CN101870507A - 一种中央净水机分质供水实现方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种中央净水机分质供水实现方法及其装置。在中央净水机滤罐的顶部，集成易拆卸更换的超滤单元，净水机上除经滤料过滤后的普通净水出水口外，增设进一步经超滤过滤后的直饮水出水口。在保持原过滤路径的基础上，通过规划流道，改变从滤床流出的普通净化水到出水口之间的流径，使其流经超滤单元。通过确定合理的流道内径尺寸，提高流经超滤单元的水流速，使超滤膜得到有效清洗。采用弯曲流道，以适应超滤芯长度和罐内空间限制。给出了顺流过滤及逆流过滤的流道规划的决方案和具体装置，给出了易拆卸、更换超滤单元的具体实现。通过一台中央净水机实现分质供水，既能提供大流量的生活用净化水，又能提供大流量、高质量的直饮水。

Description

一种中央净水机分质供水实现方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种水处理装置，特别是中央净水机分质供水方法及其装置。

背景技术

对于生活用水，根据不同用途提供不同洁净度的水，全屋净化、直饮是生活净水的发展方向。

全屋净化主要通过中央净水机实现。目前，中央净水机主要有三种基本类型：

1、活性炭中央净水机：以活性炭为主要滤材的中央净水机，只能达到一般生活用水的洁净度，除菌能力差，需要另加末端净水器才能达到直饮要求，末端净水滤材净水能力低，寿命短，须频繁更换滤材。

2、超滤膜中央净水机：以超滤膜为主要滤材的中央净水机，只能保证出水的生物指标。其出水品质单一，用于卫生用水的冲洗水，属于废水范畴，不属于净化供水出水。对于氯、重金属、化学毒物、色度、异味等没有效果，如果原水不合格，出水品质难以保证。而要求原水合格在净化的意义大打折扣，且合格的原水其余氯是不符合直饮要求的，商业上号称可以直饮，并没有科学性。

3、活性碳+超滤组合中央净水机：以活性炭和超滤膜为基本过滤材料，结构、填料合理的活性碳+超滤组合中央净水机，其出水品质可以达到直饮要求。但只能提供这一种出水品质，用于生活用水浪费了过滤能力，增加了过滤负荷。由于超滤的寿命和清洗问题，更换滤材的时间比较短，需要专业人员维护，运行维护成本高。

其他，如所谓kdf净水机，由于目前所有该类产品的kdf填料量远小于能起到其理论净化效果、符合工程规范的填料量，远起不到其应有的净化作用；以活化、磁化、矿化等为目的滤料，其功能是辅助性的，其作用和意义还没有公定的科学结论。使用这些滤料的净水机，可根据其基本滤材、滤料归结为上述三种基本类型之一。

这三种中央净水机无论出水质量如何，都只能提供单一品质的净化水。面对生活用水的全屋净化、多层次分质供水要求，迫切需要处理能力强、分质供水、结构简单、维护简便、运行费用低的分质供水中央净水机。

发明内容

根据生活用水全屋净化、分质供水的要求，针对目前中央处理机存在的问题。以滤料型(比如石英砂、活性炭、kdf、陶瓷球、矿物、金属等滤料的各种组合)中央净水机为基础，保留其原出水口提供洗菜、洗漱、沐浴用水；在其上引入易更换、具有独立出水口的超滤系统，提供烹调、煮饭、直饮用水；原水直接用于卫生用水；且通过流道设计实现超滤的自动清洗，从而实现全屋分质供水、出水水质稳定、结构简单易维护、制造和运行成本低的中央净水机。

技术难点是：

要想能随时、便捷更换超滤芯，就必须使超滤组件的接口位于最高水平面，也就是过滤罐体的顶部，否则更换滤芯时过滤罐内的水会流出；超滤必须以滤料为前级，即进入滤芯的水必须是经滤料过滤后的普通净水。而在顺流过滤时，过虑罐上部是未经过滤的原水，经滤料过滤后的普通净水恰恰位于过滤罐的底部。

要想使实现自动清洗，就必须能够保证超滤芯周围有高速水流形成。在逆流过滤时，普通净水虽然在过滤罐的上部，但是水流速极低，对超滤芯起不到冲洗作用。

净水机采用顺流还是逆流工作方式，是由滤料性质、性能、作用及由此引起的对滤料布放要求决定的，不能随意确定，因此解决方案要适合顺流、逆流两种工作方式。

要保证中央级的净水出水能力，就要采用直径和长度均较大的滤芯，这与罐内上部空间高度形成矛盾。

本发明的技术方案是：

在中央净水机滤罐的顶部，集成易拆卸更换的超滤单元，净水机上除经滤料过滤后的普通净水出水口外，增设进一步经超滤过滤后的直饮水出水口。在保持原过滤路径的基础上，改变普通净水的流道，使其流经超滤单元。通过确定合理的流道内径尺寸，提高流经超滤单元的普通净水的流速，使超滤膜随时得到有效清洗。采用弯曲流道，以此适应超滤芯长度和罐内空间限制。具体方法是：

a、在中央净水机内实施两级净化，从不同的出水口分别供水。第一级采用滤料为过滤介质，供应普通净水；第二级采用超滤膜对经第一级过滤的普通净水进行进一步净化，供应直饮水。

b、在过滤罐的顶部设超滤膜组件卡座，卡座上设有直饮水出水口，若把整个过滤装置看成一个连通器，则在关闭所有阀门后，卡座顶面位于最高水平面。

c、超滤膜组件由端盖、卡接在该端盖上的外压式超滤芯组成，端盖上设有连通超滤膜出水端和端盖外部的水道。

d、在过滤容器内、卡座的下方位置，设置超滤芯流罩，该流罩作为超滤的罩壳，处于过滤流径的末端，一端连通从滤床出来的普通净水，一端连接普通净水的出水口。通过卡座和端盖，超滤芯插入该流罩内。

e、该流罩的作用，一是规划流道，使经滤料过滤后的普通净水进入超滤单元，而与原水分离；二是控制超滤芯周围水的流道尺寸，使水在超滤芯周围获得较高流速，实现对超滤芯的有效冲洗；三是在逆流过滤时，对滤料施压，防止滤料漂浮。

f、若采用一组滤芯，则需相应地设一组卡座，各卡座相互连通，共用一个直饮出水口。

g、经滤料过滤后的普通净水，通过流罩后，流向普通净水出口。

h、经超滤芯过滤后的直饮水从超滤组件端盖及卡座上的水道，流向直饮水出水口。

i、由于过滤流经的不同，逆流过滤装置和顺流过滤装置的流道规划及流罩形态不同。

依据该方法设计的中央净水机，其超滤单元为：

a、设在过滤罐顶部的卡座内部为阶梯形，阶梯之间设通水环道，并连通直饮水出水口。若为一组卡座，则各卡座的通水环道相互连通，共用一个直饮出水口。

b、超滤膜组件由端盖、卡接在该端盖上的外压式超滤芯组成。

c、端盖为与卡座对应的阶梯形，下侧设有超滤芯卡口，两阶梯端面间设有通水孔道，连通卡口上的超滤芯出水端

d、卡座、端盖的阶梯端面对之间设有密封件，用于对罐内和外部的密封。

e、超滤膜组件通过端盖和卡座上的螺纹口，或者用卡座上的压盖连接并固定在卡座上，并保证与罐内及外部的密封。

依据该方法设计的中央净水机，当采用逆流过滤时，过滤罐上部是净水集水室，滤芯与外部不需进行水质分隔，滤罩的作用在于提高滤芯周围的过流速度，产生冲洗效果。流罩为一复杂曲面组成的壳体，上部截面曲线形状适应超滤芯组的断面形状，其轴线可为适当的曲线，轴线长与超滤芯长度相适应。在超滤芯以下部分，流道光顺过渡到与过滤罐截面相同的形状，使整个流罩呈裙形。流罩下端面为一有骨架支撑的过滤筛网，用于在过滤时压紧滤料，防止漂浮；在冲洗时阻挡滤料，防止其冲出罩壳、脱离滤床。流罩下边沿通过密封件与过滤罐内壁滑动接触和密封，通过控制装置，流罩壳上下滑动。当处于工作状态时，流罩下端面压紧滤料，防止漂浮；当处于冲洗状态时，流罩升起，放松滤料，留出膨胀、流化空间。

依据该方法设计的中央净水机，当采用顺流过滤时，过滤罐上部是原水布水室，须将超滤芯与其隔离。流罩为与超滤芯组截面相适应的管道形壳体，为适应滤芯的长度该管道形壳体的轴线可以是适应过滤罐内部空间的曲线。流罩上端与过滤罐内壁密封固定连接，顶部与普通净水出口联通，下端通过管路连接布水器。

采用本发明的方法制造的中央净水机，可得到生活净水和直饮水两种品质的水。

超滤芯不但在对滤料冲洗时，得到强力冲洗，而且在生活用水时随时得到冲洗，不仅保证了超滤的出水质量、出水能力，而且延长了使用寿命。

当需要更换超滤芯时，关闭进、出水阀，旋开螺纹口或打开压盖，将滤芯组件取出换上新的滤芯，然后通过螺纹口或压盖将超滤芯组件固定到卡口上即可，非常简便，不需专业技术人员操作。

附图说明

图1、逆流过滤下的实例示意图

图2、顺流过滤下的实例示意图

具体实施方式

本发明提供的是一种分质供水原理和方法，根据本发明的方法及具体设计思路，可设计出各种实施方案，这里给出的实施方式是示意性的较佳方案，旨在便于理解本发明，不是本发明的全部实施方式，不能用来限制本发明的范围。

实例1：逆流过滤方式下的实施实例

图1给出了逆流过滤方式下本发明的一个实例。净水室2位于过滤罐1的上部，滤床3位于过滤罐1的中部，可分层填装各种滤料，下部通过水管9连接下布水器4，普通净水出水口10位于过滤罐1的顶部。在过滤罐1的顶部设超滤芯卡座6，外压式超滤芯5用标准卡口连接在端盖51上，通过该端盖将超滤芯插入净水室2。端盖51上设有与超滤芯出水端连通的通水孔52，设两层阶梯密封端面，上下端面分别与过滤罐1外部和内部密封，采用螺纹口或压盖结构与卡座6连接。卡座6上，设与端盖51相对应的两层阶梯密封端面，两端面之间设通水环槽62，通水环槽62外通卡座上的直饮水出口61。净水室2内设可上下滑动的流道罩盖8，流道断面为圆形，其内径与超滤芯外径相适应，轴线为螺旋曲线，轴线长与超滤芯5长度相适应，流道光顺过渡到罩盖下沿82。插入净水室2的超滤芯5，从流道罩盖8的上端口沿流道插入流道罩盖8。流道罩盖8下端面为与过滤罐1断面相同的栅格骨架平面，并敷设过滤筛网81，以阻挡滤床3内的滤料。罩盖下沿82与过滤罐1内壁通过硅胶圈滑动密封，流道罩盖8上固定安装有磁铁83，过滤罐1上部设有电磁铁84，在电磁铁84的控制下流道罩盖8可上下滑动。

净水机处于工作状态时，电磁铁84断电，在重力作用下流道罩盖8下滑到最低位置，压紧滤床3内的滤料。在控制阀7控制下，原水从水管9经过下布水器4进入滤床3，从滤床3出来的普通净水，上行进入净水室2的流道罩盖8。当使用生活水时，普通净化水沿流道上行，对外压式超滤芯5进行低强度冲洗后，从水管10流向用水设备；当使用直饮水时，普通净化水沿流道上行，通过超滤芯5、超滤芯端盖51的通水孔52、通水环槽62、直饮水出水口61流向直饮用水设备。

净水机处于逆冲洗状态时，电磁铁84通电，在电磁铁84和磁铁83的磁力作用下，流道罩盖8上升到最高位置，与滤料脱离；在控制阀7控制下，冲洗水从水管9经下布水器4进入滤床3冲洗滤料，并使滤料膨胀，冲洗水继续上行进入净水室2的流道罩盖8，沿流道上行，对外压式超滤芯5进行高强度冲洗后，从水管10排出。

净水机处于正冲洗状态时，电磁铁84通电，在电磁铁84和磁铁83的磁力作用下，流道罩盖8上升到最高位置，与滤料脱离。在控制阀7控制下，冲洗水从水管10进入，通过流道罩盖8对超滤芯5高强度冲洗后，进入滤床3冲洗滤料，然后经下布水器4、水管9排出。

实例2：顺流过滤方式下的实施实例

图2给出了顺流过滤方式下本发明的一个实例。布水室2位于过滤罐1的上部，滤床3位于过滤罐1的中部，下部是集水室11。在过滤罐的顶部设超滤芯卡座6，内有两个阶梯密封端面，阶梯密封端面之间设通水环槽62，通水环槽62外通卡座上的直饮水出口61。卡座6的下部罐体的内侧连接管道形超滤罩壳8，其上部用水管91连通控制阀7，下部用水管92连接下布水器。外压式超滤芯5用标准卡口连接在端盖51上，通过该端盖将超滤芯5插入超滤罩壳8。端盖51上设有与卡座6相对应的两个阶梯密封端面，密封端面间是与超滤芯出水端连通的通水孔52。端盖51与卡座6用螺纹口或压盖结构连接。水管10直接连通布水室2和控制阀7。

净水机处于工作状态时，在控制阀7控制下，原水从水管10进入布水室2，经滤床3过滤后的普通净水，进入集水室11，再经下布水器4、水管92上行进入超过罩壳8。当使用生活水时，普通净水对外压式超滤芯5进行低强度冲洗后，从水管92经控制阀流向用水设备；当使用直饮水时，普通净化水经超滤芯5进一步净化后，经超滤芯端盖51的通水孔52、通水环槽62、直饮水出口61流向直饮用水设备。

净水机处于逆冲洗状态时，在控制阀7控制下，冲洗水从水管91进入超滤罩壳，对外压式超滤芯5进行高强度冲洗后，从水管92经下布水器4进入集水室，再上行经过滤床3，对滤料冲洗后，进入布水室2，经水管10，再经控制阀7排出。

净水机处于正冲洗状态时，在控制阀7控制下，冲洗水从水管10进入布水室2，对滤床3内的滤料冲洗后，进入集水室11，再经下布水器4、水管92上行进入超过罩壳8，在对外压式超滤芯5进行高强度冲洗后，从水管91经控制阀排出。

Claims (7)

1.一种中央净水机分质供水方法，在滤料型中央净水机滤罐的顶部，集成易拆卸更换的超滤单元及其直饮水出水口，在保持原过滤路径的基础上，改变普通净水的流道，使其流经超滤单元，采用合适的流道内径尺寸，提高流经超滤单元的普通净水的流速，使超滤膜随时得到有效清洗，其特征在于：

a、在中央净水机内实施两级净化，从不同的出水口分别供水，第一级采用滤料为过滤介质，供应普通净水，第二级采用超滤膜对经第一级过滤的普通净水进行进一步净化，供应直饮水；

b、在过滤罐的顶部设超滤膜组件卡座，卡座上设有直饮水出水口，若把整个过滤装置看成一个连通器，则在关闭所有阀门后，卡座顶面位于最高水平面；

c、超滤膜组件由端盖、卡接在该端盖上的外压式超滤芯组成，端盖上设有连通超滤膜出水端和端盖外部的水道；

d、在过滤容器内、卡座的下方位置，设置超滤芯流罩，通过卡座和端盖，超滤芯插入该流罩内，该流罩作为超滤的罩壳，处于过滤流径的末端，一端连通从滤床出来的普通净水，一端连通普通净水的出水口，流罩是从滤床出来的普通净水流向普通净水口的唯一通道；

e、流罩的作用，一是规划流道，使经滤料过滤后的普通净水进入超滤单元，而与原水分离；二是控制超滤芯周围水的流道尺寸，使水在超滤芯周围获得较高流速，实现对超滤芯的有效冲洗；三是在逆流过滤时，对滤料施压，防止滤料漂浮；

f、若采用一组滤芯，则需相应地设一组卡座，各卡座相互连通，共用一个直饮出水口：

g、经滤料过滤后的普通净水，通过流罩后，流向普通净水出口；

h、经超滤芯过滤后的直饮水从超滤组件端盖及卡座上的水道，流向直饮水出水口：

i、由于过滤流经的不同，逆流过滤装置和顺流过滤装置的流道规划及流罩形态不同。

2.根据权利要求1所述的分质供水方法，其特征在于：流罩为与超滤芯组截面相适应的桶形壳体，为适应滤芯的长度该桶形壳体的轴线可以是适应过滤罐内部空间的螺旋曲线。

3.根据权利要求1所述的分质供水方法，其特征在于：当采用逆流过滤时，流罩为一复杂曲面组成的壳体，上部是截面曲线形状与超滤芯组的断面形状及罐内空间相适应的螺旋状弯曲管道形态，该段管道轴线长与超滤芯长度相适应；下部过渡为喇叭裙形，群星边沿与过滤罐内壁滑动密封；下端面设有骨架和滤网，以阻挡滤料；流罩及磁铁总成的重量应保证对滤料提供足够的压力；流罩在控制装置的控制下，在过滤时下降并压紧滤料，在冲洗时上升为滤料留出流化空间。

4.根据权利要求1-3所述的分质供水方法制作的净水机，其特征在于其超滤单元为：

a、设在过滤罐顶部的卡座内部为阶梯形，阶梯之间设通水环道，并连通直饮水出水口。若为一组卡座，则各卡座的通水环道相互连通，共用一个直饮出水口。

b、超滤膜组件由端盖、卡接在该端盖上的外压式超滤芯组成。

c、端盖为与卡座对应的阶梯形，下侧设有超滤芯卡口，两阶梯端面间设有通水孔道，连通卡口上的超滤芯出水端

d、卡座、端盖的阶梯端面对之间设有密封件，用于对罐内和外部的密封。

e、超滤膜组件通过端盖和卡座上的罗口，或者用卡座上的压盖连接并固定在卡座上，并保证与罐内及外部的密封。

5.根据权利要求1-3所述的分质供水方法制作的净水机，其特征在于：当采用逆流过滤时，过滤罐上部是净水集水室，流罩为一复杂曲面组成的壳体，通过塑胶材料与罐体内壁滑动密封；壳体上部设有永磁铁，罐体顶部内侧与之炊之对应位置设有电磁铁。

6.根据权利要求5所述的分质供水净水机，其特征在于：设有控制装置，在过滤时电磁铁断电，使滤料在流罩壳体及永磁铁重量的作用下滤料被压紧；在冲洗时，电磁铁通电使流罩上升，为滤料提供足够的膨胀、流化空间。

7.根据权利要求1-2所述的分质供水方法制作的净水机，其特征在于：当采用顺流过滤时，过滤罐上部是原水布水室，流罩为与超滤芯组截面相适应的管道形壳体，为适应滤芯的长度该管道形壳体的轴线可以是曲线，曲线长度与滤芯长度相适应；流罩上端与过滤罐内壁固定连接并密封，顶部与普通净水出口联通，下端通过管路连接布水器。

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