CN101191298A - 洗衣机给水装置 - Google Patents

Abstract

可软化硬水并电解软水提高洗涤效果，且能延长电解装置使用寿命，软化器再生无需每次投放再生剂的洗衣机给水装置，具有进水电磁阀(5)及分别与其供再生出水口(501)和供软化出水口(502)管连的再生剂投放器(2)和软化器(1)，设有带有微处理器CPU的控制电路板，所述再生剂投放器的再生液容器(22)侧面设有溢水口(202)，底部安装有再生液开关阀(3)，再生液开关阀出口(302)与软化器的再生液入口(153)管连，软化器出水口(152)管连有电解槽(4)。本发明适合作洗衣机给水装置。

Description

洗衣机给水装置

技术领域

本发明涉及洗涤水处理装置，特别是洗衣机给水装置。

背景技术

1.由于各地自来的取水方式和处理方式不同，所供给的自来水不同程度地含有作为硬度成分的钙离子及镁离子的2价阳离子，这些离子与洗涤中的表面活性剂反应，产生不溶于水的金属皂碱，导致使用于洗涤所需的表面活性剂的量减少，洗净力变低。此外，生成的金属皂碱在漂洗不充分时会在衣类上留下白斑，也是发黄及产生异味的原因；再者，在附着于洗涤桶外壁并堆积起来的情况下，会有霉菌等繁殖。

这些不利的影响在使用肥皂作为洗涤剂使用的场合尤为显著，在水的硬度高的地区，不适合于使用肥皂。一般的洗衣粉里面含有螯合硬度成分的配方如磷酸盐等，但其随洗涤排水排放后，容易使得水体高营养化，破坏生态环境。也是由于排放污染的原因，一般洗衣粉里面螯合剂的配方按照各地区的平均水平添加。所以一般洗衣粉在遇到硬度高的水质时，也不能完全螯合水中的硬度成份。

所以在硬水地区把水软化处理后用于洗涤显得比较重要。

2.本发明人的03143357.X号专利申请提出了一种通过电解的方法产生碱水，以用于洗衣机洗涤，由于碱水具有洗涤作用，所以使用碱水可以不用洗衣粉，从而达到减少洗涤剂污水的排放的效果。但是当自来水里面含有比较高的钙镁离子成分时，钙镁离子在碱性环境下与水中的Ca(HCO₃)₂生成沉淀物，长时间积累后，在电解槽的隔膜上产生电解垢，严重时堵塞电解槽的进水空间或者减少电极板的有效面积，缩短电解槽寿命。所以在硬水地区使用电解水时，把水里的钙镁成分去除(水软化)显得非常重要。

公开号CN1201094A的洗衣机配置了硬自来水软化的装置，一般软化器在软化处理一定量的硬水后，都需要对离子交换树脂进行再生处理，该专利申请说明的洗衣机每次洗涤都需要消费者添加再生剂，用户会非常不方便。

ZL01116234.1号专利提供了一种软水的供水装置，包括软化器，再生盐盒和电磁阀。需要进软化水时，软水电磁阀打开向软化器进自来水，自来水经过树脂的离子交换作用后通过出水口向洗衣机提供软化的水。当软化器需要再生时，再生电磁阀打开给软化器的再生部分进水。进水量保证不至于再生器的虹吸装置起作用，一定时间与食盐接触后再次向再生器提供足够量的水，使盐水下流，即使进水停止，也可以通过虹吸的方法，把再生器内的盐水排放到离子交换室内，从而实现交换树脂的自动再生。食盐盒内盛放的盐可以足够多次再生，消费者可以不必每次再生时向软化器添加食盐。但是该方案可能含有如下问题：

1)由于气泡、管路等原因，有可能产生虹吸排放盐水不完全的情况。一旦发生这种情况再生盒内会有水残留，第二次再生进溶解水时，本来希望进水至虹吸口，由于前面水残留而超过虹吸口，进水停止后再生水很快被吸光，食盐没有足够的时间去溶解。而使软化器的再生功能受到严重影响。甚至可能很难恢复到设计的再生状态，而使软化器失去软化的功能。

2)树脂经过盐水再生后，树脂内会有盐份的残留，这些盐分如果不加以稀释(清洗)而直接随进水动作进入洗涤桶的话，可能会引起管路及水桶中的金属部件的生锈。而该方案无法去除再生树脂内的再生剂的残留。

根据各地区公布的数据，不同的地区的水的硬度是不一样的，在某些国家地区之间、不同季节之间的水质硬度波动非常大，可能会在60～400ppm之间波动，软化处理100L水达到0PPm时，硬度为60ppm的原水所需要去除的硬度成分为6mg，而硬度为400ppm的原水所需要去除的硬度成分则为40mg。

软化器的软化能力由软化树脂的用量所决定，比如按照将100L硬度400PPm的水处理至100PPm以下的要求来计算的话，树脂用量为400mL，处理100L水之后再用再生剂对软化树脂进行再生。

但是如果实际进入软化装置的原水硬度只有100PPm而且同样按照处理100L水再生一次的标准进行再生的话，则有75％的交换容量被浪费了。如果软化装置可以自动地测量出水的硬度，并根据水的硬度不同而自动调整再生剂投放的时机(总的水处理量)的话，就可以提高软化树脂软化能力的利用效率。比如在水硬度为100PPm的地区，累计处理400L水之后再生，而在水硬度200PPm的地区累计处理200L之后再生。

发明内容

本发明要解决的问题是：

1.洗衣机硬水洗涤产生的洗涤效果降低、洗涤物易结斑，洗涤剂污水排放产生的水质富营养化；

2.硬水电解导致电解槽结垢使电解装置寿命缩短；

3.硬水软化后软化器每次再生需投放再生剂所造成的麻烦；

为此提供本发明的一种洗衣机给水装置，本装置可软化硬水提高洗涤效果，将软化水电解后直接用于洗涤可以不用洗衣粉，水经过软化后电解能延长电解装置使用寿命，软化器的再生无需每次投放再生剂；

本发明的装置的附加技术方案，还可以判断再生剂是否已经用完，利用电解槽的电解电压和电解电流的信息计算水的硬度，根据水的硬度确定最佳的再生时机，以减少再生的次数。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是设有进水电磁阀及分别与其供再生出水口和供软化出水口管连的再生剂投放器和软化器，设有带有微处理器CPU的控制电路板，

其特殊之处是所述再生剂投放器的再生液容器侧面设有溢水口，底部安装有再生液开关阀，再生液开关阀出口与软化器的再生液入口管连，软化器出水口管连有电解槽。

本发明可以在所述进水电磁阀的供软化出水口连接三向切换阀，该三向切换阀的一出水口与软化器的入水口管连，另一出水口与软化器的出水室管连；

可以在所述再生液容器的溢水口后面连接有单向阀。

所述控制电路板上的微处理器可以设有电解槽内的水的导电率和水的硬度计算程序以及根据水的硬度和累积进水流量判定再生的程序。

所述控制电路板上的微处理器还可以设有这种程序：所述软化器再生结束后，洗衣机首次进水工作时，给所述电解槽施加电解电压，计算出再生后软化器首次输入电解槽的水的导电率，并与一般进水时的导电率比较，判断再生剂是否有残留从而判断再生剂是否已经用完，需添加再生剂。

所述的管连是指用管段连接，特别是软管段连接。

本发明的给水装置，自来水经过软化器软化后再经过电解槽电解，获得软化的电解水供洗涤用。

所述软化器内装载有强酸性钠型阳离子交换树脂，它与水中钙和镁离子发生如下化学反应：

2R-SO³Na+Ca²⁺＝(R-SO3)²Ca+2Na⁺

2R-SO³Na+Mg²⁺＝(R-SO3)²Mg+2Na⁺

自来水中的钙和镁离子被吸附于离子交换树脂，使自来水硬降低而被软化。

软化的水输入电解槽电解，水电解时在电解槽的阴极板和阳极板两侧发生反应：

阴极(电源正极)：4OH^--4e＝O₂+2H₂O

阴极侧由于OH^-离子被反应，而水的电离常数却保持不变(10^-14)所以阴极两侧的水便成酸性。

阳极(电源负极)：H⁺+2e＝H₂

阳极侧由于H⁺离子被反应，而水的电离常数却保持不变(10^-14)所以阳极两侧的水便成碱性。

软化的电解水在电解槽阴极室呈酸性，在阳极室呈碱性，碱性水输出供洗衣机洗涤，碱性水在洗涤衣物时具有较强的洗涤作用。

经过软化的水进入电解槽在被电解时，由于钙和镁离子已经基本被去除，所以电解的碱水即使PH值在9.5～10.0这样的高PH区间，也难以发生结垢的情况，从而减少结垢的发生，提高电解的效率和电极的使用寿命。

当这种电解的碱水直接用于洗涤时，由于碱水的皂化分解作用，可以去除洗涤物的油污而达到洗净的目的，这样洗涤时可以不用洗衣粉。而当用户选择添加洗衣粉时，如果水没有被软化，由于水里的钙和镁离子容易与污垢反应形成钙皂吸附于洗涤物上而降低洗涤效果。高硬度的洗涤水被软化而用于洗涤时可以提高洗涤效果30％以上。

由于再生剂投放器的再生液容器侧面设有溢水口，故可以精确地控制溶解再生剂的水量，比如控制在300CC±10CC；通过控制再生液开关阀的关闭时间，可以控制再生剂如食盐的溶解时间，由此可以控制一次再生所用再生剂的用量。再生剂容器内可以盛放足够量的再生剂，每次再生只投入所需要的用量，一次盛放的再生剂可以供多次再生使用。

本发明由于设有软化器和电解槽，故可以获得软化的电解水用于洗涤，解决了硬水洗涤造成洗涤效果降低、洗涤后衣物留下斑迹以及可能出现洗涤桶桶壁积污生霉的问题，同时解决了单一采用电解时电解槽隔膜产生电解垢，堵塞电解槽或者减少电极板的有效面积、缩短电解槽寿命的问题；又由于本发明中的软化器配用的再生器其再生液容器侧面设有溢水口，故可以设定、固定再生液的容量，从而固定再生剂用量，使一次投放再生剂能供多次再生，无需每次再生都需投放再生剂；控制电路板上的微处理器设有电解槽内水的导电率和水的硬度计算程序以及根据水的硬度和累积进水流量判定再生的程序的本发明，可以判断最佳再生时机，以减少再生次数；所述微处理器设有判断再生剂是否已经用完的程序的本发明，则可以使使用者得知是否应当添加再生剂。

附图说明

图1-1为本发明洗衣机给水装置系统示意图；

图1-2为本发明洗衣机给水装置又一系统示意图；

图2为软化器斜视图；

图3为软化器剖面结构示意图；

图4为再生剂投放器斜视图；

图5为再生剂投放器剖面结构示意图；

图6为再生液开关阀斜视图；

图7为再生液开关阀剖面结构示意图；

图8为电解槽斜视图；

图9为电解槽一剖面结构示意图；

图10为电解槽又一剖面结构示意图；

图11为电磁阀斜视图；

图12为电磁阀剖面结构示意图；

图13为带有微处理器(CPU)的控制板电路图；

图14为AD(U)转换的处理流程图；

图15为AD(I)转换的处理流程图；

图16为硬度计算的程序流程图；

图17为再生时机判断的流程图；

图18为再生剂是否用完的判断程序流程图；

图19为三向切换阀剖面结构示意图；

图20为水硬度与导电率关系图。

图中标记为：1软化器，101进水口，102给水室，103排水口，104出水室，11上盖，12壳体，13离子交换树脂，14壳盖，15密封浮球，152出水口，153再生液入口，16密封球座，17下盖，18O形密封圈，19O形密封圈，110螺栓，111O形密封圈，112螺钉，113排水拴，114弹簧，115排水盖，116螺钉116，117O形密封圈，118O形密封圈，130沟槽，2再生剂投放器，201进水口，21再生剂盛放盒，210滤布，211再生剂溶解接触部位，22再生液容器，23再生剂23，202溢水口，3再生液开关阀，301进液口，302出液口，31电磁线圈，32铁芯，33活塞，34隔膜，35阀体A，36阀体B，37螺钉，38弹簧，39垫片，40支架40，4电解槽，401出水口，402进水口，403排水口，41壳体，4101管接头A，4102管接头B，42下壳体，43隔膜板，440阴极室，450阳极室，46阳极端子，47阴极端子，48转向接头，49O型密封圈，50自攻螺钉，5电磁阀，501供再生出水口，502供软化出水口，51阀体，52隔膜，53活塞，54活塞帽，55弹簧，56线圈，57支架A，58支架B，59电极套管，510导杆，511隔膜板，512螺钉，6三向切换阀，601进水口，602出水口，603出水口，7单向阀，901软管，902软管，903软管，904软管，905软管，906软管，907排水管，908软管，909软管。

具体实施方式

实施例一

洗衣机给水装置，具有软化器1及经软管904所连的再生液开关阀3，再生液开关阀安装在再生剂投放器2的下方，软化器和再生剂投放器分别经软管902和软管901连有进水电磁阀5；再生剂投放器2由再生液容器22及其内置的再生剂盛放盒21组成，再生液容器22一侧设有进水口201，另一侧设有溢水口202低位于进水口201，进水电磁阀5的一出口经软管902与软化器1的进水口101连接；软化器的出水口152经软管905连有电解槽4；设有带有微处理器CPU的控制电路板控制给水程序；

软化器1具有壳体12其内套筒内装有离子交换树脂13，壳体上侧经O形密封圈19封联有壳盖14，壳盖上侧经O形密封圈18及螺栓110封联有上盖11，上盖内腔中设有密封浮球15和密封球座16，上盖设再生液入口153贯通于所述上盖内腔，上盖具有出水室104与出水口152贯通，壳体下侧经O形密封圈111及螺钉112封联有下盖17，下盖具有给水室102与所设的进水口101贯通，下盖设有排水腔其下侧经螺钉116和O形密封圈117封联有具排水口103的排水盖115，排水腔内装有排水拴113，其上套有弹簧114，排水栓下侧配有O形密封圈118；

再生剂投放器2的再生剂盛放盒21内盛有再生剂23，再生剂23可以是各种食盐；再生剂投放器的再生液溶器出液口联有再生液开关阀3，它具有电磁线圈31，铁芯32，活塞33及其所套隔膜34，隔膜34安装在所设阀体A35上，设有阀体B36通过螺钉37与阀体35A固定，所述线圈31套在阀体B36上，所述铁芯32置于阀体B内，铁芯下设弹簧38和垫片39，设支架40与线圈31固定在一起，阀体A设进液口301和出液口302；

电解槽4包括上壳体41、下壳体42、阴极室440及其内置的阴极板、阳极室450及其内置的阳极电极板，若干阳极板与阴极板平行安装，中间由隔膜板43隔开，下壳体上设有阴极端子47和阳极端子46分别与阴极板、阳极板焊连，上、下壳体经O型圈密封49和自攻螺钉50封联，隔膜板43、阳极板、阴极板组合装入上、下壳体中，上壳体设有具出水口401的转向接头48，下壳体设有具进水口402的管接头A4101和具排水口403的管接头B4102；

电磁阀5为双阀结构，其中双阀用于本发明，包括阀体51，隔膜52，活塞53，活塞帽54，弹簧55，线圈56，支架A57，支架B58，电极套管59，导杆510，隔膜板511和螺钉512，并具有供再生出水口501和供软化出水口502；电磁阀5的供再生出水口501与再生剂投放器2的进水口201通过软管901连接，电磁阀5的供软化出水口502与软化器的进水口101通过软管902连接；

电磁阀也可以为三阀或四阀结构，其中双阀用于本发明，其他阀用于洗衣机的其他目的。

再生剂投放器2下方经软管903或者直接经螺钉联有再生液开关阀3；再生液开关阀3的出口302通过软管904与软化器1的再生液入口153相连接，再生液开关阀3的出液口302位置应保持位于软化器1上方；软化器1的出水口152通过软管905与电解槽4的进水口402相连接；电解槽4的出水口401连接软管906可以输出软化电解水；再生液容器22的溢水口202、软化器1的排水口103和电解槽4的排水口403一并连于排水软管907。

控制电路板包括微处理器，给电路板供电的电源模块，电解电压和电解电流AD转换处理单元，与外部进行通信的通信模块，存储水流量等信息的EEPROM存储单元，电磁阀、再生液开关阀、电解槽等外部负载的驱动模块。

系统进水时，在电路板的控制下，电磁阀5的供软化进水阀打开，自来水依次通过电磁阀5的供软化出水口502、软管902、软化器的进水口101，进入软化器2的给水室102，在水压作用下，排水栓113压缩弹簧114向下移动直至O形密封圈118与排水盖子115相接触，使排水口103密封，给水室102的水通过壳体12下部的过滤布进入离子交换室，离子交换室内装载有强酸性钠型阳离子交换树脂13，由于阳离子交换树脂13对于钙和镁的离子选择能力大于钠离子，所以在离子交换室141内水中钙和镁离子与离子交换树脂13发生如下化学反应：

2R-SO³Na+Ca²⁺＝(R-SO3)²Ca+2Na⁺

2R-SO³Na+Mg²⁺＝(R-SO3)²Mg+2Na⁺

自来水中的钙和镁离子被吸附于离子交换树脂13，使自来水硬度降低而被软化。

为了保证洗衣机足够的进水速度，必须提供单位时间内足够高的进水流量，以及即使在低水压情况下也要保持单位时间内足够的进水流量，要求软化树脂不能产生过大的压力损耗，本发明选择将壳体12设计为扁圆型，并选择粒径较小如100μ～400μ的软化树脂，以保证流速较高情况下离子交换得以充分进行。

为了防止软化树脂被水中的杂物污染，软化器壳体下部的过滤布选择比较高的目数，而软化器壳盖14上面的的过滤布则采用比较低的目数。

自来水中的钙和镁离子被除去后，通过滤层流入软化器出水室104，密封浮球15由比重远小于水的树脂材料制成，遇到水时上浮直至与密封球座16接触使再生液入口153处于密封状态，出水室104内的软化水不能从再生液入口153流出，而从出水口152流出，输入电解槽4。

软化水经电解槽4下部的管接头A4101进入电解槽后由隔膜板43将水分成两路，通电后，阴极板、阳极板两侧发生电解反应：

阴极/电源正极：4OH^--4e＝O₂+2H₂O

阴极侧由于OH^-离子被反应，而水的电离常数却保持不变10^-14所以阴极两侧的水便成酸性。

阳极/电源负极：H⁺+2e＝H₂

阳极侧由于OH^-离子被反应，而水的电离常数却保持不变10^-14所以阳极两侧的水便成碱性。

软化的电解水在阴极室440呈酸性，在阳极室450呈碱性，碱性水通过转向接头48输出，流入洗衣机，碱性水在衣物漂洗时可以起洗涤作用；酸性水则通过管接头B4102排放。

经过软化的水进入电解槽4在被电解时，由于钙和镁离子已经基本被去除，所以电解的碱水即使PH值在9.5～10.0这样的高PH区间，也难以发生结垢的情况，从而减少结垢的发生，提高电解的效率和电极的使用寿命。

当这种电解的碱水直接用于洗涤时，由于碱水的皂化分解作用，可以去除洗涤物的油污而达到洗净的目的。这样洗涤时可以不用洗衣粉。而当用户选择添加洗衣粉时，如果水没有被软化，由于水里的钙和镁离子容易与污垢反应形成钙皂吸附于洗涤物上而降低洗涤效果。高硬度的洗涤水被软化而用于洗涤时可以提高洗涤效果30％以上。

离子交换树脂13处理一定量的水之后，开始出现漏溢现象，即离子交换树脂已经基本被钙和镁离子饱和吸附失去离子交换功能，这时需要对离子交换树脂进行再生。根据离子交换树脂的种类不同，再生剂也有所不同，本发明选用强酸型钠盐阳离子交换树脂，对应的再生剂可以是食盐，用户可以非常方便地获取食盐作为再生剂。软化器1软化饱和取决于所处理水的硬度以及总的处理量，比如软化器1的硬度除去能力为6mg，待处理自来水的硬度为350ppm，目标处理硬度为50ppm以下时，可以处理的水量为20L，而自来水的硬度为200ppm，目标处理硬度为50ppm以下时，可以处理的水量为40L。所以如果要最大限度地利用软化器1的软化能力，需要知道水的硬度和累计处理水量。软化电解系统配用于洗衣机时可以非常方便地从洗衣机获取洗涤的进水量信息。具体来说洗衣机一次洗涤进水达到某个设定水位时，可以通过通信的方法与本发明装置的控制电路板进行通信，告知控制电路板当前的进水总量，控制电路板的微处理器会把获取的进水信息存储于电路板的可擦写存储单元EEPROM中。而水的硬度在各个地区都不一样，不可能事先设定，必须根据具体的装置的使用地点进行现场的测量。所以相对来说比较困难。本发明提出了通过电解装置的电解信息推算硬度的方法。

软化的水经过电解槽4时，电源控制装置给电解槽阴极端子47和阳极电极端子46之间施加一定的电压，阴、阳极板之间会产生电流，电极板上的电流可以用下式表达

I＝D×U/K₁，

I：电解电流

U：施加于电解槽的电压

D：水的导电率

K₁：电解槽4的固有换算系数，与电解槽的电极板间距等有关

电流值I和电压值U经过处理后通过AD转换读入MCU。

根据电解槽4的实际经验值可以确定系数K₁。从而可以通过下式

D＝I/U·K₁   公式①

计算出当前通过电解槽4的水的导电率。

导电率是由水中所溶解的固体物质含量所决定的。当水中所含有的硬度成分发生变化时，会影响水的导电率。实验数据表明，水中的硬度成分与水的导电率基本成正比例关系，如图20所示；

故导电率D可以用下式来近似表达：

D＝K₂·H  公式②

K₂：根据已知的导电率和硬度的比例关系，计算得出K₂＝2.5±

H：水的总硬度

由此可以得到

H＝D/K₂       将公式①代入可得

H＝I/U·K₁/K₂  公式③

按照公式③，根据电解时的电压和电流信息，以及电解槽4本身的固有系数可以推算出水的硬度H。

分析实际的实验数据得知不同导电率水质情况下通过电解参数计算得出的导电率值与实际测量值的误差在3％之内。

按照公式③去计算硬度值与实际测量值的误差分析结果为10％以内事实上20％以内的硬度测量误差对于再生的判断来说是可以接受的。

通过以上方法测量得出水的硬度值以后，结合前述从洗衣机电路板获得的累计进水量信息，可以判断当前软化器的软化处理能力是否已经用尽；当判断软化处理能力已经完尽时，电路板控制电路判定软化电解装置需要再生。

再生时，控制电路控制电磁阀5的供再生出水口501打开，向再生液容器22内供水，供水一定时间后，水开始从溢水口202溢出而保持再生液容器22内的水的容量是一定的。水达到溢水口202时，再生液容器22的底部浸在水面以下，再生液容器22的底面上成形有带滤布210的再生剂溶解接触部位211，该处的再生剂23与水接触后溶解并扩散到再生剂投放器2中。通过控制再生液开关阀3的关闭时间可以控制再生剂23的溶解时间，从而控制再生剂23的溶解量。溶解时间达到目标时间时再生液开关阀3打开，再生剂投放器2内的溶液通过再生液开关阀3进入软化器1的再生室内。

用这种方法可以精确地控制溶解再生剂的水量，比如控制在300CC±10CC，同时也可以精确地控制所有的再生液流入软化器1。

再生液流入时自来水供水阀门关闭，软化器1内处于无压或者极低压状态，排水栓113上部受到额定压力小于弹簧114的反弹力而使排水栓113处于最上顶部位，排水栓113的O形密封圈118就离开排水盖子115，排水栓113的上部具有沟槽130使给水室102与排水室106贯通，这样的状态下软化器1的排水阀打开，软化器1内的水或者再生液就会随着自重向下流动。再生液向下流动，经过离子交换树脂13时，由于再生液的浓度非常高，吸附于离子交换树脂13上的钙和镁离子就会与再生液中的再生剂发生再生交换反应：

(R-SO3)²Ca+2Na⁺＝2R-SO³Na+Ca²⁺

(R-SO3)²Mg+2Na⁺＝2R-SO³Na+Mg²⁺

这样原来软化反应被树脂吸附的钙和镁离子就会被置换出来而且随着溶液下流而从排水口排出，从而使软化树脂得到再生。再生液从再生液容器22排放完后再生液开关阀3关闭，结束再生过程。

经过再生后的离子交换树脂13又重新获得了离子交换功能，可以再次对自来水进行软化处理。

再生剂投放器2的容积设计得比较大，可以盛放足够多例如3Kg的再生剂，每次再生使用一部分例如30g再生剂，一次添加例如3Kg再生剂，可以供多次例如100次再生，这样使用者就可以减少添加再生剂的麻烦。实现方便地添加再生剂的目标。

软化器1中离子交换树脂用量可以根据某一水质标准所确定，比如把100L硬度400PPm的水软化处理至100PPm以下，需要离子交换树脂400ml。

根据③式计算得出当前处理水的硬度，设定一定的范围。比如硬度大于350PPm时，累计流量达到20L时，即可判断作一次再生。

根据③式计算比如硬度为200PPm时，累计流量同样达到20L时判定不作再生，而等到累计流量达到40L时再判断作再生，这样就可以实现根据不同的水质确定不同的再生时机，最大限度地利用再生剂23。

再生液与离子交换树脂13进行再生反应后从排水口103流出，但是并不能使软化器1内的再生液全部排出。再生液的残留以及后面进水时随水进入洗涤桶对于洗衣机的部件防锈来说影响比较大。

本发明的再生结构设计可以在一次再生液注入结束后，再同时打开电磁阀5的供再生进水阀和再生液开关阀3，再生进水阀的流量小于再生液开关阀3使得所进入再生液容器22的水不能存储，不能接触到再生剂23的底部，再生剂23就不能被溶解产生再生液进入软化器1，保证进入软化器1的只是普通的自来水，这些水通过软化器1的离子交换树脂并从排水口103流出，多次进行这样的动作就可以清洗出再生动作后软化器1内残留的再生剂液。

即使这样还会有部分再生剂23食盐会残留在软化器内，这些食盐殘留在软化器1内，溶解于水中时对导电率的影响非常大。再生动作后首次电解进水时，由于盐份的溶解使水的导电率大幅增加，电解槽4上的电流会非常大。如式①可以计算出再生后刚开始进水的导电率，并与一般时间的导电率比较，两者差别达到一定程度比如2倍以上时，可以判定有盐的残留；反之判定没有盐的残留时，可以判定再生剂盛放盒21内已经没有食盐了。控制电路板可以通过声、光的方式提示系统使用者添加再生剂23。而不需要使用者随时监视再生剂是否用完。

图13表示带有微处理器CPU的控制电路板电路图：

依照电路图，电路功能分为8个功能模块：112V，5V电源供电模块；2控制CPU；3水阀驱动模块；4电解电源模块；5电解电流检测模块；6电解电压检测模块；7数据存储模块；8通信处理模块。

1)12V，5V电源模块由：连接线CN1-1和CN1-2，一个安全隔离变压器T1和1个二极管整流桥堆DB2和1个12V三端稳压器IC6和1个5V三端稳压器IC7外加若干电容组成。交流220V电压从连接线CN1-1和CN1-2进入电路板形成一个简单的线性稳压电源。。

2)控制CPU是IC3。CPU的内部带有8BIT精度的A/D转换器。

3)水阀驱动模块由：IC5，继电器RY1，RY2，RY3组成。当RY1动作时，软化电解给水阀动作；当RY2动作时，再生给水阀动作，当RY3动作时，再生剂溶液盐水开关阀动作。

4)电解电源模块由：IC5，RY4，AC降压器，DB1，和4个电解电容C11～C14，CN6-1，CN6-2组成。电解功能开启时，RY4动作，交流220V电源通过AC降压器变成需要的低电压，然后经过DB1整流成脉动的直流电压，再经过电解电容C11～C14的滤波，就可以得到相对稳定的直流电压。这样的直流电压通过连接线CN6-1，CN6-2加到外部电解槽的两端，实现电解功能。

5)电解电流检测模块：R12～R16，IC4，C9，C10，VR1组成。电解电压加到电解槽两端后，形成电流，电流流经电阻R16的时候，电阻两端产生电压降。电压降的值等于电解电流×电阻值。电流在0A～5A时，R16两端的电压值为0V～0.05V。同时，由IC4和R12～R5和VR1组成一个电压放大电路，对R16两端的电压进行放大，放大后的电压通过IC4的1PIN连接到IC3的23PIN。电压放大的倍数可以通过VR1的调整得到40倍。那么进入IC3的23PIN的电压就变成了0V～2V。IC3的23PIN是一个A/D转换器的输入端口，通过对电压的计算，就可以知道电流的大小。

6)电解电压检测模块：由R17，R11组成。通过R11和R17对电解直流电压的分压，就可以把电解电压送到IC3的24PIN。R11和R17分压后，IC3的24PIN得到的电压为电解电压的1/11。IC3的24PIN是一个A/D转换器的输入端口，通过对电压的计算，就可以知道电解电压的大小。

7)数据存储模块由是IC2。IC2是一块可以反复擦写的EEPROM芯片。IC3通过一系列指令可以把掉电后仍然需要保存的数据写入EEPROM中，以便下次上电后继续使用。例如硬度信息等。

8通信处理模块由：PC1，R3，RQ1，CN2组成。通过连接线CN2和主机连接。通信采用串行通行。主机通过CN2发送让PC1的1PIN和2PIN导通的信号，IC3的6PIN通过PC1的3PIN接收到相同的指令。PC1的导通和关断会符合一定的规律，以表示不同的命令。例如：20L水位到达，开始电解，停止电解等。IC3接收到主机的指令后，会通过12PIN让RQ3导通和关断，主机通过连接线CN2可以接收到IC3的返回信息。例如：正常，异常等。

图14表示ADU转换的处理流程：

1.电压的采样是每2ms采样一次，连续采样100次，求出电压平均值1，2ms×100回→0.2s电压均值1。

2.用10次电压平均值1求出电压平均值2，即：0.2s均值×10回→2s电压均值2。

图15表示ADI转换的处理流程：

1.电流的采样是每2ms采样一次，连续采样100次，求出电流平均值1，2ms×100回→0.2s电流均值1。

2.用10次电流平均值1求出电流平均值2，即：0.2s均值×10回→2s电流均值2。

图16表示洗涤水硬度计算的程序流程：

硬度＝电流*换算系数/电压/导电率硬度换算系数。

注：电流、电压值取采样处理后的平均值2，换算系数取35，导电率硬度换算系数为2.5。

图17表示再生时机判断的流程：

洗衣机进水达到一定水位比如20升水时，洗衣机主板通过通信单元向本装置的电路控制板发送进水量信号，本装置电路控制板收到水位信号后，启动软化器再生判断程序。

再生判断程序根据前述程序所测量得到的水的硬度的不同，向再生判断累加数据单元加不同的数据值，所测水的硬度越大，加值就越大，比如：

水的硬度＞300ppm时，加值为6，

300ppm＞水的硬度＞200ppm时，加值为3，

200ppm＞水的硬度＞100ppm时，加值为2，

100ppm＞水的硬度＞100ppm时，加值为0，

累加值达到一定限值(比如6)时，程序判断再生，电路控制板就会启动再生程序。

累加值没有达到一定限值(比如6)时，不判断再生，但是会把当前累加值存储到EEPROM中，下次程序启动时，先从EEPROM中读出上次的数据，在此基础上再进行累加操作。这样再生的动作就按下述进行：

水的硬度＞300ppm时，每进一定量比如一次洗涤用20升水就再生一次

300ppm＞水的硬度＞200ppm时，加值为3，每进40升水洗涤2次再生一次

200ppm＞水的硬度＞100ppm时，加值为2，每进60升水洗涤3次再生一次

100ppm＞水的硬度＞100时ppm，加值为0，软水区域，不再生。

这样就实现了根据不同硬度的水质，调整再生的时机，最大限度地利用再生剂和软化能力，减少装置使用者添加再生剂的次数。

图18表示再生剂是否使用完的判断程序流程：

系统通过检测电流值判断有无再生剂食盐，从而判断再生是否成功。

若再生后计算的导电率是正常电解时导电率的1.5倍以上，则判定有再生剂食盐，否则判定无。

实施例二

区别于实施例一的是本洗衣机给水装置，在电磁阀5的供软化出水口502与软化器1之间经软管902连有三向切换阀6，该三向切换阀的一出水口602经软管908与软化器1的进水口101连接，另一出水口603与软化器的出水室104管连；当电路系统检测到自来水硬度足够低时，不须软化，也能够满足电解和洗涤的要求，这种情况下，通过电路板电路的控制，电磁阀5和三方切换阀6上电，自来水通过电磁阀5从三方切换阀的出水口603直接进入软化器1的出水室104供水给电解槽；当需要软化时，则自来水从三向切换阀的出水口602通过软化器的进水口101进入软化器的给水室102，再通过离子交换树脂进行软化后进入出水室104，供水给电解槽。本例给水装置，在再生剂投放器2的溢水口202与排水软管907之间的软管909上联有单向阀7，可以防止排出水的倒流。其他结构与工作原理与上例的相同。

Claims (4)

1.洗衣机给水装置，具有进水电磁阀(5)及分别与其供再生出水口(501)和供软化出水口(502)管连的再生剂投放器(2)和软化器(1)，设有带有微处理器CPU的控制电路板，

其特征是所述再生剂投放器的再生液容器(22)侧面设有溢水口(202)，底部安装有再生液开关阀(3)，再生液开关阀出口(302)与软化器的再生液入口(153)管连，软化器出水口(152)管连有电解槽(4)。

2.如权利要求1所述的洗衣机给水装置，其特征为所述与软化器和再生剂投放器管连的进水电磁阀(5)的供软化出水口(502)连接三向切换阀(6)，该三向切换阀的一出水口(602)与软化器的入水口(101)管连，另一出水口(603)与软化器的出水室(104)管连；所述再生液容器的溢水口(202)后面连接有单向阀(7)。

3.如权利要求1，2所述的洗衣机给水装置，其特征是所述控制电路板上的微处理器设有电解槽内的水的导电率和水的硬度计算程序以及根据水的硬度和累积进水流量判定再生的程序。

4.如权利要求3所述的洗衣机给水装置，其特征是所述控制电路板上的微处理器还设有这种程序：所述软化器再生结束后，洗衣机首次进水工作时，给所述电解槽施加电解电压，计算出再生后软化器首次输入电解槽的水的导电率，并与一般进水时的导电率比较，判断再生剂是否有残留从而判断再生剂是否已经用完。

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