CN101269854A - 折流式饮水机专用净水器 - Google Patents
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Abstract
一种折流式饮水机专用净水器，其包括上盖、上桶和下桶，下桶的底部设有可控制饮水机水斗中水位的浮子阀或浮球阀，上桶底部上方设有上滤芯，上滤芯设有排气管，上桶底部的下方设有下滤芯，下滤芯的底部连接折流式滤芯，折流式滤芯包括底部封闭的壳体，壳体内下部设有下网板，壳体内上部设有上网板，在上、下网板之间装填粒状滤料。本发明技术的有益效果是：1.滤芯排气可靠，折流式滤芯中的气体只在第一次启动时需要排气，所以净水器出水可靠；2.净水器滤水动力充足，下滤芯可以采用过滤精度很高的微孔陶瓷，增强过滤效果；3.由于水流经过上滤芯、下滤芯和折流式滤芯多次净化处理，更容易保证出水水质。
Description
所属技术领域
本发明涉及饮用水处理技术领域，尤其涉及一种折流式饮水机专用净水器。
背景技术
与饮水机配套使用的净水器，即饮水机专用净水器，已经逐渐为消费者所接受。这种净水器通常没有外加滤水动力，即没有设置水泵，它是利用水自身的重力作为滤水动力，所以滤水动力很小。为了有很好的过滤效果，有效地滤除水中的泥沙、铁锈、细菌等污染物，人们希望滤芯有较高的过滤精度。然而，过滤精度提高后，必然导致滤水阻力增加，滤水流量显著下降，并且滤芯容易堵塞，给使用维护带来不便。
这类净水器的公知技术大多采用降流式水流原理，其典型的水流原理如图8所示，在上桶底部上方设置上滤芯(50)，在上桶底部下方设置下滤芯(49)。净水器运行时，水流自上而下先经过上滤芯(50)，再经过下滤芯(49)，净化过的水储存在下桶中，滤芯中的气体通过上滤芯中的排气结构(58)向上排。上述采用降流式水流原理设计的饮水机专用净水器其优点是结构简单，但是滤芯中的空气不易排尽，致使滤芯中的部分滤料不能与水接触，滤料的利用率不高，从而水质净化效果较差。此外，各滤芯采用串接在中轴线的方式设置，当需要采用多种滤料并将其设计成可拆卸的组合式滤芯时，由于净水器上下长度的限制，使得组合式滤芯的结构设置有些不便。
为了尽可能地将滤芯中的空气排尽，充分利用滤芯中的滤料，本人设计了虹吸式净水器，如中国专利《虹吸式净水器》(专利号为02137135.0)，其包括相互连接的上、下瓶体及一置于瓶体内的可拆卸式净化装置，净化装置为一由壳体、滤料、出水管等构成的虹吸过滤式滤芯，该滤芯安装在一通过上、下瓶体固定的中板上。图9是该净水器的水流原理图，虹吸式滤芯(52)设置在净水器的中板部位，虹吸式滤芯的下方设置下滤芯(51)。净水器运行时，水流先流到虹吸式滤芯(52)的底部，再从虹吸式滤芯(52)内部向上流到顶部，然后从其内部的出水管向下流动，再经下滤芯(51)净化后流到下桶中储存。总的来说，该净水器实际上是采用虹吸水流与降流相结合的水流原理。虽然该净水器过滤时能将虹吸式滤芯(52)中的空气排尽，使滤芯中的滤料得到充分利用，但是，该净水器存在如下问题：
1.净水器运行时，当虹吸水流建立之后，随着上桶水位的不断下降，上桶水位最终会低于虹吸滤芯中的水位。当运行结束时，空气会从虹吸滤芯中的出水管(也称为虹吸管)返流到虹吸滤芯中，使得虹吸滤芯中的水返流回上桶中。当净水器再次启动时，必须先将虹吸滤芯中的空气排出，以便再次建立虹吸水流。一旦排气不畅，就会造成净水器不下水。也就是说，虹吸水流是一种不稳定的水流。实际产品中滤芯不下水的情况时有发生。
2.为了确保净水器出水可靠，必须降低虹吸式滤芯(52)的过滤精度，以便减小滤水阻力。就是说，虹吸式滤芯顶部用于阻挡滤料泄漏的材料只能是过滤精度很差的丝网或孔板，而不能采用过滤精度较高的材料(如无纺布、PP棉等)。经此改动之后，虹吸式滤芯(52)的过滤效果大为下降，除混浊度能力极差。实际产品中滤料泄漏到下桶的情况时有发生。
3.虹吸式滤芯(52)的出口直通大气，使得下滤芯(51)的滤水动力很小，所以下滤芯(51)的过滤精度也必须很低，才能保证净水器出水流畅。
4.由于虹吸式滤芯(52)和下滤芯(51)的过滤精度都很低，所以，净水器根本不能滤除水中的细菌。
为了增加下滤芯的出水动力，以便提高下滤芯的过滤精度，保证过滤效果，本人又设计了《改进型虹吸式净水器》(中国专利号为03209867.7)。在该技术中，上滤芯和下滤芯均设计了排气装置，在下滤芯的底部设置过滤精度足以可靠滤除水中细菌的中空纤维滤芯。下滤芯中的气体通过下滤芯中的排气装置排到上滤芯的排气装置中，再经上滤芯中的排气装置向上排出。该净水器运行时，原水先经过上滤芯、下滤芯和中空纤维滤芯多次净化处理，出水水质得到充分保证。但是，在该净水器中，中空纤维滤芯中的气体需要排到下滤芯的排气装置中，穿过该排气装置，再穿过上滤芯中的排气装置，最后从上滤芯的顶部排出。由于排气通道太长，排气结构太复杂，排气阻力较大，净水器使用一段时间后，排气的可靠性逐渐下降，最后导致排气不畅，净水器出水不可靠。
为了使滤芯中的气体能可靠地排出，本人又申报了新的专利技术：《一种防止饮水机专用净水器产生二次污染的方法及其设备》(专利申请号为200610106524.4)，以及该技术中用到的《饮水机专用净水器滤芯》(专利号为200610122371.8)(简称滤芯1)和《组合式滤芯》(专利号为200620129921.9)(简称滤芯2)。在该技术中，滤芯1是一种折流式滤芯，滤芯2是折流式滤芯和过滤精度很高的中空纤维滤芯的组合；滤芯1设置在上桶的下方，滤芯2设置在中桶的下方，滤芯1的上方设置过滤精度很高的微孔陶瓷滤芯。该净水器的主要优点是过滤精度高，出水质量有保证，排气结构简单，排气可靠，出水可靠，并且下桶水可防止产生二次污染。但是，该技术设置了中桶，将滤水动力分为上下两部分，上桶中的水压不能加到设置在中桶下方的滤芯2上，此外，由于受净水器长度尺寸的限制，使得上下两部分的滤水动力均不足，更由于上下两部分滤芯中均设置了过滤精度很高、滤水阻力很大的过滤材料，最终导致净水器出水流量很小，许多用户对出水流量太小的净水器不能接受。
综上，既要提高过滤精度，保证过滤效果，净水器每次启动时又都能可靠地运行，并且最大限度地利用水本身的重力作为滤水动力，同时，允许组合式滤芯在结构设置方面灵活多变，则饮水机专用净水器在结构上还需要进一步完善。
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的不足而提供一种折流式饮水机专用净水器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种折流式饮水机专用净水器，其包括上盖、上桶和下桶；下桶的底部设有可控制饮水机水斗中水位的浮子阀或浮球阀；上桶底部的上方设有上滤芯，上滤芯与上桶内壁通过密封圈进行密封；上桶底部的下方设有下滤芯，上桶底部设有向下延伸的短管，该短管设有可与下滤芯连接的螺纹，下滤芯与该短管通过螺纹连接并通过密封圈进行密封；下滤芯的底部连接折流式滤芯，下滤芯与折流式滤芯通过螺纹连接并通过密封圈进行密封。
所述的上滤芯包括壳体，壳体上部设有上网板，上网板的上方设有纤维滤料(例如无纺布、PP棉或炭纤维等)，纤维滤料的上方设有上压板；壳体下部设有下网板，下网板的下方设有可阻挡粒状滤料的纤维滤料(例如无纺布、PP棉或炭纤维等)，该纤维滤料的下方设有下压板，下压板用于固定该纤维滤料；在上、下网板之间装填粒状滤料(例如粒状活性炭、粒状离子交换树脂、粒状KDF等)；上网板的中心设有向上延伸的排气管，排气管的上部设有平板，平板的中心设有排气孔，排气孔的上方设有薄膜，薄膜的上方设有可对薄膜进行限位的顶盖，顶盖上设有通气孔，顶盖与排气管的连接可以采用粘结，可以采用卡扣式连接，也可以采用过盈装配方式连接，这种结构的功能是允许排气孔下方的气体通过排气孔向上排出，而不允许上桶中的水通过排气孔向下流动；下网板的中心设有向上延伸的芯管，芯管的上部侧壁设有排气丝网，芯管的上端插入上网板中心的排气管内；所述的网板(上网板和下网板)是一种在塑料孔板上设置丝网的结构。
为了减小滤水阻力，所述的纤维滤料采用亲水性纤维滤料(如亲水性无纺布、亲水性PP棉等)。但是亲水性纤维滤料的透水性极差，在饮水机专用净水器中，气体基本上不能穿过湿态的亲水性纤维滤料(因为流体的流动动力太小)，所以上述结构中设计了专门的排气通道(包括排气丝网、芯管、排气管和上部的阻水排气结构)，将水路和气路彻底分开，这种结构可使滤水和排气均畅通。
所述的下滤芯中设有过滤精度较高的微孔陶瓷或者中空纤维，微孔陶瓷可以是管状，也可以是板状。
对于管状微孔陶瓷：其顶部封闭，其下端连接底盖，底盖与微孔陶瓷采用硅橡胶密封连接，底盖的中心设有向下延伸的出水管，出水管上设有外螺纹，底盖通过螺母、密封圈与下滤芯壳体进行密封连接。
对于板状微孔陶瓷：板状微孔陶瓷与出水接头密封连接，出水接头再与下滤芯壳体密封连接，其可以采用单面过滤微孔陶瓷，也可以采用双面过滤微孔陶瓷。为了尽可能地增大过滤面积，减小过滤阻力，提高出水流量，优选双面过滤微孔陶瓷。
所述的折流式滤芯包括底部封闭的壳体，壳体内下部设有下网板，壳体内上部设有上网板，在上、下网板之间装填粒状水处理材料(例如离子交换树脂、活性炭和矿化球等)；在上网板的上方可以设置纤维滤料和孔板，也可以设置带出水孔和排气孔的滤芯盖；折流式滤芯的进水口可以设置在滤芯盖上，可以设置在上网板上，也可以设置在下网板上，进水口的周围设有向上延伸的短管或凸台，该短管或凸台用以对密封圈进行限位，或者在其上设置密封圈；折流式滤芯与下滤芯连接用的螺纹可以设置在滤芯盖上，可以设置在上网板上，也可以设置在下网板上；所述的网板(上网板和下网板)是一种在塑料孔板上设置丝网的结构。
折流式滤芯过滤时，水流从中心的进水口向下流到壳体的底部，再从底部折流向四周流动，再折流向上依次穿过下网板、粒状水处理材料、上网板和纤维滤料(当设有纤维滤料时)，最后从滤芯的上部流出，滤芯中的空气可以从滤芯的上部或者顶部排出。这种折流式滤芯只在第一次运行时需要排气，滤芯中的水处理材料中的气体一旦排尽后，便可保持无气状态，以后每次启动均不需要排气，所以出水会很稳定，是稳定状态的水流。这种折流式滤芯的水流原理实际上是连通器原理。由于折流式滤芯具有上述特性，所以可以在折流式滤芯上网板的上方设置较高过滤精度的纤维滤料(例如无纺布、PP棉、炭纤维等)，以便有效阻挡滤料泄漏。第一次启动时，折流式滤芯中没有水，所以滤芯中的空气很容易穿过丝网、粒状滤料和纤维滤料(如PP棉、炭纤维等)向上排出，所以滤芯第一次出水一定是可靠的。滤芯的再次启动，由于不需要排气，所以出水也是可靠的。
相比之下，虹吸式滤芯每次启动时都需要将滤芯中的空气排出，是不稳定状态的水流，所以虹吸式滤芯出水的可靠性受到影响。
折流式滤芯可以设置在下滤芯的下方，也可以设置在下滤芯下部的周围，给组合式滤芯的设置提供灵活的选择。
之所以称为折流式滤芯是基于普通用户的习惯，严格地说，应根据其中水处理材料的功能予以命名。例如，当其中的水处理材料为离子交换树脂时，可称为折流式软化芯；当其中的水处理材料为矿化球时，可称为折流式矿化芯；当其中的水处理材料为活性炭时，可称为折流式活性炭芯或折流式吸附芯；当其中的水处理材料为KDF时，可称为折流式KDF芯；等等。
本发明折流式饮水机专用净水器实际上是组合结构技术，上滤芯、下滤芯和折流式滤芯各自的功能均不相同，将其进行有机整合，达到去除水中各种污染物、软化水质、提高口感，使出水符合国家优质饮用水标准的目的，同时在结构上实现排气可靠，为高精度过滤材料提供足够的过滤动力。
图10是本发明折流式饮水机专用净水器的水流和气流原理图。如图10所示，在上桶底部上方设置上滤芯(12)，在上桶底部下方设置下滤芯(53)，下滤芯(53)的底部连接折流式滤芯(4)。净水器运行时，水流自上而下(降流)先后经过上滤芯(12)和下滤芯(53)，然后流到折流式滤芯(4)的底部，再折流向上从折流式滤芯(4)的上部流出，净化过的水储存在下桶中。净水器实际上是采用折流式水流与降流式水流相结合的水流原理。下滤芯中的气体和上滤芯中的气体可以通过上滤芯中的芯管、排气管向上排出。由于气路畅通，能将滤芯中的气体排尽，水自身的重力就能得到充分利用。此外，折流式滤芯设置在下滤芯的下方，已经靠近下桶的底部，水的势能在本发明中已经得到最大限度地利用。
本发明技术的有益效果是：
1.滤芯排气可靠，折流式滤芯中的气体只在第一次启动时需要排气，所以净水器出水可靠；
2.净水器滤水动力充足，下滤芯可以采用过滤精度很高的微孔陶瓷，增强过滤效果；
3.折流式滤芯可以设置过滤精度较高的材料用以可靠阻挡滤料泄漏；
4.由于水流经过上滤芯、下滤芯和折流式滤芯多次净化处理，更容易保证出水水质。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为图1中的上滤芯结构示意图。
图3为图1中的上滤芯立体图。
图4为图1中的折流式滤芯结构示意图。
图5为图1中的折流式滤芯立体图。
图6为本发明实施例二的结构示意图。
图7为图6中的折流式滤芯结构示意图。
图8为饮水机专用净水器采用的降流式水流原理图。
图9为饮水机专用净水器采用的虹吸式水流原理图。
图10为本发明折流式饮水机专用净水器采用的折流式水流原理图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明进行详细描述，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1、图2、图3、图4、图5和图10所示，本实施例折流式饮水机专用净水器包括上盖(15)、上桶(11)和下桶(3)；下桶(3)的底部设有可控制饮水机水斗中水位的浮子阀(1)；上桶(11)底部的上方设有上滤芯(12)，上滤芯(12)与上桶(11)内壁通过密封圈(13)进行密封；上桶(11)底部的下方设有下滤芯(53)，上桶(11)底部设有向下延伸的短管(54)，短管(54)设有可与下滤芯壳体(7)连接的螺纹，下滤芯壳体(7)与短管(54)通过螺纹连接并通过密封圈(10)进行密封；下滤芯(53)的底部连接折流式滤芯(4)，折流式滤芯设置在下滤芯的下方，下滤芯(53)与折流式滤芯(4)通过螺纹连接并通过密封圈(2)进行密封。
所述的上滤芯(12)包括壳体(18)，壳体(18)上部设有上网板(25)，上网板(25)上设有丝网(22)，上网板(25)的上方设有无纺布(23)，无纺布(23)的上方设有上压板(24)，上压板(24)采用孔板结构；壳体(18)下部设有下网板(17)，下网板(17)上设有丝网(19)，下网板(17)的下方设有无纺布(55)，无纺布(55)的下方设有下压板(16)，下压板(16)用于固定无纺布(55)，下压板(16)采用孔板结构；在上网板(25)和下网板(17)之间装填载银粒状活性炭(20)；上网板(25)的中心设有向上延伸的排气管(73)，排气管(73)的上部设有平板(72)，平板(72)的中心设有排气孔(27)，排气孔(27)的上方设有薄膜(28)，薄膜(28)的上方设有可对薄膜(28)进行限位的顶盖(29)，顶盖(29)上设有通气孔(30)，顶盖(29)与排气管(73)采用粘结方式连接；下网板(17)的中心设有向上延伸的芯管(74)，芯管(74)的上部侧壁设有排气丝网(26)，芯管(74)的上端插入上网板(25)中心的排气管(73)内；壳体(18)上部与上网板(25)之间构成可装配密封圈(13)的沟槽(21)。
所述的下滤芯(53)中设有过滤精度较高的管状微孔陶瓷(9)，管状微孔陶瓷(9)的顶部封闭，其下端连接底盖(56)，底盖(56)与管状微孔陶瓷(9)采用硅橡胶密封连接，底盖(56)的中心设有向下延伸的出水管(5)，出水管(5)上设有外螺纹，底盖(56)通过螺母(6)、密封圈(8)与下滤芯壳体(7)进行密封连接。
所述的折流式滤芯(4)包括底部封闭的壳体(35)，壳体(35)内下部设有下网板(33)，下网板(33)上设有丝网(32)，壳体(35)内上部设有上网板(34)，上网板(34)上设有丝网(37)，在上网板(34)和下网板(33)之间装填粒状离子交换树脂(57)，在上网板(34)上方设有滤芯盖(38)，滤芯盖(38)上设有出水孔(36)和排气孔(39)，滤芯盖(38)的中间设有进水口(31)，进水口(31)的周围设有向上延伸的短管(41)，短管(41)用以对密封圈(2)进行限位，滤芯盖(38)上还设有可与下滤芯装配的螺纹(40)。过滤时水流从中心的进水口(31)向下流到壳体(35)的底部，再从底部折流向四周流动，再折流向上穿过下网板(33)，然后穿过粒状离子交换树脂(57)，再穿过上网板(34)，最后从滤芯盖(38)的出水孔(36)流出，滤芯(4)中的空气可以从出水孔(36)和排气孔(39)向上排出。这种折流式滤芯(4)只在第一次运行时需要排气，粒状离子交换树脂(57)中的气体一旦排尽后，便可保持无气状态，以后每次启动均不需要排气，所以出水会很稳定，是稳定的水流。
本实施例折流式饮水机专用净水器运行时，原水先经过上滤芯(12)上部的无纺布(23)粗滤，去除水中的泥沙、铁锈等粒状悬浮物，再经上滤芯(12)中的载银粒状活性炭(20)吸附，去除水中的异色、异臭、异味、自来水消毒副产物、农药等有毒有害污染物，提高水的口感，然后再经上滤芯(12)下部的无纺布(55)阻挡可能下掉的活性炭(20)，再经下滤芯(53)中的高精度微孔陶瓷(9)进一步去除水中更小的泥沙、铁锈等粒状污染物和细菌，最后经折流式滤芯(4)中的离子交换树脂(57)去除水中的钙、镁离子，降低水的硬度，同时去除水中的重金属，使出水达到优质饮用水标准。
实施例二：结合图6和图7所示，本实施例中的下滤芯中设有双面过滤板状微孔陶瓷(45)，双面过滤板状微孔陶瓷(45)的内部设有水流通道(44)，其通过上密封圈(46)、下密封圈(43)、把形螺母(47)和出水接头(42)进行密封连接并组成双面过滤微孔陶瓷组件，出水接头(42)再通过O形密封圈(41)与下滤芯壳体(48)底部中心通孔的内侧壁进行密封连接；折流式滤芯(60)通过螺纹与下滤芯壳体(48)连接，并通过密封圈(59)进行密封；折流式滤芯(60)包括底部封闭的壳体(61)，壳体(61)内下部设有下网板(62)，下网板(62)上设有丝网(63)，壳体(61)内上部设有上网板(65)，上网板(65)上设有丝网(66)；在上网板(65)和下网板(62)之间装填粒状载银活性炭(64)，在上网板(65)上方设有可有效阻挡活性炭(64)的无纺布(68)，无纺布(68)的上方设有孔板(67)；上网板(65)上设有向下延伸的短管，该短管上设有可与下滤芯壳体(48)连接的内螺纹(71)，下网板(62)的中间设有进水口(70)，进水口(70)的周围设有向上延伸的短管(69)，短管(69)上方设置密封圈(59)；本实施例上滤芯中的粒状滤料采用粒状离子交换树脂(75)；上滤芯设置在净水器上桶(76)底部的上方。
本实施例中的微孔陶瓷组件与下滤芯壳体(48)采用拔插式结构连接，拆装很方便。本实施例上滤芯的结构与实施例一相同，只是其中的粒状滤料改为离子交换树脂。
本实施例折流式饮水机专用净水器运行时，原水先经过上滤芯上部的无纺布粗滤，去除水中的泥沙、铁锈等粒状悬浮物，再经上滤芯中的离子交换树脂(75)进行离子交换，去除水中的钙、镁离子，降低水的硬度，同时去除水中的重金属，然后再经上滤芯下部的无纺布阻挡可能下掉的离子交换树脂(75)，再经下滤芯中的高精度双面过滤微孔陶瓷(45)进一步去除水中更小的泥沙、铁锈等粒状污染物和细菌，最后经折流式滤芯(60)中的载银粒状活性炭(64)去除水中的异色、异臭、异味、自来水消毒副产物、农药等有毒有害污染物，提高水的口感，使出水达到优质饮用水标准。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种折流式饮水机专用净水器，其包括上盖、上桶和下桶，下桶的底部设有可控制饮水机水斗中水位的浮子阀或浮球阀，其特征是：上桶底部的下方设有下滤芯，下滤芯的底部连接折流式滤芯。
2.根据权利要求1所述的折流式饮水机专用净水器，其特征是：所述的折流式滤芯包括底部封闭的壳体，壳体内下部设有下网板，壳体内上部设有上网板，在上网板和下网板之间装填粒状滤料。
3.根据权利要求2所述的折流式饮水机专用净水器，其特征是：所述的粒状滤料至少包括离子交换树脂、活性炭和矿化球其中的一种。
4.根据权利要求2所述的折流式饮水机专用净水器，其特征是：所述的上网板上方设有滤芯盖，滤芯盖上设有出水孔和排气孔。
5.根据权利要求2或4所述的折流式饮水机专用净水器，其特征是：所述的滤芯盖、上网板或下网板上设有可与下滤芯装配的螺纹。
6.根据权利要求1所述的折流式饮水机专用净水器，其特征是：所述的下滤芯中设有管状微孔陶瓷或板状微孔陶瓷。
7.根据权利要求1所述的折流式饮水机专用净水器，其特征是：所述的上桶底部的上方设有上滤芯。
8.根据权利要求7所述的折流式饮水机专用净水器，其特征是：所述的上滤芯包括壳体，壳体上部设有上网板，上网板的上方设有纤维滤料，纤维滤料的上方设有上压板，壳体下部设有下网板，在上网板和下网板之间装填粒状滤料。
9.根据权利要求8所述的折流式饮水机专用净水器，其特征是：所述的下网板的下方设有纤维滤料，纤维滤料的下方设有下压板。
10.根据权利要求8所述的折流式饮水机专用净水器，其特征是：所述的上网板的中心设有向上延伸的排气管，排气管的上部设有平板，平板的中心设有排气孔，排气孔的上方设有薄膜，薄膜的上方设有可对薄膜进行限位的顶盖，下网板的中心设有向上延伸的芯管，芯管的上部侧壁设有排气丝网，芯管的上端插入上网板中心的排气管内。
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