CN203173901U

CN203173901U - 一种净水器及其脉冲式排废水装置

Info

Publication number: CN203173901U
Application number: CN 201320063447
Authority: CN
Inventors: 沈钧; 张建芳; 韩升学; 李国平
Original assignee: Shenzhen Angel Drinking Water Equipment Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Angel Drinking Water Equipment Co Ltd
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2023-02-04

Abstract

本实用新型涉及一种净水器及其脉冲式排废水装置，其中脉冲式排废水装置用于对生产纯水的纯水处理系统进行节水控制，纯水处理系统包括进水口、出水口及废水排放口，以及前处理装置、过滤装置和后处理装置；脉冲式排废水装置包括连接在废水排放口与后处理装置的废水口之间的用于排废水的排废管路组件；排废管路组件：用于实现定量排废水、且开关状态为常开的第一支路，用于实现定量排废水、且开关状态可控的第二支路；脉冲式排废水装置还包括与第二支路连接的控制电路，用于实现对纯水处理系统的废水排放流量的脉冲式控制。本实用新型可调节废水排放的流量和次数，实现脉冲式排废水，在减少废水排放的同时也能提升纯水处理系统生产的水质。

Description

一种净水器及其脉冲式排废水装置

技术领域

本实用新型涉及净水设备，更具体地说，涉及一种净水器及其脉冲式排废水装置。

背景技术

当前反渗透净水器中，反渗透净水原理一般是：从自来水管流出的自来水经进水管依次流入几个预处理滤芯进行预处理，再经增压泵增压后进入反渗透滤芯进行深度处理，从反渗透器滤芯出水口流出的就是纯净水，从反渗透器滤芯浓水排放口排出的浓水再经废水比后作为废水排放。

上述废水比为一种节流装置，其有两个作用：1、保持反渗透器滤芯内反渗透膜在浓水一侧有足够高的压力，以保证水流穿过反渗透器膜有足够的水流动力；2、按一定流量比例不断排放浓水，以保证水流在反渗透器膜浓水一侧有较大的切向流速，防止水中的离子、颗粒物等在膜表面沉积造成膜堵塞。

现有的反渗透器膜要使其过滤很长时间不堵塞，都必须有较大流量的废水排放，通常制取1m³米纯净水，需要消耗4m³自来水。为了防止反渗透膜堵塞，一般普通净水器设置有冲洗电磁阀来控制废水排放，其工作原理是：待净水器工作一段时间后，开启冲洗电磁阀，且增压泵和进水电磁阀均开启，这时流经反渗透器膜浓水一侧表面的流速非常大，以便冲洗膜表面可能沉积的堵塞物。虽然采用这种定量排废水的方案能在一定程度上保持滤芯的清洁，但是其排废水量大，且无法有效达到节水的目的。

例如，申请号为2007101248080的专利文献中，公开了一种纯水机及纯水机工作方法，纯水机包括进水口、出水口，还包括前处理装置、后处理装置、自动冲洗装置及浓水排放口等结构，自动冲洗装置分别包括设置于浓水排放口与前处理装置浓水口之间、浓水排放口与后处理装置浓水口之间的两个电磁阀，并分别交替打开和关闭两个电磁阀来实现对浓水排放量的控制。但是采用这种纯水机方案只能实现定时前处理装置以及间歇式冲洗后处理装置，虽然能在一定程度上达到节水的目的，但是由于采用停一段时间——排废水一定时间的循环模式，中间完全不排废水将会对制水系统的反渗透膜寿命有很大影响。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能减少废水排放并保证纯水水质的净水器及其脉冲式排废水装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种脉冲式排废水装置，用于对生产纯水的纯水处理系统进行节水控制；所述纯水处理系统包括进水口、出水口及废水排放口，以及包括顺次连接在所述进水口和所述出水口之间的前处理装置、过滤装置和后处理装置；其中，所述脉冲式排废水装置包括连接在所述废水排放口与所述后处理装置的废水口之间的用于排废水的排废管路组件；所述排废管路组件包括并联连接的至少两个支路，分别为：用于实现定量排废水、且开关状态为常开的第一支路，用于实现定量排废水、且开关状态可控的第二支路；

所述脉冲式排废水装置还包括与所述第二支路连接的控制电路，用于根据检测到的自来水状态参数控制所述第二支路的开闭时间及次数、以实现对所述纯水处理系统的废水排放流量的脉冲式控制。

本实用新型所述的脉冲式排废水装置，其中，所述排废管路还包括用于实现对整机管路进行冲洗控制的第三支路；

所述控制电路与所述第三支路连接，用于在上电时控制所述第三支路打开、以对整机管路进行冲洗。

本实用新型所述的脉冲式排废水装置，其中，所述控制电路包括：

用于采集所述自来水状态参数的采集单元；

用于对所述自来水状态参数进行比较分析的数据处理单元；

用于根据所述数据处理单元的比较分析结果产生用于控制所述第二支路开闭指令的指令产生单元；

其中，所述采集单元的输出端连接所述数据处理单元的输入端，所述数据处理单元的输出端连接所述指令产生单元的输入端，所述指令产生单元的输出端连接并控制所述第二支路。

本实用新型所述的脉冲式排废水装置，其中，所述自来水状态参数包括自来水TDS值，所述采集单元连接有用于检测所述自来水TDS值的TDS探头。

本实用新型所述的脉冲式排废水装置，其中，所述自来水状态参数包括自来水温度值，所述采集单元连接有用于检测所述自来水温度值的温敏传感器。

本实用新型所述的脉冲式排废水装置，其中，所述第一支路包括第一废水比，所述第二支路由第二废水比和第二电磁阀串联组成，所述第三支路包括第一电磁阀。

本实用新型还提供了一种净水器，包括进水口、出水口及废水排放口，以及包括顺次连接在所述进水口和所述出水口之间的前处理装置、过滤装置和后处理装置；其中，还包括如前述任一项所述的脉冲式排废水装置，所述脉冲式排废水装置的排废管路组件连接在所述废水排放口与所述后处理装置的废水口之间。

本实用新型所述的净水器，其中，所述脉冲式排废水装置的TDS探头设置在所述后处理装置之前。

本实用新型所述的净水器，其中，所述前处理装置为活性炭滤芯，所述过滤装置为PP滤芯或超滤膜，所述后处理装置包括RO膜滤芯和后置活性炭滤芯；

所述RO膜滤芯与所述后置活性炭滤芯之间连接有压力开关和压力罐；

所述RO膜滤芯与所述PP滤芯或超滤膜之间连接进水电磁阀和增压泵；

所述TDS探头设置在所述增压泵之前。

本实用新型的有益效果在于：在纯水处理系统的废水排放口与后处理装置的废水口之间设置排废管路组件，并采用控制电路在上电时控制第三支路打开，以对整机管路进行冲洗，并根据检测到的自来水状态参数（例如自来水TDS值和温度值等）控制排废管路组件的第二支路的开闭时间及次数，以调节不同情况下废水排放的流量，实现对纯水处理系统的废水排放流量的脉冲式控制，在减少废水排放的同时，还能提升纯水处理系统生产的水质，以及提高滤芯的使用寿命。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型较佳实施例的脉冲式排废水装置及其与纯水处理系统局部连接原理框图；

图2是本实用新型较佳实施例的脉冲式排废水装置中控制电路原理框图；

图3是本实用新型较佳实施例的纯水处理系统及其与脉冲式排废水装置局部连接原理框图一；

图4是本实用新型较佳实施例的纯水处理系统及其与脉冲式排废水装置局部连接原理框图二。

具体实施方式

本实用新型较佳实施例的脉冲式排废水装置用于对生产纯水的纯水处理系统进行节水控制，如图1所示，同时参阅图3，其中的纯水处理系统包括进水口3、出水口15及废水排放口13，以及包括顺次连接在进水口3和出水口15之间的前处理装置2、过滤装置4和后处理装置8、14；其中，脉冲式排废水装置包括连接在废水排放口13与后处理装置8的废水口之间的用于排废水的排废管路组件；该排废管路组件包括并联连接的至少两个支路，分别为：用于实现定量排废水、且开关状态为常开的第一支路，用于实现定量排废水、且开关状态可控的第二支路；该脉冲式排废水装置还包括与第二支路连接的控制电路，用于根据检测到的自来水状态参数控制第二支路的开闭时间及次数、以实现对纯水处理系统的废水排放流量的脉冲式控制。

进一步地，如图4所示，上述排废管路还包括用于实现对整机管路进行冲洗控制的第三支路；控制电路与第三支路连接，用于在上电时控制第三支路打开，以对整机管路进行冲洗。

可以理解，上述第一支路、第二支路和第三支路可以由不同的电磁阀或废水比等器件构成，只需能满足上述功能即可，在此不一一详细描述。

在一个具体的实施例中，上述第一支路包括第一废水比16，第二支路由第二废水比9和第二电磁阀11串联组成，第三支路包括第一电磁阀10。

上述实施例中，第一电磁阀10主要在净水器开启时（即整机上电时）被打开，冲洗纯水处理系统管路，以冲掉反渗透膜表面的沉积物，防止沉积物造成膜堵塞；第二支路带常开的第一废水比16，主要用于保证纯水处理系统中基本的废水排放流量；第三支路带开关状态可控的第二废水比16和第二电磁阀11，当第二电磁阀11打开时，整机的废水排放量为第一废水比16和第二废水比9的叠加，因此废水排放量较大，当第二电磁阀11关闭时，整体废水排放量则较小，因此可通过对第二电磁阀11开闭的控制来实现对纯水处理系统整体废水排放流量的脉冲式控制。

可以理解，上述实施例中的控制电路20还连接有电源适配器30，以及连接有纯水处理系统的进水电磁阀6、压力开关12、增压泵7和用于检测自来水状态参数的传感器（例如TDS探头或温度传感器）等等。

上述实施例中，自来水状态参数包括自来水TDS值和/或自来水温度值。其中，上述TDS是英文totaldissolved solids的缩写，中文译名为溶解性总固体，又称总含盐量，测量单位为毫克/升（mg/L）,它表明1升水中溶有多少毫克溶解性总固体，或者说1升水中的离子总量，可以表示水的硬度值。当自来水状态参数为自来水TDS值时，可通过实时监测纯水处理系统中的自来水TDS值来实现废水排放流量的控制。

例如，当检测到自来水TDS值较小时，表示纯水处理系统的水中离子、颗粒物等较少，可控制第二电磁阀11打开频率较低，且每次打开时间相对短一些，以减小废水排放量；当检测到自来水TDS值较大时，表示纯水处理系统的水中离子、颗粒物等较多，可控制第二电磁阀11打开频率较高，且每次打开时间相对长一些，以增加废水排放量，防止水中的离子、颗粒物等在膜表面沉积造成膜堵塞。这样可以实现有针对性的进行废水排放流量控制，在节水的同时提升水质，并延长滤芯寿命。

在进一步的实施例中，如图2所示，上述脉冲式排废水装置的控制电路20包括：与传感器连接、用于采集自来水状态参数的采集单元21；用于对自来水状态参数进行比较分析的数据处理单元22；用于根据数据处理单元22的比较分析结果产生用于控制第二电磁阀11开闭指令的指令产生单元23；其中，采集单元21的输出端连接数据处理单元22的输入端，数据处理单元22的输出端连接指令产生单元23的输入端，指令产生单元23的输出端连接第二电磁阀11。当自来水状态参数为自来水TDS值时，采集单元21连接有用于检测自来水TDS值的TDS探头6；当自来水状态参数为自来水温度值时，采集单元21连接有用于检测自来水温度值的温敏传感器。

具体地，上述脉冲式排废水装置的优选控制方法如下：在接通纯水处理系统的电源时，控制纯水处理系统的进水电磁阀6和镇压泵工作，同时控制脉冲式排废水装置的第一电磁阀10打开第一预设时间后关闭，纯水处理系统进入正常制水状态；在纯水处理系统处于正常制水状态时，对检测到的自来水状态参数进行分析，产生用于控制脉冲式排废水装置的第二电磁阀开闭的控制指令。其中，上述第一预设时间可以是根据不同的纯水处理系统进行具体设置，例如可以是5秒、10秒、15秒、20秒等。在第一电磁阀10打开的第一预设时间内，由于第一电磁阀10不带废水比，因此可对纯水处理系统的管路进行冲洗，以冲洗膜表面的沉积物，防止沉积物造成膜堵塞。

下面以自来水状态参数为自来水TDS值的情况对该控制方法进行详细说明。具体包括：在纯水处理系统处于正常制水状态时，对检测到的自来水状态参数进行分析，产生用于控制脉冲式排废水装置的第二电磁阀11开闭的控制指令的步骤具体包括：将自来水TDS值由小到大分为至少两个阶段，包括第一阶段：0～a PPM和第二阶段：a～b PPM；其中，a、b为任意正数，且a＜b，例如，a=200PPM，b=400PPM；在纯水处理系统处于正常制水状态时，判断检测到的自来水TDS值属于哪个阶段；在自来水TDS值属于第一阶段时，产生控制第二电磁阀11间隔第二预设时间打开一次，且每次打开持续时间为第三预设时间；在自来水TDS值属于第二阶段时，产生控制第二电磁阀11间隔第四预设时间打开一次，且每次打开持续时间为第五预设时间。

优选地，将自来水TDS值由小到大分为三个阶段，除了包括前述两个阶段外，进一步还包括第三阶段：＞b PPM；在自来水TDS值属于第三阶段时，产生控制第二电磁阀11间隔第六预设时间打开一次，且每次打开持续时间为第七预设时间。

优选地，上述第二预设时间、第四预设时间和第六预设时间为1～10分钟内的任意时间，且第二预设时间＞第四预设时间＞第六预设时间。例如：第二预设时间为5～10分钟、第四预设时间为3～5分钟和第六预设时间为1～3分钟，具体可以根据不同规格的净水器进行合理设置。

优选地，上述第三预设时间、第五预设时间和第七预设时间为1～60秒内的任意时间，且第三预设时间＜第五预设时间＜第七预设时间。例如：第三预设时间为1～19秒、第五预设时间为20～24秒和第七预设时间为25～30秒，具体可以根据不同规格的净水器进行合理设置。

在一个较优选的实施例中，上述控制方法具体包括：接通纯水处理系统电源，控制电路20控制打开进水电磁阀6和第一电磁阀10，纯水处理系统的增压泵7工作，20秒后，关断第一电磁阀10，纯水处理系统正常制水；控制电路20同时通过TDS探头6检测到的自来水值在1～200PPM时，在正常制水状态下，第二电磁阀11每5分打开1次，打开时间18秒，脉冲式排废水；或当TDS探头6检测到的自来水值在200～400PPM时，在正常制水状态下，第二电磁阀11每4分打开1次，打开时间22秒，脉冲式排废水；或当TDS探头6检测到的自来水值在＞400PPM时，在正常制水状态下，第二电磁阀11每3分打开1次，打开时间28秒，脉冲式排废水。

进一步地，上述控制方法还包括步骤：检测纯水处理系统的压力罐是否装满；在纯水处理系统的压力罐装满时，产生控制纯水处理系统的压力开关12、第一电磁阀10、第二电磁阀11、进水电磁阀6均断开的控制指令，当压力罐水用掉后，纯水处理系统再往复工作。

与现有技术中的对前置处理装置定时冲洗和对后处理装置进行实时冲洗的方案相比，上述较佳实施例的控制方法实现了更加优化的废水排放方法，对比试验证明，采用上述较佳实施例的控制方法后，节水效果比现有技术中的冲洗方式更加明显。

在较为优选的实施例中，上述脉冲式排废水装置中的并联连接的第二支路和第三支路由一个组合电磁阀替代，该组合电磁阀包含有一个常开的废水比支路和一个不带废水比的电磁阀支路，且该常开的废水比支路与该不带废水比的电磁阀支路并联连接。当控制电路20控制其中的不带废水比的电磁阀支路导通时，整个组合电磁阀将两端的管路连通，可实现对后处理装置的冲洗；当控制电路20控制其中的不带废水比的电磁阀支路关闭时，整个组合电磁阀中的废水比支路起作用。

在更优选的实施例中，上述脉冲式排废水装置中的并联连接的第一支路和第二支路由一个废水比电磁阀替代，该废水比电磁阀包含有一个带常开废水比的支路和一个带开关状态可控废水比的支路，且该带常开废水比的支路与该带开关状态可控废水比的支路并联连接。

具体地，上述废水比电磁阀包括进水管、出水管、进水腔、出水腔、第一毛细管和第二毛细管；其中，出水腔与出水管连通，进水管通过第一毛细管与进水腔连通，同时进水管通过第二毛细管与出水腔连通；废水比电磁阀还包括用于控制进水腔与出水腔的连通状态的电磁阀控制部件。即其中的第一毛细管对应为开关状态可控的废水比，第二毛细管为常开废水比。

当控制电路20控制电磁阀控制部件的阀芯关闭时，其进水腔与出水腔相隔断，由进水管经过第一毛细管进入到进水腔中的液体无法进入到出水腔，使得连通第一毛细管无法起到废水比的作用，只有第二毛细管起作用，整个废水比电磁阀的废水比即为第二毛细管的废水比大小；当控制电路20控制电磁阀控制部件的阀芯打开时，其进水腔与出水腔相连通，此时由进水管经过第一毛细管进入到进水腔中的液体可以进入到出水腔中，整个废水比电磁阀的废水比为第一毛细管与第二毛细管的废水比大小之和。因此，采用上述废水比电磁阀可实现对整机废水比流量的精确调节和控制。

在本实用新型的另一实施例中，还提供了一种净水器，如图3所示，包括进水口3、出水口15及废水排放口13，以及包括顺次连接在进水口3和出水口15之间的前处理装置2、过滤装置4和后处理装置8、14；其中，还包括如前述任一实施例中的脉冲式排废水装置，脉冲式排废水装置的排废管路组件连接在后处理装置8的废水口处，其中脉冲式排废水装置及其控制方法参阅前述各实施例，在此不赘述。

优选地，上述脉冲式排废水装置的TDS探头设置在后处理装置之前。

优选地，上述前处理装置2为活性炭滤芯，过滤装置4为PP滤芯或超滤膜，后处理装置包括RO膜滤芯8（即反渗透膜滤芯）和后置活性炭滤芯14；RO膜滤芯8与后置活性炭滤芯14之间连接有压力开关12和压力罐1；RO膜滤芯8与过滤装置4之间连接有进水电磁阀6和增压泵7；TDS探头设置在所述增压泵之前。

下面通过具体的实验将上述脉冲式排废水方案与背景技术第三段中所介绍的定量排废水方案、背景技术第四段所介绍的纯水机方案分别进行对比说明。

正常情况下，在电磁阀全开时，排废水流量为1-1.2L/min，假设为1L/min，同时假设连续工作24小时。

上述采用脉冲式排废水装置的纯水处理系统中，假设第三支路的冲洗电磁阀每八小时工作一次，每次打开时间为15S，即每天24小时工作三次，总排水量为(3*15S*1L/min)/60S=0.75L。定量排废水为150CC且开关状态为全开的第一支路：工作24小时，总排废水量为

[(24h/min*60min/s*60s-3*15S)*150mL/min]/(60S*1000)≈216L。定量排废水为150CC且开关状态为可控的第二支路：若其工作频率为每10分钟打开15秒，则工作次数为（24*60*60）/615≈140次，总排水量为(140*15S*150mL/min)/(60S*1000)=5.25L。由上可知，采用脉冲式排废水装置的纯水处理系统1天的总排水量大约为0.75L+216L+5.25=222L。

采用背景技术第三段中所介绍的定量排废水方案：假设冲洗电磁阀每八小时工作一次，打开时间为15S，即每天24小时工作三次，总排水量为(3*15S*1L/min)/60S=0.75L。定量排废水为300cc的支路：工作24小时，总排废水量为

[(24h/min*60min/s*60s-3*15S)*300mL/min]/(60S*1000)≈431.8L。

不难看出，与上述定量排废水方案相比，本实用新型的采用脉冲式排废水装置的纯水处理系统在废水排放总量大大减少，达到了节水的目的。

由于背景技术第四段中介绍的纯水机方案中，是采取停一段时间一排废水一定时间的循环模式，中间完全不排废水将会对RO膜寿命有较大影响。而本实用新型的脉冲式排废水方案中，是采用持续及脉冲式排废水的方式进行，这样不仅能达到节水的目的，而且这种变换的排废水的工作方式满足RO膜的工作条件，同时对于冲洗膜表面的堵塞物有不同的冲击力，排废水效率更高，且效果更好。

综上，本实用新型通过在纯水处理系统的废水排放口13与后处理装置8的废水口之间设置排废管路组件，并采用控制电路20在上电时控制第一电磁阀10打开，以对整机管路进行冲洗，并根据检测到的自来水状态参数（例如自来水TDS值和温度值等）控制排废管路组件的第二电磁阀17的开闭时间及次数，以调节不同情况下废水排放的流量，实现对纯水处理系统的废水排放流量的脉冲式控制，在减少废水排放的同时，还能提升纯水处理系统生产的水质，以及提高滤芯的使用寿命。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种脉冲式排废水装置，用于对生产纯水的纯水处理系统进行节水控制；所述纯水处理系统包括进水口、出水口及废水排放口，以及包括顺次连接在所述进水口和所述出水口之间的前处理装置、过滤装置和后处理装置；其特征在于，所述脉冲式排废水装置包括连接在所述废水排放口与所述后处理装置的废水口之间的用于排废水的排废管路组件；所述排废管路组件包括并联连接的至少两个支路，分别为：用于实现定量排废水、且开关状态为常开的第一支路，用于实现定量排废水、且开关状态可控的第二支路；

2.根据权利要求1所述的脉冲式排废水装置，其特征在于，所述排废管路还包括用于实现对整机管路进行冲洗控制的第三支路；

3.根据权利要求1所述的脉冲式排废水装置，其特征在于，所述控制电路包括：

用于采集所述自来水状态参数的采集单元；

用于对所述自来水状态参数进行比较分析的数据处理单元；

4.根据权利要求3所述的脉冲式排废水装置，其特征在于，所述自来水状态参数包括自来水TDS值，所述采集单元连接有用于检测所述自来水TDS值的TDS探头。

5.根据权利要求3所述的脉冲式排废水装置，其特征在于，所述自来水状态参数包括自来水温度值，所述采集单元连接有用于检测所述自来水温度值的温敏传感器。

6.根据权利要求2所述的脉冲式排废水装置，其特征在于，所述第一支路包括第一废水比，所述第二支路由第二废水比和第二电磁阀串联组成，所述第三支路包括第一电磁阀。

7.一种净水器，包括进水口、出水口及废水排放口，以及包括顺次连接在所述进水口和所述出水口之间的前处理装置、过滤装置和后处理装置；其特征在于，还包括如权利要求1-6中任一项所述的脉冲式排废水装置，所述脉冲式排废水装置的排废管路组件连接在所述废水排放口与所述后处理装置的废水口之间。

8.根据权利要求7所述的净水器，其特征在于，所述脉冲式排废水装置的TDS探头设置在所述后处理装置之前。

9.根据权利要求8所述的净水器，其特征在于，所述前处理装置为活性炭滤芯，所述过滤装置为PP滤芯或超滤膜，所述后处理装置包括RO膜滤芯和后置活性炭滤芯；

所述RO膜滤芯与所述后置活性炭滤芯之间连接有压力开关和压力罐；所述RO膜滤芯与所述PP滤芯或超滤膜之间连接进水电磁阀和增压泵；所述TDS探头设置在所述增压泵之前。