帶軟化功能的飲水機專用淨水器及軟化芯再生裝置的製作方法
2023-05-07 18:27:46 5
專利名稱：帶軟化功能的飲水機專用淨水器及軟化芯再生裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及飲用水處理技術領域，尤其涉及一種帶軟化功能的飲水機專 用淨水器及軟化芯再生裝置。
背景技術：
飲水機專用淨水器是與普通飲水機配套使用的，其可以取代普通飲水機 上的淨水桶。使用時，只需向淨水器中加入普通巿政自來水，經淨水器淨化 後就成為優質飲用水，所以使用很方便，越來越受消費者歡迎。
飲水機專用淨水器一般包括原水桶和淨水桶，原水桶設置在淨水桶的上 方，原水桶的底部設有用於淨化水質的濾芯，淨水桶的底部設有控制飲水機 水鬥中水位的浮子閥。早期的飲水機專用淨水器只有淨化水質的功能，即只 有去除水中的有毒有害物質(如有機物、異色、異臭、異味等等)的功能， 沒有軟化水質的功能，即沒有去除水中硬度成分(如鈣鎂離子等)的功能。 當水中的硬度成分含量較髙(即水質較硬)時，飲水機中的熱罐就容易結水 裙，並且水的口感也不好。為了解決此問題，人們給飲水機專用淨水器增加 了軟化功能，用於處理水質較硬的水。軟化的方法是離子交換法，即在濾芯 中增加陽離子樹脂，水流在經過樹脂時，水中的鈣鎂離子與樹脂上的陽離子 進行交換，從而使水質得到軟化。
在公知技術中，飲水機專用淨水器軟化功能的實現有如下幾種方法 1.在濾芯中(例如在活性炭芯中)加入一些陽離子樹脂，即將濾芯製成 既有淨化功能又有軟化功能的複合濾芯。這種方法的缺點是
a) .由於濾芯是一次性使用的，導致陽離子樹脂也是一次性使用，不能再 生，造成極大的浪費；
b) .濾芯中的活性炭吸附容量較大，而陽離子樹脂交換容量較小，導致濾
芯剛使用時其既有淨化水質的功能又有軟化水質的功能，但很快就只剩下淨 化水質的功能而沒有軟化水質的功能。
2.增加單獨設置的軟化芯(即軟化芯可以從淨水器上單獨拆出)，將具 有軟化功能的軟化芯和具有淨化功能的濾芯串接使用。可以將軟化芯和濾芯
分別設置在原水桶底板的上方和下方；可以將軟化芯和濾芯串接後都設置在 原水桶底板的下方；也可以在淨水器的原水桶和淨水桶之間增加一個中桶， 在原水桶底板的上方和下方分別設置微孔陶瓷濾芯和軟化芯，在中桶底板的 下方設置淨化水質的濾芯。當軟化芯中的樹脂飽和後，可以用食鹽水對軟化 芯進行再生處理。在公知技術中，單獨設置的軟化芯的再生方法有兩種
a. 將軟化芯從淨水器上拆下，放入濃鹽水中浸泡。為了提高再生效果， 需要反覆將軟化芯從濃鹽水中取出瀝乾又放回去，如此數次之後，鹽水的濃 度就會顯著下降。鹽水濃度下降後對後續的再生反應有很大影響。此外，這 種再生操作方法比較複雜，普通用戶既不易理解更不易學會，致使在實際產 品中軟化芯的再生效果很差， 一些用戶甚至在再生操作之後軟化芯的軟化性 能幾乎沒有產生顯著的改善。
b. 對於在原水桶底板的上方和下方分別設置微孔陶瓷濾芯和軟化芯，在 中桶底板的下方設置淨化水質的濾芯的淨水器，可以將底板的上方和下方分 別設置微孔陶瓷濾芯和軟化芯的原水桶從淨水器上移開，架設到另 一可支撐 原水桶的支撐架上，再向原水桶加入濃鹽水，以此對軟化芯進行再生。這樣, 進入軟化芯的水都是濃度很高的鹽水，經軟化芯中的樹脂反應後濃度降低了 的鹽水可以及時離開軟化芯，所以這種方法再生比較徹底，效果很好。但是， 這種飲水機專用淨水器存在如下不足
a) .軟化芯再生時的流量太大，濃鹽水消耗太多，即濃鹽水中的鈉離子還 沒有充分地與樹脂中的鈣鎂離子交換就白白流走，既浪費資源又汙染環境。 本領域技術人員知道軟化芯再生時的流量應明顯小於淨水器運行時的流量， 通常後者是前者的3~8倍。而在上述軟化裝置中，軟化芯再生時的流量等於 淨水器運行時的流量。所以，上述軟化裝置還是不夠合理、不夠科學。
b) .由於這種淨水器設有中桶，導致淨水器的造價顯著上升(中桶成本佔
淨水器總成本的百分之十五以上)。
綜上所述，公知技術中的帶軟化功能的飲水機專用淨水器，軟化芯再生
時，要麼是再生操作複雜，用戶不易掌握，再生效果很差；要麼是雖然再生 效果很好，卻浪費資源、汙染環境，並且淨水器造價很高。
本領域技術人員知道，在軟化淨水器設計方面，公知技術中已經有成熟 的技術，現在完全可以做到再生效果很好，不浪費或少浪費再生液資源， 並且操作十分簡單，甚至可以做到全自動無人值守。但是，這些技術離不開 電氣控制系統、電磁閥、多路閥等，顯然，這些技術需要足夠的製造成本予 以支持。而飲水機專用淨水器是面向普通居民的產品，據市場調查在中國 現階段，只有將單位產品的製造成本控制在60圓~ 150圓人民幣才能得到市 場認可。顯然，如此低的成本不能支持包含電磁閩、多路閥和電氣控制系統 的任何技術。
以上就是帶軟化功能的飲水機專用淨水器的背景技術，這就是說，要在 低成本的條件下，使飲水機專用淨水器中的軟化芯再生效果很好，操作簡易， 不浪費或少浪費再生液(即濃鹽水)，還需要技術上的突破。
發明內容
本發明的目的是針對上述現有技術現狀的不足而提供一種帶軟化功能的 飲水機專用淨水器及軟化芯再生裝置。
本發明解決上述技術問題所釆用的技術方案為 一種帶軟化功能的飲水 機專用淨水器及軟化芯再生裝置，其中淨水器包括原水桶和淨水桶，原水桶 設置在淨水桶的上方，原水桶的底部設有用於淨化水質的濾芯，淨水桶的底 部設有用於軟化水質的軟化芯，在軟化芯的下方設有控制飲水機水鬥中水位 的下浮子閥，所述的軟化芯上設有軟化-再生轉換器，淨水器運行時軟化-再生轉換器設置在軟化位置；其中軟化芯再生裝置包括淨水桶和淨水桶支撐 裝置，淨水桶底部設有所述的軟化芯，再生時軟化-再生轉換器設置在再生
所述的濾芯可以是微孔陶瓷濾芯、活性炭芯或者中空纖維濾芯，也可以
是其它用於去除水中汙染物的濾芯。微孔陶瓷濾芯中的微孔陶瓷可以是單面 過濾微孔陶瓷，也可以是雙面過濾微孔陶瓷。
所述的淨水桶支撐裝置可以是飲水機殼體，也可以是其它能支撐淨水桶 的支撐裝置。
所述的軟化芯包括殼體，殼體內設有鈉型陽離子樹脂，在鈉型陽離子樹 脂的上方和下方分別設有阻擋樹脂洩漏的網板。所述的阿板由絲網和孔板組
成，孔板上所有的通孔均被絲網覆蓋，絲網的目數不小於40目。所述的孔板 可以是平孔板，也可以時弧形孔板。
所述的軟化-再生轉換器就是一個流量調整裝置，當淨水器正常運行時, 將流量調整裝置設置在大流量位置，此位置也稱為軟化位置，以滿足淨水器
出水流量要求；當軟化芯再生時，將流量調整裝置設置在小流量位置，此位 置也稱為再生位置，以滿足軟化芯再生時所需的小流量要求。所述的流量調 整裝置是設置在軟化芯上的一個零件或部件，在結構上可以設計成將該裝 置設置在軟化芯的中心，通過旋轉或拉壓該流量調整裝置來調整軟化芯的出 水流量，也可以將流量調整裝置設計成其它結構形式。
本發明的進一步技術措施是在原水桶中加入粉末狀水處理材料，其中 包括粉末活性炭，先利用粉末狀水處理材料對原水進行吸附、粘附、混凝或 氧化處理，再利用高精度過濾材料(例如高精度微孔陶瓷或中空纖維)進行 過濾。
本發明的進一步技術措施是在原水桶的頂部設有遮蔽原水桶中粉末狀 水處理材料的內蓋。
本發明的進一步技術措施是在原水桶的下方設有控制淨水桶中水位的 上浮子閩。由於淨水桶中的水位被得到控制，用戶在給淨水器加水時可以不 用顧忌淨水檷中的水位。就是說，即使淨水桶中水位上升到了上限，用戶仍 然可以將原水桶加滿水。這樣，淨水桶容積可以設計得較小，例如淨水桶的 有效容積可以在1L 4L之間，原水桶容積可以設計得較大，例如原水桶的有 效容積在6L 20L之間。用戶從淨水桶取走多少水，淨水器立即就淨化多少 水向淨水桶補充。淨水桶容積小，則淨水桶中的水就能經常被剛淨化的新鮮水置換，故不易產生二次汙染；原水桶容積大，用戶一次加滿水後可以在較 長時間內不用加水，方便操作。
使用時，先將軟化芯中的軟化-再生轉換器設置在軟化位置，並將帶軟 化功能的飲水機專用淨水器安裝在飲水機上(安裝前應拆除飲水機上的聰明 座)，再向原水桶加滿水。這時，淨水器將自動對原水桶中的原水進行淨化處 理，並將淨化後的水儲存在淨水桶中和飲水機的水鬥中，即原水桶中的原水 淨化後流向淨水桶，再經軟化芯軟化後流向飲水機水鬥。當飲水機水鬥中的 水位上升到上限位置時，下浮子閥關閉，淨水桶中的水停止向飲水機水鬥流 動。當淨水桶中的水位上升到上限位置時，上浮子閥關閉，原水桶中的原水 停止向淨水桶流動。
當用戶開啟飲水機出水龍頭取水時，飲水機水鬥中的水流向出水龍頭， 水鬥中的水位開始下降，下浮子閥開啟；下浮子閥開啟後，淨水桶中的水通 過軟化芯即時軟化後流向飲水機水鬥，淨水桶中的水位開始下降，上浮子閥 開啟；上浮子閥開啟後，原水桶中的原水經濾芯淨化後流向淨水桶。
用戶取水完畢時，飲水機水鬥中的水停止流向出水龍頭，淨水桶中的水 通過軟化芯即時軟化後繼續流向飲水機水鬥，水鬥中的水位開始上升；當水 鬥中的水位上升到上限位置時，下浮子閥關閉，淨水桶中的水停止流向飲水 機水鬥，原水桶中的原水經濾芯淨化後繼續流向淨水桶，淨水桶中的水位開 始上升；當淨水桶中的水位上升到上限位置時，上浮子閥關閉，原水桶中的 原水停止流向淨水桶。
帶軟化功能的飲水機專用淨水器使用一段時間後，其中的軟化功能會逐 漸下降，當軟化功能不能滿足要求時，需要將軟化芯作再生處理。
軟化芯再生時，只需先將原水桶組件(包括安裝在其上的所有零部件) 從淨水器上移開，再從飲水機龍頭放盡淨水桶和飲水機水鬥中的剩水，並保 持飲水機出水龍頭處於開啟狀態，然後將軟化芯上的軟化-再生轉換器設置 在再生位置，再向淨水桶加入適量的濃鹽水。這樣，再生過程就開始了。待 淨水桶中的濃鹽水依次經軟化芯、水鬥全部從飲水機出水龍頭流出後，再將 軟化芯上的軟化-再生轉換器返回軟化位置，然後用潔淨自來水洗淨軟化芯、
水鬥和飲水機管路中的殘餘鹽分，再將原水桶組件裝回淨水器。至此，再生 過程結束，淨水器可以開始正常運行。上述再生過程，也可以將淨水桶架設 到其它的支撐裝置上進行，這樣可以省去清洗水鬥和飲水機管路中殘餘鹽分 的工作。
由於再生裝置的再生流量可以按合理的再生流量設計，再生液中的鈉離 子可以充分地與樹脂中的鈣鎂離子交換，所以軟化芯的再生效果很好，並且 再生液浪費也很少。
本發明技術的有益效果是軟化芯的再生操作簡易，再生裝置合理，再 生效果很好，並且製造成本較低，所以十分適合家居和辦公場所的普通用戶 使用。
圖1為本發明帶軟化功能的飲水機專用淨水器實施例結構示意圖。
圖2為圖1中的軟化芯第一種結構示意圖。
圖3為圖2的俯視圖。
圖4為圖2中的旋管結構示意圖。
圖5為圖4的A — A剖面圖。
圖6為圖1中的軟化芯第二種結構示意圖。
圖7為6圖中的拉壓管左視圖。
圖8為本發明軟化芯再生裝置實施例結構示意圖。
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下面結合具體附圖對本發明進行詳細描述，但應當理解這裡的詳細描述 並不構成對本發明保護範圍的限制。
帶軟化功能的飲水機專用淨水器實施例結合圖l、圖2、圖3、圖4和 圖5所示，本實施例帶軟化功能的飲水機專用淨水器包括原水桶(10)和淨 水桶(5);原水桶(IO)設置在淨水桶(5)的上方，其底部上方設有用於淨 化水質的微孔陶瓷濾芯，其底部下方設有控制淨水桶(5)中水位的上浮子閥
(6);淨水桶(5)的底部設有用於軟化水質的軟化芯(3)，在軟化芯(3) 的下方設有控制飲水機水鬥中水位的下浮子閥(1)，原水桶(10)的上方設 有遮蔽粉末狀水處理材料的內蓋(12 )，內蓋(12 )的上方設有淨水器蓋(11); 軟化芯(3)通過"["形密封圏(4)與淨水桶(5)的內側壁密封；下浮子 閥(1)的閥體通過密封圏(2)與淨水桶(5)底部的下表面密封。
所述的微孔陶瓷濾芯包括單面過濾微孔陶瓷(9 )和連接環(8 )，單面過 濾微孔陶瓷(9)和連接環(8)釆用矽橡膠粘接並密封，連接環(8)通過0 形密封圏(7)與原水桶(10)的底板密封。
軟化芯(3)包括殼體(13)，殼體(13)內設有鈉型陽離子樹脂(21)， 在樹脂(21)的上方和下方分別設有阻擋樹脂(21)洩漏的上網板(15)和 下網板(28 ),上網板(l5 )上設有絲網(14 )，下網板(28 )上設有絲網(27 )， 絲網(14 )和絲網(27 )的目數不小於40目，樹脂(21)的中間設有芯管(22 ); 芯管(22)的頂部和中下部分別與上網板(15)和下網板(28)密封固定連 接，芯管(22)的底部與殼體(13)底板的上表面接觸並設有兩個水流通道
(23 );軟化芯(3 )的頂部設有蓋板(16 ),蓋板(16 )設有8個通孔(17 ) 和4個通水槽(20)，並在橫軸和縱軸兩個方位分別設有"軟化"和"再生" 字樣；軟化芯(3)的中間設有包括旋管(19)和0形密封圈(18)組成的流 量調整裝置，旋管(19)的中下部設有兩個大孔(24)和一個小孔(25)，旋 管(19)的頂部設有便於旋轉操作的扁平手把，旋管(19)和芯管(22)通 過0形密封圈(18)進行密封；當扁平手把指向"軟化"字樣時，對應旋管
(19)的兩個大孔(24)連通水流通道(23)，而小孔(25)不通水；當扁平 手把指向"再生"字樣時，對應旋管(19)的一個小孔(25)連通水流通道
(23)，而兩個大孔(24)不通水；殼體(13)底部設有出水管，出水管外部 設有外螺紋，出水管內部設有可對旋管(19 )向下運動進行限位的臺階(26 )。 圖1中的軟化芯(3)也可以釆用圖6的結構，結合圖6和圖7所示，軟 化芯的中間設有包括拉壓管(32)、蓋形螺母(31)和0形密封圈(29、 30) 組成的流量調整裝置，拉壓管(32)的中下部設有兩個大孔(34)，並在其中 一個大孔(34)的下方設有一個小孔(35)，拉壓管(32)的頂部通過螺紋連
接蓋形螺母(31);圖示位置為拉壓管(32 )的兩個大孔(34 )連通水流通道 (33)，而拉壓管(32)上的一個小孔(35)不通水，是流量調整裝置處於大 流量時的位置，也稱為軟化位置；當拉壓管(32)被向上拉起，使拉壓管(32) 上的一個小孔(35)連通水流通道(33)時，而兩個大孔(34)不通水，則 流量調整裝置處於小流量位置，也稱為再生位置；在軟化芯的蓋板上可以設 有"拉起為再生位置，壓下為軟化位置"的字樣，或其它具有類似含義的字 樣，提示用戶操作。
使用時，向原水桶(10)加入粉末狀水處理材料，利用給原水桶(10) 加水時的水流衝力將粉末狀水處理材料與原水混合，原水與水處理材料混合 後成為混合液H0)，單面過濾微孔陶瓷(9)再對混合液(40)進行過濾， 過濾後的水流向淨水桶(5)。
軟化芯再生裝置實施例結合圖8所示，本實施例包括淨水桶(5)和飲 水機殼體(39);淨水桶(5)底部設有軟化芯(3)，軟化芯(3)通過"[" 形密封圈(4)與淨水桶(5)的內側壁密封，軟化芯(3)上的旋管(19)旋 轉到再生位置；飲水機殼體(39)的內部設有水鬥(38)，水鬥(38)通過出 水管(37)連通到出水龍頭(36)。
軟化芯(3 )再生時，開啟出水龍頭(36 )放盡淨水桶(5 )和水鬥(38 ) 中的剩水，並保持出水龍頭(36)處於開啟狀態，在確認軟化芯(3)上的旋 管(19)處於再生位置後，向淨水桶(5)加入適量的濃鹽水。這樣，再生過 程就開始了。
最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明而並非限制本發明所描 述的技術方案；因此，儘管本說明書參照上述實施例對本發明已進行了詳細 的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修 改或等同替換；而一切不脫離本發明的精神和範圍的技術方案及其改進，其 均應涵蓋在本發明的權利要求範圍中。
權利要求
1.一種帶軟化功能的飲水機專用淨水器，其包括原水桶和淨水桶，原水桶設置在淨水桶的上方，原水桶的底部設有用於淨化水質的濾芯，其特徵是淨水桶的底部設有用於軟化水質的軟化芯，軟化芯的下方設有控制飲水機水鬥中水位的下浮子閥。
2. 根據權利要求1所述的一種帶軟化功能的飲水機專用淨水器，其特徵 是所述的軟化芯內部設有陽離子樹脂，軟化芯上設有軟化-再生轉換器。
3. 根據權利要求2所述的一種帶軟化功能的飲水機專用淨水器，其特徵 是所述的軟化-再生轉換器包括旋管或拉壓管。
4. 根據權利要求1所述的一種帶軟化功能的飲水機專用淨水器，其特徵 是原水桶底部下方設有控制淨水桶中水位的上浮子閥。
5. 根據權利要求1所述的一種帶軟化功能的飲水機專用淨水器，其特徵 是所述的濾芯包括微孔陶瓷。
6. 根據權利要求1所述的一種帶軟化功能的飲水機專用淨水器，其特徵 是原水桶中設有粉末狀水處理材料。
7. 根據權利要求6所述的一種帶軟化功能的飲水機專用淨水器，其特徵 是所述的粉末狀水處理材料包括粉末活性炭。
8. 根據權利要求1所述的一種帶軟化功能的飲水機專用淨水器，其特徵 是原水桶的頂部設有遮蔽粉末狀水處理材料的內蓋。
9. 一種軟化芯再生裝置，其特徵是包括淨水桶和淨水桶支撐裝置，淨 水桶底部設有軟化芯，軟化芯內部設有陽離子樹脂，軟化芯上設有軟化-再 生轉換器。
10. 根據權利要求9所述的軟化芯再生裝置，其特徵是所述的淨水桶支 撐裝置是飲水機殼體。
全文摘要
一種帶軟化功能的飲水機專用淨水器及軟化芯再生裝置，其中淨水器包括原水桶和淨水桶，原水桶設置在淨水桶的上方，原水桶的底部設有用於淨化水質的濾芯，淨水桶的底部設有用於軟化水質的軟化芯，在軟化芯的下方設有控制飲水機水鬥中水位的下浮子閥，所述的軟化芯上設有軟化-再生轉換器，淨水器運行時軟化-再生轉換器設置在軟化位置；其中軟化芯再生裝置包括淨水桶和淨水桶支撐裝置，淨水桶底部設有所述的軟化芯，再生時軟化-再生轉換器設置在再生位置。本發明技術的顯著優點是軟化芯的再生操作簡易，再生裝置合理，再生效果很好，並且製造成本較低，所以十分適合家居和辦公場所的普通用戶使用。
文檔編號C02F1/42GK101353183SQ200810160878
公開日2009年1月28日 申請日期2008年9月9日 優先權日2008年9月9日
發明者黃樟焱 申請人:黃樟焱