折叠滤芯结构、滤筒装置及其加工方法与流程
本发明涉及净水过滤技术领域，特别指一种折叠滤芯结构、滤筒装置及其加工方法。
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，不但可以强体、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、磷等对身体有好处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。
目前工业和生活垃圾污水中所含有害于人体健康的物质，最重要的包含颗粒物和有机物。其中颗粒物除较大的固体及生物絮凝颗粒物外，病细菌、病毒，微生物等亦可归为颗粒物类，它们的直径一般在微米级别或以上。同样，酒、饮料等食用饮品，化工乳液及涂料的颗粒物分离也是工业生产中极为关注的问题。
传统的颗粒物分离滤芯多用无纺布、活性炭、烧结陶瓷等深层过滤材料。由于受材料本身多层结构的性质限制，深层过滤材料往往存在孔径大小不均，难以获得准确的过滤精度；过滤时需要在外力的作用下，靠材料层层阻隔对颗粒物进行拦截，过滤阻力大，过滤效率低，能耗大，滤芯更换频繁；另外，由于材料迷宫状的多孔性，具有较强的吸水能力，材料常常处于潮湿状态下，极易滋生细菌、寄生虫等有害于人体健康的物质。因此，该类材料的二次污染极为严重。
怎样延长滤芯常规使用的寿命，提高过滤精度及效率，最大化的减少滤芯的二次污染，进而降低过滤设备及使用成本，保证用户的健康和安全，同时如何开发出一种简便实用、低成本、纯物理过滤，既能过滤开水中水垢、重金属离子等颗粒物，又能清除水中虫卵、寄生虫、细菌等尸体，还能保留水中多数有益离子，同时亦能去除冷水中细小固体颗粒物、虫卵、寄生虫、细菌等有害物的折叠滤芯结构及滤筒装置是本发明的主要目标。
本发明的目的是提供一种折叠滤芯结构、滤筒装置及其加工方法，其滤芯自成一体，更换方便，加工、装配工艺简单，制作成本低，常规使用的寿命长，可最大限度提升滤芯的有效过滤面积，增强纳污能力，大幅度的提升了过滤效率，降低了更换频率，使用更方便，滤筒装置应用限制范围广。
为了达到上述目的，本发明的技术解决方案为：一种折叠滤芯结构，这中间还包括滤芯骨架，所述滤芯骨架上连接有环状的折叠滤芯，所述滤芯骨架的下端设置有下盖。
优选地，所述滤芯骨架的上端设置有上盖，所述折叠滤芯设置于上盖与下盖之间。
优选地，所述过滤材料为核孔精滤膜、无纺布、核孔粗滤膜中的一种或几种材料复合组成，所述核孔精滤膜、无纺布、核孔粗滤膜为长方形片状或卷状。
优选地，所述核孔精滤膜、核孔粗滤膜为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，所述核孔精滤膜上的微孔孔径为0.2微米～2.0微米，所述微孔密度为1×106/厘米2～5×108/厘米2，或微孔孔径为2.2微米～4.0微米，所述微孔密度为1×106/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为4.2微米～7.0微米，所述微孔密度为2×105/厘米2～6×106/厘米2，或微孔孔径为7.0微米～15.0微米，所述微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，所述核孔粗滤膜的微孔孔径为10.0微米～30.0微米，所述微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，所述无纺布的微孔孔径为10～200微米。
一种滤筒装置，这中间还包括上端敞口的滤筒和所述的折叠滤芯结构，所述折叠滤芯结构设置于滤筒的内腔。
优选地，所述滤筒包括滤筒骨架，所述滤筒骨架的表面沿周向具有多个通孔或镂空结构。
优选地，所述滤筒骨架上设有上沿结构，所述上沿结构包括设置于滤筒骨架上端的环体，所述环体的上端设有向外延伸的环状外沿，所述环体外侧面沿周向设置有多个开孔，所述环体与滤筒骨架之间形成有台阶，所述上盖卡置在所述台阶上。
优选地，所述滤筒骨架、滤芯骨架、上盖和下盖是由塑料、金属、陶瓷、紫砂、骨瓷的一种或几种材料制成。
(1)将核孔精滤膜、无纺布、核孔粗滤膜中的一种或几种复合材料焊接在一起并沿宽度方向对折或不对折平行放置，再沿伸展方向折叠成百叶状，将其两端密封焊接在一起，形成环状的折叠滤芯；
(2)将步骤(1)得到的折叠滤芯套置于滤芯骨架上，再将折叠滤芯的上、下表面分别焊接在上盖下表面和下盖上表面，使其成为一个密封体；
(3)将步骤(2)得到的密封体放入滤筒骨架中，所述上盖、下盖与滤筒骨架的内壁紧密配合。
采用上述方案后，本发明折叠滤芯结构、滤筒装置及其加工方法具有以下有益效果：
1、通过上述结构设计，本发明的折叠滤芯结构自成一体，更换方便，该滤芯结构加工方法及装配工艺简单，制作成本低，常规使用的寿命长，最大限度地提升了滤芯的有效过滤面积，增强了纳污能力，大幅度的提升了过滤效率，降低了滤筒的更换频率，使用更方便；
2、本发明滤筒装置的滤筒骨架可制成不锈钢、银质等金属类永久型环保材料，将其直接安装于杯体、壶体等上，使浸泡在水中的材料更环保，也可用于工业用污水处理或食用饮品及化工乳液、涂料等的过滤设备，或用于过滤葡萄酒、咖啡等液体的容器上，根据滤液的过滤要求调整过滤材料参数和层数，以达到最佳过滤效果，其使用范围广泛。
图4为本发明折叠滤芯结构实施例一对应的滤筒装置实施例一立体分解结构示意图；
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以越来越好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明折叠滤芯结构实施例一包括滤芯骨架1，滤芯骨架1为表面沿周向分布有多个出水通孔2的柱形筒。该滤芯骨架1的横截面为圆形或多边形，本实施例采取了圆形。滤芯骨架1的上端焊接有环状上盖3，滤芯骨架1的外表面套置连接有环状的折叠滤芯4。
结合图2所示，折叠滤芯4为缠绕在滤芯骨架1上的百叶折叠状过滤材料。过滤材料为核孔精滤膜、无纺布、核孔粗滤膜中的一种或几种复合组成。结合图3所示，本实施例中过滤材料是由核孔精滤膜5、无纺布6、核孔粗滤膜7焊接而成。核孔精滤膜5、无纺布6与核孔粗滤膜7为长方形片状或卷状，本实施例核孔精滤膜5、无纺布6与核孔粗滤膜7为长方形片状。核孔精滤膜5、核孔粗滤膜7为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，当核孔精滤膜5上的微孔孔径为0.2微米～2.0微米，其微孔密度为1×106/厘米2～5×108/厘米2，当微孔孔径为2.2微米～4.0微米，其微孔密度为1×106/厘米2～6×106/厘米2，当微孔孔径为4.2微米～7.0微米，其微孔密度为2×105/厘米2～6×106/厘米2，当微孔孔径为7.0微米～15.0微米，其微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，核孔粗滤膜7的微孔孔径为10.0微米～30.0微米，其微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，无纺布6的微孔孔径为10～200微米。
滤芯骨架1的下端焊接有下盖8。折叠滤芯4焊接于上盖3的下表面与下盖8的上表面之间。
如图4和图5所示，采用上述折叠滤芯结构的滤筒装置实施例一包括上端敞口的滤筒9和图1所述的折叠滤芯结构，折叠滤芯结构设置于滤筒9的内腔。
滤筒9包括表面具有多个第一通孔14或镂空结构的滤筒骨架10，本实施例滤筒骨架10为柱形筒，其表面具有多个第一通孔14，滤筒骨架10的横截面形状和滤芯骨架1的横截面形状对应。该滤筒骨架10的横截面在本实施例中也采取了圆形。滤筒骨架10上设有上沿结构，上沿结构包括设置于滤筒骨架10上端的环体11，环体11的上端设有向外延伸的环状外沿12，环体11的外侧面沿周向设置有多个椭圆形开孔13，环体11与滤筒骨架10之间形成有台阶，上盖3卡置在台阶上。滤筒骨架10、滤芯骨架1、上盖3和下盖8是由塑料、金属、陶瓷、紫砂、骨瓷的一种或几种材料制成。
(1)将核孔精滤膜5、无纺布6和核孔粗滤膜7焊接在一起，并沿宽度方向对折或不对折平行放置，再沿伸展方向折叠成百叶状，将其两端密封焊接在一起，形成环状的折叠滤芯4；
(2)将折叠滤芯4套置于滤芯骨架1的外表面，再将折叠滤芯4的上、下表面分别焊接在上盖3的下表面和下盖8的上表面，使其成为一个密封体；
(3)将步骤(2)得到的密封体放入滤筒骨架10中，使上盖3、下盖8与滤筒骨架10的内壁紧密配合即可。
本实施例滤筒装置适合于水杯、壶等小型器皿。过滤过程参考图5所示。开水倒入折叠滤芯结构中央的空腔中，开水通过折叠滤芯结构中的滤芯骨架1上的出水通孔2到达折叠滤芯4，过滤后的水由滤筒骨架10侧壁的多个第一通孔14漏出。取水时，过滤后的水从滤筒骨架10上部的多个开孔13漏出。
如图6和图7所示本发明滤筒装置实施例二的立体分解结构示意图和立体结构示意图，其大部分结构与上述图4、图5所示实施例的结构相同，相同之处不再赘述，不同之处是：滤筒9包括圆柱形滤筒骨架10，折叠滤芯结构安装于滤筒骨架10的内腔，上盖3为板状，上盖3上设有与滤芯骨架1的内腔连通的出水管15。
本实施例滤筒装置适合于食用饮品、化工乳液及涂料、污水处理等工业过滤器等大型设备。过滤过程请参考图7所示。污水从滤筒骨架10侧面的多个通孔14进入滤筒骨架10的内腔，到达折叠滤芯4，经过过滤后，由出水管15抽出。为增加过滤效率，可将出水管15接线bar的负压，使水更快地通过过滤层，从而使污水净化。
如图8所示，本发明折叠滤芯结构的实施例二立体分解结构示意图，包括滤芯骨架1，滤芯骨架1为表面沿周向分布有多个出水通孔2的柱形筒。该滤芯骨架1的横截面为圆形或多边形，本实施例采取了圆形。滤芯骨架1的上端焊接有环状上盖3，滤芯骨架1的外表面套置连接有环状的折叠滤芯4。
结合图2所示，折叠滤芯4为缠绕在滤芯骨架1上的百叶折叠状过滤材料。过滤材料为核孔精滤膜、无纺布、核孔粗滤膜中的一种或几种复合组成。结合图3所示，本实施例中过滤材料是由核孔精滤膜5、无纺布6、核孔粗滤膜7焊接而成。核孔精滤膜5、无纺布6与核孔粗滤膜7为长方形片状或卷状，本实施例核孔精滤膜5、无纺布6与核孔粗滤膜7为长方形片状。核孔精滤膜5、核孔粗滤膜7为单锥核孔膜或圆柱核孔膜或双锥核孔膜，当核孔精滤膜5上的微孔孔径为0.2微米～2.0微米，其微孔密度为1×106/厘米2～5×108/厘米2，当微孔孔径为2.2微米～4.0微米，其微孔密度为1×106/厘米2～6×106/厘米2，当微孔孔径为4.2微米～7.0微米，其微孔密度为2×105/厘米2～6×106/厘米2，当微孔孔径为7.0微米～15.0微米，其微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，核孔粗滤膜7的微孔孔径为10.0微米～30.0微米，其微孔密度为5×104/厘米2～2×106/厘米2，无纺布6的微孔孔径为10～200微米。
滤芯骨架1的下端焊接有下盖8。下盖8为中心具有出水口16的环形结构。折叠滤芯4焊接于上盖3的下表面与下盖8的上表面之间。
结合图9所示本发明折叠滤芯结构实施例二安装于过滤液体容器的实施例结构示意图，结合图10所示，该过滤液体容器为用于过滤葡萄酒、咖啡等液体的容器17。该容器17的上表面为漏斗状的凹面18，凹面18上开设有一个开口19，凹面18的下表面连接有上端敞口的过滤舱20，该过滤舱20的底部设有第二通孔，该第二通孔上位于过滤舱20的内腔焊接有滤柱21。滤柱21的外表面下部沿周向设有多个第三通孔22。折叠滤芯结构安装于过滤舱20中的滤柱21上，折叠滤芯结构的内壁与滤柱21的外壁为紧配合。过滤舱20的上端放置有过滤片，过滤片由位于外层的圆环状过滤网23和位于内层的实心材料24组成，实心材料24封住了滤柱21上端的孔，过滤网23的边缘设置有密封圈25，与漏斗状凹面18的下表面紧密配合。过滤时，原液从凹面18的开口19注入，通过过滤网23进入过滤舱20，透过折叠滤芯4的层层过滤最后经过滤芯骨架1上的出水通孔2和滤柱21上的多个第三通孔22进入到滤柱21的内腔流下，并最终由出水管26流出。
通过上述结构设计，本发明折叠滤芯结构自成一体，更换方便，该滤芯结构加工方法及装配工艺简单，制作成本低，常规使用的寿命长，最大限度地提升了折叠滤芯4的有效过滤面积，增强了纳污能力，大幅度的提升了过滤效率，降低了滤筒的更换频率，使用更方便；本发明滤筒装置的滤筒骨架10可制成不锈钢、银质等金属类永久型环保材料，将其直接安装于杯体、壶体等上，使浸泡在水中的材料更环保，也可用于工业用污水处理或食用饮品及化工乳液、涂料等的过滤设备，或用于过滤葡萄酒、咖啡等液体的容器上，根据滤液的过滤要求调整过滤材料参数和层数，以达到最佳过滤效果，其使用范围广泛。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围以内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
