CN101898807B - 曝气式家用常压净水器 - Google Patents

Abstract

一种处理饮用水的曝气式家用常压净水器，包括原水箱、粉末状水处理材料、微孔陶瓷、护壳、储水袋和气泵；原水箱的底部设有微孔陶瓷，原水箱内设有粉末状水处理材料，原水箱的下方设有护壳，储水袋设置在护壳内，微孔陶瓷的出水流入储水袋，原水箱的底部设有布气装置，气泵设置在净水器的壳体上，气泵的出气口通过进气管连通布气装置的进气口，布气装置上设有曝气孔，从曝气孔中流出的气体能够与原水箱中的原水混合。

Description

曝气式家用常压净水器

技术领域

本发明涉及净水器技术领域，尤其是涉及一种处理饮用水的曝气式家用常压净水器。

背景技术

公知技术的常压净水器一般包括原水箱、滤芯和净水箱，滤芯中的滤料一般包括粒状活性炭，对于能够滤除水中细菌的滤芯其中还包括中空纤维或高精度微孔陶瓷。这些净水器都不同程度地存在下述问题：

1.活性炭的利用率不高，出水口感有待进一步改善

a.滤芯中的粒状活性炭仅在其表面具有较好的吸附性能，而粒状活性炭颗粒的内部因不与流动的水直接接触，所起的吸附效果就很差，导致粒状活性炭的有效利用率很低，约50％；

b.水流在活性炭滤芯中的停留时间很短，吸附不够充分，水中的余氯、有机物、异色、异臭和异味等污染物去除得不够彻底，影响出水口感。

2.能够有效滤除水中细菌的中空纤维或微孔陶瓷，清洗麻烦或使用成本较高

由于能够有效滤除水中细菌的中空纤维或微孔陶瓷过滤时容易堵塞，大型净水设备中如果使用中空纤维或高精度微孔陶瓷，一种方案是：设计清洗装置，中空纤维或微孔陶瓷堵塞后，启动清洗装置进行清洗，可以使其恢复过滤性能；另一种方案是采用不易堵塞的错流方式过滤。而对于小型净水设备(家用净水器)由于成本造价方面的原因，一般不为微孔陶瓷或中空纤维设计清洗装置，中空纤维或微孔陶瓷堵塞后，通常手动将微孔陶瓷滤芯或中空纤维滤芯从净水器上拆下，采用手工方法清洗，使其恢复过滤性能，或者更换新的微孔陶瓷滤芯或中空纤维滤芯。这样，要么清洗比较麻烦，用户也不易掌握；要么使用成本较高。

3.净水器的出水可能存在二次污染

净水器上一般都设有净水箱用于储存净化过的优质饮用水，以解决用户取水时希望获得较大的出水流量与净水器的制水流量较小之间的矛盾。然而，净水箱中的水如存放时间较长又会滋生微生物；净水箱在进水和出水时会呼出和吸入等量的空气，当吸入的空气包含尘埃和细菌时也会污染净水箱中的水，这就是净水器的二次污染问题。

人们希望能够设计出一种家用净水器，该家用净水器能够很好地滤除水中的细菌，确保微生物指标和浑浊度指标符合要求；同时也能够很好地去除水中的异色、异臭、异味、有毒有害有机物(如三卤甲烷等)，提高出水的口感；净水器滤芯中的过滤材料不易堵塞，水处理材料的利用率很高，接近100％；并且净水器的出水没有二次污染问题。

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处理饮用水的曝气式家用常压净水器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种处理饮用水的曝气式家用常压净水器，包括原水箱、布气装置和气泵；气泵设置在净水器上，气泵的出气口通过进气管连通布气装置的进气口；布气装置上设有曝气孔，从曝气孔中流出的气体能够与原水箱中的原水混合。

所述气体是包括氧气和氮气的普通空气，原水与气体混合后有两个好处：

a.能够提高饮用水中的氧气含量，使饮用水的口感得到改善，同时，水中的氧气含量增加后能够氧化水中的金属(如铁、锰等)和有机物从而将其去除；

b.气体在离开水体时，将带走溶解在水中的具有挥发性、分子量小的气体物质，例如，对于溶解于水中的H₂S、NH₃、Cl₂、三氯乙烯、氯苯、二氯苯等都有较好的去除效果，这种方法也称为吹脱。采用吹脱法去除水中易挥发有机物是采用粒状活性炭达到同样去除效果的运行费用的1/2～1/4，所以吹脱法的运行费用低廉。

本发明的进一步技术措施是：所述原水箱的底部设有微孔陶瓷，原水箱中的原水先经曝气净化再经微孔陶瓷过滤净化；所述曝气孔中流出的气流或该气流引起的水流能够冲刷到所述微孔陶瓷的进水面。

所述微孔陶瓷，可以是双面过滤微孔陶瓷，也可以是单面过滤微孔陶瓷；可以是管状微孔陶瓷，也可以是板状微孔陶瓷。微孔陶瓷的过滤精度应不大于0.4微米，为了提高过滤细菌的可靠性，微孔陶瓷的过滤精度优选不大于0.2微米。

所述进水面是指微孔陶瓷与原水接触的外表面，过滤时，原水从该表面进入微孔陶瓷，水中的颗粒物、悬浮物被截留在该表面。过滤一段时间后，水中的颗粒物、悬浮物逐渐在该表面形成滤饼，使微孔陶瓷逐渐堵塞。

从曝气孔中流出的气流或该气流引起的水流能够冲刷到微孔陶瓷的进水面，其作用是防止水中的颗粒物、悬浮物在微孔陶瓷的进水面上沉积，使微孔陶瓷的过滤方式类似于错流过滤方式，从而延缓微孔陶瓷堵塞。

所述微孔陶瓷设置在所述原水箱的底部是指：

1.微孔陶瓷设置在靠近原水箱的底的上方或下方；

2.微孔陶瓷的一部分设置在原水箱的底的上方，微孔陶瓷的另一部分设置在原水箱的底的下方；

3.微孔陶瓷设置在原水箱的底的侧方。

本发明的进一步技术措施是：所述原水箱内设有粉末状水处理材料，粉末状水处理材料中包括粉末活性炭，粉末状水处理材料的粒度为60目～200目。

因粉末状水处理材料的粒度小，比表面积大，加上曝气装置的搅拌作用，其与原水箱中的原水能够混合得比较充分，即粉末状水处理材料能够与原水充分接触，所以粉末状水处理材料的利用率可以达到很高，接近100％，并且粉末状水处理材料与原水接触的时间长，所以，水中的异色、异臭、异味、有毒有害有机物等可以去除得比较彻底，再经高精度微孔陶瓷过滤，去除水中的粉末状水处理材料和细菌等悬浮物，使净水器出水达到优质饮用水标准，为人们的饮水安全提供保证。

粉末状水处理材料与原水混合后成为浑浊度很高的混合液，为了改善视觉效果，本发明的进一步技术措施是：所述原水箱的顶部设有漏斗状内盖，用该内盖屏蔽用户视线，所述内盖上设有进水口和排气口；所述内盖的上方还设有外盖。

所述粉末状水处理材料经过表面改性处理，其不仅具有吸附水中有害物质的功能，还具有很强的吸附和粘附水中容易堵塞微孔陶瓷的物质的功能，起延缓微孔陶瓷堵塞的作用。

本发明的进一步技术措施是：所述原水箱的下方设有护壳，护壳内设置储水袋；经所述微孔陶瓷过滤的出水流入储水袋。

所述储水袋用于储存经微孔陶瓷过滤净化过的水，储水袋采用食品卫生级的柔性且不透水的材料制造，例如：橡胶、塑料等，优选采用PU材料制造。为了增强储水袋的强度，可以在储水袋上设置加强筋，或在储水袋外侧增设强度较好的网袋。储水袋也可以用两层或两层以上材料制造，与水接触的内层采用食品卫生级的柔性且不透水材料制造，其它层采用柔性且强度、韧性都较好的材料制造。

所述护壳的作用包括但不限于：防护储水袋免受硬物刺伤和划伤；支撑储水袋及储水袋内水的重量。护壳可以呈桶壳状，护壳可以设有透气孔，以便于饮用水流入和流出储水袋时，储水袋能自由膨胀和收缩。

所述储水袋在使用前，可以进行消毒处理，杀灭储水袋中的所有细菌。在使用过程中，储水袋的进水口被高精度微孔陶瓷封闭，储水袋出水时会自动收缩体积，它不会象储水箱那样出水时会吸入等量体积的空气，所以储水袋在使用过程中储水袋中的水可以和大气完全隔离，不与大气连通，所以大气(即空气)中的尘埃、细菌等不能进入储水袋，从而有效防止空气对储水袋内水的二次污染。

本发明的进一步技术措施是：所述护壳的下表面设有与普通饮水机顶部相适配的联接结构，护壳的下方设有能够控制饮水机水斗中最高水位的浮子阀；所述储水袋的出水连通浮子阀的进水口。

饮水机的顶部中心一般设有能够让桶装水的圆形水桶以倒扣方式插入的圆环，该圆环的下方是饮水机水斗，不同厂家的饮水机该圆环可能具有不同的直径。所以，所述与普通饮水机顶部相适配的联接结构，是指该结构能够与顶部具有不同直径的圆环的饮水机相适配，具体地说，有下述两种结构：

第一种结构，所述护壳的下表面设有数圈不同直径的圆形台阶，以适应几种顶部中心具有不同直径的圆环的饮水机。所述护壳与饮水机顶部装配时，护壳上的圆形台阶插在所述圆环内，从而可以使护壳在水平方向的运动受到限制，即该圆环可以对护壳进行限位，再结合设在护壳下方的浮子阀，可以使本发明曝气式家用净水器成为能够与饮水机配套使用的净水器。

第二种结构：所述护壳的下表面为水平设置的环形平面，该环形平面与饮水机顶部接触，即所述净水器平放在饮水机顶部，所述浮子阀设置在该环形平面之内的护壳壳体上。

本发明的进一步技术措施是：净水器上设有当所述储水袋盛满水时会产生动作的电气开关，该电气开关与设在净水器上的电气线路板电联接，该电气线路板还与所述气泵电联接。

所述电气开关可以是微动开关，也可以是其它类型的开关。

所述电气开关可以是常开电气开关，也可以是常闭电气开关。

对于常闭电气开关，当储水袋未盛满水时：如果此时原水箱中有水则净水器肯定是正在过滤，该常闭开关处于闭合状态，使所述气泵的电源电路处于接通状态，气泵处于运行状态，从所述曝气孔中流出的气流或气流引起的水流冲刷到所述微孔陶瓷的进水面上，可以起到防止微孔陶瓷堵塞的作用；如果此时原水箱中无水，则净水器不在过滤，但气泵仍然处于运行状态，气泵运行时产生的声音可以用于提示用户给原水箱加水。当储水袋盛满水时：则净水器肯定已经停止过滤，该常闭开关处于断开状态，使所述气泵的电源电路处于断开状态，气泵处于停止状态。

对于常开电气开关，则可以在电气线路板中将该常开电气开关的通断功能反转，即：当常开开关断开时，通过电气线路板可使所述气泵处于运行状态；当常开开关闭合时，通过电气线路板可使所述气泵处于停止状态。

通过适当设置电气开关和电气线路板，可以使气泵是否运行与储水袋的盛水状态(指是否盛满水)相联系，从而实现自动控制。

为了防止原水箱中的原水流向气泵，本发明的进一步技术措施是：所述进气管设有高于原水箱最高水位的部分管段或/和在所述进气管上设置单向阀。

所述布气装置可以有多种可选结构形式。例如，在内空的塑料件上设置众多的曝气孔和布气装置的进气口，该塑料件可以呈直管状、弯管状，圆环或椭圆环管状等，该塑料件也可以和微孔陶瓷的连接件合并成一个零件；又如，将众多的中空纤维折成“∩”状，再将各中空纤维的端部开口连通到一个空腔内，在该空腔的壳体上设置布气装置的进气口，将中空纤维上的微孔作为布气装置的曝气孔，为了减小气流阻力，优选疏水性中空纤维；等等。

本发明技术的有益效果是：采用吹脱法去除水中易挥发有机物或气体的运行费用低；当与高精度微孔陶瓷、粉末状水处理材料和储水袋等技术结合后，水处理材料的有效利用率较高，接近100％，水中的异色、异臭、异味和有毒有害有机物去除得彻底，出水口感好，微孔陶瓷不易堵塞，能够确保净水器的出水的微生物指标合格，并且净水器的出水没有二次污染问题。

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的A-A剖视图。

图3为图1中的连接件与布气装置的复合体的立体图。

图4为本发明实施例二的结构示意图。

图5为本发明实施例三的结构示意图。

图6为本发明实施例四的结构示意图。

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和图3所示，本实施例包括原水箱8、粉末状水处理材料、微孔陶瓷7、护壳2、储水袋3、布气装置和气泵22；护壳2的上方设置原水箱8，原水箱8内设有粉末状水处理材料，护壳2内设有储水袋3，护壳2的下方设有能够控制饮水机中最高水位的浮子阀1，护壳2的下表面设有数圈不同直径的圆形台阶29，以便本实施例净水器能够与几种顶部中心具有不同直径的圆环的饮水机配套使用；原水箱8的顶部设有漏斗状内盖13，内盖13的边缘设有排气口18，内盖13的中心设有进水口，进水口内设有浮子14的顶杆，该顶杆上设有凸筋15，顶杆的上端设有杆帽16，杆帽16的下端设有4根向下延伸的筋条17，装配好后浮子14悬挂在内盖13上，其既能遮蔽原水箱8内的混合液又不影响用户向原水箱8加水；内盖13的上方设有外盖76；原水箱8的底部设有能够使微孔陶瓷7及其连接件竖直装入的长条形凹槽，从而将原水箱8的底分为上底和下底；气泵22设置在原水箱8的上底的下方，气泵22的出气口23通过进气管21连通布气装置的进气口32，进气管21设有高于原水箱8最高水位12的部分管段；微孔陶瓷7为双面过滤板状微孔陶瓷，其厚度中心设有水流通道6，其与底部的连接件采用粘结剂35进行密封联接；该连接件与布气装置合并成为复合体，复合体上设有能够让微孔陶瓷7插入的槽75，槽75的下方设有出水接管，出水接管的下端为连接件的出水口31，复合体的四周设有气流通道27，气流通道27的上方设有众多的曝气孔5，气流通道27的下方设有进气接管，进气接管的下端为布气装置的进气口32，进气接管通过螺母33和密封圈34与原水箱8的下底密封联接，出水接管通过螺母30和密封圈28与原水箱8的下底密封联接，复合体与微孔陶瓷7组装后的部件竖直设置在原水箱8的底部，从曝气孔5中流出的气流或该气流引起的水流能够冲刷到微孔陶瓷7的进水面；储水袋3的进水口与所述出水接管密封联接，储水袋3的出水口与浮子阀1的进水口密封联接；净水器上还设有微动开关25，微动开关25固定在支架24上，支架24固定在净水器壳体上，微动开关25的下方设有滑杆26，当储水袋3盛满水时，储水袋3向上膨胀使滑杆26向上运动从而带动微动开关25动作，微动开关25动作后，控制系统立即断开气泵22的电源，使气泵22停止运行；微孔陶瓷7的顶部设有增强微孔陶瓷7稳定性的压板11，压板11上设有通水孔10，压板11通过螺钉9固定在原水箱8的上底上；净水器的顶部设有顶板20，顶板20上设有通气孔19。

实施例二：结合图4所示，本实施例包括原水箱40、粉末状水处理材料、单面过滤管状微孔陶瓷39、护壳、储水袋、布气装置和气泵；单面过滤管状微孔陶瓷39的下方设有连接件41，连接件41设有向下延伸的出水管44和能够让单面过滤管状微孔陶瓷39插入的圆形凹槽，单面过滤管状微孔陶瓷39的下部与该凹槽通过粘结剂粘接密封联接；原水箱40的底部设有能够装入单面过滤管状微孔陶瓷39及其连接件的圆形凹槽，从而将原水箱40的底分为上底和下底；连接件41通过螺母43和密封圈42与原水箱40的下底密封联接；原水箱40的下底设有曝气孔36，曝气孔36的下方设有圆环形零件，该圆环形零件的内部设有气流通道78和进气接管37，进气接管37的上端为布气装置的进气口，所有曝气孔36连通气流通道78，气流通道78连通布气装置的进气口，所述气泵的出气口通过进气管38连通布气装置的进气口。本实施例其它要求与实施例一相同。

实施例三：结合图5所示，本实施例包括原水箱50、粉末状水处理材料、双面过滤板状微孔陶瓷49、护壳、储水袋58、布气装置和气泵52；原水箱50的底部设有能够使微孔陶瓷49及其连接件横向装入的凹槽，从而将原水箱50的底分为上底和下底；双面过滤板状微孔陶瓷49的厚度中心设有水流通道48，双面过滤板状微孔陶瓷49的左方设有连接件，连接件设有向左延伸的出水接管45和能够让双面过滤板状微孔陶瓷49插入的凹槽，双面过滤板状微孔陶瓷49的左部与该凹槽通过粘结剂粘接密封联接；在原水箱50的上底和下底之间的左方侧板上设有通孔，出水接管45穿过该通孔并通过密封圈47和螺母46和原水箱50上下底之间的左方侧板密封联接；原水箱50上下底之间的右方侧壁上设有曝气孔53，曝气孔53的右方密封联接周边设有翻边的板状零件55，板状零件55上设有进气口54，原水箱50上下底之间的右方侧板与板状零件55之间的空腔为气流通道，所有曝气孔53连通该气流通道，气泵52通过进气管56连通进气口54，进气管56上设有防止原水箱50中的原水流入气泵52的单向阀57；双面过滤板状微孔陶瓷49的上方设有导流板51，迫使气流沿靠近双面过滤板状微孔陶瓷49上表面流动。本实施例其它要求与实施例一相同。

实施例四：结合图6所示，本实施例是一种简化结构，本实施例包括原水箱59、气泵73和中空纤维组件；原水箱59的底设有向下延伸的短管60，短管60通过螺母65和密封圈61密封联接中空纤维组件；所述中空纤维组件包括折成倒“∩”状的众多中空纤维67和壳体66，中空纤维67优选具有疏水特性的，以减小气流阻力，中空纤维67设置在壳体66内且其下端通过粘结剂69相互粘接并粘接固定在壳体66的下部内侧，壳体66的下部与端盖68密封固定，端盖68上设有布气装置的进气口；气泵73固定在原水箱59的外侧上部，气泵73的排气口72通过进气管70连通布气装置的进气口，进气管70上设有防止原水箱59中的原水流入气泵73的单向阀71；原水箱59的底设有出水口，该出水口通过出水管62连通出水龙头64的进水口，出水龙头64通过螺母63固定在设于原水箱59下方的底座74的侧壁上。

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 (5)

1.一种处理饮用水的曝气式家用常压净水器，包括原水箱、布气装置和气泵，其特征是： 

a.气泵设置在净水器上，气泵的出气口通过进气管连通布气装置的进气口； 

b.布气装置上设有曝气孔，从曝气孔中流出的气体能够与原水箱中的原水混合； 

c.原水箱的底部设有微孔陶瓷，所述微孔陶瓷为双面过滤板状微孔陶瓷且竖直设置，其过滤精度不大于0.4微米，其厚度中心设有水流通道，其与底部的连接件采用粘结剂进行密封联接； 

d.所述连接件与所述布气装置合并成为复合体，复合体上设有能够让所述微孔陶瓷插入的槽，槽的下方设有出水接管，出水接管的下端为连接件的出水口，复合体的四周设有气流通道，气流通道的上方设有众多的曝气孔，气流通道的下方设有进气接管，进气接管的下端为布气装置的进气口； 

e.所述原水箱内设有粉末状水处理材料，粉末状水处理材料中包括粒度为60目～200目的粉末活性炭； 

f.所述曝气孔中流出的气流或该气流引起的水流能够冲刷到所述微孔陶瓷的进水面；原水箱中的原水先经曝气净化再经微孔陶瓷过滤净化。 

2.按照权利要求1所述的曝气式家用常压净水器，其特征是：所述原水箱的顶部设有漏斗状内盖，内盖上设有进水口和排气口。 

3.按照权利要求1所述的曝气式家用常压净水器，其特征是：所述原水箱的下方设有护壳，护壳内设置储水袋，经所述微孔陶瓷过滤的出水流入储水袋。 

4.按照权利要求3所述的曝气式家用常压净水器，其特征是：所述护壳的下表面设有与普通饮水机的顶部相适配的联接结构，护壳的下方设有能够控制饮水机水斗中最高水位的浮子阀。 

5.按照权利要求3或4所述的曝气式家用常压净水器，其特征是：净水器上设有当所述储水袋盛满水时会产生动作的电气开关。 

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