專利名稱：自來水凈化與純化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及水處理裝置，特別是一種家用自來水凈化與純化裝置，該裝置應(yīng)用過濾和反滲透技術(shù)對自來水進(jìn)行凈化與純化處理。
反滲透技術(shù)是對原水(如自來水、海水等)加壓，讓水分子透過反滲透膜孔制取純水的；與此同時，粒徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大干膜孔的細(xì)菌、病毒、農(nóng)藥、重金屬離子等致病致癌污染物被它截留。
用反滲透法純化自來水時，隨著水分子沿垂直于膜面的方向透過反滲透膜，伴生以下問題(1)反滲透膜的材料耐氯性差，受到自來水中氯的破壞；(2)自來水中的砂、銹等懸浮物，在壓力作用下劃傷反滲透膜；(3)自來水中的細(xì)菌、無機(jī)鹽等污物沉積在反滲透膜的膜面與膜孔內(nèi)，加速膜的衰減；目前，家用純水機(jī)對問題(1)、(2)是通過對自來水進(jìn)行初過濾(粗濾、微濾或超濾)和活性炭過濾加以解決的；對問題(3)，一種是通過專門裝置進(jìn)行自動清洗，一種是不設(shè)專門裝置，不自動，也不自行清洗，而是采用人工沖洗。


圖1是臺灣三久技研公司家用純水機(jī)的處理流程圖。當(dāng)純水桶28中的水開關(guān)29在低水位時，微電腦控制系統(tǒng)32啟動加壓泵23，打開進(jìn)水電磁閥26，于是自來水經(jīng)不銹鋼網(wǎng)過濾器21、低壓開關(guān)22、加壓泵23、初過濾器24、活性炭過濾器25、進(jìn)水電磁閥26，進(jìn)入反滲透膜管27內(nèi)。此時水被分流一部分水透過反滲透膜流入純水桶28；被截留的病毒、農(nóng)藥、重金屬離子等水中污染物隨另一部分水，經(jīng)排水比調(diào)節(jié)閥31排出。
當(dāng)純水桶的水位上升到水位開關(guān)29的高水位時，微電腦控制系統(tǒng)打開自動沖洗電磁閥30，反滲透膜管內(nèi)的壓力陡降，此時進(jìn)入膜管內(nèi)的水沿著反滲透膜面流經(jīng)自動沖洗電磁閥30排出，與此同時帶走沉積在膜面上的污物。這是制水后的自動沖洗。沖洗30秒鐘后，微電腦控制系統(tǒng)關(guān)閉加壓泵、進(jìn)水電磁閥、自動沖洗電磁閥后，機(jī)器停機(jī)，一次制水過程結(jié)束。
若四小時內(nèi)不進(jìn)行新的一次制水，微電腦控制系統(tǒng)32便打開進(jìn)水電磁閥26、自動沖洗電磁閥30，依靠自來水的壓力，對反滲透膜自動沖洗30秒，這是定時自動沖洗。
除上述這類全自動純水機(jī)外，還有一類人工操作的機(jī)型。圖2是臺灣萊特工業(yè)公司的純水機(jī)的處理流程圖。
參照圖2，用純水時，把定時器47手動到一定的時間刻度后，打開電源開關(guān)，于是自來水依次經(jīng)過20微米初過濾器41、5微米初過濾器42、活性炭過濾器43、進(jìn)水電磁閥44、加壓泵45后，進(jìn)入反滲透膜管46，此時純化水經(jīng)由純水出水口48流入自備容器；廢水經(jīng)排水比調(diào)節(jié)閥49排出。制水到設(shè)定時間后，定時器47切斷電源，使進(jìn)水電磁閥和加壓泵關(guān)閉，一次制水過程結(jié)束。它無自動沖洗裝置，不自動，也不自行沖洗膜管。所以廠家建議每周對膜管進(jìn)行一次手動清洗，方法是把排水比調(diào)節(jié)閥打到全開位，開機(jī)運轉(zhuǎn)五分鐘后關(guān)機(jī)，然后將排水比調(diào)節(jié)閥擰到原來位置。
上述兩類機(jī)器對提供高品質(zhì)飲用水，去除水污染對人的危害做出了貢獻(xiàn)。但它們還存在下述不足(1)不能對初過濾進(jìn)行清洗，濾芯1-3個月便需更換，否則影響水質(zhì)和反滲透膜的壽命；(2)對反滲透膜的清洗，要么加專門裝置自動進(jìn)行清洗，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高；要么不設(shè)專門裝置，不自動，也不自行清洗。
(3)只能制取僅供飲用的反滲透純化水，不能制取需用量大、用途廣的過濾水，而用無菌、無氯、結(jié)垢量大大下降的凈化水代替自來水洗米、洗菜、養(yǎng)魚、澆花、加熱后洗碗、洗澡是非常需要的。
本實用新型的目的是提供一種既能制取純水、又能制取凈化水，無沖洗裝置卻能自行清洗反滲透膜和初過濾濾芯的自來水凈化與純化裝置。
本實用新型的目的是通過提供具有如下構(gòu)造的純水裝置而實現(xiàn)的，該裝置包括殼體和殼體內(nèi)的組件，所述組件由依次連接的初過濾單元、活性炭過濾單元、加壓泵和反滲透單元組成，所述初過濾單元設(shè)有一個進(jìn)水口、一個過濾后水的出水口和一個未過濾水的出水口，后者與一個帶閥的管路連接；所述反滲透單元設(shè)有一個進(jìn)水口、一個純化水出水口和一個排水出水口，后者與一個帶工作狀態(tài)控制閥的管路連接。
上述方案中，所述工作狀態(tài)控制閥是一個球閥和一個針閥的組合；所述球閥設(shè)有一個進(jìn)水口和二個出水口，球閥的進(jìn)水口與所述排水出水口相連，球閥的一個出水口與所述針閥相連，球閥的另一個出水口與一個出水管相連，該出水管與針閥的出水管相連形成一個共用出水管。
本裝置的工作狀態(tài)控制閥有三個工位。當(dāng)該閥處于全開位時，制取凈化水，與此同時完成對反滲透膜的清洗；當(dāng)該閥處于微開位、并啟動加壓泵時，制取純化水；當(dāng)該閥處于全閉位時，為停機(jī)狀態(tài)；此時打開初過濾單元上的閥門可取出自來水，同時完成對初過濾濾芯的清洗。
本裝置工作過程如下在制取純水時，啟動加壓泵，并調(diào)整工作狀態(tài)控制閥到微開位，此時自來水通過進(jìn)水口進(jìn)入初過濾單元進(jìn)行過濾，然后進(jìn)入活性炭過濾單元；在此吸附自來水中的氯后，進(jìn)入加壓泵加壓；此后進(jìn)入反滲透單元；在該單元中，水被分流，一部分水分子沿著垂直于膜面的方向透過反滲透膜孔，經(jīng)反滲透單元的純化水出水口流出；另一部分水仍沿著平行于膜面的水流方向經(jīng)排水口流入工作狀態(tài)控制閥，并被排出，于是純化水源源不斷地產(chǎn)生；當(dāng)不需要繼續(xù)制取純水時，關(guān)閉加壓泵，并調(diào)整工作狀態(tài)控制閥到全開位，由于水未經(jīng)加壓，所以水分子無力透過反滲透膜，而停止出純化水，此時只從工作狀態(tài)控制閥的出水口排出經(jīng)過初過濾和活性炭吸附的凈化水，與此同時自行完成對反滲透膜的清洗。當(dāng)不需要制取凈化水時，調(diào)整工作狀態(tài)控制閥到全關(guān)閉位即可。在停止出純化水和凈化水時，若需自來水，可以打開初過濾單元上的閥門，取出未經(jīng)過濾的自來水，與此同時自行完成對初過濾濾芯的清洗。若不需要自來水時，關(guān)閉初過濾單元上的閥門即可。
由此可見，本裝置能對初過濾單元進(jìn)行清洗，因而不需頻繁更換濾芯；它沒有設(shè)置專門裝置卻能自行清洗反滲透膜；它既可以制備經(jīng)過反滲透處理的純化水，又能得到經(jīng)初濾和活性炭吸附后的凈化水；還能取出自來水。更為有利的是本裝置不僅功能完備而且結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適用于家庭，具有極大的市場潛力。
下面通過附圖和實施例，進(jìn)一步闡明本實用新型的技術(shù)方案。
圖3是自來水凈化與純化裝置的外觀示意圖；圖4是自來水凈化與純化裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4所示裝置中的初過濾單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖4所示裝置中的一種工作狀態(tài)控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3至圖6示出本實用新型的最佳實施方案。參照圖3和圖4，在機(jī)殼上裝有電源開關(guān)37，保險絲32，操作手柄33，自來水龍頭34，凈化水和排水共用出水管35，反滲透純化水出水管36。操作手柄有凈水、關(guān)、純水三個位置。電源開關(guān)的一端通過插頭與220伏外接電源相連，另一端接上保險絲后與加壓泵3的電源線相接。操作手柄通過連桿與工作狀態(tài)控制閥5的球閥扳手58銷相連而具有球閥扳手的相同作用。自來水龍頭34的進(jìn)水口通過軟管同初過濾單元1的自來水出水管7相接。凈化水與排水管35通過軟管與工作狀態(tài)控制閥的兩條并聯(lián)水路的共用出水管8相連。純化水出水管36通過軟管與反滲透單元4的純化水出水管9相接。
為方便用戶操作，操作手柄的可控位置和各出水管的水品在外殼上可用各種方法標(biāo)示出。
下面參照圖3至圖6，詳細(xì)說明本裝置最佳實施例的使用與工作情況。
1、當(dāng)電源開關(guān)37在關(guān)閉位、操作手柄33在關(guān)閉位、自來水龍頭34在關(guān)閉位時，為本裝置的停機(jī)狀態(tài)。
2、本裝置在停機(jī)狀態(tài)時，先把操作手柄33扳到純水位，再打開電源開關(guān)37，本裝置便開始制取純水。此時，自來水通過進(jìn)水管10進(jìn)入初過濾單元1，進(jìn)行過濾后，經(jīng)它的出水管11進(jìn)入括性炭過濾單元2，經(jīng)它的出水管12進(jìn)入加壓泵3，水被加壓后，經(jīng)它的出水管13進(jìn)入反滲透單元4，在反滲透單元里，一部分水透過反滲透膜孔，經(jīng)反滲透單元的純化水出水管9及外殼上的純化水出水管36流入自備容器，另一部分水沿著膜面的方向流動，經(jīng)出水管14流入工作狀態(tài)控制閥5，通過裝有針閥的一側(cè)水路16由出水管8及外殼上的凈化水與排水出水管35排出。
當(dāng)不需要繼續(xù)制取純水時，只需將電源開關(guān)扳到關(guān)閉位，把控制手柄恢復(fù)到關(guān)閉位即可。
3、當(dāng)本裝置在停機(jī)狀態(tài)，把控制手柄扳到凈化水位時，凈化水與排水出水管35便有經(jīng)過初過濾和活性炭過濾后的凈化水流到自備的容器里。其過程為自來水由進(jìn)水管10依次經(jīng)過初過濾單元、括性炭過濾單元、不工作的加壓泵后，進(jìn)到反滲透單元里。由于水未經(jīng)加壓，所以水分子無力透過反滲透膜，仍沿著平行于膜面的方向經(jīng)過反滲透單元的排水口14、工作狀態(tài)控制閥的具有最大排水量的水路15，經(jīng)出水管8及凈化水與排水出水管35流入自備容器，與此同時自行完成了對反滲透膜的清洗。
當(dāng)不需要用凈化水時，只需將操作手柄恢復(fù)到關(guān)閉位即可。
4、當(dāng)本裝置在停機(jī)狀態(tài)時，打開自來水龍頭34便有自來水流出，與此同時自行完成了對初過濾濾芯的清洗。
當(dāng)不需用自來水時，關(guān)閉水龍頭34即可。
本裝置所用的球閥17的結(jié)構(gòu)如圖6所示。球體57上有三個其中心線相垂直的通孔，分別用于配合一個進(jìn)水口(未示出)、兩個出水口59、56，通過扳動扳手58使所述通孔打開或關(guān)閉。扳手向左或右扳動時，將只能分別打開右邊或左邊的一個出水口。關(guān)閉通孔時對應(yīng)工作狀態(tài)控制閥的全閉位；打開通孔，并打開右邊出水口59時，對應(yīng)工作狀態(tài)控制閥全開位；打開通孔，并打開左邊出水口56時，對應(yīng)工作狀態(tài)控制閥微開位。所用針閥也標(biāo)于圖6中，當(dāng)旋動螺桿55時，可開啟或部分開啟或關(guān)閉出水口56，它的部分開啟位為正常工作位，其開啟度的大小根據(jù)加壓泵與反滲透膜管的工作壓力以及排水比的值在工廠設(shè)定好，使本裝置處于最佳工作狀態(tài)。
本裝置所用的初過濾單元的結(jié)構(gòu)如圖5所示。當(dāng)未過濾水出口53處于關(guān)閉狀態(tài)時，自來水由進(jìn)水口51進(jìn)入，經(jīng)濾芯54過濾后，由過濾后水出水口52流出。當(dāng)出口53處于開啟狀態(tài)時，自來水經(jīng)出口53流出。
另外，工作狀態(tài)控制閥采用普通水龍頭也不失為一種可行的實施方案。水龍頭的全開啟狀態(tài)對應(yīng)控制閥的全開位，水龍頭的部分開啟狀態(tài)可對應(yīng)控制閥的微開位，水龍頭的全關(guān)閉狀態(tài)對應(yīng)控制閥的全閉位。使用時，需要用戶自行調(diào)整。其缺點是控制作用不如前述最佳方案更精確，實際操作不如前述方案方便。
權(quán)利要求1.一種自來水凈化與純化裝置，包括殼體和殼體內(nèi)的組件，所述組件由依次連接的初過濾單元、活性炭過濾單元、加壓泵和反滲透單元組成，其特征是所述初過濾單元設(shè)有一個進(jìn)水口、一個過濾后水的出水口和一個未過濾水的出水口，后者與一個帶閥的管路連接；所述反滲透單元設(shè)有一個進(jìn)水口、一個純化水出水口和一個排水出水口，后者與一個帶工作狀態(tài)控制閥的管路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自來水凈化與純化裝置，其特征是所述工作狀態(tài)控制閥是一個球閥和一個針閥的組合；所述球閥設(shè)有一個進(jìn)水口和二個出水口，球閥的進(jìn)水口與所述排水出水口相連，球閥的一個出水口與所述針閥相連，球閥的另一個出水口與一個出水管相連，該出水管與針閥的出水管相連形成一個共用出水管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自來水凈化與純化裝置，其特征是所述工作狀態(tài)控制閥是一個水龍頭。
專利摘要本實用新型所設(shè)計的家用自來水凈化與純化裝置包括初過濾單元、活性炭過濾單元、加壓泵和反滲透單元。其中初過濾單元設(shè)有兩個出水口,其中一個用于取出自來水并同時自行清洗濾芯;反滲透單元的排水出水口與一帶工作狀態(tài)控制閥的管路相通。通過該閥的關(guān)閉,部分開啟或全開狀態(tài),分別實現(xiàn):停機(jī);制取經(jīng)過反滲透處理后的純化水;或制取經(jīng)過初過濾、活性炭過濾處理后的凈化水,與此同時實現(xiàn)對反滲透膜的清洗。
文檔編號C02F1/28GK2277988SQ96205179
公開日1998年4月8日 申請日期1996年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月12日
發(fā)明者劉德周, 劉威, 劉韜 申請人:劉德周, 劉威, 劉韜