便携式膜过滤装置.pdf

本发明公开了一种便携式膜过滤装置，它由装配于一体的预置膜过滤器、精制膜过滤器、节流联接器与调压器四部分组成，通过调压器负压抽吸水进行预滤，再由调压器加压进行精滤，水经过多层膜和滤料的层层过滤，实现了净化水的目的。本装置可随时随地在任何有水场合使用，有效过滤水中有害物质，出水符合国家饮用水卫生标准，从而提供安全卫生的生活用水。该装置具有结构简单、成本低廉、体积小、重量轻的特点，便于随身携带，使用、安装、拆卸、更换方便，可用于任何有水场所的水过滤。

1、  一种便携式膜过滤装置，包括带有进水口的预置膜过滤器与带有出水口的精制膜过滤器，其特征在于：它还包括将预置膜过滤器与精制膜过滤器联接于一体的节流联接器，三者的内腔相通，其中节流联接器为由两个单向阀、一个三通、一个直通联接于一体而成，三通的两个接口分别与一单向阀相联后联接于预置膜过滤器与精制膜过滤器上，节流联接器的第三个接口处联接有可调节联接器腔内压力的调压器。

2、  根据权利要求1所述的便携式膜过滤装置，其特征在于：所述调压器为管状活塞抽推式结构，包括调压管和抽推杆，管腔即杆腔的径向形状与抽推杆的径向截面相匹配；抽推杆的一端置于杆腔内；杆腔的另一端与节流联接器的第三接口接通。

3、  根据权利要求1或2所述的便携式膜过滤装置，其特征在于：所述精制膜过滤器，包括膨出的过滤直管，腔体内设有径向精滤过滤层，直管两端设有与直管相匹配的分别带有进水口与出水口的前补芯、后补芯，直管与两补芯的相接处经环补芯、直管外壁且与直管外壁螺接或轴向插接的前、后两端盖联接于一体，端盖的内径与补芯、直管的外径相匹配。

4、  根据权利要求3所述的便携式膜过滤装置，其特征在于：所述精滤过滤层的两端设有于过滤腔壁固定的径向支撑网，精滤过滤层包括用滤布包覆的离子交换树脂层、活性炭层、功能性滤料层中的至少一种。

5、  根据权利要求4所述的便携式膜过滤装置，其特征在于：过滤腔与两端盖间分别设有径向滤膜层即前置滤膜层、后置滤膜层，滤膜层为无机膜或两侧带支撑网的有机膜层，其径向尺寸大于过滤腔的内径且小于端盖的内径；滤膜层周向于端盖内壁处限位。

6、  根据权利要求4所述的便携式膜过滤装置，其特征在于：前补芯近过滤腔端与前端盖的支撑网间、过滤腔的近后补芯端与后端盖的支撑网间分别设有前、后径向预保护膜层；前补芯的近过滤腔端部为外周嵌于补芯内壁的径向首层预保护膜层，外径介于过滤腔直管的内径与外径之间，前预保护膜层贴覆并固定于首层预保护膜层与右侧的前端盖支撑网间，其外周卡于异型密封垫内壁，异型密封垫与端盖内壁过盈配合；后补芯的近过滤腔端部为外周嵌于补芯内壁的径向支撑网，网径介于过滤腔直管的内径与外径之间，后预保护膜层贴覆并固定于左右两支撑网间，其外周卡于异型密封垫内壁，异型密封垫与端盖内壁过盈配合；预保护膜层为自进水口向出水口方向孔径递减的至少两层过滤膜叠加而成的复合层。

7、  根据权利要求4所述的便携式膜过滤装置，其特征在于：前端盖的支撑网与过滤腔的近进水口端间、后端盖的支撑网与后补芯的近过滤腔端间分别设有径向过滤片，过滤片外周卡于异型密封垫内壁，异型密封垫与端盖内壁过盈配合；过滤片为过滤棉、PP棉、PE棉或活性炭纤维中的一种。

8、  根据权利要求4-7中任一项所述的便携式膜过滤装置，其特征在于：离子交换树脂层由KDF滤料层替代，或者由离子交换树脂层和KDF滤料层轴向分层组成的复合层替代。

9、  根据权利要求1或2所述的便携式膜过滤装置，其特征在于：所述预置膜过滤器的主体为直管式过滤管，过滤腔的一端与带有出水口的补芯相接，另一端为开放式入水口；补芯与过滤管相匹配，于二者相接处的外壁处经环二者外壁的预滤内丝端盖固联于一体；过滤管腔内设有过滤层，过滤层包括自入水向出水方向依次设置的预保护膜层、活性炭层；过滤层周向限位于管腔壁处，其轴向两端由于管腔壁固定限位的径向支撑网限位；过滤管与补芯间沿过滤管向补芯方向依次设有径向的预保护膜层、预置滤膜层、过滤片；预置滤膜层周向限位于端盖内壁，其两侧的预保护膜层、过滤片分别卡于密封垫内壁，密封垫与端盖过盈配合；补芯与过滤片的相接处设有径向支撑网，支撑网周向限位于补芯内壁。

10、  根据权利要求9所述的便携式膜过滤装置，其特征在于：过滤片为过滤棉、PP棉、PE棉或活性炭纤维中的一种；预置滤膜层孔径小于0.22μm；预保护膜层为自进水口向出水口方向孔径递减的至少两层过滤膜叠加而成的复合层。

便携式膜过滤装置
技术领域
本发明涉及一种过滤装置，尤其是一种便携式膜过滤装置，用于各种有水场合，以随时随地对水进行过滤、净化，提供符合国家饮用水卫生标准的自制净水。
背景技术
随着全球水资源的日趋紧张、水源污染程度与范围的日益扩大所导致的水质的不断恶化，节约用水、安全用水已是各国的共识。目前我国居民直饮用水主要有白开水、机滤自来水、滤后灌装水、净水器或纯水机制水等，这些水源有些不能有效去除水中有害物质，有些价格相对偏高；而居民厨卫用水主要是自来水、水塔供水、井水、地窖水等，都存在不同程度污染，长期使用会严重影响人体健康，导致疾病，加重家庭与社会负担。
于水源管路上加装过滤装置是一种经济、有效的处理水的方式。如本发明人的发明专利“膜过滤器”(专利号200820076015.6)，就是这样一种接于供水管路终端，用来过滤自来水中有害物质的过滤装置。该装置的主要结构包括固联于一体的进水口、过滤腔、出水口，其结构简单，成本低廉，使用方便，过滤效果好。
但如果我们在乡下农村、野外山区旅游或出差，特别是身处偏远地区、地震灾区、洪涝地区等恶劣环境，没有条件得到卫生安全的管道供水时，如何保证生存所必需的优质饮用水，就成了保障我们生命安全的首要问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供一种便携式膜过滤装置，通过负压吸水预滤、再经加压进行精滤，经过多级膜与滤料的层层过滤净化，重复操作可制取滤后净水。本装置可随时随地在任何有水场合使用，有效过滤水中有害物质，提供安全卫生的生活用水。其具有结构简单、成本低廉、体积小、重量轻的特点，便于随身携带，使用、安装、拆卸、更换方便。
为解决上述的技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种便携式膜过滤装置，包括带有进水口的预置膜过滤器与带有出水口的精制膜过滤器，它还包括将预置膜过滤器与精制膜过滤器联接于一体的节流联接器，三者的内腔相通，其中节流联接器为由两个单向阀、一个三通、一个直通联接于一体而成，三通的两个接口分别与一单向阀相联后联接于预置膜过滤器与精制膜过滤器上，节流联接器的第三个接口处联接有可调节联接器腔内压力的调压器。
所述调压器为管状活塞抽推式结构，包括调压管和抽推杆，管腔即杆腔的径向形状与抽推杆的径向截面相匹配；抽推杆的一端置于杆腔内；杆腔的另一端与节流联接器的第三接口接通。
所述精制膜过滤器，包括膨出的过滤直管，腔体内设有径向精滤过滤层，直管两端设有与直管相匹配的分别带有进水口与出水口的前补芯、后补芯，直管与两补芯的相接处经环补芯、直管外壁且与直管的外壁螺接或轴向插接的前、后两端盖联接于一体，端盖的内径与补芯、直管的外径相匹配。
所述精滤过滤层的两端设有于过滤腔壁固定的径向支撑网，精滤过滤层包括用滤布包覆的离子交换树脂层、活性炭层、功能性滤料层中的至少一种。
精制膜过滤器过滤腔与两端盖间分别设有径向滤膜层即前置滤膜层、后置滤膜层，滤膜层为无机膜或两侧带支撑网的有机膜，其径向尺寸大于过滤腔的内径且小于端盖的内径；滤膜层周向于端盖内壁处限位。
前补芯近过滤腔端与前端盖的支撑网间、过滤腔的近后补芯端与后端盖的支撑网间分别设有前、后径向预保护膜层；前补芯的近过滤腔端部为外周嵌于补芯内壁的径向首层预保护膜层，外径介于过滤腔直管的内径与外径之间，前预保护膜层贴覆并固定于首层预保护膜层与右侧的前端盖支撑网间，其外周卡于异型密封垫内壁，异型密封垫与端盖内壁过盈配合；后补芯的近过滤腔端部为外周嵌于补芯内壁的径向支撑网，网径介于过滤腔直管的内径与外径之间，后预保护膜层贴覆并固定于左右两支撑网间，其外周卡于异型密封垫内壁，异型密封垫与端盖内壁过盈配合；预保护膜层为自进水口向出水口方向孔径递减的至少两层过滤膜叠加而成的复合层。
前端盖的支撑网与过滤腔的近进水口端间、后端盖的支撑网与后补芯的近过滤腔端间分别设有径向过滤片，过滤片外周卡于异型密封垫内壁，异型密封垫与端盖内壁过盈配合；过滤片为过滤棉、PP棉、PE棉或活性炭纤维中的一种。
离子交换树脂层可以由KDF滤料层替代，或者由离子交换树脂层、KDF滤料层轴向分层组成的复合层替代。
所述预置膜过滤器的主体为直管式过滤管，过滤腔的一端与带有出水口的预滤补芯相接，另一端为开放式入水口；补芯与过滤管相匹配，于二者相接处的外壁处经环二者外壁的预滤内丝端盖固联于一体；过滤管腔内设有过滤层，过滤层包括自入水向出水方向依次设置的预保护膜层、活性炭层；过滤层周向限位于管腔壁处，其轴向两端由于管腔壁固定限位的径向支撑网限位；过滤管与补芯间沿过滤管向补芯方向依次设有径向的预保护膜层、预置滤膜层、过滤片；预置滤膜层周向限位于端盖内壁，其两侧的预保护膜层、过滤片分别卡于密封垫内壁，密封垫与端盖过盈配合；补芯与过滤片的相接处设有径向支撑网，支撑网周向限位于补芯内壁。
过滤片为过滤棉、PP棉、PE棉或活性炭纤维中的一种；预置滤膜层孔径小于0.22μm；预保护膜层为自进水口向出水口方向孔径递减的至少两层过滤膜叠加而成的复合层。
本发明所提供的上述结构的便携式膜过滤装置，其中的精制膜过滤器和预置膜过滤器为本申请人的发明专利“膜过滤器”(专利号：ZL 200820076015.6)的改进型产品。它们具有如下特点：
预置膜过滤器 预置滤膜层孔径小于0.22μm，可确保细菌不会通过；预保护膜层由孔径递减的过滤膜叠加而成，尽量去除细菌和大于细菌的微粒物质。
精制膜过滤器 过滤膜层更精细，再经过KDF、离子交换、活性炭吸附、功能滤料活化等多种不同功能过滤介质的过滤净化，使出水水质更加纯净。预保护膜层为孔径递减的过滤膜叠加而成，尽量去除细菌和大于细菌的微粒物质，有效减少对过滤膜层的污染。如离子交换树脂可以去除水中的硬度；KDF高纯度铜锌颗粒可清除水中的余氯和溶解在水中的铅、汞、镍、镉、铬等重金属离子和化合物，抑制细菌、真菌、污垢和水藻的滋生，有效延长活性炭寿命，从而延长膜组件的使用寿命；椰壳活性炭可有效去除水中的余氯、有机物、异色、异味和重金属；功能活化滤料种类众多，具有抗菌、活化、吸附、过滤，还可实现水的小分子化、弱碱性化并补充适量对人体有益的微量元素，使水更具营养、更容易被人体吸收。
使用时，将预置膜过滤器部分浸入待处理的水中，调压器抽吸将水吸入过滤系统，推射时将经预滤的水推进精制膜过滤器，经精滤流出；如此反复多次操作，取得净水，从而实现对水的过滤净化处理。(调压器抽吸时，三通阀腔内压力变小，单向阀A自动打开，此时单向阀B关闭；推射时，三通阀腔内压力变大，单向阀B自动打开、单向阀A关闭。)
制水过程中发生抽吸困难或制水完毕，需要把预置膜过滤器安装到精制膜过滤器的位置、用刚制出的净水作为进水对预置膜过滤器进行反冲洗；反冲洗后可继续使用亦可更换过滤膜后再使用。其它性能和形状相近的膜过滤器亦可作为便携式膜过滤器的一部分加以应用。
活塞式调压器可以为连续式，也可为间断式；该便携式膜过滤器各部分间的联接可以为抽插卡接、螺纹联接等多种方式。
综上可见，本发明通过负压吸水预滤、再经加压进行精滤，多次反复操作可提供滤后净水。本装置所取得的技术进步是：
可随时随地在任何有水场合使用，有效过滤水中有害物质，出水符合国家饮用水卫生标准，从而提供安全卫生的生活用水。其具有结构简单、成本低廉、体积小、重量轻的特点，便于随身携带，使用、安装、拆卸、更换方便。
本发明下面将结合附图说明和具体实施例作进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例1的整体结构示意图；
图2为图1中精制膜过滤器III的结构示意图；
图3为图1中预置膜过滤器IV的结构示意图。
图中：I-调压器，II-节流联接器，III--精制膜过滤器，IV--预置膜过滤器；
101～103-端盖，201、202-过滤腔管体，301～303-补芯，401～410-支撑网，501～503-过滤片，601～605-预保护膜层，7-前置滤膜层，8-后置滤膜层，9-离子交换树脂/KDF层，10-椰壳活性炭层，11-功能活性滤料层、12-异型密封垫，131、132-进水口，141、142-出水口，15-预置滤膜层，16-三通，17-直通；A、B-向阀；
箭头表示水流方向。
具体实施方式
实施例1
图1所示为一种便携式膜过滤装置，它包括带有进水口132的预置膜过滤器IV与带有出水口141的精制膜过滤器III，它还包括将预置膜过滤器IV与精制膜过滤器III联接于一体的节流联接器II。
节流联接器II是由两个单向阀A与B、三通16、直通17联接于一体而成，单向阀A、B的接口分别与进水口132、出水口141接通，节流联接器的第三个接口处联接有可调节联接器腔内压力的调压器I。
该便携式膜过滤器上述四部分间的联接可以为抽插卡接、螺纹联接等多种可拆卸式的固联方式。
其中：调压器为管状活塞抽推式结构，包括调压管和抽推杆，管腔即杆腔的径向形状与抽推杆的径向截面相匹配；抽推杆的一端置于杆腔内；杆腔的另一端与节流联接器II的第三接口接通。活塞式调压器可以为连续式，也可为间断式。
精制膜过滤器III如图2所示。
它包括依次固联于一体的进水口131、膨出的过滤腔管体201、出水口141。过滤腔管体201为直管状，腔体内设有径向精滤过滤层，直管201两端设有与直管201相匹配的分别带有进水口131与出水口141的前补芯301、后补芯302；直管201与两补芯301、302的相接处经环补芯301、302外壁与直管201外壁，且与直管201的外壁螺接的前、后两内丝端盖101、102联接于一体，端盖101、102的内径与补芯301、302、直管201的外径相匹配。
过滤腔与两端盖101、102间分别设有径向有机滤膜层即前置滤膜层7、后置滤膜层8，滤膜层7、8的径向尺寸大于过滤腔的内径且小于内丝端盖101、102的内径；端盖101、102内壁上的介于补芯301、302与过滤管腔端面间的位置设有径向支撑网401、402、405、406，每端有两层支撑网，滤膜层7贴覆并固定于两层支撑网401、402间；滤膜层8贴覆并固定于两层支撑网405、406间。
前补芯301的右端与支撑网401间、过滤腔的右端与支撑网405间分别设有前、后径向预保护膜层602、603；前补芯301的右端部为外周嵌于补芯301内壁的径向首层预保护膜层601，外径介于直管201的内、外径之间，前预保护膜层602贴覆并固定于首层预保护膜层601与右侧的支撑网401间，其外周卡于异型密封垫12内壁，异型密封垫与端盖101过盈配合；后补芯302的左端部为外周嵌于补芯302内壁的径向支撑网407，网径介于直管201的内、外径间，后预保护膜层603贴覆并固定于左右两支撑网404、405间，其外周卡于异型密封垫12内壁，异型密封垫12与端盖102过盈配合。
预保护膜层601～603分别为自左向右孔径递减的多层过滤膜叠加成的复合层。
精滤过滤层自左向右依次为离子交换树脂层(或KDF滤料层)9、椰壳活性炭层10、功能性滤料层11；精滤过滤层的两端设有于过滤腔壁固定的径向支撑网403、404。
支撑网402与403间、406与407间分别设有径向过滤片501、502，过滤片501、502外周卡于异型密封垫12内壁，异型密封垫12与端盖101、102过盈配合。
过滤片501、502分别为过滤棉、PP棉、PE棉或活性炭纤维中的一种。
预置膜过滤器IV的主体为直管式过滤管202，过滤腔的一端与带有出水口142的预滤补芯303相接，另一端为开放式入水口132；补芯303与过滤管202相匹配，于二者相接处的外壁处经环二者外壁的预滤内丝端盖103固联于一体。
过滤管202腔内设有过滤层，过滤层包括自入水向出水方向依次设置的预保护膜层604、椰壳活性炭层10；过滤层周向限位于管腔壁处，其轴向两端由于管腔壁处固定限位的径向支撑网408、409限位。
过滤管202与补芯303间沿过滤管202向补芯303方向依次设有径向的预保护膜层605、预置滤膜层15、过滤片503；预置滤膜层15周向限位于端盖103内壁，其两侧的预保护膜层605、过滤片503分别卡于密封垫12内壁，密封垫12与端盖13过盈配合；补芯303与过滤片503的相接处设有径向支撑网410，支撑网410周向限位于补芯303内壁。
过滤片503为过滤棉、PP棉、PE棉或活性炭纤维中的一种。
预置滤膜层15的孔径小于0.22μm。
预保护膜层604、605为自进水口向出水口方向孔径递减的至少两层过滤膜叠加而成的复合层。
实施例2
本实施例未给出附图，其与实施例的区别只在于以下几点：
①精滤过滤层自左向右依次为KDF滤料层9(还可为离了交换树脂层与KDF滤料层所组成轴向分层的复合层)、椰壳活性炭层10、功能性滤料层11。
②滤膜层7、8均为无机膜层，两侧可不设置支撑网401、402、405、406。
③端盖与过滤管外壁间的联接方式改螺接为轴向插接，即在端盖内壁与过滤管的外壁分别设有相配的沿轴向延伸的凸条、凹槽，装配时沿轴向插接固定。