CN105417751A - 一种纯水机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯水机，包括水处理单元、Wifi通讯模块、传感器和控制器,水处理单元包括纯水制作装置，尾水/纯水存储装置，其中，所述纯水制作装置包括UF净化膜滤芯1，第一冲洗阀2，低压开关3，碳纤维滤芯4，第一冲洗阀5,超滤水阀6，增压泵7，RO膜滤芯8，第三冲洗阀9；所述尾水/纯水存储装置包括储水罐15，第一和第二止回阀10、11，尾水比例阀12，第二高压阀14，第一高压阀13，储水罐15包括纯水存储部16和尾水存储部17。本发明采用上述技术，提供了一种智能、简洁、紧凑、安全、方便，能节约水资源的高智能长效净化大制水量尾水无流失纯水机。

Description

一种纯水机

技术领域

本发明涉及一种纯水机，特别是一种特殊的实用的一体双水灌分别保存直饮水和浓缩水的无流失纯水机，该机具备全自动功能自动对RO膜进行冲洗操作，网络化，通过APP实现纯水机的远程报警和操作。

背景技术

RO反渗透技术是二十世纪人类伟大发明之一，反渗透膜以0.1nm的孔径截留了水中的细菌，病毒，有机物，重金属，卤化物等有害物质，又能保留部分对人体有益的微量元素，从而达到水质净化目的，反渗透技术已经广泛应用于生活饮用水，工业用超纯水，医疗，生化，海水淡化等领域，成为当今世界水处理的主流，目前欧美发达国家95%以上的家庭和单位，国内越来越多的用户开始使用应用反渗透技术的纯水机，随着社会进步与经济发展，这成为不可逆转的大趋势。

但是任何时实物都有两重性，反渗透纯水机也逃离不了这个自然规律，其先天不足是在生产净化水的同时，会产生3到4倍的尾水（浓缩水），在世界淡水资源紧缺，国内尤其是北京淡水资源更为紧缺的形势下，妥善解决此问题对国计民生具有重大意义。此前横亘纯净水行业的该问题，成为推广反渗透技术的一项瓶颈。

现有反渗透饮水机的浓缩水多数是直接排入地下管道，例如以前的家用纯水机，尾水多半直接排到下水道，少部分用桶接着再次利用，但是，因为使用麻烦比例很少白白浪费，有的家庭为节水把浓水接入普通水桶，但是有溢出的危险，既不方便也不安全。

此外，现有技术并未采用智能控制技术，用户体验不佳。

鉴于以上情况，本发明为解决该问题，改进流程，改善用户体验，使得纯水机更为易用，克服传统净水机的弊端，成为一种全新的具有开创意义的产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能、简洁、紧凑、安全、方便，能节约水资源的高智能长效净化大制水量尾水无流失纯水机。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种纯水机，包括水处理单元，具有智能连接功能的wifi通讯模块，传感器和控制器。

所述水处理单元包括纯水制作装置，尾水/纯水存储装置，其中，所述纯水制作装置包括UF净化膜滤芯1，第一冲洗阀2，低压开关3，碳纤维滤芯4，第一冲洗阀5,超滤水阀6，增压泵7，RO膜滤芯8，第三冲洗阀9；所述尾水/纯水存储装置包括储水罐15，第一和第二止回阀10、11，尾水比例阀12，第一高压阀13，第二高压阀14，储水罐15包括纯水存储部16和尾水存储部17。

连接流程为，自来水先流过UF净化膜滤芯，然后流过碳纤维滤芯，再由增压泵增压后进入RO膜滤芯，在此，自来水被分流成纯水和尾水，纯水进入储水罐的纯水部，尾水进入储水罐的尾水部；流程中，另外在UF净化膜滤芯、碳纤维滤芯后有一个出水阀，此处流出的水已祛除细菌、病毒保留大部分钙镁等离子适于食用，更适合于老人和儿童饮用。在RO膜净化后从纯水罐出口处另备第二个出水龙头，此为更纯净的直饮水。在UF净化膜滤芯和碳纤维滤芯的出口处，都设置有冲洗阀，通过冲洗来延长滤芯寿命，确保水质处于两年期内长效净化状态，规避了传统净水机用粗滤因更换不及时造成新的污染源的弊端。碳纤维滤芯和UF净化膜滤芯之间设置有低压开关，用以检测自来水压是否达到临界值。RO膜滤芯出口进入储水罐之前纯水和尾水管路都设置有止回阀，尾水止回阀前设置有尾水比例阀，调节纯水/尾水比例，在止回阀之后设置有两个第一高压阀，以检测、保证储水罐满后增压泵不再运行。

一种纯水机的控制方法，控制流程为，自来水与纯净水/浓缩水的压力值通过一个压力开关给出动作阙值来控制水泵动作，同时，纯净水质和各个滤膜的寿命也作为运行的判断，如果超出范围即停止水泵运行，发生漏水故障时，净水器将关闭进水阀以防止大量漏水到室内。以上控制流程和状态以及数值都实时通过家庭路由器上传到云端服务器，并实时推送到用户手机，而用户远程操作指令也实时在控制器返回数据报中直接传送。纯水机使用无线网络通过wifi通讯模块与云端服务器连接，并推送到手机客户端，通过手机客户端软件设置所述纯水机和所述家庭路由器的连接，并通过手机客户端软件实现纯水机的远程报警和操作。

纯水机按照控制器中设定的程序运行，控制器中的依据固件中的模型，具有一定的用户习惯分析能力，在不干扰用户使用和休息的情况下，增加RO膜用户寿命，提高用户体验。

净水器在用户设定后可以通过家庭无线网关连接到网络（internet）上，登陆到公司为此专门设定的服务器，实时上传运行数据和状态。

用户手机客户端的手机应用程序（App）也是先登录云端服务器，该云端服务器中具有服务器数据库，取回服务器数据库数据并上传指令,可以实时得到净水器最新运行状况，设定运行规则，实时控制净水器。对云端服务器数据库的各种操作是由公司里管理客户端进行。生产厂可以通过公司里管理客户端的服务器发布推送信息更新用户净水器控制固件到最新版本。控制流程和纯水机状态以及数值都实时通过wifi通讯模块上传到云端服务器数据库，并实时推送到用户手机客户端，而用户远程操作指令也实时在控制器返回数据报中直接传送。智能连接技术(Smartlink)将纯水机接入家庭路由器，并连接到云端服务器数据库和用户手机客户端，纯水机状态和数值通过一个数据报实时上传到云端，并推送到客户手机端，并同时从云端服务器取回返回数据，返回数据中包含客户手机端发出的控制指令，而用户手机客户端发出的操作指令直接发送到云端服务器数据库，在下次纯水机与云端服务器数据库的交流中传输到纯水机，实现一次传输完成全部操作。用户可用手机客户端远程查看水质和运行状况，出现故障可随时关机。

生产厂可以通过公司管理客户端的服务器发布推送信息更新用户净水器控制固件到最新版本。

根据用户使用习惯，自动安排滤膜的反冲洗规则，以避开影响用户休息和使用，并上传到云端服务器进行数据分析。反冲洗时间安排在一周统计用户使用时段外的上午或者下午，在此时段如果出现用户开启存水立即停止反冲洗并进入正常工作。用户可以人为设定不进行反冲洗的时间段，计算模型避开此时间段进行反冲洗。在人为设定的非反冲洗时间段，依据用户习惯计算出呈正态分布的用户非使用时间段并且避开晚上9点到早上8点的时间段进行。

本发明的优点在于

1、提升净化效果，实现长效净化。第一级净化采用UF超滤膜代替传统PP棉。滤除1um提升至滤除0.01um，净化效果提升100倍。第二级采用碳纤维代替传统活性炭，碳纤维表面积、比表面积比活性炭大数十倍。其吸附COD、重金属、余氯效果大力提升。UF净化膜、碳纤维、RO膜均选用3012大规格滤材，净化流量大，三级均加设冲洗装置确保2年至2年半时间长效净化。规避了传统净水机因粗滤更换周期太短、更换不及时而形成二次污染源的问题。

2、一机两种净化水，即经UF净化膜滤芯，碳纤维滤芯净化后的净化水和经RO膜净化的直饮纯净水，运用于不同人群任意选用更加人性化，同时可降低运行成本，延长RO膜寿命。

3、在生产纯净水的同时尾水不流失，水的利用高达100%。纯水和尾水分别存储在纯水罐和尾水罐中，通过控制系统，形成联动机制，尾水满而未用，则纯水不出。利用尾水则纯水产出，做到尾水100%被利用。尾水存储和纯水存储在一个存水罐里，整体结构紧凑，不受橱柜空间限制。适用于所有家庭。

4、RO膜自动冲洗系统使用经过碳纤维滤芯4和UF净化膜滤芯1过滤后的净水对RO膜滤芯8进行冲洗，能根据用户使用习惯，在不影响用户环境的条件下自动执行，大大延长RO膜寿命，降低运行费用。确保水质达标。

5、换膜时间延长至两年至两年半，三级滤芯一次性同步更换，改变了传统净水机的三个月、半年、一年更换不同滤芯的繁琐。换膜方式采用插装式，每个家庭可自行更换，无需售后人员上门。水质换芯时间等数据在机子面试板上显示，用户可随时查看。

6、智能连接技术(Smartlink)将纯水机接入家庭路由器，并连接到云端和客户手机端，纯水机状态和数值通过一个数据报实时上传到云端，并推送到客户手机端，并同时从云端服务器取回返回数据，返回数据中包含客户手机端发出的控制指令，而用户手机客户端发出的操作指令直接发送到云端服务器，在下次纯水机与云端服务器的交流中传输到纯水机，实现一次传输完成全部操作。用户可用手机远程查看水质和运行状况，出现故障可随时关机。

7、反冲洗流程根据用户使用习惯和用户人为设定，依据算法安排进行，不影响用户的使用和休息的条件下自动执行，大大延长RO膜寿命，降低运行费用，确保水质达标。

附图说明

图1本发明的水处理单元结构流程图

图2为纯水机结构框图

图3为纯水机信息流程图

1UF净化膜滤芯

2第一冲洗阀

3低压开关

4碳纤维滤芯

5第二冲洗阀

6超滤水阀

7增压泵

8RO膜滤芯

9第三冲洗阀

10第一止回阀

11第二止回阀

12尾水比例阀

13第一高压阀

14第二高压阀

15储水罐

16纯水存储部

17尾水存储部

18纯水阀

19尾水阀。

具体实施方式

以下结合附图和实施例图对本发明作进一步的说明。

本发明高智能长效净化大制水量无流失纯水机，纯水机包括水处理单元、Wifi通讯模块、传感器和控制器。如图1所示，所述水处理单元包括纯水制作装置，尾水/纯水存储装置，其中，所述纯水制作装置包括UF净化膜滤芯1，第一冲洗阀2，低压开关3，碳纤维滤芯4，第一冲洗阀5,超滤水阀6，增压泵7，RO膜滤芯8，第三冲洗阀9；所述尾水/纯水存储装置包括储水罐15，第一和第二止回阀10、11，尾水比例阀12，第一和第二高压阀13、14，储水罐15包括纯水存储部16和尾水存储部17。

其中：尾水比例阀12用以控制尾水与纯水比例关系。第一、第二、第三冲洗阀2、5、9分别用以冲洗UF净化膜1、碳纤维滤膜滤芯4、RO膜滤芯8，以增加其实用寿命，减少材料消耗，降低实用成本。超滤水阀6，用以取得超滤水，同样在仅需要超滤水的应用中减少费用，增加RO膜滤芯寿命。

最好选用400G或者500G纯水机，通过尾水比例阀12将纯水机纯水与尾水比例调节至1:1或者1:1以下；储水罐容积选型为6L，储水罐的核心在于其中的两个存水部，分别为纯水存储部16和尾水存储部17，这两个存水部装满后会触发高压阀动作停止增压泵7的运行，即储水罐里不论是纯水满或者尾水满都会停止增压泵运行。把纯水机尾水管和纯水管分别接上尾水存储部17和纯水存储部16，纯水和尾水分别存储在纯水存储部16和尾水存储部17中，通过控制系统，形成联动机制，尾水满而未用，则纯水不出，利用尾水则纯水产出，做到尾水100%被利用。

第一级净化采用UF净化膜代替传统PP棉，滤除1um提升至滤除0.01um，净化效果提升100倍。第二级采用碳纤维代替传统活性炭，碳纤维表面积、比表面积比活性炭大数十倍，其吸附COD、重金属、余氯效果大力提升。UF净化膜、碳纤维、RO膜均选用1912大规格滤材，净化流量大，三级均加设冲洗装置确保2年至2年半时间长效净化，规避了传统净水机因粗滤更换周期太短、更换不及时而形成二次污染源的问题。

连接流程为，自来水先流过UF净化膜滤芯1，然后流过碳纤维滤芯4，再由增压泵7增压后进入RO膜滤芯8，在此，自来水被分流成纯水和尾水，纯水进入储水罐15的纯水存储部16，尾水进入储水罐的尾水存储部17；流程中，另外在UF净化膜滤芯、碳纤维滤芯后有一个出水阀，此处流出的水已祛除细菌、病毒保留大部分钙镁等离子适于食用，更适合于老人和儿童饮用。在RO膜滤芯8净化后从纯水存储部16出口处另备第二个出水龙头，此为更纯净的直饮水。在UF净化膜滤芯1和碳纤维滤芯4的出口处，分别设置有第一和第二冲洗阀2、5，通过冲洗来滤芯以延长滤芯寿命，确保水质处于两年期内长效净化状态，规避了传统净水机用粗滤因更换不及时造成新的污染源的弊端。碳纤维滤芯4和UF净化膜滤芯1之间设置有低压开关3，用以检测自来水压是否达到临界值。RO膜滤芯8出口进入储水罐之前纯水和尾水管路都设置有止回阀，第二止回阀11前设置有尾水比例阀12，调节纯水/尾水比例，在止回阀之后设置有两个高压阀，以检测、保证储水罐满后增压泵不再运行。RO膜自动冲洗系统使用经过碳纤维滤芯4和UF膜滤芯1过滤后的净水进行冲洗，能根据用户使用习惯，在不影响用户环境的条件下自动执行，大大延长RO膜寿命，降低运行费用，确保水质达标。

发明工作流程如下：自来水先流过UF净化膜滤芯1，然后流过碳纤维滤膜滤芯4，再由增压泵7增压后进入RO膜滤芯8，在此，自来水被分流成纯水和尾水，纯水进入储水罐的纯水部，尾水进入储水罐的尾水部；流程中，另外在碳纤维滤芯4后有一个出水阀，此处流出的水已经除去了水中细菌、病毒、有机污染物、有害物质等。在UF净化膜滤芯1和碳纤维滤芯2的出口处，都设置有第一、第二冲洗阀2、5，通过冲洗来延长滤芯寿命，UF净化膜滤芯1和碳纤维滤芯4之间设置有低压开关3，用以检测自来水压是否达到临界值。RO膜滤芯8出口进入储水罐之前纯水和尾水管路都设置有止回阀，尾水止回阀前设置有尾水比例阀12，调节纯尾水比例，在第一、二止回阀10、11之后设置有第一、二高压阀13、14，以检测、保证存水罐满后增压泵不再运行。

换膜方式采用插装式，每个家庭可自行更换，无需售后人员上门。水质换芯时间等数据在机子面试板上显示，用户可随时查看。

参见附图2所示的纯水机结构框图，纯水机包括水处理单元、Wifi通讯模块、传感器和控制器，传感器、wifi通讯模块和水处理单元都连接到控制器，控制器根据传感器给出的水处理单元的温度、时间、水质和运行状况信息，依据内部算法和时间安排对水处理单元实施控制。

控制流程为，自来水与纯净水/浓缩水的压力值通过一个压力开关给出动作阙值来控制水泵动作，同时，纯净水质和各个滤膜的寿命也作为运行的判断，如果超出范围即停止水泵运行，发生漏水故障时，净水器将关闭进水阀以防止大量漏水到室内。以上控制流程和状态以及数值都实时通过wifi通讯模块上传到云端服务器，并实时推送到用户手机，而用户远程操作指令也实时在控制器返回数据报中直接传送。如图2所示为纯水机信息流程图，用户手机客户端的手机应用程序（App）也是先登录云端服务器，该云端服务器中具有服务器数据库，取回数据库数据并上传指令,可以实时得到净水器最新运行状况，设定运行规则，实时控制净水器。对服务器数据库的各种操作是由公司管理客户端进行，生产厂可以通过公司管理客户端的服务器发布推送信息更新用户净水器控制固件到最新版本。采用智能连接技术(Smartlink)纯水机接入家庭路由器，并连接到云端服务器的服务器数据库和用户手机客户端，纯水机状态和数值通过一个数据报实时上传到云端，并推送到手机客户端，并同时从云端服务器取回返回数据，返回数据中包含手机客户端发出的控制指令，而用户手机客户端发出的操作指令直接发送到服务器数据库，在下次纯水机与服务器数据库的交流中传输到纯水机，实现一次传输完成全部操作。用户可用手机客户端远程查看水质和运行状况，出现故障可随时关机。

根据用户使用习惯，自动安排滤膜的反冲洗规则，以避开影响用户休息和使用，并上传到服务器进行数据分析。反冲洗时间安排在一周统计用户使用时段外的上午或者下午，在此时段如果出现用户开启存水立即停止反冲洗并进入正常工作。用户可以人为设定不进行反冲洗的时间段，计算模型避开此时间段进行反冲洗。在人为设定的非反冲洗时间段，依据用户习惯计算出呈正态分布的用户非使用时间段并且避开晚上9点到早上8点的时间段进行。

以前的家用纯水机，尾水多半直接排到下水道，少部分用桶接着再次利用，但是，因为使用麻烦比例很少，本发明在一定程度上解决此问题，让用户更易于，乐于使用，是一款无弊端可广泛推广，健康、环保跨越式创新机型。

据统计，三口之家的纯水机每天用14L净化水至少产生45L尾水，尾水不同于脏水，可以用在洗菜、洗碗、浇花、保洁是完全没有问题的，用在家庭除饮用/食用外其他用途，这点尾水就远远不够，因此实际使用中纯水机不浪费一点水，最大效率的应用了水资源。

本发明节水功能显著，经济效益巨大，仅以北京市来估算，目前安装家用纯水机的家庭约105万户，如每户每天节水45升计算，每天全市就可以节水47250吨，每年节水1624万吨。发明大面积实施后，将使更多的人，在喝上健康安全洁净的水的同时，节约宝贵的水资源，反过来也促进纯水机的普及，提高广大群体的健康水平。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种纯水机，其特征在于，包括水处理单元、Wifi通讯模块、传感器和控制器。

2.根据权利要求1所述的纯水机，其特征在于，所述水处理单元包括纯水制作装置，尾水/纯水存储装置，所述纯水制作装置包括UF净化膜滤芯（1）、低压开关（3）、碳纤维滤芯（4）、增压泵（7）和RO膜滤芯（8）；所述尾水/纯水存储装置包括储水罐（15），所述储水罐（15）包括纯水存储部（16）和尾水存储部（17），所述低压开关（3）设置于UF净化膜滤芯（1）与碳纤维滤芯（4）之间，用以检测水压是否达到临界值。

3.根据权利要求2所述的纯水机，其特征在于，所述纯水制作装置包括至少一个超滤水阀（6），所述超滤水阀（6）被设置于碳纤维滤芯（4）与增压泵（7）之间。

4.根据权利要求2所述的纯水机，其特征在于，在所述UF净化膜滤芯（1）、碳纤维滤芯（4）后设置有出水阀，所述纯水存储部（16）和尾水存储部（17）出口处分别设置有纯水阀（18）和尾水阀（19）。

5.根据权利要求4所述的纯水机，其特征在于，所述尾水/纯水存储装置还包括第一和第二止回阀（10，11），所述第一和第二止回阀（10，11）分别设置于经由RO膜滤芯出口进入储水罐之前的纯水和尾水管路上，第二止回阀（11）前设置有尾水比例阀（12），调节纯水/尾水比例，在第一和第二止回阀（10，11）之后分别设置有第一和第二高压阀（13，14）。

6.根据权利要求5所述的纯水机，其特征在于，所述纯水制作装置还包括第一和第二冲洗阀（2，5），所述第一和第二冲洗阀（2，5）分别设置于UF净化膜滤芯（1）和碳纤维滤芯（4）的出口处，所述碳纤维滤芯（4）及UF净化膜滤芯（1）使用自来水冲洗。

7.根据权利要求6所述的纯水机，其特征在于，还包括RO膜自动冲洗系统，所述RO膜自动冲系统包括第三冲洗阀（9），所述第三冲洗阀（9）位于RO膜滤芯（8）出口处，RO膜滤芯（8）采用经过碳纤维滤芯（4）和UF净化膜滤芯（1）过滤后的超滤水冲洗。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的纯水机的控制方法，其特征在于，用户手机客户端连接云端服务器，所述云端服务器由公司里管理客户端控制，所述纯水机使用智能连接技术，通过Wifi通讯模块与云端服务器连接，纯水机状态和数值实时上传到所述云端服务器，并推送到手机客户端，并同时从云端服务器取回返回数据，通过手机客户端设置所述纯水机和所述家庭路由器的连接，并通过手机客户端软件实现纯水机的远程报警和操作。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述返回数据中含有手机客户端发送至云端服务器的纯水机控制指令，实现一次收发全部数据。

10.根据权利要求9所述的纯水机，其特征在于，根据用户使用习惯，自动安排滤膜的反冲洗规则，以避开影响用户休息和使用，并上传到云端服务器进行数据分析。

11.根据权利要求10所述的纯水机，其特征在于，反冲洗时间安排在一周统计用户使用时段外的上午或者下午，在此时段如果出现用户开启存水立即停止反冲洗并进入正常工作。

12.根据权利要求11所述的纯水机，其特征在于，用户可以人为设定不进行反冲洗的时间段，计算模型避开此时间段进行反冲洗。

13.根据权利要求12所述的纯水机，其特征在于，在人为设定的非反冲洗时间段，依据用户习惯计算出呈正态分布的用户非使用时间段并且避开晚上9点到早上8点的时间段进行。