CN105251363A - 具有旋转喷头的净水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有旋转喷头的净水装置，包括：壳体，其为两端开口的中空圆柱状结构，壳体内部靠近壳体的第一端的开口处设置一鼓风机；喷头，其设置于壳体内部，且位于鼓风机下游，喷头为圆盘状中空结构，且喷头与壳体同轴设置，喷头朝向鼓风机的一侧表面的中心设置有进水口，进水口通过进水管与污水源连通，进水管上设置有高压泵，喷头背离鼓风机的一侧表面的中心固定一转轴，转轴与电机连接，喷头的圆周侧壁上设有多个喷口，每个喷口上均连有一个喷管，其喷水方向均与喷头的圆周侧壁的切线呈3-6°角，喷头在电机的带动下在第一状态、第二状态和第三状态间切换；超滤膜；集水桶；控制器。本发明的污水过滤效率高，能耗较小。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域。更具体地说，本发明涉及一种具有旋转喷头的净水装置。
背景技术
超滤膜过滤作为新型的水处理技术，能够有效地去除水中的颗粒物，降低水浊度，并能去除大分子有机污染物，几乎100％的截留两虫、水蚤、红虫、藻类、细菌甚至病毒等微生物。而且超滤膜过滤装置可在常温下操作、无相变。
超滤膜过滤是通过给污水施加高压，迫使污水中的净水透过高分子超滤膜，而污水中的杂质不透过超滤膜，实现对污水的净化。但是目前的超滤膜过滤装置需要较大的压力，能耗很大，而且污水有一定的密度和粘度，非常不利于过滤，容易堵塞超滤膜，过滤效率较低。因此，亟需设计一种新型的、能耗低、过滤效率高的超滤膜过滤装置。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种具有旋转喷头的净水装置，其首先将污水雾化，然后用超滤膜过滤，提高了污水的过滤效率，减小了能耗。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种具有旋转喷头的净水装置，包括：
壳体，其为两端开口的中空圆柱状结构，所述壳体水平设置，所述壳体内部靠近所述壳体的第一端的开口处设置一鼓风机；
喷头，其设置于所述壳体内部，且位于所述鼓风机下游，所述喷头为圆盘状中空结构，且所述喷头与所述壳体同轴设置，所述喷头朝向所述鼓风机的一侧表面的中心设置有进水口，所述进水口通过进水管与污水源连通，所述进水管上设置有高压泵，所述喷头背离所述鼓风机的一侧表面的中心固定一转轴，所述转轴与一电机连接，所述喷头的圆周侧壁上设有多个喷口，每个喷口上均连有一个喷管，其喷水方向均与所述喷头的圆周侧壁的切线呈3-6°角，所述喷头在所述电机的带动下在第一状态、第二状态和第三状态间切换，当所述喷头处于第一状态时，所述电机带动所述喷头以500-1000转/分的转速转动，当所述喷头处于第二状态时，所述电机带动所述喷头以1500-2000转/分的转速转动，当所述喷头处于第三状态时，所述电机带动所述喷头以2500-3000转/分的转速转动；
超滤膜，其设置于所述喷头下游，所述超滤膜的四周边缘处与所述壳体的内壁紧密连接将所述壳体分隔成两个空间，所述超滤膜面向所述喷头的一面为弧形凹面，所述弧形凹面的曲率半径为15-20毫米；
集水桶，其与所述壳体的第二端连通，以承接经所述超滤膜过滤得到的净水；
控制器，其与所述电机和所述鼓风机均连接，所述控制器根据所述鼓风机的转速控制所述喷头在第一状态、第二状态和第三状态间切换。
优选的是，所述的具有旋转喷头的净水装置，所述壳体的直径为30厘米。
优选的是，所述的具有旋转喷头的净水装置，所述喷头的直径为8厘米，所述喷头具有五个喷口，每个喷口均连有一喷管，每个喷管的喷水方向均与所述喷头的圆周侧壁的切线呈4°角。
优选的是，所述的具有旋转喷头的净水装置，当所述喷头处于第一状态时，所述电机带动所述喷头以800转/分的转速转动，当所述喷头处于第二状态时，所述电机带动所述喷头以1800转/分的转速转动，当所述喷头处于第三状态时，所述电机带动所述喷头以2800转/分的转速转动。
优选的是，所述的具有旋转喷头的净水装置，所述控制器设置为：当所述鼓风机的转速为2000-3000转/分时，使所述喷头处于第一状态，当所述鼓风机的转速为4000-5000转/分时，使所述喷头处于第二状态，当所述鼓风机的转速为6000-8000转/分时，使所述喷头处于第三状态。
优选的是，所述的具有旋转喷头的净水装置，所述超滤膜由以下重量份的原料制成：聚丙烯100份和3-5份纳米氧化锌。
优选的是，所述的具有旋转喷头的净水装置，还包括：
排污口，其设置于所述壳体上，且位于所述喷头与所述超滤膜之间的位置，所述排污口与排污管连通，所述排污管上设置有电磁阀。
优选的是，所述的具有旋转喷头的净水装置，所述进水口与所述进水管通过轴承连接。
优选的是，所述的具有旋转喷头的净水装置，所述电机表面设有防水层。
优选的是，所述的具有旋转喷头的净水装置，所述超滤膜的孔径为0.01-0.02微米。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明首先通过喷头的特殊设计将污水分散，甚至雾化，然后用风力使污水水滴撞击超滤膜，超滤膜对污水水滴进行过滤，这样提高了污水的过滤效率，减小了能耗，这是由于在本发明中超滤膜的孔径为0.01-0.02微米，而本发明中经鼓风机、喷头和与喷头连接的电机的共同作用得到的污水水滴平均直径为5-10微米，这就使污水水滴只需要较小的撞击力就能被超滤膜过滤。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的喷头的结构示意图一；
图3为本发明的喷头的结构示意图二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
图1、图2和图3示出了根据本发明的一种实现形式，其中包括：
壳体1，其为两端开口的中空圆柱状结构，所述壳体1水平设置，所述壳体1内部靠近所述壳体1的第一端的开口处设置一鼓风机2；
喷头3，其设置于所述壳体1内部，且位于所述鼓风机2下游，所述喷头3为圆盘状中空结构，且所述喷头3与所述壳体1同轴设置，所述喷头3朝向所述鼓风机2的一侧表面的中心设置有进水口，所述进水口通过进水管32与污水源连通，所述进水管32上设置有高压泵，所述喷头3背离所述鼓风机2的一侧表面的中心固定一转轴，所述转轴与一电机33连接，所述喷头3的圆周侧壁上设有多个喷口，每个喷口上均连有一个喷管31，其喷水方向均与所述喷头3的圆周侧壁的切线呈3-6°角，所述喷头3在所述电机33的带动下在第一状态、第二状态和第三状态间切换，当所述喷头3处于第一状态时，所述电机33带动所述喷头3以500-1000转/分的转速转动，当所述喷头3处于第二状态时，所述电机33带动所述喷头3以1500-2000转/分的转速转动，当所述喷头3处于第三状态时，所述电机33带动所述喷头3以2500-3000转/分的转速转动；
超滤膜4，其设置于所述喷头3下游，所述超滤膜4的四周边缘处与所述壳体1的内壁紧密连接将所述壳体1分隔成两个空间，所述超滤膜4面向所述喷头3的一面为弧形凹面，所述弧形凹面的曲率半径为15-20毫米；
集水桶5，其与所述壳体1的第二端连通，以承接经所述超滤膜4过滤得到的净水；
控制器，其与所述电机33和所述鼓风机2均连接，所述控制器根据所述鼓风机2的转速控制所述喷头3在第一状态、第二状态和第三状态间切换。
在上述技术方案中，鼓风机2设置在靠近壳体1第一端开口的位置，并向壳体1内部鼓入强风。喷头3设置在鼓风机2的下风处，在这里喷头3采用了一种特殊结构，即喷头3本身为一圆盘结构，并与壳体1同轴设置，圆盘周向具有几个喷口，每个喷口连一喷管31，喷管31的喷水方向均与喷头3所在圆的切线呈一定角度，圆盘的中心连接有一转轴，转轴与一电机33动力连接，电机33带动喷头3快速转动，这样从喷管31喷出的水也作高速圆周运动，污水在离心力的作用下充分分散成污水水滴。在本发明中为喷头3设计了三种旋转速度，以应对污水的不同粘度情况，由于粘度越大越不容易雾化，因此对于粘度越大的污水，采用越大的振动频率，当污水的粘度较小时，喷头3以500-1000转/分的转速转动，喷头3处于第一状态，当污水粘度适中时，喷头3以1500-2000转/分的转速转动，喷头3处于第二状态，当污水的粘度很大时，喷头3以2500-3000转/分的转速转动，喷头3处于第三状态。鼓风机2提供的风力不仅提供污水水滴撞击超滤膜4的能量，还具有进一步将污水分散的效果。超滤膜4的主体由高分子化合物如聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜等组成，在这里用于过滤污水，当污水水滴以较大的能量撞击超滤膜4时就会被过滤，生成净水，在这里超滤膜4面向喷头3的一面成一个弧形凹面，以增大污水水滴与超滤膜4的接触面积，提高过滤效率，当弧形凹面的曲率半径为15-20毫米时，过滤效率最高。集水桶5用于收集净水。控制器用于控制电机33和鼓风机2的运转逻辑。
在另一种实例中，所述的具有旋转喷头3的净水装置，所述壳体1的直径为30厘米。这里提供了壳体1的一种优选的直径，在这个较小的直径下，鼓风机2的转速可以适当放缓，减小能耗。
在另一种实例中，所述的具有旋转喷头3的净水装置，所述喷头3的直径为8厘米，所述喷头3具有五个喷口，每个喷口均连有一喷管31，每个喷管31的喷水方向均与所述喷头3的圆周侧壁的切线呈4°角。这里提供了喷头3的一种优选的结构，结构简单，而且能对污水产生很好的分散效果，经过试验发现，在喷管31的喷水方向均与喷头3的圆周侧壁的切线呈4°角时，能耗小，对污水的分散效果最好。
在另一种实例中，所述的具有旋转喷头3的净水装置，当所述喷头3处于第一状态时，所述电机33带动所述喷头3以800转/分的转速转动，当所述喷头3处于第二状态时，所述电机33带动所述喷头3以1800转/分的转速转动，当所述喷头3处于第三状态时，所述电机33带动所述喷头3以2800转/分的转速转动。这里提供了第一状态、第二状态和第三状态各自的优选的转动速度，以应对低、中和高粘度的污水。
在另一种实例中，所述的具有旋转喷头3的净水装置，所述控制器设置为：当所述鼓风机2的转速为2000-3000转/分时，使所述喷头3处于第一状态，当所述鼓风机2的转速为4000-5000转/分时，使所述喷头3处于第二状态，当所述鼓风机2的转速为6000-8000转/分时，使所述喷头3处于第三状态。这里提供了应对低、中和高粘度的污水优选使用的鼓风机2的转速。
在另一种实例中，所述的具有旋转喷头3的净水装置，所述超滤膜4由以下重量份的原料制成：聚丙烯100份和3-5份纳米氧化锌。这里提供了超滤膜4一种优选的材料，在用聚丙烯制作超滤膜4时，向其中加入纳米氧化锌，纳米氧化锌能够消毒杀菌，提高经超滤膜4过滤得到的净水的纯度。
在另一种实例中，所述的具有旋转喷头3的净水装置，还包括：
排污口，其设置于所述壳体1上，且位于所述喷头3与所述超滤膜4之间的位置，所述排污口与排污管6连通，所述排污管6上设置有电磁阀。排污口用于排出留在超滤膜4靠近喷头3一侧浓度高的污水，电磁阀开启或关闭，控制高浓度污水的排出。
在另一种实例中，所述的具有旋转喷头3的净水装置，所述进水口与所述进水管32通过轴承连接。这里提供了进水口与进水管32的一种连接方式，便于喷头3转动。
在另一种实例中，所述的具有旋转喷头3的净水装置，所述电机33表面设有防水层。防水层防止电机33被污水浸湿而损坏。
在另一种实例中，所述的具有旋转喷头3的净水装置，所述超滤膜4的孔径为0.01-0.02微米。这里提供了本发明中优选的超滤膜4的孔径，该孔径与经鼓风机2、喷头3和鼓风机2共同作用雾化得到的污水水滴的平均直径能够较好地匹配，使污水能够较快地被过滤。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种具有旋转喷头的净水装置，其特征在于，包括：
壳体，其为两端开口的中空圆柱状结构，所述壳体水平设置，所述壳体内部靠近所述壳体的第一端的开口处设置一鼓风机；
喷头，其设置于所述壳体内部，且位于所述鼓风机下游，所述喷头为圆盘状中空结构，且所述喷头与所述壳体同轴设置，所述喷头朝向所述鼓风机的一侧表面的中心设置有进水口，所述进水口通过进水管与污水源连通，所述进水管上设置有高压泵，所述喷头背离所述鼓风机的一侧表面的中心固定一转轴，所述转轴与一电机连接，所述喷头的圆周侧壁上设有多个喷口，每个喷口上均连有一个喷管，其喷水方向均与所述喷头的圆周侧壁的切线呈3-6°角，所述喷头在所述电机的带动下在第一状态、第二状态和第三状态间切换，当所述喷头处于第一状态时，所述电机带动所述喷头以500-1000转/分的转速转动，当所述喷头处于第二状态时，所述电机带动所述喷头以1500-2000转/分的转速转动，当所述喷头处于第三状态时，所述电机带动所述喷头以2500-3000转/分的转速转动；
超滤膜，其设置于所述喷头下游，所述超滤膜的四周边缘处与所述壳体的内壁紧密连接将所述壳体分隔成两个空间，所述超滤膜面向所述喷头的一面为弧形凹面，所述弧形凹面的曲率半径为15-20毫米；
集水桶，其与所述壳体的第二端连通，以承接经所述超滤膜过滤得到的净水；
控制器，其与所述电机和所述鼓风机均连接，所述控制器根据所述鼓风机的转速控制所述喷头在第一状态、第二状态和第三状态间切换。
2.如权利要求1所述的具有旋转喷头的净水装置，其特征在于，所述壳体的直径为30厘米。
3.如权利要求2所述的具有旋转喷头的净水装置，其特征在于，所述喷头的直径为8厘米，所述喷头具有五个喷口，每个喷口均连有一喷管，每个喷管的喷水方向均与所述喷头的圆周侧壁的切线呈4°角。
4.如权利要求3所述的具有旋转喷头的净水装置，其特征在于，当所述喷头处于第一状态时，所述电机带动所述喷头以800转/分的转速转动，当所述喷头处于第二状态时，所述电机带动所述喷头以1800转/分的转速转动，当所述喷头处于第三状态时，所述电机带动所述喷头以2800转/分的转速转动。
5.如权利要求4所述的具有旋转喷头的净水装置，其特征在于，所述控制器设置为：当所述鼓风机的转速为2000-3000转/分时，使所述喷头处于第一状态，当所述鼓风机的转速为4000-5000转/分时，使所述喷头处于第二状态，当所述鼓风机的转速为6000-8000转/分时，使所述喷头处于第三状态。
6.如权利要求5所述的具有旋转喷头的净水装置，其特征在于，所述超滤膜由以下重量份的原料制成：聚丙烯100份和3-5份纳米氧化锌。
7.如权利要求6所述的具有旋转喷头的净水装置，其特征在于，还包括：
排污口，其设置于所述壳体上，且位于所述喷头与所述超滤膜之间的位置，所述排污口与排污管连通，所述排污管上设置有电磁阀。
8.如权利要求7所述的具有旋转喷头的净水装置，其特征在于，所述进水口与所述进水管通过轴承连接。
9.如权利要求8所述的具有旋转喷头的净水装置，其特征在于，所述电机表面设有防水层。
10.如权利要求9所述的具有旋转喷头的净水装置，其特征在于，所述超滤膜的孔径为0.01-0.02微米。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |