CN105502580A - 一种净水机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种净水机，包括膜处理器和产水回流管，所述产水回流管上设有止水器，所述膜处理器内部设有填充物，所述填充物用于减小所述膜处理器内部能够容纳原水或浓水的空间，从而减少利用所述产水回流管置换所述原水或浓水的产水量。与现有技术比较，本发明提供的一种净水机通过在膜处理器内增设填充物，可以最大限度地减小膜处理器内部能够容纳原水或浓水的空间，从而减少要置换的原水或浓水的量，实现最大限度地减小消耗的产水量的目的。

Description

一种净水机

技术领域

本发明涉及净化水技术领域，尤其涉及一种净水机。

背景技术

家用反渗透净水机因能够对市政自来水进行深度处理，去除水中一切污染物，为人们提供放心的优质饮用水，目前已经成为常见的水家电。其通常包括预处理滤芯、水泵和反渗透处理器，市政自来水经预处理滤芯处理后流入反渗透处理器，浓水从反渗透处理器的浓水出口流出，产水从反渗透处理器的出水口流出，水泵设在反渗透处理器的进水管路中，为水流穿过反渗透膜提供动力。反渗透处理器内部设有反渗透膜组件，也称卷式膜组件，卷式膜组件包括芯管和缠绕在芯管上的膜片组，膜片组包括板状反渗透膜、原水导流网和产水导流网，原水导流网所在空间为原水流道，产水导流网所在空间为产水流道。制水时，原水从卷式膜组件的进水端面流入卷式膜组件，并沿着原水流道向前流动，最后从浓水出水端面离开卷式膜组件。原水在原水流道内的流动过程中，在压力作用下一部分水流穿过反渗透膜成为产水流向产水流道，水中不能透过反渗透膜的物质被阻挡在原水流道内且随原水继续向前流动，使得不能透过反渗透膜的物质在原水中的浓度越来越高，原水逐渐成为浓水或称为浓缩水。停机(不制水)时，原水流道内充满高浓度的浓水，产水流道内充满产水(纯水)。

公知的反渗透膜渗透机理有两个：

①.选择吸附－毛细流动理论。把反渗透膜看成是一种微细多孔物质，当盐的水溶液与多孔的反渗透膜接触时，膜具有选择吸附纯水而排斥溶质(盐分)的化学特性，也就是膜表面具有亲水特性，可在固液表面形成厚度为1个水分子厚度(0.5nm)的纯水层。在压力作用下，纯水层中的水分子便不断通过毛细管流过反渗透膜。盐类溶质则被膜排斥。化合价愈高的离子被排斥愈远。

②.氢键理论。把反渗透膜视为具有高度有序矩阵结构的聚合物，具有与水等溶剂形成氢键(结合水)的能力。在压力的作用下，以氢键结合进入膜表层的水分子能够从第一个氢键位置断裂而转移到下一个位置，形成另一个氢键。这些水分子通过形成氢键和断裂氢键而不断位移，直至离开膜的表皮致密层进入多孔性支持层，由于多孔层含有大量的毛细管水，水分子畅通流出膜外，产生源源流出的淡水。

不难看出，上述理论均认为，只有纯水(H₂O)能够透过反渗透膜，一切污染物(指尺寸大于水分子的物质、不能水解成氢离子和氢氧根离子的物质)均不能透过反渗透膜。然而，多年来的事实表明：反渗透净水机制水时，测试产水的TDS，其值虽然很小，却总是大于零，这说明产水流道中的产水仍然存在少量的离子；停机时尤其是停机时间较长时，产水流道中的产水的TDS值上升十分明显，这充分说明上述理论是不完善的。

针对上述事实，发明人提出：

③.熵增理论。认为反渗透膜存在微孔结构,透膜的阻力与透膜物质的尺寸和离子价位成正相关性，透膜的方向遵循熵增原理：在膜两侧无压差时(相当于停机时)，浓度高的组分(例如金属离子)倾向于向该组分浓度低的液体移动，即向膜的另一侧穿透——浓差作为透膜动力，即原水流道中的高浓度组分(浓缩了的污染物)会穿过膜进入产水流道，使产水流道中的水的TDS浓度随时间的延长而增加,另一方面产水流道中的纯水(H₂O)也会穿过膜进入原水流道(称为渗透)；在膜两侧有压差时(相当于制水状态)，高压一侧尺寸小的组分和离子价位低的组分更易穿透到低压一侧——压差和浓差均为透膜动力，在压差足够大时压差的贡献显著大于浓差的贡献，即净水机制水时纯水透过量很大，而污染物透过量很小。

上述情况说明，目前的反渗透净水机在停机时，反渗透膜原水侧浓缩水中的溶质会透过反渗透膜，其透过量与时间成正相关性，时间越长则产水的TDS值上升的幅度就越大，最终导致停机时间较长的净水机，再次启动时初期出水的TDS值显著升高，甚至超标，水质明显不如稳定运行的出水水质。现有技术中的净水机通过在反渗透组件产水管上引接出一产水回流管，使之与高压泵进口管连接，从而解决了上述问题，但是需要消耗较大的产水量，造成产水量的浪费。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和试验,最终获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种净水机用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于：提供一种净水机，其包括：膜处理器和产水回流管，所述产水回流管上设有止水器，所述膜处理器内部设有填充物，所述填充物用于减小所述膜处理器内部能够容纳原水或浓水的空间，从而减少利用所述产水回流管置换所述原水或浓水的产水量。

较佳的，所述填充物包括：第一填充块，其设置在所述膜处理器中卷式模组件的原水进水部的空间内。

较佳的，所述第一填充块上设有使流入所述膜处理器内的水朝着所述卷式膜组件进水端流动的导流沟槽或水流通道。

较佳的，所述第一填充块和所述膜处理器的壳体内壁之间设有使流入所述膜处理器内的水朝着所述卷式膜组件进水端流动的导流沟槽或水流通道。

较佳的，所述填充物还包括：第二填充块，其设置在所述膜处理器中卷式膜组件的原水进水部的芯管盲腔内。

较佳的，所述填充物还包括：第三填充块，其设置在所述膜处理器中卷式模组件的浓水出水部的空间内。

较佳的，所述第三填充块上设有使流出所述卷式膜组件的浓水朝着所述膜处理器浓水出口流动的导流沟槽或水流通道。

较佳的，所述第三填充块和和所述膜处理器的壳体内壁之间设有使流出所述卷式膜组件的浓水朝着所述膜处理器浓水出口流动的导流沟槽或水流通道。

较佳的，所述止水器包括单向阀和/或产水回流阀；所述单向阀仅允许水流向所述膜处理器的进口，反向止水。

较佳的，所述的净水机包括压力储水罐，所述压力储水罐内设有袋状柔性隔膜，所述袋状柔性隔膜的开口与所述压力储水罐上的水嘴密封固定，所述水嘴内部连通所述袋状柔性隔膜，所述袋状柔性隔膜内为水腔，外为气腔。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明提供的一种净水机通过在膜处理器内增设填充物，可以最大限度地减小膜处理器内部能够容纳原水或浓水的空间，从而减少要置换的原水或浓水的量，实现最大限度地减小消耗的产水量的目的。

另外，由于压力储水罐中采用袋状柔性隔膜，易于拆除更换，使压力储水罐重复使用，节省成本。

附图说明

图1为本发明提供的一种净水机的结构示意图；

图2为本发明净水机中膜处理器的结构示意图；

图3为本发明提供的又一种净水机的结构示意图；

图4为本发明提供的又一种净水机的结构示意图；

图5为本发明提供的另一种净水机的结构示意图；

图6为本发明提供的又一种净水机的结构示意图。

具体实施方式

为便于进一步理解本发明的技术内容，下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

如图1所示，为本发明提供的一种净水机的结构示意图，本实施例中的净水机包括：第一预处理滤芯1、膜处理器2、压力储水罐3和水泵4。压力储水罐3包括：壳体31和柔性隔膜32。柔性隔膜32设置在壳体31的中部，其四周与壳体31内壁密封固定，将壳体31的内部空间分成水腔33和气腔34。壳体31上设置有气嘴35，其连通气腔34。壳体31上还设有水嘴36，其连通水腔33。

第一预处理滤芯1的进水口连通水源，出水口连通膜处理器2的进口。水泵4设置在连通第一预处理滤芯1和膜处理器2的管路上，当然水泵4也可以设置在膜处理器2的进水管路上的其他位置。膜处理器2的进水管路上设有进水阀5。膜处理器2的产水出口通过产水管路6与压力储水罐3连通。产水管路6上设置有第一单向阀7和高压开关8，高压开关8位于第一单向阀7的下游管路上。第一单向阀7允许水从膜处理器2的产水出口流向压力储水罐3，反向止水。膜处理器2的进口和压力储水罐3之间设置有产水回流管9。产水回流管9上设置止水器，该止水器包括第二单向阀10和/或产水回流阀11。第二单向阀10允许水从压力储水罐3中的水流向膜处理器2的进口，反向止水。净水机还包括出水阀12，其通过出水管路51与压力储水罐3连通。出水管路51上设置后置活性炭滤芯52。膜处理器2的浓水出口通过管路连通第一节流装置13和/或冲洗阀14的进口，第一节流装置13和冲洗阀14的出口放空。进水阀5、产水回流阀11、出水阀12和冲洗阀14为电磁阀，或者是手动阀。

如图2所示，为本发明净水机中膜处理器的结构示意图。膜处理器2包括壳体21、盖体22和卷式膜组件。盖体22和壳体21之间设有第一密封圈23。盖体22上设有进水口221。壳体21上设有产水出口211和浓水出口212。卷式膜组件设置在壳体21内部，卷式膜组件包括芯管24和缠绕在芯管24上的膜片组25，膜片组25包括板状膜、原水导流网和产水导流网，原水导流网所在空间为原水流道，产水导流网所在空间为产水流道，膜片组25的外侧还设有能够使膜片组25外表面和壳体21内侧壁之间实现密封的第二密封圈26。芯管24的出水端外侧和产水出口211内侧密封联接或通过第三密封圈27进行密封联接。制水时，原水从膜处理器2的进水口221流入膜处理器2，再从卷式膜组件的进水端面28流入卷式膜组件，然后沿着原水流道向前流动，并从浓水出水端面29离开卷式膜组件，最后从膜处理器2的浓水出口212流出。原水在原水流道内的流动过程中，在压力作用下一部分水流穿过膜成为产水流向产水流道，水中不能透过膜的物质被阻挡在原水流道内且随原水继续向前流动，使得不能透过膜的物质在原水中的浓度越来越高，原水逐渐成为浓水或成为浓缩水。

运行时，原水经进水阀5流入第一预处理滤芯1，第一预处理滤芯1处理后经水泵4流入膜处理器2，从膜处理器2浓水出口流出的浓水经第一节流装置13或冲洗阀14排放，从膜处理器2产水出口流出的产水经第一单向阀7流入压力储水罐3。随着制水过程的进行，压力储水罐3中的水量逐渐增加，压力储水罐3内的压力也随之逐渐增加。当压力达到高压开关8的设定压力(起跳压力)时，净水机停止制水，即水泵4停止运行、进水阀5关闭，水源关断。这时，由于第一单向阀7的止水作用，压力储水罐3内的水不能返回膜处理器2的产水出口，而膜处理器2内的压力会通过浓水出口经第一节流装置13和/或冲洗阀14卸压，即在膜处理器2内的浓水流出一部分(少量)后膜处理器2内的压力很快会降低到零，而膜浓水侧的原水流道内仍然充满了高浓度的浓水。此时，开启产水回流阀11，由于压力储水罐3内压力显著高于膜处理器2进口管路中的水压，压力储水罐3内的水会通过产水回流管9流向膜处理器2的进口，进入膜处理器2内部的原水腔将原水腔中的浓水从浓水出口顶出，然后经第一节流装置13和/或冲洗阀14排放，于是膜处理器2内部原水腔中的浓水被产水置换或稀释，在充分置换或充分稀释后关闭产水回流阀11，然后净水机处于待机(停机)状态。用户取用压力储水罐3中的水后，罐内压力会下降，待到压力降低到高压开关8的复位压力后，净水机会自动启动制水，即开启进水阀5和水泵4，重复上面的工序。由于在停机(待机)期间，膜处理器2内原水腔和产水腔中的水质基本相同，都是好水，所以不存在原水腔内浓水中的溶质透过膜进入产水腔导致净水机在停机较长时间后再次制水时初期的出水TDS偏高、水质降低问题。

但是这样需要消耗较大的产水量，造成产水量的浪费。为了解决这个问题，在膜处理器2内部增加不影响水质的填充物，该填充物能够减小膜处理器2内部能够容纳原水或浓水的空间，从而减少利用产水回流管9置换原水或浓水的产水量。具体的，该填充物包括第一填充块201、第二填充块202和第三填充块203，第一填充块201设置在膜处理器2中卷式模组件的原水进水部的空间内，第二填充块202设置在卷式膜组件的原水进水部的芯管盲腔内，第三填充块203设置在膜处理器2中卷式模组件的浓水出水部的空间内。

为了使流入膜处理器2内的水更方便的流向卷式膜组件的进水端面28，在第一填充块201上或者在第一填充块201和膜处理器2的壳体21内壁之间设有导流沟槽或水流通道。为了使流出卷式膜组件的浓水更方便的流出膜处理器2的浓水出口，在第三填充块203上或者在第三填充块203和膜处理器2的壳体21内壁之间设有导流沟槽或水流通道。

通过在膜处理器2内增设填充物，可以最大限度地减小膜处理器2内部能够容纳原水或浓水的空间，从而减少要置换的原水或浓水的量，实现最大限度地减小消耗的产水量的目的。

实施例二

如图3所示，为本发明提供的又一种净水机的结构示意图，本实施例中的净水机与实施例一种的净水机不同之处在于，本实施例中的净水机中的压力储水罐包括：壳体301和袋状柔性隔膜302。袋状柔性隔膜302设置在壳体301的内部，袋状柔性隔膜302的开口与壳体301上的水嘴306密封固定，水嘴306内部连通袋状柔性隔膜302。袋状柔性隔膜302将壳体301的内部空间分成水腔303和气腔304。袋状柔性隔膜302内为水腔303，外为气腔304。壳体301上设置有气嘴305，其连通气腔304。袋状柔性隔膜302采用食品级塑料薄膜，确保水质不会在袋内出现二次污染。采用袋状柔性隔膜可以拆出更换，从而使壳体301能够重复使用，节省成本。本实施例袋状柔性隔膜302由于采用的是食品级塑料薄膜，与水接触后，不会有异味，所以不需要在出水管路51上设置后置活性炭滤芯52。

实施例三

如图4所示，为本发明提供的又一种净水机的结构示意图，本实施例中的净水机与实施例二种的净水机不同之处在于，本实施例中的净水机还包括第二预处理滤芯15，其进口连通水源，其出口连通进水阀5。

实施例四

如图5所示，为本发明提供的另一种净水机的结构示意图，本实施例中的净水机与实施例三种的净水机不同之处在于，本实施例中的净水机还包括浓水回流管16，不再设有冲洗阀14，而是设有浓水回流阀17。浓水回流管16一端连通膜处理器2的浓水出口，另一端连通第一预处理滤芯1的进水管路，浓水回流管16上设有浓水回流阀17、第二节流装置18和磁处理活水器19。增加浓水回流管16可以提高水利用率，第二节流装置18是控制回水流量和保证膜处理器2的原水流道内有足够的压力。磁处理活水器19还可以设置在水泵4的进水管路上，水流以切割磁力线的方式流过磁处理活水器中的磁场，对水质进行活化处理。浓水回流阀17进口连通第二节流装置18的进口，其出口连通第二节流装置18的出口。浓水回流阀17开启后，第二节流装置18被旁通，回水流量大幅度上升，有利于将沉积在原水侧膜表面上的污染物冲刷下来，然后经第一预处理滤芯1净化后和新流入的原水一道成为膜处理器的进水。

运行时，原水经第二预处理滤芯15和进水阀5流入第一预处理滤芯1，第一预处理滤芯1处理后经水泵4流入膜处理器2，从膜处理器2浓水出口流出的浓水一部分经浓水回流管16流入第一预处理滤芯1的进水管路进行再利用，一部分经第一节流装置13排放，从膜处理器2产水出口流出的产水经第一单向阀7流入压力储水罐3。随着制水过程的进行，压力储水罐3中的水量逐渐增加，压力储水罐3内的压力也随之逐渐增加。当压力达到高压开关8的设定压力(起跳压力)时，净水机停止制水，即水泵4停止运行、进水阀5关闭，水源关断。这时，由于第一单向阀7的止水作用，压力储水罐3中的水不能返回膜处理器2的产水出口，而膜处理器2内的压力会通过浓水出口经第一节流装置13卸压，即在膜处理器2内的浓水流出一部分(少量)后膜处理器2内的压力很快会降低到零，而膜浓水侧的原水流道内仍然充满了高浓度的浓水。此时，开启产水回流阀11，由于压力储水罐3内压力显著高于膜处理器2进口管路中的水压，压力储水罐3内的水会通过产水回流管9流向膜处理器2的进口，进入膜处理器2内部的原水腔将原水腔中的浓水从浓水出口顶出，于是膜处理器2内部原水腔中的浓水被产水置换或稀释，在充分置换或充分稀释后关闭产水回流阀11，然后净水机处于待机(停机)状态。用户取用压力储水罐3中的水后，罐内压力会下降，待到压力降低到高压开关8的复位压力后，净水机会自动启动制水，即开启进水阀5和水泵4，重复上面的工序。由于在停机(待机)期间，膜处理器2内原水腔和产水腔中的水质基本相同，都是好水，所以不存在原水腔内浓水中的溶质透过膜进入产水腔导致净水机在停机较长时间后再次制水时初期的出水TDS偏高、水质降低问题。

实施例五

如图6所示，为本发明提供的又一种净水机的结构示意图，本实施例中的净水机与实施例四种的净水机不同之处在于，本实施例中的净水机中的产水回流管9上仅设有第二单向阀10，产水管路6上不再设有第一单向阀7，而是设成产水阀20。

运行时，原水经第二预处理滤芯15和进水阀5流入第一预处理滤芯1，第一预处理滤芯1处理后经水泵4流入膜处理器2，从膜处理器2浓水出口流出的浓水一部分经浓水回流管16流入第一预处理滤芯1的进水管路进行再利用，一部分经第一节流装置13排放，从膜处理器2产水出口流出的产水经产水阀20流入压力储水罐3。随着制水过程的进行，压力储水罐3中的水量逐渐增加，压力储水罐3内的压力也随之逐渐增加。当压力达到高压开关8的设定压力(起跳压力)时，净水机停止制水，即水泵4停止运行、进水阀5关闭，水源关断。这时，关闭产水阀20，压力储水罐3中的水不能返回膜处理器2的产水出口，而膜处理器2内的压力会通过浓水出口经第一节流装置13卸压，即在膜处理器2内的浓水流出一部分(少量)后膜处理器2内的压力很快会降低到零，而膜浓水侧的原水流道内仍然充满了高浓度的浓水。此时，膜处理器2与产水阀20之间的产水管路内还有一定压力，该压力能够将管路内的水通过产水回流管9压向膜处理器2的进口，进入膜处理器2内部的原水腔将原水腔中的浓水从浓水出口顶出，于是膜处理器2内部原水腔中的浓水被产水置换或稀释，在充分置换或充分稀释后关闭产水回流阀11，然后净水机处于待机(停机)状态。用户取用压力储水罐3中的水后，罐内压力会下降，待到压力降低到高压开关8的复位压力后，净水机会自动启动制水，即开启进水阀5和水泵4，重复上面的工序。由于在停机(待机)期间，膜处理器2内原水腔和产水腔中的水质基本相同，都是好水，所以不存在原水腔内浓水中的溶质透过膜进入产水腔导致净水机在停机较长时间后再次制水时初期的出水TDS偏高、水质降低问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种净水机，其包括：膜处理器和产水回流管，所述产水回流管上设有止水器，其特征在于，所述膜处理器内部设有填充物，所述填充物用于减小所述膜处理器内部能够容纳原水或浓水的空间，从而减少利用所述产水回流管置换所述原水或浓水的产水量。

2.根据权利要求1所述的净水机，其特征在于，所述填充物包括：第一填充块，其设置在所述膜处理器中卷式模组件的原水进水部的空间内。

3.根据权利要求2所述的净水机，其特征在于，所述第一填充块上设有使流入所述膜处理器内的水朝着所述卷式膜组件进水端流动的导流沟槽或水流通道。

4.根据权利要求2或3所述的净水机，其特征在于，所述第一填充块和所述膜处理器的壳体内壁之间设有使流入所述膜处理器内的水朝着所述卷式膜组件进水端流动的导流沟槽或水流通道。

5.根据权利要求2所述的净水机，其特征在于，所述填充物还包括：第二填充块，其设置在所述膜处理器中卷式膜组件的原水进水部的芯管盲腔内。

6.根据权利要求5所述的净水机，其特征在于，所述填充物还包括：第三填充块，其设置在所述膜处理器中卷式模组件的浓水出水部的空间内。

7.根据权利要求6所述的净水机，其特征在于，所述第三填充块上设有使流出所述卷式膜组件的浓水朝着所述膜处理器浓水出口流动的导流沟槽或水流通道。

8.根据权利要求6或7所述的净水机，其特征在于，所述第三填充块和和所述膜处理器的壳体内壁之间设有使流出所述卷式膜组件的浓水朝着所述膜处理器浓水出口流动的导流沟槽或水流通道。

9.根据权利要求1所述的净水机，其特征在于，所述止水器包括单向阀和/或产水回流阀；所述单向阀仅允许水流向所述膜处理器的进口，反向止水。

10.根据权利要求1所述的净水机，其包括：压力储水罐，其特征在于，所述压力储水罐内设有袋状柔性隔膜，所述袋状柔性隔膜的开口与所述压力储水罐上的水嘴密封固定，所述水嘴内部连通所述袋状柔性隔膜，所述袋状柔性隔膜内为水腔，外为气腔。