CN213429638U - 一种消除可挥发性有机物残留的安全环保饮水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消除可挥发性有机物残留的安全环保饮水装置，主要包括饮水机长方体形加热水箱、水桶、节能选档定时加热装置、电机转速测速器和红外线距离感应装置。本实用新型通过以当地饮用水中挥发性有机物的残余量数据为弹性基准，选择沸腾时间档位，实时监控水位信息。预期实现对饮用水机的防进溅、节能安全加热、挥发性有机物有效排放和去除的目标，降低挥发性有机物在饮用水中的残留，消除因消杀剂使用可能诱发的次生风险。

Description

一种消除可挥发性有机物残留的安全环保饮水装置

技术领域

本实用新型公开了一种消除可挥发性有机物残留的安全环保饮水装置，属于饮用水安全卫生领域。

背景技术

水是重要的自然资源。饮用水质随着人类活动拓展而不断恶化，饮用水中有大量挥发性有机物(VOCs)，特别是含氯代的有机化合物(MX)及副产物残余。亟待需要快捷、安全的去除水中挥发性有机物，并为居民生活提供安全优质的生活饮用水。

目前，传统的饮水装置很难达到饮用水的卫生要求，实现水净化的技术手段种类较多。若需达到生活用水饮用标准、甚至是饮用水品质要求，大多传统的净化加热装置能源消耗巨大、净化流程多而复杂、未能较好解决水中挥发性有机物(VOCs)，特别是含氯代的有机化合物(MX)及副产物在饮用水中滞留时间长、残留量大、去除效果不佳，而导致加热装置超负荷运作等问题。另外，随着加热水箱内水位的不断变化，水箱内气压会快速降低且低于外界，桶内外形成压强差，加热沸腾时易发生进溅，进而引发烫伤事故。上述问题，尤其不符合能源节约、运行成本低、安全高效、生活饮用水的次生风险的及时消除等的现代饮水综合理念。

针对上述问题，现急需在传统饮用水装置的基础上创新设计出一种能够解决液体进溅、节能加热、定时消除次生风险等问题的安全环保型饮水装置。为解决上述问题，饮用水经本安全环保饮水装置定时加热，及时打开顶盖，能降低饮用水中挥发性有机物(VOCs)的残留，通过PLC控制器的智能控制，不仅能有效提高饮用水加热装置的安全性，消除饮用水加热进溅和超负荷运作阶段产生的次生风险，避免进溅烫伤事故的发生，而且能解决饮水机因长时间超负荷运转而导致饮水机寿命缩减和加热装置出现故障的问题，对人们实现安全高效的饮水理念具有重要现实意义。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术的瓶颈对饮水装置的安全环保问题，提出一种结构简单，设计巧妙，布局合理，能够有效避免出现能源恶意消耗和液体进溅的问题，消除可挥发性有机物在饮用水中残留的安全环保饮水装置，对饮用水加热安全和人体饮水健康提供重要保障。

所述的饮水装置组成包括以下组件：饮用水装置内、外部基本结构组件；齿轮驱动平移调节顶盖装置组件；电路智能控制结构组件；

所述饮用水装置内、外部基本结构组件包括：水桶、饮水机外壳、冷水开关、热水开关、支撑架、支撑板下缘通气口、防尘通气口、红外距离感应装置、红外温度感应装置、节能选档定时加热装置、齿轮驱动平移调节顶盖装置、加热水箱、聪明座、排气管、水管、支撑板。

所述齿轮驱动平移调节顶盖装置组件包括：顶盖通气口、锯齿形顶盖、齿轮、轴承。

所述的电路智能控制结构组件包括：电源开关、选档计时模块、PLC控制器、通信指示模块、指示灯、聪明座阀门、电机、A/D转换器、注水红外感应装置、温度感应器、沸腾时控单元、电机转速测速器。

本实用新型正常工作时，水桶首先向加热水箱注水，本装置以长方体形水箱尺寸规格和沸腾状态时大量的液体进溅监测数据为依据，设定水箱水位安全边界线，同时饮水机内的红外距离感应装置，实时向水面发射红外线，灵敏接收注水红外感应装置的反馈信号，通过射线反射的时间差和速度计算拟合，实时监测水箱内的水位信息，防止齿轮驱动平移调节顶盖装置打开脱离VOCs时，因水位过高沸腾而发生液体进溅。红外温度感应器中将水温数据转化为电信号，实时向PLC控制系统反馈温度信息，节能选档定时加热装置中的沸腾时控单元与选档计时模块分别对沸腾时间和选档加热脱离水中挥发性有机物(VOCs)的耗时数据实时记录。与水桶接触的聪明座接收来自红外距离感应装置的信号，自动开闭实现水桶内的饮用水经水管注入水箱。

本实用新型以挥发性有机物(VOCs)和因大量使用消杀剂而产生的含氯代的有机化合物(MX)及副产物在饮用水中的残余量的本底数据作为弹性基准设定节能选档定时加热装置3级加热档位，装置同时提供的电机接通电源后，能带动轴承旋转为齿轮传输动力，并联动齿轮转动，PLC控制器自动接收电机转速测速器的信号反馈，电机驱动齿轮并带动与其啮合的顶盖实现平移，齿轮驱动平移调节顶盖装置自动打开，为沸腾阶段的VOCs快速脱离饮水系统提供伸缩敞口，能有效脱离水中残留挥发性有机物(VOCs)，降低饮用水中挥发性有机物(VOCs)的残留，同时有效提高饮用水加热的安全性。

本实用新型与同类型现有装置相比，本结构的安全环保型饮用水装置具有以下优点：其结构简单、设计巧妙、节约电能、安全性能较好，它充分考虑现有饮水装置的问题和缺陷，合理设计的饮水装置，顶盖可自动开闭实现饮用水中挥发性有机物(VOCs)有效排出系统，实时监控饮用水安全水位，避免液体进溅烫伤使用者，提高了饮用水的安全性，可广泛应用于日常生活饮用水的安全节能加热。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的安全环保饮水装置内、外基本结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的齿轮驱动平移调节顶盖装置示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电路智能控制原理图；

附图图标标记说明：

1.饮用水装置内、外部基本结构组件

101.水桶

102.饮水机外壳

103.冷水开关

104.热水开关

105.支撑架

106.支撑板下缘通气口

107.防尘通气口

108.红外距离感应装置

109.红外温度感应装置

110.节能选档定时加热装置

111.齿轮驱动平移调节顶盖装置

112.加热水箱

113.聪明座

114.排气管

115.水管

116.支撑板

2.齿轮驱动平移调节顶盖装置组件

217.顶盖通气口

218.锯齿形顶盖

219.齿轮

220.轴承

3.电路智能控制结构组件

321.电源开关

322.选档计时模块

323.PLC控制器

324.通信指示模块

325.指示灯

326.聪明座阀门

327.电机

328.A/D转换器

329.注水红外感应装置

330.温度感应器

331.沸腾时控单元

332.电机转速测速器

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型权利要求限定的保护范围构成任何限制。

说明书附图1和图2全面展示了本实用新型安全环保型饮用水装置的结构示意图，所述装置包括：饮用水装置内、外部基本结构组件1；齿轮驱动平移调节顶盖装置组件2；电路智能控制结构组件3。

所述饮用水装置内、外部基本结构组件1包括：水桶101、饮水机外壳102、冷水开关103、热水开关104、支撑架105、支撑板下缘通气口106、防尘通气口107、红外距离感应装置108、红外温度感应装置109、节能选档加热装置110、齿轮驱动平移调节顶盖装置111、加热水箱112、聪明座113、排气管114、水管115、支撑板116。

所述齿轮驱动平移调节顶盖装置组件2包括：顶盖通气口217、锯齿形顶盖218、齿轮219、轴承220。

所述电路智能控制结构组件3包括：电源开关321、选档计时模块322、PLC控制器323、通信指示模块324、指示灯325、聪明座阀门326、电机327、A/D转换器328、注水红外感应装置329、温度感应器330、沸腾时控单元331、电机转速测速器332。

在图1、图2、图3所述的新型安全环保型饮用水装置示意图中，电源开关321接通电源，启动PLC控制器323，控制聪明座113内的聪明座阀门326自动打开，水桶101中的饮用水经水管115注入加热水箱112，加热水箱112中红外距离感应装置108内的注水红外感应装置329对来自水位信息实时监测，待水位即将到达安全水位界线时，红外距离感应器108以电信号的形式向聪明座113传输命令，立即关闭聪明座阀门326，停止饮用水注入加热水箱112。手动选择加热档位，PLC控制器323接收来自选档计时模块322的电信号，控制节能选档加热装置110加热持续至系统预设时间，当红外温度感应装置109中的沸腾时控单元331监测到水温已恒定维持2-3分钟且无较大波动时，此时节能选档加热装置110接收来自PLC控制器323中沸腾时控单元331的时间算法信号经A/D转换器328转换为电信号，选档计时模块322同步开始倒计时，并通过PLC控制器323启动通信指示模块324，间接控制指示灯325处于加热状态，当节能选档定时加热装置110接收到选档计时模块322发出计时结束信号，立即停止加热。齿轮自动伸缩调节顶盖装置111同步接收来自PLC控制器323的电信号，启动电机327并联动轴承220转动，同时驱动齿轮219转动，电机转速测速器332实时监测转速，并向PLC控制器323反馈转速，根据转速和转动时间，可通过算法程序计算距支撑板下缘通气口106左边缘的距离，进而驱动与其啮合的锯齿形顶盖218与支撑板下缘通气口106左边缘精确重合，实现锯齿形顶盖218水平伸缩平移。此时，饮用水沸腾产生的挥发性有机物(VOCs)和含氯代的有机化合物(MX)及副产物经支撑板下缘通气口106、顶盖通气口217、排气管114、最终经防尘通气口107排出饮水装置。当PLC控制器323再次接收到选档计时模块322倒计时1-2分钟的时间信号时，立即启动电机327反方向联动轴承220，并驱动齿轮219转动，电机转速测速器332同步测速计算后，关闭支撑板下缘通气口106，红外温度感应装置109中的温度感应器330时刻反馈并保证加热水箱112中饮用水温恒定。此时，PLC控制器323启动通信指示模块324装置，间接控制指示灯325处于保温状态，通过打开热水开关104取用饮用水，继续上述操作指令，可时刻为饮用者提供安全饮用水。

在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种消除可挥发性有机物残留的安全环保饮水装置，其特征是，所述饮用水装置组成包括以下组件：饮用水装置内、外部基本结构组件(1)；齿轮驱动平移调节顶盖装置组件(2)；电路智能控制结构组件(3)；

所述饮用水装置内、外部基本结构组件(1)包括：水桶(101)、饮水机外壳(102)、冷水开关(103)、热水开关(104)、支撑架(105)、支撑板下缘通气口(106)、防尘通气口(107)、红外距离感应装置(108)、红外温度感应装置(109)、节能选档定时加热装置(110)、齿轮驱动平移调节顶盖装置(111)、加热水箱(112)、聪明座(113)、排气管(114)、水管(115)、支撑板(116)；

所述齿轮驱动平移调节顶盖装置组件(2)包括：顶盖通气口(217)、锯齿形顶盖(218)、齿轮(219)、轴承(220)；

所述电路智能控制结构组件(3)包括：电源开关(321)、选档计时模块(322)、PLC控制器(323)、通信指示模块(324)、指示灯(325)、聪明座阀门(326)、电机(327)A/D转换器(328)、注水红外感应装置(329)、温度感应器(330)、沸腾时控单元(331)、电机转速测速器(332)。

2.根据权利要求1所述的饮水装置，其特征在于，以挥发性有机物和因大量使用消杀剂而产生的含氯代的有机化合物及副产物在饮用水中的残余量的本底数据作为弹性基准设定节能选档定时加热装置(110)3级加热档位，节能选档定时加热装置(110)同时对加热水箱(112)内的饮用水持续定时加热，红外温度感应装置(109)中的温度感应器(330)实时将水温转为测温监测电信号，沸腾时控单元(331)与红外温度感应装置(109)相连，实时反馈饮用水加热阶段和选档持续加热脱离VOCs阶段水温恒定加热时间。

3.根据权利要求2所述的饮水装置，其特征在于，所述饮水装置的加热水箱(112)的顶盖内安装齿轮驱动平移调节顶盖装置(111)，支撑板下缘通气口(106)与加热水箱(112)的顶部设计等大交错相间长方形通气孔，当接收到来自沸腾时控单元(331)对选档持续加热脱离VOCs阶段维持沸腾特定时长后的监测数据信号，经A/D转化器(328)转化处理，触发电机(327)带动齿轮驱动平移调节顶盖装置(111)有效实现顶盖的自动伸缩开闭，及时排出封闭水箱内产生的VOCs，齿轮驱动平移调节顶盖装置(111)打开后，节能选档定时加热装置(110)对饮用水持续加热至齿轮驱动平移调节顶盖装置(111)自动关闭，脱离饮用水中VOCs，降低残留。

4.根据权利要求3所述的饮水装置，其特征在于，所述红外距离感应装置(108)配置于饮水装置中长方体形水箱内；以长方体形水箱尺寸规格和沸腾状态时大量的液体进溅监测数据设定水箱水位安全边界线，红外距离感应装置(108)中的注水红外感应装置(329)实时监测饮用水注入加热水箱(112)后的水位信息，当水位到达安全水位线时，则向聪明座(113)中的聪明座阀门(326)输出反馈信号，停止水桶(101)内的饮用水再经水管(115)注入水箱，齿轮驱动平移调节顶盖装置(111)打开排出VOCs，防止因水位过高而引起饮用水进溅进而引发的烫伤事故。

5.根据权利要求2、3、4任一所述的饮水装置，其特征在于，PLC控制器(323)智能转化控制电源开关(321)、选档计时模块(322)、通信指示模块(324)、聪明座阀门(326)、电机(327)、A/D转换器(328)，分别通过通信指示模块(324)和A/D转换器(328)间接实现对指示灯(325)和注水红外感应装置(329)、温度感应器(330)、沸腾时控单元(331)、电机转速测速器(332)的控制。

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