CN211595104U - 一种水软化装置缺盐诊断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水软化装置缺盐诊断装置，包括连接上位机的一自动软化控制阀和一电导率仪；其中，自动软化控制阀，连接有自来水管、排水管、软化水出水管和一溶盐箱；该自动软化控制阀在启动软化再生过程时，输出再生启动信号给上位机；在停止软化再生过程时，输出再生停止信号给上位机；电导率仪，装设在所述排水管上；所述排水管形成有一下凹段该电导率仪装设在该下凹段的底部,确保该段内部水不会被排空。电导率仪与上位机合二为一，形成紧凑型独立的电子产品，安装于排水管上。以克服传统软水装置由于加盐提醒功能缺失，或不可靠、不及时导致的出水硬度超标问题；及时、有效的加盐提醒可以帮助用户减少使用风险和不必要的损失。

Description

一种水软化装置缺盐诊断装置

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及解决水软化装置加盐的时机和提醒问题。

背景技术

目前，使用钠型(Na+)阳离子树脂作为过滤填料，利用离子交换原理去除自来水中的Ca2+、Mg2+，从而将自来水硬度去除或降低、以减少水垢的产生，该方法已经在水处理领域得到普遍使用。由于阳离子树脂在吸附饱和后即失去处理能力，故需要对其使用饱和盐水执行再生(反向吸附过程)，使树脂颗粒上的位点重新被Na+替代，从而树脂滤料得到复性、恢复软化能力。这个吸附、再生(反向吸附)的过程对于离子交换法去除水硬度的装置(即水软化装置，或称为软水器)来言，是必不可少的。

由于水软化装置的滤料需要定期再生和消耗NaCl(后简称盐)，因此水软化装置一定会带有一个溶盐箱用于盛装过量的盐，并形成饱和盐水供定期再生使用。当盐箱中的固体盐消耗完，软化装置将失去再生功能，因此，定期添加是一个必要的过程。

传统水软化装置对于这个加盐的过程通常采取的提醒方式有以下几种：

一是，不提醒，用户自行凭观察和经验把控——这是最普遍的方式，这种方式占据同类装置的90％以上。

二是，定时提醒，每次过量添加。然而存在的问题及不足是：这是一种相对粗放的管理方式，在没有明确每次再生的消耗量、没有明确每次添加的盐量及再生周期的前提下，通常很难精确把握加盐的时机，即变量太多、变数太大，可靠性很低。

三是，利用红外原理在盐箱内增加料位传感器以感应固体盐的物料高度变化来提醒加盐。然而存在的问题及不足是：由于盐箱是一个恶劣、复杂的固/液混合高盐工作环境，这对任何传感器而言都是一个不小的挑战，同时，此类传感器利用光电原理工作，其寿命和成本都会对其推广造成障碍，即可靠性、经济性欠佳；

四是，利用比重变化原理，当盐箱中的溶液密度足够低时，触发一个再生开关信号装置提醒加盐。然而存在的问题及不足是：溶盐箱内无搅拌装置，且大多数时候处于固、液混合状态，盐液的浓度并不均匀。且密度变化带来的浮力变化不够显著，从而导致该方法可靠性不足。同时，它也受到浮力传动机构的精密度、可靠度和盐箱注水液位的高度变化的影响，也会带来性能不稳定问题。

综上所述，水软化装置加盐的时机和提醒问题，目前只有极少数产品上具备类似功能，且可靠性、经济型都不够理想，这也是它们都难以得到普及的一个关键。而把解决的方向定位在工作环境相对复杂和恶劣的溶盐箱内，则是导致该问题难以解决的一个重要核心因素。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种水软化装置缺盐诊断装置。通过更加可靠、简便、低成本的装置来解决水软化装置的缺盐诊断和提醒问题，以克服传统软水装置由于加盐提醒功能缺失，或不可靠、不及时导致的出水硬度超标问题；尤其对于工业水处理系统而言，由于软化装置对于后段诸如膜元件、电除盐、热水锅炉等水处理装置具有关键性的保护作用，及时、有效的加盐提醒可以帮助用户减少使用风险和不必要的损失。

为达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水软化装置缺盐诊断装置，包括一上位机、及连接该上位机的一自动软化控制阀和一电导率仪；其中，

自动软化控制阀，连接有自来水管、排水管、软化水出水管和一溶盐箱；该自动软化控制阀在启动软化再生过程时，输出再生启动信号给上位机；在停止软化再生过程时，输出再生停止信号给上位机；

电导率仪，装设在所述排水管上；所述排水管形成有一下凹段，该电导率仪装设在该下凹段的底部。

如上所述的一种水软化装置缺盐诊断装置，电导率仪与上位机合二为一，形成紧凑型独立的电子产品，安装于排水管上。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：

一是，采用电导率在线测量方法作为核心。电导率仪连接自动软化控制阀的排水管上，易于安装；且装设在排水管的下凹段的底部，以防排空水，以确保该电导率仪始终浸泡在水中，保证电导率仪工作条件稳定、以实时在线测量并输出电导率信号给上位机；电导率在线测量技术成熟、可靠，相关电导率仪的成本较低、货源充足。

二是，在上位机软件系统中增加了电导率信号的采集和分析功能，通过上位机记录并分析再生过程排水口电导率的定性指标变化过程来判别盐箱是否缺盐。测量数据的跨度大，仅须区分超高、正常两类，对仪表的精度要求不高，不需要定期校准。

三是，可将该电导率仪与上位机合二为一，形成紧凑型独立的电子产品，安装于现有任何软化装置的排水管上即可实现相关功能，无须对现有软化再生装置进行结构、电路的改造，具有良好的兼容性，利于大面积推广。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型水软化装置缺盐诊断装置的结构示意图；

图2是本实用新型电导率仪的安装结构示意图；

图3是本实用新型水软化装置的软化再生过程排水口电导率变化示意图；

图4是本实用新型水软化装置在软化再生吸盐+慢洗过程-时间vs.电导率曲线的示意图；

图5是本实用新型上位机的控制流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

现结合图1至图4,说明本实用新型一种水软化装置缺盐诊断装置。包括一上位机、及连接该上位机的一自动软化控制阀和一电导率仪。

请结合图1和图2所示，所述自动软化控制阀连接有自来水管、排水管、软化水出水管和一溶盐箱，该自动软化控制阀连接在一软化过滤器上。本实施例中，采用型号F63B1或型号F63B3自动软化控制阀。水软化装置是通过该自动软化控制阀的启动和停止，来控制和实现水的过滤和软化再生过程的，请结合图3所示，所述软化再生过程包括反洗时启动，历经吸盐、慢洗、补水，正洗结束后停止，本实用新型软化再生过程的吸盐加上慢洗(吸盐+慢洗)的时间≥60min，以确保软化树脂得到充分再生。该自动软化控制阀在启动和停止软化再生过程时输出再生开关信号给上位机，所述再生开关信号包括再生启动信号和再生停止信号，以提示软化再生过程的起始点和终止点。具体的，所述自动软化控制阀在启动软化再生过程时，输出再生启动信号给上位机；所述自动软化控制阀在在停止软化再生过程时，输出再生停止信号给上位机。

请结合图1和图2所示，所述电导率仪CT装设在所述排水管上，本实施例中，采用型号CM230电导率仪。具体的，所述排水管连接自动软化控制阀的排水口及地漏下水口，该排水管形成有一下凹段A，类似一U形管，所述电导率仪装设在该下凹段A的底部，以防排空水，确保该电导率仪CT始终浸泡在水中，以实时在线测量并输出电导率信号给上位机。本实用新型电导率仪CT的参数为量程0-2000μs/cm@25℃。

市政自来水的电导率国标规定为<2000μs/cm@25℃(本文后续表述电导率一律为补偿至25℃时的电导率)，而可以用于再生软化阳树脂的浓盐水的电导率则高达20000μs/cm以上。

如图4所示，一次成功、完整的软化再生过程，必然经历一次从排水管测得的电导率从“超高”到“正常”的变化过程，“超高”过程说明水软化装置成功吸入浓盐水，“正常”过程说明软化再生过程结束时，水软化装置内浓盐水已经被正常排出、并被自来水成功替代。同时，这个“正常”值的存在亦可从侧面验证电导率仪性能正常、可以正常反映数据变化。

当溶盐箱中缺盐时，必然导致吸入的盐溶液浓度(即电导率)下降或与自来水接近，本实用新型正是利用这个典型的过程电导率变化，通过电导率仪实时输出的电导率信号给上位机，来实现水软化装置的溶盐箱是否缺盐的判断的。

所述上位机具有上述电导率信号的采集和分析功能，本实施例采用芯片型号EM78P451的上位机。本实用新型还可将所述电导率仪与上位机合二为一，形成紧凑型独立的电子产品，安装于现有任何水软化装置的排水管上，即可实现通过所述上位机记录并分析排水管中电导率的定性指标变化过程来判别溶盐箱是否缺盐。

请结合图5所示，说明本实用新型水软化装置缺盐诊断方法是：当上位机接收到自动软化控制阀输出的再生启动信号时，开始对本实用新型水软化装置软化再生过程中缺盐状态进行诊断；上位机开始采集和记录本实用新型电导率仪输出的电导率信号；考虑电导率信号数据可能的波动，为了确保判断的可靠性，本实用新型上位机采集和记录电导率信号的时间间隔为5-15秒。最佳的，本实用新型上位机采集和记录电导率信号的时间间隔为10秒。

在整个软化再生过程中，上位机根据采集和记录的电导率信号，在软化再生过程结束后，上位机做如下缺盐诊断：

一是，当上位机采集和记录的电导率信号的超高数据的累计个数≥60个，且在软化再生过程结束前10分钟内，上位机采集和记录的电导率信号的正常数据的累计个数≥30个时；在软化再生过程结束后，接收到自动软化控制阀输出的再生停止信号的上位机，提示“软化再生过程终止”，此次软化再生过程视为达标。

二是，当上位机采集和记录的电导率信号的超高数据的累计个数<60个，在软化再生过程结束后，接收到自动软化控制阀输出的再生停止信号的上位机，提示“溶盐箱缺盐警告信号”，此次软化再生过程视为不达标。

三是，当上位机采集和记录的电导率信号的超高数据的累计个数≥60个，且在软化再生过程结束前10分钟内，上位机采集和记录的电导率信号的正常数据的累计个数<30个时；在软化再生过程结束后，接收到自动软化控制阀输出的再生停止信号的上位机，提示“再生异常警告信号”，此次软化再生过程视为不达标。

在本实用新型中，所述电导率信号的超高数据为电导率>2000μs/cm，电导率仪输出无效值；所述电导率信号的正常数据为电导率<2000μs/cm，电导率仪输出具体有效值。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种水软化装置缺盐诊断装置，其特征在于，包括一上位机、及连接该上位机的一自动软化控制阀和一电导率仪；其中，

自动软化控制阀，连接有自来水管、排水管、软化水出水管和一溶盐箱；该自动软化控制阀在启动软化再生过程时，输出再生启动信号给上位机；在停止软化再生过程时，输出再生停止信号给上位机；

电导率仪，装设在所述排水管上；所述排水管形成有一下凹段，该电导率仪装设在该下凹段的底部。

2.根据权利要求1所述的一种水软化装置缺盐诊断装置，其特征在于，电导率仪与上位机合二为一，形成紧凑型独立的电子产品，安装于排水管上。

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