智能淨水裝置的製作方法
2023-05-26 23:29:11 1
專利名稱：智能淨水裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種淨水裝置，尤其是利用電子控制的智能淨水裝置。
背景技術：
現有的常用水淨化技術一般採用化學試劑和非化學試劑，大部分依賴化學試劑。過去都用諸如氯氣、氟化物和溴化物之類的化學試劑來為水體消毒，但現已證明，這些化學試劑是有害的。其他的非化學試劑消毒法有紫外線、臭氧、加熱，這些都有自身的弊端，比如由於臭氧具有腐蝕性且製造成本和操作成本高昂、揮發快無殘留，所以不易操作，應用不廣泛。紫外線則由於效果差，要求液體混濁度低。
早期的儀器由一根聚氯乙烯管子及管內固定在兩頭的一根銅條組成。在銅條兩端加上穩定的12V直流電，水流通過一個小型電水泵。香港維多利亞港的海水曾用此方式處理，在主體艙室投入生產之後，又在多處作過此試驗。通過對未經處理和處理過的水源比較，其中的細菌數有顯著差別。但必須說明的是在初期，消毒功能已顯示出來，但在殺菌方面，還比不上氯化物。
上述的目前的淨水方法只有很短的保護期和/或保護力很快衰退。同樣，在溫度上升時，目前的化學系統由於效率降低，殺菌效率也會急劇下降。
從這個簡陋的開端開始，第一部改進是在主體電流系統上插入一個合適的變壓器以增加電流輸出量。後續改進工作則著力於耳際電路和電極負荷。為了防止某一個電極消失，系統中增設了一個電極轉換器。(通常雙穩態多諧振蕩器CR電路)。有了這個基本的形式，我們才能夠引導和控制電子釋放率，而這款早期模型也可真正被稱為電離系統(「電離」是指增加或減少電子)。
在驗證電離系統的同時發現一些缺陷，尤其是在淨水處理需要單向水流。後續的改進工作則集中在此以及主體艙室的設計上。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種智能淨水裝置，它可以適用於多種水質性質和水質條件，並且運行成本低。
為了解決上述技術問題，本發明通過如下技術方案實現一種智能淨水系統，其主要由電子控制系統和處理室構成，所述的處理室裝有電極，所述的電子控制系統與所述的電極相連並產生受控的脈衝信號，該脈衝信號與水中雜質分子中的電子產生共振，以斷開分子鏈。
它還包括抽水泵和水流管道，所述的抽水泵用於產生促使水流動的推力，其與所述水流管道相接，水流管道通過所述處理室，處理後的水經水流管道排出，所述的促使水流動的推力大於所述電極產生的吸引力。
所述的電子控制系統至少由交流電源、電源供應器、振蕩器、脈衝寬度調節器、邏輯驅動轉換器、電源轉換器組成，所述的交流電源通過轉換為直流電源後輸入到所述電源供應器，所述電源供應器分別向所述振蕩器、電源轉換器提供直流電源信號，所述的振蕩器又與所述的脈衝寬度調節器、邏輯驅動轉換器相連，所述的脈衝寬度調節器與邏輯驅動轉換器相連，所述的邏輯驅動轉換器與電源轉換器相連，所述的電源轉換器與所述的電極相連。
所述的電子控制系統還包括一個反饋系統，所述反饋系統是用於修正和調節電流大小，該反饋系統至少由反饋循環放大器、電流感應器組成；其中反饋循環放大器分別與所述的電子控制系統中的脈衝寬度調節器、電流感應器相連，所述的電流感應器與所述的邏輯驅動轉換器和電極相連，並且位於二者之間。
所述的電子控制系統還包括一個報警系統，它至少包括報警器，所述報警器與所述邏輯驅動轉換器相連。
所述的報警系統，還包括一個電流過大偵查器，所述電流過大偵查器分別與所述邏輯驅動轉換器和所述電流感應器相連並且位於二者之間。
所述的報警系統，還包括一個電流不足偵查器，所述電流不足偵查器分別與所述邏輯驅動轉換器和所述電流感應器相連並且位於二者之間。
所述的電子控制系統還包括一個顯示系統，該系統至少包括一個顯示器，所述顯示器與電流感應器相連。
所述電極的材料可以是純金屬或合金或石墨或陶器，其形狀可採用棍狀、盤狀、格子狀或網眼狀，其是模塊結構，其表面積和/或電極間間距是可以被調整的。
還包括一個過濾系統，該系統至少具有一個過濾器。
與現有技術相比，本發明的有益效果是由於本發明的電子控制系統和電極可以產生受控脈衝信號，並利用該脈衝信號與分子中的電子震動產生共振，用於斷開分子鏈，殺死細菌，所以水體的性質或者條件的對本發明影響不大，如可以適用於清澈、懸浮固體、乳化也提、溶解礦物質、高藻類和菌類等水體，並且溫度的變化和水流的方向對殺菌影響也不大，所以由於其對能源要求非常低，所以運行成本低廉。並且本發明具有反饋系統，具有自我調節功能，所以可以持續有效。並且提供了專門的脈衝發生裝置，這樣可以徹底的殺死細菌、濾過性微生物、單細胞生物。通過沉澱和/或浮選來分離絮結物/凝結物。另外，本發明是非化學系統不會產生對環境有害的物質，且並且具有報警裝置，所以操作安全，還具有顯示器，所以操作方便；產生的絮結產物已被過濾；由於電極的材料可以是純金屬或合金或石墨或陶器，其形狀可採用棍狀、盤狀、格子狀或網眼狀，其是模塊結構，其表面積和/或電極間間距是可以被調整的模塊結構，所以選材和安裝方便。
圖1是本發明結構示意2是本發明處理室的剖視3是本發明電子控制系統的示意圖具體實施方式
如圖1、2所示，本發明主要由抽水泵1，水流管道2，電子控制系統6和處理室5組成，抽水泵1用於產生促使水流動的推力，並且促使水流動的推力大於正負電極產生的吸引力，抽水泵1與水流管道2相接，水流管道2通過處理室5，處理後的水經水流管道2排出，處理室5裝有金屬電極9，電子控制系統6與金屬電極9相連並產生受控的脈衝信號，該信號與分子中的電子震動產生共振，可以斷開分子鏈，使被釋放出來的自由離子長期存在於液體中。另外一般會在進出處理室的兩端連接有開關3、4，並且有一個備用管道(圖中未示出)用於維修保養時採用，還有一個過濾器20，用於過濾沉澱物。
如圖2所示為本發明電子控制系統6的示意圖。電子控制系統6由電源供應器7、振蕩器10、脈衝寬度調節器11、邏輯驅動轉換器12、電源轉換器8組成。交流電源19可以是240V或110V的交流電源，該交流電源可以由電池、太陽能、風能等能源電源提供，交流電源19被轉換為24V直流電源後輸入到電源供應器7中，該24V直流電源是一級直流電源，電源供應器7分別向振蕩器10、電源轉換器8提供直流電源信號，振蕩器10使電源信號產生共振頻率信號，並將其輸入到邏輯驅動轉換器12，並同時將該信號輸入到脈衝寬度調節器11，脈衝寬度調節器11對其中脈衝信號調整後輸入到邏輯驅動轉換器12，邏輯驅動轉換器12對從振蕩器11和脈衝寬度調節器11得到的信號經邏輯運算和調整後，將其輸入到電源轉換器8，電源轉換器8將其轉換為二級直流電源信號，並將該二級直流電源信號輸入到電極13。
二級直流電源信號是經過調製含有脈衝信號的電流，具有代表性的脈衝可達到每秒鐘20,000次，其與電極13作用後，會在電極13之間產生脈衝信號，而每一個脈衝都會導致管道內狀態的突然改變，在脈衝的開始及結束的邊緣時刻，將會產生振動和激增。這種振動幹擾了微生物狀態和自然頻率的平衡，產生諧波共振，可以撕毀細胞壁，導致細胞死亡。
脈衝的形狀和持續時間對於電極間的力場效果和最紅的細菌死亡有著重要意義。脈衝寬度控制了電極間的力場強度，並受脈衝寬度調節器的控制而變化。脈衝形狀隨著逐漸消退的共振，在開始和結尾處產生脈衝跳槽。
存活的微生物細胞帶有負電壓，而在電極之間生成的電子帶有正電壓，他們互相吸引，隨後改變了細胞的自然電壓。這使細胞被破壞並宣告終結，因為它無法分裂所以不能繁殖，一定時間後就會自然死亡。
氧化反應也導致再生力較強的微生物死亡，電離化也使它們變為兩極性，在這種情況下，在細胞損壞和額外的電子聚合之間會有一段時間，這就阻止了細胞的繁殖，在技術上來說，細胞此時即為死亡。
如圖2所示，電子控制系統6還有一個反饋系統，該反饋系統至少由電流感應器9、反饋循環放大器14組成；該反饋系統是用於修正和調節電流值大小使其與設定值相符。電流感應器9被裝在電源轉換器8與電極13之間，它用於實時檢測電流的大小，當電流感應器9檢測到當前電流與設定值不符時，將給反饋循環放大器14一個相應的信號，反饋循環放大器14獲得信號後對電流進行縮放處理後輸入到脈衝寬度調節器11、經脈衝寬度調節器11調節到所需的脈衝大小後輸入到邏輯驅動轉換器12，邏輯驅動轉換器12將該信號經運算和調整後重新輸入到電源轉換器8，然後電源轉換器8將其轉換為所需的直流電源信號後再通過電流感應器9輸入到電極13。
在設計的脈衝幅度內，電路會隨負荷的變動而增加或減少，原始設定程序將決定電流在固定的電極表面及電極間距中的設定條件，由於本系統為模塊結構，所以電極的表面積和電極間間距可以被調整和改變。
比如當電流輸出值的變化超過5％的變化值時，反饋系統將自動把電流調整到設定值。
如圖2所示，電子控制系統6還連接有報警器17，它與邏輯驅動轉換器12相連。當電流過大或過小時(一般是指變化幅度達到30％以上時)，邏輯驅動轉換器12會發出警報，並且同時電流過大偵查器15或電流過小偵查器16會向邏輯驅動轉換器12發出過高或過低危險鎖定信號，使當前電流停止。
一般情況下，如果電流變化達到30％，則會自動發出警報，並打開電流過大偵查器15或電流過小偵查器16進行危險鎖定。
如圖2所示，電子控制系統6還連接有顯示器18，它與電流感應器9相連。顯示器18上明確顯示了輸出的電流量以及平均脈衝振幅，可以實現實時監控。
電極13材料的選擇應考慮電子應該容易釋放，釋放的電子在電子控制系統6產生的持續引力作用下被電極吸引。電極間的水(媒介)流速率需要更多的能量來克服電極引力，並釋放到處理過的成品中，所以一般設定水流的推力要大於電極13引力。
不同於電離淨水系統，必須使用銅銀合金電極，本發明的電極13能夠使用任何釋放電子和/或能產生催化反應的材料，也就是說，本發明不受某種特定金屬的限制。實踐中，本發明的電極13(陰極和陽極)可以為純金屬、兩種或更多金屬/混合物的合金、石墨和陶器等，其形式可為塗、鍍或是包的結合。電極13的形狀可隨具體情況需要而採用棍狀、盤狀、格子狀或網眼狀。
本發明的原理是通過共振導致分子斷裂從而產生殺菌效果。該共振的頻率不固定，介於1,000赫茲到10,000赫茲(超聲波)以上。當液體介質通過位於流體室內的正負極電極時，殺菌效果產生作用。本發明殺菌的一般為三步1.電流與電極產生的含有脈衝的離子進行初步殺菌分子鏈斷裂處的細胞膜破裂，離子由此直接進入細胞，並作用於細胞DNA結構。
2.與初步殺菌同時進行的是帶負離子的生物組織吸附於帶正離子的自由金屬團。正負極之間的吸引直接改變了細胞核周圍的電子的屬性，阻止了細胞繁殖並將其殺死。
3.電子的屬性改變導致懸浮物發生凝絮，直至懸浮物質量增加產生不平衡，發生沉澱，使過濾發生作用。
權利要求
1.一種智能淨水裝置，其主要由電子控制系統和處理室構成，其特徵在於所述的處理室裝有電極，所述的電子控制系統與所述的電極相連並產生受控的脈衝信號，該脈衝信號與水中雜質分子中的電子產生共振，以斷開分子鏈。
2.如權利要求2所述的智能淨水裝置，其特徵在於它還包括抽水泵和水流管道，所述的抽水泵用於產生促使水流動的推力，其與所述水流管道相接，水流管道通過所述處理室，處理後的水經水流管道排出，所述的促使水流動的推力大於所述電極產生的吸引力。
3.如權利要求1所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的電子控制系統至少由交流電源、電源供應器、振蕩器、脈衝寬度調節器、邏輯驅動轉換器、電源轉換器組成，所述的交流電源通過轉換為直流電源後輸入到所述電源供應器，所述電源供應器分別向所述振蕩器、電源轉換器提供直流電源信號，所述的振蕩器又與所述的脈衝寬度調節器、邏輯驅動轉換器相連，所述的脈衝寬度調節器與邏輯驅動轉換器相連，所述的邏輯驅動轉換器與電源轉換器相連，所述的電源轉換器與所述的電極相連。
4.如權利要求1或3所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的電子控制系統還包括一個反饋系統，所述反饋系統是用於修正和調節電流大小，該反饋系統至少由反饋循環放大器、電流感應器組成；其中反饋循環放大器分別與所述的電子控制系統中的脈衝寬度調節器、電流感應器相連，所述的電流感應器與所述的邏輯驅動轉換器和電極相連，並且位於二者之間。
5.如權利要求1或3所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的電子控制系統還包括一個報警系統，它至少包括報警器，所述報警器與所述邏輯驅動轉換器相連。
6.如權利要求4所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的電子控制系統還包括一個報警系統，它至少包括報警器，所述報警器與所述邏輯驅動轉換器相連。
7.如權利要求6所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的報警系統，還包括一個電流過大偵查器，所述電流過大偵查器分別與所述邏輯驅動轉換器和所述電流感應器相連並且位於二者之間。
8.如權利要求6或7所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的報警系統，還包括一個電流不足偵查器，所述電流不足偵查器分別與所述邏輯驅動轉換器和所述電流感應器相連並且位於二者之間。
9.如權利要求1或3或6所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的電子控制系統還包括一個顯示系統，該系統至少包括一個顯示器，所述顯示器與電流感應器相連。
10.如權利要求4所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的電子控制系統還包括一個顯示系統，該系統至少包括一個顯示器，所述顯示器與電流感應器相連。
11.如權利要求5所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的電子控制系統還包括一個顯示系統，該系統至少包括一個顯示器，所述顯示器與電流感應器相連。
12.如權利要求1所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述共振的頻率大於1,000赫茲。
13.如權利要求1或2或3所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述電極的材料可以是純金屬或合金或石墨或陶器。
14.如權利要求4所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述電極的材料可以是純金屬或合金或石墨或陶器。
15.如權利要求1或2或3或14所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的電極的形狀可採用棍狀、盤狀、格子狀或網眼狀。
16.如權利要求13所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述的電極的形狀可採用棍狀、盤狀、格子狀或網眼狀。
17.如權利要求1或2或14或16所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述電極是模塊結構，其表面積和/或電極間間距是可以被調整的。
18.如權利要求12所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述電極是模塊結構，其表面積和/或電極間間距是可以被調整的。
19.如權利要求14所述的智能淨水裝置，其特徵在於所述電極是模塊結構，其表面積和/或電極間間距是可以被調整的。
20.如權利要求1所述的智能淨水裝置，其特徵在於該裝置還包括一個過濾系統，該系統至少具有一個過濾器。
全文摘要
本發明公開了一種智能淨水裝置，它可以適用於多種水質性質和水質條件，並且運行成本低，持續有效。它主要由抽水泵，水流管道，電子控制系統，過濾器和處理室組成，抽水泵用於產生促使水流動的推力，並且促使水流動的推力大於正負電極產生的吸引力，抽水泵與水流管道相接，水流管道通過處理室，處理後的水經水流管道排出，處理室裝有金屬電極9，電子控制系統與金屬電極相連並產生受控的脈衝信號，該信號與分子中的電子震動產生共振，可以斷開分子鏈，使被釋放出來的自由離子長期存在於液體中。另外，電子控制系統還具有反饋系統，報警系統和顯示系統。
文檔編號C02F1/48GK1824609SQ20051000658
公開日2006年8月30日 申請日期2005年2月23日 優先權日2005年2月23日
發明者保羅·史託, 力士·斯華 申請人:環保系統(遠東)有限公司