内置式滤芯装置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，特别指一种内置式滤芯装置及饮水器具。

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。

多年来，吸管杯由于其使用安全、方便，广泛被婴幼儿、学生、户外爱好者、出差人群等使用。市面上绝大多数吸管杯没有过滤功能。

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、乌龙茶、花茶及枸杞、菊花、玫瑰等各种保健茶，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，大部分的茶渣、沙土、粉尘、寄生虫等污染物仍然会进入人体，对人体健康造成伤害。

因此，如何开发出一种既能过滤开水中水垢、重金属及微生物尸体等有害杂质、又能过滤茶水中茶渣、沙土、粉尘、寄生虫等，还能保留水中对人体有益的大部分离子的内置式滤芯装置及饮水器具是本实用新型的主要目标。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种内置式滤芯装置及饮水器具，其结构设计简单紧凑，能过滤开水、茶水中有害杂质，保留对人体有益的大部分离子，安全、健康，使用方便，滤膜堵塞后可反复清洗，绝无二次污染，且操作简单易行，滤芯装置使用寿命长，其成本降低，节能环保。

为了达到上述目的，本实用新型的技术解决方案为：一种内置式滤芯装置，其中包括上端敞口的过滤结构及盖体，所述过滤结构包括上端敞口的过滤外骨架，所述盖体连接于过滤外骨架的上端，所述过滤外骨架上设有多个第一通孔，所述过滤外骨架的内腔设有第一过滤材料。

优选地，还包括上端敞口的过滤内骨架，所述过滤内骨架设置于过滤外骨架的内腔，所述第一过滤材料设置于过滤外骨架与过滤内骨架之间，所述过滤内骨架上设置有多个第二通孔。

优选地，多个所述第一通孔均布于过滤外骨架表面，多个所述第二通孔均布于过滤内骨架表面。

优选地，所述盖体包括盖体外骨架、盖体内骨架及第二过滤材料，所述盖体内骨架安装于盖体外骨架内腔，所述第二过滤材料设置于盖体外骨架与盖体内骨架之间，所述盖体外骨架、盖体内骨架的表面分别设有多个第三通孔、多个第四通孔。

优选地，所述过滤外骨架的底面均布有多个所述第一通孔，所述第一过滤材料设置于过滤外骨架的内腔底面，所述过滤外骨架的内腔位于第一过滤材料的上面设有表面均布有多个通孔的第一垫片，所述盖体的上表面均布有多个第五通孔，所述盖体的内腔底面设有第三过滤材料，所述盖体的内腔位于第三过滤材料的下面设有表面均布有多个通孔的第二垫片。

优选地，所述过滤结构与盖体组合的外形为柱状或球状或椭球状。

优选地，当所述过滤结构与盖体组合的外形为柱状时，所述第一过滤材料、第二过滤材料、第三过滤材料为核孔膜、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；当所述过滤结构与盖体组合的外形为球状或椭球状时，所述第一过滤材料、第二过滤材料、第三过滤材料为核孔膜、石墨烯层或二者的组合。

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，所述核孔膜的微孔孔径可选择为0.2微米～2.0微米，对应微孔密度为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。

优选地，所述盖体上设有进水口，所述进水口上设有用于与吸管密封连接的密封圈。

优选地，所述盖体与过滤结构通过卡扣或螺纹连接或焊接方式连接在一起，或所述盖体与过滤结构的一侧铰接连接，其另一侧通过锁止结构连接。

优选地，所述盖体上或锁止结构上设有吊环，所述吊环与吊绳连接，所述吊绳另一端连接配重块。

一种饮水器具，其中包括器具本体及所述的内置式滤芯装置，所述内置式滤芯装置设置于器具本体的内腔，所述内置式滤芯装置的进水口上插置有吸管，所述密封圈设置于吸管与进水口之间，所述吸管的上端穿出盖体。

一种饮水器具，其中包括器具本体及所述的内置式滤芯装置，所述内置式滤芯装置设置于器具本体的内腔，所述内置式滤芯装置的配重块设置于器具本体的外面。

优选地，所述配重块为球体或多边形柱体或锥体。

采用上述方案后，本实用新型内置式滤芯装置及饮水器具有以下有益效果：

1、采用吸管式饮水器具通过具有核孔膜与石墨烯的内置式滤芯装置结构设计，能去除开水中99％的水垢，99％的细菌、微生物尸体等有害杂质，大大降低了水中重金属含量及水的总硬度，并且有效去除茶水中的茶渣、沙土、粉尘、寄生虫等污染物，同时保留水中大多数对人体有益的离子；

2、采用内置式滤芯装置的吸管式饮水器具无需前端过滤，自来水烧开了直接接入过滤饮用，安全、健康，使用方便，使用成本极低，核孔膜堵塞后可以反复清洗，排除堵塞物后可继续使用，绝无二次污染；

3、筒状或球状的内置式滤芯装置结构，增大了过滤材料与水的接触面积，使滤芯装置使用寿命增长；

4、通过过滤外骨架与过滤内骨架对第一过滤材料的支撑、盖体外骨架与盖体内骨架对第二过滤材料的足够的支撑力度，使第一过滤材料、第二过滤材料不会因为口腔吸力而被破坏；

5、内置式滤芯装置采用插拔安装，成人儿童都可操作，为使用者带来了极大的方便，降低了成本；

6、在用户使用净水器，开水已经得到过滤，仅仅想过滤茶叶中的杂质时，柱形或球形内置式滤芯装置仍然是简便易行的方案；

7、出水过滤，守护了饮用水入口前的最后一道关口；

8、无需要电源，不消耗其它能量，节能环保。

附图说明

图1为本实用新型内置式滤芯装置实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型内置式滤芯装置实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型内置式滤芯装置实施例三的结构示意图；

图4为本实用新型内置式滤芯装置实施例四的分解结构示意图；

图5为本实用新型内置式滤芯装置实施例四的组合结构示意图；

图6为本实用新型内置式滤芯装置实施例五打开状态的结构示意图；

图7为本实用新型内置式滤芯装置实施例五闭合状态的结构示意图；

图8为本实用新型内置式滤芯装置实施例六的组合状态结构示意图；

图9为本实用新型内置式滤芯装置实施例六的立体分解结构示意图；

图10为本实用新型饮水器具实施例一的结构示意图；

图11为本实用新型饮水器具实施例二的结构示意图；

图12为本实用新型饮水器具实施例三的结构示意图；

图13为本实用新型饮水器具实施例四的结构示意图。

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所示本实用新型内置式滤芯装置实施例一的结构示意图，包括上端敞口的过滤结构1及盖体2，过滤结构1包括上端敞口的柱形筒状过滤外骨架3和上端敞口的柱形筒状过滤内骨架4。过滤内骨架4设置于过滤外骨架3的内腔，过滤外骨架3与过滤内骨架4之间夹持有第一过滤材料，第一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，本实施例第一过滤材料采用核孔膜5，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上的微孔孔径可选择为0.2微米～2.0微米，对应微孔密度为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，对应微孔密度为5×10⁴/厘米²～2×10⁶/厘米²。

过滤外骨架3的外表面均布有多个第一通孔6，过滤内骨架4的外表面均布有多个第二通孔7。

盖体2连接于过滤结构1的上端，盖体2与过滤结构1通过卡扣或螺纹连接或焊接方式连接在一起。盖体2上设有进水口8，进水口8上设有用于与吸管密封连接的密封圈。

使用时，可以直接将上述内置式过滤装置放入盛满开水的饮水器具中，开水通过核孔膜5进入内置式滤芯装置内腔中，充分浸润茶叶，杂质颗粒物被核孔膜5阻挡无法离开滤芯装置，即可得到一杯干净的茶水。

在上述方案中，过滤外骨架3、过滤内骨架4的造型不拘泥于柱形，也可以为球状，也可以是带孔的多边形、圆筒形和其他形状。

结合图2所示本实用新型内置式滤芯装置实施例二的结构示意图，其大部分结构与上述图1所述实施例的结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：本实施例过滤结构1的过滤外骨架3、过滤内骨架4的形状均为半球状，盖体2的形状也为半球状，过滤结构1与盖体2组合的外形为球状，也可以为椭球状。均为本实用新型保护的范围。

如图3所示本实用新型内置式滤芯装置实施例三的结构示意图，其大部分结构与上述图1所述实施例的结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：盖体2的上端连接有吊环10，该吊环10用于与连接配重块的吊绳连接。

如图4、图5所示本实用新型内置式滤芯装置实施例四的分解结构示意图和组合结构示意图，其大部分结构与上述图2所述实施例的结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：本实施例盖体2包括盖体外骨架11、盖体内骨架12及第二过滤材料，第二过滤材料可以为核孔膜、石墨烯层或二者的组合，本实施例第二过滤材料采用核孔膜13，本实施例盖体外骨架11、盖体内骨架12均为半球状，盖体内骨架12安装于盖体外骨架11的内腔，核孔膜13设置于盖体外骨架11与盖体内骨架12之间，盖体外骨架11的外表面均布有多个第三通孔14、盖体内骨架12的外表面均布有多个第四通孔15。核孔膜13为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔膜13上的微孔孔径可选择为0.2微米～2.0微米，对应微孔密度为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，对应微孔密度为5×10⁴/厘米²～2×10⁶/厘米²。

上述核孔膜5与核孔膜13可以选择过滤精度不同的核孔膜。

盖体2与过滤结构1的一侧铰接连接，另一侧通过锁止结构连接。本实施例的过滤内骨架4的外缘设置有突出于过滤外骨架3的环状第一凸缘，盖体内骨架12的外缘设置有突出于盖体外骨架11的环状第二凸缘，第一凸缘与第二凸缘的一侧分别设置有第一插孔16和第二插孔17，第一插孔16与第二插孔17上安装有旋转片18，该旋转片18使过滤内骨架4与盖体内骨架12铰接连接在一起，锁止结构包括设置于第一凸缘、第二凸缘的另一侧设置的第一吊耳孔19、第二吊耳孔20，第一吊耳孔19与第二吊耳孔20通过吊环可以使过滤结构1与盖体2连接固定。

如图6、图7所示本实用新型内置式滤芯装置实施例五打开状态的结构示意图和闭合状态的结构示意图，其大部分结构与上述图4、图5所述实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：过滤结构1与盖体2的锁止结构为夹在第一凸缘与第二凸缘上的封水夹21，第一凸缘与第二凸缘上位于旋转片18的相对侧上分别设置有开口槽22，两个开口槽22组成进水口，该进水口上安装吸管23。

如图8、图9所示本实用新型内置式滤芯装置实施例六的组合状态结构示意图和立体分解结构示意图，包括上端敞口的过滤结构1及盖体2，过滤结构1包括上端敞口的柱形筒状过滤外骨架3，过滤外骨架3的底面均布有多个第一通孔6，过滤外骨架3的内腔底面设置有第一过滤材料，第一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，本实施例第一过滤材料采用核孔膜5，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上的微孔孔径可选择为0.2微米～2.0微米，对应微孔密度为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，对应微孔密度为5×10⁴/厘米²～2×10⁶/厘米²。

过滤外骨架3的内腔位于核孔膜5的上面设有表面均布有多个通孔的第一垫片24，盖体2的上表面均布有多个第五通孔25，盖体2的内腔底面设有第三过滤材料，第三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，本实施例第三过滤材料采用核孔膜26，核孔膜26为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，核孔膜26上的微孔孔径可选择为0.2微米～2.0微米，对应微孔密度为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，对应微孔密度为5×10⁴/厘米²～2×10⁶/厘米²，盖体2的内腔位于核孔膜26的下面设有表面均布有多个通孔的第二垫片27，第一垫片24和第二垫片27均由食品级塑料材料制成。

上述核孔膜5与核孔膜26为规格一致的核孔膜，也可以其中一个精度较高，另一个精度较低。

盖体2与过滤结构1通过卡扣或螺纹连接或焊接方式连接在一起。本实施例中盖体2的侧壁上设置有吊环28，吊环28用于与一端连接有配重块的吊绳32连接，配重块放置于饮水器具外面，方便将滤芯装置放入和取出饮水器具。

装茶叶时，茶叶放在第一垫片24和第二垫片27之间，茶叶浸泡的水由于核孔膜5和核孔膜26的阻隔，有害物质被截留在两层核孔膜中间。

如图10所示本实用新型饮水器具实施例一的结构示意图，包括器具本体及内置式滤芯装置，内置式滤芯装置设置于器具本体的内腔，本实施例的内置式滤芯装置采用图1所述实施例结构，本实施例的器具本体采用净水杯29。内置式滤芯装置的进水口8上插置有吸管23，密封圈9设置于吸管23与进水口8之间，吸管23的上端穿出净水杯29的盖体30。盖体30上还设置有通气孔34。

如图11所示本实用新型饮水器具实施例二的结构示意图，其大部分结构与上述图10所述实施例结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：本实施例内置式滤芯装置采用图7所述实施例结构。

如图12所示本实用新型饮水器具实施例三的结构示意图，包括器具本体及内置式滤芯装置，内置式滤芯装置设置于器具本体的内腔，本实施例的内置式滤芯装置采用图3所述实施例结构，本实施例的器具本体采用水杯31。内置式滤芯装置的盖体2上的吊环28与吊绳32连接，吊绳32另一端连接有球形配重块33，配重块33设置于水杯31的外面，配重块33还可以为多边形柱体或锥体。本实施例用于当用户使用净水器等方式已经得到洁净的水，可将内置式滤芯装置作为茶叶、菊花、枸杞等保健茶的储存器，将装满茶叶的滤芯装置直接放入水杯31中，通过水的浸泡及核孔膜5的过滤，将得到洁净健康的茶汁。

如图13所示本实用新型饮水器具实施例四的结构示意图，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：本实施例内置式滤芯装置采用图8、图9所述实施例结构。

本实用新型采用吸管式饮水器具通过具有核孔膜和石墨烯的内置式滤芯装置结构设计，能去除开水中99％的水垢，99％的细菌、微生物尸体等有害杂质，大大降低了水中重金属含量及水的总硬度，并且有效去除茶水中的茶渣、沙土、粉尘、寄生虫等污染物，同时保留水中大多数对人体有益的离子；通过采用内置式滤芯装置的吸管式饮水器具无需前端过滤，自来水烧开了直接接入过滤饮用，安全、健康，使用方便，使用成本极低，过滤材料堵塞后可以反复清洗，排除堵塞物后可继续使用，绝无二次污染；筒状或球状的内置式滤芯装置结构，增大了过滤材料与水的接触面积，使滤芯装置使用寿命增长；通过过滤外骨架与过滤内骨架对第一过滤材料的支撑、盖体外骨架与盖体内骨架对第二过滤材料的足够的支撑力度，使第一过滤材料、第二过滤材料不会因为口腔吸力而被破坏；内置式滤芯装置采用插拔安装，成人儿童都可操作，为使用者带来了极大的方便，降低了成本；在用户使用净水器，开水已经得到过滤，仅仅想过滤茶叶中的杂质时，柱形或球形内置式滤芯装置仍然是简便易行的方案；出水过滤，守护了饮用水入口前的最后一道关口；无需要电源，不消耗其它能量，节能环保。

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。