CN101104529B - 饮水机专用净水器 - Google Patents

Abstract

一种饮水机专用净水器，其包括上桶、下桶和下滤芯，下桶底部设有出水口，并在出水口处装有浮子阀，在安装下滤芯的零件上设置一个可检测该零件内腔的底部有水持续时间的探头，该探头与能将探头上的电极导通时间进行处理并发出提示信息的警示装置相连。该净水器能正确判断滤芯的使用情况，及时向用户提示清洗或更换滤芯，以便确保净水器出水水质符合要求。

Description

饮水机专用净水器

技术领域

本发明涉及饮用水净化技术领域，尤其是指一种与家用饮水机配套使用的净水器。

背景技术

随着人们生活水平的提高，各式饮水机现已被普遍使用于家庭、办公室等场所，而与饮水机相配套的净水器也呈多种结构，其通常包括由上、下桶构成的净水器桶体和分别设在上、下桶内的上、下滤芯，下桶的出水口处安装有可控制饮水机水斗中水位的浮子阀。使用时，自来水从上桶加入，从上而下经过上滤芯净化后流入下滤芯内，再由下滤芯作进一步的处理，并流向下桶，然后由浮子阀控制流入饮水机内，供人们饮用。显然，随着使用时间的推移，上、下滤芯净化水质的功能会逐渐下降，为了保证出水水质，人们需要判断滤芯的使用状况，以便及时地对滤芯进行相应的处理。而现有判断滤芯寿命的方法有二种：一种是设定使用时间，一旦到达该设定时间，也就表明滤芯的使用寿命终结。另一种是对打开饮水机专用净水器盖体的次数进行累计，以此来估算用户的加水量，即根据滤芯的净化水量来估算滤芯的使用寿命。由上述可看出，前者没有考虑实际的净化水量；而后者没有考虑水质的差异，也没考虑每次加水的多少及不加水而开盖的特殊情况。因而用上述二种方法来判断滤芯的使用寿命均是不科学的。因此，上述结构的饮水机专用净水器仍有不合理之处，需有待于进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术现状，提供一种能正确判断滤芯使用寿命，确保净水器出水符合要求的饮水机专用净水器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种饮水机专用净水器，包括上桶、下桶和下滤芯，下桶底部设有出水口，并在出水口处装有浮子阀，在安装下滤芯的零件上设置一个可检测该零件内腔的底部有水持续时间的探头，该探头与能将探头上的电极导通时间进行处理并发出提示信息的警示装置相连。

所述的安装下滤芯的零件其底部设有可使其内腔中的水向下流入下滤芯的出水口和可使下滤芯内的空气向上排出的排气口；该零件上还设有将自身内腔分为两部分的隔板，所述的探头设置在其中容积较小的部分内腔，警示装置设在该内腔的上方，所述的隔板底部设有进水口和出水口；该零件的底部上表面还设有导流筋；隔板底部的进水口、出水口的位置以及导流筋的形状和位置设置成可实现上桶中的水流到该零件内腔的底部后，必须先流经探头位置然后流入下滤芯的功能。

所述的警示装置包括显示屏、电气线路板和电池，电气线路板中装有微电脑芯片。

所述的探头由探头体、两个电极和导线组成，电极竖直固定在探头体上，电极端部朝下。电极在待机状态有一定的电压，当电极被水浸没后，因为自来水中通常含有导电离子，于是电极处于导通状态，电极连续导通的时间就是中桶有水的持续时间，其值基本上与下滤芯连续滤水时间相等，记为ΔT。

本发明饮水机专用净水器有两种基本结构，第一种基本结构：在所述的上桶和下桶之间设置一中桶，所述的下滤芯安装在该中桶的下方，中桶叠放在下桶上，上桶叠放在中桶上，在上桶底板的上方设置上滤芯，在上桶底板的下方设置中滤芯；第二种基本结构：所述的下滤芯安装在上桶的下方，上桶叠放在下桶上。

第一种基本结构：

所述的上滤芯中的滤料可以采用PP棉，也可以采用无纺布，也可以采用微孔陶瓷，上滤芯设计成更换滤料十分方便的结构。微孔陶瓷和无纺布堵塞后可通过清洗来恢复过滤特性，发生破损可更换新的微孔陶瓷和无纺布；而PP棉由于成本较低，堵塞后如果清洗无效，可以方便地更换新的PP棉。所以上滤芯的过滤特性可通过用户的简单维护予以维持。上滤芯的主要作用是对原水进行预处理，去除水中的悬浮物，降低混浊度。

所述的下滤芯中的滤料包括活性炭和中空纤维超滤膜。活性炭利用巨大的比表面积吸附水中的有毒有害物质，运行一段时间后其吸附性能逐渐饱和，活性炭一旦饱和也就表明活性炭的使用寿命终结。中空纤维超滤膜的过滤精度为0.1微米，其足以可靠截留水中的细菌和大分子有机物，运行一段时间后超滤膜的表面将被水中的污染物逐渐堵塞，出水流量将越来越小。本发明将中空纤维超滤膜堵塞前的过滤水量设计成和活性炭饱和前处理的水量相当，即中空纤维超滤膜堵塞时活性炭的使用寿命基本上终结。

所述的中滤芯的滤料可以采用阳离子交换树脂，阳离子交换树脂饱和后可以方便地进行再生。

使用时，上桶中的水经上滤芯和中滤芯处理后流入中桶底部，于是装于中桶中的探头可以探测到中桶底部有水，中桶有水的持续时间记为T。过滤过程开始后，T值将不断增加，则说明过滤过程正在进行；过滤过程结束后，T值将不增加，则说明过滤过程停止。此信息经电脑芯片处理后，用于控制显示屏显示净水器是否正在过滤的提示画面。

用户在上桶中加入一定量的自来水后，净水器将对加入的水进行处理，探头一旦探测出中桶有水，电气系统即开始计时，同时显示屏显示净水器正在滤水的画面。一定量的上桶水过滤完毕的时间ΔT与上滤芯和下滤芯的滤水阻力有关，也就是ΔT与上、下滤芯的堵塞程度有关。用户使用一段时间后，ΔT会越来越大，这表明上滤芯或者下滤芯堵塞程度在加重。上滤芯经维护后，其过滤特性得到全部恢复，所以会引起ΔT显著下降。

结合图1所示，一定量的上桶水过滤完毕的时间ΔT对于新的上、下滤芯开始使用时其值设为ΔT₁，随着上桶加水次数S的增加，ΔT逐渐增大。当上桶加水次数S达到S₁后，ΔT上升到ΔT₀。这时通过维护上滤芯，ΔT降到ΔT₂。用户再使用一段时间，当上桶加水次数S增加到S₂后，ΔT又上升到ΔT₀，这时通过维护上滤芯，ΔT降到ΔT₃。用户再使用一段时间，当上桶加水次数S增加到S₃后，ΔT又上升到ΔT₀。由于下滤芯没有作任何处理，下滤芯的滤水阻力是单调上升的，所以：

ΔT₃＞ΔT₂＞ΔT₁

由于上滤芯堵塞后可以通过维护使其过滤特性得到全部恢复，所以，在水质一定的情况下，上滤芯堵塞前过滤的水量基本相等，如果上桶每次加水的量一定，水质也一定，则上滤芯堵塞前加水的次数基本相等，即：

S₃-S₂≈S₂-S₁≈S₁

探头可以探测出中桶底部持续有水的时间，该时间即为上桶水过滤完毕所消耗的时间ΔT，通过微电脑芯片对一系列的ΔT进行处理，可以得到滤芯累计过滤时间T、上桶加水次数S、上桶维护后ΔT的下降幅度δ和上桶维护次数P。

随着净水器过滤水量的增加，下滤芯逐渐堵塞，当加水次数S达到S_k后，同时ΔT上升到ΔT_K时，通过维护上滤芯将不能使ΔT明显下降，更精确地描述是其下降幅度δ小于设定的下降幅度δ_k，这时可以认为下滤芯使用寿命终结。与S_k和ΔT_k两个参数对应的还有：下滤芯堵塞前上滤芯维护的次数P上升到P_k和滤水累计时间T上升到T_k。ΔT₀、ΔT_K、T_K、δ_k、S_k、P_k可以通过试验确定。

对于确定的净水器和滤芯，ΔT₀和ΔT_K反映的是滤芯堵塞时与滤水阻力有关的参数，如原水水质好，当系统检测到ΔT≥ΔT₀时，净水器过滤的累计水量较多，确切地说，是上滤芯一个维护周期内过滤的水量较多；当系统检测到ΔT≥ΔT_k时，如原水水质好，下滤芯过滤的累计水量较多，也就是下滤芯的寿命较长。S_k反映的是下滤芯堵塞时的累计加水次数，采用S_k确定滤芯寿命，就是给净水器滤芯确定了最大净水总量。P_k反映的是下滤芯堵塞时上滤芯维护的次数，采用P_k确定滤芯寿命，在一定程度上既考虑了原水水质情况的影响又考虑了净水总量要求。T_k反映的是滤芯堵塞时的累计过滤时间，原水水质不同、滤芯滤水阻力不同、滤水时上桶水位不同，出水流量也不同，所以采用T_k确定滤芯寿命，在一定程度上既考虑了原水水质情况的影响又考虑了净水总量要求。δ_k反映的是上滤芯堵塞时通过维护上滤芯使ΔT下降的幅度，采用δ_k确定滤芯寿命，主要考虑了原水水质情况的影响。

根据上述原理，本发明饮水机专用净水器中采用的上滤芯需要维护的提示方法为：

电气系统一旦检测到

ΔT_K＞ΔT≥ΔT₀

显示屏显示提示上滤芯应该维护的画面。

下滤芯使用寿命终结提示方法为：

电气系统一旦检测到

ΔT≥ΔT_k，

显示屏显示提示上滤芯应该维护和下滤芯应该更换的画面；

电气系统一旦检测到

T≥T_k，

显示屏显示提示下滤芯应该更换的画面；

电气系统一旦检测到

S≥S_k

显示屏显示提示下滤芯应该更换的画面；

电气系统一旦检测到

δ＜δ_k

显示屏显示提示下滤芯应该更换的画面；

电气系统一旦检测到

P≥P_k

显示屏显示提示下滤芯应该更换的画面。

本发明饮水机专用净水器设有控制面板，控制面板上设有可使电气系统复位的按钮，下滤芯更换后需及时将电气系统复位。

第二种基本结构：

第二种基本结构是对第一种基本结构的简化，将第一种基本结构中的上桶、上滤芯和中滤芯都取消，其余结构要求与第一种基本结构相同，所述的探头探测上桶有水的持续时间，该时间即为上桶水滤完的时间，也是下滤芯的滤水时间，仍记为ΔT。

结合图2所示，下滤芯的滤水时间ΔT与下滤芯的滤水阻力和用户一次加水的量有关，当用户每次加水的量大致一定时，ΔT主要与下滤芯的滤水阻力有关。对于新的下滤芯，ΔT较小，随着用户过滤水量的增加，ΔT逐渐增加，当ΔT上升到ΔT_k时，可以认为下滤芯寿命终结，对于确定的水质和下滤芯，与ΔT_k对应的有下滤芯寿命终结时的加水次数S_k。ΔT_k和S_k可以通过试验确定。采用ΔT_k参量控制滤芯寿命，可以在一定程度上反映原水水质对滤芯寿命的影响。而采用S_k参量控制滤芯寿命，只是考虑了滤芯的最大滤水量，没有考虑原水水质对滤芯寿命的影响。

本发明饮水机专用净水器技术的电气系统是假设用户每次加水的量基本相等，并且不小于上桶一半的容量而进行设计，而实际上用户每次所加的水量不可能绝对相等。如果用户某次加水很少，则系统检测到的ΔT就可能很小，如果此时净水器出水流量满足用户要求系统不会发出滤芯寿命终结的误报；如果此时出水量不能满足用户要求，则用户会自然增加加水量。如果用户加水量较大，净水器出水流量仍不能满足用户要求，则必然引起ΔT增加使之达到ΔT_k，或者P达到P_k，或者δ达到δ_k，或者T达到T_k，系统将提示用户更换下滤芯或者需要维护上滤芯，这就实现了电气系统的功能。

附图说明

图1为本发明第一种基本结构中的下滤芯连续滤水时间与加水次数对应关系示意图。

图2为本发明第二种基本结构中的下滤芯连续滤水时间与加水次数对应关系示意图。

图3为本发明实施例一结构示意图。

图4为图1的A——A剖视图。

图5为本发明饮水机专用净水器电气系统原理示意图。

图6为本发明实施例二结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明进行详细的描述，但应当理解这里的详细描述并不构成对本发明保护范围的限制。

实施例一：结合图3、图4和图5所示，本发明饮水机专用净水器包括上桶3、盖1、下桶22和分别位于上桶3、下桶22内的上滤芯11、下滤芯21，下桶22底部设有出水口，并在出水口处装有浮子阀24，所述的上桶3与下桶22之间还设置一中桶16，该中桶16叠放在下桶22上，上桶3再叠放在中桶16上，并在所述的中桶16内设置一个可检测中桶16底部有水持续时间的探头17，该水探头17与能进行信息处理的警示装置相连。

所述的中桶16其底部设有可使中桶16中的水向下流入下滤芯21的中桶出水口20和可使下滤芯21内的空气向上排到中桶16内的排气口19；中桶16内还设有将中桶16内腔分为两部分的隔板12，探头17设置在其中容积较小的部分内腔，警示装置设置在该内腔的上方，装有上滤芯11的上桶装在中桶16容积较大的另一部分内腔中；所述的隔板12底部设有进水口25和出水口26，所述的中桶16底部上表面设有导流筋15，该进水口25、出水口26的位置和导流筋15的形状设置成可实现上桶3中的水流到中桶16底部后必须先经过水探头17位置再流向中桶出水口20，然后流入下滤芯21的功能。

所述的警示装置包括显示屏5、电气线路板6和电池盒7，电气线路板6中设有微电脑芯片27。该警示装置固定在壳体8内，壳体8通过螺钉10与连接板9固定连接，连接板9再与中桶16固定连接。壳体8上还装有盖板4，盖板4通过螺钉2与壳体8固定连接。电池31装在电池盒7内并通过导线32与电气线路板6相连。显示屏5通过导线30与电气线路板相连。

所述的探头17由探头体29、电极18组成，，电极18竖直固定在探头体29上，电极18端部朝下，该探头通过导线28与电气线路板6相连。

所述的上滤芯11中的滤料采用两面过滤微孔陶瓷，微孔陶瓷堵塞后可通过清洗或者刷洗来恢复过滤特性，发生破损可更换新的微孔陶瓷，所以上滤芯的过滤特性可通过用户的简单维护予以维持。

所述的下滤芯21中的滤料包括活性炭和中空纤维超滤膜23。

本发明饮水机专用净水器技术还包括在上桶底板的下方设置中滤芯13，中滤芯的滤料采用阳离子交换树脂。

电气系统采用下滤芯连续滤水时间ΔT和上滤芯维护次数P为信息控制参量，当ΔT大于等于ΔT₀时提示用户维护上滤芯11，当ΔT大于等于ΔT_K时，或者P大于等于P_K时提示用户更换下滤芯21，所述的维护上滤芯是指清洗、刷洗或者更换上滤芯。

实施例二：结合图6所示，本实施例是对实施例一的一种简化，将实施例一中的上桶、上滤芯和中滤芯都取消，实施例一中的中桶相当于本实施例中的上桶35，在探头14的上方装有由显示屏5、电气线路板6和电池盒7组成的警示装置，在警示装置的上方设有盖板33，在警示装置的下方设有底板34，其余结构要求与第一种基本结构相同。所述的探头14探测上桶有水的持续时间，该时间即为上桶水滤完的时间，也是下滤芯的滤水时间，仍记为ΔT。电气系统采用下滤芯滤水时间ΔT为信息控制参量，当ΔT大于等于ΔT_K时提示用户更换下滤芯21。

Claims (1)

1.一种饮水机专用净水器，其包括上桶、下桶和下滤芯，下桶底部设有出水口，并在出水口处装有浮子阀，其特征在于：在安装下滤芯的零件上设置一个能够检测该零件内腔的底部有水持续时间的探头，该探头与能将探头上的电极导通时间进行处理并发出提示信息的警示装置相连；警示装置包括显示屏、电气线路板和电池；下滤芯的滤水时间ΔT与下滤芯的滤水阻力和用户一次加水的量有关，当用户每次加水的量一定时，ΔT主要与下滤芯的滤水阻力有关；对于新的下滤芯，ΔT较小，随着用户过滤水量的增加，ΔT逐渐增加，当ΔT上升到ΔT_k时，认为下滤芯寿命终结；对于确定的水质和下滤芯，与ΔT_k对应的是下滤芯寿命终结时的加水次数S_k，ΔT_k和S_k通过试验确定。

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