CN202038930U - 智能野外饮水净化系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种智能野外饮水净化系统，包括：风能发电机构、太阳能发电机构、多重水处理净化模块多功能测量模块、智能管理模块、蓄电池和DC-DC转换器，其中蓄电池与太阳能电池板以及风机电连接，DC-DC转换器与蓄电池、电路控制板、水泵电连接。本系统能够在偏远地区、野外环境、灾区救援现场实现对野外自然水源的快速智能净化，并且净化功能多样，过滤程度高，净水效果良好。

Description

智能野外饮水净化系统
技术领域
本实用新型涉及野外饮水净化设备，具体是指在野外、灾区救援现场等不易快速得到可饮水用的环境下，利用风光互补发电功能实现水源净化的智能系统。 
背景技术
在一些偏远地区或野外环境下，地广人稀，供电、供水网覆盖面有限，一般仅有不适合直接饮用的河水、地下水等自然水源，导致牧民、石油、冶金等地野外作业以及海岛、边防军营的饮用水安全和卫生难以得到保障。而在地震、海啸等灾区救援现场，则由于水源被细菌和病毒污染严重更加难以快速取得干净的可饮用水供救援人员与受灾居民使用，同时灾区救援现场对可饮水用水的需求量相当大。因此，急需一种在偏远地区、野外环境、灾区救援现场等不易快速得到可饮水用的环境下实现水源净化的设备。 
目前常见的野外净水设备主要包括：软水器、活性碳过滤器、反渗透纯水机等，这些设备大多净化功能单一，过滤程度不高，不能达到良好的净水效果，因此对于偏远地区、野外环境、灾区救援现场由于供电受限，更难以满足对健康洁净饮用水的需求。 
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种智能野外饮水净化系统，能够在偏远地区、野外环境、灾区救援现场实现对野外自然水源的快速智能净化，并且净化功能多样，过滤程度高，净水效果良好，能满足偏远地区、野外环境、灾区救援现场等供电不方便的场所对健康洁净饮用水的需求。 
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种智能野外饮水净化系统，包括： 
风能发电机构，包括风机、固定在风机周身的多个风叶、固定在风机一端的尾翼以及支撑风机的支撑杆； 
太阳能发电机构，包括云台、位于云台内并控制云台旋转的第二舵机、固定在云台上的伸缩推杆、内置于伸缩推杆并控制伸缩推杆伸缩的第一舵机、固定于伸缩推杆的太阳能电池板； 
多重水处理净化模块，包括第一水箱、一端置入自然水源且另一端置入第一水箱的进水管、驱动自然水源通过进水管进入第一水箱的水泵以及依次连通的PP滤芯过滤筒、活性炭过滤筒、反渗透膜过滤器、活性炭过滤器、第二水箱和水龙头，其中第一水箱9与PP滤芯过滤筒连通； 
多功能测量模块，包括对光信号进行采样的光能检测模块、检测水体的酸碱度的水质监测模块以及检测水位高度的水位检测模块，光能监测模块安装在太阳能电池板上，水质监测模块和水位监测模块均位于第一水箱中； 
智能管理模块，包括根据光能检测模块的采样信号控制第一舵机 的旋转角度和第二舵机的伸缩长度以及根据水质检测模块监测的酸碱度和水位检测模块检测的水位高度控制水泵工作的电路控制板，与第一舵机、第二舵机、水泵、光能检测模块、水质监测模块、水位检测模块电连接； 
蓄电池和DC-DC转换器，其中蓄电池与太阳能电池板以及风机电连接，DC-DC转换器与蓄电池、电路控制板、水泵电连接. 
在本实用新型的一个实施例中，多功能测量模块还包括检测周围环境温度和湿度并发送检测数据至电路控制板的温湿度检测模块，与电路控制板电连接。 
在本实用新型的另一实施例中，智能管理模块还包括显示周围环境温度和湿度、水体酸碱度和水位高度的液晶显示器，与电路控制板电连接。 
在本实用新型的再一实施例中，智能管理模块还包括将周围环境温度和湿度、水体酸碱度和水位高度发送至用户手机的GSM数据传送器，与电路控制板电连接。 
与现有技术相比，本实用新型智能野外饮水净化系统的优点如下： 
1、采用太阳能电池板和风机进行风光互补供电，并利用光能检测模块、电路控制板、太阳能电池板、伸缩推杆、第一舵机，第二舵机和云台进行光源跟踪，整体系统无需耗费外部电能，取代传统净水装置中的所须外部电源或其他能源，大幅度提高偏远地区、野外环境、灾区救援现场水资源、太阳能以及风能的利用率，解决了偏远地区、野外环境、灾区救援现场的饮水难问题； 
2、安装有PP滤芯过滤筒、活性炭过滤筒、反渗透膜过滤器、活性炭过滤器15四重过滤环节，并在第一水箱中设有PH检测计，因此净化功能多样，过滤程度高，弥补了现有技术功能单一等不足，净水效果良好且功耗低，能对野外自然水源的快速智能净化，是一种以多重水净化部分为核心，以太阳能风能互补发电为动力的超低功耗多功能野外饮水净化系统； 
3、处理后的净水均可符合卫生标准，经过净化处理可以滤除原水中的大肠杆菌、霍乱菌、军团杆菌等致病菌，滤除原水中的藻类、虫类、尘埃等悬浮污染物，有效降低水中有害的溶解性重金属离子的浓度，有效降低水中微污染物的浓度，除异味效果好，能满足偏远地区、野外环境、灾区救援现场对健康洁净饮用水的需求。 
4、提出现场完成对地表水资源的抽取、净化、检测以及饮用的一体机概念，实现了水资源的直接可饮用，方便快捷，市场前景广阔，适用性强，不仅能在边远山区、牧区、海岛等给野外工作人员或牧民使用，还能在救灾现场发挥作用，更可以推广到世博会、奥运会等大型展览园区、海滨、公园等作为随处可取的低功耗无污染饮水设备。 
通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。 
附图说明
图1为本实用新型智能野外饮水净化系统的整体结构示意图。 
图2为图1所示饮水净化系统的正面示意图。 
图3为图1所示饮水净化系统的分解示意图。 
图4为图1所示饮水净化系统的太阳能发电机构的示意图。 
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。 
参见图1，本实用新型智能野外饮水净化系统包括风光互补发电模块、多重水处理净化模块、多功能测量模块以及智能管理模块、蓄电池、DC-DC转换器。 
所述风光互补发电模块包括太风能发电机构和阳能发电机构。 
如图1，所述风能发电机构包括多个风叶1、风机2、支撑杆3和尾翼4。多个风叶1固定在风机2的周身，尾翼4固定在风机2的一端，支撑杆3固定支撑风机2。尾翼4可使风叶1所在平面方向始终与风向垂直，获取最大的风能。风机2将风叶1转动产生的机械能转换为电能。 
如图4，所述太阳能发电机构包括太阳能电池板5、第一舵机18(见图1、图2、图3)和云台7、伸缩推杆6、第二舵机。第一舵机18位于云台7内，控制云台7水平360°旋转。云台7上固定连接伸缩推杆6。第二舵机内置于伸缩推杆6，控制伸缩推杆6伸长或收缩。伸缩推杆6固定连接太阳能电池板5，调整太阳能板角度。太阳能电池板5将太阳能转换为电能。 
智能管理模块包括电路控制板、液晶显示器10、GSM数据传送器。电路控制板与第一舵机、第二舵机18电连接。液晶显示器10与 电路控制板电连接，位于设备外壁。GSM数据传送器与电路控制板电连接。 
如图1-3，多重水处理净化模块包括进水管、水泵8、第一水箱9、PP滤芯过滤筒13、活性炭过滤筒16、反渗透膜过滤器14、活性炭过滤器15、第二水箱17和水龙头11。进水管的一端置入自然水源，另一端置入第一水箱9，进水管之置入自然水源的一端设有金属过滤嘴，第一水箱9、PP滤芯过滤筒13、活性炭过滤筒16、反渗透膜过滤器14、活性炭过滤器15、第二水箱17和水龙头11依次通过软水管相连。水泵8与电路控制板连接。 
多功能测量模块包括均与电路控制板电连接的光能检测模块、水质监测模块、水位检测模块和温湿度检测模块。光能监测模块安装在太阳能电池板5上，用于对光信号进行采样，本实施例中光能监测模块是光电传感器OPT101。水质监测模块位于水箱9中，用于检测水体的酸碱度，以保证水体干净，健康，无毒，本实施例中水质监测模块可以为PH电极。水位监测模块位于水箱9中，用于检测水位高度，本实施例中水位监测模块可以为水位传感器。温湿度检测模块位于设备外壳，用于检测周围环境温度和湿度。 
蓄电池12与太阳能发电机构的太阳能电池板5和风能发电机构的风机2电连接，DC-DC转换器(直流-直流转换器)与蓄电池、电路控制板、水泵8电连接。 
下面说明本实用新型智能野外饮水净化系统的工作原理。 
太阳能电池板5和风机2分别通过自身转换的电能给蓄电池12 充电，DC-DC转换器将蓄电池的12V电压转为24V电压，给电路控制板和水泵8供电。 
电路控制板在DC-DC转换器供电后，接收太阳能发电板5上的光电传感器OPT101的光采样信号，根据该光采样信号确定太阳能发电板5的光强分布最强位置，将对应太阳能发电板5的光强分布最强位置的伸缩推杆6的伸缩长度的信号以及云台7的旋转角度的信号分别发送至第二舵机和第一舵机18，第二舵机根据接收的信号调整伸缩推杆6的长度，第一舵机18调整水平云台7的角度，两者使太阳能发电板5处于光强分布最强位置，能最大程度吸收太阳光能。 
水泵8在DC-DC供电后，将河水、地下水等自然水源提取到进水管中，进水管一端的金属过滤嘴过滤掉自然水源中的粗颗粒石子，过滤掉粗颗粒石子的自然水源通过进水管的另一端流入第一水箱9中。 
第一水箱9中的PH电极检测自然水源的酸碱度，将检测的自然水源酸碱度发送至电路控制板。电路控制板接收自然水源酸碱度，将自然水源酸碱度发送至液晶显示器10和GSM数据传送器，并判断自然水源酸碱度是否满足正常饮水标准。 
第一水箱9中的水位传感器检测水位高度，将检测的水位高度发送至电路控制板。电路控制板接收水位高度，将水位高度发送至液晶显示器10和GSM数据传送器，并根据该水位高度判断第一水箱9是否将满。 
当电路控制板判断出自然水源不满足正常饮水标准或者第一水箱9将满时，发送停止工作指令至水泵8，水泵8停止抽水；当电路控制板判断出自然水源满足正常饮水标准或且第一水箱9未满时，水泵8继续抽水，将自然水源从第一水箱9抽至PP滤芯过滤筒13中。PP滤芯过滤筒13过滤自然水源的悬浮杂质，过滤掉悬浮杂质的自然 水源流入活性炭过滤筒16。自然水源经活性炭过滤筒16去除掉水体的余氯、有机物、色、嗅、味和部分重金属离子后流入反渗透膜过滤器14。反渗透膜过滤器14过滤自然水源中的细菌、病毒、有机物、重金属(砷、钴、镉、汞等)、游离子等有害物质，然后自然水源流入装有活性炭的活性炭过滤器15。活性炭过滤器15吸附自然水源中的杂质和异味(以增加饮用水的口感)后，变成健康的饮用水，该饮用水流入第二水箱17中存储，通过水龙头可以抽取第二水箱17中的饮用水。 
另外，温湿度检测模块检测的周围环境温度和湿度发送至电路控制板。 
与电路控制板电连接的液晶显示器10显示电路控制板发送的自然水源酸碱度信息(水质)、水位高度信息(水量)、周围环境温度和湿度信息。 
与电路控制板电连接的GSM数据传送器将电路控制板发送的自然水源酸碱度信息(水质)、水位高度信息(水量)、周围环境温度和湿度信息转发至用户手机，使人们对于整个系统的工作情况一目了然。 
需要说明的是，在本实施例中，水泵8位于机箱19的第一层，第一水箱9位于机箱19的第二层，反渗透膜过滤器14、活性炭过滤器15以及水龙头11位于机箱19的第三层，PP滤芯过滤筒13和活性炭过滤筒16安装在机箱19第三层的夹板底部，第二水箱17位于机箱19的底层。 
与现有技术相比，本实用新型智能野外饮水净化系统的优点如下： 
1、采用太阳能电池板5和风机2进行风光互补供电，并利用光电传感器OPT101、电路控制板、太阳能电池板5、伸缩推杆6、第一舵机，第二舵机18和云台7进行光源跟踪，整体系统无需耗费外部电能，取代传统净水装置中的所须外部电源或其他能源，大幅度提高偏远地区、野外环境、灾区救援现场水资源、太阳能以及风能的利用率，解决了偏远地区、野外环境、灾区救援现场的饮水难问题； 
2、安装有PP滤芯过滤筒13、活性炭过滤筒16、反渗透膜过滤器14、活性炭过滤器15四重过滤环节，并在水箱9中设有PH检测计，因此净化功能多样，过滤程度高，弥补了现有技术功能单一等不足，净水效果良好且功耗低，能对野外自然水源的快速智能净化，是一种以多重水净化部分为核心，以太阳能风能互补发电为动力的超低功耗多功能野外饮水净化系统； 
3、处理后的净水均可符合卫生标准，经过净化处理可以滤除原水中的大肠杆菌、霍乱菌、军团杆菌等致病菌，滤除原水中的藻类、虫类、尘埃等悬浮污染物，有效降低水中有害的溶解性重金属离子的浓度，有效降低水中微污染物的浓度，除异味效果好，能满足偏远地区、野外环境、灾区救援现场对健康洁净饮用水的需求。 
4、提出现场完成对地表水资源的抽取、净化、检测以及饮用的一体机概念，实现了水资源的直接可饮用，方便快捷，市场前景广阔，适用性强，不仅能在边远山区、牧区、海岛等给野外工作人员或牧民使用，还能在救灾现场发挥作用，更可以推广到公园、海滨、大型展览会等作为随处可取的低功耗无污染饮水设备。 
以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。 

Claims (4)

1.一种智能野外饮水净化系统，其特征在于，包括：
风能发电机构，包括风机、固定在风机周身的多个风叶、固定在风机一端的尾翼以及支撑风机的支撑杆；
太阳能发电机构，包括云台、位于云台内并控制云台旋转的第二舵机、固定在云台上的伸缩推杆、内置于伸缩推杆并控制伸缩推杆伸缩的第一舵机、固定于伸缩推杆的太阳能电池板；
多重水处理净化模块，包括第一水箱、一端置入自然水源且另一端置入第一水箱的进水管、驱动自然水源通过进水管进入第一水箱的水泵以及依次连通的PP滤芯过滤筒、活性炭过滤筒、反渗透膜过滤器、活性炭过滤器、第二水箱和水龙头，其中第一水箱与PP滤芯过滤筒连通；
多功能测量模块，包括对光信号进行采样的光能检测模块、检测水体的酸碱度的水质监测模块以及检测水位高度的水位检测模块，光能监测模块安装在太阳能电池板上，水质监测模块和水位监测模块均位于第一水箱中；
智能管理模块，包括根据光能检测模块的采样信号控制第一舵机的旋转角度和第二舵机的伸缩长度以及根据水质检测模块监测的酸碱度和水位检测模块检测的水位高度控制水泵工作的电路控制板，与第一舵机、第二舵机、水泵、光能检测模块、水质监测模块、水位检测模块电连接；
蓄电池和DC-DC转换器，其中蓄电池与太阳能电池板以及风机电连接，DC-DC转换器与蓄电池、电路控制板、水泵电连接。 
2.如权利要求1所述的智能野外饮水净化系统，其特征在于，多功能测量模块还包括检测周围环境温度和湿度并发送检测数据至电路控制板的温湿度检测模块，与电路控制板电连接。
3.如权利要求2所述的智能野外饮水净化系统，其特征在于，智能管理模块还包括显示周围环境温度和湿度、水体酸碱度和水位高度的液晶显示器，与电路控制板电连接。
4.如权利要求1所述的智能野外饮水净化系统，其特征在于，智能管理模块还包括将周围环境温度和湿度、水体酸碱度和水位高度发送至用户手机的GSM数据传送器，与电路控制板电连接。 
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