一种活性炭基复合滤芯的制作方法

本发明属于净水滤芯技术领域，具体的说是一种活性炭基复合滤芯。

背景技术：

终端用水的品质关系到人们的身体健康，随着人们对水质要求的提高，特别是针对随网管输送产生的终端用水二次污染问题，而终端净水技术是解决上述问题的重要途径之一，在终端净水技术中，较常用的活性炭吸附法，它可以通过吸附，催化等方式去除水中的多种污染物，实现终端用水的深度净化，保证了用水安全。现有技术中目前大多数使用的活性炭净水装置为微孔活性炭，从理论上讲微孔活性炭其吸附效果比较理想，针对新兴的有机污染物而言，其分子尺寸通常较大，微孔活性炭的吸附容量往往不理想，而且活性炭对致病微生物作用有限，反而可能因表面吸附的有机物导致微生物滋生的问题，从而影响人们的身体健康。

现有技术中也出现一些关于活性炭基复合滤芯的技术方案，如申请号为cn201510376468.5的一项中国专利公开了一种活性炭滤芯，包括壳体和活性炭芯，壳体表面设有进水口和出水口，壳体内部设有分别与进水口和出水口连通的进水通道和出水通道，活性炭芯设置在壳体内、并连接在进水通道与出水通道之间，所述进水口和出水口内分别设有用于封闭进水口和出水口的塞头，其特征是，所述出水通道中设有出水过滤层和出水抑菌过滤层。但是在该方案中流体通过滤芯过滤，在滤芯表面存在的杂质无法清除，导致滤芯的单次使用时间减少，用户须频繁更换滤芯，且当滤芯表面吸附大量杂质，使得过滤效果不明显，反而可能因表面吸附的有机物导致微生物滋生,影响用户身体健康，因此本方案具有局限性。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决滤芯单次使用时间短，滤芯失去大部分过滤效果或者滤芯失效之后，用户不能及时得知等问题，本发明提出一种活性炭基复合滤芯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种活性炭基复合滤芯，包括外壳；所述外壳包括底板；所述底板的中心开设有出水口；所述外壳内固定安装有滤芯主体，且滤芯主体固连在底板上表面的中心位置；所述外壳的内部固定安装活动装置，且活动装置包括活动环；所述外壳的底板上表面固定安装弹簧一；所述弹簧一位于滤芯主体与外壳内壁之间；所述弹簧一上端固定安装活动环；所述活动环的外侧壁与外壳的内壁接触，且两者在竖直方向上存在相对移动；所述活动环的内侧壁上固定安装pp棉；所述pp棉与滤芯主体的外壁接触。

工作时，将复合滤芯的上方固定安装在饮水机进水口的位置，保证滤芯主体与进水口接触，固定滤芯主体的位置，当使用者按下水源开关，未经处理的水流入外壳与滤芯主体之间的空间，未经处理的水经过滤芯主体过滤，进入滤芯主体的内部，经过出水口流出，同时，由于活动环位于滤芯主体上部，位于活动环上方未经处理过的水与滤芯主体的接触面积较小，从活动环的上方区域的滤芯主体侧壁，进入到滤芯主体内部后从出水口排出去的水较少，因此位于活动环上方空间内的未经处理的水逐渐增加，空间内的压力升高，将活动环下压，同时，活动环下压过后，位于活动环上端未经处理过的水与滤芯主体的接触面积增大，此时进入到滤芯主体内部后从出水口排出去的水增多，当进入活动环上方空间的未经处理的水的体积与从活动环上方空间内进入到滤芯主体内部并流出的水的体积相等后，活动环上方空间中水对活动环的向下的压力，以及活动环下方空间中水对于活动环向上的压力和弹簧对活动环向上的弹力的合力，二者大小相等、方向相反相互抵消，活动环受到的外力的合力为零，活动环保持相对静止，即活动环停止下压，经过滤之后的水通过出水口流入使用者的杯中，同时当使用者关闭水源开关，水流停止进入外壳与滤芯主体之间的空间，同时活动环在弹簧一作用下逐步上升，位于活动环上方的水经过滤芯主体外壁进入滤芯主体内部，同时活动环逐步上升，活动环下方空间的压力减小，位于滤芯主体内部的水通过滤芯主体内壁反向流进活动环下方的空间，当活动环上方的空间中的压力与活动环下方的空间中的压力相等时，活动环在弹簧二作用下回到原位置，同时部分水会经过pp棉流进活动环下方的空间中，加快弹簧二恢复速度，同时在活动环的内侧壁上固定安装的pp棉会擦拭滤芯主体的外表面，去除滤芯主体表面杂质，且pp棉可以吸附经活动环擦拭下来的微泥，铁锈，虫卵，有机污染矿物质杂物等，从而达到延长滤芯的使用时间，减少用户更换清洗滤芯的次数的目的，同时，在活动环回到原位置的过程中，位于活动环下方区域的滤芯主体的侧壁处，滤芯主体内的水反向进入到滤芯主体与外壳之间，形成反冲效果，清洁滤芯主体表面的杂质，延长滤芯的使用寿命。

优选的，所述pp棉紧贴滤芯主体的面上固定连接百洁布；所述百洁布受到pp棉的挤压，紧贴到滤芯主体的外侧面上，所述百洁布由超硬尼龙材料制成。

工作时，活动环的内表面设置的pp棉，pp棉在滤芯主体活动环的挤压下压缩，此时pp棉会紧贴滤芯主体的外表面，在擦拭的过程中会更加彻底，增加清洁效果，同时在pp棉紧贴滤芯主体外表面的一侧固定安装有一层百洁布，百洁布由超硬尼龙材料制成，百洁布材质较硬，能够清洁滤芯主体外表面的大颗粒杂质，防止滤芯主体表面的大颗粒杂质附着较为牢固，在pp棉上下移动并进行清洁的过程中不能有效清除，影响到pp棉对滤芯主体的清洁效果，同时，由于百洁布采用超硬尼龙纤维制成，可在水、油及其他腐蚀状态下使用，不容易损坏，不会轻易产生脱落的碎屑，影响到滤芯主体的正常使用，以及延长百洁布的使用寿命。

优选的，所述活动环的内壁中开有孔一，且孔一内固定安装弹簧二；所述弹簧二的一端固定安装在孔一的底面上，另一端固定安装预警块；所述预警块位于pp棉内部，且预警块远离弹簧二的侧面紧贴在滤芯主体上；所述滤芯主体侧壁内开设有预警槽，且预警槽靠近滤芯主体的上端；所述滤芯主体外侧覆盖有阻拦层；所述阻拦层将预警槽封闭；所述滤芯主体外侧阻拦层受到活动环的摩擦，产生磨损；所述阻拦层失效时，预警槽与外界连通，预警块在弹簧二的作用下插入预警槽。

工作时，位于活动环的外侧的百洁布，会与滤芯主体不断摩擦，由于百洁布材质较硬，使得滤芯主体外侧阻拦层变薄，导致过滤效果下降，因此，在滤芯主体侧壁内开设有预警槽，当滤芯主体外侧的阻拦层磨损厚度超过阻拦层的厚度时，预警槽与外界连通，预警块插入预警槽中，使活动环的位置固定，从而使得位于活动环上方空间的水与滤芯主体之间的接触面积减小，使得通过出水口的水流速度明显变慢，提醒用户复合滤芯内的滤芯主体已经到达使用寿命极限，提醒用户及时更换滤芯，防止滤芯无法完全过滤影响使用者的身体健康。

优选的，所述滤芯主体内部固定安装灭菌装置；所述灭菌装置包括灭菌板；所述灭菌板共有两块，且灭菌板的结构相同；所述灭菌板上下堆叠，在两者之间形成空腔；所述灭菌装置中位于下方的灭菌板接触底板，且位于下方的灭菌板受到底板向上挤压；所述灭菌装置中位于上方的灭菌板接触固定凸块，且位于上方的灭菌板受到固定凸块向下的压力；所述灭菌板由陶瓷材料制成；所述灭菌板上均匀开有孔二；所述孔二的形状为文丘里管形。

工作时，经过滤芯主体过滤后的水在通过出水口流出的过程中流入灭菌装置中，灭菌装置中的灭菌板可以阻挡住滤芯主体上意外掉落的碳粉，防止碳粉污染过滤后的水，影响使用者的使用体验，同时灭菌板的内部开有孔二，由于孔二的形状为文丘里管形，当水流经孔二中，会产生空化效应，空化过程中产生的空化泡在崩溃时提供的冲击波和局部高温高压等极端条件可强化物理和化学过程，对过滤后的水中存在的病菌进行灭杀，减少水中存在的病菌。

优选的，所述灭菌板表面以及孔二表面镀银；所述灭菌板表面以及孔二镀银完成后，对灭菌板进行热处理；所述灭菌板热处理温度为960-965℃。

工作时，灭菌板以及孔二的表面镀银，能够消灭水中部分的病菌，将灭菌板以及孔二进行热处理，热处理的温度为960-965℃，此温度为银的熔点，可以保证银被熔化而不被气化导致银的损失，熔化后的银渗透到陶瓷结构内，可以提高银镀层与灭菌板之间的结合力，防止银镀层脱落，同时能够减少空化效应下镀层银转变成银离子的量，防止进入水中的银离子的量过多，对使用者身体健康产生影响，同时降低空化效应对镀层的破坏，延长镀层的使用寿命。

优选的，所述滤芯主体使用活性椰壳碳粉与超高分子量聚乙烯粉均匀混合后通过淀粉熬制的浆糊粘结成型，再经过重复烧结得到；所述滤芯主体中活性椰壳碳粉粒径由滤芯主体的外侧到内侧依次减小。

工作时，滤芯采用不同粒径的活性椰壳碳粉与超高分子量聚乙烯粉制成，且滤芯主体的孔径由外到内逐渐减小，同时，滤芯中逐渐发生变化的孔径，在过滤的过程中能够逐步拦截杂质、细菌，将颗粒较大的杂质拦截在滤芯主体的最外侧，同时较大颗粒的杂质由活动装置清除，防止堵塞，延长使用寿命。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述一种活性炭基复合滤芯，通过设置活动装置、弹簧、预警块、预警槽，在使用时，活动环上下移动，进行自动擦拭，清除滤芯主体表面的杂质，延长滤芯的单次使用时间，在使用过程中活动装置与滤芯主体外侧的阻拦层之间会不断摩擦，同时滤芯主体外侧的阻拦层产生磨损，使得阻拦层变薄，导致过滤效果下降，同时在滤芯主体侧壁内开设有预警槽，当阻拦层失效时，预警槽与外界连通，预警块插入预警槽中，且活动环的位置固定，从而使得位于活动环上方空间的水与滤芯主体之间的接触面积减小，使得出水口的出水速度明显变慢，进而提醒用户及时更换滤芯。

2.本发明所述一种活性炭基复合滤芯，通过设置灭菌板、灭菌板上打孔、空腔、镀银，滤芯主体过滤后的水流经灭菌板上的孔二会产生空化效应，产生的空化效应可灭杀水中的病菌，减少过滤后水中存在的病菌，同时通过灭菌板堆叠形成的空腔能够拦截脱落的碳粉，防止滤芯主体上意外掉落的碳粉，防止碳粉污染过滤后的水，影响使用者的使用体验，在灭菌板上进行的镀银，提升灭菌板的灭菌效果，对银镀层进行加热，使之渗透进入陶瓷结构中，防止在空化作用下过量的银溶解到水中，造成严重后果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明活性炭基复合滤芯的结构示意图；

图2是图1中a处局部放大图；

图3是图1中b处局部放大图；

图4是图1中c处局部放大图；

图中：外壳1、滤芯主体2、预警槽21、阻拦层211、活动装置3、活动环31、弹簧一33、弹簧二32、pp棉34、预警块35、孔一36、灭菌装置4、固定凸块41、底板42、灭菌板43、空腔44、孔二45、出水口421。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，一种活性炭基复合滤芯，包括外壳1；所述外壳1包括底板42；所述底板42的中心开设有出水口421；所述外壳1内固定安装有滤芯主体2，且滤芯主体2固连在底板42上表面的中心位置；所述外壳1的内部固定安装活动装置3，且活动装置3包括活动环31；所述外壳1的底板42上表面固定安装弹簧一33；所述弹簧一33位于滤芯主体2与外壳1内壁之间；所述弹簧一33上端固定安装活动环31；所述活动环31的外侧壁与外壳1的内壁接触，且两者在竖直方向上存在相对移动；所述活动环31的内侧壁上固定安装pp棉34；所述pp棉34与滤芯主体2的外壁接触。

工作时，将复合滤芯的上方固定安装在饮水机进水口的位置，保证滤芯主体2与进水口接触，固定滤芯主体2的位置，当使用者按下水源开关，未经处理的水流入外壳1与滤芯主体2之间的空间，未经处理的水经过滤芯主体2过滤，进入滤芯主体2的内部，经过出水口421流出，同时，由于活动环31位于滤芯主体2上部，位于活动环31上方未经处理过的水与滤芯主体2的接触面积较小，从活动环31的上方区域的滤芯主体2侧壁，进入到滤芯主体2内部后从出水口421排出去的水较少，因此位于活动环31上方空间内的未经处理的水逐渐增加，空间内的压力升高，将活动环31下压，同时，活动环31下压过后，位于活动环31上端未经处理过的水与滤芯主体2的接触面积增大，此时进入到滤芯主体2内部后从出水口421排出去的水增多，当进入活动环31上方空间的未经处理的水的体积与从活动环31上方空间内进入到滤芯主体2内部并流出的水的体积相等后，活动环31上方空间中水对活动环31的向下的压力，以及活动环31下方空间中水对于活动环31向上的压力和弹簧一33对活动环向上的弹力的合力，二者大小相等、方向相反相互抵消，活动环31受到的外力的合力为零，活动环31保持相对静止，即活动环31停止下压，经过滤之后的水通过出水口421流入使用者的杯中，同时当使用者关闭水源开关，水流停止进入外壳1与滤芯主体2之间的间隙，同时活动环31在弹簧一33作用下逐步上升，位于活动环31上方的水经过滤芯主体2外壁进入滤芯主体2内部，同时活动环31逐步上升，活动环31下方空间的压力减小，位于滤芯主体2内部的水通过滤芯主体2内壁反向流进活动环31下方的空间，当活动环31上方的空间中的压力与活动环31下方的空间中的压力相等时，活动环31在弹簧二32作用下回到原位置，同时部分水会经过pp棉34流进活动环31下方的空间中，加快活动环31擦拭速度，同时在活动环31的内侧壁上固定安装的pp棉34会擦拭滤芯主体2的外表面，去除滤芯主体2表面杂质，且pp棉34可以吸附经活动环31擦拭下来的微泥，铁锈，虫卵，有机污染矿物质杂物等，从而达到延长滤芯的使用时间，减少用户更换清洗滤芯的次数的目的，同时，在活动环31回到原位置的过程中，位于活动环31下方区域的滤芯主体2的侧壁处，滤芯主体2内的水反向进入到滤芯主体2与外壳1之间，形成反冲效果，清洁滤芯主体2表面的杂质，延长滤芯的使用寿命。

作为本发明一种实施方式，所述pp棉34紧贴滤芯主体2的面上固定连接百洁布；所述百洁布受到pp棉34的挤压，紧贴到滤芯主体2的外侧面上；所述百洁布由超硬尼龙材料制成。

工作时，活动环31的内表面设置的pp棉34，pp棉34在滤芯主体2活动环31的挤压下压缩，此时pp棉34会紧贴滤芯主体2的外表面，在擦拭的过程中会更加彻底，增加清洁效果，同时在pp棉34紧贴滤芯主体2外表面的一侧固定安装有一层百洁布，百洁布由超硬尼龙材料制成，百洁布材质较硬，能够清洁滤芯主体2外表面的大颗粒杂质，防止滤芯主体2表面的大颗粒杂质附着较为牢固，在pp棉34上下移动并进行清洁的过程中不能有效清除，影响到pp棉34对滤芯主体2的清洁效果，同时，由于百洁布采用超硬尼龙纤维制成，可在水、油及其他腐蚀状态下使用，不容易损坏，不会轻易产生脱落的碎屑，影响到滤芯主体2的正常使用，以及延长百洁布的使用寿命。

作为本发明一种实施方式，所述活动环31的内壁中开有孔一36，且孔一36内固定安装弹簧二32；所述弹簧二32的一端固定安装在孔一36的底面上，另一端固定安装预警块35；所述预警块35位于pp棉34内部，且预警块35远离弹簧二32的侧面紧贴在滤芯主体2上；所述滤芯主体2侧壁内开设有预警槽21，且预警槽21靠近滤芯主体2的上端；所述滤芯主体2外侧覆盖有阻拦层211；所述阻拦层211将预警槽21封闭；所述滤芯主体2外侧阻拦层211受到活动环31的摩擦，产生磨损；所述阻拦层211失效时，预警槽21与外界连通，预警块35在弹簧二32的作用下插入预警槽21。

工作时，位于活动环31的外侧的百洁布，会与滤芯主体2不断摩擦，由于百洁布材质较硬，使得滤芯主体2变薄，导致过滤效果下降，因此，在滤芯主体2侧壁内开设有预警槽21，当滤芯主体2外侧的阻拦层211磨损厚度超过阻拦层211的厚度时，预警槽21与外界连通，预警块35插入预警槽21中，使活动环31的位置固定，从而使得位于活动环31上方空间的水与滤芯主体2之间的接触面积减小，使得通过出水口421的水流速度明显变慢，提醒用户复合滤芯内的滤芯主体2已经到达使用寿命极限，提醒用户及时更换滤芯，防止滤芯无法完全过滤影响使用者的身体健康。

作为本发明一种实施方式，所述滤芯主体2内部固定安装灭菌装置4；所述灭菌装置4包括灭菌板43；所述灭菌板43共有两块，且灭菌板43的结构相同；所述灭菌板43上下堆叠，在两者之间形成空腔44；所述灭菌装置4中位于下方的灭菌板43接触底板42，且位于下方的灭菌板43受到底板42向上挤压；所述灭菌装置4中位于上方的灭菌板43接触固定凸块41，且位于上方的灭菌板43受到固定凸块41向下的压力；所述灭菌板43由陶瓷材料制成；所述灭菌板43上均匀开有孔二45；所述孔二45的形状为文丘里管形。

工作时，经过滤芯主体2过滤后的水在通过出水口流出的过程中流入灭菌装置4中，灭菌装置4中的灭菌板43可以阻挡住滤芯主体2上意外掉落的碳粉，防止碳粉污染过滤后的水，影响使用者的使用体验，同时灭菌板43的内部开有孔二45，由于孔二45的结构类似于文丘里管，当水流经孔二45中，会产生空化效应，空化过程中产生的空化泡在崩溃时提供的冲击波和局部高温高压等极端条件可强化物理和化学过程，对过滤后的水中存在的病菌进行灭杀，减少水中存在的病菌。

作为本发明一种实施方式，所述灭菌板43表面以及孔二45表面镀银；所述灭菌板43表面以及孔二45镀银完成后，对灭菌板43进行热处理；所述灭菌板43热处理温度为960-965℃。

工作时，灭菌板43以及孔二45的表面镀银，能够消灭水中部分的病菌，将灭菌板43以及孔二45进行热处理，热处理的温度为960-965℃，此温度为银的熔点，可以保证银被熔化而不被气化导致银的损失，熔化后的银渗透到陶瓷结构内，可以提高银镀层与灭菌板43之间的结合力，防止银镀层脱落，同时能够减少空化效应下镀层银转变成银离子的量，防止进入水中的银离子的量过多，对使用者身体健康产生影响，同时降低空化效应对镀层的破坏，延长镀层的使用寿命。

作为本发明一种实施方式，所述滤芯主体2使用活性椰壳碳粉与超高分子量聚乙烯粉均匀混合后通过淀粉熬制的浆糊粘结成型，再经过重复烧结得到；所述滤芯主体2中活性椰壳碳粉粒径由滤芯主体2的外侧到内侧依次减小。

工作时，滤芯采用不同粒径的活性椰壳碳粉与超高分子量聚乙烯粉制成，且滤芯主体2的孔径由外到内逐渐减小，同时，滤芯中逐渐发生变化的孔径，在过滤的过程中能够逐步拦截杂质、细菌，将颗粒较大的杂质拦截在滤芯主体2的最外侧，同时较大颗粒的杂质由活动装置3清除，防止堵塞，延长使用寿命。

具体工作流程如下：

工作时，将复合滤芯的上方固定安装在饮水机进水口的位置，保证滤芯主体2与进水口接触，固定滤芯主体2的位置，当使用者按下水源开关，未经处理的水流入外壳1与滤芯主体2之间的间隙，当水进入复合滤芯，未经处理的水会经过滤芯主体2过滤，经过出水口421流出，同时，由于活动环31位于滤芯主体2上部，未经处理的水位于活动环31的上端与过滤主体2之间的接触面积较小，从活动环31的上方区域的滤芯主体2侧壁，进入到滤芯主体2内部后从出水口421排出去的水较少，因此位于活动环31上方空间内的未经处理的水逐渐增加，空间内的压力升高，将活动环31下压，同时，活动环31下压过后，位于活动环31上端未经处理过的水与滤芯主体2的接触面积增大，此时进入到滤芯主体2内部后从出水口421排出去的水增多，当进入活动环31上方空间的未经处理的水的体积与从活动环31上方空间内进入到滤芯主体2内部并流出的水的体积相等后，活动环31上方空间中水对活动环31的向下的压力，以及活动环31下方空间中水对于活动环31向上的压力和弹簧一33对活动环向上的弹力的合力，二者大小相等、方向相反相互抵消，活动环31受到的外力的合力为零，活动环31保持相对静止，即活动环31停止下压，经过滤之后的水通过出水口421流入使用者的杯中，同时当使用者关闭水源开关，水流停止进入外壳1与滤芯主体2之间的间隙，同时活动环31在弹簧一33恢复下逐步上升，由于滤芯主体2内外压力的不同，位于活动环31上方的水经过滤芯主体2外壁进入滤芯主体2内部，同时活动环31逐步上升，活动环31下方空间的压力减小，位于滤芯主体2内部的水通过滤芯主体2内壁进入活动环31下方的空间，当活动环31上方的空间中的压力与活动环31下方的空间中的压力相等时，活动环31在弹簧二32作用下回到原位置，同时，在活动环31回到原位置的过程中，位于活动环31下方区域的滤芯主体2的侧壁处，滤芯主体2内的水反向进入到滤芯主体2与外壳1之间，同时在活动环31的内侧壁上固定安装的pp棉34会擦拭滤芯主体2的外表面，去除滤芯主体2表面杂质，经过滤芯主体2过滤后的水在通过出水口流出的过程中流入灭菌装置4中，灭菌装置4中的灭菌板43可以阻挡住滤芯主体2上意外掉落的碳粉，同时灭菌板43的内部开有孔二45，由于孔二45的结构类似于文丘里管，当水流经孔二45中，会产生空化效应，空化过程中产生的空化泡在崩溃时提供的冲击波和局部高温高压等极端条件可强化物理和化学过程，对过滤后的水中存在的病菌进行灭杀，位于活动环31的外侧的百洁布，会与滤芯主体2不断摩擦，由于百洁布材质较硬，使得滤芯主体2变薄，导致过滤效果下降，因此，在滤芯主体2侧壁内开设有预警槽21，当滤芯主体2外侧的阻拦层211磨损厚度超过阻拦层211的厚度时，预警槽21与外界连通，预警块35插入预警槽21中，使活动环31的位置固定，从而使得位于活动环31上方空间的水与滤芯主体2之间的接触面积减小，使得通过出水口421的水流速度明显变慢。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。