CN201473364U - 曝气式即时净化型中空纤维净水器 - Google Patents

Abstract

一种曝气式即时净化型中空纤维净水器，包括原水箱、粉末状水处理材料、布气装置、中空纤维过滤装置、气泵和水泵；原水箱内设有粉末状水处理材料，原水箱的底部设有布气装置，气泵的出气口通过进气管连通布气装置的进气口；水泵的进水口连通原水箱，水泵的出水口连通中空纤维过滤装置的进水口；中空纤维过滤装置包括壳体和中空纤维，该过滤装置上设有进水口和出水口，经中空纤维过滤后的水从该出水口流向净水器的出水龙头。

Description

曝气式即时净化型中空纤维净水器

技术领域

本实用新型涉及净水器技术领域，尤其是涉及一种曝气式即时净化型中空纤维净水器，该净水器是一种小型净水设备，其适合在家庭、办公等场所用于净化饮用水。

背景技术

公知技术的家用净水器或小型净水器按制水流量可分为小流量净水器和大流量净水器。

对于大流量净水器(如市面上的中央净水机、龙头式净水器、等等)，由于净水器的制水流量很大，不需要设置净水箱来储存净化过的净化水，净水器的制水流量就等于净水器的出水流量。但是，由于这类净水器是小型设备，设备中的净化材料用量不多，运行时，原水与净化材料的接触时间很短，水中的异色、异臭、异味一般去除得不够彻底，出水口感很差，所以，这类净水器一般作去除水中的悬浮物、颗粒物(即降低水的浑浊度)之用，净水器的出水主要作为洗澡、洗衣等生活用水。

对于小流量净水器(如直饮机、RO机、等等)，其通过减小制水流量来增加原水与净化材料的接触时间，从而使水中的异色、异臭、异味去除得比较彻底，所以净水器的出水口感较好。但是，由于净水器的制水流量很小，一般需要设置净水箱来储存经净水器净化过的净化水，以满足用户取水时希望的大流量要求。但是，净水箱在出水和进水时会吸入和呼出等量体积的空气，这就可能给净水箱中的水造成二次污染；此外，如果净水箱中的水储存时间较长，也可能孳生微生物引起二次污染。

综上，对于家用净水器或小型净水器，要同时保证出水口感好、出水流量大和彻底消除二次污染问题，还需要技术上的突破。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述现有技术现状的不足而提供一种曝气式即时净化型中空纤维净水器。该净水器出水口感好，出水流量大、并且能够彻底消除二次污染问题。该净水器是一种小型净水设备，主要用在家庭、办公室或类似场所，向人们提供优质饮用水。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种曝气式即时净化型中空纤维净水器，包括原水箱、布气装置、中空纤维过滤装置、气泵和水泵；原水箱的底部设有布气装置，气泵的出气口通过进气管连通布气装置的进气口；水泵的进水口通过水泵进水管连通原水箱，水泵进水管与原水箱的联接处优选设置在原水箱的上部或中上部位置，水泵的出水口连通中空纤维过滤装置的进水口；中空纤维过滤装置包括壳体和中空纤维，过滤装置上设有进水口和出水口，经中空纤维过滤后的水从该出水口流向净水器的出水龙头。

本实用新型的进一步技术措施是：所述中空纤维过滤装置还设有回流口，该回流口通过回流管连通原水箱，回流管与原水箱的连接处优选设置在原水箱的底部或底板上，回流管上设有阀门或节流装置。所述阀门可以是电力启闭的阀门，如电磁阀、电动阀等；所述阀门也可以是手动阀门，如球阀、闸阀、截止阀等。所述阀门的作用是：当所述水泵开启且阀门关闭时，使所述中空纤维过滤装置的内腔能够产生足够大的水压，以保证中空纤维过滤装置能够提供足够大的滤水流量，满足用户需要；当所述水泵开启且阀门开启时，使所述中空纤维的表面产生尽可能大的切向水流，该切向水流可以冲刷中空纤维表面上的沉积物或滤饼并能够使其剥离中空纤维的表面，从而延缓中空纤维堵塞。

所述节流装置可以是节流阀、节流孔或小直径管，也可以是其它能够限制水流量的装置。所述节流装置的作用是：当所述水泵开启后，在所述中空纤维过滤装置内腔产生足够大的水压的同时，所述中空纤维的表面能够产生足够大的切向水流。换句话说，节流装置的存在使中空纤维过滤装置以错流方式过滤，其能同时兼顾较大的滤水流量和延缓中空纤维堵塞两个功能。

本实用新型的进一步技术措施是：所述原水箱内设有粉末状水处理材料，该材料中包括粉末活性炭或/和粉末硅藻土，该材料的颗粒范围为50目～200目，优选100目～200目。

净水器运行时，气泵给布气装置提供包括氧气和氮气的普通空气，原水与空气混合后有3个好处：

a.能够提高原水的氧气含量，使净水器的出水口感得到改善。

b.原水中的氧气含量提高后，能够氧化水中的金属(如铁、锰等)以便可以通过过滤方式将其去除；还能够使水中的有机物氧化，生成水和二氧化碳从而将其去除。

c.气体在离开水体时，将带走溶解在水中的具有挥发性、分子量小的气体物质，例如，对于溶解于水中的H₂S、NH₃、Cl₂、三氯乙烯、氯苯、二氯苯等都有较好的去除效果，这种方法也称为吹脱。采用吹脱法去除水中易挥发有机物是采用粒状活性炭达到同样去除效果的运行费用的1/2～1/4，所以吹脱法的运行费用低廉。

中空纤维过滤装置中使用的中空纤维，可以是外压式中空纤维，也可以是内压式中空纤维。中空纤维的过滤精度应不大于0.4微米。为了提高过滤细菌的可靠性，中空纤维的过滤精度优选不大于0.1微米。

因粉末状水处理材料的粒度小，比表面积大，加上曝气时气流的搅拌作用，粉末状水处理材料与原水箱中的原水能够混合得比较充分，即粉末状水处理材料能够与原水充分接触，所以粉末状水处理材料的利用率可以达到很高，接近100％，并且粉末状水处理材料与原水接触的时间长，所以，原水中的异色、异臭、异味、有毒有害有机物等可以去除得比较彻底，原水再经高精度中空纤维过滤，去除水中的粉末状水处理材料和细菌等悬浮物，使净水器的出水达到优质饮用水标准，为人们的饮水安全提供保障。

所述粉末状水处理材料经过表面改性处理，其不仅具有吸附水中有害物质的功能，还具有很强的吸附和粘附水中容易堵塞中空纤维的物质的功能，粉末状水处理材料的颗粒尺寸尤其是其吸附、粘附了容易堵塞中空纤维的物质以后的尺寸，该尺寸大于中空纤维的孔径，使得粉末状水处理材料不能进入中空纤维内部，从而能够延缓中空纤维堵塞。

本实用新型的进一步技术措施是：净水器上设有电气线路板，该电气线路板与所述气泵和水泵电联接。

本实用新型的进一步技术措施是：净水器上设有电子显示屏，电子显示屏和电气线路板电联接，电子显示屏可以用于显示净水器的运行工况。

为了防止原水箱中的原水流向气泵，本实用新型的进一步技术措施是：所述进气管设有高于原水箱最高水位的部分管段或/和在所述进气管上设置单向阀。

所述布气装置可以有多种可选结构形式。例如，在内空的塑料件上设置众多的曝气孔，该塑料件上还设有进气口，该塑料件可以呈直管状、弯管状，圆环管状或椭圆环管状等；又如，将众多的中空纤维折成“∩”状，再将各中空纤维的端部开口连通到一个空腔内，该空腔的开口即为布气装置的进气口，中空纤维上的微孔即为曝气孔，为了减小气流阻力，优选疏水性中空纤维；又如，在原水箱的底部设置网板和滤料层，滤料层设置在网板的上方，该滤料层中滤料的粒径为0.5毫米～5毫米(优选1毫米～1.5毫米)，该滤料层的厚度为10毫米～100毫米(优选20毫米～50毫米)，在网板和原水箱的底之间设置小空腔，进气口设置在网板的下方(例如设置在原水箱底板上)，运行时，气流从进气口进入小空腔后，可以从网板整个面积的各处同时进入滤料层，气流在穿过滤料层的过程中被分割成尺寸很小的汽泡，因小气泡的比表面积大，便于其与原水能够充分接触，使原水增加氧气含量；等等。

所述原水箱是常压水箱，其可以设计成方便用户手提加水壶或加水盆向原水箱加水的形式；所述原水箱也可以设有能够方便与自来水管联接的接头，利用自来水压力自动向原水箱加水。

对于利用自来水压力自动向原水箱加水的情况，需要采取能够控制原水箱中水位的措施，具体措施可以采用下述两个措施中的任何一个。

第一个措施：原水箱上设有进水口，该进水口通过进水管连通到能够接通自来水的进水接头，进水管上设有阀门，该阀门优选电磁阀或电动阀；原水箱上设有能够探测原水箱中水位的水探头，该水探头可以是当原水箱中的水位分别在上设定水位和下设定水位时能够接通或断开的磁性浮子开关，可以是采用电极检测的水探头，也可以是其它类型的能够探测上设定水位和下设定水位的水探头。

当原水箱中的水位低于下设定水位时，控制系统使进水管上的电磁阀或电动阀开启，原水箱开始进水，原水箱中的水位开始上升；当原水箱中的水位上升到上设定水位时，控制系统使进水管上的电磁阀或电动阀关闭，原水箱停止进水，原水箱中的水位被有效控制；当原水箱中的水位再次降低到下设定水位时，控制系统再次使进水管上的电磁阀或电动阀开启，原水箱再次开始进水，原水箱中的水位再次开始上升；系统如此周而复始，从而自动控制原水箱中的水位。

第二个措施：在原水箱上设置能够控制原水箱水位的浮子阀，自来水从该浮子阀的进水口接入。所述浮子阀包括阀体、阀瓣、锥形密封垫、拉杆、杠杆和浮子，其中拉杆的下端与杠杆铰接，拉杆的上端与浮子铰接。当原水箱中的水位低于设定水位时，浮子阀开启，原水箱开始进水，原水箱中的水位开始上升；当原水箱中的水位上升到设定水位时，浮子阀关闭，原水箱停止进水，于是原水箱中的最高水位得到有效控制。

因原水箱中设有粉末状水处理材料，经曝气之后的原水浑浊度很高，但是流向水泵的水希望能比较清澈，这样有助于延缓中空纤维堵塞和延长水泵的使用寿命。由于待浑浊度很高的原水澄清需要足够时间，为了能够尽快向水泵提供较清澈的水，本实用新型的进一步技术措施是：在原水箱上设置滗水器，或者在比原水箱中的最高水位稍低(低20毫米～50毫米)位置设置原水箱出水口，以便该出水口能够在气泵停机后，在短时间内向水泵提供较清澈的水。

所述滗水器包括浮子和软管，软管的下端与原水箱的出水接头密封联接，软管的上端联接在浮子的下方，软管在靠近其上端处设有出水口或软管的上端口本身就是出水口，即出水口设置在低于水面一定距离(例如20毫米～50毫米)之处，该出水口就是原水箱的出水口。因为浑浊水的澄清过程是从上向下澄清，所以，气泵停机后，所述进水口处的水将很快澄清，可以向水泵提供较清澈的水。因滗水器上的浮子是随原水箱中的水位一同升降的，所以，不管原水箱中的水位处于高水位还是低水位，滗水器都能够在气泵停机后，在短时间内向水泵提供较清澈的水。

本实用新型技术的有益效果是：采用吹脱法去除水中易挥发有机物或气体的运行费用低；粉末状水处理材料的有效利用率较高，接近100％；水中的异色、异臭、异味和有毒有害有机物去除得较彻底，净水器的出水含氧量高、口感好；中空纤维不易堵塞；净水器出水流量大；能够确保净水器出水的微生物指标合格，并且净水器的出水没有二次污染问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

图3为实施例二中的内压式中空纤维过滤装置的结构示意图。

图4为图3中的单根内压式中空纤维结构的放大示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型进行详细描述，但应当理解这里的详细描述并不构成对本实用新型保护范围的限制。

实施例一：结合图1所示，本实施例曝气式即时净化型中空纤维净水器，包括原水箱8、布气装置、外压式中空纤维过滤装置、气泵36和水泵32；原水箱8的底部设有布气装置，原水箱8的底板上设有布气装置的进气口38，气泵36的出气口通过进气管15连通进气口38，布气装置还包括设置在原水箱8底部的网板39和滤料层1，滤料层1设置在网板39的上方，滤料层1由粒径为1毫米～1.5毫米的固态颗粒滤料组成，滤料层1的厚度为20毫米～30毫米，网板39由孔板和粘接在孔板上的丝网40组成，滤料层1的上方设有上网板3，上网板3上设有丝网2，处于上网板3和网板39之间的空腔中的滤料不得装满整个空腔，应留有让其中的滤料能够自由膨胀的剩余空间，由上网板3、网板39、滤料层1、原水箱8的底部和设于底部的进气口38组成布气装置；原水箱8的底部设有进水口，该进水口通过原水箱进水管42连通能够接通自来水的进水接头80，原水箱进水管42上设有电磁阀41；原水箱8上设有排污口，排污口联接排污管4，排污管4的左端设有管堵；原水箱8上还设有能够探测上设定水位和下设定水位的磁性浮子开关6，磁性浮子开关6包括磁性浮子9和导管7，导管7内设有干簧管；原水箱8的顶部设有水箱盖11，水箱盖11上设有通气孔10；水泵32的进水口通过水泵进水管33连通设于原水箱8右侧箱壁上的出水接头34的右端，出水接头34的左端密封联接软管14的下端，软管14的上端固定联接在浮子13的下部，软管14在靠近其上端部设有出水口，该出水口就是原水箱8的出水口，原水箱8中的原水从该出水口流向水泵32；水泵32的出水口连通所述外压式中空纤维过滤装置底部的进水口；所述外压式中空纤维过滤装置包括壳体和折成“U”形的外压式中空纤维29，该壳体包括相互密封固定联接的本体28和盖26，本体28的底部设有进水口，盖26上设有中间开口和回流口，所述回流口通过回流管16连通到设于原水箱8底板上的回流进水口31，回流管16上设有电磁阀37，外压式中空纤维29的上端采用粘结剂使其相互密封粘结并与连接件17的下部内侧密封固定联接，连接件17的上部为管状，该管的外侧设有外螺纹，该管穿过盖26的中间开口并通过螺母25、密封圈27与盖26密封固定联接，该管的上端即为所述外压式中空纤维过滤装置的出水口，经外压式中空纤维29过滤后的水从该出水口经净水器出水管18流向净水器的出水龙头24，净水器出水管18上设有电磁阀19；原水箱8内设有粉末状水处理材料5，粉末状水处理材料5中包含粉末活性炭；净水器设有壳体，壳体包括本体35、上面板12和前面板20，原水箱8、水泵32、外压式中空纤维过滤装置等均设置在壳体内；前面板20上设有电子显示屏21，电气线路板22固定设置在前面板20的内侧，出水龙头24通过螺母23固定联接在前面板20上。

实施例二：结合图2、图3和图4所示，本实施例曝气式即时净化型中空纤维净水器，包括原水箱52、布气装置、内压式中空纤维过滤装置59、气泵和水泵；原水箱52上设有浮子阀，自来水从该浮子阀的进水口接入；所述气泵的出气口通过进气管连通原水箱底部的进气口，进气管设有高于原水箱最高水位的部分管段，进气管上设有能够阻挡原水箱中的原水流向气泵的单向阀60。

所述浮子阀包括阀体48、阀瓣50、锥形密封垫45、拉杆51、杠杆43和浮子53；锥形密封垫45固定在阀瓣50左端部的中心，阀体48上设有能够对阀瓣50的运动进行导向的导向短管，锥形密封垫45左方正对的阀体48位置设有出水小孔，锥形密封垫45向左运动时能够关闭该出水小孔，锥形密封垫45正下方位置的导向短管上设有出水口46；杠杆43上设有上铰轴孔、下左铰轴孔和下右铰轴孔，上铰轴孔通过铰轴与阀瓣50铰接，下左铰轴孔通过铰轴与支座44铰接，下右铰轴孔通过铰轴与拉杆51的下端铰接，支座44固定在阀体48上；浮子53与拉杆51上端部的联接结构采用定向铰接联接结构，具体地说，该定向铰接联接结构是，浮子53的中心设有向下延伸的短管54，短管54的内经大于拉杆51的外径，拉杆51的上端部侧面设有外螺纹，装配时拉杆51的上端穿过短管54，再在拉杆51的上部装上球面螺母56和锁紧螺母55，这种结构能够限制浮子53向上运动但浮子53相对拉杆能够转动；浮子53的顶部四周设有向下的翻边，装配好后浮子53的四周翻边在原水箱52顶部的四周外侧，浮子53也是原水箱52的水箱盖；阀体48通过螺母47和密封圈49密封固定在原水箱52的左侧箱壁上。当原水箱52中的水位低于设定水位时，浮子阀开启，原水箱52开始进水，原水箱52中的水位开始上升；当原水箱52中的水位上升到设定水位时，浮子阀关闭，原水箱52停止进水，于是原水箱52中的最高水位得到有效控制。

内压式中空纤维过滤装置59包括壳体和内压式中空纤维65，壳体包括上盖69、下盖62和本体66，上盖69和本体66的上部密封固定联接，下盖62和本体66的下部密封固定联接；上盖69上设有回流接管71，回流接管71的上端为内压式中空纤维过滤装置59的回流口，该回流口通过回流管16连通原水箱62的底部，回流管16上设有节流装置76；下盖62上设有进水接管61，进水接管61的下端为内压式中空纤维过滤装置59的进水口，该进水口连通所述水泵的出水口，水泵的进水口通过水泵进水管57连通原水箱；本体66的上部侧壁设有出水接管67，出水接管67的左端为内压式中空纤维过滤装置59的出水口，该出水口通过出水管58连通净水器的出水龙头24，出水管58设有高于原水箱52最高水位的部分管段；各内压式中空纤维65的两端分别采用粘结剂68使其相互粘结并与本体66两端的内侧壁粘结固定，在内压式中空纤维65的两端分别设有布水腔63和集水腔70。

内压式中空纤维过滤装置59过滤时，原水箱52中的原水经水泵进水管57进入布水腔63，水流穿过内压式中空纤维65管壁上的微孔72后，从出水接管67流出，水流在穿过内压式中空纤维65管壁上的微孔72时水中的悬浮物、颗粒物被截留在管壁上，于是水质得到净化，净化过的水经净水器出水管58流向净水器的出水龙头24；内压式中空纤维65管内的水在流动过程中将逐渐浓缩，浓水在集水腔70中汇集，然后从回流接管71流出，再经回流管16流回原水箱52。

本实施例其它要求与实施例一相同。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种曝气式即时净化型中空纤维净水器，包括原水箱、布气装置、中空纤维过滤装置、气泵和水泵，其特征是：所述原水箱的底部设有所述布气装置，所述气泵的出气口通过进气管连通布气装置的进气口；所述水泵的进水口连通所述原水箱，水泵的出水口连通所述中空纤维过滤装置的进水口；所述中空纤维过滤装置包括壳体和中空纤维，该过滤装置上设有进水口和出水口，经中空纤维过滤后的水从该出水口流向净水器的出水龙头。

2.按照权利要求1所述的曝气式即时净化型中空纤维净水器，其特征是：所述原水箱内设有粉末状水处理材料。

3.按照权利要求1所述的曝气式即时净化型中空纤维净水器，其特征是：所述原水箱内设有滗水器。

4.按照权利要求1所述的曝气式即时净化型中空纤维净水器，其特征是：所述中空纤维过滤装置上还设有回流口，该回流口通过回流管连通原水箱，回流管上设有节流装置或阀门。

5.按照权利要求1所述的曝气式即时净化型中空纤维净水器，其特征是：所述布气装置包括滤料层、网板和进气口，滤料层的下方设有网板，进气口设置在网板的下方。

6.按照权利要求1所述的曝气式即时净化型中空纤维净水器，其特征是：所述原水箱设有能够控制原水箱水位的浮子阀。

7.按照权利要求6所述的曝气式即时净化型中空纤维净水器，其特征是：所述浮子阀中的浮子也是所述原水箱的水箱盖。

8.按照权利要求1所述的曝气式即时净化型中空纤维净水器，其特征是：所述原水箱设有能够检测原水箱水位的水探头。

9.按照权利要求1-8所述的任一曝气式即时净化型中空纤维净水器，其特征是：所述进气管设有高于所述原水箱最高水位的部分管段或/和在进气管上设置单向阀。

10.按照权利要求1-8所述的任一曝气式即时净化型中空纤维净水器，其特征是：所述净水器上设有电子显示屏。

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