连接于杯体上端的杯盖或杯盖结构，所述杯盖结构包括下杯盖和安装于下杯盖上的上杯盖，所述活塞杆穿出所述下杯盖，所述下杯盖上设有直饮口和通气孔，所述上杯盖的内腔底部安装有两个密封件，两个所述密封件在上杯盖盖在下杯盖上时插置于所述直饮口和通气孔上。

优选地，所述上杯盖与下杯盖通过安装于二者侧面的铰接结构连接在一起，所述下杯盖密封安装于抽水筒上端。

优选地，所述杯盖或杯盖结构、底盖及筒壳由食品级非金属塑料材质或金属材料制成，所述杯身由透明的食品级非金属塑料材质或金属材料制成。

采用上述方案后，本发明便携式户外饮用水净水杯具有以下有益效果：

1、使用者利用本发明便携式户外饮用水净水杯可以直接从自然水体中获取直饮水，该净水杯能过滤自然水体中的泥沙、细菌、病毒、重金属、寄生虫、有机物等有害物质，并能有效去除异味，对细菌、病毒、寄生虫等大颗粒物的去除率达100％，对病毒的去除率达99.9％，过滤后的饮用水完全符合国际饮用水标准，安全、健康、口感甘甜、滑顺，设计合理使制造成本降低；

2、本发明便携式户外饮用水净水杯的滤芯装置及第一、二单向阀均可更换，使用方便，在保证过滤效率和质量的前提下，有效地延长了净水杯的使用寿命；

3、本发明便携式户外饮用水净水杯的结构简单，操作便捷，使用者可以独立完成采水及过滤过程，杯体的全透明设计使取水与过滤过程透明可见，安全放心，滤芯装置堵塞时，也能轻易拆开进行清洗和维护；

4、本发明便携式户外饮用水净水杯的可拆卸底盖既可作为第二进水孔或出水孔的密封底盖使用，又可作为取水时的手柄拉环使用，使取水更为便捷省力；

5、通过在第二进水孔上连接取水管，便于取水者较远距离取水，极大地降低了使用者的安全风险，增加了使用方便性，通过将取水管的进水口设计为镂空球状结构，可阻挡树叶、昆虫等较大的颗粒物等杂质进入滤筒的第二进水孔；

6、通过采用食品级非金属塑料材质或金属材质，轻便易携带，防抗摔能力极强，极大地提高了净水杯的安全使用性能。

附图说明

图1为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例一的外观结构示意图；

图2为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例一的工作过程一结构示意图；

图3为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例一的工作过程二结构示意图；

图4为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例一的工作过程三结构示意图；

图5为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例一的滤芯装置立体分解结构示意图；

图6为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例二的立体分解结构示意图；

图7为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例二的主视剖视结构示意图；

图8为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例二的工作过程一结构示意图；

图9为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例二的工作过程二结构示意图；

图10为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例三的结构示意图；

图11为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例四的滤芯装置主视剖视结构示意图；

图12为图11的a-a向剖视结构示意图；

图13为本发明便携式户外饮用水净水杯实施例五的滤膜骨架立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明说明作进一步，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示本发明便携式户外饮用水净水杯实施例一的结构示意图，参考图2所示，包括上端敞口的杯体1，杯体1的下端设有第一进水孔2，杯体1的内腔底部安装有抽水筒3，抽水筒3包括安装于杯体1内腔底部中心部位的上下贯通的筒壳4，筒壳4的上端安装有上端盖5，筒壳4的内腔滑动安装有活塞6，活塞6的外侧面设有环状凹槽，环状凹槽与筒壳4之间安装有密封环7。

活塞6的上端连接有活塞杆8，活塞杆8的上端穿出上端盖5，筒壳4的侧面及下端分别设置有第一通孔和第二通孔，第一通孔上安装有第一单向阀9，第二通孔正对着第一进水孔2。本实施例第二通孔上安装有第二单向阀10，第二单向阀10正对着第一进水孔2。

杯体1的下面连接有滤芯装置，滤芯装置的下端可拆卸的连接有底盖11,底盖11的侧面设有至少一个可与活塞杆8上端卡扣连接的卡槽12。结合图5所示，滤芯装置包括上端敞口的滤筒13，滤筒13的下端设有第二进水孔14，第二进水孔14为向下延伸的管接头状，第二进水孔14与滤筒13底部的连接处呈光滑圆弧过渡。第二进水孔14上可以连接取水管。滤筒13的内腔安装有滤片结构，滤片结构由上向下包括片状核孔粗滤膜17、无纺布16及核孔精滤膜15。其中核孔精滤膜15为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔精滤膜15上的微孔孔径为0.2微米～1微米，微孔密度为1×10⁶～5×10⁸/厘米²，核孔粗滤膜17为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔粗滤膜17上的微孔孔径为10～30微米，微孔密度为5×10⁴～1×10⁶/厘米²，无纺布16的微孔孔径为0.1～0.8微米。

还包括可拆卸的密封连接于杯体1上端的杯盖18，杯盖18与杯体1通过螺纹连接在一起。杯盖18、底盖11及筒壳4均是由食品级非金属塑料材质或金属材料制成，杯身1是由透明的食品级非金属塑料材质或金属材料制成。

使用时，参考图2所示，将该饮用水净水杯的杯盖18打开，将自然界取得的原水倒入筒壳4与杯体1之间的区域，参考图3所示,取下底盖11，将底盖11侧面的多个卡槽12卡在活塞杆8的凸块上，作为拉环使用；打开第一单向阀9，关闭第二单向阀10，向上拉动底盖11，其带动活塞杆8及活塞6沿筒壳4内腔向上运动，筒壳4内腔位于活塞6下方的腔体中形成负压，原水从第一单向阀9进入筒壳4的内腔，之后将第一单向阀9关闭，开启第二单向阀10，参考图4所示，原水通过第二单向阀10、经滤片结构即核孔粗滤膜17、无纺布16及核孔精滤膜15过滤后，净水从第二进水孔14流出倒入杯盖18中直接饮用。

上述实施例中滤芯装置还可以采用由内向外依次包括筒状核孔粗滤膜、无纺布及核孔精滤膜的结构，均为本发明保护的范围。

图6、图7所示本发明便携式户外饮用水净水杯实施例二的立体分解结构示意图及主视剖视结构示意图，包括上端敞口的杯体1，杯体1的下端设有第一进水孔2，杯体1的内腔底部安装有抽水筒3，抽水筒3包括安装于杯体1内腔底部中心部位的上下贯通的筒壳4，筒壳4的上端安装有上端盖5，筒壳4的内腔滑动安装有活塞6，活塞6的外侧面设有环状凹槽，环状凹槽与筒壳4之间安装有密封环7。

活塞6的上端连接有活塞杆8，活塞杆8的上端穿出上端盖5，筒壳4的侧面及下端分别设置有第一通孔和第二通孔，第一通孔上安装有第一单向阀9，第二通孔正对着第一进水孔2。本实施例第二通孔上安装有第二单向阀10，第二单向阀10正对着第一进水孔2。

杯体1的下面连接有滤芯装置，滤芯装置的下端可拆卸的连接有底盖11,底盖11的侧面设有至少一个可与活塞杆8上端卡扣连接的卡槽12。滤芯装置包括上端敞口的滤筒13，滤筒13的下端设有第二进水孔14，第二进水孔14为向下延伸的管接头状，第二进水孔14与滤筒13底部的连接处呈光滑圆弧过渡。第二进水孔14上可以连接取水管。滤筒13的内腔安装有滤片结构，滤片结构由上向下包括活性炭或生物酶19、片状核孔精滤膜15、无纺布16及核孔粗滤膜17。其中核孔精滤膜15为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔精滤膜15上的微孔孔径为0.2微米～1微米，微孔密度为1×10⁶～5×10⁸/厘米²，核孔粗滤膜17为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔粗滤膜17上的微孔孔径为10～30微米，微孔密度为5×10⁴～1×10⁶/厘米²，无纺布16的微孔孔径为0.1～0.8微米。

还包括表面具有微孔的滤膜骨架20，滤膜骨架20安装于滤筒13内腔底部的核孔粗滤膜17的下表面，滤膜骨架20上的微孔孔径为100～2000微米。

杯体1的上端可拆卸的密封连接有杯盖结构，杯盖结构包括下杯盖21和安装于下杯盖21上的上杯盖22，上杯盖22与下杯盖21通过安装于二者侧面的铰接结构连接在一起，该铰接结构为销轴29铰接，下杯盖21与杯身1之间设置有密封垫。杯盖结构、底盖11及筒壳4均是由食品级非金属塑料材质或金属材料制成，杯身1是由透明的食品级非金属塑料材质或金属材料制成。下杯盖21与筒壳4之间安装有密封垫23。活塞杆8穿出下杯盖21，下杯盖21上设有直饮口24和通气孔25，上杯盖22的内腔底部安装有第一密封件26和第二密封件27，第一密封件26和第二密封件27在上杯盖22盖在下杯盖21上时插置于直饮口24和通气孔25上。

使用时，参考图8所示，将该饮用水净水杯的上杯盖22相对下杯盖21打开，取下底盖11，将底盖11侧面的多个卡槽12卡在活塞杆8的凸块上，作为拉环使用；将杯体1的底部浸入液面以下(也可在滤筒13的第二进水孔14上安装软管，将软管的底部浸入液面以下)；将手指伸进底盖11的环形槽中，向上拉动底盖11，带动活塞杆8及活塞6沿筒壳4内腔向上运动，筒壳4内腔位于活塞6下方的腔体中形成负压，开启第二单向阀10，自然界的原水从滤筒13的第二进水孔14进入，经过滤片结构即滤膜骨架20、核孔粗滤膜17、无纺布16、核孔精滤膜15及活性炭或生物酶19、第二单向阀10后进入筒壳4内腔位于活塞6下面的区域中，关闭第一单向阀9。参考图9所示，将底盖11向下压，关闭第二单向阀10，开启第一单向阀9，净水从筒壳4内腔通过第一单向阀9进入到筒壳4与杯体1之间的区域，将活塞杆8压到底，取下底盖11，装回滤芯装置的底部，饮用者可直接从杯体1上端的下杯盖21的直饮口24饮用水。

如图10所示本发明便携式户外饮用水净水杯实施例三的结构示意图，其大部分结构与上述实施例二的结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：第二进水孔14上连接有取水管28，便于取水者较远距离取水；取水管28的底部为镂空球状结构，可阻挡树叶、较大的垃圾等杂质进入第二进水孔14。

本实施例的使用过程与上述实施例二的使用过程基本相同，此处不再赘述。

如图11和图12所示，本发明便携式户外饮用水净水杯实施例四的大部分结构与上述实施例二的结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：本实施例滤芯装置包括滤筒13，滤筒13的下端设有第二进水孔14，滤筒13的上端设有上端盖30，上端盖30上设有出水口，滤筒13的内腔位于上端盖的下面安装有筒状滤片结构，滤片结构的下端通过底盖31封闭，滤片结构由内向外依次包括筒状核孔精滤膜15、无纺布16及核孔粗滤膜17,核孔精滤膜17的内腔还设置有活性炭或生物酶19。核孔粗滤膜17的外层套置滤膜骨架20，滤膜骨架20上的微孔孔径为100～2000微米。

本实施例的使用过程与上述实施例二的使用过程基本相同，相同之处不再赘述，不同之处是：使用时，自然界取得的原水从滤筒13下端的第二进水孔14抽入滤筒13的内腔，原水由外向内依次经过滤片结构的滤膜骨架20、核孔粗滤膜17、无纺布16、核孔精滤膜15及活性炭或生物酶19后从滤筒13的上敞口端排出。

如图13所示本发明便携式户外饮用水净水杯实施例五的结构示意图，其大部分结构与上述实施例四的结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：该滤芯装置的滤膜骨架20为横截面为六边形的棱柱筒体。

本发明便携式户外饮用水净水杯使用者可以直接从自然水体中获取直饮水，该净水杯能过滤自然水体中的泥沙、细菌、病毒、重金属、寄生虫、有机物等有害物质，并能有效去除异味，对细菌、病毒、寄生虫等大颗粒物的去除率达100％，对病毒的去除率达99.9％，过滤后的饮用水完全符合国际饮用水标准，安全、健康、口感甘甜、滑顺，设计合理使制造成本降低；该净水杯的滤芯装置及第一单向阀9、第二单向阀10均可更换，使用方便，在保证过滤效率和质量的前提下，有效地延长了净水杯的使用寿命；该净水杯的结构简单，操作便捷，使用者可以独立完成采水及过滤过程，杯体1的全透明设计使取水与过滤过程透明可见，安全放心，滤芯装置堵塞时，也能轻易拆开进行清洗和维护；该净水杯的可拆卸底盖11既可作为第二进水孔14的密封底盖使用，又可作为取水时的手柄拉环使用，使取水更为便捷省力；通过在第二进水孔14上连接取水管28，便于取水者较远距离取水，极大地降低了使用者的安全风险，增加了使用地方便性，通过将取水管28的进水口设计为镂空球状结构，可阻挡树叶、昆虫等较大的颗粒物等杂质进入滤筒13的第二进水孔14；通过采用食品级非金属塑料材质或金属材质，轻便易携带，防抗摔能力极强，极大地提高了净水杯的安全使用性能。

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