CN212425650U - 一种稳压无废水大流量反渗透净水器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种稳压无废水大流量反渗透净水器，在自来水入口（1）装有减压稳压阀（2），水囊式蓄水罐由隔离膜（15）分成非纯水区域（14）和纯水区域（16）两部分，纯水区域（16）经后置滤芯（23）与纯水龙头（22）连通；非纯水区域（14）的非纯水进出口（10）与前置滤芯组（4）入口连通，浓水进出口（17）与自来水龙头或自来水常断电磁阀龙头（25）连通，并经废水电磁阀/废水比阀（24）与反渗透膜（6）的反渗透浓水出口（7）连通。本发明以自来水压力做功放纯水，流量远大于现有大流量反渗透净水器，水囊式蓄水罐（19）使用，具有无废水、大流量，体积小、结构简单、成本低、反渗透膜（6）使用寿命长等优点。

Description

一种稳压无废水大流量反渗透净水器

技术领域

本发明属于反渗透净水器技术领域，涉及反渗透净水器有无废水、流量大小和是否能连续放纯水的技术问题，特别是涉及反渗透净水器如何使用蓄水罐解决无废水的技术问题和自来水动力驱动如何实现大流量连续放纯水的技术问题。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，越来越多的人们开始注意饮水卫生，市面上出现了各式各样的净水器，当前反渗透净水器生产在我国发展异常迅速，在整个净水器中的比例也越来越大，2019年已超过90%，并且有继续增长的趋势。2020年前反渗透净水器流量小，反渗透净水器大多配套有蓄水罐。

2020年前RO反渗透净净水器蓄水罐是气囊式蓄水罐，在制水过程中纯水进入纯水区域16压缩气囊中的气体，放水过程，空气体积膨胀释放势能将纯水区域16的纯水排出，其在使用中存在很多问题：

气囊式反渗透净水器在制水过程中75%以上的水没有被使用，当废水排到废水沟里，造成水的浪费。气囊式蓄水罐空气占有罐体积的50%以上的空间，罐的体积利用率较小。

气囊式蓄水罐在排出纯水过程中气体压强会逐渐减小，纯水流量随之减小。比不带气囊式蓄水罐的反渗透净水器的流量好一些，还是不均匀，流量减少较快。

气囊式蓄水罐必须安装气门嘴，出厂前必须给气囊式蓄水罐打一定压强的空气，蓄水罐如果不打气，蓄水室有空气，气囊式蓄水罐不能使用。打气压强没有达到要求，也会影响流量和出水率。

气囊式蓄水罐开始放水，放出30%的水，为了保持较高流量，净水器高压泵5启动，使罐中总是存有70%以上的水，蓄水罐的进出口又在桶的最高点，死水较多，容易滋生细菌。

气囊式压力罐体积大，抗压性差，空气高压蓄能量较多，一旦高压开关出现故障，爆破破坏性极大，常有气囊式蓄水罐爆炸事件报道。气囊式蓄水罐启动频繁，故障多，损坏率高，使用寿命短只有两年。

气囊式蓄水罐高压泵5在制水过程中，不仅要克服反渗透膜6的阻力做功，而且要克服蓄水罐空气压力做功，蓄水罐中的空气势能是在这个过程中蓄存起来的。由于蓄水罐中的压强逐渐增大，高压泵5的实际功率也逐渐增大，要求高压泵5的额定功率大于最大的实际功率，使得高压泵5的额定功率远大于平均功率。

2020年以来市场趋势向大流量反渗透膜6，双反渗透膜6，无蓄水罐发展。大流量反渗透膜6的使用，体积减小，能连续放纯水，气囊式压力罐逐渐被淘汰。但是反渗透膜6再大的流量也无法与自来水流量相比，停电就无法放纯水，并且反渗透膜6流量大了带来新问题，产品成本提高了，制水同时放纯水，反渗透膜6初始制水两分钟之内纯水的TDS值很高，纯水质量降低了，制水同时放纯水，开机频率过高对增压泵质量有更高要求，再有无蓄水罐解决不了浓水的合理使用问题，水的浪费依然存在。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳压无废水大流量反渗透净水器，该反渗透净水器的水循环系统与现有的净水器原理不同，水路不需要进水电磁阀，制水使用高压泵5电力做功，放纯水、净水和浓水使用自来水动力做功；以自来水压力做功放纯水，流量远大于现有大流量反渗透净水器的流量；水囊式蓄水罐19的使用高压泵5启动频率低于原压力罐净水器，并且实现了无废水排放；使用TDS检测器26检测浓水的TDS值，提高制纯水质量，提高制纯水率；放净水有对反渗透膜6进行冲洗的功能，保护反渗透膜6，延长使用寿命。

为了实现本发明的目的，提出以下技术方案：

一种稳压无废水大流量反渗透净水器包括自来水入口1、减压稳压阀2、低压开关3、前置滤芯组4、高压泵5、反渗透膜6、水囊式蓄水罐19、后置滤芯23、纯水龙头22、废水电磁阀/废水比阀24、自来水常断电磁阀龙头25；所述自来水入口1通过减压稳压阀2与前置滤芯组4连接，前置滤芯组4通过高压泵5与反渗透膜6入口连接；所述水囊式蓄水罐19使用一个隔离膜15把水囊式蓄水罐19内分成两部分，一部分是非纯水区域14，另一部分是纯水区域16；所述纯水区域16的纯水进出口12通过后置滤芯23与纯水龙头22连通，并与反渗透膜6的反渗透纯水出口8连通；所述非纯水区域14的非纯水进出口10与减压稳压阀2出口连通，并与低压开关3连通；所述非纯水区域14的浓水进出口17与自来水常断电磁阀龙头25连通，并经废水电磁阀/废水比阀24与反渗透膜6的反渗透浓水出口7连通。

所述纯水区域16的纯水进出口12与反渗透膜6的反渗透纯水出口8之间装有第一压力开关20和第二压力开关21。所述第一压力开关20的导通压强大于大气压强P₀，小于放水压强P₁；第二压力开关21的导通压强大于放水压强P₁，小于自来水压强为P₂；两个压力开关的关断压强都是大于自来水压强P₂，小于被堵压强P₃；选择开关29选择与第一压力开关20连接或与第二压力开关21连接。

所述水囊式蓄水罐19的非纯水区域14底部装有TDS探头18，TDS检测器26根据TDS探头18提供的数据控制第一TDS开关27和第二TDS开关28通断。

所述TDS检测器26设置的导通值为G₂，当TDS探头18检测到TDS降低为G₂时，TDS检测器26控制第一TDS开关27导通，第二TDS开关28关断；所述TDS检测器26设置的关闭值为G₃，放水值为G₄，当TDS检测器26启用关闭值，TDS探头18检测到TDS值升高为G₃时，TDS检测器26控制第一TDS开关27关断，第二TDS开关28关断；当TDS检测器26启用放水值，TDS探头18检测到TDS值升高为G₄时，TDS检测器26控制第一TDS开关27关断，第二TDS开关28导通。

所述自来水常断电磁阀龙头25的电源开关由手动放水开关30和第二TDS开关28并联组成。用户需要放自来水，接通手动放水开关30放自来水；当TDS检测器26启用放水值，非纯水区域14的浓水TDS升高为G₄时，第二TDS开关28导通,自来水常断电磁阀龙头25放浓水。

所述高压泵5的电源开关由低压开关3、选择开关29选择的压力开关和第一TDS开关27的串联电路组成。低压开关3和第一TDS开关27导通情况下，选择开关29选择第一压力开关20，纯水放尽高压泵5启动，选择开关29选择第二压力开关21，打开纯水龙头高压泵5启动。

所述水囊式蓄水罐19非纯水区域14的非纯水进出口10装在非纯水区域14的较高位置，非纯水进出口10的罐内进出口装有非纯水进出口阀门11，当制水量达到90%左右，隔离膜15推动非纯水进出口阀门11关闭非纯水进出口10水的流出，此时非纯水区域14压强增高到P₃，高压开关关断，高压泵5停止工作。

所述水囊式蓄水罐19设置有排气阀13，为了排空蓄水罐内空气，所述排气阀13安装在非纯水区域14的顶部。

所述反渗透膜6的反渗透浓水出口7与净水龙头9连通，本专利反渗透净水器不需要装进水电磁阀，无论高压泵5启动与否，打开净水龙头9都能放净水，并具有对反渗透膜6冲洗的功能，延长了反渗透膜6的寿命。

本专利净水器在自来水的质量比较好地区，非纯水区域14中的浓水TDS值不会很高，可以不安装TDS检测器26和探头；在自来水的质量比较差地区，必需安装TDS检测器26和探头，控制非纯水区域14的水TDS值不能过高，自来水常断电磁阀龙头改为自来水龙头，完全做到无废水使用；在自来水的质量很差地区，必需安装TDS检测器26和探头，并且在非纯水区域14的水TDS值达到G₄时，TDS检测器26即时控制第二TDS开关28导通,自来水常断电磁阀龙头25放浓水。

压力开关所测反渗透膜6的反渗透纯水出口8的各压强名称说明如下：

大气压强为P₀，纯水放尽时两个压力开关测得压强为P₀；纯水龙头22打开，正常放纯水时的压强为放水压强P₁；净水器内的自来水压强为P₂，不放纯水的正常压强等于自来水压强P₂；制水时非纯水进出口10口被封住时的不正常压强为被堵压强P₃；第一压力开关20的导通压强大于大气压强P₀，小于放水压强P₁；第二压力开关21的导通压强大于放水压强P₁，小于自来水压强为P₂；两个压力开关的关断压强都是大于自来水压强P₂，小于被堵压强P₃。

各压强大小关系：P₀<P₁<P₂<P₃。

TDS检测器26所测各TDS值名称说明：

所述TDS检测器26根据TDS探头18提供的数据控制第一TDS开关27和第二TDS开关28通断；TDS检测器26设置的导通值为G₂，当TDS探头18检测到TDS降低为G₂，TDS检测器26控制第一TDS开关27导通，第二TDS开关28关断；所述TDS检测器26设置的关闭值为G₃，放水值为G₄，G₃为较高值， G₄为很高值，TDS检测器26可选用关闭值G₃或放水值G₄，当TDS检测器26启用关闭值G₃，TDS探头18检测到TDS值升高为G₃时，TDS检测器26控制第一TDS开关27关断，第二TDS开关28关断；当TDS检测器26启用放水值G₄，TDS探头18检测到TDS值升高为G₄时，TDS检测器26控制第一TDS开关27关断，第二TDS开关28导通。纯水TDS值为G₀；自来水TDS值为G₁。

各TDS值大小关系：G₀<G₁<G₂<G₃<G₄。

G₂与G₃差越小高压泵5启动频率越高，差越大高压泵5启动频率越低，但G₃过高对反渗透膜不利。

本发明以自来水压力做功放纯水为主，大流量反渗透膜6放纯水为辅，能够连续放纯水，流量远大于现有大流量反渗透净水器，水囊式蓄水罐19使用，高压泵5启动频率远低于压力罐反渗透净水器，具有无废水、超大流量，体积小、结构简单、成本低、反渗透膜6使用寿命长等优点。

附图说明

图1是本发明稳压无废水大流量反渗透净水器示意图；

图2是本发明稳压无废水大流量反渗透净水器控制电路图；

图3是本发明稳压无废水大流量反渗透净水器三个循环流程图。

其中：

1自来水入口、2减压稳压阀、3低压开关、4前置滤芯组、5高压泵、6反渗透膜、7反渗透浓水出口、8反渗透纯水出口、9净水龙头、10非纯水进出口、11非纯水进出口阀门、12纯水进出口、13排气阀、14非纯水区域、15隔离膜、16纯水区域、17浓水进出口、18 TDS探头、19水囊式蓄水罐、20第一压力开关、21第二压力开关、22纯水龙头、23后置滤芯、24废水电磁阀/废水比阀、25自来水常断电磁阀龙头、26 TDS检测器、27第一TDS开关、28第二TDS开关、29选择开关、30手动放水开关。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步详细说明。

参照图1-2，本发明的稳压无废水大流量反渗透净水器工作的全过程如下：

准备工作：连接好稳压无废水大流量反渗透净水器，净水器关机，打开纯水龙头22，关闭排气阀13，自来水进入蓄水罐非纯水区域14，把纯水区域16空间压缩为零，水和空气从纯水龙头22全部排出，关闭纯水龙头22；打开排气阀13，直到排气阀13排出水时，立即关闭排气阀13；此时非纯水区域14占满蓄水罐全部空间，装满自来水，净水器通电，高压泵5启动。

制水同时不放水：高压泵5开关都导通，高压泵5工作，第一停机可能：纯水区域16纯水不断增加，隔离膜15随着制水过程不断升高，当隔离膜15把非纯水进出口阀门11关闭，压力开关测得压强为被堵压强P₃，关断压强小于P₃，压力开关关断，高压泵5停止工作。第二停机可能：制水过程非纯水区域14水的TDS不断增高，当TDS检测器26启用关闭值G₃，TDS探头18测到TDS值高于G₃，第一TDS开关27关断，高压泵5停止工作；第三停机可能：制水过程非纯水区域14水的TDS不断增高，当TDS检测器26启用放水值G₄，TDS探头18测到TDS值高于G₄，第一TDS开关27关断，高压泵5停止工作，第二TDS开关28闭合，自来水常断电磁阀龙头25导通放浓水。

制水同时放纯水：高压泵开关都导通，高压泵5工作，制水小于放纯水流量，纯水区域16纯水不断减少，自来水不断进入非纯水区域14，TDS探头18测得TDS不断减小，当纯水区域16的纯水放完，此时纯水龙头22流出的水转为反渗透纯水出口8流出的纯水，如果反渗透膜6是大于400G的大流量反渗透膜6，流量虽然只有自来水流量的三分之一以下，但还能勉强满足用户需要，如果此时关上纯水龙头22几分钟再打开纯水龙头22又恢复超大流量放纯水。

制水同时放自来水：高压泵5开关都导通，高压泵5工作，纯水区域16纯水不断增加，反渗透浓水出口7小于自来水放水流量，TDS探头18测得TDS逐渐减小，隔离膜15随着制水过程不断升高，当隔离膜15把非纯水进出口阀门11关闭，压力开关测得压强为被堵压强P₃，关断压强小于P₃，压力开关关断，高压泵5停止工作。

不制水放纯水：高压泵5不工作，第一TDS开关27和压力开关至少有一个关断。开始制水有三种可能，第一只有第一TDS开关27关断：纯水区域16纯水不断减少，自来水不断进入非纯水区域14，TDS探头18测得TDS不断减小，当TDS值低于G₂，第一TDS开关27导通，开始制水。第二只有压力开关关断：纯水区域16纯水不断减少，当纯水区域16的纯水放完，压力开关测得压强是大气压强P₀，P₀小于导通压强，高压泵5启动，此时纯水龙头22流出的水转为反渗透纯水出口8流出的纯水，如果反渗透膜6是大于400G的大流量反渗透膜6，流量虽然只有自来水流量的三分之一以下，但还能勉强满足用户需要，如果此时关上纯水龙头22几分钟再打开纯水龙头22又恢复超大流量放纯水。第三第一TDS开关27和第一压力开关20都关断：非纯水区域14TDS不断减小，电导开关先导通，纯水区域16的纯水放完，压力开关后导通，高压泵5启动，转为大流量反渗透膜6放纯水。

不制水放自来水：高压泵5不工作，第一TDS开关27和压力开关至少有一个关断。纯水区域16纯水不变，自来水不断进入非纯水区域14，TDS探头18测得TDS不断减小，有两种可能，第一只有第一TDS开关27关断：当TDS低于G₂，第一TDS开关27导通，开始制水。第二只有压力开关关断或两个都关断：放自来水不能改变压强，维持不制水状态。

稳压无废水大流量反渗透净水器连续三个循环的数据分析：

水在稳压无废水大流量反渗透净水器中过滤是不断循环过程，具体效果，可以用理论数据来说明。设a为纯水单位，b为宏观大颗粒污染物单位，C为微观大分子污染物单位。前置滤芯是过滤宏观大颗粒污染物，反渗透膜6是过滤微观大分子污染物，设反渗透膜6输出纯水与浓度水为一比二，三个循环过程的数据如图3所示。

初状态输入蓄水罐中自来水为3a+3b+3c,经过前置滤芯过滤得净水为3a+3c，经过反渗透膜6过滤存入蓄水罐的两个区域，每一个循环非纯水区域14的水循环一周，分解为三分之一的纯水，三分之二的浓度水。三个循环过程结束，纯水区域16中的纯水2.11a占蓄水罐容积的70%，非纯水区域14中的浓度水为0.89a+3c,水的浓度已经是自来水的3.3倍，说明在不放纯水和自来水的情况下，净水器中水的循环次数不能太多，需要用TDS检测器26监测非纯水区域14中水的浓度，当TDS值超过G₃高压泵5停机。制水过程放纯水或放自来水，降低非纯水区域14中水的浓度，可以继续制水，纯水占蓄水罐容积可以超过90%。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种稳压无废水大流量反渗透净水器，其特征是，所述反渗透净水器包括自来水入口（1）、低压开关（3）、前置滤芯组（4）、高压泵（5）、反渗透膜（6）、水囊式蓄水罐（19）、后置滤芯（23）、纯水龙头（22）、废水电磁阀/废水比阀（24）；所述自来水入口（1）与前置滤芯组（4）连接，前置滤芯组（4）通过高压泵（5）与反渗透膜（6）入口连接；所述水囊式蓄水罐（19）使用一个隔离膜（15）把水囊式蓄水罐（19）内部分成两部分，一部分是非纯水区域（14），另一部分是纯水区域（16）；所述纯水区域（16）的纯水进出口（12）通过后置滤芯（23）与纯水龙头（22）连通，并与反渗透膜（6）的反渗透纯水出口（8）连通；所述非纯水区域（14）装有非纯水进出口（10），非纯水进出口（10）与前置滤芯组（4）入口连通，并与低压开关（3）连通；所述非纯水区域（14）的较低位置装有浓水进出口（17），所述浓水进出口（17）与自来水龙头连通，并经废水电磁阀/废水比阀（24）与反渗透膜（6）的反渗透浓水出口（7）连通。

2.根据权利要求1所述的反渗透净水器，其特征是，所述反渗透净水器包括减压稳压阀（2），所述自来水入口（1）通过减压稳压阀（2）与前置滤芯组（4）连通。

3.根据权利要求1或2所述的反渗透净水器，其特征是，所述纯水区域（16）的纯水进出口（12）与反渗透膜（6）的反渗透纯水出口（8）之间装有第一压力开关（20）和第二压力开关（21）；所述第一压力开关（20）的导通压强大于大气压强P₀，小于放水压强P₁；第二压力开关（21）的导通压强大于放水压强P₁，小于自来水压强为P₂；两个压力开关的关断压强都是大于自来水压强P₂，小于被堵压强P₃；选择开关（29）选择与第一压力开关（20）连接或与第二压力开关（21）连接。

4.根据权利要求3所述的反渗透净水器，其特征是，所述水囊式蓄水罐（19）的非纯水区域（14）较低位置装有TDS探头（18），TDS检测器（26）根据TDS探头（18）提供的数据控制第一TDS开关（27）通断；所述高压泵（5）的电源开关由低压开关（3）、选择开关（29）选择的压力开关和第一TDS开关（27）的串联电路组成。

5.根据权利要求4所述的反渗透净水器，其特征是，所述TDS检测器（26）设置的导通值为G₂，当TDS探头（18）检测到TDS降低为G₂时，TDS检测器（26）控制第一TDS开关（27）导通；所述TDS检测器（26）设置的关闭值为G₃，当TDS探头（18）检测到TDS值升高为G₃时，TDS检测器（26）控制第一TDS开关（27）关断。

6.根据权利要求3所述的反渗透净水器，其特征是，所述水囊式蓄水罐（19）的非纯水区域（14）较低位置装有TDS探头（18），TDS检测器（26）根据TDS探头（18）提供的数据控制第一TDS开关（27）和第二TDS开关（28）通断；所述高压泵（5）的电源开关由低压开关（3）、选择开关（29）选择的压力开关和第一TDS开关（27）的串联电路组成。

7.根据权利要求6所述的反渗透净水器，其特征是，所述自来水龙头为自来水常断电磁阀龙头（25），所述非纯水区域（14）的浓水进出口（17）与自来水常断电磁阀龙头（25）连通；所述自来水常断电磁阀龙头（25）的电源开关由手动放水开关（30）和第二TDS开关（28）并联组成。

8.根据权利要求7所述的反渗透净水器，其特征是，所述TDS检测器（26）设置的导通值为G₂，当TDS探头（18）检测到TDS降低为G₂时，TDS检测器（26）控制第一TDS开关（27）导通，第二TDS开关（28）关断；所述TDS检测器（26）设置的放水值为G₄，当TDS探头（18）检测到TDS值升高为G₄时，TDS检测器（26）控制第一TDS开关（27）关断，第二TDS开关（28）导通。

9.根据权利要求1或2或5或8所述的反渗透净水器，其特征是，所述水囊式蓄水罐（19）非纯水区域（14）的非纯水进出口（10）装在非纯水区域（14）的较高位置，非纯水进出口（10）的罐内进出口装有非纯水进出口阀门（11），当制水量达到90%左右，隔离膜（15）推动非纯水进出口阀门（11），关闭非纯水进出口（10）水的流出。

10.根据权利要求1或2或5或8所述的反渗透净水器，其特征是，所述反渗透膜（6）的反渗透浓水出口（7）与净水龙头（9）连通。

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