CN107720924A - 一种向可流动的饮用水中添加矿物质的装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，其特征在于，包括扩散设备(N1)，所述扩散设备(N1)设有用于储存固体矿物质的储存腔，所述储存腔的腔壳设有供所述矿物质扩散到可流动的饮用水中的连通部，所述扩散设备(N1)中的矿物质可通过所述连通部进入由第一单向阀与第二单向阀确定的容积内的可流动的饮用水中，所述可流动的饮用水从第一单向阀流入，第二单向阀流出；所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积根据矿物质饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定。本发明还提供一种向可流动的饮用水中添加矿物质的系统。本发明提供的装置和系统，结构简单，向饮用水中添加适合人体所需的矿物质，优化饮用水质量。

Description

一种向可流动的饮用水中添加矿物质的装置

技术领域

本发明涉及一种家庭或办公室的饮用水的优化和矿化装置，尤其涉及一种饮用水水质优化矿化装置。本申请涉及饮用水处理技术领域，特别是涉及一种向可流动的饮用水中添加矿物质的装置。

背景技术

随着饮用水水源被污染的情况越来越严重，人们对饮用水的安全越来越重视，因此，很多人使用净水器对饮用水进行过滤处理，但市场上目前使用的两大类净水器都有一些缺陷，用反渗透膜技术将饮用水中的微量元素基本过滤掉了，相当于饮用软水；另一类虽然留有部分微量元素，但分子量500以下的污染物又无法全部滤除。为此，一些净水器厂家采用在反渗透膜处理后再加一级矿化罐向饮用水中添加微量元素，矿化罐使用的材料一般是麦饭石、木鱼石，或者是麦饭石和木鱼石做的矿化球。这样处理过的水只是起初有矿化效果，过一段时间后矿化效果就十分微弱了，不能达到补充人体所需要的微量元素的目的。另外，由于我国70％以上的地区土壤和水环境中均缺硒，对人体健康造成很大的影响。因此，有必要在饮用水中加硒来补充人体对硒的需要，减少因缺硒带来的疾病。

随着人们对饮用水安全的日益关注，越来越多人选择使用净水装置对饮用水进行过滤处理。但市场上的净水装置存在一定缺陷，如采用反渗透膜技术净化的水，其含有的矿物质基本被滤除，相当于饮用软水；另一类净水装置可保留部分矿物质，但对分子量小于500的污染物又无法全部滤除。现有的方法是在反渗透膜净化后的饮用水中添加矿物质，通常使用麦饭石、木鱼石，或由麦饭石、木鱼石制成的矿化球提供矿物质，但麦饭石、木鱼石中的矿物质难以进入饮用水中，导致矿化后的饮用水矿物质含量仍很低，不能起到补充人体所需的矿物质的目的。

如何向可流动的饮用水中添加适合人体摄入的量的矿物质，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种结构简单的装置，向可流动的饮用水中添加适合人体所需的矿物质，优化饮用水质量。本发明还提供一种向可流动的饮用水中添加矿物质的系统。

为解决上述技术问题，本发明所提供的饮用水水质优化矿化装置，包括储水箱，所述储水箱的箱体两侧分别设有进水口和出水口，还包括设置在箱体内和/或密封设置在储水箱箱体上的微量元素扩散组件；所述微量元素扩散组件包括至少一个微量元素扩散器；所述微量元素扩散器通过扩散管或扩散孔与所述储水箱连通，所述的微量元素扩散器内设有常温下在水中溶解度小于1％的有益人体健康的微量元素化合物。

进一步的，所述微量元素扩散组件包括硒扩散器、钙扩散器、镁扩散器、柠檬酸钙扩散器、硅酸钙扩散器中的一个或多个的组合。

进一步的，所述硒扩散器内采用的微量元素化合物为硫酸钙、氢氧化钙、柠檬酸钙、碳酸钙、磷酸钙中的一种或多种，与亚硒酸钙、硒酸钙、硒酸钠、亚硒酸钠、亚硒酸、硒酸中的一种或者多种。

进一步的，所述钙扩散器内设有块状或片状的微量元素化合物硫酸钙。

进一步的，所述镁扩散器内设有碳酸镁、氧化镁、磷酸镁、氢氧化镁中的一种或多种。

进一步的，所述的镁扩散器或所述的柠檬酸钙扩散器或所述的硅酸钙扩散器呈直管状或饼状。

进一步的，所述镁扩散器和/或柠檬酸钙扩散器和/或硅酸钙扩散器安装在储水箱上时，所述的扩散孔为底端开口，且在开口处设有滤布或滤袋；或者是所述镁扩散器和/或柠檬酸钙扩散器和/或硅酸钙扩散器安装在所述储水箱内时，所述的扩散孔为上下端开口，且在开口处设有滤布或滤袋，所述镁扩散器或柠檬酸钙扩散器或硅酸钙扩散器安装在储水箱内时，通过支架支撑在所述储水箱内。

进一步的，所述的镁扩散器或所述的柠檬酸钙扩散器或所述的硅酸钙扩散器呈直管状时在管内设置有导水管。

一种优选方案，所述微量元素扩散组件包括硒扩散器、钙扩散器、镁扩散器、柠檬酸钙扩散器、硅酸钙扩散器，所述硒扩散器、钙扩散器通过扩散管与所述储水箱连通，所述镁扩散器、柠檬酸钙扩散器、硅酸钙扩散器通过扩散孔与所述储水箱连通。

进一步的，所述硒扩散器、钙扩散器、镁扩散器、柠檬酸钙扩散器设置于所述储水箱上方，所述硅酸钙扩散器设置于所述储水箱内，所述镁扩散器或柠檬酸钙扩散器呈直管状，所述扩散孔为底端开口，且在开口处设有滤布或滤袋，所述硅酸钙扩散器呈饼状，所述扩散孔为上下端开孔，且在开口处设有滤布或滤袋。

一种优选方案，所述微量元素扩散组件包括硒扩散器、钙扩散器、镁扩散器、柠檬酸钙扩散器、硅酸钙扩散器，所述硒扩散器、钙扩散器、镁扩散器、柠檬酸钙扩散器、硅酸钙扩散器均通过扩散孔与所述储水箱连通。

进一步的，所述硒扩散器、钙扩散器、硅酸钙扩散器均设置于所述储水箱内，所述镁扩散器、柠檬酸钙扩散器设置于储水箱上方且呈直管状，所述扩散孔为底端开口，且在开口处设有滤布或滤袋。

一种优选方案，所述储水箱被分隔成多个相互连通的储水单元，所述微量元素扩散组件选用包括硒扩散器、钙扩散器、硅酸钙扩散器时，硒扩散器和/或钙扩散器，与硅酸钙扩散器分设于不同的储水单元；或者是所述微量元素扩散组件选用包括硒扩散器、钙扩散器、镁扩散器时，硒扩散器和/或钙扩散器，与镁扩散器分设于不同的储水单元。

本发明装置的工作过程为：饮用水首先通过进水口进入储水箱，饮用水填充进各扩散器后，各扩散器内的微量元素化合物均通过扩散的方式经各自与储水箱连通的扩散管或扩散孔进入储水箱的水中，在后续的扩散过程中，各扩散器内无水流的流动，经处理后的饮用水从出水口流出。

本发明的有益效果：

现有技术中净水器中的矿化器是通过微量元素化合物表面经过的水流控制来获取得到微量元素，而本发明克服以上的设计局限，通过扩散器的设置，使用扩散器的扩散功能来获取微量元素。

本发明相对于现有饮用水水质优化矿化装置的优势在于：

一、本发明的装置可以有效的控制微量元素的释放量，从而达到稳定定量的使水质得到优化的目的。例如将硫酸钙和亚硒酸钠混合物放置在硒扩散器中(混合后亚硒酸钠变成了亚硒酸钙)，由于硫酸钙和亚硒酸钙的混合液体的溶度积为常数，硫酸钙溶解度高，就使亚硒酸钙在常温下的溶解度从100mg/升降低到20mg/升左右，但这仍远高于人体对微量元素硒的需求量，本发明通过控制扩散器的扩散通道的面积和长度(使用扩散管扩散时控制扩散管的管径和长度，使用扩散孔扩散时控制扩散孔的孔径)，使亚硒酸钙的扩散速度降低，从而使得微量元素硒的释放量达标。为了保证亚硒酸钙在较长时间内释放量的稳定，通过调节扩散器的容积来使得硒扩散器中亚硒酸钙的释出速度与溶解速度相等，从而达到使扩散器中亚硒酸钙浓度恒定的目的。而现有普通技术一般是将矿化介质直接放置到待矿化的水流中，若将硫酸钙和亚硒酸钠的混合物直接放置到水流中，因为常温下硫酸钙的溶解度为2500mg/升左右，硫酸钙在水中的浓度就会在2500mg/升以下的宽幅范围内波动，而生成的亚硒酸钙在常温下的溶解度为100mg/升左右，亚硒酸钙也会在100mg/升以下的宽幅范围内波动，显然这样的水质是无法达到饮用标准的(国标：矿泉水中硒含量<0.05mg/升，自来水矿物质含量<1000mg/升)。

二、本发明通过将粉末状态的微量元素化合物固定在扩散器中，使其不被水流带走，如本发明中的碳酸镁、硅酸钙、柠檬酸钙等物质都是粉末状态，若将上述物质直接放置在待矿化的水流中，就容易被水流带走，造成前期水中微量元素大幅超标，后期水中几乎无微量元素，显然这样的水也是无法达到饮用标准的。

三、由于本发明可以通过控制扩散管的设置，来控制释放量，从而使得亚硒酸钠与硫酸钙共混的溶解度降低至20mg/升左右，也使得急性硒中毒和慢性硒中毒都不可能发生。所以用本发明的方式补硒不但是非常安全的而且是及时的。

四、本发明相对于现有普通技术的另一优势是：可以优化PH值、总硬度、多种微量元素含量等水质指标中的一项或多项，例如：

1、当原水PH值低于7，需要提高PH值使之变成弱碱性水时，通过放置硅酸钙扩散器向水中扩散添加硅酸钙，并通过控制扩散面积来控制扩散量，一方面碱性化合物硅酸钙使得水变成了弱碱性水，另一方面又在水中添加了适量的硅酸根，硅酸根是对人体健康有益的物质。

2、若水中仅需要加硒，则可仅放置硒扩散器来向水中添加硒，并通过控制扩散通道的面积和长度来控制扩散量，使硒在水中的浓度符合饮用水的要求。

同理，需要添加其它微量元素时可以依此类推。

综上所述，本发明通过扩散的方式向水中释放硒、锂、钙、镁、硅等对人体有益的微量元素，特别是用于优化使用反渗透膜净水器净化后的水，不但向水中补充了硒、锂、钙、镁、硅等微量元素，而且使水从弱酸性变成了弱碱性。另外，用水硒的方式补硒具有非常高的安全性和及时性，饮用本发明优化后的水能够使身体更加健康，降低癌症发病率。

本发明提供的技术方案如下：

一种向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，包括扩散设备，所述扩散设备设有用于储存固体矿物质的储存腔，所述储存腔的腔壳设有供所述矿物质扩散到可流动的饮用水中的连通部，所述扩散设备中的矿物质可通过所述连通部进入由第一单向阀与第二单向阀确定的容积内的可流动的饮用水中，所述可流动的饮用水从第一单向阀流入，第二单向阀流出；所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积根据矿物质饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定。

优选地，所述扩散设备还包括扩散区，所述储存腔的连通部设置在储存腔与所述扩散区之间，所述扩散区为供所述可流动的饮用水流通的所述第一单向阀与第二单向阀之间的区域。

优选地，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积根据矿物质饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定具体为：

所述矿物质饱和水溶液的饱和浓度越高，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越小，所述矿物质饱和水溶液的饱和浓度越低，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越大；

人体对所述矿物质的摄入需求量越高，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越大，人体对所述矿物质的摄入需求量越低，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越小。

优选地，所述连通部的扩散面积根据矿物质的饱和水溶液的饱和浓度以及人体对所述矿物质的摄入需求量确定，所述连通部与所述扩散区中可流动的饮用水相接触的部分的面积为所述连通部的扩散面积。

优选地，所述连通部的扩散面积根据矿物质的饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定具体为：所述矿物质的饱和水溶液的饱和浓度高时，所述扩散面积小，所述矿物质的饱和水溶液的饱和浓度低时，所述扩散面积大；

人体对所述矿物质的需求量高时，所述扩散面积大，人体对所述矿物质的需求量低时，所述扩散面积小。

优选地，所述连通部设置在所述储存腔的全部腔壳，所述储存腔设置在可流动的饮用水内部；或，

所述连通部设置在所述储存腔的部分腔壳，所述储存腔的连通部与可流动的饮用水连通。

优选地，所述扩散设备上还设有用于排出空气的放空嘴。

优选地，所述扩散设备设有用于调节连通部的扩散面积的面积调节装置。

优选地，所述矿物质为锂、钙、镁、钾、钠、铁、锌、铜、钼、硒、碘、铬、锶的盐中的任意一种或多种。

优选地，所述矿物质的盐具体为氟化锂、碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、硅酸钙、柠檬酸钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、磷酸镁、碳酸锌、硒酸钙、亚硒酸钙、烟酸铬、吡啶甲酸铬、硫酸锶、碳酸锶、碳酸锂、枸橼酸钙、乳酸钙、氯化钙、硫酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、枸橼酸钾、氯化钾、碳酸氢钾、硅酸钠、枸橼酸钠、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸亚铁、富马酸亚铁、琥珀酸亚铁、乳酸亚铁、氯化亚铁、硫酸锌、氯化锌、硫酸铜、氯化铜、钼酸钠、硒酸钠、亚硒酸钠、碘化钾、三氯化铬、氯化锶中的任意一种或多种。

优选地，所述连通部具体为连接管、连接孔中的任意一种，或由以下任意一种或多种材料制成：金属编织物、非金属编织物、多孔陶瓷、多孔聚合物。

优选地，所述扩散设备设有多个储存腔，所述多个储存腔分别与所述扩散区通过所述连通部相连通。

优选地，所述扩散设备设有多个依次连通的扩散区，所述扩散区分别与一个或多个储存腔通过所述连通部相连通，可流动的饮用水由第一个扩散区的第一单向阀流入，由最后一个扩散区的第二单向阀流出。

本发明还提供一种向可流动的饮用水中添加矿物质的系统，包括如权利要求11-23中任一项所述扩散设备，还设有提供所述可流动的饮用水的供水设备，所述供水设备为供所述可流动的饮用水流通的所述第一单向阀与第二单向阀之间的区域。

优选地，还设有缓冲腔，所述缓冲腔的进水口与所述供水设备相连通，并设置在所述第二单向阀下游，所述缓冲腔的出水口连接至可流动的饮用水出口，所述缓冲腔的容积大于所述第一单向阀与第二单向阀之间的供水设备内容积。

优选地，所述装置设有多个扩散设备，所述多个扩散设备分别与所述供水设备相连通。

优选地，所述供水设备设有与水源连通的进水总管、与可流动的饮用水出口连通的出水总管，且设有多个供水机构，所述供水机构分别与一个或多个扩散设备相连通，所述多个供水机构与所述供水设备的进水总管、出水总管分别相连通。

本发明提供的一种可流动的饮用水中添加矿物质的装置，针对现有技术中向可流动的饮用水中添加矿物质无法达到人体所需量的问题，设置扩散设备，并在扩散设备设置用于储存固体矿物质的储存腔，并在储存腔的腔壳上设置供所述矿物质扩散到可流动的饮用水的连通部，以使得当使用该扩散设备与供应可流动的饮用水的装置(例如水管或者水箱)连通时，可流动的饮用水可以通过该连通部流入扩散设备中，从而在扩散设备内形成所述固体矿物质的饱和水溶液，该矿物质通过水溶液的矿物质离子形式经过连通部扩散到两个单向阀之间可流动的饮用水中，使得饮用水中矿物质的含量增加，人体饮用后能吸取矿物质营养，对人体健康有益。本发明提供的该向可流动的饮用水中添加矿物质的装置由于其储存固体矿物质，能够通过形成矿物质的饱和水溶液，使得矿物质以离子的方式向可流动的饮用水中扩散，能够长期、稳定、定量地向水中添加矿物质，而现有技术的在可流动的饮用水中放置麦饭石、木鱼石，或者麦饭石、木鱼石制成的矿化球只能在很短的时间内少量地向水中添加矿物质，几天以后就基本不能向饮用水中释放矿物质了，所以本发明能够达到补充适于人体需要的矿物质的目的。

本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，扩散设备中的矿物质通过所述连通部进入两个单向阀之前的可流动的饮用水中，所述矿物质扩散进入的可流动的饮用水的容积由第一单向阀与第二单向阀之间的容积确定。而所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积根据矿物质饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定。当可流动的饮用水进入第一单向阀与第二单向阀确定的容积中，沿水流方向，从第一单向阀流入，然后从第二单向阀流出，同时带动两个单向阀之间的部分含有矿物质离子的溶液一起从第二单向阀流出，进入可流动的饮用水中。本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置通过第一单向阀与第二单向阀确定的容积，来控制不同的饱和浓度的矿物质以及人体摄入需求量不同的矿物质添加到可流动的饮用水中的矿物质的量，从而避免矿物质扩散进入饮用水的量超过人体的摄入需求，以实现矿物质添加适量的目的。由此，本发明提供的装置，可以实现向流动的饮用水中添加足量而又不过量，适于人体摄入需求量的矿物质。

采用两个单向阀限定第一单向阀与第二单向阀确定的容积的方案，通过控制容积的方式对矿物质扩散的量进行控制，可以对矿物质扩散的量进行准确控制；且当整个部件长期不使用时，矿物质扩散的量最大只能使两个单向阀之间限制的容积内的可流动的饮用水达到饱和溶液的浓度，再次使用时，大量未添加矿物质的可流动的饮用水依次通过两个单向阀，与两个单向阀之间的矿物质溶液混合，由于第一单向阀与第二单向阀确定的容积通常设置较一次接取饮用水的体积小，则大量饮用水与少量含有矿物质的溶液混合后，可流动的饮用水中的矿物质浓度大幅降低，使得最后接取的饮用水中，矿物质的浓度仍较低，在人体能够摄入的范围内。

进一步的，本发明提供的该向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，与现有技术相比，通过设置储存固体矿物质的扩散设备，，并在扩散设备设置用于储存固体矿物质的储存腔，储存腔的腔壳设有供矿物质扩散到可流动的饮用水的连通部，并设置第一单向阀与第二单向阀，来实现可流动的饮用水中矿物质的添加，通过根据矿物质的饱和水溶液的饱和溶度以及人体对所述矿物质的摄入需求量来确定该第一单向阀与第二单向阀确定的容积，既不需要设置向可流动的饮用水添加矿物质的动力部件，也不需要设置类似计量泵的矿物质计量元件，以及信号检测等控制元件，因此结构简单，且能够适用于家庭或工业环境使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1示意图；

图2为本发明实施例2示意图；

图3为本发明实施例3示意图；

图4为本发明实施例5示意图；

图5为本发明实施例中装置的一种结构示意图(储存设备包括储存腔与扩散区)；

图6为本发明实施例中装置的另一种结构示意图(储存设备包括储存腔与扩散区，储存腔设置在扩散区中)；

图7为本发明实施例中装置的另一种结构示意图(设有多个储存腔)；

图8为本发明实施例中装置的扩散设备与供水设备连接的一种结构示意图；

图9为本发明实施例中装置的扩散设备与供水设备连接的另一种结构示意图(扩散设备全部表面为连通部，且扩散设备设置在供水设备内部)；

图10为本发明实施例中装置的扩散设备与供水设备连接的另一种结构示意图(设置单向阀)；

图11为本发明实施例中单向阀的弹性部件的结构示意图；

图12为本发明实施例中装置供水设备的一种结构示意图；

图13为本发明实施例中装置供水设备的另一种结构示意图；

图14为本发明实施例中装置供水设备的一种结构示意图(扩散面积可调节)；

图15为本发明实施例中装置供水设备的另一种结构示意图(第一单向阀与第二单向阀确定的容积可调节)；

附图标记：其中：1-储水箱；2-硒扩散器；3-钙扩散器；4-镁扩散器；5-柠檬酸钙扩散器；6-进水口；7-出水口；8-第一扩散管；9-第二扩散管；10-第一滤布；11-第二滤袋；12-硅酸钙扩散器；13-支架；14-第一导水管；15-第二导水管；16-安装架；N1-扩散设备；N2-供水设备，a-缓冲腔。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本发明所提供的饮用水水质优化矿化装置，包括密闭的储水箱1和密封设置在储水箱箱体上的微量元素扩散组件，所述微量元素扩散组件包括至少一个微量元素扩散器；所述微量元素扩散器通过扩散管或扩散孔与所述储水箱连通，所述的微量元素扩散器内设有常温下在水中溶解度小于1％的有益人体健康的微量元素化合物。具体的，所述微量元素扩散组件包括硒扩散器2、钙扩散器3、镁扩散器4、柠檬酸钙扩散器5及硅酸钙扩散器12，所述硒扩散器2和钙扩散器3呈圆盒状，上端设有盒盖，所述镁扩散器4和柠檬酸钙扩散器5呈直管状，上端设有盒盖，所述储水箱1上的两端分别设有进水口6和出水口7，为保证储水箱1内水流的稳定性，进水口6位于储水箱1一端靠近箱底处，出水口7位于另一端靠近箱顶处，所述硒扩散器2下端通过第一扩散管8与所述储水箱1连通，所述硒扩散器2内设有常温下在水中溶解度小于1％的有益人体健康的微量元素化合物，所述微量元素化合物为硫酸钙、氢氧化钙、柠檬酸钙、碳酸钙、磷酸钙中的一种或多种，与亚硒酸钙、硒酸钙、硒酸钠、亚硒酸钠、亚硒酸、硒酸中的一种或者多种。例如采用重量比为小于等于125:1的硫酸钙与硫酸钙混合后压制成块放在硒扩散器2内，采用这一比例是因为硫酸钙在20摄氏度时溶解度是0.25％，亚硒酸钙(将硫酸钙与亚硒酸钠混合即得到亚硒酸钙)的溶解度是0.02％，他们的比值正好是125:1，硫酸钙与亚硒酸钠的比例稍有变化也不影响，例如，硫酸钙与亚硒酸钠的比例等于150:1，也不会影响最终在水中的溶解比例，这是因为硫酸钙成型后是微孔结构，亚硒酸钙能从微孔中溶解扩散出来，直至达到溶解平衡。如不用钙化合物与亚硒酸钠混合，则难以进行定量扩散。如单独采用亚硒酸钙，虽理论上可行，但因为亚硒酸钙的溶解度是与钙化合物混合时的五倍左右，则扩散通道的面积要小很多，对扩散管或扩散孔的制造工艺要求高且不能使用简单方法检测扩散量，与钙化合物混合扩散则可根据TDS值的变化很快就可间接测出亚硒酸钙的含量，钙化合物中氢氧化钙与亚硒酸钠也能配合得比较好的。所述钙扩散器3下端通过第二扩散管9与所述储水箱1连通，所述钙扩散器3内设有块状或片状的硫酸钙；所述的镁扩散器4呈直管状或饼状；所述镁扩散器4的扩散孔为底端开口，所述镁扩散器4内填充有粉末状的碳酸镁(当然也可以为氧化镁、磷酸镁、氢氧化镁或者其混合物)，所述镁扩散器4下端直接插装在所述储水箱1内并通过扩散孔与储水箱1连通，所述镁扩散器4的扩散孔处设有第一滤布10，第一滤布10平铺在镁扩散器4的扩散孔上，一方面可以阻止碳酸镁从镁扩散器4漏出，另一方面又能使碳酸镁通过扩散的方式进入储水箱1内(此处第一滤布10也可以用第一滤袋替换，用第一滤袋可以进一步增加扩散面积，提高扩散效率，在所有微量元素扩散器的扩散孔或扩散管上都可以设置滤布或滤袋，以用于防止微量元素化合物从扩散器中漏出，采用滤袋时，还可以增加扩散面积，当然扩散孔也可以直接设计为滤孔。)；所述柠檬酸钙扩散器5同样呈直管状或饼状，所述柠檬酸钙扩散器5的扩散孔为底端开口，所述柠檬酸钙扩散器5下端插装在所述储水箱1内并与储水箱1连通，所述柠檬酸钙扩散器5的扩散孔处设有第二滤袋11(此处第二滤袋也可以用第二滤布替换，只是采用第二滤布的方式扩散面积相对较小，扩散效率不高)，所述柠檬酸钙扩散器5内设有粉末状的柠檬酸钙；所述水箱内1还设有硅酸钙扩散器12，所述硅酸钙扩散器12呈直管状或饼状，上下两端设有开口，上下两端面的开口即为所述扩散孔，所述硅酸钙扩散器12的上下两扩散孔处均设有滤布，所述硅酸钙扩散器内设有硅酸钙，所述硅酸钙扩散器水平放置在所述储水箱1内，所述硅酸钙扩散器12通过支架13支撑在所述储水箱1内。当镁扩散器4和柠檬酸钙扩散器5呈直管状时，在镁扩散器4和柠檬酸钙扩散器5内分别设有细长的第一导水管14和第二导水管15，所述第一导水管14从镁扩散器4的上端一直延伸到镁扩散器4的扩散孔处，所述第二导水管15从柠檬酸钙扩散器5的上端一直延伸到柠檬酸钙扩散器5的扩散孔处，当储水箱1内填充饮用水时，第一导水管14和第二导水管15分别将饮用水导入到镁扩散器4和柠檬酸钙扩散器5的上端，帮助扩散器内填充物随着下端物质的消耗而顺利下落补充(本实施例中镁扩散器4、柠檬酸钙扩散器5、硅酸钙扩散器也可以通过扩散管与储水箱连通，只是采用扩散管与储水箱连通时，扩散效率没有直接采用底端开口作为扩散孔时的高，根据人体对不同微量元素的需求，所述微量元素扩散组件也可以仅包含硒扩散器、钙扩散器、镁扩散器、柠檬酸钙扩散器、硅酸钙扩散器中的一个或多个的组合)。

实施例2

如图2所示，与实施例1所不同的是，所述硒扩散器2、钙扩散器3、镁扩散器4及柠檬酸钙扩散器5均通过安装架16安装在所述储水箱1的内部，所述镁扩散器4及柠檬酸钙扩散器5的上下两端设有开口，上下两端的开口即为所述扩散孔，所述镁扩散器4及柠檬酸钙扩散器5的上下两扩散孔处均设有滤布。

实施例3

如图3所示，与实施例1和实施例2所不同的是，考虑到有些使用者有可能在某段时间内外出停止使用本系统，为防止长时间扩散后碳酸钙、硅酸钙达到超饱和状态，沉淀在第一扩散管8和第二扩散管9内影响扩散效果，所以将储水箱1用隔板隔断分隔成多个相互连通的储水单元11(此处也可以采用不同的水箱单元依次串接形成多个相互连通储水单元)，将硒扩散器2、钙扩散器3、镁扩散器4、柠檬酸钙扩散器5、硅酸钙扩散器12分别放置在不同的储水单元内，这样就可以防止结垢对扩散管8和扩散管9的影响(这里只要保证硒扩散器2和/或钙扩散器3不与镁扩散器4和/或硅酸钙扩散器12放置在同一个储水单元即可)。

实施例4

与实施例1不同的是，所述硒扩散器2、钙扩散器3、镁扩散器4、柠檬酸钙扩散器5、硅酸钙扩散器12整体成型，再在硒扩散器2、钙扩散器3下部安装扩散管，在镁扩散器4、柠檬酸钙扩散器5、硅酸钙扩散器12各自的扩散孔处分别安装滤布或滤袋，然后分别将硒钙化合物、硫酸钙、碳酸镁、柠檬酸钙、硅酸钙装进对应的扩散器中，盖上盖子再安装在储水箱1上或者安装在储水箱1内(将扩散器安装在储水箱1内时镁扩散器4、柠檬酸钙扩散器5、硅酸钙扩散器12的上端不设盖子，也采用滤布封口)。

实施例5

与实施例1不同的是，所述硒扩散器2和钙扩散器3不安装扩散管，而是在扩散器的壁上分别设有第一扩散孔和第二扩散孔，所述硒扩散器2和钙扩散器3均放置于所述储水箱1内，并通过所述第一扩散孔和第二扩散孔与所述储水箱1连通。

实施效果举例：将本发明的装置串联在某品牌使用反渗透膜过滤的净水器的出水管路上，每天接水4升(按2人用水量估算)，

经某水质检测部门检测，数据如下：

1、优化前TDS＝6，PH＝6.3，硒含量未检测到，(由于水太软总硬度无法精确检测).

2、优化装置中安装了硒扩散器(亚硒酸钠+硫酸钙)、钙扩散器(硫酸钙)、镁扩散器(碳酸镁)、硅酸钙扩散器。

3、检测结果：硒含量0.013mg/升，镁含量5.6mg/升,总硬度98.3mg/升

PH＝7.5

以下单位均为mg/升

铜0.001ND,锌0.01ND,铁0.03ND

锰0.01ND,铅0.001ND,汞0.00004ND,镉0.0001ND

说明：ND表示采用国家标准方法没有检出对应的元素，ND前面的数值表示样品中元素含量只有达到该数值时才能被检测出来。另外，由于本检测单位一般不检测硅酸根，所以没有硅酸根数据。

从上面结果可以看出经过本发明的装置优化后，

1、PH值提高，原来偏酸性的水变成了弱碱性水。同时，由于硫酸钙的存在会降低水的PH值，而水中检测出的碳酸镁数量不足以使PH值提高到7.5，因此说明水中必然有硅酸钙存在，有硅酸根离子存在。

2、硒不但添加进水中，而且数值在富硒矿泉水标准范围内。

3、总硬度达到98.3，说明锂、钙、镁元素添加进水中。

4、重金属指标全部未检测到。

5、综合各项指标，说明优化后的水质非常好。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请如图5至图15所示，本发明实施例提供一种向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，包括扩散设备N1，所述扩散设备N1设有用于储存固体矿物质的储存腔，所述储存腔的腔壳设有供所述矿物质扩散到可流动的饮用水中的连通部，所述扩散设备N1中的矿物质可通过所述连通部进入由第一单向阀与第二单向阀确定的容积内的可流动的饮用水中，所述可流动的饮用水从第一单向阀流入，第二单向阀流出；所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积根据矿物质饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定。

本发明提供的一种可流动的饮用水中添加矿物质的装置，针对现有技术中向可流动的饮用水中添加矿物质无法达到人体所需量的问题，设置扩散设备N1，并在扩散设备N1设置用于储存固体矿物质的储存腔，并在储存腔的腔壳上设置供所述矿物质扩散到可流动的饮用水的连通部扩散设备N1，以使得当使用该扩散设备N1与供应可流动的饮用水的装置(例如水管或者水箱)连通时，可流动的饮用水可以通过该连通部流入扩散设备N1中，从而在扩散设备N1内形成所述固体矿物质的饱和水溶液，该矿物质通过水溶液的矿物质离子形式经过连通部扩散到两个单向阀之间可流动的饮用水中，使得饮用水中矿物质的含量增加，人体饮用后能吸取矿物质营养，对人体健康有益。本发明提供的该向可流动的饮用水中添加矿物质的装置由于其储存固体矿物质，能够通过形成矿物质的饱和水溶液，使得矿物质以离子的方式向可流动的饮用水中扩散，能够长期、稳定、定量地向水中添加矿物质，而现有技术的在可流动的饮用水中放置麦饭石、木鱼石，或者麦饭石、木鱼石制成的矿化球只能在很短的时间内少量地向水中添加矿物质，几天以后就基本不能向饮用水中释放矿物质了，所以本发明能够达到补充适于人体需要的矿物质的目的。

本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，扩散设备N1中的矿物质通过所述连通部进入两个单向阀之前的可流动的饮用水中，所述矿物质扩散进入的可流动的饮用水的容积由第一单向阀与第二单向阀之间的容积确定。而所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积根据矿物质饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定。当可流动的饮用水进入第一单向阀与第二单向阀确定的容积中，沿水流方向，从第一单向阀流入，然后从第二单向阀流出，同时带动两个单向阀之间的部分含有矿物质离子的溶液一起从第二单向阀流出，进入可流动的饮用水中。本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置通过第一单向阀与第二单向阀确定的容积，来控制不同的饱和浓度的矿物质以及人体摄入需求量不同的矿物质添加到可流动的饮用水中的矿物质的量，从而避免矿物质扩散进入饮用水的量超过人体的摄入需求，以实现矿物质添加适量的目的。由此，本发明提供的装置，可以实现向流动的饮用水中添加足量而又不过量，适于人体摄入需求量的矿物质。

采用两个单向阀限定第一单向阀与第二单向阀确定的容积的方案，通过控制容积的方式对矿物质扩散的量进行控制，可以对矿物质扩散的量进行准确控制；且当整个部件长期不使用时，矿物质扩散的量最大只能使两个单向阀之间限制的容积内的可流动的饮用水达到饱和溶液的浓度，再次使用时，大量未添加矿物质的可流动的饮用水依次通过两个单向阀，与两个单向阀之间的矿物质溶液混合，由于第一单向阀与第二单向阀确定的容积通常设置较一次接取饮用水的体积小，则大量饮用水与少量含有矿物质的溶液混合后，可流动的饮用水中的矿物质浓度大幅降低，使得最后接取的饮用水中，矿物质的浓度仍较低，在人体能够摄入的范围内。

进一步的，本发明提供的该向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，与现有技术相比，通过设置储存固体矿物质的扩散设备N1，，并在扩散设备N1设置用于储存固体矿物质的储存腔，储存腔的腔壳设有供矿物质扩散到可流动的饮用水的连通部扩散设备N1，并设置第一单向阀与第二单向阀，来实现可流动的饮用水中矿物质的添加，通过根据矿物质的饱和水溶液的饱和溶度以及人体对所述矿物质的摄入需求量来确定该第一单向阀与第二单向阀确定的容积，既不需要设置向可流动的饮用水添加矿物质的动力部件，也不需要设置类似计量泵的矿物质计量元件，以及信号检测等控制元件，因此结构简单，且能够适用于家庭或工业环境使用。

本发明中的单向阀，是指能够控制水流流动方向的结构，如可使用球形物配合渐变管径(如锥形管道)的结构，通过球形物自身重力或水的压力的作用，封堵可流动的饮用水的入口，当可流动的饮用水进入时，将两个单向阀的球形物依次冲开，可流动的饮用水带着部分矿物质的溶液从第二单向阀流出；而反方向的水流会被球形物封堵而无法流动。球形物可以采用玻璃球、瓷球、不锈钢球的结构。为了进一步加强单向阀的密封性，可以在管道与球形物之间设置弹性材料支撑的锥形垫。本发明还可以采用其他结构，只要能实现控制水流单向流动的方案均可。

优选地，所述扩散设备N1还包括扩散区，所述储存腔的连通部设置在储存腔与所述扩散区之间，所述扩散区为供所述可流动的饮用水流通的所述第一单向阀与第二单向阀之间的区域。

本发明实施例中，所述扩散设备N1还包括扩散区，所述储存腔的连通部设置在储存腔与所述扩散区之间，所述扩散区为供所述可流动的饮用水流通的所述第一单向阀与第二单向阀之间的区域。本发明中，可以将储存腔与与扩散区集成在扩散设备N1中，储存腔与扩散区之间设有连通部，所述扩散区为供所述可流动的饮用水流通的所述第一单向阀与第二单向阀之间的区域。所述可流动的饮用水从第一单向阀流入，第二单向阀流出。则扩散设备N1与任意提供可流动饮用水的装置相连，即可实现向可流动的饮用水中添加矿物质。提供可流动饮用水的装置可以是水箱、水管或其他任意的装置；扩散设备N1与任意提供可流动的饮用水的装置可以通过螺口、卡扣等任意方式连接。且将储存腔与扩散区集成在扩散设备N1中，当需要更换时，可直接将整个扩散设备N1取下，换上新的扩散设备N1，方便快捷，操作简便，便于家庭或单位采购扩散设备N1的替换装进行更换，降低更换的成本与时间。

优选地，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积根据矿物质饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定具体为：

所述矿物质饱和水溶液的饱和浓度越高，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越小，所述矿物质饱和水溶液的饱和浓度越低，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越大；

人体对所述矿物质的摄入需求量越高，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越大，人体对所述矿物质的摄入需求量越低，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越小。

优选地，所述连通部的扩散面积根据矿物质的饱和水溶液的饱和浓度以及人体对所述矿物质的摄入需求量确定，所述连通部与所述扩散区中可流动的饮用水相接触的部分的面积为所述连通部的扩散面积。

本发明中，通过两个单向阀控制扩散区的容积的方式控制矿物质扩散的量，作为优选，还可通过设置连通部的扩散面积，对矿物质扩散的量进一步进行控制，实现对矿物质扩散的量的双重控制，已达到维持可流动的饮用水中矿物质浓度适合人体摄入的需求。

优选地，所述连通部的扩散面积根据矿物质的饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定具体为：所述矿物质的饱和水溶液的饱和浓度高时，所述扩散面积小，所述矿物质的饱和水溶液的饱和浓度低时，所述扩散面积大；

人体对所述矿物质的需求量高时，所述扩散面积大，人体对所述矿物质的需求量低时，所述扩散面积小。

优选地，所述连通部设置在所述储存腔的全部腔壳，所述储存腔设置在可流动的饮用水内部；或，

所述连通部设置在所述储存腔的部分腔壳，所述储存腔的连通部与可流动的饮用水连通。

可以将连通部设置在所述储存腔的全部或部分腔壳。当连通部设置在所述储存腔的全部腔壳时，储存腔设置在可流动的饮用水内部；当连通部设置在所述储存腔的部分腔壳时，储存腔可以设置在可流动的饮用水内部，也可以设置在可流动的饮用水外部，通过连通部与可流动的饮用水连通。

储存腔的腔壳是指组成储存区的壳体。在储存腔的腔壳上设置供所述矿物质扩散到可流动的饮用水的连通部，是指连通部作为腔壳的一部分，为可通过溶液的一部分，使得储存腔的腔壳在连通部这一部分可以扩散出矿物质离子。

连通部设置在所述储存腔的全部腔壳，是指全部腔壳设置为可以通过溶液的连通部。当连通部设置在所述储存腔的全部腔壳时，储存腔设置在可流动的饮用水的内部。此时连通部可以是金属编织物(如滤网)、非金属编织物(如滤膜)，或多孔陶瓷等材料制成。

当连通部设置在所述储存腔的部分腔壳时，储存腔可以设置在可流动的饮用水内部，也可以设置在可流动的饮用水外部，只要设置了连通部的这一部分腔壳与可流动的饮用水相接触并能够扩散矿物质离子进入可流动的饮用水中。此时连通部可以是金属编织物(如滤网)、非金属编织物(如滤膜)，或多孔陶瓷等材料制成，也可以是连接管、连接孔等结构。

连通部设置在储存腔的全部或部分腔壳，均可与第一单向阀、第二单向阀配合使用。第一单向阀与第二单向阀控制的是矿物质扩散进入的可流动的饮用水的容积，则连通部设置在储存腔的全部或部分腔壳，只要矿物质能够通过扩散部进入可流动的饮用水中，这部分可流动的饮用水又通过第一单向阀与第二单向阀限制容积即可。如连通部设置在储存腔的全部腔壳，并将储存腔设置在可流动的饮用水内，在可流动的饮用水的流动通道的上游、下游分别设置第一单向阀与第二单向阀。或连通部设置在储存腔的部分腔壳，连通部所在的部分腔壳与可流动的饮用水相接触，可流动的饮用水是通过第一单向阀与第二单向阀之间的管道进入，然后再与连通部所在的部分腔壳接触。

优选的是，使用饱和浓度小于1g/100ml水的矿物质时，由于饱和浓度小于1g/100ml水的矿物质，其饱和溶液浓度较低，向饮用水中扩散的量也较少，通过选用符合该饱和浓度要求的矿物质，即可控制矿物质向饮用水中扩散的量，而此时扩散设备N1的储存腔的连通部可以灵活设置，通过饱和浓度小于1g/100ml水的矿物质的饱和浓度即可控制矿物质扩散的量。也可同时控制连通部的扩散面积，对矿物质扩散的量进一步进行控制。作为优选，所述饱和浓度小于1g/100ml水的矿物质为锂、钙、镁、钾、钠、铁、锌、铜、钼、硒、碘、铬、锶的难溶盐中的任意一种或多种。所述饱和浓度小于1g/100ml水的矿物质可以加入人体所需补充的各种物质，此处的难溶盐，是指水中饱和浓度小于1g/100ml水的矿物质盐，优选在室温(20℃)下水中饱和浓度小于1g/100ml水的矿物质盐。作为优选，所述矿物质的难溶盐具体为氟化锂、碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、硅酸钙、柠檬酸钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、磷酸镁、碳酸锌、硒酸钙、亚硒酸钙、烟酸铬、吡啶甲酸铬、硫酸锶、碳酸锶中的任意一种或多种。

可以设置每一个扩散设备N1中为一种难溶盐，也可设置一个扩散设备N1中有两种或多种不同的难溶盐。同时，可根据需要向水中添加的矿物质的量，选用以上不同的矿物质盐，其饱和水溶液的浓度不同，扩散进入饮用水的量也不同，控制饮用水中加入的矿物质的量在人体适宜的摄入需求量范围内。作为优选，可以直接使用上述难溶盐加入到扩散设备N1中，也可使用两种物质反应生成难溶盐，加入到扩散设备N1中，便于原材料的采购。例如市面上销售的多为亚硒酸钠，可以将亚硒酸钠与氯化钙、硫酸钙等含有钙离子的盐混合，得到亚硒酸钙，加入到扩散设备N1中使用。使用饱和浓度低的亚硒酸钙，使得进入饮用水中的硒元素量容易控制在人体适宜的水平，避免急慢性硒中毒的发生，同时又能向人体补充硒元素。

当使用饱和浓度大于1g/100ml水的矿物质时，扩散设备N1的储存腔可以设置全部或部分表面为连通部，优选将储存腔的部分表面设置为连通部，且连通部的扩散面积需根据使用的具体矿物质的饱和溶液的饱和浓度、以及人体对该种矿物质需要摄入的量进行设置。由于矿物质饱和浓度大于1g/100ml水，为保证扩散进入饮用水的矿物质浓度不会高出人体的摄入需求量，采用控制连通部扩散面积的方案控制扩散设备N1中进入可流动的饮用水中的矿物质的量，以符合人体对该种矿物质的摄入需求量的要求。当使用饱和溶液浓度小的矿物质时，或使用人体的适宜摄入需求量较大的矿物质时，可设置扩散面积较大；当使用饱和溶液浓度大的矿物质时，或使用人体的适宜摄入需求量较小的矿物质时，设置扩散面积较小。

作为优选，所述饱和浓度大于1g/100ml水的矿物质为锂、钙、镁、钾、钠、铁、锌、铜、钼、硒、碘、铬、锶的盐中的任意一种或多种。作为优选，所述矿物质的盐具体为碳酸锂、枸橼酸钙、乳酸钙、氯化钙、硫酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、枸橼酸钾、氯化钾、碳酸氢钾、枸橼酸钠、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸亚铁、富马酸亚铁、琥珀酸亚铁、乳酸亚铁、氯化亚铁、硫酸锌、氯化锌、硫酸铜、氯化铜、钼酸钠、硒酸钠、亚硒酸钠、碘化钾、三氯化铬、氯化锶中的任意一种或多种。本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，根据实际需要，也可加入其它矿物质的酸、无机盐或有机盐。

连通部为矿物质从储存腔进入扩散区的通道，在连通部两侧，矿物质离子由于浓度差、分子热运动等，由储存腔进入扩散区中的可流动的饮用水中，矿物质离子能扩散的面积对本发明的矿物质的添加量产生影响，因此，通过控制扩散面积，能够实现对本发明中不同矿物质的添加量的控制。

优选地，所述扩散设备N1上还设有用于排出空气的放空嘴。

本发明中，为使得扩散设备N1接入可流动的饮用水中时，可流动的饮用水能够顺利进入扩散设备N1中，使得矿物质溶解形成饱和溶液，并通过连通部扩散进入可流动的饮用水中，可以在扩散设备N1上设置放空嘴。在扩散设备N1初次接入可流动的饮用水中时，打开放空嘴，使可流动的饮用水流入时，扩散设备N1中的空气排出，便于可流动的饮用水进入扩散设备N1中。

扩散设备N1设置了放空嘴和与放空嘴相配合的密封帽。放空嘴和密封帽内设置了互相配合的螺纹，密封帽设置了橡胶垫以利于放空后整个放空嘴的密封。扩散设备N1初次进水时，旋开密封帽，使扩散设备N1排气进水，扩散设备N1进满水后，旋紧密封帽。

本发明也可使用其他方式向可流动的饮用水中接入扩散设备N1。如在扩散设备N1使用前人工加注饮用水，再与可流动的饮用水接通。或者将扩散设备N1全部表面设置为连通部，将扩散设备N1整个放入可流动的饮用水中，也可实现将扩散设备N1接入可流动的饮用水中。

优选地，所述扩散设备N1设有用于调节连通部的扩散面积的面积调节装置。

作为优选，扩散设备N1的连通部的扩散面积可通过面积调节装置调节。例如可以通过设置部件等实现将连通部的扩散面积部分进行遮挡，使矿物质离子无法从被遮挡的部分连通部中扩散出来。此外，也可撤除这部分遮挡，使矿物质离子可以从遮挡被撤除的部分连通部中扩散出来。连通部的扩散面积可调节可以通过设置可移动的挡板实现，也可通过其他结构实现。

作为优选，还可以设置第一单向阀与第二单向阀确定的容积可通过容积调节装置调节，具体是指第一单向阀与第二单向阀确定的容积可以增大或减小，使得矿物质离子扩散进入的饮用水的容积发生变化。

第一单向阀与第二单向阀确定的容积可调节可以通过将第一单向阀与第二单向阀所在部位设置为可滑动的套管来实现，也可通过设置可推入推出的密封块来改变第一单向阀与第二单向阀之间的容积，还可通过其他结构实现。

优选地，所述矿物质为锂、钙、镁、钾、钠、铁、锌、铜、钼、硒、碘、铬、锶的盐中的任意一种或多种。

优选地，所述矿物质的盐具体为氟化锂、碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、硅酸钙、柠檬酸钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、磷酸镁、碳酸锌、硒酸钙、亚硒酸钙、烟酸铬、吡啶甲酸铬、硫酸锶、碳酸锶、碳酸锂、枸橼酸钙、乳酸钙、氯化钙、硫酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、枸橼酸钾、氯化钾、碳酸氢钾、硅酸钠、枸橼酸钠、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸亚铁、富马酸亚铁、琥珀酸亚铁、乳酸亚铁、氯化亚铁、硫酸锌、氯化锌、硫酸铜、氯化铜、钼酸钠、硒酸钠、亚硒酸钠、碘化钾、三氯化铬、氯化锶中的任意一种或多种。

本发明中，可以选用锂、钙、镁、钾、钠、铁、锌、铜、钼、硒、碘、铬、锶的盐中的任意一种或多种。作为优选，具体可选用氟化锂、碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、硅酸钙、柠檬酸钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、磷酸镁、碳酸锌、硒酸钙、亚硒酸钙、烟酸铬、吡啶甲酸铬、硫酸锶、碳酸锶、碳酸锂、枸橼酸钙、乳酸钙、氯化钙、硫酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、枸橼酸钾、氯化钾、碳酸氢钾、硅酸钠、枸橼酸钠、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸亚铁、富马酸亚铁、琥珀酸亚铁、乳酸亚铁、氯化亚铁、硫酸锌、氯化锌、硫酸铜、氯化铜、钼酸钠、硒酸钠、亚硒酸钠、碘化钾、三氯化铬、氯化锶的任意一种或多种。本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，根据实际需要，也可加入其它矿物质的酸、无机盐或有机盐。

作为优选，当使用难溶盐时，可以直接将难溶盐加入到储存腔中，也可使用两种物质反应生成难溶盐，加入到储存腔中，便于原材料的采购。例如市面上销售的多为亚硒酸钠，可以将亚硒酸钠与氯化钙、硫酸钙等含有钙离子的盐混合，得到亚硒酸钙，加入到储存腔中使用。使用饱和浓度低的亚硒酸钙，使得进入可流动的饮用水中的硒元素量维持在人体适宜的水平，避免急慢性硒中毒的发生，同时又能向人体补充硒元素。

其中，碳酸氢钾、碳酸氢钠等矿物质加入到饮用水中，在食品加工过程中碳酸氢根可以与食物中的重金属反应生成重金属碳酸盐，重金属碳酸盐不能被人体吸收而随粪便排出；另一方面饮用水中含有碳酸氢根，能使水的pH值稳定在弱碱性范围。选用硅酸钙等其他矿物质也可起到调节饮用水pH的作用，并能提供如硅酸根等对人体健康有益的物质。此外，向饮用水中添加柠檬酸盐可以与结石的主要成分草酸钙反应，溶解结石。本发明选择加入的其他矿物质，对人体也有各种益处。

优选地，所述连通部具体为连接管、连接孔中的任意一种，或由以下任意一种或多种材料制成：金属编织物、非金属编织物、多孔陶瓷、多孔聚合物。

作为优选，所述连通部具体为连接管、连接孔中的任意一种，或由金属编织物、非金属编织物、多孔陶瓷、多孔聚合物中的任意一种或多种材料制备。如采用金属丝编织物、滤布、滤袋、尼龙、多孔陶瓷、聚四氟乙烯等。作为优选，可以在连接管中设置滤布，或将连接孔设置为滤孔。

如需要扩散面积较大时，可以使用滤袋，滤袋部分突出储存腔，增大了扩散设备N1中矿物质离子与可流动的饮用水的接触面积。作为优选，可以在储存腔内设置导水管，从连通部一直向上延伸至接近储存腔的顶部。导水管用于将饮用水导入储存腔的上端，有助于储存腔内未溶解的固体溶解，使扩散部件N1内的溶液保持在饱和溶液浓度。

采用两个单向阀的方案，由容积控制矿物质扩散的量，而连通部主要用于限制连续两次可流动的饮用水进入和流出之间，矿物质逐步进行扩散，而不是一次进水带着储存腔内全部溶液流出第二单向阀。此外，连通部可用于截留储存腔内未溶解的固体，当部分矿物质离子随可流动的饮用水流出、储存腔内溶液浓度降低时，矿物质固体继续溶解，长时间维持储存腔内的矿物质溶液为饱和浓度，以延长本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置使用时间、增加使用稳定性。

优选地，所述扩散设备N1设有多个储存腔，所述多个储存腔分别与所述扩散区通过所述连通部相连通。

优选地，所述扩散设备N1设有多个依次连通的扩散区，所述扩散区分别与一个或多个储存腔通过所述连通部相连通，可流动的饮用水由第一个扩散区的第一单向阀流入，由最后一个扩散区的第二单向阀流出。

作为优选，本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置中，可设置多个储存腔分别与扩散区相连通，还可设置多个依次连通的扩散区，所述扩散区分别与一个或多个储存腔通过所述连通部相连通。设置多个储存腔，可根据矿物质需要的量及种类，灵活设置；设置多个扩散区，可便于通过连通部扩散面积、扩散区内容积对矿物质扩散的量进行限制，使得可流动的饮用水中矿物质的浓度在人体适宜饮用的范围内。

本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，可以设置水箱使用，也可不设置水箱，将扩散设备N1集成在壳体内，并与可流动的饮用水相接通，当需要更换时，将壳体整体更换。此外，还可以将本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置与水箱、水管、净水器等整合在一起使用。

本发明还提供一种向可流动的饮用水中添加矿物质的系统，包括如权利要求11-23中任一项所述扩散设备N1，还设有提供所述可流动的饮用水的供水设备N2，所述供水设备N2为供所述可流动的饮用水流通的所述第一单向阀与第二单向阀之间的区域。

作为本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置的另一种实施方案，设置扩散设备N1、供水设备N2，矿物质的饱和水溶液通过连通部进入供水设备N2中，使得供水设备N2中的可流动的饮用水中矿物质的含量增加，人体饮用后能吸取矿物质营养，对人体健康有益。

本发明中，可以将第一单向阀、第二单向阀设置在供水设备N2上，通过第一单向阀与第二单向阀之间确定的容积，控制扩散进入可流动的水中的矿物质的量。需要更换时，可直接更换第一单向阀与第二单向阀之间的扩散设备。

两个单向阀之间的供水设备N2的尺寸，可以设置与其他部分的供水设备N2尺寸相同，也可根据容积的需要，设置两个单向阀之间的供水设备N2的尺寸，比其他部分的供水设备N2的尺寸大或者小。根据实际需要，可以将两个单向阀之间的供水设备N2设置为膨大的腔体结构，或者设置为直径较小的管道。设置为膨大的腔体结构时，可将腔体设置为两段，每一段分别设置一个单向阀，两段腔体通过螺纹、卡扣等方式固定连接，便于安装与检修。

优选地，还设有缓冲腔，所述缓冲腔的进水口与所述供水设备N2相连通，并设置在所述第二单向阀下游，所述缓冲腔的出水口连接至可流动的饮用水出口，所述缓冲腔的容积大于所述第一单向阀与第二单向阀之间的供水设备N2内容积。

作为优选，在第二单向阀后设置缓冲腔，缓冲腔的容积大于所述第一单向阀与第二单向阀之间的供水设备N2内容积。设置缓冲腔，则从第二单向阀流出的水，接触到缓冲腔中储存的水，矿物质离子进一步分散，可以减小矿化完供饮用的水中矿物质的浓度波动。

优选地，所述装置设有多个扩散设备N1，所述多个扩散设备N1分别与所述供水设备N2相连通。

优选地，所述供水设备N2设有与水源连通的进水总管、与可流动的饮用水出口连通的出水总管，且设有多个供水机构，所述供水机构分别与一个或多个扩散设备N1相连通，所述多个供水机构与所述供水设备N2的进水总管、出水总管分别相连通。

作为优选，本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置中，可设置多个扩散设备N1分别与供水设备N2相连通，还可设置供水设备N2包含多个供水机构，每个供水机构与一个或多个扩散设备N1相连通。多个供水机构之间可以串联也可以并联，还可设置多根管道，将一部分供水机构串联，同时与另一部分供水机构并联，并将多个供水机构与进水总管、出水总管相连，可流动的饮用水从进水总管进入，从出水总管流出供使用者饮用。

设置多个扩散设备N1，可根据矿物质需要的量及种类，灵活设置；设置多个供水机构，可便于通过连通部扩散面积、两个单向阀之间确定的容积对矿物质扩散的量进行限制，使得每个供水机构最后流入出水总管的可流动的饮用水中，矿物质的浓度在人体适宜饮用的范围内。

本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，可以设置水箱使用，也可不设置水箱，将扩散设备N1与供水设备N2集成在壳体内，并设置与可流动的饮用水的接入口、接出口，当需要更换时，将壳体整体更换，或拆开壳体更换某些矿物质的扩散设备N1。此外，还可以将本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置与净水器整合在一起使用。

实施例6

如图5所示，本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，集成在壳体中，壳体整体通过螺纹与可流动的饮用水相连通。本装置设有扩散设备N1，扩散设备N1包括储存腔与扩散区，储存腔用于储存固体矿物质，储存腔与扩散区之间设有连通部，储存腔内矿物质的饱和水溶液通过连通部进入扩散区中，扩散区设有第一单向阀与第二单向阀，可流动的饮用水从第一单向阀流入，第二单向阀流出。

实施例7

如图6所示，本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，集成在壳体中，壳体整体通过螺纹与可流动的饮用水相连通。本装置设有扩散设备N1，扩散设备N1包括储存腔与扩散区，储存腔用于储存固体矿物质，储存腔全部为连通部，储存腔设置在扩散部中，储存腔内矿物质的饱和水溶液通过连通部进入扩散区中，扩散区设有第一单向阀与第二单向阀，可流动的饮用水从第一单向阀流入，第二单向阀流出。

实施例8

如图7所示，本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，集成在壳体中，壳体整体通过螺纹与可流动的饮用水相连通。本装置设有扩散设备N1，扩散设备N1包括多个储存腔与扩散区，多个储存腔用于储存分别储存不同矿物质的饱和水溶液，并通过连通部进入扩散部中，扩散区设有第一单向阀与第二单向阀，可流动的饮用水从第一单向阀流入，第二单向阀流出。

实施例9

如图8-11所示，本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，集成在壳体中，本装置包括多个扩散设备N1，供水设备N2设有多个供水机构。多个供水机构之间可以串联也可以并联，整个装置一端与供水总管连通，另一端通过缓冲腔a连接至出水总管。

根据所使用的矿物质饱和水溶液的饱和浓度的不同，如采用柠檬酸钙、硅酸钙等饱和水溶液的饱和浓度小于1g/100ml水的矿物质等可以将扩散设备N1全部表面设置为连通部，并将扩散设备N1设置在供水设备N2中，如图9所示。

也可使用两个单向阀控制容积从而控制矿物质扩散的量的方式设置，对于各种矿物质，如硒酸钙、乳酸亚铁、碳酸氢钠均可适用，如图10所示。单向阀可以设置为球形物与锥形管配合的形式，并可设置弹性材料增加单向阀可靠性，如图11所示。

本实施例中，使用的矿物质为硒酸钙、柠檬酸钙、硫酸镁、碳酸氢钠。

实施例10

如图12所述，本发明的扩散设备N1中，储存腔与可流动的饮用水的通道互相配合设置，储存腔的连通部设置在储存腔表面，扩散设备N1内的矿物质通过连通部扩散进入可流动的饮用水中。

实施例11

如图13所述，本发明的扩散设备N1中，储存腔与可流动的饮用水的通道互相配合设置，并在可流动的饮用水的通道上设置第一单向阀、第二单向阀。储存腔的连通部设置于储存腔表面，扩散设备N1内的矿物质通过连通部扩散进入可流动的饮用水中。

实施例12

如图14所述，本发明的扩散设备N1中，储存腔与可流动的饮用水的通道互相配合设置，储存腔的连通部设置在储存腔表面，且通过储存腔可滑动的形式使得连通部的扩散面积可以调整，扩散设备N1内的矿物质通过连通部扩散进入可流动的饮用水中。

实施例13

如图15所述，本发明的扩散设备N1中，储存腔与可流动的饮用水的通道互相配合设置，并在可流动的饮用水的通道上设置第一单向阀、第二单向阀。储存腔的连通部设置于储存腔表面，且通过储存腔可滑动的形式使得第一单向阀与第二单向阀确定的容积可以调整，扩散设备N1内的矿物质通过连通部扩散进入可流动的饮用水中。

实施例14

将本发明实施例8的装置串联在某品牌使用反渗透膜的净水器的出水管路上，通过本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置出水口进行取水，每天接水4升(按2人用水量估算)，

经某水质检测部门检测，数据如下：

1、安装本发明装置前，TDS＝6，pH＝6.3，硒含量未检出(由于水太软总硬度无法精确检测)。

2、安装本发明装置后，其中设置了亚硒酸钙、柠檬酸钙、硫酸镁、碳酸氢钠的扩散设备N1，矿化后的饮用水中，硒含量0.013mg/L、镁含量5.6mg/L，总硬度98.3mg/L，pH＝7.5。

铜0.001ND，锌0.01ND，铁0.03ND，锰0.01ND，铅0.001ND，汞0.00004ND，镉0.0001ND(说明：ND表示采用国家标准方法没有检出对应的元素，ND前面的数值表示样品中元素含量只有达到该数值时才能被检测出来。)

由检测数据可以看出，饮用水经本发明提供的向可流动的饮用水中添加矿物质的装置优化后，水质好，符合人体需求：

1、pH值提高，由偏酸性的水变为弱碱性水。

2、水中添加了硒元素，并且数值在富硒矿泉水的标准范围内。

3、总硬度达到98.3mg/L，说明饮用水中加入了镁、钙元素。

4、重金属指标全部未检出。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (27)

1.一种饮用水水质优化矿化装置，包括储水箱(1)，所述储水箱(1)的箱体两侧分别设有进水口(6)和出水口(7)，其特征在于：还包括设置在箱体内和/或密封设置在储水箱箱体上的微量元素扩散组件，所述微量元素扩散组件包括至少一个微量元素扩散器；所述微量元素扩散器通过扩散管或扩散孔与所述储水箱(1)连通，所述的微量元素扩散器内设有常温下在水中溶解度小于1％的有益人体健康的微量元素化合物。

2.根据权利要求1所述的饮用水水质优化矿化装置，其特征在于：所述微量元素扩散组件包括硒扩散器(2)、钙扩散器(3)、镁扩散器(4)、柠檬酸钙扩散器(5)、硅酸钙扩散器(12)中的一个或多个的组合。

3.根据权利要求1所述的饮用水水质优化矿化装置，其特征在于：所述扩散管或扩散孔上设有滤布或滤袋；或者是所述扩散孔为滤孔。

4.根据权利要求2所述的饮用水水质优化矿化装置，其特征在于：所述硒扩散器(2)内采用的微量元素化合物为硫酸钙、氢氧化钙、柠檬酸钙、碳酸钙、磷酸钙中的一种或多种，与亚硒酸钙、硒酸钙、亚硒酸钠、硒酸钠、亚硒酸、硒酸中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的饮用水水质优化矿化装置，其特征在于：所述钙扩散器(3)内设有块状或片状的微量元素化合物硫酸钙；所述镁扩散器(4)内设有碳酸镁、氢氧化镁、磷酸镁中的一种或多种。

6.根据权利要求2所述的饮用水水质优化矿化装置，其特征在于：所述的镁扩散器(4)或所述的柠檬酸钙扩散器(5)或所述的硅酸钙扩散器(12)呈直管状或饼状。

7.根据权利要求2或6所述的饮用水水质优化矿化装置，其特征在于：所述镁扩散器(4)和/或柠檬酸钙扩散器(5)和/或硅酸钙扩散器(12)安装在储水箱(1)上时，所述的扩散孔为底端开口，且在开口处设有滤布或滤袋；或者是所述镁扩散器(4)和/或柠檬酸钙扩散器(5)和/或硅酸钙扩散器(12)安装在储水箱(1)内时，所述的扩散孔为上下端开口，且在开口处设有滤布或滤袋。

8.根据权利要求1-7任一项所述的饮用水水质优化矿化装置，其特征在于：所述储水箱(1)被分隔成多个相互连通的储水单元，各个微量元素扩散器设于相同或不同的储水单元。

9.根据权利要求8所述的饮用水水质优化矿化装置，其特征在于：所述微量元素扩散组件选用包括硒扩散器(2)、钙扩散器(3)、硅酸钙扩散器(12)时，硒扩散器(2)和/或钙扩散器(3)，与硅酸钙扩散器(12)分设于不同的储水单元；

或者是所述微量元素扩散组件选用包括硒扩散器(2)、钙扩散器(3)、镁扩散器(4)时，硒扩散器(2)和/或钙扩散器(3)，与镁扩散器(4)分设于不同的储水单元。

10.根据权利要求6所述的饮用水水质优化矿化装置，其特征在于：所述的镁扩散器(4)或所述的柠檬酸钙扩散器(5)或所述的硅酸钙扩散器(12)呈直管状时在管体内设置有导水管。

11.一种向可流动的饮用水中添加矿物质的装置，其特征在于，包括扩散设备(N1)，所述扩散设备(N1)设有用于储存固体矿物质的储存腔，所述储存腔的腔壳设有供所述矿物质扩散到可流动的饮用水中的连通部，所述扩散设备(N1)中的矿物质可通过所述连通部进入由第一单向阀与第二单向阀确定的容积内的可流动的饮用水中，所述可流动的饮用水从第一单向阀流入，第二单向阀流出；所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积根据矿物质饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述扩散设备(N1)还包括扩散区，所述储存腔的连通部设置在储存腔与所述扩散区之间，所述扩散区为供所述可流动的饮用水流通的所述第一单向阀与第二单向阀之间的区域。

13.根据权利要求11-12中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积根据矿物质饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定具体为：

所述矿物质饱和水溶液的饱和浓度越高，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越小，所述矿物质饱和水溶液的饱和浓度越低，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越大；

人体对所述矿物质的摄入需求量越高，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越大，人体对所述矿物质的摄入需求量越低，所述第一单向阀与第二单向阀确定的容积越小。

14.根据权利要13所述的装置，其特征在于，所述连通部的扩散面积根据矿物质的饱和水溶液的饱和浓度以及人体对所述矿物质的摄入需求量确定，所述连通部与所述扩散区中可流动的饮用水相接触的部分的面积为所述连通部的扩散面积。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述连通部的扩散面积根据矿物质的饱和水溶液的饱和浓度，以及人体对矿物质的摄入需求量确定具体为：所述矿物质的饱和水溶液的饱和浓度高时，所述扩散面积小，所述矿物质的饱和水溶液的饱和浓度低时，所述扩散面积大；

人体对所述矿物质的需求量高时，所述扩散面积大，人体对所述矿物质的需求量低时，所述扩散面积小。

16.根据权利要求11-12、14-15中任一项所述的装置，其特征在于，所述连通部设置在所述储存腔的全部腔壳，所述储存腔设置在可流动的饮用水内部；或，

所述连通部设置在所述储存腔的部分腔壳，所述储存腔的连通部与可流动的饮用水连通。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述扩散设备(N1)上还设有用于排出空气的放空嘴。

18.根据权利要求11-12、14-15、17中任一项所述的装置，其特征在于，所述扩散设备(N1)设有用于调节连通部的扩散面积的面积调节装置。

19.根据权利要求11-12、14-15、17中任一项所述的装置，其特征在于，所述矿物质为锂、钙、镁、钾、钠、铁、锌、铜、钼、硒、碘、铬、锶的盐中的任意一种或多种。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述矿物质的盐具体为氟化锂、碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、硅酸钙、柠檬酸钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、磷酸镁、碳酸锌、硒酸钙、亚硒酸钙、烟酸铬、吡啶甲酸铬、硫酸锶、碳酸锶、碳酸锂、枸橼酸钙、乳酸钙、氯化钙、硫酸镁、氯化镁、柠檬酸镁、枸橼酸钾、氯化钾、碳酸氢钾、硅酸钠、枸橼酸钠、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸亚铁、富马酸亚铁、琥珀酸亚铁、乳酸亚铁、氯化亚铁、硫酸锌、氯化锌、硫酸铜、氯化铜、钼酸钠、硒酸钠、亚硒酸钠、碘化钾、三氯化铬、氯化锶中的任意一种或多种。

21.根据权利要求11-12、14-15、17中任一项所述的装置，其特征在于，所述连通部具体为连接管、连接孔中的任意一种，或由以下任意一种或多种材料制成：金属编织物、非金属编织物、多孔陶瓷、多孔聚合物。

22.根据权利要求11-12、14-15、17中任一项所述的装置，其特征在于，所述扩散设备(N1)设有多个储存腔，所述多个储存腔分别与所述扩散区通过所述连通部相连通。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述扩散设备(N1)设有多个依次连通的扩散区，所述扩散区分别与一个或多个储存腔通过所述连通部相连通，可流动的饮用水由第一个扩散区的第一单向阀流入，由最后一个扩散区的第二单向阀流出。

24.一种向可流动的饮用水中添加矿物质的系统，其特征在于，包括如权利要求11-23中任一项所述扩散设备(N1)，还设有提供所述可流动的饮用水的供水设备(N2)，所述供水设备(N2)为供所述可流动的饮用水流通的所述第一单向阀与第二单向阀之间的区域。

25.根据权利要求24所述的系统，其特征在于，还设有缓冲腔，所述缓冲腔的进水口与所述供水设备(N2)相连通，并设置在所述第二单向阀下游，所述缓冲腔的出水口连接至可流动的饮用水出口，所述缓冲腔的容积大于所述第一单向阀与第二单向阀之间的供水设备(N2)内容积。

26.根据权利要求24-25中任一项所述的系统，其特征在于，所述装置设有多个扩散设备(N1)，所述多个扩散设备(N1)分别与所述供水设备(N2)相连通。

27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，所述供水设备(N2)设有与水源连通的进水总管、与可流动的饮用水出口连通的出水总管，且设有多个供水机构，所述供水机构分别与一个或多个扩散设备(N1)相连通，所述多个供水机构与所述供水设备(N2)的进水总管、出水总管分别相连通。