矿化炭棒制作设备以及矿化炭棒制作方法与流程

1.本发明涉及净水设备技术领域，具体提供一种矿化炭棒制作设备以及矿化炭棒制作方法。


背景技术：

2.随着人们安全饮水意识的不断提高，净水器等净化设备成为了广大家庭中的必备生活用品。随着人们生活水平的不断提高，人们不再满足于得到过滤后的纯净水，而是更加注重健康饮水，对含有矿物质的纯净水的需求越来越大。净化设备的滤芯的过滤效果、矿化效果以及使用寿命成为了人们关注的重点。
3.现有净化设备的滤芯的内部使用矿化炭棒，在对水进行过滤的同时，能够通过其中的矿化滤料向水中释放人体所需的微量元素。不过，现有矿化炭棒的使用寿命较短，不同批次成产的矿化炭棒的质量和性能差异较大。导致这种问题的原因在于，现有的矿化炭棒制作方法的“混料”步骤，通常是将炭粉、粘合剂、矿化滤料一起混合搅拌，由于炭粉和粘合剂密度接近，能够混合均匀，但矿化滤料密度较高，由于密度差异较大，矿化滤料无法与炭粉和粘合剂均匀混合，所以烧结出来的炭棒，批次一致性差，部分炭棒中矿化滤料分布不均匀，无法稳定释放矿化浓度，影响矿化效果。并且，矿化滤料若团聚，炭棒强度会减弱，同时随着矿化滤料的缓慢溶解释放，会造成穿透，也会影响炭棒本身性能，如除余氯和cod的性能等。
4.因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决上述技术问题，即解决现有技术中不同批次生产的矿化炭棒的质量和性能差异大、使用寿命短的问题。
6.在第一方面，本发明提供一种矿化炭棒制作设备，所述矿化炭棒制作设备包括多个初级混合容器、一个终级混合容器和至少一个炭棒模具；所述多个初级混合容器中的每个用于混合不同密度的矿化炭棒原料，每个初级混合容器均设置成与所述终级混合容器连通，以便将初步混合的不同密度的矿化炭棒原料输送到所述终级混合容器中进行最终混合；所述炭棒模具也设置成与所述终级混合容器连通，以便灌装来自所述终级混合容器的最终混合的原料并因此制作矿化炭棒。
7.在上述矿化炭棒制作设备的优选技术方案中，所述多个初级混合容器包括第一混合容器和第二混合容器；所述终级混合容器包括彼此连通的第一进料口、第二进料口、中间混合腔和出料口；所述第一混合容器和所述第二混合容器分别通过所述第一进料口和所述第二进料口与所述终级混合容器连通。
8.在上述矿化炭棒制作设备的优选技术方案中，所述中间混合腔中设置有挡片式混合机构和螺旋式混合机构中的至少一种。
9.在上述矿化炭棒制作设备的优选技术方案中，所述矿化炭棒制作设备还包括分别
与所述第一混合容器和所述第二混合容器配合使用的第一物料输送装置和第二物料输送装置，所述第一物料输送装置和所述第二物料输送装置分别用于将经所述第一混合容器混合的矿化炭棒原料和经所述第二混合容器混合的矿化炭棒原料输送到所述第一进料口和所述第二进料口。
10.在上述矿化炭棒制作设备的优选技术方案中，所述第一物料输送装置和所述第二物料输送装置中的至少一个为变频可调的电磁振动装置，以便调节经所述第一混合容器混合的矿化炭棒原料和/或经所述第二混合容器混合的矿化炭棒原料的输送速度。
11.在采用上述技术方案的情况下，将密度相近的几种矿化炭棒原料放入同一个初级混合容器中进行混合，经初级混合后的处于多种不同密度范围的矿化炭棒原料被输送至终级混合容器中进行终级混合，经终级混合的矿化炭棒原料灌装至炭棒模具中用来制作矿化炭棒。借助本发明的矿化炭棒制作设备，矿化炭棒原料混合得更加均匀，制成的矿化炭棒在不同部位的各种矿化炭棒原料的分布更加均匀，矿化炭棒不同部位的强度和密度也更加均衡，保证了每一个矿化炭棒中各种有效成分的比例和均衡，不仅延长了矿化炭棒的使用寿命，而且保证了不同批次矿化炭棒的一致性。
12.在第二方面，本发明还提供了一种矿化炭棒制作方法，所述方法包括下列步骤：提供矿化炭棒制作设备，所述矿化炭棒制作设备包括多个初级混合容器、一个终级混合容器和至少一个炭棒模具；将不同密度的矿化炭棒原料分别放入所述多个初级混合容器中的每个中进行初步混合；将初步混合的矿化炭棒原料从每个初级混合容器输送到所述终级混合容器中进行最终混合；将在所述终级混合容器中混合的矿化炭棒原料输送到所述炭棒模具中进行灌装并因此制作矿化炭棒。
13.在上述矿化炭棒制作方法的优选技术方案中，所述多个初级混合容器包括第一混合容器和第二混合容器，所述终级混合容器包括彼此连通的第一进料口、第二进料口、中间混合腔和出料口；“将初步混合的矿化炭棒原料从每个初级混合容器输送到所述终级混合容器中进行最终混合”的步骤具体包括：将在所述第一混合容器和所述第二混合容器中初步混合的原料分别通过所述第一进料口和所述第二进料口输送到所述中间混合腔内进行最终混合。
14.在上述矿化炭棒制作方法的优选技术方案中，所述中间混合腔中设置有挡片式混合机构和螺旋式混合机构中的至少一种。
15.在上述矿化炭棒制作方法的优选技术方案中，所述矿化炭棒制作设备还包括分别与所述第一混合容器和所述第二混合容器配合使用的第一物料输送装置和第二物料输送装置；“将在所述第一混合容器和所述第二混合容器中初步混合的原料分别通过所述第一进料口和所述第二进料口输送到所述中间混合腔内进行最终混合”的步骤具体包括：按照设定速度通过所述第一物料输送装置和所述第二物料输送装置将经所述第一混合容器混合的矿化炭棒原料和经所述第二混合容器混合的矿化炭棒原料经由所述第一进料口和所述第二进料口送入所述中间混合腔内进行最终混合。
16.在上述矿化炭棒制作方法的优选技术方案中，所述设定速度取决于所述第一混合容器中的矿化炭棒原料和所述第二混合容器中的矿化炭棒原料的配比。
17.需要说明的是，该矿化炭棒制作方法具有上述矿化炭棒制作设备的全部技术效果，在此不再赘述。
附图说明
18.下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
19.图1是本发明第一种实施例的矿化炭棒制作设备的结构示意图；
20.图2是本发明第二种实施例的矿化炭棒制作设备的结构示意图；
21.图3是本发明矿化炭棒制作方法的主要步骤图。
22.附图标记列表：
23.11、第一混合容器；12、第二混合容器；2、终级混合容器；21、中间混合腔；211、挡片式混合机构；212、螺旋式混合机构；22、第一进料口；23、第二进料口；24、出料口；3、炭棒模具；41、第一电磁振动装置；42、第二电磁振动装置。
具体实施方式
24.首先，本领域技术人员应当理解的是，下面描述的实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然本发明矿化炭棒制作设备中初级混合容器的数量为两个，但是这并不能对本发明的保护范围构成限制，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，如本发明矿化炭棒制作设备中初级混合容器的数量可以是三个、四个或者更多个。这种对于应用对象具体类型的调整不构成对本发明的限制，均应限定在本发明的保护范围之内。
25.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.基于背景技术提到的现有技术中不同批次生产的矿化炭棒的质量和性能差异大、使用寿命短的问题，本发明的发明人经过对现有矿化炭棒的制作过程进行了分析。现有矿化炭棒通常采用模具烧结法进行制作，具体步骤为：将制作矿化炭棒的原料(包括炭粉、粘合剂、矿化滤料)一起加入混合搅拌设备中搅拌混合，将混合后的矿化炭棒原料灌装至炭棒模具中并将炭棒模具中的矿化炭棒原料压实，然后将炭棒模具与其中的矿化炭棒原料一同进行烧结，在烧结后冷却、脱模并裁切成特定的长度。本发明的发明人发现现有矿化炭棒中存在滤料分布不均匀的情况，部分矿化炭棒中的矿化滤料相对较多，部分矿化炭棒中的矿化滤料相对较少，这种滤料分布不均匀的情况导致矿化炭棒的使用寿命较短，不同矿化炭棒的质量和性能差异较大。为了使制作矿化炭棒的原料混合更加均匀，增加了各种原料在混合搅拌设备中的混合时间，不过，经过烧结成型后的矿化炭棒依然存在滤料分布不均匀的情况。经过全方面的分析发现，制作矿化炭棒的不同原料的密度差异较大，密度较大的矿化滤料容易下沉，从而使得在混合搅拌设备中混合各种矿化炭棒原料和灌装混合后的矿化炭棒原料的过程中密度较大的矿化滤料下沉，导致矿化滤料、炭粉和粘合剂的分布不均匀，
进而导致烧结成型后的矿化炭棒中的各种滤料分布不均匀，不同批次的矿化炭棒的质量和性能差异较大，矿化炭棒的使用寿命较短。基于分析结果，本发明的发明人提出了一种矿化炭棒制作设备和一种矿化炭棒制作方法。
28.下面参照图1，来对本发明第一种实施例的矿化炭棒制作设备进行介绍。其中，图1是本发明第一种实施例的矿化炭棒制作设备的结构示意图。
29.如图1所示，在本发明的第一种实施例中，矿化炭棒制作设备包括两个初级混合容器(如第一混合容器11和第二混合容器12)、一个终级混合容器2和一个炭棒模具3。终级混合容器2包括管状的中间混合腔21，管状的中间混合腔21的上部设置有第一进料口22和第二进料口23，第一进料口22的中心轴线与管状的中间混合腔21的中心轴线同轴，第二进料口23的中心轴线与管状的中间混合腔21的中心轴相交，中间混合腔21的下部设置有出料口24。第一混合容器11通过作为第一物料输送装置的第一电磁振动装置41与终级混合容器2的第一进料口22连接，第二混合容器12通过作为第二物料输送装置的第二电磁振动装置42与终级混合容器2的第二进料口23连接，中间混合腔21的出料口24与炭棒模具3连接。第一电磁振动装置41和第二电磁振动装置42均变频可调。
30.具体地，第一混合容器11位于第一电磁振动装置41的上方并且第一混合容器11下部的出料口与第一电磁振动装置41的上游端正对，第一电磁振动装置41的下游端位于第一进料口22的上方，第二混合容器12位于第二电磁振动装置42的上方并且第二混合容器12下部的出料口与第二电磁振动装置42的上游端正对，第二电磁振动装置42的下游端位于第二进料口23的上方，中间混合腔21的出料口24从炭棒模具3上部的开口插入炭棒模具3内。在中间混合腔21内设置有挡片式混合机构211，挡片式混合机构211包括在中间混合腔21内壁交错分布的多个向下倾斜的挡片。作为示例，第一混合容器11用于混合处于密度范围为0.4～0.6g/cm3的炭粉和粘合剂，第二混合容器12用于处于密度范围为1.3～3g/cm3的多种矿化滤料。
31.借助这样的矿化炭棒制作设备制作矿化炭棒时，先将密度相近并且密度相对较小的炭粉和粘合剂在第一混合容器11内混合均匀，将密度相近并且密度相对较大的多种矿化滤料在第二混合容器12内混合均匀，然后将第一混合容器11内的炭粉和粘合剂的混合物从第一进料口22送入中间混合腔21，同时将第二混合容器12内的多种矿化滤料的混合物从第二进料口23送入中间混合腔21，炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物进入中间混合腔21后在重力作用下向下移动，同时炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物受到中间混合腔21内挡片的阻碍作用发生轨迹偏移，使炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物进行混合，混合后的矿化炭棒原料从出料口24进入炭棒模具3内，之后将炭棒模具3内的矿化炭棒原料压实，然后将炭棒模具3与其内部装满的矿化炭棒原料一起进行烧结，在烧结后冷却、脱模并裁切成特定的长度。
32.通过这样的矿化炭棒制作设备，密度相近矿化炭棒原料分别在初级混合容器内混合均匀，然后将密度相对较大的混合物和密度相对较小的混合物分别在终级混合容器内混合，避免了密度相差较大的矿化炭棒原料在混合时密度较大的矿化炭棒原料下沉在底部导致混合不均匀的情况发生，保证了矿化炭棒原料混合的均匀程度，从而保证了矿化炭棒内各种滤料的分布均匀性、矿化炭棒的强度和效果以及不同批次的矿化炭棒的一致性。第一进料口22的中心轴线与管状的中间混合腔21的中心轴线同轴，第二进料口23的中心轴线与
管状的中间混合腔21的中心轴相交，这样更加有利于密度相对较小的炭粉和粘合剂的混合物在中间混合腔21内受重力作用顺利地向下移动，并且在一定程度上减小密度相对较大的多种矿化滤料的混合物进入中间混合腔21的速度，从而进一步提高炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物的混合均匀程度。
33.需要说明的是，终级混合容器2设置成第一进料口22的中心轴线与管状的中间混合腔21的中心轴线同轴并且第二进料口23的中心轴线与管状的中间混合腔21的中心轴相交，这仅是一种较为优选的实施方式，可以根据实际情况对其作出调整，如在另外一种可行的实施方式中，第一进料口22和第二进料口23均设置在管状的中间混合腔21的上端，第一进料口22的中心轴线、第二进料口23的中心轴线均与管状的中间混合腔21的中心轴线平行；在另外一种可行的实施方式中，第一进料口22和第二进料口23均设置在管状的中间混合腔21的上端，第一进料口22的中心轴线和第二进料口23的中心轴线均与管状的中间混合腔21的中心轴线相交，并且第一进料口22的中心轴线和第二进料口23的中心轴线分别与管状的中间混合腔21的中心轴线的夹角可以相同也可以不同。
34.还需要说明的是，第一电磁振动装置41和第二电磁振动装置42均变频可调仅是一种较为优选的实施方式，可以根据实际情况进行调整，如仅第一电磁振动装置41和第二电磁振动装置42中的一个可以变频可调。第一电磁振动装置41和第二电磁振动装置42分别作为第一物料输送装置和第二物料输送装置是一种具体的设置方式，可以根据实际情况进行调整，如第一物料输送装置和第二物料输送装置可以分别设置成第一传动带和第二传送带，也可以是第一输送管道和第二输送管道，第一物料输送装置的类型也可以不同。
35.下面参照图2，来对本发明第二种实施例的矿化炭棒制作设备进行介绍。其中，图2是本发明第二种实施例的矿化炭棒制作设备的结构示意图。
36.在第二种实施例中，与第一种实施例不同的是，中间混合腔21内设置的是螺旋式混合机构212，螺旋式混合机构212包括在中间混合腔21的内壁自上而下形成的螺旋挡片，螺旋挡片可以是左旋，也可以是右旋。通过螺旋挡片的设置，在炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物进入中间混合腔21后受重力作用向下移动时，炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物受螺旋挡片的阻碍作用而螺旋向下移动，延长了不同混合物之间相对移动进行混合的时间，提高了混合均匀程度。
37.在另外一种可行的实施方式中，中间混合腔21内可以分段设置挡片式混合机构211和螺旋式混合机构212，如中间混合腔21内自上而下设置一段挡片式混合机构211，再设置一段螺旋式混合机构212。
38.在另外一种可行的实施方式中，中间混合腔21内不设置挡片式混合机构211和螺旋式混合机构212。这样，在炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物进入中间混合腔21后受重力作用向下移动时，炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物会受重力和不同的空气阻力以及气流的扰动而发生相对移动，从而使炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物混合，并且随着两种混合物的送入速度的差异，两种不同混合物在混合并进入炭棒模具3后，在炭棒模具3内不同高度的位置炭粉和粘合剂的混合物与种矿化滤料的混合物的比例同样能够基本保持一致。
39.下面参照图3，来对本发明的矿化炭棒制作方法进行介绍。其中，图3是本发明矿化炭棒制作方法的主要步骤图。
40.如图3所示，本发明矿化炭棒制作方法主要包括以下步骤：
41.步骤s1、提供矿化炭棒制作设备。
42.该矿化炭棒制作设备包括多个初级混合容器、一个终级混合容器和至少一个炭棒模具。
43.步骤s2、将不同密度的矿化炭棒原料分别放入多个初级混合容器中的每个中进行初步混合。
44.步骤s3、将初步混合的矿化炭棒原料从初级混合容器输送到终级混合容器中进行最终混合。
45.步骤s4、将终级混合容器中混合的矿化炭棒原料输送到炭棒模具中灌装并因此制作矿化炭棒。
46.需要说明的是，本技术中的“不同密度”应作广义理解，其不对应于任何具体的密度范围，也不对密度范围的数量作任何限制，只要原料密度之间的差异会导致混料不均匀，就符合上述“不同密度”的含义。以图1和2的实施方式为例，尽管上面描述的是第一混合容器11用于混合密度范围为0.4～0.6g/cm3的炭粉和粘合剂，第二混合容器12用于混合密度范围为1.3～3g/cm3的多种矿化滤料。但是，根据实际应用需要，也可以进一步设置第三混合容器(未图示)，并将矿化滤料进一步分为两个密度范围。例如，第二混合容器12用于混合密度范围为1.3～2g/cm3的矿化滤料，第三混合容器用于混合密度范围为2～3g/cm3的矿化滤料。这种调整没有偏离本发明的基本原理，因此都将落入本发明的保护范围之内。
47.参照图1和图3，来对本发明的矿化炭棒制作方法进行详细介绍。本发明的一种具体的矿化炭棒制作方法具体如下：
48.提供如图1所示的矿化炭棒制作设备，该矿化炭棒制作设备包括第一混合容器11和第二混合容器12、一个终级混合容器2和一个炭棒模具3。终级混合容器2包括管状的中间混合腔21，管状的中间混合腔21的上部设置有第一进料口22和第二进料口23，第一进料口22的中心轴线与管状的中间混合腔21的中心轴线同轴，第二进料口23的中心轴线与管状的中间混合腔21的中心轴相交，中间混合腔21的下部设置有出料口24。第一混合容器11通过作为第一物料输送装置的第一电磁振动装置41与终级混合容器2的第一进料口22连接，第二混合容器12通过作为第二物料输送装置的第二电磁振动装置42与终级混合容器2的第二进料口23连接，中间混合腔21的出料口24与炭棒模具3连接。在中间混合腔21内设置有挡片式混合机构211，挡片式混合机构211包括在中间混合腔21内壁交错分布的多个向下倾斜的挡片。
49.将密度相近并且密度相对较小的炭粉和粘合剂输入第一混合容器11内混合均匀，将密度相近并且密度相对较大的多种矿化滤料输入第二混合容器12内混合均匀。
50.通过第一电磁振动装置41将炭粉和粘合剂的混合物按照设定的速度输送至第一进料口22，通过第二电磁振动装置42将多种矿化滤料的混合物按照设定的速度输送至第二进料口23。第一电磁振动装置41的输送速度和第二电磁振动装置42的输送速度根据炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物的配比设定。对于不同规格的矿化炭棒，其内部的炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物的配比不同。进入第一进料口22的炭粉和粘合剂的混合物在重力的作用下向下进入中间混合腔21内，进入第二进料口23的多种矿化滤料的混合物在重力的作用下向下进入中间混合腔21内，炭粉和粘合剂的混合物以及多
种矿化滤料的混合物在中间混合腔21内向下移动的过程中均受到中间混合腔21内挡片的阻碍作用发生轨迹偏移，使炭粉和粘合剂的混合物与多种矿化滤料的混合物进行混合。
51.混合后的矿化炭棒原料在重力的作用下从出料口24进入炭棒模具3内，在炭棒模具3内不同高度的位置炭粉和粘合剂的混合物与种矿化滤料的混合物的比例同样能够基本保持一致。之后将炭棒模具3内的矿化炭棒原料压实，然后将炭棒模具3与其内部装满的矿化炭棒原料一起进行烧结，在烧结后冷却、脱模并裁切成特定的长度。
52.通过这样的制作方法，避免了密度相差较大的矿化炭棒原料在混合时密度较大的矿化炭棒原料下沉在底部导致混合不均匀的情况发生，保证了矿化炭棒原料混合的均匀程度，从而保证了矿化炭棒内各种滤料的分布均匀性、矿化炭棒的强度和效果以及不同批次的矿化炭棒的一致性。
53.需要说明的是，在上述各个实施例中，第一混合容器11和第二混合容器12分别通过第一物料输送装置和第二物料输送装置与终级混合容器2的第一进料口22和第二进料口23连接，仅是一种具体的设置方式，在实际应用中也可以将第一混合容器11和第二混合容器12下部的开口分别直接通过管道与第一进料口22和第二进料口23连接，管道上设置开度可调节的阀门，从而调节第一混合容器11和第二混合容器12分别向中间混合腔21内送入矿化炭棒原料的速度。在另外一种可行的实施方式中，第一混合容器11和第二混合容器12分别向中间混合腔21内送入矿化炭棒原料的速度固定，只不过这样只能制造一种规格的矿化炭棒。另外，初级混合容器的数量为两个仅是一种具体的实施方式，在实际应用中，如果多种矿化炭棒原料的密度处于三个以上较窄的密度范围内，可以将初级混合容器的数量设置成三个、四个或者更多个等。此外，炭棒模具3的数量也可以是多个，多个炭棒模具3的尺寸规格可以是相同的，也可以是不同的。
54.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。