專利名稱：直飲水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)，更具體地說，涉及一種可將普通自來(lái)水處理成可直接飲用之純凈水的直飲水裝置。
背景技術(shù)：
目前，食用水源的污染非常嚴(yán)重，但人們對(duì)此缺乏清楚的認(rèn)識(shí)，普通家庭對(duì)于必須運(yùn)用哪些綜合技術(shù)才能將自來(lái)水凈化為直飲水更是缺乏科學(xué)的概念，所以，許多家庭愿意花幾十萬(wàn)元去買房子，再用幾十萬(wàn)元去買汽車，卻不愿意用幾千元去購(gòu)買能保護(hù)全家人的健康和生命的反滲透直飲裝置。多數(shù)家庭通常是用上幾十元或者幾百元錢，隨便在市場(chǎng)上購(gòu)買一個(gè)初級(jí)過濾的活性炭過濾器，誤認(rèn)為它可以當(dāng)作直飲水裝置，將其安裝在自來(lái)水管上，把過濾出來(lái)的水當(dāng)作純凈水直接飲用，豈不知這種簡(jiǎn)單處理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到凈化作用的。也有人認(rèn)為將水煮開就可以安全飲用了，其實(shí)并不然。
人們應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到食用水源污染的嚴(yán)重性，根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，目前世界上的水源包含著13000多種潛在的化學(xué)毒素，而且每年至少又有600多種新的化學(xué)物質(zhì)加入到水源污染的行列中去。自來(lái)水廠為了殺菌，普遍采用水中加氯(Cl2)的辦法。但是，水中的氯與水中的有機(jī)物發(fā)生作用后，會(huì)形成有毒的三鹵化甲烷(THM’S)，這些都是致癌物質(zhì)。
另外，美國(guó)環(huán)保局(EPA)制定的安全飲用水法令中，限定了飲用水中的八十種主要污染物的最大允許殘留量及其處理方法。從安全飲用水標(biāo)準(zhǔn)中可清楚地看到這些潛在毒素的嚴(yán)重危害性(其中許多是致癌物質(zhì)，還有許多會(huì)對(duì)人體各部產(chǎn)生嚴(yán)重危害)。簡(jiǎn)單地把水煮開，只能殺死其中的細(xì)菌，而對(duì)這些潛在毒素是毫無(wú)用處的，要清除這些有害毒素，必須用更科學(xué)的技術(shù)才能達(dá)到清除之目的。
特別應(yīng)該提醒的是，有些物質(zhì)，例如被廣泛運(yùn)用的某些除蟲劑和除草劑，在飲用水中的含量不得超過百億萬(wàn)分之2(百萬(wàn)分之0.0002)到百億萬(wàn)分之4(百萬(wàn)分之0.0004)！如果超標(biāo)就有可能致癌！根據(jù)世界有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，每年至少有上千萬(wàn)人是由于飲用了被污染的水而引起嚴(yán)重疾病，其中有300萬(wàn)到400萬(wàn)人因此而死亡。
但是，正如前面所述，目前市面上大部分飲用水裝置僅有簡(jiǎn)單的砂濾、活性碳過濾等處理方法，它們是絕對(duì)達(dá)不到制造直飲水的要求的。
市面上現(xiàn)有的大部分直飲水裝置，其水處理流程僅是本專利發(fā)明的前處理過程，詳細(xì)請(qǐng)看以下水處理流程圖。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)缺陷，本發(fā)明要運(yùn)用二十世紀(jì)最偉大的技術(shù)突破之一——反滲透技術(shù)，以及其它綜合技術(shù)來(lái)解決現(xiàn)有的直飲水裝置僅有簡(jiǎn)單的活性碳過濾處理，不能滿足安全飲用水要求的問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種直飲水裝置，其中包括用于輸入外部水源的水源輸入管，用于對(duì)輸入水源進(jìn)行凈化處理的活性碳過濾器，以及用于輸出純凈水的純凈水輸出管；其中還包括用于對(duì)輸入水源做進(jìn)一步凈化處理的KDF過濾器，以及，采用反滲透交叉流薄膜對(duì)輸入水源做進(jìn)一步凈化處理的反滲透處理器。
本發(fā)明的一種優(yōu)選方案是采用一級(jí)反滲透處理器，為達(dá)到進(jìn)一步的凈化效果，另一種優(yōu)選方案是采用兩級(jí)反滲透處理器。此時(shí)需在第一、第二級(jí)反滲透處理器之間串接一個(gè)純凈水加壓水泵。
本發(fā)明中，還可增設(shè)一個(gè)自動(dòng)關(guān)閉閥和一個(gè)自來(lái)水加壓泵；所述自動(dòng)關(guān)閉閥是一個(gè)四通閥，其第a、第b兩端串接在所述水源輸入管上，其第c、第d兩端串接在所述純凈水輸出管上；所述自來(lái)水加壓泵串接在所述自動(dòng)關(guān)閉閥的第b端之后的那一段水源輸入管上。另外，還可在所述自動(dòng)關(guān)閉閥的第d端之后的那一段純凈水輸出管上串接一個(gè)用于檢測(cè)純凈水水壓的壓力開關(guān)，它可根據(jù)檢測(cè)到的純凈水水壓情況自動(dòng)控制自來(lái)水加壓泵、純凈水加壓泵以及自動(dòng)關(guān)閉閥的關(guān)、開狀態(tài)。
本發(fā)明中，所述反滲透處理器的濃縮水輸出端經(jīng)濃縮水輸出管連接到相應(yīng)的濃縮水回收裝置。所述濃縮水回收裝置可以是普通儲(chǔ)水桶或?qū)Ｓ玫幕厥占訅汗蓿€可在所述濃縮水輸出管與所述回收加壓罐之間串接一個(gè)回水加壓水泵。
本發(fā)明中，還可將所述活性碳過濾器、KDF過濾器、以及反滲透處理器都裝在一個(gè)便攜式箱體中，組成一個(gè)便攜式直飲水裝置；所述水源輸入管、純凈水輸出管以及濃縮水輸出管設(shè)在所述箱體的側(cè)壁。
可見，本發(fā)明以反滲透技術(shù)為核心，根據(jù)不同的自來(lái)水水質(zhì)，在設(shè)計(jì)上可采用一級(jí)或二級(jí)反滲透、KDF過濾器、以及活性碳過濾器等多級(jí)凈化處理，可濾除普通水源中的絕大部分毒素和雜質(zhì)，為使用者提供安全、純凈、無(wú)毒的直飲水；其濃縮水還可回收利用，做到不浪費(fèi)一滴水。為適應(yīng)非常廣泛的不同用戶的需要，本發(fā)明還具有輕便、可攜帶、可組合等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。必要時(shí)還可用多個(gè)便攜式直飲水裝置組合成不同規(guī)模的直飲水生產(chǎn)基地。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中自來(lái)水凈化裝置的原理簡(jiǎn)圖；圖2是本發(fā)明中一級(jí)反滲透直飲水裝置的原理圖；圖3是本發(fā)明中二級(jí)反滲透直飲水裝置的原理圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的原理如圖2所示，它是一個(gè)一級(jí)反滲透直飲水裝置。其中的KDF活性炭過濾器1是由KDF過濾器和活性碳過濾器組成的，兩者之間相互串聯(lián)組成一體結(jié)構(gòu)。KDF過濾器是由美國(guó)KDF流體處理公司(KDF Fluid Treatment，Inc.)發(fā)明的一種銅鋅合金過濾器，將其設(shè)計(jì)于純凈水處理過程中，可以全部或部分地將氯、鉛、砷、鎘、鉻VI、鉻III、硒、水銀、細(xì)菌、碳酸鈣、鎂、以及含砒霜素的物質(zhì)清除掉(參見KDF公司網(wǎng)址http//www.kdfft.com)。而活性炭過濾器則可將水中的氯和多種農(nóng)藥、除蟲劑、除草劑清除掉。活性炭過濾器主要是靠微細(xì)孔吸附作用來(lái)達(dá)到過濾效果，所以需要經(jīng)常(幾個(gè)月)更換。
從圖2中可以看出，本發(fā)明在KDF活性炭過濾器1的基礎(chǔ)上，還采用了一個(gè)反滲透處理器作為其核心。反滲透技術(shù)又稱逆滲透技術(shù)，它被認(rèn)為是二十世紀(jì)最偉大的技術(shù)突破之一。二次世界大戰(zhàn)后，美國(guó)政府投巨資來(lái)尋找處理飲用水的最佳方法，經(jīng)過多學(xué)科互動(dòng)，受仿生學(xué)啟發(fā)，最后找到反滲透技術(shù)這個(gè)最可靠又最經(jīng)濟(jì)的方法(參見網(wǎng)址http//www.ext.nodak.edu)。反滲透技術(shù)是利用反滲透交叉流薄膜，靠水的工作壓力來(lái)分離和排除廣譜雜質(zhì)的。當(dāng)輸入的水源在特定工作水壓的作用下流經(jīng)此反滲透交叉流薄膜時(shí)，就會(huì)形成交叉流現(xiàn)象。在交叉流中，輸入的水被分離成兩股水流其一是由水分子滲透進(jìn)入反滲透交叉流薄膜后聚集而成的純凈水流，它經(jīng)中心凈水管集中取得；其二是濃縮水流，它在工作水壓的推動(dòng)下流經(jīng)反滲透交叉流薄膜外并自動(dòng)帶走被反滲透交叉流薄膜拒滲于膜外表的廣譜雜質(zhì)，所以，此處的濃縮水實(shí)際上是含有廣譜雜質(zhì)的非飲用水。交叉流設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是可以自動(dòng)清洗反滲透交叉流薄膜外表，且其能耗低、效率高，并能在離子、分子、納米級(jí)和超微分子級(jí)進(jìn)行精確的流體分離。由于反滲透交叉流薄膜的滲透孔徑只有5埃到20埃，因此，除水分子能滲透進(jìn)反滲透交叉流薄膜而聚集成純凈水流以外，幾乎所有的金屬離子，溶于水中的鹽，所有無(wú)機(jī)物以及絕大多數(shù)分子重量超過100的有機(jī)物質(zhì)(MW)，其中包括三鹵化甲烷，各種農(nóng)藥、除蟲劑、除草劑、各種細(xì)菌和病毒，即99.8％以上的各種雜質(zhì)，都會(huì)被拒滲于反滲透交叉流薄膜以外并被自動(dòng)清洗。
從圖2中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例一中的直飲水裝置主要由依次串聯(lián)的KDF活性碳過濾器1、反滲透處理器2和活性碳過濾器5組成。
工作時(shí)，城市自來(lái)水經(jīng)水表10、可選用的家用活性碳過濾器11和閥12流入，經(jīng)水源輸入管23流入自動(dòng)關(guān)閉閥9的a端輸入，再由b端輸出到自來(lái)水加壓泵21加壓后，送入KDF活性碳過濾器1；然后依次流經(jīng)反滲透處理器2、活性碳過濾器5進(jìn)行過濾處理，即可得到所需的純凈水；所述純凈水經(jīng)自動(dòng)關(guān)閉閥9的c、d端輸出，經(jīng)壓力開關(guān)6輸送到直飲水龍頭7或直飲水壓力儲(chǔ)水罐8，所述直飲水壓力儲(chǔ)水罐可以是一個(gè)3.2加侖壓力儲(chǔ)水罐。
其中，自動(dòng)關(guān)閉閥9是一個(gè)機(jī)械四通閥；壓力開關(guān)6則用于檢測(cè)純凈水的水壓，當(dāng)水壓上升到預(yù)定值(例如40PSI)時(shí)，壓力開關(guān)會(huì)切斷自來(lái)水加壓泵和純凈水加壓泵的電源，并使自動(dòng)關(guān)閉閥9處于關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)整個(gè)裝置會(huì)暫停生產(chǎn)純凈水。當(dāng)水壓降低(例如因直飲水龍頭被打開)到預(yù)定值時(shí)，壓力開關(guān)6會(huì)重新接通自來(lái)水加壓泵的電源，并使自動(dòng)關(guān)閉閥9的a、b之間接通、且c、d之間接通，此時(shí)整個(gè)裝置又重新開始生產(chǎn)純凈水。
從圖2中可以看出，反滲透處理器2所產(chǎn)生的濃縮水可經(jīng)濃縮水輸出管24直接回收到家用儲(chǔ)水桶15、洗衣機(jī)14等回收裝置，讓用戶可利用這些濃縮水洗衣服或沖馬桶等。另外，還可通過回水加壓水泵17將濃縮水送入回收加壓罐18內(nèi)，該回收加壓罐還與家用自來(lái)水系統(tǒng)連接，且與整個(gè)直飲水裝置的輸入水源之間通過一個(gè)單向閥13隔離開來(lái)，當(dāng)家庭廁所或洗衣機(jī)等需要用水時(shí)，回收加壓罐18內(nèi)的濃縮水就可混同城市自來(lái)水而被用去。
本發(fā)明第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的原理如圖3所示，它是一個(gè)兩級(jí)反滲透直飲水裝置。其中，活性碳過濾器5接在自來(lái)水加壓泵21的輸出端與第一級(jí)反滲透處理器2的輸入端之間，在第一級(jí)反滲透處理器2的純凈水輸出端還接有一個(gè)純凈水加壓泵3，KDF活性碳過濾器1則接在純凈水加壓泵3的輸出端與第二級(jí)反滲透處理器4的輸入端之間，第二級(jí)反滲透處理器4的純凈水輸出端則接自動(dòng)關(guān)閉閥9的c端。第一、第二級(jí)反滲透處理器的濃縮水輸出端則分別經(jīng)濃縮水輸出管24連接到相應(yīng)的濃縮水回收裝置。
采用兩級(jí)反滲透的原因，是由于某些自來(lái)水中含氯的量很大(例如上海等城市)，加上活性炭很容易失效，如沒能及時(shí)更換，則氯氣就會(huì)進(jìn)入反滲透交叉流薄膜并破壞反滲透交叉流薄膜的微孔，因此造成一定量的有毒物質(zhì)或雜質(zhì)滲透進(jìn)反滲透交叉流薄膜，從而污染了純凈水。這樣，就有可能危害用戶的健康和生命。為確保直飲水裝置的可靠性，我們將第一級(jí)反滲透處理器2輸出的純凈水經(jīng)過凈水加壓泵3加壓后，再送入第二級(jí)反滲透處理器4，經(jīng)過兩級(jí)反滲透來(lái)制造純凈水，從而可確保其最高質(zhì)量。
本發(fā)明中，可將圖3中所示的KDF活性碳過濾器1、第一、第二級(jí)反滲透處理器2、4都裝在一個(gè)便攜式塑料箱體中，組成一個(gè)便攜式直飲水裝置，其總重量只有三公斤左右，體積也很小，便于出差旅游攜帶。每個(gè)獨(dú)立的便攜式直飲水裝置每天可產(chǎn)純凈水80加侖。因?yàn)樗w積小重量輕，因此可將它安放在任何方便的地方，也可將它掛在某處。在箱體上設(shè)有四個(gè)快速接頭，可將水源輸入管、兩個(gè)濃縮水輸出管以及純凈水輸出管分別連接到相應(yīng)的設(shè)備去。
另外，還可以將幾個(gè)甚至幾十個(gè)獨(dú)立的便攜式直飲水裝置組合起來(lái)，組成不同規(guī)模的直飲水生產(chǎn)基地，以滿足服務(wù)業(yè)、餐飲業(yè)、美容院、直飲水店、機(jī)關(guān)、學(xué)校、托兒所、飛機(jī)、汽車、輪船、多種公共場(chǎng)所等非常廣泛的不同用戶的需要。
本發(fā)明的便攜式直飲水裝置可組合成不同的生產(chǎn)規(guī)模，可附帶不同的濃縮水回收裝置，因此其應(yīng)用范圍是非常廣闊的。它能適用于千萬(wàn)家庭和辦公室；它能適用于直飲水店、美容院、咖啡店、托兒所、學(xué)校、快餐店、酒店、酒吧、賓館等；也可將它安裝在飛機(jī)、長(zhǎng)途卡車、汽車上，安裝在火車餐廳和江河湖海輪船餐廳內(nèi)，安裝在飛機(jī)場(chǎng)、汽車站、輪船碼頭、公園、游樂場(chǎng)、劇院等公共場(chǎng)所。
權(quán)利要求
1.一種直飲水裝置，其中包括用于輸入外部水源的水源輸入管(23)，用于對(duì)輸入水源進(jìn)行凈化處理的活性碳過濾器，以及用于輸出純凈水的純凈水輸出管(22)；其特征在于，其中還包括用于對(duì)輸入水源做進(jìn)一步凈化處理的KDF過濾器，以及，采用反滲透交叉流薄膜對(duì)輸入水源做進(jìn)一步凈化處理的反滲透處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直飲水裝置，其特征在于，所述KDF過濾器與活性碳過濾器相互串聯(lián)并組成一體結(jié)構(gòu)的KDF活性碳過濾器(1)，所述直飲水裝置中只設(shè)有一級(jí)反滲透處理器(2)；所述KDF活性碳過濾器的輸入端從所述水源輸入管引入外部水源，其輸出端連接到所述反滲透處理器的輸入端；所述反滲透處理器的純凈水輸出端則向所述純凈水輸出管輸出純凈水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直飲水裝置，其特征在于，在所述反滲透處理器的純凈水輸出端與所述純凈水輸出管之間還串接有第二活性碳過濾器(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直飲水裝置，其特征在于，所述KDF過濾器與活性碳過濾器相互串聯(lián)并組成一體結(jié)構(gòu)的KDF活性碳過濾器(1)，所述直飲水裝置中設(shè)有兩級(jí)反滲透處理器；其中第一級(jí)反滲透處理器(2)的輸入端從所述水源輸入管引入外部水源，其純凈水輸出端經(jīng)一個(gè)純凈水加壓泵(3)連接到所述KDF活性碳過濾器(1)的輸入端；第二級(jí)反滲透處理器(4)的輸入端連接到所述KDF活性碳過濾器的輸出端，其純凈水輸出端則向所述純凈水輸出管輸出純凈水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直飲水裝置，其特征在于，所述第一級(jí)反滲透處理器(2)的輸入端經(jīng)第二活性碳過濾器(5)從所述水源輸入管引入外部水源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的直飲水裝置，其特征在于，其中還設(shè)有一個(gè)自動(dòng)關(guān)閉閥(9)和一個(gè)自來(lái)水加壓泵(21)；所述自動(dòng)關(guān)閉閥是一個(gè)四通閥，其第a、第b兩端串接在所述水源輸入管上，其第c、第d兩端串接在所述純凈水輸出管上；所述自來(lái)水加壓泵串接在所述自動(dòng)關(guān)閉閥的第b端之后的那一段水源輸入管上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直飲水裝置，其特征在于，在所述自動(dòng)關(guān)閉閥的第d端之后的那一段水源輸入管上還串接有一個(gè)用于檢測(cè)純凈水水壓的壓力開關(guān)(6)；當(dāng)檢測(cè)到的純凈水水壓高于預(yù)定值時(shí)，所述壓力開關(guān)控制所述自來(lái)水加壓泵和純凈水加壓泵停止工作，并使自動(dòng)關(guān)閉閥的各端之間處于關(guān)斷狀態(tài)；當(dāng)檢測(cè)到的水壓低于預(yù)定值時(shí)，所述壓力開關(guān)控制所述自來(lái)水加壓泵和純凈水加壓泵開始工作，并使自動(dòng)關(guān)閉閥的第a、第b端之間接通且第c、第d端之間接通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直飲水裝置，其特征在于，所述反滲透處理器的濃縮水輸出端經(jīng)濃縮水輸出管(24)連接到相應(yīng)的濃縮水回收裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直飲水裝置，其特征在于，所述濃縮水回收裝置是普通儲(chǔ)水桶或?qū)Ｓ玫幕厥占訅汗?18)，在所述濃縮水輸出管與所述回收加壓罐之間還串接有一個(gè)回水加壓水泵(17)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的直飲水裝置，其特征在于，所述活性碳過濾器、KDF過濾器、以及反滲透處理器都被裝在一個(gè)便攜式箱體中，組成一個(gè)便攜式直飲水裝置；所述水源輸入管、純凈水輸出管以及濃縮水輸出管設(shè)在所述箱體的側(cè)壁。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種直飲水裝置，為解決現(xiàn)有的直飲水裝置不能滿足安全飲用水要求的問題，本發(fā)明在傳統(tǒng)活性碳過濾器的基礎(chǔ)上，增設(shè)KDF過濾器，并再增設(shè)反滲透處理器作進(jìn)一步的凈化處理；其中優(yōu)選的方案是采用兩級(jí)反滲透處理器，并由第二級(jí)反滲透處理器輸出安全的純凈直飲水；且第一、第二級(jí)反滲透處理器輸出的濃縮水可送入相應(yīng)的回收裝置回收利用。本發(fā)明的直飲水裝置可濾除普通水源中的絕大部分毒素和雜質(zhì)，為使用者提供安全、純凈、無(wú)毒的飲用水。為適應(yīng)非常廣泛的不同用戶的需要，本發(fā)明還具有輕便、可攜帶、可組合等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。必要時(shí)還可用多個(gè)便攜式直飲水裝置組合成不同規(guī)模的直飲水生產(chǎn)基地。
文檔編號(hào)C02F1/44GK1699202SQ20041004545
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月19日
發(fā)明者周建吾 申請(qǐng)人:周建吾