CN203845841U - 一种人机交汇式水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人机交汇式水处理系统，包括水过滤器、脱气装置、密闭式恒温水槽、PLC和触摸屏。脱气装置的顶部设置有溶氧表，脱气装置为若干个相互并联或串联的纳米脱气膜，脱气装置外侧还设置有真空泵和气压传感器。采用上述结构后，能使恒温加热和脱气同时进行，避免了二次加工，同时脱氧效果更好，可直接使用自来水作为原水，能连续不断地生产满足要求的脱气水。溶氧表能检测最终脱气水的溶氧值、气压传感器能对每个脱气腔中的负压进行检测，可通过调整脱气腔中的负压，来调节脱气水的溶氧值，从而达到人工干预，以适应不同用户对不同溶氧值水的要求。

Description

一种人机交汇式水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种医用水或超声测量用水的水处理装置，特别是一种人机交汇式水处理系统。

背景技术

随着超声技术的普及应用，超声波的声参数测量技术也显得更加重要。超声波声参数不能仅依靠理论计算得到，而必须应用工程方法进行精确测定。这样可以更好地对超声波设备进行技术评价和质量控制，同时帮助应用人员充分了解超声波的声参数。由于超声波自身的物理性质，超声测量一般均要求在脱气水中进行。目前用于临床治疗的高强度聚焦超声(也即HIFU），也必须借助于脱气水，同时对脱气水中的溶氧量以及水温都有较为严格的要求，因此对水处理的技术需求也越来越高。

而目前，传统的水的脱气装置主要有两种：一是使用脱气膜并辅助用真空泵抽真空的装置，二是用加热器高温加热装置把溶解于水中的气体释放出来。这两种装置仅能部分去掉水中的溶氧值，脱氧效果差。

当直接使用自来水作为原水进行脱氧时，上述两种装置所生成的脱气水中的氧气含量将远远高于实际所需，故为达到现有使用所需时，必须采用溶氧值偏低的纯水或去离子水作为原水，这样，因原水要求严格，原水的水量有限且不连续，故所生产的脱气水水量也有限，无法连续不断地生成脱气水，并且生产成本高。

另外，上述两种装置所生成的脱气水，因其水温或过冷、或过热，要想达到实用所需的水温，必须对脱气水进行二次加工，这往往又会增加了水中的溶氧值。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种脱氧效果好，且对原水要求低，能直接使用自来水，同时可以人工干预调节溶氧值的人机交汇式水处理系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

    一种人机交汇式水处理系统，包括水过滤器和脱气装置，还包括密闭式恒温水槽、PLC和触摸屏；所述水过滤器的进水口与密闭式恒温水槽的出水口相连接，密闭式恒温水槽的进水口通过水泵与自来水管相连接；水过滤器的出水口与脱气装置的底部进水口连接，该脱气装置的顶部出水口处设置有溶氧表，所述脱气装置为若干个相互并联或串联的纳米脱气膜，每个纳米脱气膜内填充的中空纤维的外周形成脱气腔，所述脱气装置外侧还设置有与每个脱气腔均相通的真空泵和用于检测每个脱气腔内气体压力的气压传感器。

    所述每个纳米脱气膜内填充的中空纤维的材料为孔径小于0.4nm的纳米材料。

    所述脱气装置和真空泵之间还设置有若干个能增加每个脱气腔气体容积的储气罐。

    所述每个储气罐的底端设置有一个共用的储水罐。

    所述密闭式恒温水槽内设置有防干烧传感器。

    所述密闭式恒温水槽内还设置有温度传感器。

    所述脱气装置与气压传感器之间还设置有稳压器。

    还包括工作水箱和三通水阀，工作水箱的出水口与密闭式恒温水槽的进水口相连接，三通水阀的左端与自来水管连接，三通水阀的右端与脱气装置的出水口相连接，三通水阀的底部出口与工作水箱的进水口相连接。

    所述工作水箱内设置有工作水位传感器。

    所述工作水箱内还设置有报警水位传感器，所述三通水阀与自来水管之间设置有常开水阀。 

本实用新型采用上述结构后，上述密闭式恒温水槽、脱气装置及真空泵，使恒温加热和脱气能同时进行，避免了二次加工；相互并联或串联的纳米脱气膜的使用，使脱氧效果更好，对原水的要求降低，可直接使用自来水作为原水，即降低了成本，又使脱气水能连续不断地生产，满足使用所需。溶氧表能直接检测经脱气装置后脱气水中的溶氧值、气压传感器能对每个脱气腔中的负压进行检测，可以通过调整脱气腔中的负压，来调节经脱气装置后水中的溶氧值，从而达到人工干预，以适应不同用户对不同溶氧值水的要求。另外，PLC及触摸屏的设置，使整个恒温加热、脱气、溶氧值及负压变化等过程能全程得到实时监控，用户同时可以根据自己的需要在触摸屏上进行观察和相关参数调整，人机界面友好，能便于使用者方便、快捷地操作。

附图说明

图1是本实用新型一种人机交汇式水处理系统的结构示意图；

图2是图1中纳米脱气膜的放大图。

其中有：1.自来水管；2.常开水阀；3.报警水位传感器；4.工作水位传感器；5.三通水阀；6.脱气装置；7.温度传感器；8.PLC；9.防干烧传感器；10.水泵；11.密闭式恒温水槽；12.机械水阀；13.水过滤器；14.溶氧表；15.纳米脱气膜；16.稳压器；17.储气罐；18.气压传感器；19.常闭气阀；20.真空泵；21.储水罐；22.常闭水阀；23.触摸屏；24.废水出口；25.工作水箱；26.中空纤维；27.脱气腔。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种人机交汇式水处理系统，包括水过滤器13、脱气装置6、密闭式恒温水槽11、PLC 8和触摸屏23。水过滤器13的进水口与密闭式恒温水槽11的出水口相连接，密闭式恒温水槽11的进水口通过水泵10与自来水管1相连接。水过滤器13的出水口与脱气装置6的底部进水口连接，脱气装置6的顶部出水口处设置有溶氧表14。

上述脱气装置6为若干个相互并联或串联的纳米脱气膜15，优选为2个相互串联的纳米脱气膜15。纳米脱气膜15的数量以及串联、并联的设置，可根据用户需求进行设计，串联时脱氧效果更好，但脱氧时间长，适用于对脱气水中溶氧值要求较高的用户，并联时与串联相比，脱氧效果较差，但脱氧时间短，效率高，适用于对脱气水溶氧值要求不高但使用量较大的用户。如图2所示，每个纳米脱气膜15内填充的中空纤维26的外周形成脱气腔27，每个纳米脱气膜15内填充的中空纤维26的材料优选为孔径小于0.4nm的纳米材料。

脱气装置6外侧还设置有与每个脱气腔27均相通的真空泵20和用于检测每个脱气腔27内气体压力的气压传感器18。脱气装置6和真空泵20之间还设置有若干个能增加每个脱气腔27气体容积的储气罐17。因为，纳米脱气膜15的脱气腔27的容积较小，在对脱气腔27内的负压进行调整时，负压值变化较大，不易调整或准确度低。增加储气罐17后，脱气腔27的容积增加，在进行负压调整时，更加方便，准确度高。储气罐17优选为2个，每个储气罐17的一侧分别通过气体管道与相应的纳米脱气膜15的脱气腔27相通，每个储气罐17的另一侧通过分支气体管道汇合至总气体管道后与真空泵20相连接。这样，每个储气罐17与每个纳米脱气膜15的脱气腔27均相通，其内部的压力也相同，只需在其中一个纳米脱气膜15的脱气腔27或与真空泵20连接的总气体管道上通过稳压器16连接一个气压传感器18即可。也可同时将其中一个储气罐17通过与开关电源连接的常闭气阀19再次与气压传感器18进行连接，这样，当检测到脱气腔27内压力异常时，可自动打开该常闭气阀19进行再次检测。

上述每个储气罐17的底端设置有一个共用的储水罐21。这样，当真空泵20误将纳米脱气膜15的水抽至储气罐17时，可及时将储气罐17中的水排除，防止水分对其中压力的影响。

上述PLC 8和触摸屏23优选与密闭式恒温水槽11、水过滤器13、脱气装置6、溶氧表14、稳压器16、气压传感器18、真空泵20等均相互连接，实现整个脱气过程的实时监测与相关参数的调整与控制，从而实现全程自动化。并且人机界面友好，便于使用者方便、快捷地操作。

    上述密闭式恒温水槽11可采用传统的加热器组合冷却压缩机的方式，密闭式恒温水槽11内设置有优选与PLC 8相连接的防干烧传感器9。当密闭式恒温水槽11的水位达到设定水位时，防干烧传感器9将信号传递给PLC 8，这时，密闭式恒温水槽11才开始工作，防止密闭式恒温水槽11因过热而损坏。密闭式恒温水槽11的底部或低于密闭式恒温水槽11进水口的侧部通过机械水阀12设置有废水出口24，这样，当本实用新型的水处理系统装置不工作时，可方便将密闭式恒温水槽11中的水及时排出。另外，储水罐21通过常闭水阀22与废水出口24相连接，当储水罐21中水量达到一定值时，可通过常闭水阀22将水从废水出口24中排出。

    上述密闭式恒温水槽11内还设置有优选与PLC 8相连接的温度传感器7。这样，可以按照用户在触摸屏23上设定的需求，使密闭式恒温水槽11内的水在0度至99度之间的任意温度节点上保持水的恒温。

上述人机交汇式水处理系统还包括工作水箱25和与优选PLC 8相连接的三通水阀5，工作水箱25的出水口与密闭式恒温水槽11的进水口相连接，三通水阀5的左端与自来水管1连接，三通水阀5的右端与脱气装置6的出水口相连接，三通水阀5的底部出口与工作水箱25的进水口相连接。工作水箱25内还优选设置有分别与PLC 8相连接的工作水位传感器4和报警水位传感器3，三通水阀5与自来水管1之间设置有常开水阀2。 这样，作为原水的自来水将在本实用新型的人机交汇式水处理系统中进行循环脱气，用户可以根据需要，通过设置循环次数和循环时间，使脱气水的脱氧效果进一步增加。

本实用新型的人机交汇式水处理系统的使用方法如下：

实施例一：非循环式人机交汇式水处理系统

第一步，用户信息设置：在触摸屏23上，将用户对最终脱气水的溶氧值值、与该溶氧值值相对应的气体腔27内需达到的负压值、以及密闭式恒温水槽11内需要达到的温度值等重要参数指标进行设置。

第二步，水温加热：水泵10将自来水管1中的自来水送入密闭式恒温水槽11中，当密闭式恒温水槽11中的水位超过设定水位时，防干烧传感器9将进行预警，密闭式恒温水槽11中的加热器开始工作，密闭式恒温水槽11中的温度传感器7对该水温进行检测，当达到第一步中用户设定水温时，加热器停止工作，后续加热器与压缩机的组合，使密闭式恒温水槽11中的水温一直保持在用户设定的水温值。

第三步，水过滤：第二步中的恒温水流入水过滤器13中，开始过滤。

第四步，脱氧：真空泵20开始工作，使纳米脱气膜15的脱气腔27中形成负压，气压传感器18能对该负压值进行检测，能随时将信息传递给PLC 8，并显示在触摸屏23上以供观察。当该负压值达到第一步中的设定值范围内时，第三步完成的过滤水开始流入脱气装置6中，过滤水从纳米脱气膜15的中空纤维26中流过，而氧气则通过脱气腔27被不断排出。

 第五步，溶氧值监测及调整：溶氧表14能对第四步中完成的脱气水的溶氧值进行随时监测，并在触摸屏23上显示以供观察。当用户需要对第四步中完成的脱气水的溶氧值进行调整时，只需对纳米脱气膜15的脱气腔27中的负压值进行调整，即可实现对最终脱气水中溶氧值的调整，该设计完全解决了以往水脱氧时，水中氧气含量无法人工干预的问题。

实施例二：循环式人机交汇式水处理系统

第一步，用户信息设置：与实施例一中设置方法同，需增加循环次数或循环时间以及工作水箱25内相关水位的设置。

第二步，工作水箱25储水：自来水管1中的自来水经过三通水阀5流入工作水箱25中，工作水位传感器4和报警水位传感器3随时对工作水箱25中的水位进行监控，当工作水箱25中的水位超过报警水位传感器3所设定的水位时，PLC 8将自动将常开水阀2关闭，停止自来水的加入。

第三步，加热、过滤、脱氧及溶氧值检测：当第二步中的工作水位传感器4检测到工作水箱25中的水位达到第一步中设定的工作水位时，将进行与实施例一中第二步至第五步相同的操作。

第四步，水循环至工作水箱25：第三步完成的脱气水经三通水阀5流入工作水箱25中。

第五步，重复上述第二步至第四步的操作。

本实用新型的水处理系统经过一次循环后，脱气水中的溶氧值基本小于等于2.0mg/L(PPM)，按现在常规医用检测所需水溶氧值需小于等于4.0 mg/L(PPM)的要求来看，只需将工作水箱25里的水全部循环一遍即可达到要求。

总之，本实用新型的水处理系统，在使用了目前推广的纳米技术后，对传统的水的去气方法是一次技术上的革命。能够在开机后，立即出水并保证持续地提供优质脱气水用于测量和诊断治疗，准备时间大大缩短，在出水量是10L/min的情况下，出水的溶氧值比传统方法降低了2倍多。而计算机控制系统，如PLC 8等的引入，解决了过去在制水时人工无法实时监控的问题，使得出水的技术指标更能满足用户的要求。

Claims (10)

1. 一种人机交汇式水处理系统，包括水过滤器（13）和脱气装置（6），其特征在于：还包括密闭式恒温水槽（11），所述水过滤器（13）的进水口与密闭式恒温水槽（11）的出水口相连接，密闭式恒温水槽（11）的进水口通过水泵（10）与自来水管（1）相连接；水过滤器（13）的出水口与脱气装置（6）的底部进水口连接，脱气装置（6）的顶部出水口处设置有溶氧表（14），所述脱气装置（6）为若干个相互并联或串联的纳米脱气膜（15），每个纳米脱气膜（15）内填充的中空纤维（26）的外周形成脱气腔（27），所述脱气装置（6）外侧还设置有与每个脱气腔（27）均相通的真空泵（20）和用于检测每个脱气腔（27）内气体压力的气压传感器（18）。

2.根据权利要求1所述的人机交汇式水处理系统，其特征在于：还包括PLC（8）和触摸屏（23）。

3.根据权利要求1所述的人机交汇式水处理系统，其特征在于：所述每个纳米脱气膜（15）内填充的中空纤维（26）的材料为孔径小于0.4nm的纳米材料。

4.根据权利要求1所述的人机交汇式水处理系统，其特征在于：所述脱气装置（6）和真空泵（20）之间还设置有若干个能增加每个脱气腔（27）气体容积的储气罐（17）。

5.根据权利要求4所述的人机交汇式水处理系统，其特征在于：所述每个储气罐（17）的底端设置有一个共用的储水罐（21）。

6.根据权利要求1所述的人机交汇式水处理系统，其特征在于：所述密闭式恒温水槽（11）内设置有防干烧传感器（9）。

7.根据权利要求1或6所述的人机交汇式水处理系统，其特征在于：所述密闭式恒温水槽（11）内还设置有温度传感器（7）。

8.根据权利要求1所述的人机交汇式水处理系统，其特征在于：还包括工作水箱（25）和三通水阀（5），工作水箱（25）的出水口与密闭式恒温水槽（11）的进水口相连接，三通水阀（5）的左端与自来水管（1）连接，三通水阀（5）的右端与脱气装置（6）的出水口相连接，三通水阀（5）的底部出口与工作水箱（25）的进水口相连接。

9.根据权利要求8所述的人机交汇式水处理系统，其特征在于：所述工作水箱（25）内设置有工作水位传感器（4）。

10.根据权利要求8或9所述的人机交汇式水处理系统，其特征在于：所述工作水箱（25）内还设置有报警水位传感器（3），所述三通水阀（5）与自来水管（1）之间设置有常开水阀（2）。