具体实施方式

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

具体地，所述压机对模具施加的压力为3 kgf -10kgf。

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。

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-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。

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。

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。

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-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。

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-100目以及80目-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。

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。

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-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。

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-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。

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。

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。

具体地，所述压机对模具施加的压力为3 kgf -10kgf。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。