CN109292915A

CN109292915A - 一种能提高水质的低成本净水设备

Info

Publication number: CN109292915A
Application number: CN201811306849.6A
Authority: CN
Inventors: 肖卫方
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-11-05
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2019-02-01

Abstract

本发明提供一种能提高水质的低成本净水设备，包括原水管，原水管连接外部水管，在原水管上依次设有前置过滤器组、进水阀、原水单向阀、第一三通阀，原水管连接原水阀，原水阀串联增压泵、原水质传感器和膜滤芯，在纯水管上依次设有纯水质传感器、纯水单向阀，纯水管连接纯水阀，纯水阀串联纯水管压力传感器、后置过滤器，后置过滤器连接纯水水龙头；回水管依次连接第二三通阀、回水管压力传感器、生活水阀，第二三通阀连接回水箱，生活水阀与原水阀连接；滤膜芯组的废水口连接废水管，废水管依次串联废水质传感器、废水组合阀、废水单向阀和废水阀，废水阀连接废水回用管。本发明的净水设备产水水质好，使用成本低，在水质较差的地区具有较高的应用价值。

Description

一种能提高水质的低成本净水设备

技术领域

本发明是一种能提高水质的低成本净水设备，属于净水技术领域。

背景技术

生活饮用水水质的好坏与人们的身体健康密切相关，水污染已经成为中国最主要的环境问题，目前我国各地水质差异较大，南方水质好的一些城市自来水的溶解性固体总量(TDS)可达60左右，北方井水或者地下水TDS甚至高达1000。近几年净水器行业发展迅速，在影响用户购买净水器的因素以及净水器用户使用体验两项调查中，净化效果、使用寿命、价格、节水是最受用户关注的因素。因为反渗透膜的脱盐率较高，能截留水中超过0.0001微米的杂质，水质差的地区的用户大都选择反渗透净水器，但水质差容易引起膜滤芯的污染，导致膜滤芯的性能严重衰减，膜被污染后脱盐率和产水量迅速下降。

为了确保净水器的净化效果，有的净水器采用进口品牌滤芯，脱盐率稳定，抗污染能力强，但是这种滤芯价格昂贵；还有的净水器通过增加前置过滤器、纯水护膜、冲洗膜滤芯等方式来保护膜滤芯，避免膜滤芯过早地被污染，这类方案在一定程度上能减少水中杂质在膜滤芯上的累积，从而避免膜滤芯堵塞，但随着运行时间的增长，系统脱盐率会逐渐降低，产水水质也随之降低。所有膜滤芯都有使用寿命，频繁更换滤芯会增加使用成本，如果滤芯不及时更换的话还会对水质造成二次污染。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种能提高水质的低成本净水设备，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明即使在水质差的地区，也可以使用普通滤芯生产出满足用户需求的纯水，成本低、节水节能。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种能提高水质的低成本净水设备，包括原水管，所述原水管的一端连接外部水管，在所述原水管上依次设有前置过滤器组、进水阀、原水单向阀、第一三通阀，所述原水管的另一端连接原水阀的第一进水端，所述原水阀的出水端串联增压泵、原水质传感器和膜滤芯的原水入口，所述膜滤芯的纯水出口连接纯水管的一端，在所述纯水管上依次设有纯水质传感器、纯水单向阀、纯水阀，所述纯水阀的第一出水端串联纯水管压力传感器、后置过滤器，所述后置过滤器连接纯水水龙头；

所述纯水阀的第二出水端连接回水管，所述回水管依次连接第二三通阀、回水管压力传感器、生活水阀的进水端，所述第二三通阀连接回水箱，所述生活水阀的第一出水端与原水阀的第二进水端连接，所述生活水阀的第二出水端连接生活水水龙头；

所述滤膜芯组的废水口连接废水管，所述废水管依次串联废水质传感器、废水组合阀、废水单向阀和废水阀，所述废水阀的第一出水端连接废水管，所述废水阀的第二出水端连接废水回用管的一端，所述废水回用管的另一端与第一三通阀连接。

进一步的，所述前置过滤器组是复合滤芯；所述后置过滤器是活性炭滤芯。

进一步的，所述废水组合阀是带有固定废水比的废水冲洗电磁阀。

进一步的，所述原水阀采用转换电磁阀，其包括两个进水端和一个出水端；所述废水阀、纯水阀、生活水阀均采用转换电磁阀，均包括一个进水端和两个出水端。

进一步的，所述膜滤芯采用反渗透膜滤芯。

进一步的，所述回水箱采用压力罐或者普通储水罐。

进一步的，还包括纯水箱，所述纯水箱通过连通管与纯水管连接。

进一步的，还包括生活水阀，所述生活水阀安装在回水管上，并与生活水水龙头连接，使得用户可取用较好水质的生活用水。

进一步的，所述外部水管可连接自来水、井水、地下水等。

进一步的，所述原水质传感器、纯水质传感器、废水质传感器的检测参数包括TDS、TOC、COD、PH值、色度、浊度、余氯、水微生物中的一项或者几项。

进一步的，还包括控制器，所述控制器分别与进水阀、原水阀、增压泵、原水质传感器、纯水质传感器、纯水阀、纯水管压力传感器、回水管压力传感器、生活水阀、废水质传感器和废水阀电连接。

进一步的，用户从客户端软件或者净水设备控制面板上设置产水的目标水质参数，并存储于净水设备的非易失性存储器中。

本发明的有益效果：本发明的一种能提高水质的低成本净水设备，该设备支持用户设置产水的目标水质参数，并实时检测纯水水质，可确保用户任何时候取用的纯水都满足用户需求，用户可按需改变产水的目标水质参数，在不同的用水场景下选择不同水质的纯水；

本发明通过再利用不达标的纯水，即使使用脱盐率较低的普通膜滤芯也能生产出高水质的纯水，用户可以不再依赖昂贵的品牌滤芯，降低了用户的使用成本，在水质较差的地区具有较高的应用价值；

本发明的净水设备在膜滤芯性能衰减，甚至达到膜滤芯使用寿命时，仍有能力为用户生产满足需求的纯水，缓解用户不及时更换滤芯导致二次污染的担忧；

本发明采用大容量回水箱储存具有较好水质的纯水，并连接生活水阀，用户可以取用更好的生活水，进行洗菜、煮饭、做菜等；

本发明智能调节废水排放标准，提高原水回收率，节约了水资源。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一种能提高水质的低成本净水设备的结构示意图；

图2为本发明一种能提高水质的低成本净水设备的控制系统图。

图中：A-原水管、B-纯水管、C-废水管、D-回水管、E-废水回用管、1-前置过滤器组、2-进水阀、3-原水单向阀、4-第一三通阀、5-原水阀、6-增压泵、7-原水质传感器、8-膜滤芯、9-纯水质传感器、10-纯水单向阀、11-纯水阀、12-纯水管压力传感器、13-后置过滤器、14-纯水水龙头、15-回水箱、16-第二三通阀、17-回水管压力传感器、18-生活水阀、19-生活水水龙头、20-废水质传感器、21-废水组合阀、22-废水单向阀、23-废水阀。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：一种能提高水质的低成本净水设备，包括原水管A，原水管A的一端连接自来水管，在原水管A上依次设有前置过滤器组1、进水阀2、原水单向阀3、第一三通阀4，原水管A的另一端连接原水阀5的第一进水端，原水阀5的出水端串联增压泵6、原水质传感器7和膜滤芯8的原水入口，膜滤芯8的纯水出口连接纯水管B的一端，在纯水管B上依次设有纯水质传感器9、纯水单向阀10、纯水阀11，纯水阀11的第一出水端串联纯水管压力传感器12、后置过滤器13，后置过滤器13连接纯水水龙头14；纯水阀11的第二出水端连接回水管D，回水管D依次连接第二三通阀16、回水管压力传感器17、生活水阀18的进水端，第二三通阀16连接回水箱15，生活水阀18的第一出水端与原水阀5的第二进水端连接，生活水阀18的第二出水端连接生活水水龙头19；滤膜芯组8的废水口连接废水管C，废水管C依次串联废水质传感器20、废水组合阀21、废水单向阀22和废水阀23，废水阀23的第一出水端连接废水管C，使得废水能排出净化设备，废水阀23的第二出水端连接废水回用管E的一端，废水回用管E的另一端通过第一三通阀4与原水管A连接，使得原水管A和废水回用管E的混合水接入原水阀5的第一个进水端。

本实施例中，前置过滤器组1选择复合滤芯，既可以有效过滤原水中的大颗粒杂质，保护膜滤芯，还可以减少前置过滤器的数量；后置过滤器13选择活性炭滤芯，去除纯水中的余氯和异味，改善口感；废水组合阀21是带固定废水比的废水冲洗电磁阀。

本实施例中，原水阀5采用转换电磁阀，包括两个进水端和一个出水端，废水阀23、纯水阀11、生活水阀18均采用转换电磁阀，均包括一个进水端和两个出水端。

本实施例中，膜滤芯8采用反渗透膜滤芯。

本实施例中，回水箱15采用压力罐。

本实施例中，原水质传感器7、纯水质传感器9、废水质传感器20均采用TDS检测探头，用于实时检测原水、纯水、废水的TDS值；当净水设备开始制水，并当纯水质传感器9检测到纯水的实时TDS值满足用户设置的产水目标水质参数时，打开纯水阀11，纯水流入纯水管B供用户取用，否则关闭纯水阀11，纯水流入回水箱15。

本发明还包括控制器，控制器分别与进水阀2、原水阀5、增压泵6、原水质传感器7、纯水质传感器9、纯水阀11、纯水管压力传感器12、回水管压力传感器17、生活水阀18、废水质传感器20和废水阀23电连接。

本实施例中，用户从客户端软件或者净水设备控制面板上设置产水的目标水质参数，并存储于净水设备的非易失性存储器中。

本发明还包括纯水箱，纯水箱通过连通管与纯水管B连通，用于储存部分纯水。

使用过程：

首次使用时，用户使用App绑定净水设备，在App上设置产水的目标水质参数T₀，即TDS＝T₀，净水设备将T₀存储到非易失性存储器，下次净水设备重启后，用户不必再次设置。如果用户没有设置T₀，则T₀默认为50。

启动净水设备，系统进入初始化状态，进水阀2初始为关闭状态，原水管A的自来水被断开；原水阀5初始为打开状态，原水管A连接到膜滤芯8的原水入口；纯水阀11初始为关闭状态，即纯水默认为流入回水管D；废水阀23初始为打开状态，即废水默认为排出净水设备；生活水阀18初始为打开状态，使得用户打开生活水水龙头19时，回水管压力传感器17能够检测到水压变化。

净水设备初始化完成后，首先检测纯水管压力传感器12的实时压力值P₁，此时纯水管B内无水，P₁小于系统预设的低压值，净水设备开始制作纯水，以下为纯水制作流程：

打开进水阀2，把自来水连接到原水阀5上，打开原水阀5、增压泵6，原水经原水质传感器7进入膜滤芯8过滤后，纯水从纯水管B流出，废水从废水管C流出。

净水设备检测原水质传感器7的实时TDS值为T_r，纯水质传感器9的实时TDS值为T_p，废水质传感器20的实时TDS值为T_w，并由此计算膜滤芯8的透盐率R，R＝T_p/T_r；当T_p≤T₀时，纯水水质满足用户设置的产水条件，净水设备打开纯水阀11，纯水经纯水管压力传感器12流向纯水水龙头14，此时纯水水龙头14关闭，纯水管B的水压增大，当纯水管压力传感器12实时检测结果P₁达到系统预设的高压值时，净水设备停止制作纯水，关闭增压泵6、进水阀2。

当净水设备停止制作纯水，检测回水管压力传感器17的实时压力值P₂，此时回水管D无水，P₂小于系统预设的低压值，净水设备开始制作生活水，填充回水箱15，以下为生活水制作流程：

首先计算生活水的目标水质参数T₁，由用户设置的产水目标水质参数T₀推导得来，即T₁＝T₀/R，当生活水的水质参数达到T₁时，可以确保生活水再次被过滤后可以生产出满足用户需求T₀的纯水。

打开进水阀2、把自来水连接到原水阀5，打开原水阀5、增压泵6、生活水阀18，原水增压后经原水质传感器7进入膜滤芯8过滤，纯水从纯水管B流出，废水从废水管C流出。

关闭纯水阀11，所有纯水进入回水管D成为生活水，此时生活水阀18为打开状态，生活水水龙头19为关闭状态，生活水流入回水箱15，打开废水阀23，使得废水排出净水设备。

持续检测水质传感器的实时值T_p、T_r、T_w，并更新膜滤芯8的透盐率R＝T_p/T_r，更新T₁＝T₀/R，当T_p的实时值≥T₁，说明原水TDS过高，此时的废水不宜再回用，打开废水阀23，废水排出净水设备；当T_p的实时值＜T₁，此时废水可以继续回用，关闭废水阀23，废水经过第一三通阀4跟原水混合，混合水的TDS值，即T_r值相应增大，如此设计，净水设备可以智能调节废水的排放标准，减少废水排放，节约水资源。

随着回水箱15逐渐充满，回水管D压力越来越大，当回水管压力传感器17的实时值P₂大于系统预设的高压值时，净水设备停止制作生活水，关闭进水阀2和增压泵6。

净水设备制作完生活水后，生活水阀18为打开状态，打开生活水水龙头19，回水箱15的生活水被内部压力挤出，从生活水水龙头19流出供用户取用，回水管压力传感器17的实时P₂值降低，当P₂值小于系统预设的低压值时，净水设备开始制作生活水。

打开纯水水龙头14，纯水管压力传感器12的实时P₁值小于系统预设的低压值，此时净水设备开始制作纯水。出于用户体验的考虑，制作纯水优先于制作生活水，且制作纯水时优先使用回水箱15的生活水，即用户取用纯水时，生活水水龙头19会断水。当检测的实时P₂值大于系统预设的低压值，说明回水箱15内有水，净水设备优先使用回水箱15内的生活水作为原水，关闭生活水阀18，生活水水龙头19断水，生活水进入到原水阀5的进水端，关闭原水阀5，切换回水管D作为膜滤芯8的原水，打开废水阀23，此时的废水不再回用，剩下的流程与上述纯水制作流程一致。随着回水箱15的水量越来越少，当检测到的实时P₂值小于系统预设的低压值，回水箱15缺水，打开生活水阀18，打开原水阀5，切换原水管A作为膜滤芯8的原水，剩下的流程与上述纯水制作流程一致。

当净水设备使用回水箱15中的生活水进行再次过滤，仍然无法制作出满足用户需求T₀的纯水时，启动膜滤芯8的冲洗流程，使用水质较好的生活水冲洗膜滤芯8，流程如下：

关闭原水阀5切换水路到回水管D，回水箱15内的生活水被切换成膜滤芯8的原水，打开废水组合阀21与废水阀23，生活水得以快速流经膜滤芯8表面，冲洗累积的杂质。当冲洗时间达到系统预设值时，冲洗结束，关闭废水组合阀21。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种能提高水质的低成本净水设备，其特征在于，包括原水管(A)，所述原水管(A)的一端连接外部水管，在所述原水管(A)上依次设有前置过滤器组(1)、进水阀(2)、原水单向阀(3)、第一三通阀(4)，所述原水管(A)的另一端连接原水阀(5)的第一进水端，所述原水阀(5)的出水端串联增压泵(6)、原水质传感器(7)和膜滤芯(8)的原水入口，所述膜滤芯(8)的纯水出口连接纯水管(B)的一端，在所述纯水管(B)上依次设有纯水质传感器(9)、纯水单向阀(10)、纯水阀(11)，所述纯水阀(11)的第一出水端串联纯水管压力传感器(12)、后置过滤器(13)，所述后置过滤器(13)连接纯水水龙头(14)；

所述纯水阀(11)的第二出水端连接回水管(D)，所述回水管(D)依次连接第二三通阀(16)、回水管压力传感器(17)、生活水阀(18)的进水端，所述第二三通阀(16)连接回水箱(15)，所述生活水阀(18)的第一出水端与原水阀(5)的第二进水端连接，所述生活水阀(18)的第二出水端连接生活水水龙头(19)；

所述滤膜芯组(8)的废水口连接废水管(C)，所述废水管(C)依次串联废水质传感器(20)、废水组合阀(21)、废水单向阀(22)和废水阀(23)，所述废水阀(23)的第一出水端连接废水管(C)，所述废水阀(23)的第二出水端连接废水回用管(E)的一端，所述废水回用管(E)的另一端与第一三通阀(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种能提高水质的低成本净水设备，其特征在于，所述前置过滤器组(1)是复合滤芯；所述后置过滤器(13)是活性炭滤芯。

3.根据权利要求1所述的一种能提高水质的低成本净水设备，其特征在于，所述废水组合阀(21)是带有固定废水比的废水冲洗电磁阀；所述原水阀(5)、废水阀(23)、纯水阀(11)、生活水阀(18)均采用转换电磁阀，所述原水阀(5)包括两个进水端和一个出水端，所述废水阀(23)、纯水阀(11)、生活水阀(18)均包括一个进水端和两个出水端。

4.根据权利要求1所述的一种能提高水质的低成本净水设备，其特征在于，所述膜滤芯(8)采用反渗透膜滤芯。

5.根据权利要求1所述的一种能提高水质的低成本净水设备，其特征在于，所述回水箱(15)采用压力罐或者普通储水罐。

6.根据权利要求1所述的一种能提高水质的低成本净水设备，其特征在于，还包括纯水箱，所述纯水箱通过连通管与纯水管(B)连接。

7.根据权利要求1所述的一种能提高水质的低成本净水设备，其特征在于，还包括生活水阀，所述生活水阀安装在回水管(D)上，并与生活水水龙头(19)连接。

8.根据权利要求1所述的一种能提高水质的低成本净水设备，其特征在于，所述原水质传感器(7)、纯水质传感器(9)、废水质传感器(20)的检测参数包括TDS、TOC、COD、PH值、色度、浊度、余氯、水微生物中的一项或者几项。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种能提高水质的低成本净水设备，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与进水阀(2)、原水阀(5)、增压泵(6)、原水质传感器(7)、纯水质传感器(9)、纯水阀(11)、纯水管压力传感器(12)、回水管压力传感器(17)、生活水阀(18)、废水质传感器(20)和废水阀(23)电连接。

10.根据权利要求1-8任一所述的一种能提高水质的低成本净水设备，其特征在于，用户从客户端软件或者净水设备控制面板上设置产水的目标水质参数。