一種具有反滲透濾芯保護功能的淨水機的製作方法

2023-10-20 11:40:27

本實用新型涉及一種淨水機，尤其是一種具有反滲透濾芯保護功能的淨水機。

背景技術：

水是人體的重要組成部分，人體內的水約佔一個成年人體重的50%，正常人每天平均耗水量為2000-2500毫升，體內物質氧質化可生水300毫升，故每日應該補充水分大約2000毫升，其中大部分通過飲水獲得。但是，隨著水汙染不斷的加劇，飲水健康水越來越難，人體其它器官也會因長期受到汙染而受到傷害。日常飲用的自來水經過了多種清潔、殺菌消毒手段，經出廠水質檢測能夠達到國家衛生標準，再經過漫長的管道和二次加壓的水箱，流入千家萬戶。流入住戶前，漫長的管道經過了複雜地形和道路，有些管道年久失修，有些水管與汙水管交叉，樓裡的一些水管甚至先要經過廁所，才能夠到達廚房。因為水管四周的滲漏和二次加壓水箱很少清理消毒，而水箱裡不可能一塵不染，以及水管中的鐵鏽等諸多原因會造成對水質的二次汙染，鐵鏽、鉛、酚等致病微生物、農藥都有不同程度出現，其汙染情況觸目驚心。

隨著人們對於飲用水水質要求的提高，淨水系統正逐漸進入家家戶戶的飲水體系中。然而，各地的氣候環境差別懸殊，各戶的裝配使用環境也不盡相同，造成了淨水機的工作環境較為複雜。尤其在水溫環境方面，由於反滲透濾芯對水溫極為敏感，傳統的淨水機大多適用於春秋季節使用，一旦到了冬季，北方地區，尤其是東北地區以及一些偏遠的地區冬季比較寒冷，淨水機即使放在屋內，有的管道較長容易凍結，造成水路堵塞不通或者凍裂，重要的是，在濾芯內的水在低溫下結冰後體積膨脹，容易撐破濾芯外殼，對反滲透濾芯來說堅硬的冰更是可能破壞反滲透膜。即使不結冰，冰冷的水經淨水機通過多個過濾網層微孔水速減慢很多，造成增壓泵機電耗大、費電，且制水效率變低，浪費水明顯。而到了夏季，某些農村地區的用戶，甚至城市中也有部分用戶會將淨水機安裝在太陽可以直接照射的位置，比如陽臺等，使得淨水機在不工作的情況下，濾芯或者水路中的水被加熱，一方面，使得機器中容易滋生細菌，另一方面，超過一定溫度時，甚至有損壞反滲透膜的風險，造成淨水性能下降。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型提供了一種具有反滲透濾芯保護功能的淨水機，包括增壓泵、反滲透濾芯、第一溫度傳感器和控制晶片，增壓泵位於反滲透濾芯的上遊，反滲透濾芯還包括淨水出水口和濃水出水口，濃水出水口的下遊設有衝洗電磁閥，控制晶片與增壓泵、第一溫度傳感器、衝洗電磁閥電連接，其特徵在於，第一溫度傳感器位於水路中，控制晶片接收第一溫度傳感器檢測到的水溫信號，控制晶片在水溫滿足預設條件時控制衝洗電磁閥打開、增壓泵開啟，進而對反滲透濾芯中的水進行置換。

進一步的，增壓泵的上遊設有進水電磁閥，控制晶片判定水溫低於第一預設溫度，則控制晶片控制進水電磁閥關閉、衝洗電磁閥打開、增壓泵開啟，進而將反滲透濾芯中的水從濃水出水口排出並以空氣置換反滲透濾芯中的水。

進一步的，在進水電磁閥和增壓泵之間設有常閉的空氣電磁閥，空氣電磁閥與控制晶片電連接，控制晶片判定水溫低於第一預設溫度，則控制晶片控制空氣電磁閥打開。

進一步的，控制晶片控制完成以空氣置換反滲透濾芯中的水之後，控制晶片判定水溫高於第一預設溫度，則控制晶片控制進水電磁閥打開、衝洗電磁閥打開、增壓泵開啟，進而將反滲透濾芯中的空氣從濃水出水口排出。

進一步的，控制晶片接收第一溫度傳感器檢測到在以空氣置換反滲透濾芯中的水之後的水溫並判定該水溫低於第一預設溫度，則控制晶片屏蔽制水命令；或者，控制晶片接收第一溫度傳感器檢測到在以空氣置換反滲透濾芯中的水之後的水溫並判定該水溫低於第一預設溫度，則控制晶片在執行完制水命令之後重複以空氣置換反滲透濾芯中的水的過程。

進一步的，第一溫度傳感器位於進水電磁閥的上遊；或者，第一溫度傳感器位於反滲透濾芯內部。

進一步的，控制晶片判定水溫高於第二預設溫度，則控制晶片控制衝洗電磁閥打開、增壓泵開啟，進而將反滲透濾芯中的水從濃水出水口排出並以原水置換反滲透濾芯中的水。

進一步的，第一溫度傳感器位於增壓泵上遊，濃水出水口的下遊設有第二溫度傳感器，控制晶片接收第一溫度傳感器檢測到的水溫信號和第二溫度傳感器檢測到的水溫信號，控制晶片判定第一溫度傳感器檢測到的水溫和第二溫度傳感器檢測到的水溫低於第二預設溫度，且第一溫度傳感器檢測到的水溫和第二溫度傳感器檢測到的水溫的差值小於預設值時，則控制晶片控制退出對反滲透濾芯中的水進行置換的過程。

進一步的，控制晶片控制對反滲透濾芯中的水進行置換的過程持續預設時長後，控制晶片控制退出對反滲透濾芯中的水進行置換的過程；或者，濃水出水口下遊設有流量傳感器，控制晶片接收流量傳感器檢測到的流量信號，控制晶片在判定流量大於預設流量時控制退出對反滲透濾芯中的水進行置換的過程。

進一步的，淨水出水口下遊設有第一壓力開關，增壓泵上遊設有第二壓力開關，控制晶片與第一壓力開關、第二壓力開關電連接，控制晶片執行對反滲透濾芯中的水進行置換的過程時，控制晶片屏蔽第一壓力開關和第二壓力開關的信號。

本實用新型中，控制晶片根據第一溫度傳感器檢測到的水溫在異常水溫的情況下控制開啟增壓泵和濃水出水口下遊的衝洗電磁閥，進而對反滲透濾芯中的水進行置換，避免異常水溫造成對反滲透濾芯的破壞。包括了應對低溫環境和高溫環境，在低溫環境下，將反滲透濾芯中的水排出，用空氣置換反滲透濾芯中的水，即使反滲透濾芯中的水結冰，由於其內部有一定的緩衝空間，避免撐破濾芯外殼，甚至破壞反滲透膜。另外，空氣還會擴散到水路中，同樣的，形成了對水路的保護。在高溫環境下，將反滲透濾芯中的水排出，用水管中的常溫原水置換反滲透濾芯中的水，避免了高溫水損壞反滲透膜。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明：

圖1是本實用新型淨水機的水路示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本實用新型的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本實用新型，但是，本實用新型還可以採用其他不同於在此描述的其他方式來實施，因此，本實用新型的保護範圍並不受下面公開的具體實施例的限制。

如圖1所示，一種淨水機，包括增壓泵1、反滲透濾芯2、第一溫度傳感器3和控制晶片4，增壓泵1位於反滲透濾芯2的上遊，反滲透濾芯2還包括淨水出水口21和濃水出水口22，濃水出水口22的下遊設有衝洗電磁閥5，其中，衝洗電磁閥5設置於濃水出水口22的旁路上，與其並聯的那路上設有常開的廢水比51。一般來說，在制水工況下，衝洗電磁閥5是關閉的，濃水通過廢水比51形成了反滲透濾芯2後端的背壓，有助於生成淨水，當然，廢水比51也可以是可調節的廢水比；而在完成一定製水量後，反滲透膜的表面被阻滯的雜質會形成雜質層，打開衝洗電磁閥5後，反滲透濾芯2後端的背壓消失，原水衝洗反滲透膜的表面，提高反滲透膜的使用壽命。本實施例中，濃水出水口22後端的廢水比和衝洗電磁閥的並聯水路還可以通過具有集成兩者功能的廢水比電磁閥來完成，此處不再具體展開。控制晶片4與增壓泵1、第一溫度傳感器3、衝洗電磁閥5電連接，控制晶片4用於存儲控制程序，接收自傳感器的信號，分析運算後完成對各個部件的控制，當然，控制晶片可以把各個模塊集成在一塊晶片上，也可以是分開的多個晶片。另外，本實施例中的淨水機還包括了位於反滲透濾芯2前端的前置濾芯，一般來說，前置濾芯依次包括了初濾濾芯、前置活性炭濾芯等，完成初步的過濾以及除氯，以保護後端的反滲透濾芯，或者在前置活性炭濾芯和反滲透濾芯之間再設置一個初濾濾芯，以避免活性炭顆粒進入反滲透濾芯，當然，隨著目前反滲透膜工藝水平的提升，其耐氯性能也進一步提高，甚至可以考慮前置濾芯中取消活性炭濾芯的設置。考慮到機器整體布局，也可採用複合式前置濾芯。在反滲透濾芯淨水出水口21後端還設置後置濾芯、壓力桶、淨水龍頭等部件，後置濾芯主要用於改善淨水口感，壓力桶主要用於存儲淨水，以滿足用戶使用時的流量要求，而隨著反滲透膜通量的提高，也可不設置壓力桶。當然，這些內容並非本實用新型關注的內容，此處不再贅述。

第一溫度傳感器3用以檢測水路中的水溫，由於淨水機在非制水工況下水在機器內是不流動的，並且機器體積並不大，不同位置的環境溫度可以看成是基本一致的，因此第一溫度傳感器3位於水路中檢測到的水溫即可用以等效水路其它位置的水溫，當然，水路中各個位置的水溫也會有略微差異的，第一溫度傳感器的設置位置會有較優的選擇，後文中將會具體涉及。

在非制水工況下，控制晶片4接收第一溫度傳感器3檢測到的水溫信號並根據該水溫信號與預存在控制晶片4中的預設條件進行對比，當水溫信號滿足該預設條件時，則判定淨水機的水溫異常，控制晶片4控制衝洗電磁閥5打開、增壓泵1開啟，進而對反滲透濾芯2中的水進行置換，避免異常水溫造成對反滲透濾芯、其它濾芯，甚至水路的破壞。其中，衝洗電磁閥5打開、增壓泵1開啟等可以是同時動作，也可以是衝洗電磁閥5先打開、增壓泵1後開啟，或者增壓泵1先開啟、衝洗電磁閥5後打開，對於後者來講，需控制兩者動作的時間差在一定值內，避免增壓泵加壓後，後端的衝洗電磁閥延時打開使得水路內壓力升高，造成損壞。

具體的預設條件為水溫低於第一預設溫度。在本實施例中，增壓泵1的上遊設有進水電磁閥6，進水電磁閥6在常規工況下為常開狀態，控制晶片4判定水溫低於第一預設溫度，則控制晶片4控制進水電磁閥6關閉、衝洗電磁閥5打開、增壓泵1開啟，進而將反滲透濾芯2中的水從濃水出水口22排出並以空氣置換反滲透濾芯2中的水。其中較優的方案為，進水電磁閥6關閉、衝洗電磁閥5打開、增壓泵1開啟等可以是同時動作。當然，上述動作也可以在控制一定時間差的前提下具有一定先後順序，例如，進水電磁閥首先關閉，截止增壓泵上遊的原水入口，而後衝洗電磁閥打開、增壓泵開啟同時動作，或者其它動作順序，此處不一一舉例。在增壓泵1的作用下，增壓泵1和進水電磁閥6之間的水會向增壓泵1下遊移動，並且該部分水推動反滲透濾芯2內的水從濃水出水口22排出，此時，增壓泵1和進水電磁閥6之間會形成一定真空，增壓泵1停止工作後，在真空吸力的作用下，空氣自濃水出水口22被吸入反滲透濾芯2內，進而完成以空氣置換反滲透濾芯2中的水的過程。

本預設條件的設置為了避免在低溫環境下，反滲透濾芯中的水結冰而撐破濾芯外殼，甚至破壞反滲透膜。另外，空氣還會擴散到水路中，同樣形成了對水路的保護。第一預設溫度的取值在0℃-4℃之間的範圍，水在標準大氣壓下的凝固點是0℃，考慮到氣壓、元器件測量誤差、測量位置等因素，預留一定溫度餘量，第一預設溫度較優的選擇為1℃-4℃之間，可以是1.5℃、2℃、2.5℃、3℃、3.5℃等。

較優的，在進水電磁閥6和增壓泵1之間設有常閉的空氣電磁閥7，空氣電磁閥7一端與水路連通，另一端與空氣連通，空氣電磁閥7與控制晶片4電連接。在控制晶片4判定水溫低於第一預設溫度時，則控制空氣電磁閥7打開，使增壓泵1在開啟後能將空氣吸入水路中並泵入反滲透濾芯2內。

本實施例中，第一溫度傳感器3位於進水電磁閥6的上遊，一方面，由於以空氣置換反滲透濾芯中的水可能在進水電磁閥6的下遊水路中會有氣泡，第一溫度傳感器如果設置於該位置則可能出現檢測水溫不準的情況，而進水電磁閥6的上遊水路內則長期充滿水，另一方面，在進水電磁閥6關閉的情況下其上遊水路內增壓泵1工作時的壓力衝擊等影響較小，有利於第一溫度傳感器3的長期穩定工作。另外優選的，第一溫度傳感器還可以設置於反滲透濾芯內部，可以更加直接準確的反應反滲透濾芯內部的水溫。

在以空氣置換反滲透濾芯2中的水之後，控制晶片4接收第一溫度傳感器3檢測到的水溫，並判定該水溫低於第一預設溫度，則控制晶片4屏蔽制水命令。考慮到氣壓、元器件測量誤差、測量位置等因素，雖然預留一定溫度餘量，但是水路內很可能部分區域已經發生結冰，此時開啟增壓泵1進行制水則很可能出現增壓泵1空轉，如果增壓泵1處發生結冰，甚至可能直接損壞增壓泵1。或者，在預留較大溫度餘量的前提下，控制晶片4接收第一溫度傳感器3檢測到在以空氣置換反滲透濾芯2中的水之後的水溫並判定該水溫低於第一預設溫度，則控制晶片4在執行完制水命令之後重複以空氣置換反滲透濾芯2中的水的過程，並且控制晶片4在檢測到增壓泵1出現空轉或者過載等情況時，需立即停止制水。

控制晶片4控制完成以空氣置換反滲透濾芯中的水之後，隨著環境溫度回暖，控制晶片4判定水溫高於第一預設溫度，則控制晶片4控制進水電磁閥3打開、衝洗電磁閥5打開、增壓泵1開啟，原水自進水電磁閥3進入並通過反滲透濾芯2後從濃水出水口22流出，同時將反滲透濾芯2中的空氣從濃水出水口22排出，機器恢復正常待機狀態。

作為另一種異常水溫的情況，為了避免在高溫下，反滲透膜受到損壞，控制晶片4判定水溫高於第二預設溫度，則控制晶片4控制衝洗電磁閥5打開、增壓泵1開啟，進而將反滲透濾芯2中的水從濃水出水口22排出並以原水置換反滲透濾芯2中的水。到了夏季，某些農村地區的用戶，甚至城市中也有部分用戶會將淨水機安裝在太陽可以直接照射的位置，比如陽臺等，使得淨水機在不工作的情況下，濾芯或者水路中的水被加熱，一方面，使得機器中容易滋生細菌，另一方面，超過一定溫度時，甚至有損壞反滲透膜的風險，造成淨水性能下降。當檢測到水溫過高時，用水管內的常溫水置換反滲透濾芯中的水，對反滲透膜起到保護作用。第二預設溫度取值範圍在35℃-40℃之間。

當第一溫度傳感器3位於增壓泵上遊時，考慮到上述置換過程的合理退出時機，還可以在濃水出水口22的下遊設置第二溫度傳感器31。控制晶片4接收第一溫度傳感器3檢測到的水溫信號和第二溫度傳感器31檢測到的水溫信號，控制晶片4判定第一溫度傳感器3檢測到的水溫和第二溫度傳感器31檢測到的水溫都低於第二預設溫度，並且第一溫度傳感器3檢測到的水溫和第二溫度傳感器31檢測到的水溫的差值小於預設值時，預設值一般為0.5℃-2℃之間，則控制晶片4控制退出對反滲透濾芯2中的水進行置換的過程，避免前端的第一溫度傳感器3檢測到水溫正常後，後端反滲透濾芯2內的高溫水還未完全置換的情況下提前退出。

另外，對於上述兩種高低溫異常水溫的情況，還可以採用下述對反滲透濾芯中的水進行置換過程的退出方式。控制晶片4對該過程的持續時間進行累計，當該持續時間達到預設時長後，控制晶片4控制退出對反滲透濾芯2中的水進行置換的過程。除了上述時長控制的方法，還可以採用流量控制的方法，具體的，在濃水出水口22下遊設置流量傳感器，控制晶片4接收流量傳感器檢測到的流量信號，控制晶片4在判定流量大於預設流量時控制退出對反滲透濾芯2中的水進行置換的過程。這種退出方式可以事先測量好完成置換過程所需的流量，將該流量參數輸入控制晶片中以供後續對比使用。

淨水出水口下遊設有第一壓力開關8，增壓泵上遊設有第二壓力開關9，如果在設置了進水電磁閥6的情況下，第二壓力開關9位於進水電磁閥6的上遊，控制晶片4與第一壓力開關8、第二壓力開關9電連接，在制水工況時，第二壓力開關9檢測到其下遊的壓力降低，並將信號傳輸給控制晶片4，控制晶片4控制第二壓力開關9打開以供原水輸入。另一方面，本實施例中設置了壓力桶的情況下，壓力桶作為旁路設置於淨水出水口21的下遊，當用戶打開淨水龍頭後，由於第一壓力開關8下遊的壓力降低，第一壓力開關8將檢測到的壓力信號傳輸給控制晶片4，控制晶片4控制第一壓力開關8打開以供壓力桶內的淨水輸出，在用戶關閉淨水龍頭後，第一壓力開關8檢測到其上遊壓力增大且大於下遊壓力桶內的壓力，則將信號傳輸給控制晶片4，控制晶片4控制第一壓力開關8打開以供淨水出水口21流出的淨水進入壓力桶。或者，在不設置壓力桶的實施方式中，可將第一壓力開關串聯在淨水出水口下遊的水路中，由於增壓泵的作用，第一壓力開關檢測到其上遊的壓力增大，並將信號傳輸給控制晶片，控制晶片控制第一壓力開關打開以供淨水輸出。而在控制晶片4執行對反滲透濾芯2中的水進行置換的過程時，控制晶片4屏蔽第一壓力開關8和第二壓力開關9的信號，不執行第一壓力開關8和第二壓力開關9的開閉動作。

當然，本領域內的技術人員可以理解，以上內容僅為本實用新型的較佳實施例而已，並非用來限定本實用新型的實施範圍，即凡依本實用新型所作的均等變化與修飾，皆為本實用新型權利要求範圍所涵蓋，這裡不再一一舉例。