一種帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯的制作方法

一種帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，屬于凈水器【技術領域】。包括有陶瓷膜元件、殼體，陶瓷膜元件安裝于殼體內部；殼體的兩端分別設置有第一蓋板和第二蓋板，第一蓋板上設置有入水口，入水口與陶瓷膜元件的截留側連通；陶瓷膜元件的滲透側上設置有出水口，殼體的外側設置有加熱部件，加熱部件是厚膜加熱電阻。本實用新型與現有技術相比的有益效果是：集過濾和加熱為一體，既可用于水凈化，又可對水進行即時加熱。
【專利說明】一種帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，屬于凈水器技術領 域。

【背景技術】
[0002] 水源的污染、自來水工藝及設備改進的滯后、給水管網的銹蝕、水中泥沙沉積、二 次供水的不安全性等問題，使得水的終端凈化受到越來越多的重視，凈水器應用而生。膜濾 芯因過濾精度高，出水水質好，被廣泛應用于凈水器中。
[0003] 目前國內外凈水器所用的膜濾芯主要有：有機高分子膜和無機陶瓷膜兩種。有機 膜濾芯的缺點是不耐高溫，而無機陶瓷膜耐高溫。現有的凈水器濾芯都沒有加熱功能，所凈 化的水還要接出到加熱壺中加熱或連接管線機加熱，加熱步驟比較繁瑣。
[0004] 目前，市面上管線機和飲水機加熱大多采用熱膽或電熱管加熱，通常的做法是，現 將水加熱沸騰，然后停止加熱，當水溫降到設定值以下，溫度傳感器向控制電路發出信號， 控制電路再次啟動加熱裝置進行加熱。這種加熱方式不是即時加熱，缺點在于，水被反復燒 開，形成反復加熱的"千滾水"，反復加熱會浪費大量能源，而且加熱速度比較慢，；水反復 加熱會形成水垢及亞硝酸鹽等，這些物質會和水一起進入人體，長期飲用不利于身體健康。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的主要目的在于提供一種集過濾和即時加熱于一體的陶瓷膜凈水器 濾芯。技術方案如下：
[0006] -種帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，包括有陶瓷膜元件、殼體，陶瓷膜元件 安裝于殼體內部；殼體的兩端分別設置有第一蓋板和第二蓋板，第一蓋板上設置有入水口， 入水口與陶瓷膜元件的截留側連通；陶瓷膜元件的滲透側上設置有出水口。
[0007] 作為改進，第一蓋板和/或第二蓋板是可拆卸地連接于殼體上。
[0008] 作為改進，第一蓋板和/或第二蓋板的材質是不銹鋼。
[0009] 作為改進，第一蓋板和/或第二蓋板的內側設置有環形凹槽，所述的環形凹槽通 過密封部件套接在陶瓷膜元件上；
[0010] 作為優選，所述的密封部件優選是硅膠。
[0011] 作為改進，第二蓋板上設置有排水口，排水口與陶瓷膜元件的截留側連通。
[0012] 作為優選，所述的排水口是可開啟式的。
[0013] 作為改進，殼體的材質是不銹鋼。
[0014] 作為改進，殼體的外側設置有加熱部件。
[0015] 作為改進，加熱部件是厚膜加熱電阻。
[0016] 作為改進，厚膜加熱電阻的厚度是在20 μ πΓ?ΟΟΟ μ m范圍內。
[0017] 作為改進，在所述的厚膜加熱電阻的外層設置有外絕緣層。
[0018] 作為優選，所述的外絕緣層的材質優選是玻璃。
[0019] 作為改進，在所述的厚膜加熱電阻與殼體之間設置有內絕緣介質層。
[0020] 作為改進，所述的陶瓷膜元件是陶瓷微濾膜、陶瓷超濾膜或者陶瓷納濾膜。
[0021] 作為改進，所述的陶瓷膜元件的構型是單管式或者多通道式；
[0022] 作為優選，所述的陶瓷膜元件優選是多通道式。
[0023] 有益效果
[0024] 本實用新型與現有技術相比的有益效果是：集過濾和加熱為一體，既可用于水凈 化，又可對水進行即時加熱。該濾芯能沖刷膜管，提高陶瓷膜的凈化效率。該濾芯結構簡單 科學，原水和產水完全分開，保證了過濾質量。該濾芯拆卸方便，膜管可以從外殼中拿出進 行清洗和再生，保證陶瓷膜管產水量穩定，使用壽命長。該濾芯的不銹鋼殼體上采用絲網 印刷工藝，印刷絕緣介質、導體、加熱電阻等材料，經過高溫燒結而成加熱器件，熱交換面積 大，電路與不銹鋼殼體高度絕緣，加熱時上升快，低熱容量，具有重量輕、熱效率高、熱響應 速度快、使用壽命長、節能環保、機械強度高、安全可靠等優點，厚膜式加熱，工藝成熟，產品 的成品率能達到96%以上。厚膜即時加熱陶瓷膜濾芯的優勢在于，濾芯產水即時加熱，加熱 速度大大加快，沒有"千滾水"的缺點，還可保持水質新鮮；即時加熱，不會反復燒，大大節約 能源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是該陶瓷膜凈水器濾芯的總體結構示意圖；
[0026] 圖2是殼體的外部結構示意圖；
[0027] 圖3是殼體的外部結構的剖面示意圖。
[0028] 其中，1、第一蓋板；2、密封部件；3、陶瓷膜元件；4、殼體；5、環形凹槽；6、入水口； 7、第二蓋板；8、出水口；9、排水口；10、內絕緣介質層；11、加熱部件；12、外絕緣層。

【具體實施方式】
[0029] 下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過 參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新 型的限制。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、 "寬度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"堅直"、"水平"、"頂"、"底""內"、"外"、 "順時針"、"逆時針"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為 了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的 方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語"第一"、 "第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術 特征的數量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多 個該特征。在本實用新型的描述中，"多個"的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的 限定。
[0030] 如圖1所示，本實用新型提供的一種陶瓷膜凈水器濾芯，從總體上看，該濾芯是由 殼體4和陶瓷膜元件3組成，殼體4是呈圓筒形，殼體的上、下端為開口，陶瓷膜元件3套接 于這個殼體4中，陶瓷膜元件3的外徑小于殼體4的內徑，這樣就構成了一個殼體4與陶瓷 膜元件3之間的空隙，這個空隙是屬于陶瓷膜元件3的滲透側，其產水會存在于這個空間 內。
[0031] 殼體4的上、下端開口上各安裝有第一蓋板1和第二蓋板7,它們可以是直接固定 于殼體4上的，例如在制造的時候就是使蓋板與殼體為一個整體，并將陶瓷膜元件3密封于 其中；但是為了能夠使陶瓷膜元件3能夠替換或者清洗，第一蓋板1和第二蓋板7最好是與 殼體4進行可拆卸的連續，例如蓋板是通過螺紋旋緊于殼體4的兩端。蓋板的材質優選是 不銹鋼。
[0032] 第一蓋板1上是要設置有一個入水口 6的，這個入水口 6與自來水或者其它的水 源連通，入水口 6連接于陶瓷膜元件3的截留側，對于管式或者多通道式的陶瓷膜元件，入 水口即是與管內部空腔相連通，源水通過入水口 6進入陶瓷膜元件3的內部，經過過濾之 后，產水即透過膜層進入至滲透側，在圖中即是陶瓷膜元件3與殼體4之間形成的空腔。
[0033] 過濾后的產水是通過截留側上的出水口 8離開濾芯的，這個出水口 8既可以設計 在第一蓋板1或第二蓋板7之上，也可以是設置于殼體4上；但是最好設置于蓋板上，這是 由于在蓋板上的密封和固定較為容易，另外，由于當需要在殼體4上設置加熱器件時，出水 口 8會使殼體4上的加工更為復雜。
[0034] 對于第二蓋板7,既可以是完全將陶瓷膜進行密封的，也可以是在第二蓋板7上設 置有排水口 9 ;當第二蓋板7是完全密封式的結構時，整個濾芯即是為死端過濾操作模式， 但是為了能夠產生沖刷膜面的作用，并且將膜管內的污物排出，最好是在第二蓋板7上設 置有一個可開啟的排水口 9,當需要時，稍微打開這個排水口 9即可以使過濾過程中存在有 一定的錯流，起到排出截留物、減輕膜污染的作用。
[0035] 蓋板是需要將陶瓷膜元件3進行密封的，密封的方式有很多種，可以直接把蓋板 內側設置上具有一定彈性的密封材料，將蓋板旋緊于殼體4上時，即可以實現將蓋板與陶 瓷膜元件3的夾緊，在密封材料上具有開口使入水口 6和排水口 9與陶瓷膜元件3的截留 側實現連通即可。最優的密封方式是這樣的：如圖1所示，在第一蓋板1和/或第二蓋板7 的內側上設置有環形凹槽5,該凹槽的內徑略大于陶瓷膜元件3的外徑，在內徑和外徑之間 設置上密封部件2,密封部件2將陶瓷膜元件3的管內與管外實現隔離，并且將陶瓷膜元件 3固定于兩塊蓋板之間。密封部件可以采用常規的彈性材料，但是最好是采用可耐100°C以 上溫度的硅膠密封圈。密封圈的形狀可以是為單錐密封圈或者雙錐密封圈。在制造過程中， 兩塊蓋板內的環形凹槽的中心軸要重合，可以盡可能地提高密封完整和良好性。這種密封 方式較常規的密封結構來說，結構更加簡、易于拆卸，可以方便地對陶瓷膜元件進行拆裝和 更換。
[0036] 為了實現過濾、加熱的同步進行，本實用新型還特別設計了殼體4的結構，殼體 4的材質最好是采用不銹鋼，在殼體4的外部設置有加熱部件11，加熱部件11產生的熱 量可以通過不銹鋼的殼體4傳遞至陶瓷膜元件3的截留側，實現對產水的加溫，這種加熱 部件11最好是采用厚膜加熱電阻，這種電阻材料可以良好的貼合覆蓋于殼體4上，而且 其厚度較小，可以保證殼體4具有小巧的體積，采用的厚膜加熱電阻的厚度最優是控制在 20 μ πΓ?ΟΟΟ μ m范圍內，這個電阻層可以通過常規的外接電源的方式進行供電；為了保證 不會出現漏電，在加熱部件11 (厚膜加熱電阻）與殼體4之間，最好還設置有一層內絕緣介 質層10,其作用是防止電阻上的電熱通過不銹鋼傳遞，另一方面，也可以使電阻的熱量傳遞 至不銹鋼上，實現傳熱的作用；這種內絕緣介質層，可以采用常規的鍍層、印刷等方式制作 于不銹鋼的殼體4的外側，絕緣材料可以采用常見的玻璃、陶瓷等具有絕緣和導熱效果的 材料即可，例如可以參照《304不銹鋼基片用絕緣介質漿料的研制》，張傳禹，堵永國，張為軍 等，電子元件與材料，Vol. 23，No. 8，Aug. 2004。為了對厚膜電阻產生保溫和絕緣的作用， 在其外表面上最好是設置有外絕緣層12,外絕緣層12最好是采用玻璃，根據實際需要，在 這個外絕緣層12的外部也可以設置有塑料、保溫泡沫等材料，對其進一步地隔熱。
[0037] 采用的陶瓷膜元件3可以是陶瓷微濾膜、陶瓷超濾膜或者陶瓷納濾膜，可以根據 實際的產水要求、處理量、設備型號、水質等具體情況對陶瓷膜進行選型，如果只是普通的 家庭使用，采用超濾膜或者微濾膜即可，其材質可以是氧化鋁、氧化鋯等經高溫燒結而成的 具有多孔結構的精密陶瓷過濾材料，多孔支撐層、過渡層及分離層呈非對稱分布。陶瓷膜元 件3的構型方面，最好是采用內壓式，使產水向外滲透，流至管外之后，可以受到外部的殼 體4的加熱，實現過濾、加熱的同步進行。陶瓷膜元件3的構型可以是管式，也可以是多通道 式，在本實施例當中，最好是采用多通道式，這一方面是由于需要進行過濾、加熱同步進行 時，不能使陶瓷膜元件3與殼體4之間形成的腔體的體積過大，如果過大時，則會導致加熱 速度變慢，需要較長的時間才能將產水燒開，因此，這就需要采用外徑較粗的陶瓷膜管，但 是，為了保證這個濾芯中具有較大的裝填量，所以需要采用多通道式膜管，可以使單位體積 的濾芯中的過濾面積盡可能的大，具有一定的產水量的同時，保證了陶瓷膜元件3與殼體4 之間的空腔盡可能的小，因此加熱速度就會較快。
[0038] 在這樣的條件下，出水口 8最好是安裝于濾芯的上部。這是由于安裝于上部的時 候，熱水的密度較小，會往上部運動，這就保證了上部的出水是經過了足夠加熱過程的，另 夕卜，出水口的位置在上方也保證了水垢沉積于腔體的底部，不會從出水口 8中流出，進一步 地保證了出水水質。
[0039] 下面結合具體的操作過程對這種優選的濾芯做進一步地說明：
[0040] 在進行過濾操作時，首先在殼體4內部安裝上陶瓷膜元件3,然后將第一蓋板1和 第二蓋板7內側的環形凹槽上分別套裝上密封部件2,然后將第一蓋板1和第二蓋板7分 別旋緊于殼體4上，使陶瓷膜元件3被密封且固定。然后將第一蓋板1上的入水口 6連接 在自來水龍頭上，開啟自來水，當需要進行死端過濾時，將排水口 9關閉，這時自來水經過 陶瓷膜的過濾后，產水進入至陶瓷膜元件3與殼體4之間的空腔中；如果需要進行錯流過濾 時，將排水口 9稍微打開，自來水可以在管式膜表面發生錯流，消除膜污染并且將截留的污 染物(懸浮物、膠體、細菌等物質）排出，滲透出的產水也同樣進入滲透側，到達殼體4的一 偵h位于第二蓋板7上的出水口 8打開，產水從該出口流出。
[0041] 如果需要在過濾的同時需要進行加熱，通過外接電源線的方式，將厚膜加熱電阻 通電，使其產生熱量，內絕緣介質層10起到絕緣的作用，并且將熱通傳遞給殼體4,產水經 過不銹鋼傳熱達到加熱的目的，由于殼體4與陶瓷膜元件3之間的空隙較小，而且不銹鋼的 殼體的傳熱接觸面積大，可以實現即時過濾、產水、加熱的目的。
[0042] 這種陶瓷膜凈水器濾芯是可拆裝的，當水中污染物在陶瓷膜表面聚集一定量后， 出水量減少，影響使用時，可以將蓋板從殼體上擰開，把陶瓷膜取出，使用刷子將膜表面的 細菌和懸浮物等污染后刷掉，然后進行化學處理，比如將陶瓷膜放入食醋中浸泡等，陶瓷膜 的出水量又可恢復而過濾效果保持不變。
【權利要求】
1. 一種帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，包括有陶瓷膜元件（3)、殼體（4)，其特 征在于：陶瓷膜元件（3)安裝于殼體（4)內部；殼體（4)的兩端分別設置有第一蓋板（1)和 第二蓋板（7)，第一蓋板（1)上設置有入水口（6)，入水口（6)與陶瓷膜元件（3)的截留側連 通；陶瓷膜元件（3)的滲透側上設置有出水口（8);殼體（4)的外側設置有加熱部件（11)。
2. 根據權利要求1所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：第一蓋 板（1)和/或第二蓋板（7 )是可拆卸地連接于殼體（4 )上。
3. 根據權利要求1所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：所述的 第一蓋板（1)和/或第二蓋板（7)的材質是不銹鋼。
4. 根據權利要求1所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：第一蓋 板（1)和/或第二蓋板（7)的內側設置有環形凹槽（5)，所述的環形凹槽（5)通過密封部件 (2)套接在陶瓷膜元件（3)上。
5. 根據權利要求4所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：所述的 密封部件（2)材質是硅膠。
6. 根據權利要求1所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：第二蓋 板（7)上設置有排水口（9)，排水口（9)與陶瓷膜元件（3)的截留側連通。
7. 根據權利要求6所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：所述的 排水口（9)是可開啟式的。
8. 根據權利要求1所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：殼體（4) 的材質是不銹鋼。
9. 根據權利要求1所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：所述的 加熱部件（11)是厚膜加熱電阻。
10. 根據權利要求9所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：厚膜加 熱電阻的厚度是在20μπΓ?000μπι范圍內。
11. 根據權利要求9所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：在所述 的厚膜加熱電阻的外層設置有外絕緣層（12)。
12. 根據權利要求11所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：所述 的外絕緣層（12)的材質是玻璃。
13. 根據權利要求9所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：在所述 的厚膜加熱電阻與殼體（4)之間設置有內絕緣介質層（10)。
14. 根據權利要求1所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：所述的 陶瓷膜元件（3)是陶瓷微濾膜、陶瓷超濾膜或者陶瓷納濾膜。
15. 根據權利要求1所述的帶即時加熱功能的陶瓷膜凈水器濾芯，其特征在于：所述的 陶瓷膜元件（3)的構型是單管式或者多通道式。
【文檔編號】C02F1/44GK203999056SQ201420275912
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年5月27日 優先權日:2014年5月27日
【發明者】王營, 彭文博, 姜海鳳, 張建嵩, 張宏, 范克銀 申請人:江蘇久吾高科技股份有限公司