CN212999354U - 一种高性能的纯水机 - Google Patents

Abstract

一种高性能的纯水机：使用3个以上(包括3个)的小的RO膜滤芯，并把这些RO膜滤芯的入水口与上一个滤芯的浓缩水口相接，来替代(与这几个小滤芯的给水流量的和相当的)单个的大RO膜滤芯。并把分离出的净水达到使用要求的，RO膜滤芯的纯净水口相连，引出作为输出(或作为下一级水处理的原水)；把产出净水达不到使用要求的RO膜滤芯的纯净水口相连，并回流到本级的反渗透增压泵的输入口，作为本级的原水使用。保证了及其节水的目标。从而可以适当增加浓缩水的排放，又提高了分离出的纯水的水质。使该纯水机的产水质量高的同时，节水节电。

Description

一种高性能的纯水机

技术领域

本专利涉及作为家用纯水机和社区售水机的，压力反渗透水净化设备。压力反渗透技术的产生已经有几十年的历史了，采用反渗透技术制取纯净水已经成为获取纯净水比较经济的主要手段。为了提高饮用水的安全性，采用反渗透技术制取纯净的作为饮用水的家用纯水机，已经做为饮用水处理的家用电器在普及和销售之中。以压力反渗透技术制取纯净的饮用水的社区售水机，也在运营当中。

背景技术

这些家用纯水机和社区售水机普遍存在所产的纯净水杂质含量高的问题。此外，分离出的纯净水的同时，也产生大量的称为废水的浓缩水，非常浪费水资源。尽管人们想出了多种方法进行改进，其产水品质还是不高，而且废水费电，令让用户望而却步。究其原因，这些家用纯水机和社区售水机普遍仅使用一个(或两个)产水量合适的反渗透(RO)膜，作为为核心过滤器件。由于单个器件的性能的局限性，所以设计出的纯水机的性能无法尽如人意。

实用新型内容：

在家用纯水机和社区售水机中，使用3个以上(包括3个)的小的RO膜滤芯，并把这些RO膜滤芯的入水口与上一个滤芯的浓缩水口相接，来替代(与这几个小滤芯给水流量的和相当的)单个的大滤芯。并把分离净水达到使用要求的RO膜滤芯的纯净水口相连，引出作为输出；把分离出净水达不到使用要求的RO膜滤芯的纯净水口相连，并回流到本级的反渗透增压泵的输入口，作为本级的原水使用。保证了及其节水的目标。从而可以适当增加浓缩水的排放，又提高了分离出的纯水的水质。使该纯水机的产水质量高的同时，节水节电。

本专利所述的RO膜滤芯，是指包括反渗透膜反渗透膜壳和保护RO膜的逆止阀在内的组件。

自来水经前置的PP棉、压缩活性炭等滤芯，被增压泵增压后，注入到第一个RO膜滤芯的入水口；在第一个RO膜滤芯里分离出部分水分，经第一个RO膜滤芯的浓缩水口，注入第二个RO膜滤芯的入水口。在第二个RO膜滤芯里分离出部分水分，经第二个RO膜滤芯浓缩水口，注入第三个RO膜滤芯的入水口。以此类推，在第n个RO膜滤芯里分离出部分水分，再注入第n+1个RO膜滤芯的入水口。

这样连接的好处，首先可以看出来非常节水。拿前一个RO膜滤芯浓缩过的浓缩水做为下一个RO膜滤芯的原水，当然是省水啦！而且串接的RO膜滤芯越多节水效果也越明显，生产出的净水与浓缩水的比例也可以通过调节串入的RO膜滤芯的数量进行调节。

RO膜滤芯工作时，由于原水在压力的作用下，一部分反渗透到了RO膜的另一边，所以原水在RO膜的表面进行了浓缩。因此在没有水流和水流较小的情况下，RO膜缝隙里的原水就会沿垂直于膜的方向存在很大的浓度梯度，越靠近RO膜，浓度越高。这就是浓差极化现象。根据现有关于反渗透的经验：原水的浓度越高，反渗透后得到的净水的杂质也越多，需要的反渗透压也越大，同样温度和压力作用下通过RO膜的水量也就越少。浓差极化现象与这些经验的协同作用，使分离出的净水的杂质含量升高，净水的效率降低，产水量也降低。RO膜滤芯内的，平行于RO膜表面的水流会对RO膜表面的水起搅拌作用。使RO膜工作时的这种浓度梯度减小，平行于RO膜表面的水流流速越大，搅拌作用也越明显。由于本方法拥有非常明显的节水效果，所以可以成倍的增加最后一个RO膜滤芯浓缩水的排放，使所有 RO膜滤芯内平行于RO膜表面水流的流速保持在比较高的水平上。另外，后一个RO膜滤芯分离出来的净水和浓缩水都是作为前一个RO膜滤芯的浓缩水排放出来的，其数量远远大于单用前面这个RO膜滤芯浓缩水的排量。这样串接的RO膜滤芯个数越多，这种效应累积越大，越在前面的RO膜滤芯的平行于RO膜表面的水流也越大。对于后面的RO膜滤芯也可以选用产水量更小的RO膜滤芯以使RO膜滤芯的平行于RO膜表面的水流保持在较高的水平上。从而提高了每一个RO膜滤芯产出的净水的品质和产量。

拿前一个RO膜滤芯浓缩过的浓缩水做为下一个RO膜滤芯的原水，毕竟浓缩过的水的杂质含量(TDS值)较高，用它反渗透出的净水的杂质含量(TDS值)也会高。假设在后几个RO膜滤芯产出的净水的杂质含量过高，不能满足使用要求的时候，其杂质含量(TDS值) 还是远远低于原水的杂质含量(TDS值)。还可以把它用做原水，使用管道引到增压泵以前、前置滤芯以后的管道中。由于增压泵的作用，此处的压力远远低于RO膜滤芯产出的净水的压力，RO膜滤芯产出的净水的可以被增压泵再次吸入增压后注入RO膜滤芯。

按照这样的理论，使用两个RO膜滤芯串接代替一个大滤芯也是好过一个大滤芯，但是效果不够明显。

综上所述，本专利所述的一种高性能的纯水机，其特征是使用多个RO膜滤芯：使用3个以上的RO膜滤芯，这些RO膜滤芯的入水口与上一个滤芯浓缩水口相连；把产出净水达到使用要求的RO膜滤芯的纯净水口相连，作为输出或作为下一级水处理的原水；把产出净水达不到使用要求的RO膜滤芯的纯净水口相连，并引流到本级的反渗透增压泵的输入口，作为本级的原水使用。

更详细的说，本专利所述的这种高性能纯水机，其特征是：使用3个以上的小的RO膜滤芯，并把这些RO膜滤芯的入水口与上一个滤芯浓缩水口相串接，来替代单个的产水量相当的大滤芯；把产出净水达到使用要求的RO膜滤芯的纯净水口相连，引出作为输出或作为下一级水处理的原水；把产出净水达不到使用要求的RO膜滤芯的纯净水口相连，并引致本级的反渗透增压泵的输入口，作为本级的原水使用。然后就可以适当增加，最后一个RO膜滤芯，单个使用时数倍的浓缩水的排放，来提高所有串接的RO膜分离出的纯水水质。具体原理是：使反渗透系统内RO膜滤芯内的平行于RO膜表面的水流速非常大，使该RO膜层间隙的水搅拌作用更强，有效的减少了浓差极化现象和其带来的影响，有效的提高了所生产的净水的水质，与此同时实现了节水节电。

这种方法比废水回流方式排出的浓缩水更浓，所以更节水；又因为只有水质达不到要求的后面的几个RO膜滤芯产的净水进行回流，再加上排出的浓缩水少，所以对增压泵排量的需求比较低，所以更加省电。串接的RO膜滤芯越多排出的浓缩水就越浓，为防止浓缩水中析出固体物质，所以串接的RO膜滤芯并不能无限制的增加，但是可以调节串接的RO膜滤芯的个数，使排出的浓缩水更加接近析出固体物质的极限浓度。选用产水量更小的RO膜滤芯作为后面的滤芯或适当的增加最后一个RO膜滤芯浓缩水的排放量后，可以使最后一个RO膜滤芯内的平行于RO膜表面的水流速更大，使该滤芯内的水搅拌作用更强，可以有效的使排出的浓缩水更接近析出固体物质的极限，防止堵塞该RO膜。即便是在极限状态下不幸堵塞了最后一个RO膜滤芯，造成的经济损失也远远低于一个大的RO膜堵塞的损失。首先因为小的RO膜比大的RO膜便宜的多。另外，如果发现后面的串接的RO膜滤芯堵塞了，可以直接拆去该RO膜滤芯不再安装，也就是通过适当减少串接的RO膜滤芯的个数，来减小排放浓缩水的浓度，使纯水机不再有RO膜滤芯堵塞。对于已经堵塞的RO膜滤芯，还可以通过封闭其净水出水口，串接在达不到要求的净水的回水水道里。利用达不到要求的净水的回水溶解出堵塞RO膜滤芯的固体物质。

使用这样方法的纯水机的运行成本将会及其低廉。

附图说明：

附图1为使用本专利所述方法的6个RO膜的纯水机原理图。

当机器正常运行时，1为自来水管的水源，经过两个(孔径为微米级的PP棉)前置滤芯 2，为增压泵3提供相对干净的水源。这样可以减少增压泵3的磨损。

水被增压泵增压后，注入装有反渗透膜(RO膜)的滤芯4里面，一部分水透过滤芯4里面安装的反渗透膜，从滤芯的纯水口出来，经单向阀(逆止阀)10与滤芯5、6、7、出来的纯净水汇合后，储存在储水桶21里，或经阀门22的控制，流出机器，被用户使用。

被注入滤芯4的令一部分水，无法透过滤芯4里安装的反渗透膜，从滤芯的浓缩水口出来，经管道被注入滤芯5。其中的一部分水再透过滤芯5里安装的反渗透膜，从滤芯的纯水口出来，经单向阀(逆止阀)11与滤芯4、6、7出来的纯净水汇合。可以以此类推滤芯6 和滤芯7的循环。

浓缩水经滤芯8和9分离出来的纯净水，假设已经达不到用户要求的洁净标准，经单向阀(逆止阀)14和15输送给增压泵的输入口，作为原水使用。

原水经几级滤芯分离浓缩，最终接近析出固体物质的浓度，经废水比16限流减压后，储存在储水桶18里，或经阀门19的控制，流出机器，被用户当做清洗和洗涤用水使用，或者作为其它用途。

当阀门19或阀门22关闭时，对应浓缩水储水桶18或纯净水储水桶21里面的压力逐渐上涨，最终因顶开高压开关17或高压开关20，使纯水机停止制水的工作。用户洗碗洗菜时，优先使用浓缩水，会使纯净水储水桶21里面保持较高的压力，从而使纯水机保持关闭的状态。这就是该纯水机需要的待机状态。23为低压开关，当自来水压力低于设定值时关断电源，防止纯水机在无水的状态下运行。

具体实施方式：

本专利所述的纯水机既可以是像原理图中使用储水罐组成储水式纯水机，也可以不使用储水桶成为无桶纯水机。还可以把它分离出来的纯净水，再次增压分离出标准更高的纯净水。以上所述，仅是本发明的实施方式示例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质而通过不同形式实施、实现的形式，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种高性能的纯水机，其特征是使用多个RO膜滤芯：使用3个以上的RO膜滤芯，这些RO膜滤芯的入水口与上一个滤芯浓缩水口相连；把产出净水达到使用要求的RO膜滤芯的纯净水口相连，作为输出或作为下一级水处理的原水；把产出净水达不到使用要求的RO膜滤芯的纯净水口相连，并引流到本级的反渗透增压泵的输入口，作为本级的原水使用。

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