CN112010438B - 净水机水流量控制方法 - Google Patents

Abstract

一种净水机水流量控制方法，该净水机包括前置滤芯、膜滤芯及连接前述前置滤芯出水端与膜滤芯进水端的第一水管，前述膜滤芯的纯水出水端设有第二水管，其特征在于所述的第一水管上设有单向阀、进水电磁阀及超声波发生器，该净水机还包括主控板及与主控板连接的超声波发生器和流量计，前述的超声波发生器设于前述第一水管外壁上并能给予第一水管内的水流增压，前述的流量计设于第二水管上，主控板依据流量计的反馈控制超声波发生器的超声波振幅就能对流量进行控制。超声波发生器相对于增压泵噪音小、安装空间小，并且，水流量只要能通过振幅就能实现控制，控制精度大为提高。

Description

净水机水流量控制方法

技术领域

本发明涉及一种净水机，尤其涉及净水机水管内流量的控制方法。

背景技术

安装家用净水机时需要测量进水压力的大小，若进水压力太大(＞0.3MPa)则需要先安装减压阀，才能保证净水机正常工作；若进水压力太小(＜0.1MPa)则需要在净水机上使用增压泵进行增压。使用增压泵可以为过滤部件正常工作创造一个稳定的环境，进而保证净水流量。相关文献可以参考专利号为ZL201620522459.2的中国实用新型专利《一种智能应急储水净水系统》(授权公告号为CN205773821U)，该专利公开了的增压泵和超声波发生器，增压泵用于提高水压，超声波发生器用于污垢的清洗；还可以参考申请号为201911421303.X的中国发明专利申请公开《一种具有自动反冲洗的净水机及其自动反冲清洗方法》(申请公布号为CN111056677A)，该文献公开了增压泵和超声波换能器，增压泵用于提高水压，采用超声波换能器对滤芯进行超声波清洗并配合过滤后的净水对一级滤芯进行反冲清洗。

但是使用增压泵存在以下不足：

首先，增压泵本身工作时噪声大，虽然目前市面上能够实现的净水机增压泵的最低分贝达到了40dB左右，常常需要花费较大的成本去降低噪声。

其次，增压泵放在橱柜中容易引起橱柜或水管振动，最终用户实际感受到的噪音通常较高，用户体验感较差。

最后，为了保证足够的净水流量，需要更大体积的增压泵，而大体积的增压泵通常采用外置的方式，大大占用了橱柜体积，减少了厨下可用空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种利用超声波发生器来增压的净水机水流量控制方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种净水机水流量控制方法，该净水机包括前置滤芯、膜滤芯及连接前述前置滤芯出水端与膜滤芯进水端的第一水管，前述膜滤芯的纯水出水端设有第二水管，其特征在于所述的第一水管上设有单向阀、进水电磁阀及超声波发生器，该净水机还包括主控板及与主控板连接的超声波发生器和流量计，前述的超声波发生器设于前述第一水管外壁上并能给予第一水管内的水流增压，前述的流量计设于第二水管上，

依据公式：

其中，q——管壁超声波引起的液体质量流量，kg/s；

A——超声波振幅，m；

d——管子直径，m；

Cs——管内材料的声速，m/s；

ρ——液体密度，kg/m³；

主控板依据流量计的反馈控制超声波发生器的超声波振幅就能对流量进行控制。

作为优选，所述的超声波发生器为能将超声波频率电压的电信号转换为纵向超声波的压电振荡器，该压电振动器具有供第一水管贯穿设置的中空通道。

所述单向阀、进水电磁阀及超声波发生器依次设于第一水管上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：超声波发生器施加外力周期性地作用在充满液体的管子上，让超声波在管壁中传播，最终使得液体开始沿着管道流动，超声波以声速在管壁中传播，振动并移动靠近管壁的液体层，那么，靠近管壁的液体层开始相对于相邻的液体层移动，而液体层的相对运行会在层之间产生摩擦力，摩擦力会拖动相邻层液体，如此重复，最终实现液体增压流动。超声波发生器相对于增压泵噪音小、安装空间小，并且，水流量只要能通过振幅就能实现控制，控制精度大为提高。

附图说明

图1为实施例结构示意图。

图2为实施例中超声波发生器使用状态示意图。

图3为实施例控制原理图。

图4为实施例控制逻辑图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的净水机包括前置滤芯104、膜滤芯100、连接前置滤芯104出水端与膜滤芯100进水端的第一水管101，主控板106及与主控板106连接的超声波发生器10和流量计105。

膜滤芯100的纯水出水端设有第二水管102，的第一水管上依次设有单向阀107、进水电磁阀108及超声波发生器10，超声波发生器10设于第一水管101外壁上并能给予第一水管101内的水流增压，流量计105设于第二水管102上，主控板106依据流量计105的反馈控制超声波发生器10的超声波振幅就能对流量进行控制。主控板106还与进水电磁阀108控制连接。本实施例中的膜滤芯100可以采用纳滤滤芯、超滤滤芯或反渗透膜滤芯。

如图2所示，本实施例中的超声波发生器10为能将超声波频率电压的电信号转换为纵向超声波的压电振荡器，该压电振动器具有供第一水管101贯穿设置的中空通道。

超声波发生器10目的是产水流量能够满足要求，那为了保证产水流量的大小能够满足净水机流量的要求，只需要根据以下公式计算出所需的超声波振幅即可。

其中，q——管壁弹性波引起的液体质量流量，kg/s；

A——弹性波振幅，m；

d——管子直径，m；

Cs——管内材料的声速，m/s；

ρ——液体密度，kg/m³；

需要在弹性波发生装置前设置单向阀或者进水电磁阀配套使用，在超声波超声波发生器施加周期性外力过程中，单向阀可以保证液体只能往魔偶滤芯方向单向流动，单向阀结构简单，控制简单，但存在超声波发生器停止工作时，由于摩擦力会慢慢消减存在，净水仍然慢慢从前置复合滤芯中流向膜滤芯，使得超声波超声波发生器前部压力增大，各零部件承压大，易疲劳损坏；若配套使用进水电磁阀(常闭)则当超声波超声波发生器施压外力时主控板控制进水电磁阀处于关闭状态，超声波超声波发生器未施压外力时，主控板控制进水电磁阀处于打开状态，以此循环切换保证水流的流向，当超声波超声波发生器停止工作时，进水电磁阀处于关闭状态，前置复合滤芯中的净水不会再流向膜滤芯，避免承压过大的问题，但存在控制复杂，进水电磁阀通断频繁，寿命时间缩短的问题。

由上述公式可知，管子直径越大，达到相同流量时超声波所需达到的振幅越大，一般净水机中只使用2分管和3分管，故在此选择直径更大的3分管为例；一般净水机所选增压泵为400G或者600G规格，此处选流量更大的600G增压泵为例。

所以，当管子为3分PE管(内径为6.35mm)，要求达到净水流量达到600G增压泵所能提供的流量(即1.58L/min)时，计算超声波需要达到的振幅，另外PE管的声速为2.48X103m/s,将上述参数代入公式1中：

即，只需超声波振幅达到0.2205mm，振幅非常小，极易达到。当管子直径更小(采用2分管时)，所需达到流量更小时，振幅更小，完全可以在家用净水机上实现。甚至可以应用在商用大型净水设备上，同上方式计算商用净水机流量需求达到5L/min时，振幅A也仅为0.3237mm。

在第一水管优选PE材质的外壁上安装压电振动器，施加超声波频率的电压到压电振动器上。压电振动器会将施加的超声波频率电压的电信号转换为纵向超声波。纵向超声波根据前面介绍的超声波使液体在流动的原理使得液体沿着第一水管移动。另外改变施加到压电振动器的电压大小能够改变超声波强度，进而改变液体输送的速度。

本实施例中除了能够做到无噪声增压供水，而且输送精度较高。

根据净水出水流量大小自动调节其流量大小，保证净水流量大小满足要求的控制方法如下：在产水端增加一个流量计用于检测流量，将检测到的流量大小反馈到主控板上，主控板根据公式1逻辑程序计算出超声波所需达到的振幅，输出超声波发生器强度调节信号，根据反馈的流量大小调整施加到压电振动器上的电压的大小，从而改变压电振动器的纵向超声波的强度，进而对实现对超声波振幅的调整，最终影响到流量大小，做到强自适应增压流动，逻辑图如下图4所示，只要设定目标流量，就可以做到实际流量稳定不受进水水压影响。

Claims (3)

1.一种净水机水流量控制方法，该净水机包括前置滤芯(104)、膜滤芯(100)及连接前述前置滤芯(104)出水端与膜滤芯(100)进水端的第一水管(101)，前述膜滤芯(100)的纯水出水端设有第二水管(102)，其特征在于所述的第一水管上设有单向阀、进水电磁阀及超声波发生器，该净水机还包括主控板(106)及与主控板(106)连接的超声波发生器和流量计(105)，前述的超声波发生器设于前述第一水管(101)外壁上并能给予第一水管(101)内的水流增压，前述的流量计(105)设于第二水管(102)上，

依据公式：

其中，q——管壁超声波引起的液体质量流量，kg/s；

A——超声波振幅，m；

d——管子直径，m；

Cs——管内材料的声速，m/s；

ρ——液体密度，kg/m³。

2.根据权利要求1所述的净水机水流量控制方法，其特征在于所述的超声波发生器为能将超声波频率电压的电信号转换为纵向超声波的压电振动器，该压电振动器具有供第一水管贯穿设置的中空通道。

3.根据权利要求1所述的净水机水流量控制方法，其特征在于所述单向阀、进水电磁阀及超声波发生器依次设于第一水管上。

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