實驗室用純水柱及設置該純水柱的純水設備的製作方法

2023-05-29 02:05:11 1

專利名稱：實驗室用純水柱及設置該純水柱的純水設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種純水柱，更具體地涉及一種實驗室用純水柱。
背景技術：
目前研究分析領域的純化水來源主要有蒸餾水、反滲透水、去離子水及 部分國產及進口純水柱等，且純化水技術也很多，但是一般每種技術只對一類 或幾類水中的汙染物有去除效果，目前沒有哪一種純化技術可以將自然水純化 成高度純淨的水，而必須選用多種技術的組合。這樣會導致設備的冗餘，而且 多個環節的連接必然會導致洩漏、汙染、流量匹配等一系列的問題發生。
例如在中國專利申請01243347.0中公開了一種理化實驗室用高純水製備 器，其前置過濾器為一內部填充有纖維性過濾材料的柱狀容器，出水口通過水 管且經過加壓泵加壓與反滲透器的進水口相連，反滲透器內裝有反滲透膜，反 滲透器外壁連有廢水排放管，反滲透器的出水口與柱狀的離子交換器串接，離 子交換器最後與箱體上的出水管相連。該裝置耗電量小，使用壽命長，由它制 備的純水可達l級實驗用水的標準。但是其具有的不足之處在於流量小，有 機物含量高，因此需要與其它技術聯用才能獲得純淨度令人滿意的水。
在中國專利200420081765.4中設計了一種超純水器。包括設有進水機構 的預處理系統、反滲透系統和設有出水結構的超純化系統；所說的預處理系統 通過管線與反滲透系統的進口相連接，反滲透系統的出口通過管線與超純化系 統的進口相連接。本實用新型的超純水器，結構簡單，而所獲得的超純水，脫 鹽率》99%,除菌率》99.5%,水質電阻率可達到18.2兆歐/釐米，細菌《 lcfu/ml。能夠滿足實驗室用超純水的要求。但是其具有的不足之處在於其
有機物含量及顆粒含量的指標未能令人滿意。
中國專利申請200620027205, X中涉及一種實驗室用高純水處理淨化設備，
其整體機架、KDF過濾器、精密過濾器、活性炭濾芯過濾器、反滲透過濾器、水泵、水箱、混合離子交換樹脂通過管路連接安裝在整體機架上，從整體機架
上引出進水管和出水管，其中進水管與精密過濾器之間連接KDF過濾器，該精 密過濾器連接活性炭濾芯過濾器，該活性炭濾芯過濾器連接水泵，該水泵連接 反滲透過濾器，該反滲透過濾器連接水箱，該水箱連接水泵，該水泵連接反滲 透過濾器，該反滲透過濾器連接混合離子交換樹脂，該混合離子交換樹脂連接 出水管。本實用新型整體結構簡單、設計科學合理、造價成本相對較低、運行
維護費用少、操作調試簡單、過濾效果穩定。但是其具有的不足之處在於採 用了多種純水技術，體積大，結構複雜，且水質不明確。
中國專利申請200720033781. X公開了一種實驗室級超純水器，它包括預處 理過濾器、反滲透柱、EDI膜堆、紫外殺菌器、超純化器；進水依次通過預處 理過濾器、內部設有反滲透膜的反滲透柱、EDI膜堆、紫外殺菌器和超純化器 至出口。本實用新型結構簡單，使用方便，實現了人性化的設計。而所獲得的 超純水，其脫鹽率》99%，熱源含量《0. 001EU/ml，水質電阻率可達到18. 2兆 歐/釐米，細菌《lcfu/ml，總有機碳《3ppb;微顆粒雜質(0.22)《l/ml;水
質能夠滿足不同實驗室用超純水的要求。但是其具有的不足之處在於採用了
多種技術的組合聯用，結構複雜，應用中需要很多的維護，製造成本高。
中國專利申請200720070752. 0公開了一種實驗室超純水器中的預處理柱， 它包括下蓋、柱體、上蓋，特點是柱體內並列設置兩濾柱，下蓋、上蓋與兩濾 柱密閉固定連接，其中一濾柱內上下兩端分別設有濾網，兩濾網之間裝有活性 炭；另一濾柱自下向上依次設置有進水塞、過濾器、出水塞、墊塊、進水塞、 過濾器、出水塞；上蓋上設有兩水口；下蓋中部設有"V"形槽。結構緊湊可 靠，佔用空間小，安裝簡單快捷，使用壽命長，制水過程中無粘結劑溶出物， 水質有保障。但是其具有的不足之處在於它只是預過濾柱，只能對原水進行 很粗的處理，不能達到I級水的水質要求。
中國專利申請200720070755. 4公開一種實驗室用超純水器，它包括預處理 柱、反滲透柱、純化柱、超純柱、殺菌器、超濾柱、機架及面板，特點是機架 內設有連接板並將機架分隔為兩空間，其中一間內設有數個電極、殺菌器、整 流器、超濾柱、電磁閥、接線排且底板上設有高壓泵；另一間內設有固定架， 固定架上固定有反滲透柱、預處理柱、純化柱、超純柱。本實用新型可將水質提升到電阻率18. 2MQcm(0. 055u s/cm)，微生物小於lcfu/ml， TOC小於5PPB 的超純水且安裝方便，更換濾芯容易，製造工藝及產品可靠性高，模塊組合易 升級，出水品質穩定。但是其具有的不足之處在於採用了多種技術的組合， 結構複雜，需要較多的維護，成本較高。
因此，本領域缺乏一種避免洩漏、汙染、流量匹配問題、且可以製備各種 應用用途純水的純水柱；因此本領域迫切需要一種避免洩漏、汙染、流量匹配 問題、且可以製備各種應用用途純水的純水柱。

實用新型內容
本實用新型的第一目的在於提供一種避免洩漏、汙染、流量匹配問題、且可 以製備各種應用用途純水的純水柱。
本實用新型的第二目的在於提供一種避免洩漏、汙染、流量匹配問題、且 可以製備各種應用用途純水的純水設備。
本實用新型第一方面提供一種實驗室用純水柱，所述純水柱包括 -設在所述純水柱上部的上蓋； -設在所述純水柱下部的下蓋；
-進水口和出水口 ，所述進水口和出水口設置在所述上蓋或所述下蓋上；
以及
-設在所述純水柱上蓋和下蓋之間的一體化純水柱體；
-其中，所述一體化純水柱體由如下部件組成 -兩個或兩個以上的可裝填料的筒體； -設在進水口和出水口之間並連通所述筒體31的管道。
在本實用新型的一個具體實施方式
中，所述一體化純水柱體包括四個可裝填 料的筒體。
在本實用新型的一個具體實施方式
中，所述四個可裝填料的筒體中裝有以下 填料核級活性碳、核級離子交換樹脂或其組合。在本實用新型的一個具體實施方式
中，
所述筒體的軸線互相平行，其中所述筒體的上端均與上蓋1在同一平面 上，且所述筒體下端均與所述下蓋2在同一平面上。
在本實用新型的一個具體實施方式
中，所述純水柱的筒體、上蓋和下蓋部件 為低溶出材料製得的部件。
在本實用新型的一個具體實施方式
中，所述低溶出材料為熱融法合成聚丙烯。
由於熱融法避免了 o型圈及粘合劑的加入，有效提高了產品的純淨度。
在本實用新型的一個具體實施方式
中，所述筒體的長度與直徑比例在1: 4一 1: 4.5之間。
優選地，所述筒體的橫截面為圓形。 優選地，所述各個筒體的橫截面積相等。
在本實用新型的一個具體實施方式
中，所述上蓋與一體化純水柱體的上端之 間設置上濾網，或
所述下蓋與一體化純水柱體的下端之間設置下濾網。
在本實用新型的一個具體實施方式
中，所述進水口和出水口設有標準螺紋接 口結構。
本實用新型的第二方面提供一種純水設備，所述設備中從上遊至下遊設置 一個或多個本實用新型的純水柱、以及純水收集裝置。
本實用新型的有益效果在於-(1)避免洩漏、汙染、流量匹配問題、且可以製備各種應用用途純水的純 水柱；我們對一體化實驗室專用純水柱進行了嚴格的檢測，產水指標完全能達到國家實驗用水的相關標準。
對於不同的進水水質，該純化柱也具有廣泛的適應性，可以根據各地不 同原水，在填料配方上加以調整，以獲得最大的純化容量及使用壽命。
(2) 在一個優選例中，我們對柱體的材料進行科學篩選，使用了低溶出的材 料，保證水在純化過程中受到材料汙染的影響最小。
(3) 在一個優選例中，採用了科學配製的填料，以保證純化效率。
(4) 在一個優選例中，採用了流道孔的流道設計，使得該純化柱具有獨到 的特點，光滑避免死角，平緩避免壓力損失。
(5) 在一個優選例中，在筒體的大小選擇上，選用的尺寸考慮到了實驗室 用純化水的最普遍的流量需求，並通過實踐證明該長度與直徑比是使純化介質 充分交換的最佳比率。
(6) 在一個優選例中，由於我們在純化柱的接口上設計了標準螺紋接口， 所以，該純水柱可以用於各種純水設備，並可以單柱使用。


圖1為本實用新型的純水柱的一個具體實施方式
的示意圖。 圖2a為圖1中純水柱的濾網部件的正面放大結構示意圖，圖2b為圖1中純水 柱的濾網部件的反面放大結構示意圖。
圖3為圖]中純水柱的下蓋部件的放大結構示意圖。 圖4為圖1中純水柱的上蓋部件的放大結構示意圖。 圖5為圖1中純水柱的部分部件的分解示意圖。
具體實施方式
本實用新型設計人經過廣泛而深入的研究，通過改進位備工藝，獲得了避 免洩漏、汙染、流量匹配問題、且可以製備各種應用用途純水的純水柱。在此 基礎上完成了本實用新型。
以下對本實用新型的各個方面進行詳述 本實用新型提供一種實驗室用純水柱，所述純水柱包括 -設在所述純水柱上部的上蓋(1);-設在所述純水柱下部的下蓋(2);
-進水口 (ll)和出水口 (12)，所述進水口 (ll)和出水口 (12)設置在所述上 蓋(1)或所述下蓋(2)上；以及
-設在所述純水柱上蓋(1)和下蓋(2)之間的一體化純水柱體(3);
-其中，所述一體化純水柱體(3)由如下部件組成
-兩個或兩個以上的可裝填料的筒體(31); -設在進水口 (ll)和出水口 (12)之間並連通所述筒體 (31)的管道。
本實用新型的純水柱的部件可以採用純水製備領域傳統的材質，只要不對本 實用新型的發明目的產生限制即可。
為了達到更低的溶出度，優選地，所述純水柱的各個部件為聚丙烯(pp)(填
料除外)材料製得，更優選採用熱融法合成聚丙烯。由於熱融法避免了O型圈及粘 合劑的加入，可以更佳有效提高產品的純淨度。
此外，所述純水柱的各個部件還可以採用其它低溶出的材料，只要能確保水 在純化過程中受到材料汙染的影響不至於對本實用新型的產水質量造成影響即可。
本實用新型的上蓋(1)設在所述純水柱的上部。所述上蓋的結構可以採用本領 域傳統的各種結構，只要能夠固定一體化純水柱體(3)的上端即可。在本實用新 型的一個具體實施方式
中，所述上蓋(l)上可以設置進水口 (ll)和出水口 (12)。
本實用新型的下蓋(2)設在所述純水柱的下部。所述下蓋的結構可以採用本領 域傳統的各種結構，只要能夠固定一體化純水柱體(3)的下端即可。在本實用新 型的一個具體實施方式
中，所述下蓋(2)上可以設置進水口 (11)和出水口 (12)。
進水口(11)和出水口(12)可以採用本領域傳統的結構或材質，只要不對本 實用新型的發明目的產生限制即可。
為了使得本實用新型的純水柱可以與其它設備方面地結合，在一優選例中， 所述進水口 (ll)和出水口 (12)的一端設有標準螺紋接口結構。
為了更好地防止一體化純水柱體(3)中的填料(也即純化介質)逸出，所述上蓋(1) 與一體化純水柱體(3)的上端之間可以設置上濾網(41)。為了更好地防止一體化純水柱體(3)中的填料(也即純化介質)逸出，所述下蓋(2) 與一體化純水柱體(3)的下端之間可以設置下濾網(42)。
所述濾網的結構、材質、網孔大小均可以採用純水製備領域的傳統設定，只 要不對本實用新型的發明目的產生限制即可。
所述純水柱上蓋(1)和下蓋(2)之間的設置一體化純水柱體(3)。以下對一 體化純水柱體(3)進行詳述
本實用新型所述一體化純水柱(3)包括四個可裝填料的筒體(31)。在其它具體 實施方式中，所述純水柱(3)還可以包括不同的筒體數量、不同的接口以及不同的 填料方式，只要使得純水柱為一體化設計即可。
在一優選例中，所述四個可裝填料的筒體(31)中裝有以下填料核級離子交換 樹脂，核級活性碳。所述核級離子交換樹脂可以採用本領域各種種類的核級離子交 換樹脂，只要不對本實用新型的發明目的產生限制即可。核級活性碳可以採用本領 域各種種類的核級活性碳，只要不對本實用新型的發明目的產生限制即可。
所述筒體中的填料可以根據需要採用各種順序和各種比例；在一優選例中，所 述填料的順序為核級離子交換樹脂，核級活性碳+核級離子交換樹脂。
在一優選例中，所述筒體(31)的軸線互相平行，其中所述筒體(31)的上端 均與上蓋(l)在同一平面上，且所述筒體(31)下端均與所述下蓋(2)在同一平面 上。
優選地，所述筒體(31)的橫截面為圓形、橢圓形、或方形。 優選地，所述各個筒體(31)的橫截面積相等。
在一優選例中，所述筒體(31)的長度與直徑比例在4一4.5之間。 所述筒體(31)中的流道為從進水口 (ll)出發，經過出水口 (12)之間並連通 的流道
設計人發現，針對洩漏、汙染、流量匹配問題這些現象，用一體化專用純 水柱，給出了一個完整的解決方案。 一體化專用純水柱，利用串聯的四個筒體， 分別裝填不同的純化介質，使水在流經各個筒體時分別除去各種不同的汙染 物，實現一步純化的目的。這樣可以有效的防止了洩漏、汙染、流量匹配等問 題，而且該柱子還可以通過變化裝填純化介質，實現製取各種應用用途之純水的目的。
此外，還通過調節核級活性碳與核級例子交換樹脂的比例，增加除菌過濾， 增加超濾等單元可以將所述純水柱調節為標準實驗專用型、理化實驗專用型、 生化實驗專用型、微量元素分析專用型、預純化專用型等。(標準實驗專用型 徹底去除離子；理化實驗專用型徹底去除離子及有機物；生化實驗專用型 徹底去除離子，有機物及微生物；微量元素分析專用型徹底去除離子及溶於 水中的氣體和揮發性物質；預純化專用型去除水中的顆粒及膠體。
本實用新型還提供一種純水設備，所述設備中設有一個或多個本實用新型所
述的純水柱。例如，所述純水設備的......匕遊為超濾單元，—F遊為本實用新型的純水柱，
純水柱的一F遊可以設置純水收集裝置。
本實用新型的其他方面由於本文的公開內容，對本領域的技術人員而言是 顯而易見的。
以下結合具體實施例，進一步闡明本實用新型。應理解，這些實施例僅用
於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。下列實施例中未註明具體 條件的實驗方法，通常按照常規條件，或按照製造廠商所建議的條件。比例和 百分比基於重量，除非特別說明。
除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業與科學用語與本領域技術 熟練人員所熟悉的意義相同。此外任何與所記載內容相似或均等的方法及材料 皆可應用於本實用新型方法中。
實施例
如圖1所示的一種實驗室用純水柱100包括 -設在所述純水柱100上部的上蓋1; -設在所述純水柱100下部的下蓋2;
-進水口 11和出水口 12，所述進水口 11和出水口 12設置在所述上蓋1 或所述下蓋2上；以及
-設在所述純水柱上蓋1和下蓋2之間的一體化純水柱體3;
-其中，所述一體化純水柱體3由如下部件組成-兩個或兩個以上的可裝填料32的筒體31; -設在進水口 11和出水口 12之間並連通所述筒體31 的管道。
如圖1所示，所述一體化純水柱體3包括四個可裝填料的筒體31，分別為筒 體31a、 31b、 31c、 31d。所述四個可裝填料的筒體31中裝有以下填料32:核級離 子交換樹脂，核級活性碳、核級離子交換樹脂，核級活性碳。
在另一個具體實施方式
中，裝有如下填料32:核級離子交換樹脂，核級活性
碳+核級離子交換樹脂，核級離子交換樹脂，核級活性碳+核級離子交換樹脂。在 其它實施方式中，通過調節核級活性碳與核級離亍交換樹脂的比例，還可以獲 得各種類型的純水。
如圖1所示所述筒體31的軸線互相平行，其中所述筒體31的上端均與上 蓋l在同一平面上，且所述筒體31下端均與所述下蓋2在同一平面上。所述純 水柱的與水直接接觸的部件為PP材料製得(不包括填料)。
所述筒體31的橫截面為圓形，所述各個筒體31的橫截面積相等。
所述筒體31的長度與直徑比例在1: 4一1: 4.5之間。
如圖2a和2b所示，為所述上蓋1與一體化純水柱體3的上端之間設置的上 濾網41。所述下蓋2與一體化純水柱體3的下端之間還設置下濾網42。 所述進水口 ll和出水口 12設有標準螺紋接口結構13。
如圖3和圖4所示，上蓋1上可以設有流道孔11，下蓋2也可以設有流道孔21。
以下對各個部件的功能進行描述-
一體化實驗室專用純水柱由上蓋、下蓋、筒體、濾網和填料等部分組 成，功能描述如下
上蓋l:進出水口，還可以固定筒體 下蓋2:作用同上 筒體31:裝填純化介質
上濾網41和下濾網42:防止純化介質逸出填料32:去除水中雜質 本實用新型的純水柱是這樣得到的-
通過注塑、切割、開流道孔、清洗、灌裝填料、熱熔、質檢和包裝等步驟得到。
本實用新型是這樣運作的 上蓋1和下蓋2的流道可以根據需要設計，在本實施例中設計的上蓋1和 下蓋2的流道是採用注塑工藝中的嵌入件結構，並不打通，而在製造純化柱時 再將流道按照需要打通流道孔13和21(如圖3和圖4所示)，所以四根筒體31 就分為四個31a、 31b、 31c、 31d筒體，水流可以按照31a、 31b、 31c、 31d筒 體流過，也可以31a、 31b同時流入，再流過31c和31d，或者31a、 31b同時 流入，再同時流入31c、 31d等等，這些組合可以使我們的純化柱在產水水質及 產水流量上有多種選擇。同時還可以根據需要調節填料的配比和種類。無論採 用何種選擇，本實用新型保證了純化柱為一體化設計，避免洩漏、汙染、流量 匹配問題、且可以製備各種應用用途純水。
綜上所述，本實用新型還達到了如下效果
對柱體的材料進行科學篩選，使用了低溶出的材料，保證水在純化過程中受 到材料汙染的影響最小。
對純化填料也進行了科學的配製，以保證純化效率
在流道設計上，該純化柱也有獨到的特點，光滑避免死角，平緩避免壓力損失。
在筒體的大小選擇上，選用的尺寸考慮到了實驗室用純化水的最普遍的流量 需求，並通過實踐證明該長度與直徑比是使純化介質充分交換的最佳比率。
對一體化實驗室專用純水柱進行了嚴格的檢測，產水指標完全能達到國家實 驗用水的相關標準。由於我們在純化柱的接口上設計了標準螺紋接口，所以，該純 水柱可以用於我們研發的純水設備，理論上還可以適用於任何一款純水設備，並可 以單柱使用。
對於不同的進水水質，該純化柱也具有廣泛的適應性，可以根據各地不同原水，在填料配方上加以調整，以獲得最大的純化容量及使用壽命。
在本實用新型提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇 文獻被單獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本實用新型的上述講授
內容之後，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形 式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
權利要求1、一種實驗室用純水柱，其特徵在於，所述純水柱(100)包括-設在所述純水柱(100)上部的上蓋(1)；-設在所述純水柱(100)下部的下蓋(2)；-進水口(11)和出水口(12)，所述進水口(11)和出水口(12)設置在所述上蓋(1)或所述下蓋(2)上；以及-設在所述純水柱上蓋(1)和下蓋(2)之間的一體化純水柱體(3)；-其中，所述一體化純水柱體(3)由如下部件組成-兩個或兩個以上的可裝填料(32)的筒體(31)；-設在進水口(11)和出水口(12)之間並連通所述筒體(31)的管道。
2、 如權利要求i所述的純水柱，其特徵在於，所述一體化純水柱體(3)包括 四個可裝填料(32〉的筒體(3i)。
3、 如權利要求1所述的純水柱，其特徵在於，所述筒體(31)的軸線互相平行，其中所述筒體〈31)的上端均與上蓋a〉在同一平面上，且所述筒體(31)下端均與所述下蓋(2)在同一平面上。
4、 如權利要求1所述的純水柱，其特徵在於，所述純水柱的筒體(31)、上蓋 (1)和下蓋(2)部件為低溶出材料製得的部件。
5、 如權利要求4所述的純水柱，其特徵在於，所述低溶出材料為熱融法合成 聚丙烯。
6、 如權利要求1所述的純水柱，其特徵在於， 所述筒體(31)的長度與直徑比例在h 4—1: 4.5之間。
7、 如權利要求1所述的純水柱，其特徵在於，所述上蓋(1〉與一體化純水柱體(3)的上端之間設置上濾網〈41)，或所述下蓋(2)與一體化純水柱體(3)的下端之間設置下濾網(42)。
8、 如權利要求1所述的純水柱，其特徵在於，所述進水口(11)和出水口(12) 設有標準螺紋接口結構。
9、 一種純水設備，其特徵在於，所述設備中從上遊至下遊設置 一個或多個 如權利要求1 8任一項所述的純水柱、以及純水收集裝置。
專利摘要本實用新型提供一種實驗室用純水柱及設置該純水柱的純水設備。所述純水柱(100)包括設在所述純水柱(100)上部的上蓋(1)；設在所述純水柱(100)下部的下蓋(2)；進水口(11)和出水口(12)，所述進水口(11)和出水口(12)設置在所述上蓋(1)或所述下蓋(2)上；以及設在所述純水柱上蓋(1)和下蓋(2)之間的一體化純水柱體(3)；其中，所述一體化純水柱體(3)由如下部件組成兩個或兩個以上的可裝填料的筒體(31)；設在進水口(11)和出水口(12)之間並連通所述筒體(31)的管道。本實用新型提供了一種避免洩漏、汙染、流量匹配等問題、且可以製備各種應用用途純水的純水柱。
文檔編號C02F1/42GK201351124SQ20082015067
公開日2009年11月25日 申請日期2008年7月10日 優先權日2008年7月10日
發明者張金鶴 申請人:上海瑞楓生物科技有限公司