CN112594669B - 一种高纯水的制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高纯水的制备装置，属于制水设备领域，其特征在于：包括电加热蒸汽发生器、冷却水循环系统、水罐和控制箱；所述的电加热蒸汽发生器连接供水管道，电加热蒸汽发生器蒸汽出口通过管道连接冷却水循环系统；所述的冷却水循环系统包括换热器和冷却装置，蒸汽和冷却水分别连接换热器；换热器冷却水出口通过水管连接冷却装置；冷却装置中冷却水出口通过水管连接水罐；所述的控制箱内包括控制元件和电线，通过控制元件控制整个系统的工作。与现有技术相比较具有制水成本低、防冻的特点。

Description

一种高纯水的制备装置
技术领域
本发明涉及一种制水设备，特别是一种高纯水的制备装置。
背景技术
高纯水是化学纯度极高的水，是指将水中的导电介质几乎全部去除，又将水中不离解的胶体物质、气体和有机物均去除至很低程度的水。我国将高纯水分成五个级别，其中一级最高。在化学实验中，为了保证实验结果的准确，往往需要使用高纯水，从而避免实验结果受到水中杂质的干扰。目前高纯水制备成本较高。室外制水设备冬天容易发生结冰，容易影响生产、对制水设备容易产生损坏。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种高纯水的制备装置。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种高纯水的制备装置，其特征在于：包括电加热蒸汽发生器、冷却水循环系统、水罐和控制箱；所述的电加热蒸汽发生器连接供水管道，电加热蒸汽发生器蒸汽出口通过管道连接冷却水循环系统；所述的冷却水循环系统包括换热器和冷却装置，蒸汽和冷却水分别连接换热器；换热器冷却水出口通过水管连接冷却装置；冷却装置中冷却水出口通过水管连接水罐；所述的控制箱内包括控制元件和电线，通过控制元件控制整个系统的工作。
本装置还包括第二套冷却装置。
本装置还包括防冻装置，所述的防冻装置包括温度传感器和相应的控制元件，所述的控制元件位于控制箱内。当温度传感器检测到温度低于设定温度时，通过控制元件控制设备自动开机。
与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：
1、制水成本低；
2、防冻。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明温控阀门剖面图。
图3是图2中A-A向剖视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明包括电加热蒸汽发生器4、冷却水循环系统3、水罐2和控制箱6。
电加热蒸汽发生器4连接供水管道5，如自来水管等，通过电加热产生蒸汽，蒸汽出口通过管道连接冷却水循环系统3。所述的冷却水循环系统3包括换热器和冷却装置，蒸汽和冷却水分别连接换热器，在换热器内，通过冷却水对水蒸气进行降温，使水蒸气冷凝液化成高纯水。换热器冷却水出口通过水管连接冷却装置，换热后的冷却水温度升高，通过冷却装置将冷却水降温。冷却装置中冷却水出口通过水管连接水罐2。所述的冷却装置可以是空调器或其他常规冷却装置，其具体技术特征不再累述。
优化方案中，为了提高换热效果，可以设置第二套冷却装置1。当检测到水罐2内温度过高时，比如高于30℃，启动第二套冷却装置1，将水罐2内的水进入第二套冷却装置1内进行二次冷却，以提高冷却效果。
所述的控制箱6内包括控制元件和电线，通过控制元件控制整个系统的工作。
为了实现较好的散热效果，冷却水循环系统3需要放置在室外，冬天停机时，水管内的水容易结冰，结冰后可能会导致水管被冻裂，另外冰块会将水管堵塞，再次开机后设备将无法正常运行。因此需要在设置防冻装置。
实施例1中，所述的防冻装置包括温度传感器和相应的控制元件，所述的控制元件位于控制箱6内。当温度传感器检测到温度过低时，例如低于5℃，通过控制元件控制设备自动开机，对系统进行加热，防止结冰。
实施例2中，所述的防冻装置是温控阀门，当温度低于设定值后，温控阀门自动打开，将水管内的水排尽，防止将水管内结冰。
如图2、3所示，所述的温控阀门包括温控装置和联动阀门23。所述的温控装置包括壳体13，上轴7、双金属片8、发条弹簧18、内筒11、外筒12和定时器19。所述的壳体13为中空的圆柱体结构，所述的上轴7位于壳体13内部，上轴7的上端固定在壳体13的上壁上。所述的双金属片8是由两种热膨胀系数不同的金属材料压合而成，当温度变化时，由于双金属片8的两面膨胀或收缩幅度不同，因此双金属片8的曲率会随温度的变化而变化。所述的双金属片8卷曲呈螺旋状。双金属片8的内端固定在上轴7上，当温度变化时，双金属片8的曲率变化会导致外端围绕上轴7旋转。当温度下降时，设定双金属片8外端旋转的方向为正向。双金属片8的外端固定设有弹簧片17。
所述的内筒11套在上轴7和双金属片8的外侧，所述的弹簧片17首端固定在双金属片8的外端上，弹簧片17上靠近末端的位置设有向外突出的折弯16，通过折弯16处顶在内筒11的内壁上。内筒11内壁上设有与弹簧片折弯16处相对应的凸块15，弹簧片折弯16处顶在所述的凸块15上。当温度降低时弹簧片17随双金属片8沿内筒11的内壁上正向旋转，弹簧片折弯16处顶在凸块15上，从而能够推动内筒11旋转。所述的壳体13上壁下表面上固定设有挡块14，所述的挡块14朝向弹簧片17的一面为斜面，当弹簧片17的末端顶在挡块14斜面上并继续向正向方向旋转时，通过斜面的作用能够将弹簧片17的末端顶向上轴7所在的方向，从而使弹簧片折弯16处与所述的凸块15相脱离。所述的上轴7与内筒11之间设有发条弹簧18，所述的发条弹簧18内外两端分别固定在在上轴7和内筒11上，通过发条弹簧18的弹力作用能够使内筒11反向旋转。
所述的外筒12为上部开口的圆柱形壳体13结构，包括侧壁、下壁和下轴21。所述的外筒12套在内筒11的外侧。所述的内筒11外侧面上设有一个或数个棘爪9，所述的外筒12侧壁的内侧面上设有一个或多个与棘爪9对应的内棘齿10，通过棘爪9的作用使内筒11只能够单向驱动外筒12沿反向方向旋转。所述的棘爪9与内筒11的连接处设有扭簧，通过扭簧的作用使棘爪9在自然状态时紧密贴合在内筒11的外侧面上，此时棘爪9与内棘齿10之间互不接触，内筒11和外筒12之间可自由旋转；当内筒11快速旋转时，通过离心力的作用使棘爪9向外张开，此时内筒11能够带动外筒12快速反向旋转，旋转结束后，棘爪9复位不再顶在内棘齿10上。
所述的下轴21上端固定在外筒12下壁上，下轴21上部设有齿轮20。外筒12的下方设有机械式定时器19，所述的下轴21通过齿轮20与定时器19连接，驱动定时器19内部相关部件旋转。当气温下降至设定温度时，通过下轴21驱动联动阀门23打开，将水管内的水放掉，防止结冰。与此同时，下轴21驱动定时器19相关部件旋转，通过定时器19的作用，驱动下轴21缓慢复位，使管道内的水排空后关闭联动阀门23。其中定时器19的结构为现有技术，其具体技术特征不再累述。
所述的联动阀门23包括两个阀门，其中两个阀门的阀芯22固定连接，从而两个阀门能够同步启、闭。联动阀门23的阀芯22与下轴21固定连接，从而通过下轴21能够控制联动阀门23的启、闭。两个联动阀门23分别连接在蒸馏水和冷却水的管道上，当气温下降即将结冰时，将管道内的水排尽，避免结冰。
温控阀门工作原理如下：当温度下降时，双金属片8曲率变化，驱动弹簧片17正向旋转，通过弹簧片17推动内筒11随之旋转；当温度下降至某一设定温度时，弹簧片17末端移动至挡块14处，通过挡块14斜面的作用将弹簧片17末端向上轴7所在方向顶起，从而弹簧片折弯16处从内筒11凸块15处脱离；通过发条弹簧18的弹力作用，驱动内筒11快速反向旋转复位，与此同时通过离心力作用，棘爪9打开，顶在外筒12内棘齿10上，驱动外筒12反向旋转，当发条弹簧18复位后，弹力消失，内筒11和外筒12停止旋转，棘爪9复位。当外筒12反向旋转时，使联动阀门23打开，将水管内的水排出，经过一定时间后，通过定时器19的作用，驱动外筒12缓慢正向旋转，从而将联动阀门23关闭，从而避免此时开机后水管内的水被排出。
实施例2中温控阀门相对于实施例1中低温开机的方式来说，不需要消耗电能，节省了能耗。另外节假日无人上班时可以将总电源关闭，避免了安全隐患。
一级高纯水购买需要18元每桶，而通过本装置制取只需要消耗4.8元的电费即可，降低了成本。
需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高纯水的制备装置，其特征在于：包括电加热蒸汽发生器、冷却水循环系统、水罐、控制箱和防冻装置；所述的电加热蒸汽发生器连接供水管道，电加热蒸汽发生器蒸汽出口通过管道连接冷却水循环系统；所述的冷却水循环系统包括换热器和冷却装置，蒸汽和冷却水分别连接换热器；换热器冷却水出口通过水管连接冷却装置；冷却装置中冷却水出口通过水管连接水罐；所述的控制箱内包括控制元件和电线，通过控制元件控制整个系统的工作；所述的防冻装置是温控阀门，所述的温控阀门包括温控装置和联动阀门；所述的温控装置包括壳体、上轴、双金属片、发条弹簧、内筒、外筒和定时器；所述的壳体为中空的圆柱体结构，所述的上轴位于壳体内部，上轴的上端固定在壳体的上壁上；所述的双金属片卷曲呈螺旋状；双金属片的内端固定在上轴上，当温度变化时，双金属的曲率变化会导致外端围绕上轴旋转；当温度下降时，设定双金属片外端旋转的方向为正向；双金属片的外端固定设有弹簧片；所述的内筒套在上轴和双金属片的外侧，所述的弹簧片首端固定在双金属片的外端上，弹簧片上靠近末端的位置设有向外突出的折弯，通过折弯处顶在内筒的内壁上；内筒内壁上设有与弹簧片折弯处相对应的凸块，弹簧片折弯处顶在所述的凸块上；当温度降低时弹簧片随双金属片沿内筒的内壁上正向旋转，弹簧片折弯处顶在凸块上，从而能够推动内筒旋转；所述的壳体上壁下表面上固定设有挡块，所述的挡块朝向弹簧片的一面为斜面，当弹簧片的末端顶在挡块斜面上并继续向正向方向旋转时，通过斜面的作用能够将弹簧片的末端顶向上轴所在的方向，从而使弹簧片折弯处与所述的凸块相脱离；所述的上轴与内筒之间设有发条弹簧，所述的发条弹簧内外两端分别固定在在上轴和内筒上，通过发条弹簧的弹力作用能够使内筒反向旋转；所述的外筒为上部开口的圆柱形壳体结构，包括侧壁、下壁和下轴；所述的外筒套在内筒的外侧；所述的内筒外侧面上设有一个或数个棘爪，所述的外筒侧壁的内侧面上设有一个或多个与棘爪对应的内棘齿，通过棘爪的作用使内筒只能够单向驱动外筒沿反向方向旋转；所述的棘爪与内筒的连接处设有扭簧，通过扭簧的作用使棘爪在自然状态时紧密贴合在内筒的外侧面上，此时棘爪与内棘齿之间互不接触，内筒和外筒之间可自由旋转；当内筒快速旋转时，通过离心力的作用使棘爪向外张开，此时内筒能够带动外筒快速反向旋转，旋转结束后，棘爪复位不再顶在内棘齿上；所述的下轴上端固定在外筒下壁上，下轴上部设有齿轮；外筒的下方设有机械式定时器，所述的下轴通过齿轮与定时器连接，驱动定时器内部相关部件旋转；所述的联动阀门包括两个阀门，其中两个阀门的阀芯固定连接，从而两个阀门能够同步启、闭；联动阀门的阀芯与下轴固定连接，通过下轴能够控制联动阀门的启、闭；两个联动阀门分别连接在蒸馏水和冷却水的管道上，当气温下降即将结冰时，将管道内的水排尽，避免结冰。
2.根据权利要求1所述的一种高纯水的制备装置，其特征在于：还包括第二套冷却装置。
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