过滤碳棒、过滤碳棒的制备方法及其过滤装置与流程

1.本发明涉及领域，尤其涉及过滤碳棒、过滤碳棒的制备方法及其过滤装置。


背景技术：

2.碳棒是以一定目数的碳粉和粘合剂混合均匀后进行压铸烧结而成，现有的碳棒的过滤精度内外一般为单一的固定值，该类碳棒的水流污堵会发生在外层，污染物很难进入到内层，在使用时往往会发生吸附性性能还很好情况下，碳棒就被堵塞,滤芯的出水量小，难以继续使用，形成很大的浪费。
3.针对上述问题，现有的解决方式主要是采用在碳棒外包覆滤布或者滤网预先过滤杂质的方式或者分段式过滤。碳棒外包覆滤布或者滤网的方式并未解决碳棒过滤精度单一的问题，同时，由于滤布或者滤网通常是通过胶接或者焊接的方式与碳棒连接，而非整体，不仅制备工艺上更为复杂，而且滤布或滤网与碳棒之间的紧密性较低，长期使用过程中滤布或者滤网易脱落；分段式过滤的方式通常是将不同精度的过滤区域进行空间划分，并且进行阶段式地过滤，这种方式能够保证较高的过滤精度，同时也能通过分段控制过滤精度解决堵塞问题，但是由于需要划分多个过滤区域，所以该方式要求较大的过滤空间，同时该过滤碳棒的制备工艺复杂，成本较高。


技术实现要素：

4.因此，为解决上述问题，本发明提供了过滤碳棒、过滤碳棒的制备方法及其过滤装置。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：过滤碳棒的制备方法，该过滤碳棒包括至少两层过滤碳层,所述过滤碳层为中空且内外叠加的过滤层碳层，所述过滤碳层的过滤精度呈梯度变化，所述制备方法至少包括如下步骤：s1：准备至少两种不同过滤精度的滤料；s2：准备一个具有收纳槽的腔室的模具，所述收纳槽内设置有将其分隔成至少两个腔室的分隔工具；s3：在每个腔室分别填充一种过滤精度的滤料；s4：用压机将滤料压实。
6.优选的，所述过滤碳棒按过滤精度至少划分为第一过滤碳层和第二过滤碳层，所述模具至少包括第一腔室和第二腔室，所述第一腔室用于容置第一过滤碳层，所述第二腔室用于容置第二过滤碳层。
7.优选的，所述步骤s3与步骤s4之间还包括将所述分隔工具自顶部抽离模具。
8.优选的，所述分隔工具和滤料一起压实。
9.优选的，所述分隔工具为滤布，所述滤布的过滤精度在相邻的两层过滤碳层的过滤精度之间。
10.优选的，所述模具包括外筒以及设置在所述外筒底部的底座，所述底座的轴心上垂直设置有一芯轴，所述芯轴上可拆卸地套有用于固定所述分隔工具顶部的定位圈，所述定位圈包括中心环和设置在所述中心环外周的定位卡块，所述定位卡块外沿的底部设置有用于固定所述分隔工具的限位块，所述中心环的内径与所述芯轴的半径一致，所述卡块的长度等于所述芯轴到所述分隔工具的距离。
11.优选的，所述底座的上表面还设置有用于固定所述分隔工具底部的分隔槽，所述分隔槽的数量和位置与所述分隔工具的数量一致，所述分隔工具的底部可分离地嵌入在所述分隔槽内。
12.过滤碳棒的制备方法，该过滤碳棒包括至少两层过滤碳层,所述过滤碳层为上下叠加的过滤层碳层，所述过滤碳层的过滤精度呈梯度变化，所述制备方法至少包括如下步骤：s1：准备至少两种不同过滤精度的滤料；s2：准备一个具有收纳槽的腔室的模具；s3：将不同过滤精度的滤料按预设的顺序依次放入收纳槽内；s4：用压机将滤料压实。
13.优选的，所述压机对模具施加的压力为3 kgf
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10kgf。
14.过滤装置，所述过滤装置包括如上任一述的过滤碳棒的制备方法制成的过滤碳棒。
15.本发明技术方案的有益效果主要体现在：1、本方案中的过滤碳棒包括至少两层不同过滤精度的过滤碳层，能够有效地防止水流中的杂质堵塞在碳棒的外层，提高碳棒的出水率、利用率和使用寿命；2、本方案的过滤碳棒的制备方法中，通过定位圈和分隔槽分别固定分隔工具的上下两端，能够保证滤料在装入模具的过程中分隔工具不移位，确保不同腔室中的滤料不泄露或混合；3、本方案中的多层过滤碳层同时压铸，保证了过滤碳棒各过滤碳层之间的紧密性，同时减少了工艺步骤，提高了生产效率；4、本方案的过滤碳棒中，各层过滤碳层间还可以通过滤布分隔，该滤布与过滤碳层一体压铸成型，且过滤精度在相邻两层过滤碳层的过滤精度之间，该滤布不仅能够将不同过滤精度的过滤碳层分隔，同时能够达到进一步过滤以及去除碳粉中着色剂防止水流变黑的效果；5、本方案中的过滤碳棒层层叠加，紧密配合，同时可以在不同过滤碳层中添加具有其他过滤效果的滤料，能够适应不同滤芯的过滤需求；6、本方案中的过滤碳棒可以作为滤芯的一部分配合其他滤芯或者过滤碳棒搭配使用，具有较强的适应性；7、本方案中的过滤碳棒可以根据水质差异和过滤需要调整各过滤碳层的体积，以达到不同的过滤效果；8、本方案的过滤碳棒的制备方法中，碳粉的压铸步骤上，分单次压铸和多次压铸；碳棒的结构选择上，分内外叠加以及上下叠加等，根据进水方式和出水方式的不同选择，各过滤精度的过滤碳层的位置选择也可以根据需要进行调整，极大地提高了碳棒及碳棒制备
工艺的灵活性。
16.附图说明
17.图1：是本发明中制备过滤碳棒的模具的纵截面视图；图2：是本发明中通过方案一中的制备方法制备而成的过滤碳棒的纵截面视图；图3：是本发明中通过方案一中的制备方法制备而成的过滤碳棒的俯视图；图4：是本发明中通过方案二中的制备方法制备而成的过滤碳棒的纵截面视图；图5：是本发明中定位圈的俯视图；图6：是单一精度碳棒和本方案中过滤碳棒中的复合梯度过滤碳棒的过水量和压差关系示意图。
具体实施方式
18.为使本发明的目的、优点和特点能够更加清楚、详细地展示，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。该实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
19.同时声明，在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。
20.此外，本方案中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示对重要性的排序，或者隐含指明所示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。
21.本发明揭示了过滤碳棒、过滤碳棒的制备方法及其过滤装置，其中，过滤碳棒包括至少两层过滤碳层,所述过滤碳层为内外叠加或者上下叠加的过滤层碳层，所述过滤碳层的过滤精度呈梯度变化。
22.具体地，相对于单一精度的碳棒，由于所述过滤碳棒包括至少两层不同过滤精度的过滤碳层，杂质不容易堵塞在碳棒外层，减小碳棒的压差，能够提高碳棒整体的过水量，如附图6所示，线5为包括两侧不同过滤精度的过滤碳层的复合梯度过滤碳棒，线6为同直径和体积的单一精度的碳棒，其中，纵坐标为碳棒过水时的压差，横坐标为碳棒的过水量。
23.根据附图6可知，在过水量相同的情况下，单一精度的碳棒的压差远超过复合梯度过滤碳棒的压差，同时，复合梯度过滤碳棒的整体过水量远大于单一精度的碳棒的过水量。
24.另外，根据所述过滤碳棒的结构的差异，可以大致区分为以下两种不同的方案：方案一：该过滤碳棒包括至少两层过滤碳层,所述过滤碳层为中空且内外叠加的过滤层碳层，所述过滤碳层的过滤精度呈梯度变化，所述制备方法至少包括如下步骤：s1：准备两种以上不同过滤精度的滤料；s2：准备一个具有收纳槽的腔室的模具，所述收纳槽内设置有将其分隔成至少两
个腔室的分隔工具，所述分隔工具通过设置在所述分隔工具顶部且可对所述分隔工具施加下压力的定位圈进行定位；s3：在每个腔室分别填充一种过滤精度的滤料，当所述分隔工具没有过滤结构时，将所述分隔工具和定位圈从模具中抽离；当所述分隔工具具有过滤结构时，所述分隔工具可选择抽离出模具或者保留在模具中，并将所述定位圈从模具中抽离；s4：用压机将滤料压实。
25.具体地，所述压机对模具施加的压力为3 kgf
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10kgf。
26.具体地，所述模具包括外筒5以及设置在所述外筒5底部的底座9，所述底座9的轴心上垂直设置有一芯轴10，所述芯轴10的直径与该过滤碳棒中部的通孔4直径一致，所述芯轴10上可拆卸地套有用于固定所述分隔工具8顶部的定位圈12，所述定位圈12包括中心环121和设置在所述中心环121外周的定位卡块122，所述定位卡块122至少有两个，且所述定位卡块122间设置有用于通过滤料的进料口，所述定位卡块122外沿的底部设置有用于固定所述分隔工具8的限位块，所述中心环121的内径与所述芯轴10的半径一致，所述卡块的长度等于所述芯轴10到所述分隔工具8的距离，具体地，所述限位块的内侧正好与分隔工具8的外壁顶部接触，所述中心环121可活动地套设在所述芯轴10的外周，当需要将所述分隔工具8定位时，先将分隔工具8的顶端与所述定位圈12上的限位块固定，再将分隔工具8放入模具内，并最终将定位圈12上的中心环121穿过芯轴10，受定位圈12重力的影响，所述分隔工具8不会在进料过程中随意移动。
27.该方案中的分隔工具8可以是能够将不同过滤碳层分隔的任意形态和材质的分隔工具8，在具体实施过程中，根据所述分隔工具8的差异，可以调整过滤碳棒的具体的工艺步骤和结构，具体包括以下实施例：实施例1：该过滤碳棒包括至少两层过滤碳层,所述过滤碳层为中空且内外叠加的过滤层碳层，所述过滤碳层的过滤精度呈梯度变化，所述制备方法至少包括如下步骤：s1：分别准备颗粒粒度为8目
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100目以及80目
‑
400目两种不同过滤精度的滤料；s2：准备一个具有收纳槽的腔室的模具，所述收纳槽内设置有将其分隔成至少两个腔室的分隔工具，所述分隔工具通过设置在所述分隔工具顶部且可对所述分隔工具施加下压力的定位圈进行定位；s3：在每个腔室分别填充一种过滤精度的滤料；s31：将所述分隔工具8和定位圈自顶部抽离模具；s4：用压机将滤料压实。
28.具体地，本方案中的滤料按过滤精度划分为第一过滤碳层1和第二过滤碳层2，所述模具整体为筒状，包括第一腔室6和第二腔室7，所述第一腔室6用于容置第一过滤碳层1，所述第二腔室7用于容置第二过滤碳层2，所述第一腔室6与第二腔室7之间通过定位圈12可分离地设置有分隔工具8，所述分隔工具8的高度高于模具的外筒5的高度，在本实施例中，所述分隔工具8可以是任意较硬材质的筒状分隔工具8，如金属筒、塑料筒、硬纸筒等，在倒入所有滤料之后，将所述定位圈12和分隔工具8分别取出，盖上端盖11，然后将装有滤料的模具放入压机压铸成型，使第一过滤碳层1和第二过滤碳层2之间紧密配合。
29.进一步地，所述滤料的种类和腔室的数量可以根据需要进行调整，具体地，可以设
置两个以上的腔室，在各腔室内，根据过滤精度的梯度顺序以及滤料的不同功能有选择地分配滤料。
30.实施例2：该过滤碳棒包括至少两层过滤碳层,所述过滤碳层为中空且内外叠加的过滤层碳层，所述过滤碳层的过滤精度呈梯度变化，所述制备方法至少包括如下步骤：s1：分别准备颗粒粒度为8目
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100目以及80目
‑
400目两种不同过滤精度的滤料；s2：准备一个具有收纳槽的腔室的模具，所述收纳槽内设置有将其分隔成至少两个腔室的分隔工具，所述分隔工具通过设置在所述分隔工具顶部且可对所述分隔工具施加下压力的定位圈进行定位；s3：在每个腔室分别填充一种过滤精度的滤料；s4：将所述定位圈从模具中抽离；s5：用压机将滤料压实。
31.具体地，在本实施例中，所述分隔工具8为滤布3，所述滤布3由具有一定硬度的材质制成，具体地，所述滤布3可以为pp滤布、pet滤布和尼龙滤布中的一种或者多种，所述滤布3的过滤精度应当在相邻两层过滤碳层的过滤精度之间，所述滤布3的高度与模具外筒5的高度一致且通过定位圈12定位，所述滤布3与定位圈12的定位方式与实施例1中所述分隔工具8与定位圈12的定位方式相同，当滤布3定位后，将8目
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100目以及80目
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400目两种不同过滤精度的滤料分别倒入第一腔室6和第二腔室7内，在倒入所有滤料之后，盖上端盖11，然后将装有滤料和滤布3的模具放入压机压铸成型。
32.进一步地，在本实施例中，在将滤布3放入模具前，需要先对滤布3进行裁切和胶接，先根据模具中外筒5的高度以及腔室的直径确定滤布3的高度和周长，并预留胶接部分后，对滤布3进行裁切，裁切完成后，在所述滤布3一侧的胶接部分涂布胶水并粘合。
33.实施例3：该过滤碳棒包括至少两层过滤碳层,所述过滤碳层为中空且内外叠加的过滤层碳层，所述过滤碳层的过滤精度呈梯度变化，所述制备方法至少包括如下步骤：s1：分别准备颗粒粒度为8目
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100目以及80目
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400目两种不同过滤精度的滤料；s2：准备一个具有收纳槽的腔室的模具，所述收纳槽内设置有将其分隔两个腔室的分隔工具8；s3：在其中一个腔室填充一种过滤精度的滤料，并用压机将滤料压实；s31：将所述分隔工具8和定位圈自顶部抽离模具；s4：将另一个腔室填充另一种过滤精度的滤料，并将所有滤料共同压实。
34.实施例4：该过滤碳棒包括至少两层过滤碳层,所述过滤碳层为中空且内外叠加的过滤层碳层，所述过滤碳层的过滤精度呈梯度变化，所述制备方法至少包括如下步骤：s1：分别准备颗粒粒度为8目
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100目以及80目
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400目两种不同过滤精度的滤料；s2：准备一个具有收纳槽的腔室的模具，所述收纳槽内设置有将其分隔两个腔室的分隔工具8；s3：在其中一个腔室填充一种过滤精度的滤料，将定位圈抽离后用压机将滤料压实；
s4：将另一个腔室填充另一种过滤精度的滤料，并将所有滤料和分隔工具共同压实。
35.进一步地，在方案一中，所述底座9的上表面还设置有用于固定所述分隔工具8底部的分隔槽91，所述分隔槽91的数量和位置与所述分隔工具8的数量一致，所述分隔槽91的位置可以根据各腔室的体积需要进行设置，所述分隔工具8的底部可分离地嵌入在所述分隔槽91内，具体地，所述分隔槽91整体上宽下窄，且其纵截面呈“v”型，所述分隔槽91可以和定位圈12共同配合，对分隔工具8的底端和顶端分别进行固定。
36.方案二：该过滤碳棒包括至少两层过滤碳层,所述过滤碳层为上下叠加的过滤层碳层，所述过滤碳层的过滤精度呈梯度变化，所述制备方法至少包括如下步骤：s1：准备至少两种不同过滤精度的滤料；s2：准备一个具有收纳槽的腔室的模具；s3：将不同过滤精度的滤料按预设的顺序依次放入收纳槽内；s4：用压机将滤料压实。
37.具体地，所述压机对模具施加的压力为3 kgf
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10kgf。
38.进一步地，所述模具可以是任意具有容置空间的形状的模具，所述模具的收纳槽可以是圆柱形、方形、圆台形等；在每两层滤料之间，还可以铺盖一层滤布3或者滤网，所述滤布3或者滤网的过滤精度在相邻两层过滤碳层的过滤精度之间，在滤料装配完成后，将装有滤料和滤布3的模具放入压机，并将滤料和滤布3压实。
39.在上述方案一及方案二中，根据进水端和出水端的设置差异，可以相应调整各精度过滤碳层的位置，具体地，靠近进水端的过滤碳层的过滤精度较低，靠近出水端的过滤碳层的过滤精度较高，并且其他各层过滤碳层的过滤精度参照进水端和出水端的位置，根据逐级递增或者递减的梯度顺序依次排布。
40.具体地，如方案一中，如果进水端设置在碳棒中部的通孔4处，而出水端设置在碳棒的外表面，则此时位于碳棒最内层的过滤碳层过滤精度最低，之后由内至外每层过滤碳层的过滤精度呈梯度递增，直至最外层的过滤碳层达到最大的过滤精度；若进水端设置在碳棒的外表面，而进水端设置在碳棒内部通孔4的内壁处，则此时各精度过滤碳层的排列顺序与上述排列顺序相反；与此同时，如方案而中，所述进水端设置在过滤碳棒的顶部，而出水端设置在过滤碳棒的底部，则此时各过滤碳层的过滤精度由上至下依次递增，反之则由上至下依次递减。
41.进一步地，根据对碳棒的过滤精度需求的差异，可以对各过滤碳层的体积比例进行调整，具体地，当过滤水体中杂质较多，水流量较大，对水的过滤精度要求较低时，可以适当增加低过滤精度的过滤碳层的体积，减少高过滤精度的过滤碳层的体积，此时碳棒的出水量大，不易造成堵塞，碳棒使用寿命较长；当过滤水体中杂质较少，对水的过滤精度要求较高时，可以适当增加高过滤精度的过滤碳层的体积，减少低过滤精度的碳层的体积，此时碳棒整体的过滤精度较高。
42.进一步地，各过滤碳层的滤料类别可以根据需要调整，以增加碳棒的过滤性能，比如，在靠近进水端的过滤碳层的滤料采用普通碳粉，而靠近出水端的过滤碳层的滤料采用活性炭碳粉，还可以根据过滤需求的不同，在碳粉中增加具有其他过滤功能的滤料，在滤料
中混入粘合剂，共同放入模具中压铸并煅烧，制成具有多功能的复层碳棒。
43.进一步地，本发明还揭示了一种过滤碳棒，所述过滤碳棒包括通过如上述的过滤碳棒的制备方法制成的过滤碳棒，具体地，由上述制备方法制成的过滤碳棒既可以单独使用，也可以作为滤芯的一部分放入过滤碳棒中使用，还可以在碳棒的外层包裹骨架、端盖11或者包覆滤网，制成滤芯。
44.本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。