本發(fā)明是家庭和企業(yè)飲用水裝置，具體涉及中小型無機(jī)中空陶瓷平板膜濾芯飲用水設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前的凈水器主要是RO反滲透，通過過濾材料將水過濾后產(chǎn)生純凈水，RO反滲透膜因?yàn)槟た讖竭^小，導(dǎo)致凈水太過干凈，所以也叫純凈水。而有些人體必需的礦物質(zhì)和溶解氧也會被RO反滲透膜過濾掉，因此這種純凈水不能被長期飲用；其次RO膜的過濾材料壽命短；第三制水慢，浪費(fèi)水(制水中產(chǎn)生大量濃縮水，通常生產(chǎn)1升水要排掉3升水)，能耗高，安裝維護(hù)比較麻煩。活性炭凈水器，能吸附異色異味，改善口感，不能濾除水垢、雜質(zhì)、鐵銹、細(xì)菌等并且容易造成細(xì)菌滋生的二次污染的頭痛問題。另外硅藻泥的過濾芯因?yàn)槲礋Y(jié)，容易產(chǎn)生成份脫落(如制備過程添加的有機(jī)物或重金屬超標(biāo)脫落稀釋)，存在較大安全隱患。

一般凈水器，是指以活性炭、粗濾、微濾、超濾等不同濾芯來過濾水中雜質(zhì)、大顆粒污染物、漂浮物等的飲水裝置。如果濾芯等與水接觸的零部件材料質(zhì)量不佳，不僅起不到凈化水的作用，還會反過來對與其接觸的水造成二次污染。存在增加飲用水微生物的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為提供有一種抗微生物侵蝕等卓越的物理性能并能過濾掉大部分雜質(zhì)及對細(xì)菌體全部攔截，使用安全，使用壽命長，低能耗或零能耗，無濃水排放，能產(chǎn)生適宜長期飲用的無機(jī)膜濾芯的安全健康飲用水設(shè)備?？蓪?shí)現(xiàn)不用電源(只有自來水壓力嚴(yán)重不足地區(qū)需要增加壓力泵)自動(dòng)產(chǎn)水及自動(dòng)反沖洗，經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性大大提高。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：所述無機(jī)中空陶瓷平板膜濾芯飲用水設(shè)備包括儲水組件、活性炭過濾器和無機(jī)中空陶瓷平板膜過濾器，所述活性炭過濾器上端與自來水或井水管道連接、下端分別設(shè)置有一級凈水出口和洗用水出口，一級凈水出口通過中間管與無機(jī)中空陶瓷平板膜過濾器上端相連，無機(jī)中空陶瓷平板膜過濾器下端分別設(shè)置有二級凈水出口和洗用水出口，二級凈水出口通過凈水管與飲用水管相連，洗用水出口與排水管相連，排水管與洗用水管相連，飲用水管一端與壓力桶相連、另一端依次與后置活性炭濾層和凈水出水閥相連，所述活性炭過濾器包括由ABS材料成型的膜殼罐體、設(shè)置在膜殼罐體內(nèi)的U形陶瓷過濾芯以及設(shè)置在U形陶瓷過濾芯中的活性炭層，所述U形陶瓷過濾芯上端封閉、下端與陶瓷板密封相連，在陶瓷板下方間隔設(shè)有出水嘴II，所述出水嘴II具有與一級凈水出口相連通的出水口和與陶瓷過濾芯下端密封相連的圈環(huán)；所述無機(jī)中空陶瓷平板膜過濾器包括膜殼罐體和間隔設(shè)置在膜殼罐體內(nèi)的中空陶瓷平板膜片，所述中空陶瓷平板膜片下端通過下堵頭與二級凈水出口相連，二級凈水出口通過凈水管與飲用水管相連，膜殼罐體內(nèi)腔與洗用水出口相連。

所述儲水組件包括壓力桶和壓力桶球閥及后置活性炭芯，過濾組件具有自來水入口和凈水出口以及洗用水出口，所述飲用水設(shè)備入口與自來水或井水管道連接以進(jìn)水管道壓力供給的自來水，所述洗用水出口通過排水管與洗用水管相連，洗用水管與廚房洗碗洗菜或洗手間洗衣機(jī)或沖水馬桶等日用管道相連接，所述一級凈水出口與無機(jī)中空陶瓷平板膜過濾器相連接。所述U形陶瓷過濾芯內(nèi)部設(shè)有活性炭層，U形陶瓷過濾芯下端密封設(shè)有圓形的陶瓷板，下面設(shè)有密封用O型圈與陶瓷濾芯密封，所述U形陶瓷過濾芯由出水嘴II進(jìn)行密封并與RO膜殼罐體上的出水口密封連接，所述陶瓷板與陶瓷過濾芯將活性炭密封在陶瓷過濾芯內(nèi)部防止碳顆粒脫落到下一過濾器中；所述U形陶瓷過濾芯采用高純AL2O3等無機(jī)材料經(jīng)高溫?zé)贫?，膜壁厚度?～8mm，所述膜孔徑為0.1～1um。所述中空陶瓷平板膜過濾器由ABS材料成型的RO膜殼罐體和無機(jī)中空陶瓷平板膜片過濾組件構(gòu)成，所述膜殼罐體上有進(jìn)水口5、二級凈水出口14、洗用水出口21，所述洗用水出口通過排水管22和排水閥連接洗用水管13。所述無機(jī)中空陶瓷平板膜片為無機(jī)材料Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2等利用傳統(tǒng)燒結(jié)工藝制備而成，膜片微孔孔徑為0.01μm～0.2μm多種規(guī)格。所述過濾組件由若干片中空陶瓷平板膜片平行排列，膜片之間留有一定間距便于頂端進(jìn)水口沖洗膜表面固體顆粒物或細(xì)菌體等污染物，達(dá)到錯(cuò)流洗(并可離線刮刷清洗)膜面的作用。活性炭過濾器下端的排水閥a和中空陶瓷平板膜過濾器下端的排水閥b交替開啟，所述當(dāng)閥門a開啟時(shí)活性炭過濾器內(nèi)部壓力馬上釋放，壓力桶內(nèi)儲存的水壓通過中空陶瓷平板膜過濾器進(jìn)水口和活性炭過濾器的凈水口向活性炭過濾器的U形陶瓷過濾芯釋放壓力，將U形陶瓷過濾芯表面的污染物反向沖開，同時(shí)在活性炭過濾器進(jìn)水口進(jìn)入自來水的沖刷下將活性炭過濾器膜殼內(nèi)腔的污染物通過閥門a排除做日常洗用。所述當(dāng)閥門b開啟時(shí)中空陶瓷平板膜過濾器內(nèi)部壓力馬上釋放，壓力桶內(nèi)儲存的水壓通過中空陶瓷平板膜過濾器凈水口向中空陶瓷平板膜過濾器的中空陶瓷平板膜片釋放壓力，將中空陶瓷平板膜片表面上的污染物反向沖開，同時(shí)在中空陶瓷平板膜過濾器進(jìn)水口進(jìn)入水的沖擊下將中空陶瓷平板膜過濾器膜殼內(nèi)腔的污染物通過閥門b排除做日常洗用。所述儲水組件包括壓力桶和壓力桶球閥及后置活性炭芯，所述壓力桶包括壓力罐體和氣囊以及氣囊氣門芯，壓力桶是用來儲存純凈水而配置的，有鐵制及塑料的，壓力桶內(nèi)部有氣囊，當(dāng)純凈水進(jìn)入壓力桶到達(dá)一定的量時(shí)，氣囊會被壓縮積蓄壓力，此時(shí)壓力罐水滿。當(dāng)凈水口或排污口開啟時(shí)凈水在氣囊這個(gè)壓力作用下流出使用或?qū)o機(jī)中空陶瓷平板膜和U形陶瓷膜濾芯進(jìn)行反洗排除腔體內(nèi)污水；所述球閥為3通球閥分別連接壓力膜殼罐體和中空陶瓷平板膜出口及后置活性炭芯入口，后置活性炭芯為通用產(chǎn)品，具抑制細(xì)菌，改善口感功效。

本發(fā)明采用無機(jī)中空平板膜陶瓷作為濾芯，無機(jī)陶瓷膜的材料特點(diǎn)及優(yōu)良性能體現(xiàn)為化學(xué)性能穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，抗微生物侵蝕，不與微生物發(fā)生作用，安全可靠，溫度適用范圍廣，機(jī)械強(qiáng)度高，耐污染能力強(qiáng)，對前端預(yù)處理要求相對較低；自來水通過壓力的作用下，膜表面上密布的許多0.01um的微孔只允許水分子、有益礦物質(zhì)和微量元素透過，而泥沙、鐵銹、懸浮物、細(xì)菌等大分子有機(jī)物能100％攔截，能有效去除水中99.9％的膠體、水垢等物質(zhì)；無機(jī)中空陶瓷平板膜有效膜面積大，水通量大，分離率高，跨膜壓差?。粔勖L是有機(jī)膜的5-10倍，容易再生，廢棄物不破壞環(huán)境，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明陶瓷膜增加親水性材料涂層，產(chǎn)水量增大。

為方便方便用戶安裝使用，以上組件采用模塊化組裝，整體有1個(gè)進(jìn)水口，1個(gè)日常洗用排水口，1個(gè)凈化水出口。所述進(jìn)水口與市政自來水連接前端設(shè)有手動(dòng)閥門，適用多種壓力環(huán)境(0.02～3MPa)；所述日常洗用排水口連接家庭洗用水管，開啟時(shí)即反洗和沖洗膜進(jìn)行，大大延長陶瓷膜片使用周期，拆除簡單刷洗周期可在6個(gè)月～2年，并長時(shí)間使用造成堵塞時(shí)可以進(jìn)行離線藥劑(食鹽溶劑或弱堿性溶劑)清洗，恢復(fù)90％以上通量，日常只需更換活性炭濾芯即可；所述凈水口用管道連接安裝鵝頸閥供飲用。所述中空陶瓷平板膜組等過濾組件均采用整體封裝，用快插方式的安裝，取出調(diào)換或清理快捷方便。

本發(fā)明采用中空陶瓷平板膜過濾新技術(shù)，配合四級處理過濾，清除自來水中雜質(zhì)；超濾微孔小于0.01微米，能徹底濾除水中的細(xì)菌、鐵銹、膠體等有害物質(zhì)，保留水中原有的微量元素和礦物質(zhì)。

本發(fā)明原理：超濾是一種加壓膜分離技術(shù)，即在一定的壓力下，使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄膜，而使大分子溶質(zhì)不能透過，留在膜的一邊，從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動(dòng)力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質(zhì)，而水和小的溶質(zhì)顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000-1x10000的物質(zhì)。當(dāng)被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時(shí)，水分子和分子量小于300-500的溶質(zhì)透過膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當(dāng)水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時(shí)可去除大量的有機(jī)物等。

在超濾過程中，由于被截留的雜質(zhì)在膜表面上不斷積累，會產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，當(dāng)膜面溶質(zhì)濃度達(dá)到某一極限時(shí)即生成凝膠層，使膜的透水量急劇下降，這使得超濾的應(yīng)用受到一定程度的限制。為此，通過試驗(yàn)進(jìn)行研究，確定最佳的工藝和運(yùn)行條件，進(jìn)行在線實(shí)時(shí)反洗并錯(cuò)流清洗膜面，最大限度地減輕濃差極化的影響，使超濾成為一種可靠的飲用水處理方法。

本發(fā)明超濾膜元件采用世界著名膜公司產(chǎn)品，確?？蛻舻玫侥壳笆澜缟献顑?yōu)質(zhì)的無機(jī)膜元件，從而確保截留性能和膜通量，多方位確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行。

本發(fā)明處理過程無相變，可在食品行業(yè)提純應(yīng)用，對物料中組成成分無任何不良影響，且分離、純化、濃縮過程中始終處于常溫狀態(tài)，特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理，完全避免了高溫對生物活性物質(zhì)破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質(zhì)及營養(yǎng)成分。

本發(fā)明過濾膜根據(jù)所加的操作壓力和所用膜的平均孔徑的不同，可分為微孔過濾、超濾兩種。微孔過濾所用的操作壓通常小于2×10^5Pa，膜的平均孔徑為500埃～14微米，用于分離較大的微粒、細(xì)菌和污染物等。超濾所用操作壓為1×10^5Pa～6×10^5Pa，膜平均孔徑為10-100埃，用于分離大分子溶質(zhì)。

本發(fā)明無機(jī)中空陶瓷平板膜飲水設(shè)備的核心元件采用中空陶瓷平板微孔膜，高純(純度在95％以上)Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)并添加親水材料及抗菌材料等使膜片具有機(jī)械強(qiáng)度高、承壓能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、孔隙率分布均勻、水通量大、抗污染性好、易于清洗再生、使用壽命長、經(jīng)濟(jì)性高等特點(diǎn)，解決了有機(jī)膜元件運(yùn)行中清洗困難、維護(hù)繁瑣、不能反復(fù)反洗、更換頻繁、使用環(huán)境要求高、使用壽命短、易受酸堿腐蝕、不耐有機(jī)溶劑、運(yùn)行費(fèi)用高，容易造成排污的困難等問題，有效提高了飲水設(shè)備的使用壽命和可靠性。并且使用過的無機(jī)中空陶瓷平板膜可以回收用于其他陶瓷制品，減少廢棄物。在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)需要進(jìn)行現(xiàn)場的需求將過濾組件的并聯(lián)組裝操作，形成整體的更大系統(tǒng)。

附圖說明

圖1本發(fā)明的組合結(jié)構(gòu)剖視示意圖，

圖2是圖1的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3是圖1的I-I結(jié)構(gòu)放大示意圖，

圖4是圖2的M-M結(jié)構(gòu)放大示意圖。

在圖中，1、壓力桶 2、膜殼蓋體 3、進(jìn)水嘴 4、飲用水管 5、一級進(jìn)水口 6、進(jìn)水孔 7、密封膠 8、后置活性炭濾層 9、凈水放水閥 10、U形陶瓷濾芯 11、膜殼罐體 12、活性炭層 13、洗用出水管 14、二級凈水出口 15、出水嘴I 16、出水槽 17、中間管 18、上堵頭 19、凈水管 20、下堵頭 21、洗用水出口 22、排水管 23、中空陶瓷平板膜片 24、中束孔 25、分水孔 26、出水嘴II 27、蓄水池 28、陶瓷板 29、密封圈 30、出水口I 31、圈環(huán) 32、一級凈水出口，33、二級進(jìn)水口，34、出水口II。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3和圖4中，所述活性炭過濾器包括RO膜殼罐體11和U型陶瓷過濾芯10和膜殼蓋體2組成。所述RO膜殼罐體上具有一級進(jìn)水口5、洗用水出口21，一級凈水出口32。所述U型陶瓷過濾芯下端密封連接有圓形的陶瓷板28，U型陶瓷過濾芯內(nèi)部設(shè)置有活性炭層12，所述自來水從一級進(jìn)水口5進(jìn)入RO膜殼罐體內(nèi)腔，通過外壓，使水垢、雜質(zhì)、鐵銹及部分鈣化物等留在U形陶瓷濾芯的外表面，凈水通過U形陶瓷濾芯內(nèi)腔，完成1級過濾。所述1級凈化的水通過活性炭層12過濾，殘留氯和重金屬等物質(zhì)被吸附，并吸附后微小顆粒經(jīng)U型陶瓷濾芯口時(shí)被圓形的陶瓷板28和出水嘴II 26用密封圈29阻隔在蓄水池27，凈水從該蓄水池經(jīng)出水口II 34和一級凈水出口32流出完成兩級過濾。所述當(dāng)洗用水出口21打開時(shí)，壓力桶續(xù)存壓力通過內(nèi)腔氣囊進(jìn)行釋放使凈化水從一級凈水出口32流入，對U形陶瓷濾芯表面進(jìn)行反沖洗，并通過一級進(jìn)水口5的水流沖刷作用將膜表面截留下的泥沙鐵銹等雜質(zhì)經(jīng)日常洗用水口流出使用，達(dá)到了自動(dòng)清洗膜面的作用。所述根據(jù)水質(zhì)的不同污染程度不同，制定不同周期的離線清洗U形陶瓷濾芯表面泥沙污漬等，并進(jìn)行活性炭棒的更換。

所述中空陶瓷平板膜過濾器包括RO膜殼罐體11和中空陶瓷平板膜濾芯和膜殼蓋體組成。所述RO膜殼罐體上具有二級進(jìn)水口33、洗用水出口21，二級凈水出口14。所述中空陶瓷平板膜濾芯由多片具有中束孔24的中空陶瓷平板膜片23間隔排列組成，膜片之間的上堵頭18上設(shè)置有分水孔25，分水孔用于均勻?qū)⑺峙涞侥てg，通過膜片上堵頭(封閉端)18和膜片下堵頭(通槽端)20中間的凹槽定位，所述上下堵頭凹槽數(shù)量與膜片數(shù)量對應(yīng)，并同側(cè)凹槽設(shè)有相通的槽口便于封膠時(shí)膠體流動(dòng)，所述中空陶瓷平板膜與上、下堵頭的凹槽部位均使用膠封密封，所述密封膠有聚氨酯類或環(huán)氧樹脂類或無機(jī)膠類。所述中空陶瓷平板膜濾芯的膜片上的下堵頭(通槽端)20與出水嘴I 15之間設(shè)置有出水槽16，出水嘴I 15上有出水口I 30，出水口I與二級凈水出口14相連通，洗用水出口一端與膜殼罐體內(nèi)腔相通、另一端與排水管22相通，所述中空陶瓷平板膜濾芯的膜片上堵頭18通過密封膠7與進(jìn)水嘴3密封，進(jìn)水嘴上的進(jìn)水孔6與膜殼蓋體上的二級進(jìn)水口33相通，所述中空陶瓷平板膜片下端通過下堵頭與二級凈水出口相連，二級凈水出口通過凈水管與飲用水管4相連，膜殼罐體內(nèi)腔與洗用水出口相連。所述一級凈化水通過中間管進(jìn)入中空陶瓷平板膜濾芯的RO膜殼罐體內(nèi)腔，在壓力的驅(qū)使下將細(xì)菌等微生物攔截在膜表面，過濾水通過陶瓷平板膜中空凈水通槽經(jīng)下堵頭(通槽端)從RO膜殼罐體二級凈水出口14流出，完成3級過濾。

所述從自來水龍頭進(jìn)入的水經(jīng)過活性炭過濾器的一級進(jìn)水口5進(jìn)入活性炭過濾器進(jìn)行1級初濾和2級活性炭吸附過濾從活性炭過濾器一級凈水出口32流出，經(jīng)過中間管進(jìn)入中空陶瓷平板膜過濾器并從二級凈水出口14流出，進(jìn)行3級精密過濾。再到壓力桶1和后置活性炭濾層8進(jìn)行4級過濾，需要飲用時(shí)，打開凈水出水閥9時(shí)進(jìn)水壓力和壓力桶釋放壓力作用下水自然流出供使用。

所述排水閥門a和排水閥門b交替間隔1周開啟，所述當(dāng)排水閥門a開啟時(shí)活性炭過濾器內(nèi)部壓力馬上釋放，儲水組件內(nèi)儲存的水壓通過中空陶瓷平板膜過濾器二級凈水出口14和活性炭過濾器的一級凈水出口32向活性炭過濾器的U形陶瓷過濾芯10釋放壓力，將U形陶瓷過濾芯10表面的污染物反向沖開，同時(shí)在活性炭過濾器一級進(jìn)水口5進(jìn)入自來水的沖刷下將活性炭過濾器膜殼內(nèi)腔的污染物通過閥門a排除做日常洗用。所述當(dāng)閥門b開啟時(shí)中空陶瓷平板膜過濾器內(nèi)部壓力馬上釋放，儲水組件內(nèi)儲存的水壓通過中空陶瓷平板膜過濾器凈水口向中空陶瓷平板膜過濾器的中空陶瓷平板膜片23釋放壓力，將中空陶瓷平板膜濾芯表面的污染物反向沖開，同時(shí)在中空陶瓷平板膜過濾器二級進(jìn)水口33進(jìn)入水的沖擊下將中空陶瓷平板膜過濾器膜殼內(nèi)腔的污染物通過閥門排除做日常洗用。達(dá)到自動(dòng)清洗膜面的作用。所述壓力桶包括壓力桶1和氣囊以及氣囊氣門芯，壓力罐體是用來儲存純凈水配置的，有鐵制及塑料的，壓力罐內(nèi)部有氣囊，當(dāng)純凈水進(jìn)入壓力桶到達(dá)一定的量時(shí)，氣囊會被壓縮積蓄壓力，此時(shí)壓力罐水滿。當(dāng)凈水口開啟時(shí)凈水在氣囊這個(gè)壓力作用下流出使用，當(dāng)排污口開啟時(shí)對無機(jī)中空陶瓷平板膜和U形陶瓷膜進(jìn)行反洗并排除腔體內(nèi)污水日常使用；

所述各組件的連接部位均采用快速接頭進(jìn)行安裝連接，根據(jù)水處理量的需求，可進(jìn)行并列組合，一個(gè)組件內(nèi)的膜片過濾總面積0.1、0.2、0.5、1、2、3、5、10平方米。

所述各組件膜殼均采用螺紋旋轉(zhuǎn)加密封圈進(jìn)行快速密封連接，拆卸方便快捷。所述各濾芯與膜殼連接均采用雙密封圈快插式經(jīng)連接，安全有效，安裝和更換簡單方便。

中空陶瓷平板膜片23上微孔的孔徑為0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.2μm 4種規(guī)格，膜通量從為0.01～2m3/(m²H)。這樣能適應(yīng)不同要求的場所。進(jìn)一步提高水處理的效率，從而節(jié)儉能源和空間。中空陶瓷平板膜片的高度為100-500mm；中空陶瓷平板膜片并聯(lián)設(shè)置。

所述連接水管內(nèi)孔直徑根據(jù)膜片通量的1.2倍以上設(shè)定。采用食品級PE管或尼龍。