电晶膜复合滤芯的制作方法

1.本发明涉及净水领域，具体涉及饮用水过滤滤芯。


背景技术：

2.目前市场上的过滤材分为四种：第一种是拦截式的，以孔径来拦截，打个比方说1微米的孔，大于1微米的颗粒物会被它拦截掉，就像pp棉、ro膜。第二种材料就是我们讲的活性炭，它是吸附性的。第三种材料就是置换型的，树脂就是置换型的。第四种是溶出型的。电晶膜属于第五种革命性的材料，它是属于电荷型的。当电晶膜被泡到水里之后，在其表面就会产生一个“电膜”。纤维表面附着的矿物晶体结构可以产生天然的al 电动电位，构成53微伏的正电压。就像磁铁的n、s极一样，相互接近就会产生引力。电晶膜通过电荷吸附有机、无机和病原污染物，它所具有的正电荷不仅直接抑制病毒、细菌的滋生，而且有主动抓取和叠加吸附的能力。当水中的有害物质和带电离子靠近电晶膜时就会被主动吸附，这些被吸附的杂质经过电荷传导作用又成为新的向外扩张的吸附物。因此可以避免由于拦截的杂质过多而使截留效果降低的可能。
3.电晶膜是一种基于玻璃纤维基层，表面附着正电荷矿物晶体的过滤材料；具有很高的过滤能力、低压降和较大的比表面积；也是第一种具有主动吸附能力的净水材料；具有大孔径(平均2微米)，高截留精度(0.02微米)，在不破坏高流动性的同时，有效去除污染物，包括:病毒、细菌、重金属、有机物、胶体、细胞碎片、dna、rna、toc等。
4.但是电晶膜孔径毕竟偏大。水中并不是所有杂质都带有电性，而且即使有些是带有电性，也很可能是不同杂质带有不同属性的电性。
5.对于电性性质不同或缺乏电性的颗粒，过滤性能存在局限性。单单使用电晶膜进行滤水，难以对不同质量的水进行全方位的杂质滤除。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供电晶膜复合滤芯，以解决上述至少一个技术问题。
7.电晶膜复合滤芯，包括一滤芯外壳，以及一安装在滤芯外壳中的电晶膜，其特征在于，
8.所述滤芯外壳上方设置有进水口，下方的外壳底部设置有出水口；
9.所述电晶膜围绕成中空的管状，称为电晶膜管；
10.所述电晶膜管的上端封闭；
11.所述电晶膜管的下端黏合固定在所述滤芯外壳的外壳底部，所述出水口与电晶膜管的中空部分联通；
12.所述电晶膜管的中空部分内还装有非电性过滤装置；
13.非电性过滤装置的底部面积大于出水口的面积，且所述非电性过滤装置的底部遮盖住所述出水口。
14.通过上述设计，使电晶膜过滤后的水，再经过非电性过滤装置过滤后，从出水口流
出。
15.因为增加了非电性过滤装置过滤，所以水中带有电晶膜不适于过滤的电荷，或者不带电荷的，体积较小的杂质，可以被过滤掉。特别是一些不易带电性的金属，比如铅，更容易本滤除。从而降低了对待过滤水水质的要求，提高了过滤质量。
16.所述电晶膜，首先折上条状的褶皱，然后再两边叠合并密封，形成管状的电晶膜管。
17.通过设置褶皱，增大过滤面积，降低水压。
18.所述非电性过滤装置，可以是活性炭棒、颗粒状活性炭包、离子交换纤维、离子交换树脂、半透膜、离子交换膜、pp棉、ro膜中的至少一种，并非基于电性进行过滤的过滤装置。
19.所述非电性过滤装置，与电晶膜管的内壁间，设置有大于0.5mm小于2mm的间隔。
20.降低非电性过滤装置内导电的碳分子或截留的其他导电性粒子，对电晶膜电性的影响。并且因为留出空间，可以使非电性过滤装置周围的空间水压相对均衡。同时设定为小于2mm，可以使空间得到有效利用的同时，保证空间各处水压相当，尽量避免水流不均匀。
21.在非电性过滤装置下方的外壁套有一高度大于1cm的防水材料层，形成一外壁套。
22.按照传统的设计，一般认为非电性过滤装置与待过滤水或过滤中的水，接触面积越大越好。可以有效的提高进水量，提高过滤速度。但本专利中，却采用了违背传统的设计，降低了非电性过滤装置的接触面积。
23.本专利中，通过降低进水量，牺牲过滤速度，提高了过滤质量。在实验中，发明人发现，位于滤芯外壳的下部的水，在经过非电性过滤装置过滤时，其实只是流经了下部水位以下的高度的薄薄的一侧非电性过滤装置结构。造成过滤效果难以保证。本专利使非电性过滤装置下部与电晶膜管之间，具有了隔水性。避免下部的水，通过较短的非电性过滤装置流出，保证了充足的非电性过滤装置过滤长度，保证了过滤质量。
24.非电性过滤装置可以是一体的活性炭棒，也可以是活性炭颗粒堆积或填充成的过滤装置。
25.外壁套的厚度大于0.5mm。
26.用于隔开所述非电性过滤装置与电晶膜管的内壁。使一个器件，起到两个作用。降低了材料成本、安装成本。并且因为减少了器件，提高了设备的可靠性。
27.进一步，所述外壁套包括一桶状的套体，和一口径向内收缩的环状的套体底部；所述套体底部的外沿与套体密封连接，所述套体底部的内沿口径小于外沿半径的三分之一，但是大于所述出水口的口径；
28.环状的所述套体底部与外壳底部黏合在一起。
29.通过设置内沿口径小于外沿半径的三分之一的套体底部，向里包裹非电性过滤装置的底部，进一步保证了非电性过滤装置下部与电晶膜管之间的隔水性。避免了因为安装工艺不足、运输振动等问题，造成的下部的两种材质之间水的细微渗透。进一步保证了滤水质量。
30.另外，发明人还关注到非电性过滤装置与塑料的外壳底部之间黏合难度大的问题。通过设置具有一定高度的外壁套，以及在外壁套下端设置套体底部，将外壁套作为了非电性过滤装置与塑料的外壳底部密封连接的中间体。
31.通过这一中间体完成密封连接的生产难度，大大降低。既降低了生产成本，又提高了净水质量。
32.所述外壁套中的套体与套体底部采用一体成型的弹性塑料制成，套体通过弹性裹在非电性过滤装置下方的外部。
33.通过弹性贴紧非电性过滤装置，相较于通过黏合、压紧，更加容易生成，并且更易于保证贴合的紧密性。
34.非电性过滤装置的上部，抵住电晶膜管的上端，通过电晶膜管的上端产生的压力，压紧外壳底部，进而使套体底部通过压紧弹性塑料，完成与外壳底部间的密封。
35.简化了，甚至省却了黏合工艺，也提高了密封的可靠性。
36.更进一步，在进水口与电晶膜之间还设置有一与所述电晶膜带电极性相反的驻极体滤网。
37.通过驻极体滤网，为水中本身不带电的杂质进行带电化。使本身带电弱的杂质增强电性。从而使，本身不能被电晶膜吸附的杂质，能够被电性吸附，使吸附能力弱的杂质具备更强的吸附性。
38.从而完成，对不带电又不易被非电性过滤装置吸附的微粒杂质，的滤除。为滤水质量产生质的提高。
39.驻极体滤网优选为聚左旋乳酸静电纺丝制成的疏水性的滤网。
40.聚乳酸(plla)是无毒的生物降解性聚合物。具有更强的疏水性。所以电荷释放或吸附，不易受到水的影响。改性的聚左旋乳酸，进行极化后，更是具有出色的驻极体特性，能够长久的保持高电荷存储量。
41.聚左旋乳酸静电纺丝，形成纳米级别驻极体丝，用疏水性的纳米驻极体丝制成的滤网，本身就具有良好的过滤效果。
42.另外又使没有被过滤掉的一些杂质，具备了电性，更加易于被电晶膜吸附。
43.甚至一些细菌，或者dna片段，因为驻极体滤网与电晶膜所带电性不同，在先后经过两者后，因为存在放电效果，所以被灭杀活性。
44.上述设计，对于灭除病毒的活性，经过实验，具有意想不到的技术效果。
45.驻极体滤网还可以采用，极化后的聚四氟乙烯ptfe、聚偏二氟乙烯pvdf、聚左旋乳酸、pmn-pt复合材料，等材料形成的驻极体滤网。
46.进一步，驻极体滤网围绕成中空的管状，称为驻极体管；
47.驻极体管包裹在所述电晶膜管的外部，且两者最近处距离大于0.5mm；
48.所述驻极体管的上端封闭；
49.所述驻极体管的下端黏合固定在所述滤芯外壳的外壳底部。
50.使从进水口进入的水，流经所述驻极体管后，再流经所述电晶膜管。
51.更进一步，为了生成方便进行以下设计。
52.电晶膜上设置一的透水的柔性绝缘层，然后再在柔性绝缘层上铺设所述驻极体滤网；
53.柔性绝缘层的厚度大于0.3mm。
54.通过上述设计，电晶膜和驻极体滤网可以一次性加工成型，并且可以保证贴合紧密的前提下，又有合适厚度的间隔。
55.柔性绝缘层可以是一塑料材质网。
56.采用网状结构，可以降低对水的阻力。
57.电晶膜上黏合有透水的柔性绝缘层，柔性绝缘层采用塑料材质网，然后再在柔性绝缘层上铺设所述驻极体滤网，形成一电场强化滤网。
58.塑料材质网的网孔面积，大于4平方毫米，小于20平方毫米。
59.按照常规的设计，在滤芯中加入相对致密的网，可以起到辅助过滤的作用。但本专利中，却采用了大孔径的塑料材质网，从而放弃了这个网的过滤效果。
60.这一违反常规的设计，则是提高了驻极体滤网到电晶膜的水流流速。这个水流流速因为小于电晶膜自身的水流流速，其实对于水的过滤速度并没有提升。
61.但是本专利仍然采用这一设计。这一设计实际上是在保持两者电性隔离的前提下，提升了水中的带电粒子的实际流速(而非水流速度)。使在驻极体滤网中产生带电的杂质粒子，可以几乎毫无遮挡的，在电场加速下，迅速到达电晶膜。
62.因为带电的杂质粒子运动速度更快，运动速度中丧失电荷的可能也就更小。被紧紧吸附，或者放电发热的概率也就更大。
63.细菌、病毒、dna片段、重金属粒子等，难以消除的杂质，则更容易被杀死，或者滤除。所以，这一违反常规的设计，取得了意想不到的技术效果。
64.所述电场强化滤网，中设置有褶皱，在褶皱中电晶膜与驻极体滤网形成同步褶皱。
65.也就是说，在为了增大有效的滤网面积，进行褶皱时，只要一次操作，即可完成对电晶膜好驻极体滤网的褶皱成型。
66.而且可以有效保证电晶膜与驻极体滤网的同步弯折，是的各处的间隔距离严格的保持大致一致。提高了过滤中的电学性能。
附图说明
67.图1为本发明的整体结构示意图。
68.图2为电晶膜管及其内部结构示意图。
具体实施方式
69.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
70.参照图1，电晶膜复合滤芯，包括一滤芯外壳2，以及一安装在滤芯外壳2中的电晶膜，滤芯外壳2上方设置有进水口21，下方的外壳底部设置有出水口22；电晶膜围绕成中空的管状，称为电晶膜管1；电晶膜管1的上端封闭；电晶膜管1的下端黏合固定在滤芯外壳2的外壳底部，出水口22与电晶膜管1的中空部分联通；电晶膜管1的中空部分内还装有非电性过滤装置4；非电性过滤装置4的底部面积大于出水口22的面积，且非电性过滤装置4的底部遮盖住出水口22。
71.通过上述设计，使电晶膜过滤后的水，再经过非电性过滤装置4过滤后，从出水口22流出。
72.因为增加了非电性过滤装置4过滤，所以水中带有电晶膜不适于过滤的电荷，或者不带电荷的，体积较小的杂质，可以被过滤掉。特别是一些不易带电性的金属，比如铅，更容
易本滤除。从而降低了对待过滤水水质的要求，提高了过滤质量。
73.电晶膜，首先折上条状的褶皱，然后再两边叠合并密封，形成管状的电晶膜管1。通过设置褶皱，增大过滤面积，降低水压。
74.非电性过滤装置4，可以是活性炭棒、颗粒状活性炭包、离子交换纤维、离子交换树脂、半透膜、离子交换膜、pp棉、ro膜中的至少一种，并非基于电性进行过滤的过滤装置。
75.非电性过滤装置4，与电晶膜管1的内壁间，设置有大于0.5mm小于2mm的间隔。降低非电性过滤装置4内导电的碳分子或截留的其他导电性粒子，对电晶膜电性的影响。并且因为留出空间，可以使非电性过滤装置4周围的空间水压相对均衡。同时设定为小于2mm，使空间得到有效利用的同时，保证空间各处水压相当，尽量避免水流不均匀。
76.在非电性过滤装置4下方的外壁套3有一高度大于1cm的防水材料层，形成一外壁套3。
77.按照传统的设计，一般认为非电性过滤装置4与待过滤水或过滤中的水，接触面积越大越好。可以有效的提高进水量，提高过滤速度。但本专利中，却采用了违背传统的设计，降低了非电性过滤装置4的接触面积。非电性过滤装置4可以是一体的活性炭棒，也可以是活性炭颗粒堆积或填充成的过滤装置。
78.本专利中，通过降低进水量，牺牲过滤速度，提高了过滤质量。在实验中，发明人发现，位于滤芯外壳2的下部的水，在经过非电性过滤装置4过滤时，其实只是流经了下部水位以下的高度的薄薄的一侧非电性过滤装置4结构。造成过滤效果难以保证。本专利使非电性过滤装置4下部与电晶膜管1之间，具有了隔水性。避免下部的水，通过较短的非电性过滤装置4流出，保证了充足的非电性过滤装置4过滤长度，保证了过滤质量。
79.外壁套3的厚度大于0.5mm。
80.用于隔开非电性过滤装置4与电晶膜管1的内壁。使一个器件，起到两个作用。降低了材料成本、安装成本。并且因为减少了器件，提高了设备的可靠性。
81.进一步，外壁套3包括一桶状的套体，和一口径向内收缩的环状的套体底部；套体底部的外沿与套体密封连接，套体底部的内沿口径小于外沿半径的三分之一，但是大于出水口22的口径；环状的套体底部与外壳底部黏合在一起。
82.通过设置内沿口径小于外沿半径的三分之一的套体底部，向里包裹非电性过滤装置4的底部，进一步保证了非电性过滤装置4下部与电晶膜管1之间的隔水性。避免了因为安装工艺不足、运输振动等问题，造成的下部的两种材质之间水的细微渗透。进一步保证了滤水质量。
83.另外，发明人还关注到非电性过滤装置4与塑料的外壳底部之间黏合难度大的问题。通过设置具有一定高度的外壁套3，以及在外壁套3下端设置套体底部，将外壁套3作为了非电性过滤装置4与塑料的外壳底部密封连接的中间体。
84.通过这一中间体完成密封连接的生产难度，大大降低。既降低了生产成本，又提高了净水质量。
85.外壁套3中的套体与套体底部采用一体成型的弹性塑料制成，套体通过弹性裹在非电性过滤装置4下方的外部。
86.通过弹性贴紧非电性过滤装置4，相较于通过黏合、压紧，更加容易生成，并且更易于保证贴合的紧密性。
87.非电性过滤装置4的上部，抵住电晶膜管1的上端，通过电晶膜管1的上端产生的压力，压紧外壳底部，进而使套体底部通过压紧弹性塑料，完成与外壳底部间的密封。简化了，甚至省却了黏合工艺，也提高了密封的可靠性。
88.对于外壁套3的设计，对于非电性过滤装置4采用活性炭棒时，具有最突出的优势。活性炭棒可以采用载银活性炭材料。或者内部可以添加其他辅助过滤材料。
89.一是，活性炭棒可以滤除自来水中常见的，但电晶膜难以滤除的氯，对水质可以有直接的提升作用；二是活性炭棒恰好又有不易用胶黏合的缺点；三是即使碳棒外有掉落的碎碳或者其他较重杂质，也会有更大概率沉降在外壁套3外下方的水流缓和处。
90.更进一步，在进水口21与电晶膜之间还设置有一与电晶膜带电极性相反的驻极体滤网5。
91.通过驻极体滤网5，为水中本身不带电的杂质进行带电化。使本身带电弱的杂质增强电性。从而使，本身不能被电晶膜吸附的杂质，能够被电性吸附，使吸附能力弱的杂质具备更强的吸附性。
92.从而完成，对不带电又不易被非电性过滤装置4吸附的微粒杂质，的滤除。为滤水质量产生质的提高。
93.驻极体滤网5优选为聚左旋乳酸静电纺丝制成的疏水性的滤网。
94.聚乳酸(plla)是无毒的生物降解性聚合物。具有更强的疏水性。所以电荷释放或吸附，不易受到水的影响。改性的聚左旋乳酸，进行极化后，更是具有出色的驻极体特性，能够长久的保持高电荷存储量。
95.聚左旋乳酸静电纺丝，形成纳米级别驻极体丝，用疏水性的纳米驻极体丝制成的滤网，本身就具有良好的过滤效果。另外又使没有被过滤掉的一些杂质，具备了电性，更加易于被电晶膜吸附。
96.甚至一些细菌，或者dna片段，因为驻极体滤网5与电晶膜所带电性不同，在先后经过两者后，因为存在放电效果，所以被灭杀活性。
97.上述设计，对于灭除病毒的活性，经过实验，具有意想不到的技术效果。
98.驻极体滤网5还可以采用，极化后的聚四氟乙烯ptfe、聚偏二氟乙烯pvdf、聚左旋乳酸、pmn-pt复合材料，等材料形成的驻极体滤网5。
99.进一步，驻极体滤网5围绕成中空的管状，称为驻极体管；驻极体管包裹在电晶膜管1的外部，且两者最近处距离大于0.5mm；驻极体管的上端封闭；
100.驻极体管的下端黏合固定在滤芯外壳2的外壳底部。
101.使从进水口21进入的水，流经驻极体管后，再流经电晶膜管1。
102.更进一步，为了生成方便进行以下设计。
103.电晶膜上设置一的透水的柔性绝缘层，然后再在柔性绝缘层上铺设驻极体滤网5；柔性绝缘层的厚度大于0.3mm。通过上述设计，电晶膜和驻极体滤网5可以一次性加工成型，并且可以保证贴合紧密的前提下，又有合适厚度的间隔。
104.柔性绝缘层可以是一塑料材质网。采用网状结构，可以降低对水的阻力。电晶膜上黏合有透水的柔性绝缘层，柔性绝缘层采用塑料材质网，然后再在柔性绝缘层上铺设驻极体滤网5，形成一电场强化滤网。塑料材质网的网孔面积，大于4平方毫米，小于20平方毫米。
105.按照常规的设计，在滤芯中加入相对致密的网，可以起到辅助过滤的作用。但本专
利中，却采用了大孔径的塑料材质网，从而放弃了这个网的过滤效果。
106.这一违反常规的设计，则是提高了驻极体滤网5到电晶膜的水流流速。这个水流流速因为小于电晶膜自身的水流流速，其实对于水的过滤速度并没有提升。
107.但是本专利仍然采用这一设计。这一设计实际上是在保持两者电性隔离的前提下，提升了水中的带电粒子的实际流速(而非水流速度)。使在驻极体滤网5中产生带电的杂质粒子，可以几乎毫无遮挡的，在电场加速下，迅速到达电晶膜。因为带电的杂质粒子运动速度更快，运动速度中丧失电荷的可能也就更小。被紧紧吸附，或者放电发热的概率也就更大。
108.细菌、病毒、dna片段、重金属粒子等，难以消除的杂质，则更容易被杀死，或者滤除。所以，这一违反常规的设计，取得了意想不到的技术效果。电场强化滤网，中设置有褶皱，在褶皱中电晶膜与驻极体滤网5形成同步褶皱。
109.也就是说，在为了增大有效的滤网面积，进行褶皱时，只要一次操作，即可完成对电晶膜好驻极体滤网5的褶皱成型。
110.而且可以有效保证电晶膜与驻极体滤网5的同步弯折，是的各处的间隔距离严格的保持大致一致。提高了过滤中的电学性能。
111.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围。