專利名稱：用于制造高效粒狀碳棒過濾器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造粒狀碳棒(carbon block)過濾器的方法，其安裝在凈水 器中，并且將自來水中含有的各種雜質(zhì)過濾掉，例如鐵、有機(jī)物等，并且具體涉及一種用于 利用顆?；钚蕴恳约邦w粒聚乙烯(PE)粘合劑通過擠壓成型制造粒狀碳棒過濾器的方法， 具有高的排出能力(discharge capacity)以及極好的過濾性能(filtration power) 0
背景技術(shù)：
通常，安裝在凈水器中的過濾器具有將自來水中含有的各種雜質(zhì)過濾掉的作用， 例如鐵、灰塵和有機(jī)物等，并具有消毒病菌/微生物以及殺滅病毒的功能。已經(jīng)提出各種水過濾器。具體的，碳棒過濾器包括過濾容器中的碳棒，從而當(dāng)水穿 過碳棒時(shí)凈化水。普通的用于制造碳棒過濾器的方法中，過濾器通過壓力擠壓方法或者擠出方法利 用粉末的活性炭以及常見的PE粘合劑作為主要材料制造成非常受限的形狀。因此，排出能 力和水凈化效率被顯著降低。另外，為了提高碳棒過濾器的水凈化效率，碳棒過濾器需要制造成大尺寸。結(jié)果， 隨著碳棒過濾器體積增大(bulk up)，它不容易搬運(yùn)并且整個(gè)水凈化器的體積增大。為了解決上述問題，本發(fā)明的申請人之前提交了發(fā)明申請，名為“用于制造高效碳 棒過濾器的方法”，該申請已經(jīng)被決定授予專利權(quán)No. 785686。上述發(fā)明是用于通過壓力擠壓方法制造高效碳棒過濾器。根據(jù)這個(gè)之前的發(fā)明， 水凈化效率被顯著提高，并且排出能力較高，提供了延長過濾器使用壽命的有用的作用。然而，根據(jù)該發(fā)明，碳棒過濾器通過利用粉末活性炭以及高分子PE粘合劑作為主 要材料制造，其中活性炭具有細(xì)小的微粒尺寸。結(jié)果，因?yàn)榭瘴?vacant space)較小，排出 能力在壓力較低或者水質(zhì)不好的區(qū)域處被降低，并且因此，過濾器的效率沒有展現(xiàn)出來。

發(fā)明內(nèi)容
為了可靠地解決普通用于制造碳棒過濾器的方法的上述問題，本發(fā)明提供一種方 法，用于通過擠壓成型利用粒狀活性炭和高分子粒狀PE粘合劑作為主要材料制造粒狀碳 棒過濾器，具有高的排出能力以及高的過濾能力。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于制造粒狀碳棒過濾器的方法，包括下列步 驟均勻地混合材料，即粒狀活性炭，第一粒狀PE粘合劑以及第二粒狀PE粘合劑，都 是粒狀形式的；
利用混合材料填充金屬模具，并且通過利用壓力擠壓機(jī)施加壓力以迫使混合的材 料從而通過擠壓成型制成粒狀碳棒過濾器；和向整個(gè)模具施加熱處理，冷卻金屬模具，并且將粒狀碳棒過濾器從模具移出。


通過參考附圖詳細(xì)描述典型實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特征優(yōu)點(diǎn)將顯而易見， 附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明粒狀碳棒過濾器的透視圖；圖2的豎直剖視圖示出了芯部插入根據(jù)本發(fā)明的金屬模具內(nèi)；和圖3的豎直剖視圖示出了在將混合材料澆灌到模具中之后通過操作壓力機(jī)來成 型粒狀碳棒過濾器。主要元件的附圖標(biāo)記說明1:粒狀碳棒過濾器 3:模具4 芯部件8 加壓器
具體實(shí)施例方式下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可 以以許多不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被理解為限制到這里描述的實(shí)施例。相反，這里的實(shí) 施例是為了使得公開更加徹底和完善，并且將本發(fā)明的范圍表達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。與普通的利用粉末活性炭和PE粉末粘結(jié)劑制造碳棒過濾器的方法不同，本發(fā)明 的主要特征是一種用于制造粒狀碳棒過濾器的方法，具有高的排出能力，從而使得甚至低 壓或者較差水質(zhì)的自來水也能夠平穩(wěn)地穿過過濾器，從而被凈化。下面通過過程來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述主要特征的用于制造粒狀碳棒過濾器 的方法1)混合材料的過程作為組分材料的粒狀活性炭被增加到第一粒狀PE粘結(jié)劑和第二粒狀PE粘結(jié)劑， 第一和第二粒狀PE粘結(jié)劑相對(duì)于伸長應(yīng)力(elongational stress)、微粒尺寸和容積密度 (bulk density)都彼此不同。這些材料被澆灌到工業(yè)攪拌器中，并且以460RPM均勻混合 30分鐘，從而制備混合材料從而模制粒狀碳棒過濾器。本發(fā)明使用的粒狀活性炭去除了氯和水的氣味，去除了揮發(fā)性的有機(jī)化學(xué)化合物 和一些重金屬，并改善了水的味道。對(duì)于本發(fā)明，使用Shin Kwang活性炭(由Shin Kwang 公司制造)。作為市場上使用的產(chǎn)品，Shin Kwang活性炭具有表1所示的特點(diǎn)表 1
粒狀活性炭粒度(μ m)容積密度(g/cc)碘吸附值(mg/g)Shin Kwang活性炭30-600. 52及以下1050及以上 用于本發(fā)明的第一粒狀PE粘結(jié)劑和第二粒狀PE粘結(jié)劑用作粘合劑從而形成
4粒狀活性炭的連接鏈(link chain)，從而在熱處理過程中成型塊狀形式的過濾器。使用 ⑶R X 155 (第一粒狀PE粘結(jié)劑)和⑶R4022-6 (第二粒狀PE粘結(jié)劑)。這些是Ticona Engineering的產(chǎn)品，市場上正在使用，并且具有表2所示的特征表2 混合的材料可以根據(jù)本發(fā)明的各種典型實(shí)施例而產(chǎn)生，從而通過以適當(dāng)?shù)谋嚷驶?合粒狀活性炭、第一粒狀PE粘結(jié)劑和第二粒狀PE粘結(jié)劑，制造粒狀碳棒過濾器，該過濾器 具有尺寸為10-20 μ m的孔。下面將描述這些不同的實(shí)施例。第一典型實(shí)施例本發(fā)明第一典型實(shí)施例中，粒狀活性炭(主要材料)/第一粒狀PE粘結(jié)劑(輔助 材料)/第二粒狀PE粘結(jié)劑(輔助材料)以10 3 3的重量比均勻混合從而形成混合 材料。當(dāng)微粒尺寸585 μ m的第一粒狀PE粘結(jié)劑和微粒尺寸340 μ m的第二粒狀PE粘結(jié) 劑以相同的重量比混合時(shí)，最終完成的粒狀碳棒過濾器的孔徑尺寸大約30 μ m，并且因此排 出能力非常好。第二典型實(shí)施例本發(fā)明的第二典型實(shí)施例中，粒狀活性炭(主要材料)/第一粒狀PE粘結(jié)劑(輔 助材料)/第二粒狀PE粘結(jié)劑(輔助材料)以10 2 4的重量比均勻混合，從而形成混 合材料。與第一典型實(shí)施例不同，這個(gè)典型實(shí)施例中，微粒尺寸585 μ m的第一粒狀PE粘結(jié) 劑的比率減小了，同時(shí)顆粒尺寸340 μ m的第二粒狀PE粘結(jié)劑的比率增加了。由于第二粒 狀PE粘結(jié)劑的比率增加了，其在微粒尺寸上小于第一粒狀PE粘結(jié)劑，因此最終完成的粒狀 碳棒過濾器的孔徑尺寸減小到大約20 μ m。因此，因?yàn)榱钐及暨^濾器的孔徑尺寸根據(jù)第一粒狀PE粘結(jié)劑和第二粒狀PE粘 結(jié)劑的比例而自由控制，因此本發(fā)明提供制造具有不同排出能力的各種粒狀碳棒過濾器的 效果。第三典型實(shí)施例本發(fā)明的第三典型實(shí)施例中，粒狀活性炭(主要材料)/第一粒狀PE粘結(jié)劑(輔 助材料)/第二粒狀PE粘結(jié)劑(輔助材料)以10 1 5的重量比均勻混合以形成混合 材料。與第二典型實(shí)施例不同，本實(shí)施例中，第一粒狀PE粘結(jié)劑的比例進(jìn)一步減少，而 第二粒狀PE粘結(jié)劑的比率進(jìn)一步增加。因此，隨著第二粒狀PE粘結(jié)劑的比率進(jìn)一步增加，其在微粒尺寸方面小于第一粒 狀PE粘結(jié)劑，最終形成的粒狀碳棒過濾器的孔徑尺寸進(jìn)一步減小到大約10 μ m。結(jié)果，根據(jù)第三實(shí)施例的粒狀碳棒過濾器的排出能力低于第二典型實(shí)施例。2)模制過濾器的過程
利用通過將粒狀活性炭、第一粒狀PE粘結(jié)劑和第二粒狀PE粘結(jié)劑均勻混合而產(chǎn) 生的混合材料，本發(fā)明將粒狀碳棒過濾器1模制成柱狀，如圖1所示。在過濾器的模制過程中，內(nèi)部芯部件4，用于形成粒狀碳棒過濾器1的排水開口 2， 被插入定位在鋁模3中，其中鋁模的頂部和底部開口。密封板5形成在芯部件4的下端處。芯部件4在模具3中定位在中間，從而密封 板5密封所述模具3的底部。在芯部件4以上述方式完全定位之后，標(biāo)準(zhǔn)量的混合材料6利用精確的電子秤在 容器中被校驗(yàn)(check)，并且混合材料6被澆灌以填充模具3的內(nèi)部。當(dāng)擠壓機(jī)7被操作時(shí)，擠壓機(jī)7中安裝的擠壓器8向下移動(dòng)從而置于模具3內(nèi)，從 而擠壓混合材料6以成型柱形的粒狀碳棒過濾器1。3)施加熱處理的過程本發(fā)明中，施加熱處理的過程特征在于整個(gè)模具3被放置到熱處理爐子中，從而 被施加以整個(gè)熱處理，同時(shí)沒有使得成型的粒狀碳棒過濾器1從模具3分離。在高溫?zé)崽幚磉^程中，模具3保持粒狀碳棒過濾器1的形狀不變從而為產(chǎn)品提供 極好的外觀，以及超強(qiáng)的壓縮性和剛性。這個(gè)熱處理是在電爐中進(jìn)行，其尺寸能夠向數(shù)百升在200°C的溫度同時(shí)施加熱處理。在通過擠出方法制造的普通碳棒過濾器中，由于高分子PE由于熱而立即熔化，碳 棒表面被涂覆從而降低它的過濾能力。然而，根據(jù)本發(fā)明，施加熱處理的過程解決了普通技 術(shù)的上述問題，并且提供了更好的效果并進(jìn)一步改善了過濾粉末的效果。4)冷卻和分離的過程當(dāng)施加熱處理的過程完成時(shí)，每個(gè)加熱的模具從爐子取出并且通過冷風(fēng)而冷卻。專用的夾具用于將內(nèi)部芯部件4從模具3分離并取出。然而，與普通的碳棒過濾 器相比，柱狀的粒狀碳棒過濾器1被制造以具有非常高的排出能力和極好的過濾性能。5)切割和封裝過程通過使用切割機(jī)，通過上述方法制造的粒狀碳棒過濾器以標(biāo)準(zhǔn)尺寸被切割，并且 被封裝為最終產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)榱钐及暨^濾器通過將材料(粒狀活性炭和專門的高分子粒狀 PE粘結(jié)劑)混合并且利用壓力擠壓機(jī)向混合材料施加壓力而制造，因此它具有高排出能力 和極好的過濾性能。因此，根據(jù)本發(fā)明的粒狀碳棒過濾器具有提供極好水凈化性能的作用，即使在自 來水水質(zhì)不好、水供應(yīng)設(shè)施老化和衰老或者水壓較低的區(qū)域中。雖然已經(jīng)參考典型實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 在不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)方面做出各種變化。
權(quán)利要求
一種用于制造高效粒狀碳棒過濾器的方法，包括將材料均勻混合的過程，所述材料包括粒狀活性炭、第一粒狀聚乙烯(PE)粘結(jié)劑和第二粒狀PE粘結(jié)劑；通過以下方式成型過濾器的過程將混合材料填充到金屬模具中，其中內(nèi)部芯部件插入所述金屬模具中，并且操作壓力擠壓機(jī)，從而擠壓機(jī)向混合材料加壓從而成形為柱狀的粒狀碳棒過濾器；在電爐中向整個(gè)金屬模具施加熱處理的過程，其中粒狀碳棒過濾器成形在該金屬模具中；冷卻經(jīng)過熱處理的金屬模具和利用夾具將內(nèi)部芯部件從金屬模具分離的過程，從而將粒狀碳棒過濾器從金屬模具取出；和將粒狀碳棒過濾器以標(biāo)準(zhǔn)尺寸切割并且將它封裝為最終產(chǎn)品的過程，其中，粒狀活性炭的粒度為30-60μm，容積密度為0.52g/cm3及以下，碘吸收值為1050mg/g及以上；第一粒狀PE粘結(jié)劑的伸長應(yīng)力為0.25Mpa，顆粒尺寸為585μm，容積密度為0.46g/cm3；并且第二粒狀PE粘結(jié)劑的伸長應(yīng)力為0.5+/-0.3Mpa，顆粒尺寸為340μm，容積密度為0.45g/cm3。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過以10 3 3的重量比增加和混合粒 狀活性炭/第一粒狀PE粘結(jié)劑/第二粒狀PE粘結(jié)劑而形成混合材料。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過以10 2 4的重量比添加和混合粒 狀活性炭/第一粒狀PE粘結(jié)劑/第二粒狀PE粘結(jié)劑而形成混合材料。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過以10 1 5的重量比增加和混合粒 狀活性炭/第一粒狀PE粘結(jié)劑/第二粒狀PE粘結(jié)劑而形成混合材料。
全文摘要
提供一種用于通過擠壓成型利用新的粒狀活性炭和專用的高分子粒狀PE粘結(jié)劑作為主要材料制造粒狀碳棒過濾器的方法，該過濾器具有高的排出性能和高的過濾能力，代替普通的碳棒過濾器，其安裝在凈水器中并且過濾自來水中含有的各種雜質(zhì)，例如鐵、灰塵、有機(jī)物等。該方法包括下列步驟均勻地混合粒狀活性炭，第一粒狀PE粘合劑以及第二粒狀PE粘合劑，都是粒狀形式的；利用混合材料填充金屬模具，并且通過利用壓力擠壓機(jī)向金屬模具施加壓力，從而通過壓力成型而形成粒狀碳棒過濾器；向整個(gè)金屬模具施加熱處理；冷卻加熱的金屬模具；并且將粒狀碳棒過濾器從模具移出。
文檔編號(hào)B01J20/30GK101869831SQ200910164119
公開日2010年10月27日 申請日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者高仁善 申請人:韓渡清潔科技有限公司