阅读说明：本技术 滤材、滤芯以及净水杯 (Filter material, filter element and water purification cup ) 是由 高宏 蔡雪刚 孙天厚 唐婕 于 2018-06-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供了滤材、滤芯以及净水杯。其中,滤材包括：碳颗粒；树脂,所述树脂的粒径为300～1600微米。由此,该滤材中树脂的粒径在上述范围内可以使得水的流速较为合适,有利于去除水中的重金属污染物(例如铜、镉等)、工业污染物(例如四氯乙烯等)、余氯以及钙镁离子,可以达到较佳的净水效果。(The invention provides a filter material, a filter element and a water purifying cup. Wherein, the filter media includes: carbon particles; and the particle size of the resin is 300-1600 micrometers. Therefore, the particle size of the resin in the filter material is in the range, so that the flow rate of water is proper, heavy metal pollutants (such as copper, cadmium and the like), industrial pollutants (such as tetrachloroethylene and the like), residual chlorine and calcium and magnesium ions in the water can be removed, and a good water purification effect can be achieved.)

滤材、滤芯以及净水杯

技术领域

本发明涉及净水技术领域，具体的，涉及滤材、滤芯以及净水杯。

背景技术

目前，净水杯中的滤材只能简单地去除水中的余氯和钙镁离子，而不能有效的去除重金属。因此，在一些重金属污染(例如镉污染)或者工业污染(如四氯乙烯)比较重的区域，该类净水杯不能为用户提供安全可靠的饮用水。

因而，目前的滤材仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种重金属去除率较高或者净化水的效果较佳的滤材。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种滤材。根据本发明的实施例，该滤材包括：碳颗粒；树脂，所述树脂的粒径为300～1600微米。由此，该滤材中树脂的粒径在上述范围内可以使得水的流速较为合适，进而使得水与滤材充分接触，活性炭或者树脂可以充分吸收水中的污染物，有利于去除水中的重金属污染物(例如铜、镉等)、工业污染物(例如四氯乙烯等)、余氯以及钙镁离子，可以达到较佳的净水效果，且获得的净化水的口感较佳，有效满足消费者的消费体验。

根据本发明的实施例，所述树脂包括阳离子交换树脂。由此，该树脂可以有效去除水中的以阳离子形式存在的重金属污染物，去除重金属污染物的效果较佳，还可以去除工业污染物，使用性能较佳。

根据本发明的实施例，所述阳离子交换树脂包括钾离子交换树脂和氢离子交换树脂中的至少之一。由此，上述阳离子交换树脂去除重金属污染物或者工业污染物的效果较佳，净化水的效果较佳，能够获得口感较佳的净化水。

根据本发明的实施例，所述钾离子交换树脂的粒径为300～1200微米，所述氢离子交换树脂的粒径为300～1600微米。由此，钾离子交换树脂或者氢离子交换树脂的粒径较为合适，使得水流经滤材的流速较为合适，进而使得树脂可以充分吸附水中的重金属污染物或者工业污染物，净化水的效果较佳。

根据本发明的实施例，所述碳颗粒包括活性炭。由此，活性炭可以更高效的去除水中的余氯和钙镁离子，净化水的效果较佳。

根据本发明的实施例，所述活性炭的粒径为18～40目。由此，活性炭的粒径较为合适，使得水的流速较为合适，有效增加水与滤材的接触时间，使得滤材去除重金属污染物、工业污染物、余氯或者钙镁离子的效率更高，净化水的效果更佳。

根据本发明的实施例，基于所述滤材的总质量，所述滤材包括：30～60％的所述活性炭；30～65％的所述钾离子交换树脂；以及5～10％的所述氢离子交换树脂。由此，滤材中各组分在上述范围内可以使得其去除重金属污染物或者工业污染物的效率更高，且获得的净化水的口感较佳，能够满足消费者的消费体验。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种滤芯。根据本发明的实施例，该滤芯包括前面所述的滤材。由此，该滤芯具备前面所述的滤材的全部特征和优点，且该滤芯净化水的效果较佳，使用性能较佳。

根据本发明的实施例，该滤芯还包括：滤芯本体，所述滤芯本体上设置有进水口和出水口；第一网格支架，所述第一网格支架封盖所述进水口；第二网格支架，所述第二网格支架设置在所述滤芯本体内且将所述滤芯本体内的空间分隔为与所述进水口连通的填充腔和与所述出水口连通的整流腔；其中，所述滤材填充在所述填充腔内。由此，该滤芯结构简单，易于实现，且可以有效增加水与滤材的接触时间，使得滤材能够充分去除水中的重金属污染物、工业污染物、余氯以及钙镁离子，净化水的效果较佳。

根据本发明的实施例，所述整流腔的体积为所述填充腔体积的5％-15％。由此，可以更加有效的控制净化水的流出速率，更有效的保证原水与滤材的接触时间，且净化水的流出量能够满足消费者的需求。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种净水杯。根据本发明的实施例，该净水杯包括前面所述的滤芯或者前面所述的滤材。由此，该净水杯具备前面所述的滤芯的所有特征和优点，且该净水杯净化水的效果较佳，尤其适于去除重金属污染物或者工业污染物，使用性能较佳。

附图说明

图1是本发明一个实施例中滤芯结构的主视图。

图2是本发明另一个实施例中滤芯结构的主视图。

图3是本发明一个实施例中滤芯结构的俯视图。

图4为图2中沿AA’方向的剖面图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种滤材。根据本发明的实施例，该滤材包括：碳颗粒；树脂，所述树脂的粒径为300～1600微米。由此，该滤材中树脂的粒径在上述范围内可以使得水流经滤材的流速较为合适，进而使得水与滤材充分接触，活性炭或者树脂可以充分吸收水中的污染物，有利于去除水中的重金属污染物、工业污染物、余氯以及钙镁离子，可以达到较佳的净水效果，且获得的净化水的口感较佳，有效满足消费者的消费体验。当树脂的粒径过小时，水流经滤材的流速较小，导致滤材净化相同体积的水消耗的时间较长，消费者的消费体验不佳；当树脂的粒径过大时，水流经滤材的流速较大，导致滤材不能充分吸附水中的污染物，进而导致去除重金属、余氯或者钙镁离子的效果不佳。

需要说明的，本申请中采用的描述方式“粒径为……微米”应做广义理解，是指采用的树脂或者活性炭粒径大小不一，其是由不同粒径大小的颗粒混合而成的。由此，树脂或者活性炭混合的较为均匀，有利于后续吸附污染物。

根据本发明的实施例，重金属污染物(例如铜、镉等)在水中一般以阳离子的形式存在，因此，为了去除重金属污染物可以利用阳离子交换树脂中的阳离子与重金属阳离子进行交换，使得重金属阳离子吸附在树脂上，从而达到净化水的目的。树脂通过离子交换以及范德华吸附来去除水中的四氯乙烯。

根据本发明的实施例，所述树脂包括阳离子交换树脂。由此，该树脂可以有效去除水中的以阳离子形式存在的重金属污染物，去除重金属污染物的效果较佳，还可以去除工业污染物，使用性能较佳。在本发明的一些实施例中，所述阳离子交换树脂包括钾离子交换树脂和氢离子交换树脂中的至少之一，钾离子交换树脂中的钾离子或者氢离子交换树脂中的氢离子容易被交换到净化水中，从而有利于出去水中的重金属污染物。由此，上述阳离子交换树脂去除重金属污染物或者工业污染物去除的效果较佳，净化水的效果较佳，能够获得口感较佳的可饮用水。在本发明的一些实施例中，阳离子交换树脂包括钾离子交换树脂和氢离子交换树脂。由此，阳离子交换树脂和氢离子交换树脂同时存在时，去除重金属污染物、工业污染物去除、余氯以及钙镁离子的效果更佳，且钾离子交换树脂中的钾离子被交换到净化水中会提高净化水的碱度，氢离子树脂中的氢离子被交换到在净化水中会提高水的酸度，两者同时存在可以调节净化水的pH，使得净化水的pH比较接近中性，净化水的口感较佳。

根据本发明的实施例，为了使得重金属污染物的去除率更高，所述钾离子交换树脂的粒径为300～1200微米，所述氢离子交换树脂的粒径为300～1600微米。由此，钾离子交换树脂或者氢离子交换树脂的粒径较为合适，使得水的流速较为合适，进而使得树脂可以充分吸附水中的重金属污染物或者工业污染物，净化水的效果较佳。在本发明的一些实施例中，钾离子交换树脂的交换容量为1.9eq/L，含水量为46-50％；氢离子交换树脂的交换容量为4.5eq/L，含水量为45-55％.由此，钾离子交换树脂和氢离子交换树脂的交换能力较强，可以去除较多的水中的阳离子，使用性能较佳。

根据本发明的实施例，所述碳颗粒包括活性炭。由此，活性炭可以更高效的去除水中的余氯和钙镁离子，净化水的效果较佳。在本发明的一些实施例中，所述活性炭的粒径为18～40目由此，活性炭的粒径较为合适，使得水流经滤材的流速较为合适，有效增加水与滤材的接触时间，使得滤材去除重金属污染物、工业污染物、余氯或者钙镁离子的效率更高，净化水的效果更佳。当活性炭的粒径过小时，水流经滤材的流速较小，导致滤材净化相同体积的水消耗的时间较长，消费者的消费体验不佳；当活性炭的粒径过大时，水流经滤材的流速较大，导致滤材不能充分吸附水中的污染物，进而导致去除重金属、工业污染物、余氯或者钙镁离子的效果不佳。

根据本发明的实施例，基于所述滤材的总质量，所述滤材包括：30～60％的所述活性炭；30～65％的所述钾离子交换树脂；以及5～10％的所述氢离子交换树脂，例如滤材可以包括30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％等的活性炭，30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％等的钾离子交换树脂，5％、6％、7％、8％、9％、10％等的氢离子交换树脂。由此，滤材中各组分的含量在上述范围内可以使得其去除重金属污染物或者工业污染物的效率更高，且钾离子交换树脂与氢离子交换树脂在上述配比范围内可以使得获得的净化水pH更接近中性，净化水的口感较佳，能够满足消费者的消费体验。当活性炭含量过高时，则去除重金属污染物的效果相对不佳，当活性炭的含量过少时，则无法满足余氯去除率要求；当钾离子交换树脂的含量过高时则没有空间填充交换吸附能力更强的氢离子，交换吸附能力相对较弱，当钾离子交换树脂的含量过少时则导致氢离子封装过多，出水偏酸性，净化水的口感相对不佳；当氢离子交换树脂的含量过高时则出水偏酸性，净化水的口感相对不佳，当氢离子交换树脂的含量过少时则交换吸附能力相对较弱。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种滤芯。根据本发明的实施例，该滤芯包括前面所述的滤材。由此，该滤芯具备前面所述的滤材的全部特征和优点，且该滤芯净化水的效果较佳，使用性能较佳。

根据本发明的实施例，参照图1，该滤芯还包括：滤芯本体100，所述滤芯本体100上设置有进水口110和出水口120；第一网格支架130，所述第一网格支架130封盖所述进水口110；第二网格支架140，所述第二网格支架140设置在所述滤芯本体100内且将所述滤芯本体100内的空间分隔为与所述进水口110连通的填充腔101和与所述出水口120连通的整流腔102；其中，所述滤材填充在所述填充腔101内。由此，该滤芯结构简单，易于实现，且可以有效增加水与滤材的接触时间，使得滤材能够充分去除水中的污染物，净化水的效果较佳。

根据本发明的实施例，第一网格支架可以用来阻挡滤材，防止滤材从滤芯本体中洒出，并且第一网格支架封盖进水口，可以使水流流入后先经过第一网格支架进行过滤，将水中颗粒比较大的污染物去除，从而有效延长滤材的使用寿命。同时，通过设置第二网格支架，不仅可以用来阻挡滤材，防止滤材从滤芯本体中洒出，还可以分割出整流腔，保证净化水(即经过滤材过滤的水)在整流腔内的停留时间，以便于利用整流腔调节原水(即未经滤材过滤的水)经过滤芯的速率，使得原水与滤材接触的时间较为充分，从而提高水的净化效率，有效去除水中的重金属污染物、工业污染物、余氯以及钙镁离子，还可以避免净化水的流速过慢导致用户等待的时间较长，提高用户使用时的舒适性。

根据本发明的实施例，参照图1，所述整流腔的体积为所述填充腔体积的5％～15％，例如整流腔的体积为所述填充腔体积的5％、7％、9％、11％、13％、15％等。由此，可以更加有效的控制净化水的流出速率，更有效的保证原水与滤材的接触时间，且净化水的流出量能够满足消费者的需求。当整流腔的体积过大时，净化水流出的速度相对较快，使得原水与滤材的接触时间相对较短，净化水的效果相对不佳；当整流腔的体积过小时，净化水的流出速率相对较慢，净化水的流出量不能有效满足消费者的需求，使用性能相对不佳。

根据本发明的实施例，参照图2-图3，滤芯还可以包括滤芯上盖200，滤芯上盖200设在滤芯本体100的上端，进水口110位于滤芯本体100的上端面，滤芯上盖200上设有进水孔210和排气孔220。由此，滤芯上盖可以遮盖滤芯本体的上端，向滤芯上盖注水的同时可以排出空气，有利于向滤芯本体内注水。

在本发明的一些实施例中，滤芯上盖为球缺形，有利于使注入在滤芯上盖上方的水沿球缺形的上表面向下滑落，更有利于滤芯上盖的排气和注水。

根据本发明的实施例，参照图2，排气孔220设置在滤芯上盖200的顶端，进水孔210位于排气孔220的下方。由于水在接触滤芯上盖后会向下滑落，使得水流可以避让上方的排气孔，从而进一步利于滤芯上盖内部的空气排出，注水效率更高。

根据本发明的实施例，进水口的数量为多个，且至少一部分进水口邻近滤芯上盖的底端设置。这样可以避免原水积存在滤芯上盖的下端，保证水流能够全部进入滤芯本体内。

根据本发明的实施例，为了便于拆卸，参照图2或者图3，滤芯上盖200上设有拉环201。由此，可以使用户手持拉环移动滤芯本体，以便于滤芯的拆卸和更换。

根据本发明的实施例，参照图2和图4，出水口120设置在滤芯本体100底壁的中心处，由此，可以使得净化水更佳均匀的流出滤芯。根据本发明的实施例，出水口的形状可以为圆形、多边形或者其他形状，在本发明的一些实施例中，出水口的横截面积为2-9平方毫米。由此，可以通过控制净化水的流出速率以便控制原水与滤材的接触时间，在保证水的净化效果的情况下提高净化水的流出量。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种净水杯。根据本发明的实施例，该净水杯包括前面所述的滤芯。由此，该净水杯具备前面所述的滤芯的所有特征和优点，且该净水杯净化水的效果较佳，尤其适于去除重金属污染物或者工业污染物，使用性能较佳。

根据本发明的实施例，净水杯除了包括前面所述的滤芯之外，还可以包括常规净水杯应该具备的结构，例如净水杯壳体等，在此不再过多赘述。

根据本发明的实施例，一般的滤材只能去除水中的余氯以及钙镁离子，而不能有效去除水中的重金属污染物或者工业污染物。而在本申请中，通过碳颗粒与树脂的相互配合，可以有效调节水流经滤材的速率，使得碳颗粒或者树脂可以有效吸附水中的污染物，尤其适于去除水中的重金属污染物或者工业污染物，且对重金属污染物或者工业污染物的去除率满足NSF(美国全国卫生基金会)标准，净化水的效果较佳，且获得的净化水口感较佳，净化水出水速率较为合适，能够有效满足消费者的消费体验。

下面描述本申请的实施例。

实施例

本申请中对余氯、钙镁离子以及重金属污染物的测试方法为：在水中加入一定量的余氯、钙镁离子、重金属污染物或者工业污染物，经过滤材过滤一段时间后，测试出水中余氯、钙镁离子、重金属污染物或者工业污染物的含量，通过计算即可得到滤材对余氯、钙镁离子、重金属污染物或者工业污染物的去除率。

需要说明的是，在下述实施例和对比例中，活性炭或者树脂的粒径均是由不同粒径大小的颗粒混合而成的，例如活性炭的粒径为18-40目，其是由最小粒径为40目至最大粒径为18目的活性炭颗粒混合而成的。

实施例1

滤材组成：

活性炭：粒径18-40目，含量为43％。

钾离子交换树脂：粒径300-1200微米，含量为50％。

氢离子交换树脂：粒径300-1600微米，含量为7％。

本实施例中的滤材在不同水流速时对余氯、钙镁离子以及重金属污染物(本实施例中重金属污染物为铜)的去除率如表1和表2所示：

表1余氯、钙镁离子去除率

表2重金属污染物去除率

本实施例中，滤材对重金属污染物、余氯以及钙镁离子的去除率较高，获得的饮用水的质量较高。

实施例2

滤材组成：

活性炭：粒径18-40目，含量为43％。

钾离子交换树脂：粒径300-1200微米，含量为50％。

氢离子交换树脂：粒径300-1600微米，含量为7％。

本实施例中的滤材在不同水流速时对余氯、钙镁离子以及工业污染物的去除率(本实施例中工业污染物为四氯乙烯)如表3和表4所示：

表3余氯、钙镁离子去除率

表4工业污染物去除率

本实施例中，滤材对工业污染物、余氯以及钙镁离子的去除率较高，获得的饮用水的质量较高。

实施例3

滤材组成：

活性炭：粒径18-40目，含量为30％。

钾离子交换树脂：粒径300-1200微米，含量为60％。

氢离子交换树脂：粒径300-1600微米，含量为10％。

本实施例中的滤材在不同水流速时对余氯、钙镁离子以及重金属污染物(本实施例中重金属污染物为铜)的去除率如表5和表6所示：

表5余氯、钙镁离子去除率

表6重金属污染物去除率

本实施例中，滤材对重金属污染物、钙镁离子的去除率较高，流速和余氯去除率也满足标准要求。

对比例1

滤材组成：

活性炭：粒径12-40目，含量为43％。

钾离子交换树脂：粒径300-1200微米，含量为50％。

氢离子交换树脂：粒径300-1600微米，含量为7％。

本对比例中的滤材在不同水流速时对余氯、钙镁离子以及重金属污染物(本对比例中重金属污染物为铜)的去除率如表7和表8所示：

表7余氯、钙镁离子去除率

表8重金属污染物去除率

本对比例中，活性炭目数较小，水流经滤材是的流速较大，重金属污染物、余氯以及钙镁离子的去除率较低。

对比例2

滤材组成：

活性炭：粒径20-50目，含量为43％。

钾离子交换树脂：粒径300-1200微米，含量为50％。

氢离子交换树脂：粒径300-1600微米，含量为7％。

本对比例中的滤材在不同水流速时对余氯、钙镁离子以及工业污染物(本对比例中工业污染物为四氯乙烯)的去除率如表9和表10所示：

表9余氯、钙镁离子去除率

表10工业污染物去除率

本对比例中，活性炭目数较大，水流经滤材时的流速较小，消费者的体验较差。

对比例3

滤材组成：

活性炭：粒径18-40目，含量为43％。

钾离子交换树脂：粒径300-1200微米，含量为50％。

氢离子交换树脂：粒径250-450微米，含量为7％。

本对比例中的滤材在不同水流速时对余氯、钙镁离子以及(本对比例中重金属污染物为铜)的去除率如表11和表12所示：

表11余氯、钙镁离子去除率

表12重金属污染物去除率

本对比例中，树脂粒径较小，水流经滤材时的流速较小，消费者的体验较差。

对比例4

滤材组成：

活性炭：粒径18-40目，含量为43％。

钾离子交换树脂：粒径350-1250微米，含量为50％。

氢离子交换树脂：粒径450-1650微米，含量为7％。

本对比例中的滤材在不同水流速时对余氯、钙镁离子以及(本对比例中重金属污染物为铜)的去除率如表13和表14所示：

表13余氯、钙镁离子去除率

表14重金属污染物去除率

本对比例中，树脂粒径较大，水流经滤材是的流速较大，重金属污染物、余氯以及钙镁离子的去除率较低。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。