CN107285542B - 一种紫外线杀菌的净水机及其滤芯寿命计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紫外线杀菌的净水机及其滤芯寿命计算方法，包括净水机本体，所述净水机本体包括原水箱、滤芯箱、纯水箱，所述原水箱底部与滤芯箱顶部相通连，所述滤芯箱底部与纯水箱相通连，所述纯水箱顶部还设有UV杀菌装置。本发明通过在纯水箱盖子上增设紫外线杀菌装置的技术措施，消除了现有的净水机内部残留和纯水箱暂存水的二次污染现象，确保了使用者所需要的纯水在任何时候取用都可以再次较为彻底地杀菌，使安全卫生指标达到要求，同时也提高了净水机整机累计制水总量和滤芯寿命监测提示数据的准确度、且更加经济合理。

Description

一种紫外线杀菌的净水机及其滤芯寿命计算方法

技术领域

本发明涉及小家电及水净化器技术领域，尤其涉及一种紫外线杀菌的净水机及其滤芯寿命计算方法。

背景技术

日常使用的净水机，尤其是台上式的免安装净水机，以可以从机器本体上单独取出的移动加水的原水箱盛放需要过滤的如自来水、井水等“原水”，原水自原水箱流出，经过加压使水在密闭的水路中通过各种滤芯，滤除杂质、致病细菌等有害物质后成为“纯水”，并进入纯水箱中，需要使用纯水时可以取下纯水箱倾倒出水。原水箱和纯水箱的上端均有可打开和关闭的水箱盖，打开时可接取原水和倒出纯水，盖上后可使水箱内部与外部环境隔开。

部分净水机利用紫外线可以杀灭细菌的原理，在水路中设置有UV灯组件，通过紫外线照射水流或水体来杀灭水中残存的有害细菌，可以弥补过滤滤芯对细菌过滤或杀灭不完全的缺陷，这样的措施，实际上UV灯组件相当于在原水箱与纯水箱之间的所谓过滤系统中的一个部分，经过适当过滤和紫外线杀菌后的纯水，可以达到直接饮用的标准。

当然，不管何种滤芯或者UV照射，都几乎不可能将所有细菌全部杀灭，而是杀灭病原微生物使残存微生物数量极小，菌落总数指标达到安全程度或者远优于标准规定的要求，目前所有的饮用水标准都允许有一定的“菌落总数”指标，所谓可以直接饮用的“纯水”，仍然含有数量极少、危害程度很轻的微生物，即使病原微生物杀灭到不能检出状态，如果“菌落总数”值较高甚至超标，仍然会被认为是不安全的。

为了方便使用者取用纯水、或者将可饮用的纯水连同纯水箱一起放置在冰箱中制冷后饮用，台式免安装的净水机所配置的纯水箱一般容积较小且能方便地从机器上安放与取下，这种使用条件限制了纯水箱与机身之间的电气连接，也难以安排恰当位置加装紫外线灭菌等其他功能器件。

现有的紫外线灭菌，大多需要水体流经紫外线灯管周边，因而紫外线灯外围就需要增加保护以防止其漏电，如果在纯水箱进水口位置加装紫外线杀菌装置，势必带来从机身取电困难且极易漏电的隐患，因此只能把杀菌装置安装在机身内部。

其缺点是：无论采用何种结构方式，在水路中最后一个起作用的滤芯或其他如UV灯组件的水流出口之后、到纯水箱或类似作用的装置的水流入口之前，都或长或短需要一段距离，由于这一段也是密闭的水道，在机器停止工作后，这段水道中的水不会全部进入纯水箱，仍会残留在水道中，在下一次工作时，残留的这部分水将首先进入纯水箱。由此产生的问题是：这部分水中残存的微生物在适当条件下的繁殖增长速度相当快，如果两次开机的时间间隔较长，这部分残存的水中难免细菌数量繁殖增加较多，在下次制水中这部分水直接进入纯水箱将导致纯水箱内整体水质劣化甚至威胁人体健康。

此外，更为常见的情况是，制取纯水后，有些使用者并不马上将纯水箱中的水全部用完，如果部分含有极少细菌的“纯水”放置停留在纯水箱中时间稍长，也容易出现上述的细菌繁殖使水质劣化的问题，存放时间越长、温度合适或者水体与外界隔离不严，细菌繁殖的风险就越高。基于此，现研究一种更为完全、有效的灭菌措施，使得消费者在任何时候取用净水机的纯水箱中净化过的水之前，都能够再次进行灭菌，保障其水中的菌落总数指标优于饮用水安全卫生标准的规定，即一种紫外线杀菌的净水机及其滤芯寿命计算方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种紫外线杀菌的净水机及其滤芯寿命计算方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种紫外线杀菌的净水机，其特征在于，包括净水机本体，所述净水机本体包括原水箱、滤芯箱、纯水箱，所述原水箱底部与滤芯箱相通连，所述滤芯箱底部与纯水箱相通连，所述纯水箱顶部还设有单独供电的UV杀菌装置。

作为本发明的优选方式之一，还包括底座，所述净水机本体安装在底座上。

作为本发明的优选方式之一，还包括密闭水路、增压装置，所述原水箱、滤芯箱、纯水箱底部均设有单向阀，所述原水箱与滤芯箱之间通过密闭水路连通，所述增压装置设于密闭水路上。

作为本发明的优选方式之一，所述纯水箱上设有可以开启关闭的第三箱盖。

作为本发明的优选方式之一，所述原水箱、滤芯箱上还设有可以开启关闭的第一箱盖、第二箱盖。

作为本发明的优选方式之一，所述UV杀菌装置包括电源、紫外线(UV)灯、按键、指示灯及控制板，所述紫外线(UV)灯、按键、指示灯均集成于控制板上，所述电源为UV杀菌装置提供电源，所述紫外线(UV)灯置于纯水箱内与纯水箱内的水位探针平齐，下端略高于纯水箱最高水位；所述按键与指示灯设于纯水箱外侧。

作为本发明的优选方式之一，所述电源为可充电电池或连线与自净水机本体的电源或设置USB充电插口的电池，用USB连线给UV杀菌装置的电池充电，所述紫外线(UV)灯为LED紫外线发光管或长条状的紫外线灯管。

作为本发明的优选方式之一，所述UV杀菌装置与净水机本体的控制系统以无线或有线方式相连，所述控制系统与UV杀菌装置配合使用，通过软件控制使净水机本体制水结束后自动启动紫外线灯杀菌。

作为本发明的优选方式之一，所述纯水箱上还设置电控安全锁、水位数据读取装置、记忆和控制芯片，所述电控安全锁控制纯水箱的开启与关闭，所述水位数据读取装置用于读取当前纯水箱水位与上次启动杀菌装置时倒出部分或全部水后的水位差，当水位差不为零，即为纯水箱内新增加了过滤后的水量，此时电控安全锁关闭，控制芯片发出提示杀菌指令,所述电控安全锁与记忆和控制芯片相连，所述水位数据读取装置与记忆和控制芯片相连。

作为本发明的优选方式之一，所述电控安全锁包括继电器和金属插销、弹簧、记忆和控制芯片，所述纯水箱上的第三箱盖一侧开有插销孔，所述金属插销通过弹簧与插销孔相匹配，所述金属插销与继电器相配合，所述继电器与记忆和控制芯片相连。

本发明还公开了一种紫外线杀菌的净水机的滤芯寿命计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)从记忆和控制芯片读取纯水箱相邻两次之间的水位差值；

(2)计算纯水箱横截面积再乘以水位差值即可得到此次从滤芯中过滤的水量；

(3)依照此种方法累计即可计算出净水机的制水总量；

(4)依照制水总量与滤芯寿命的特定关系，即可判断出滤芯的寿命，记忆和控制芯片从而及时提醒用户更换滤芯。

本发明相比现有技术的优点在于：本发明通过在纯水箱盖子上增设单独供电的紫外线杀菌装置的技术措施，消除了现有的净水机内部残留和纯水箱暂存水的二次污染现象，确保了使用者所需要的纯水在任何时候取用都可以再次较为彻底地杀菌，使安全卫生指标达到要求，同时也提高了净水机整机累计制水总量和滤芯寿命监测提示数据的准确度、且更加经济合理。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的纯水箱结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1-2所示：本发明的滤芯箱、密闭水路、原水箱、纯水箱、电器控制系统等均安装在净水机本体，原水箱和纯水箱均可以单独从机身上取下，其底部均设有单向阀，且在工作及待机时与净水机本体对应位置的入水口、出水口形成密封对接，原水箱与纯水箱底部的单向阀分别允许原水流出和纯水流入。待净化的原水自原水箱下部的单向阀流出，经机身对应入水口进入密闭水路、经增压泵使水压增加、再顺序流经各种功能的一个或数个滤芯、最后经机身出水口、纯水箱下部的单向阀进入纯水箱。纯水箱上有可以开启关闭的水箱盖，开启时可以将其中的纯水倾倒出来，关闭状态下使纯水箱内部与外界环境隔离，纯水箱还具有水位控制功能，当水位达到预设的最大高度时机器自动停止制水，UV杀菌装置包括电源、紫外线(UV)灯、按键、指示灯及控制电路，电源优选为可充放电的蓄电池，按键、指示灯安装于箱盖的外侧，紫外线灯优选为扁平的圆弧形或U形，平面贴靠安装于箱盖内侧，其向下凸出的最低点略高于纯水箱的最高水位，紫外线灯点亮时所发出的紫外线是朝向纯水箱散射的，并可在纯水箱处于最高水位时仍能够使全部水体都被照射到。

实际操作时，先从底座8上取下原水箱4，打开原水箱盖子2，将待过滤的水加入原水箱4，仍安装回底座8，接通电源，按启动键，净水机开始工作制取纯水，待过滤的水在增压泵(未示出)作用下，经管路(未示出)顺序流经滤芯组件7的各级滤芯对水进行过滤，该滤芯组件7安装于带有滤芯箱盖子1的滤芯箱6内，从滤芯组件7最后一级流出的水进入纯水箱5待取用，纯水箱5内的水位达到水位探针304设定的高度后，水位探针304的两根金属水位探针之间与水形成了电气回路，PCB控制板据此发出停机信号，制水自动停止；也可以根据实际需要在预定水位以下任何位置手动强制关机，另一种情况即原水箱中没有水进入水路时，机器也会自动停机并提示用户补充原水。

从新的机器第二次制水起，每次都是残存于水路中的那一部分有可能二次劣化的水先进入纯水箱，同样在制水结束时会再有部分本次使用的水留在水路中，纯水箱中的水实际是前一次残留水与本次新过滤的水的混合物，本发明即是针对这种混合状态的水或较长时间存放于纯水箱的水再次进行杀菌处理。

需要取用纯水时，先按下纯水箱箱盖9上的电源按键板301的杀菌按键，电源接通，由蓄电池303供电点亮UV杀菌灯305发出紫外线，散射状的紫外线会穿透纯水箱5中的水体，持续照射1分钟即可将纯水箱5中的绝大部分细菌杀灭，使其中的水质达到直接饮用的安全卫生指标，此时PCB控制板302发出信号切断电源，UV杀菌灯305熄灭，再从机身上取下纯水箱5、打开箱盖9即可以倾倒出要使用的纯水，取水后再关上纯水箱盖9、将纯水箱5安装回机身对应位置，准备下次操作。这一过程中，UV杀菌灯305预设的持续点亮时间是可以调整并通过PCB控制板302自动执行的。

如纯水箱5中仍有存水，在间隔较长时间的下一次取用前，可以重复上一步操作，先行再次开启UV杀菌灯305杀菌，优选的方案是两次取水间隔超过4小时，则应该再次先行杀菌以确保水质安全。

进一步，紫外线杀菌装置的电源优选可充电电池，也可以连线取自净水机机身的电源，还可以在机身上设置USB充电插口，用USB连线给杀菌装置的电池充电。

进一步，将杀菌装置与机身的控制系统以无线或有线方式连接，通过软件控制使净水机制水结束后自动启动紫外线灯杀菌。

进一步，紫外线灯可以使用LED紫外线发光管，减少杀菌装置对纯水箱内空间的占用，还可以降低电池负载、节约能源。当然，也可以使用长条状的紫外线灯管，竖直安装于水箱盖中间部位，灯管大部分浸入水体，杀灭细菌的效率更高。

进一步，可以在纯水箱上设置电控安全锁、水位数据读取装置、控制芯片，当纯水箱内水位与前一次启动杀菌装置并倒出部分或全部水后相比较有上升、即水箱内新增加了过滤后的水量后；或者离上次杀菌超过一定时间后，纯水箱盖的安全锁会自动锁死而使纯水箱盖不能任意开启、并提示杀菌，这时只有先启动杀菌装置运行完成后，水箱盖才能解锁、打开并取用纯水，避免使用者忘了杀菌而直接取用，进一步完善其安全性和实用性。

上述的电控安全锁是一组带有继电器和金属插销、弹簧、记忆和控制芯片的装置，在纯水箱盖的一侧开有插销孔。在待机状态下，电控安全锁的继电器不吸合，金属插销在弹簧作用下将纯水箱盖锁住，当使用者初次启动杀菌装置持续至杀菌完成后，电控安全锁的继电器动作，吸合金属插销并克服弹簧的弹力使其退出插销孔，水箱盖可以自由开启，水位数据读取装置会将当前水位和时刻存入控制芯片作为下一次动作时的比较基准数据。经过一定时间(推荐为4小时)或者水位上升一定幅度后，控制芯片发出指令、继电器动作、释放金属插销使之插入纯水箱盖子上的插销孔，将水箱盖锁定；再次启动杀菌装置并持续至杀菌完成后，芯片发出指令解锁，继电器将插销自插销孔中拉出，水箱盖可自由打开取水，此时水位数据读取装置再次存储水位和时刻信息，作为下一循环的比较基准数据，余此类推。当然，还可以设置一个强制解锁的按键，在任何时候都可以解锁。

进一步，前段所述的水位记忆数据，其相邻两次之间的差值与纯水箱横截面积的乘积能够用于换算出从纯水箱取出的水量，累计结果还可以作为净水机的制水总量计量依据之一，累计制水总量还可以作为滤芯使用寿命的判断依据之一，软件据此判断是否需要提示用户更换滤芯，与现行的单纯依靠整机累计工作时间、或者在滤芯两端装设检测装置来分析统计滤芯寿命的方式相比较，这种判断更科学更准确更经济。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种紫外线杀菌的净水机，其特征在于，包括净水机本体，所述净水机本体包括原水箱、滤芯箱、纯水箱，所述原水箱底部与滤芯箱相通连，所述滤芯箱底部与纯水箱相通连，所述纯水箱顶部还设有UV杀菌装置；

所述UV杀菌装置包括电源、紫外线(UV)灯、按键、指示灯及控制板，所述紫外线(UV)灯、按键、指示灯均集成于控制板上，所述电源为UV杀菌装置提供电源，所述紫外线(UV)灯置于纯水箱内与纯水箱内的水位探针平齐，下端略高于纯水箱最高水位；所述按键与指示灯设于纯水箱外侧；

所述纯水箱上还设置电控安全锁、水位数据读取装置、记忆和控制芯片，所述电控安全锁控制纯水箱的开启与关闭，所述水位数据读取装置用于读取当前纯水箱水位与上次启动杀菌装置时倒出部分或全部水后的水位差，当水位差不为零，即为纯水箱内新增加了过滤后的水量，此时电控安全锁关闭，控制芯片发出提示杀菌指令,所述电控安全锁与记忆和控制芯片相连，所述水位数据读取装置与记忆和控制芯片相连；所述电控安全锁包括继电器和金属插销、弹簧、记忆和控制芯片，所述纯水箱上的第三箱盖一侧开有插销孔，所述金属插销通过弹簧与插销孔相匹配，所述金属插销与继电器相配合，所述继电器与记忆和控制芯片相连；

当纯水箱内水位与前一次启动UV杀菌装置并倒出部分或全部水后相比较有上升、即纯水箱内新增加了过滤后的水量后，或者离上次杀菌超过一定时间后，纯水箱上的第三箱盖的电控安全锁会自动锁死而使第三箱盖不能任意开启、并提示杀菌，这时只有先启动UV杀菌装置运行完成后，第三箱盖才能解锁、打开并取用纯水。

2.根据权利要求1所述的紫外线杀菌的净水机，其特征在于，还包括密闭水路、增压装置，所述原水箱、滤芯箱、纯水箱底部均设有单向阀，所述原水箱与滤芯箱之间通过密闭水路连通，所述增压装置设于密闭水路上。

3.根据权利要求1所述的紫外线杀菌的净水机，其特征在于，所述纯水箱上设有可以开启关闭的第三箱盖。

4.根据权利要求1所述的紫外线杀菌的净水机，其特征在于，所述原水箱、滤芯箱上还设有可以开启关闭的第一箱盖、第二箱盖。

5.根据权利要求1所述的紫外线杀菌的净水机，其特征在于，所述电源为可充电电池或连线与自净水机本体的电源或设置USB充电插口的电池，用USB连线给UV杀菌装置的电池充电，所述紫外线(UV)灯为LED紫外线发光管或长条状的紫外线灯管，当所述紫外线(UV)灯为LED紫外线发光管时，所述LED紫外线发光管竖直安装并与水位探针平齐，当所述紫外线(UV)灯为长条状的紫外线灯管，所述长条状的紫外线灯管横向安装并与水位探针平齐。

6.根据权利要求1所述的紫外线杀菌的净水机，其特征在于，所述UV杀菌装置与净水机本体的控制系统以无线或有线方式相连，所述控制系统与UV杀菌装置配合使用，通过软件控制使净水机本体制水结束后自动启动紫外线灯杀菌。

7.一种根据权利要求1-6任一所述的紫外线杀菌的净水机的滤芯寿命计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)从记忆和控制芯片读取纯水箱相邻两次之间的水位差值；

(2)计算纯水箱横截面积再乘以水位差值即可得到此次从滤芯中过滤的水量；

(3)依照此种方法累计即可计算出净水机的制水总量；

(4)依照制水总量与滤芯寿命的特定关系，即可判断出滤芯的寿命，记忆和控制芯片从而及时提醒用户更换滤芯。