CN100515959C - 手动纳滤机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种手动纳滤机，包括有机壳，机壳内设置有水箱、预处理滤芯、纳滤膜滤芯以及压力泵，其中压力泵为一可手摇驱动的手动隔膜泵，在纳滤膜滤芯的废水管与水箱之间装有一可将废水回收入水箱内的废水回收装置。预处理滤芯包括由大面积滤布褶皱构成的空心圆柱体状的粗滤芯以及载银活性炭滤芯，其中粗滤芯设置在水箱内，载银活性炭滤芯的进、出水口通过分别水管与水箱和手动隔膜泵的进水口相接。本发明设计合理、净水效果好、废水利用率高、并可适用于户外等一些取用电能不便的场合。
Description
技术领域
本发明涉及饮用水处理机技术领域，尤其是涉及一种采用纳滤膜水处理技术的手动纳滤机。
背景技术
随着工业的发展，水污染和水资源缺乏作为严重问题出现。同时也随着人类物质生活的提高，人们对高质量的水的需求快速增加，因而产生了许多种不同类型的适合家庭日常生活需要的水处理机。其中纳滤膜水处理机，由于纳滤膜本身的特征，水处理效果理想，因而日益受到青睐。
但传统的纳滤机由于结构及净化工艺设计上的不合理，给纳滤机的使用带来了诸如以下的问题：譬如传统纳滤机中配置的增压泵都为电动增压泵，因而需要有电源才能驱动增压泵，否则无法正常工作，因而传统的纳滤机只适用于有电源的场合，对一些无法取得电源的场合不适用；另外传统的纳滤机没有废水回收装置，因而废水利用率低，造成比较大的浪费；再是净水工艺不合理，影响水质。因而传统的纳滤机有待改进和完善。
如中国专利011129719所公开的“一种高回收率的纳滤膜水处理机及处理方法”，其特点是水处理机的浓排管上接有一流量可变电磁阀，用以调节浓排管的流量，提高净水回收率。显然，该机虽可调节浓排管的流量，但无法达到废水的全部回收、定期排出，另外高压水泵也需要有电驱动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种设计合理、净水效果好、废水利用率高、并可适用于户外等一些取用电能不便的场合使用的手动纳滤机。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种手动纳滤机，包括有机壳，机壳内设置有水箱、预处理滤芯、纳滤膜滤芯以及压力泵，其特征在于：所述的压力泵为一可手摇驱动的手动隔膜泵；所述的预处理滤芯包含有载银活性炭滤芯，载银活性炭滤芯与纳滤膜滤芯并列设置在机壳的同一腔体内，载银活性炭滤芯底部的进水口通过一水管与水箱相接，顶部的出水口通过另一水管与手动隔膜泵的进水口相接，手动隔膜泵的出水口连通纳滤膜滤芯顶部的进水口。
在所述的纳滤膜滤芯的废水管与所述的水箱之间还可装有一可将废水回收入水箱内的废水回收装置。
所述的预处理滤芯还包括由大面积滤布褶皱构成的空心圆柱体状的粗滤芯，粗滤芯设置在水箱内。
所述的手动隔膜泵包括有壳体和用于将壳体内部分隔开的软性隔膜，并于壳体内部设有泵体，泵体中具有将液体从进水口引入泵室的输入通道，以及从泵室引入出水口的排出通道，并在泵体上安装有弹性进口阀和出口阀；另于壳体内部设有通过驱动装置驱动可作前后摆动的摆动体以及可改变泵室内有效容积大小的泵送元件，其中所述的驱动装置为一手动驱动装置，包括有一安装在壳体上的摇手及与该摇手传动连接的用于驱动摆动体作前后摆动的摆动机构；所述的纳滤膜滤芯的进水口连通隔膜泵的出水口，纳滤膜滤芯的出水口连接净水管，净水管上安装放水龙头。
所述的废水回收装置包括一转换阀门，该阀门的进水口与纳滤膜滤芯的废水管相接，阀门的一出水口连接一排水管，另一出水口连接一与水箱相接的废水回收管。
所述的摆动机构包括有一装在壳体中的转轴，所述摇手通过增速齿轮组与该转轴传动相连，一轴承通过一偏心轮安装在转轴上，并且偏心轮和轴承的内圈可绕与转轴轴线呈一角度的偏心轮外圈中心线转动，轴承的外圈安装有所述的摆动体。
所述的连接在转换阀门与水箱之间的废水回收管路上还依序连接有压力表和用来控制废水比的控压装置。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明采用手动压力泵提供纳滤所需要的压力，无需其他外部能源，外环保节能，并能适用一些无法取得电源的场合，如野外或突发事故现场等地方。
2、通过废水全部回收+定期冲洗纳滤膜的方式，大大提高了水的利用率，在一定程度上又保护了纳滤膜表面，使纳滤膜的使用寿命得到最大程度发挥。
3、采用“PP棉粗滤+载银活性炭吸附+纳滤膜过滤”组合式净水工艺，可有效去除水中的颗粒悬浮物、有机物、硬度、重金属、余氯、自来水消毒副产物、色、臭、味、细菌及其它有毒有害物质，保留部分对人体有益的矿物质，改善口感，其缓慢持续地析出的银离子具有长期的杀菌、抑菌功能，有效防止细菌在滤芯中繁殖。前滤芯中的PP棉为褶皱结构，可彻底阻挡水中的粒状物，降低浊度，保护后面的滤芯，延长滤芯的使用寿命，而且滤芯拆装十分方便，便于日常维护。由于这种结构便于将PP棉面积设计得很大的同时其所占的容积却较小，面积越大，水流阻力越小，过滤水总量也越多。
4、水路中安装有压力表，用户可以实时监控纳滤膜表面压力，保证纳滤机使用安全，只要通过手摇带动，将纳滤膜表面压力保持在一定范围内，优质饮用水即可源源不断从出水口流出。
5、纳滤膜采用超低压技术，在较低的压力下可以有比较大的水通量，总过滤水量大。
附图说明
图1为发明实施例的结构示意图。
图2为粗滤芯的结构示意图。
图3为隔膜泵在水吸入状态时的结构示意图。
图4为隔膜泵在水排出状态时的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明手动纳滤机主要是由机壳17、水箱18、预处理滤芯、纳滤膜滤芯9、手动压力泵7以及废水回收装置等组装构成，其中：
机壳17内设置有一立隔板3，由立隔板3将机壳分隔成两个腔体，并盖有相应的水箱盖2和后盖板4，内部分别设置有水箱18及载银活性炭滤芯5、手动压力泵7和纳滤膜滤芯9等，水箱18与载银活性炭滤芯5和纳滤膜滤芯9通过相应的管路连通。
水箱18设计成阶梯形筒状体，它通过与机壳17和立隔板3相互配合的台阶放置在机壳内，水箱的底部设有两个开口，分别连接有水管15、16。水箱18配有水箱盖2，原水由水箱开口注入。
预处理滤芯包括前置的粗滤芯21和后置的载银活性炭滤芯5，其中粗滤芯21是由大面积的PP棉滤布进行Z字形或波浪形皱折后形成的一褶皱结构的空心圆柱体(如图2所示)，其顶部和底部均设有压板1。本滤芯通过一固定环20设置在水箱18内，拆装十分方便。本滤芯可彻底阻挡水中的粒状物，降低浊度，以利于保护后面的滤芯，延长滤芯的使用寿命。载银活性炭滤芯5和纳滤膜滤芯9并列设置在机壳的同一腔体，载银活性炭滤芯底部的进水口和顶部的出水口分别通过一水管15、6与水箱18和手动压力泵7的进水口77相接。
手动压力泵7为一手摇式隔膜泵，该泵的具体结构如图3、图4所示，它主要由壳体、软性隔膜726、摆动体725、泵体711、泵送元件、弹性进口阀、出口阀及手摇驱动装置组装构成，其中：
壳体包括有一前盖71、一摆动支架727、一齿轮支承盘717及一后盖718，其中摆动支架727、齿轮支承盘717夹于前盖71与后盖718之间，它们相互结合后用螺钉连接成一体，而在前盖71上设有进水口77和出水口72，进水口与载银活性炭滤芯的出水口连通，出水口与纳滤膜滤芯的进水口连通。工作时水由该进水口吸入、出水口排出。
软性隔膜726设置在壳体内部，将壳体内部分隔开。该隔膜726带有圆周肋，用于与前盖和泵体接合，并夹持在前盖与后盖之间，呈密封状态。另该隔膜726有一带圆周肋的开口，用以与摆动体接合，呈密封状态。
手摇驱动装置由一摇手722及与该摇手传动连接的用于驱动摆动体作前后摆动的摆动机构构成，其中于壳体内部的齿轮支承盘717与后盖718之间安装有一齿轮轴719，摇手722通过机壳和后盖718上的相应开口，与该齿轮轴719相互固定，通过手摇摇手722带动齿轮轴719同步转动。而在齿轮支承盘718中安装有一轴套720，一转轴721通过该轴套720安装在壳体内部，与齿轮轴719相平行，并且转轴721在轴套720和后盖718的同心孔配合作用下，只能绕其中心线旋转。而齿轮轴719和转轴721上分别带有一齿轮，两齿轮啮合构成增速齿轮组，用以增大转轴的转速。一偏心轮723装在转轴721上，该偏心轮723的外圆中心线与内圆中心线呈一夹角，而内圆中心线与转轴轴线同轴。偏心轮723的外圆上装有一轴承724，摆动体725装在轴承724的外圈。由轴承724、偏心轮723、转轴721和摆动体725等构成一摆动装置，根据这种结构，转轴721绕自身轴线转动，而偏心轮723和轴承724的内圈绕偏心轮外圆中心线转动，摆动体725在偏心轮的外圆作用下作前后摆动，进而通过泵送元件使泵室有效容积呈“小-大-小”的周期性变化，而在泵送元件移动时，隔膜726弯曲变形。
泵送元件位于壳体的泵室部位714，与摆动体725连接于一起，它主要是由一压片715构成，该压片715对应弹性进口阀的端面设计成球形表面，压片715通过一螺钉716与摆动体725相联接，并且螺钉716的头部也设计成球形。
泵体711装在前盖71的内部，且两者之间通过O型密封圈73密封。泵体上有进口712、出口76和多个用以安装弹性进口阀和出口阀的安装孔部位，其中进口712与前盖上的进水口77连通共同构成用以将将液体从进水口77引入泵室714的输入通道，出口76和前盖上的出水口72连通共同构成用以将液体从泵室714引入出水口72的排出通道，其中位于出水腔部位两侧的前盖与泵体接合处设有密封圈73。弹性进口阀安装在泵室714处，它用于堵住泵体上的进口712。该弹性进口阀包括有一软性膜713，该膜713正对压片715部位呈内凹球形，与泵体711呈弧面密封，后部中央大致呈圆柱形，用以装配在泵体孔内。而出口阀采用的软性膜75，结构与进口阀软性膜713大致相同，它与进口阀软性膜713呈反向设置，亦与泵体711之间呈弧面密封，用以堵住泵体上的出口76。
本隔膜泵的吸水与排水过程的工作如理如下：
吸水：当摆动体725向后运动时，泵室714内有效容积扩大，泵室内压力减小，使得进口腔710中的液体顶开进口阀软性膜713，使软性膜713与泵体分开，液体由泵体进口712流入泵室714内。
排水：当摆动体725向前运动时，泵室714内有效容积缩小，泵室内压力增大，进口阀软性膜713压紧泵体，堵住泵体上的进口712；当泵室中的压力增高并超过排出腔中的压力时，使得出口阀软性膜75离开泵体上的出口76，液体由该出口76经出水口72排出；而当出口腔74上的压力大于泵室714内的压力时，出口阀软性膜75处压紧泵体堵住出口76状态。
这样，水由进水口吸进，出水口排出，周而复始，形成水的压力，为纳滤膜提供所需的压力。
为了防止出水口堵塞引起泵室内压力过大引发事故，本隔膜泵还设有安全保护阀，以在出口压力超压的情况下将液体从出口分流至进口，提供安全保护。具体是在进口阀软性膜后部的中央圆柱形部位与前盖之间装有一管塞79，管塞的后部弹性顶持有一弹簧78，在泵体上开有一通孔728，使进口腔710和管塞79所处的腔体连通。如果泵室内达到足够的液体压力，该压力将使弹簧78压缩，管塞79向前移动，这样就在泵室和进口腔之间建立了液体连通关系，可使泵室内的液体分流至进口腔，达到泄压的目的。
纳滤膜采用超低压技术，在较低的压力下具有比较大的水通量，总过滤水量大。纳滤膜滤芯9的顶部进水口通过水管8与隔膜泵的出水口72相通，纳滤膜滤芯9的底部出水口连接有净水管10，净水管10伸于于机壳17外，并在其上装有放水龙头(图中未表示)。纳滤膜底部的废水管上连接有一转换阀门12，该阀门12具有一个进水口和两个出水口，其中一个出水口与一排水管11相接，当冲洗纳滤膜时，表面排出的废水由该管排出；另一出水口连接连通水箱的废水回收管16，并在废水回收管路上依序连接有一压力表13和一用来控制废水比的控压装置14，其中压力表13用来实时监控纳滤膜表面压力，保证纳滤机的安全使用，废水比控压装置14是用来控制压力大小，以控制出废水的比例。使用时通过转换阀门12的两个挡位转换，实现冲洗纳滤膜时的废水排出和正常过滤时的废水回收。由上述转换阀门、压力表、控压装置等构成本发明的废水回收装置，通过该装置达到废水全部回收的目的，提高水的利用率。
本发明的工作原理如下：原水加入水箱18内，原水依次通过PP棉粗滤芯21、载银活性炭滤芯5，然后经手动压力泵7增压后进入纳滤膜滤芯9，在纳滤膜的分离作用下，饮用水经过净水管10再由放水龙头放出饮用；而分离的废水则经过废水管路16、压力表13、废水比控制装置14回收入水箱18内，再经过 载银活性炭滤芯5、纳滤膜滤芯9重新过滤；而作定期冲洗纳滤膜时，则转换转换阀门12的档位，使冲洗出来的废水由排水管11排出。
Claims (9)
1、一种手动纳滤机，包括有机壳(17)，机壳内设置有水箱(18)、预处理滤芯、纳滤膜滤芯(9)以及压力泵，其特征在于：所述的压力泵为一可手摇驱动的手动隔膜泵；所述的预处理滤芯包含有载银活性炭滤芯(5)，载银活性炭滤芯(5)与纳滤膜滤芯(9)并列设置在机壳(17)的同一腔体内，载银活性炭滤芯(5)底部的进水口通过一水管(15)与水箱(18)相接，顶部的出水口通过另一水管(6)与手动隔膜泵的进水口相接，手动隔膜泵的出水口连通纳滤膜滤芯(9)顶部的进水口。
2、如权利要求1所述的手动纳滤机，其特征在于：在所述的纳滤膜滤芯的废水管与所述的水箱之间装有一可将废水回收入水箱内的废水回收装置。
3、如权利要求1或2所述的手动纳滤机，其特征在于：所述的预处理滤芯还包括由大面积滤布褶皱构成的空心圆柱体状的粗滤芯(21)，粗滤芯设置在水箱(18)内。
4、如权利要求1或2所述的手动纳滤机，其特征在于：所述的手动隔膜泵包括有壳体和用于将壳体内部分隔开的软性隔膜(726)，并于壳体内部设有泵体(711)，泵体中具有将液体从进水口(77)引入泵室的输入通道，以及从泵室引入出水口(72)的排出通道，并在泵体上安装有弹性进口阀和出口阀；另于壳体内部设有通过驱动装置驱动可作前后摆动的摆动体(725)以及可改变泵室(714)内有效容积大小的泵送元件，其中所述的驱动装置为一手动驱动装置，包括有一安装在壳体上的摇手(722)及与该摇手传动连接的用于驱动摆动体作前后摆动的摆动机构；所述的纳滤膜滤芯(9)的进水口连通隔膜泵的出水口，纳滤膜滤芯的出水口连接净水管(10)，净水管上安装放水龙头。
5、如权利要求3所述的手动纳滤机，其特征在于：所述的手动隔膜泵包括有壳体和用于将壳体内部分隔开的软性隔膜(726)，并于壳体内部设有泵体(711)，泵体中具有将液体从进水口(77)引入泵室的输入通道，以及从泵室引入出水口(72)的排出通道，并在泵体上安装有弹性进口阀和出口阀；另于壳体内部设有通过驱动装置驱动可作前后摆动的摆动体(725)以及可改变泵室(714)内有效容积大小的泵送元件，其中所述的驱动装置为一手动驱动装置，包括有一安装在壳体上的摇手(722)及与该摇手传动连接的用于驱动摆动体作前后摆动的摆动机构；所述的纳滤膜滤芯(9)的进水口连通隔膜泵的出水口，纳滤膜滤芯的出水口连接净水管(10)，净水管上安装放水龙头。
6、如权利要求2所述的手动纳滤机，其特征在于：所述的废水回收装置包括一转换阀门(12)，该阀门的进水口与纳滤膜滤芯的废水管相接，阀门的一出水口连接一排水管(11)，另一出水口连接一与水箱相接的废水回收管(16)。
7、如权利要求4所述的手动纳滤机，其特征在于：所述的摆动机构包括有一装在壳体中的转轴(721)，所述摇手(722)通过齿轮组与该转轴传动相连，一轴承(724)通过一偏心轮(723)安装在转轴(721)上，并且偏心轮(723)和轴承(724)的内圈可绕与转轴轴线呈一角度的偏心轮外圈中心线转动，轴承(724)的外圈安装有所述的摆动体(725)。
8、如权利要求5所述的手动纳滤机，其特征在于：所述的摆动机构包括有一装在壳体中的转轴(721)，所述摇手(722)通过齿轮组与该转轴传动相连，一轴承(724)通过一偏心轮(723)安装在转轴(721)上，并且偏心轮(723)和轴承(724)的内圈可绕与转轴轴线呈一角度的偏心轮外圈中心线转动，轴承(724)的外圈安装有所述的摆动体(725)。
9、如权利要求6所述的手动纳滤机，其特征在于：所述的连接在转换阀门与水箱之间的废水回收管路(16)上还依序连接有压力表(13)和用来控制废水比的控压装置(14)。
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