CN218665451U - 净水设备和水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种净水设备和水处理系统。净水设备包括：滤芯；等离子体模块，包括放电反应部件和储水腔室，所述等离子体模块用于产生等离子体活化水以清洗所述滤芯；所述放电反应部件用于产生等离子体，且所述放电反应部件连通至所述储水腔室；所述储水腔室用于将所述等离子体溶解在水中以形成所述等离子体活化水，且所述储水腔室连通所述滤芯。本实用新型提出的净水设备，利用等离子体活化水清洗的方式可以彻底清洗滤芯内存在的污染物，防止污染物在滤芯内不断堆积而影响水处理设备的正常工作，保证了滤芯部件的工作性能和使用寿命，并且装置具有更好的清洗效果以及更高的清洗效率。

Description

净水设备和水处理系统

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，尤其涉及一种净水设备和水处理系统。

背景技术

相关技术中，净水机的滤芯能够有效去除污染物，随着净化水量增加，滤芯逐渐被污染，因此寿命逐渐降低。反渗透、纳滤等滤芯因为价格昂贵，更换费用更高。为了提高滤芯寿命，现有技术常常从滤芯的制备工艺入手，通过设计水路，增加膜表面的水流速，使污染物不容易附着，进而延长膜寿命。

然而，现有技术只能减缓污染物的附着，并没有去除污染物，随着使用时间增加，污染物会越积越多，延长膜寿命程度有限。

实用新型内容

本实用新型提供一种净水设备和水处理系统，用以解决现有技术中滤芯难以清理的缺陷，实现如下技术效果：利用等离子体活化水清洗的方式可以彻底清洗滤芯内存在的污染物，防止污染物在滤芯内不断堆积而影响水处理设备的正常工作，保证了滤芯部件的工作性能和使用寿命，并且装置具有更好的清洗效果以及更高的清洗效率。

根据本实用新型第一方面实施例的净水设备，包括：

滤芯；

等离子体模块，包括放电反应部件和储水腔室，所述等离子体模块用于产生等离子体活化水；

所述放电反应部件用于产生等离子体，且所述放电反应部件连通至所述储水腔室；所述储水腔室用于将所述等离子体溶解在水中以形成所述等离子体活化水，且所述储水腔室连通所述滤芯。

根据本实用新型的一个实施例，所述放电反应部件形成有气腔，所述气腔内设有多个电极，多个所述电极用于在空气中放电并产生所述等离子体；

所述放电反应部件通过进气通道与所述储水腔室连通。

根据本实用新型的一个实施例，所述储水腔室为形成在文丘里管内部的腔室，所述进气通道连通至所述文丘里管的喉部。

根据本实用新型的一个实施例，所述储水腔室为形成在水箱内部的腔室，所述进气通道通过所述水箱上的进气孔连通至所述储水腔室；

所述进气孔设在所述水箱的侧壁面或者底壁，或者，所述进气孔深入所述水箱内且位于所述储水腔室的下部。

根据本实用新型的一个实施例，所述水箱上还设有排水孔，所述排水孔通过排水通道连通至外界；

在所述水箱内，所述排水孔的高度高于所述进气孔的高度。

根据本实用新型的一个实施例，所述水箱的入水口处设有第一阀门，所述水箱的出水口处设有第二阀门，所述排水通道上设有第三阀门。

根据本实用新型的一个实施例，所述进气通道上设有进气阀门。

根据本实用新型的一个实施例，所述等离子体模块和所述滤芯之间还连接有过滤部件，所述过滤部件用于去除所述等离子体活化水中的氧化性物质。

根据本实用新型的一个实施例，所述储水腔室还连通至生活用水管路，并用于向用户提供生活所需的等离子体活化水。

根据本实用新型第二方面实施例的水处理系统，包括：

如本实用新型第一方面实施例所述的净水设备。

根据本实用新型实施例的净水设备和水处理系统，可以通过等离子体模块产生等离子体活化水，并将等离子体活化水通入至滤芯中，从而对滤芯内的微生物和水垢等污染物进行清洗，由于微生物和水垢等污染物可以溶解到等离子体活化水中，因此本装置所采用的利用等离子体活化水清洗的方式可以彻底清洗滤芯内存在的污染物，防止污染物在滤芯内不断堆积而影响水处理设备的正常工作，保证了滤芯部件的工作性能和使用寿命，并且装置具有更好的清洗效果以及更高的清洗效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的净水设备的结构示意图之一；

图2是本实用新型提供的等离子体模块的结构示意图之一；

图3是本实用新型提供的等离子体模块的结构示意图之二；

图4是本实用新型提供的等离子体模块的结构示意图之三；

图5是本实用新型提供的净水设备的结构示意图之二；

图6是本实用新型提供的净水设备的结构示意图之三。

附图标记：

11、滤芯；111、过滤水口；112、废水口；113、第四阀门；

12、等离子体模块；2、放电反应部件；21、气腔；30、储水腔室；31、文丘里管；32、水箱；321、进气孔；322、排水孔；

4、进气通道；51、第一阀门；52、第二阀门；53、第三阀门；54、进气阀门；6、过滤部件；7、生活用水管路；8、泵体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面参考附图描述本实用新型提出的净水设备和具有该净水设备的水处理系统。

如图1至图6所示，根据本实用新型第一方面实施例的净水设备，包括滤芯11和等离子体模块12。

等离子体模块12，包括放电反应部件2和储水腔室30，等离子体模块12用于产生等离子体活化水以清洗滤芯11。

放电反应部件2用于产生等离子体，且放电反应部件2连通至储水腔室30；储水腔室30用于将等离子体溶解在水中以形成等离子体活化水，且储水腔室30连通滤芯11。

根据本实用新型实施例的净水设备，可以通过等离子体模块12产生等离子体活化水，并将等离子体活化水通入至滤芯11中，从而对滤芯11内的微生物和水垢等污染物进行清洗，由于微生物和水垢等污染物可以溶解到等离子体活化水中，因此本装置所采用的利用等离子体活化水清洗的方式可以彻底清洗滤芯11内存在的污染物，防止污染物在滤芯11内不断堆积而影响水处理设备的正常工作，保证了滤芯11部件的工作性能和使用寿命，并且装置具有更好的清洗效果以及更高的清洗效率。

本实用新型提出的净水设备的工作原理如下：放电反应部件2通过电极对空气进行电解，从而在放电反应部件2内产生等离子体。其中，等离子体是由几种激发的原子、分子、离子和自由基组成，等离子体与多种反应性物种和电磁辐射的能量共存。低温等离子体能够在接近环境温度下(如30℃～60℃)产生大量生物活性物质，如活性氧(ROS)和活性氮(RNS)等，该生物活性物质具有非热力消毒和表面改性作用，且不含有毒化学物质，对环境无害。

等离子体被通入储水腔室30内并溶解到水中，从而在储水腔室30内形成等离子体活化水。其中，等离子体活化水是指水被低温等离子体处理后，水分子离解的产物与等离子体中的活性物质反应产生富含更多种类活性成分的水溶液，等离子体活化水可用于消毒杀菌、果蔬保鲜、器械表面去污和废水净化等生活中的各个领域。用空气作为工作气体则可促进活性物质的产生，进而使水溶液酸化。因此，等离子活化水一般含有一定量硝酸，进而等离子体活化水除了具有杀菌作用，也可用于除水垢。

进一步地，本实用新型提出的净水设备的具体工作过程总结如下：如图1和图2所示，首先向放电反应部件2内通入空气，放电反应装置通电并电解空气以产生等离子体，等离子体被通入储水腔室30内，等离子体与水混合以产生等离子体活化水，储水腔室30将生成的等离子体活化水通入滤芯11内，从而使得等离子体活化水对滤芯11内的微生物和水垢进行清洗，并在滤芯11排出废水时带走污染物残留。

如图2所示，根据本实用新型的一个实施例，放电反应部件2形成有气腔21，气腔21内设有多个电极(图中未示出)，多个电极用于电解空气并产生等离子体。放电反应部件2通过进气通道4与储水腔室30连通。

在本实施例中，放电反应部件2主要由多个电极组成，电极联通空气，并在通电时产生等离子体，再将产生的等离子体溶解在水中，产生等离子体活化水。

如图2至图4所示，根据本实用新型的一个实施例，进气通道4上设有进气阀门54。这样，在需要对滤芯11进行清洗时，系统开启进气阀门54，此时等离子体可以通入储水腔室30内并与水混合产生等离子体活化水，从而清洗滤芯11内的污染物；在无需对滤芯11进行清洗(也即滤芯11正常过滤水)的情况下，系统关闭进气阀门54，并且放电反应部件2断电，此时待过滤的水直接流经储水腔室30并进入滤芯11内进行过滤，从而得到过滤后的水。

根据本实用新型的一些实施例，净水设备的等离子体模块12可以具有过流式和非过流式两种结构，其中，过流式等离子体模块12相较于非过流式等离子体模块12而言，其放电反应部件2内的电极片数量更多、电极片面积更大且电路通电电流更大，因此过流式等离子体模块12的电解空气的速度更快，但是非过流式等离子体模块12的成本更低，用户可以按照需求自行选用不同模式的等离子体模块12。

还需要说明的是，过流式等离子体模块12的储水腔室30的结构与非过流式等离子体模块12的储水腔室30的结构可以分别选用不同的腔室结构，具体地，过流式等离子体模块12可以选用文丘里管31式的储水腔室30结构，非过流式等离子体模块12可以选用水箱32式的储水腔室30结构。

如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，储水腔室30为形成在文丘里管31内部的腔室，进气通道4连通至文丘里管31的喉部。

在本实施例中，当需要对滤芯11进行清洗时，系统打开进气阀门54并对放电反应部件2进行通电，此时气腔21内电解产生等离子体，又由于此时的腔室结构为文丘里管31内部形成的储水腔室30，因此水流在流经文丘里管31的喉部时产生负压，从而使得进气通道4内的等离子体被吸入至文丘里管31的喉部内，进而使得等离子体快速溶解在水流中并形成等离子体活化水。

可以理解，由于文丘里管31自身结构的特殊性，文丘里管31可以快速吸入等离子体并生成等离子体活化水，可见，上述结构下等离子体活化水的产生效率更高，因此上述采用文丘里管31的腔室结构更适合过流式等离子体模块12。

如图3和图4所示，在本实用新型的另一个实施例中，储水腔室30为形成在水箱32内部的腔室，进气通道4通过水箱32上的进气孔321连通至储水腔室30。进气孔321设在水箱32的底壁，或者，进气孔321设在水箱32的邻近其底壁的侧壁上，又或者，进气孔321深入水箱32内且位于储水腔室30的下部。

这样，由于进气孔321设在水箱32的下半部分，因此等离子体可以从较低的水位被排出并在上升的过程中与水充分反应混合，提高了等离子体活化水的产生效率。

如图3和图4所示，进一步地，水箱32上还设有排水孔322，排水孔322通过排水通道连通至外界。在水箱32上，排水孔322的安装位置高于进气孔321的安装位置。例如，排水孔322可以设在水箱32的顶壁上，或者，排水孔322可以设在水箱32的邻近其顶壁的侧壁上。

这样，水位较高的水由于未接触到等离子体而未生成等离子体活化水(或者浓度较低)，而在进气孔321进入等离子体的同时，该部分水位较高的水将会由于水箱32内气压作用而被排出至排水孔322外，这样，水箱32内浓度较低的等离子体活化水或者未反应的普通水将会被排出至水箱32外且不参与对滤芯11的清洗过程，从而水箱32内将会留下浓度较高且除污效果更好的等离子体活化水。

需要说明的是，本实用新型对于进气孔321和排水孔322的具体安装位置不做特殊限制，只要排水孔322高于进气孔321设置即可。

如图3和图4所示，进一步地，水箱32的入水口处设有第一阀门51，水箱32的出水口处设有第二阀门52，排水通道上设有第三阀门53。

如图3和图4所示，进一步地，水箱32的上游或许下游还可以设有泵体8，其中，泵体8可以为水泵或者气泵，泵体8在从放电反应部件2至排水通道的水路上可以为其提供泵送力，从而保证水路内气体和/或水流的顺利流动。例如，如图3所示，净水设备在放电反应部件2的上游设有泵体8(即气泵)；又例如，如图4所示，净水设备在第三阀门53的下游设有泵体8(即水泵)。当然，本实用新型对于泵体8的具体安装位置不做特殊限制，只要泵体8可以提供泵送力即可。

可以理解，由于水箱32内存储的水量较大，且水箱32内等离子体与水的接触面积较小，因此，上述采用水箱32的腔室结构更适合非过流式等离子体模块12。

如图3和图4所示，具体地，上述采用水箱32生成储水腔室30的净水设备的具体工作过程如下：在滤芯11正常过滤水的情况下，进气阀门54和第三阀门53关闭，第一阀门51和第二阀门52开启，储水腔室30仅作为水路的一部分而被水流流过。在需要对滤芯11进行清洗污染物的情况下，第一阀门51和第二阀门52关闭，进气阀门54和第三阀门53开启，其中第三阀门53的下游连接至排水通道，此时放电反应部件2通电，泵体8启动，泵体8将等气腔21内的离子体不停泵入至储水腔室30中，等离子体与储水腔室30中的水混合并形成等离子体活化水。在生成等离子体活化水的过程中，由于进气孔321低于排水孔322，因此系统可以通过排水孔322使得储水腔室30内多余的水排出，同时使得等离子体更好地溶解在水中以形成等离子活化水。

如图5所示，根据本实用新型的一个实施例，储水腔室30还连通至生活用水管路7，并用于向用户提供生活所需的等离子体活化水。这样，当用户具有杀菌等特殊使用要求时，等离子体模块12可以为用户提供满足其特殊要求的等离子体活化水，从而提高了用户的生活和使用体验。

如图6所示，根据本实用新型的一个实施例，等离子体模块12和滤芯11之间还连接有过滤部件6，过滤部件6用于去除等离子体活化水中的氧化性物质。

这样，针对某些不耐氧化的精滤滤芯11，通过在等离子体模块12与滤芯11之间增加除氧化物的过滤部件6，可以用于去除等离子体活化水内的氧化性物质，此时过滤后的等离子体活化水仍显酸性，因而可以被用于除水垢。

根据本实用新型第二方面实施例的水处理系统，包括本实用新型第一方面实施例所描述的净水设备。

如图1所示，根据本实用新型的一些实施例，滤芯11具有过滤水口111和废水口112，其中，废水口112处设有第四阀门113。

如图1至图6所示，根据本实用新型实施例的净水设备，具有以下几种工作模式：

正常过滤水模式：进气阀门54关闭，放电反应部件2断电，水流从储水腔室30流过并进入滤芯11内，过滤后的净水从过滤水口111流出，过滤过程中产生的废水从废水口112流出。在该种模式下，过流式等离子体模块12和非过流式等离子体模块12的工作过程基本相同。

等离子体活化水清洗滤芯11的模式：进气阀门54开启，放电反应部件2通电，等离子体进入储水腔室30并与水反应生成等离子体活化水，等离子体活化水进入滤芯11内对其内部的微生物和水垢等污染物进行清洗，最后清洗后的废水从废水口112排出。

在上述等离子体活化水清洗滤芯11的模式下，过流式等离子体模块12和非过流式等离子体模块12的工作过程略有不同，不同之处在于：在过流式等离子体模块12内，等离子体不间断地流入储水腔室30内，且生成的等离子体活化水不间断地流入滤芯11内；非过流式等离子体模块12中，等离子体被充入储水腔室30后，则封闭储水腔室30(也即关闭进气阀门54以及储水腔室30的进出水口)一段时间，使得储水腔室30内现有的等离子体与水充分反应，随后将生成的等离子体活化水充入滤芯11内，并关闭废水口112一段时间，使得等离子体活化水与滤芯11内的污染物充分反应，随后打开废水口112以排出废水，从而彻底去除污染物。

普通水和洗洁精清洗滤芯11的模式：进气阀门54关闭，放电反应部件2断电，带有洗洁精的普通水从储水腔室30流过并进入滤芯11内，从而对滤芯11进行清洗，清洗后的废水从废水口112流出。

生活用等离子体活化水的模式：进气阀门54开启，放电反应部件2通电，等离子体进入储水腔室30并与水反应生成等离子体活化水，等离子体活化水进入生活用水管路7，从而为用户提供生活用的等离子体活化水。

本实用新型还提出一种净水设备的控制方法。

根据本实用新型实施例净水设备的控制方法，可以通过判断滤芯11内污染物的情况以确定污染物的等离子体清洗方案，其中，等离子体清洗方案包括等离子体活化水的使用用量以及清洗频率等。

具体地，净水设备的控制方法包括如下步骤：获取水处理设备的初次运行或者新机稳定运行后的入水TDS、出水TDS、水流量和水温等数据，然后计算并记录相应的脱盐率、水流量和水温等。当机器再次运行时，检测当次的入水TDS、出水TDS、水流量和水温等数据，计算并记录相应的脱盐率、水流量、水温等，并将上述结果与初次所记录的结果进行比较。通过上述比较过程，系统可大致判断滤芯11内的污染物情况(包括污染物种类和污染物量等)，随后系统可以针对该污染物情况使用不同的等离子体清洗方案。

等离子体活化水的清洗频率可以按照如下步骤进行获取：获取入水TDS和用水量(即滤芯11部件1所过滤的水的总量)，再将此TDS值代入不同TDS范围所对应的用水量(TDS范围与用水量的关系可根据实验或者经验得出)，从而确定净水设备的清洗频率，此处的清洗频率指的是滤芯11在过滤多少用水量的水后，净水设备需要进行一次清洗过程。

需要说明的是，上述清洗方案主要针对污染物为水垢的情况，因为水垢的形成与TDS及用水量等因素密切相关。

此外，清洗频率还可以通过时间简单确定，具体地，控制方法包括：获取当前的时间，再根据时间确定清洗频率，若达到特定的时间间隔，则进行清洗。

需要解释的是，上述清洗方案主要针对污染物为微生物的情况，因为微生物的形成与时间等因素密切相关。

在实际清洗过程中，净水设备的控制系统可利用上述步骤进行组合使用，从而确定合适的清洗频率和清洗用量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种净水设备，其特征在于，包括：

滤芯；

等离子体模块，包括放电反应部件和储水腔室，所述等离子体模块用于产生等离子体活化水；

所述放电反应部件用于产生等离子体，且所述放电反应部件连通至所述储水腔室；所述储水腔室用于将所述等离子体溶解在水中以形成所述等离子体活化水，且所述储水腔室连通所述滤芯。

2.根据权利要求1所述的净水设备，其特征在于，所述放电反应部件形成有气腔，所述气腔内设有多个电极，多个所述电极用于在空气中放电并产生所述等离子体；

所述放电反应部件通过进气通道与所述储水腔室连通。

3.根据权利要求2所述的净水设备，其特征在于，所述储水腔室为形成在文丘里管内部的腔室，所述进气通道连通至所述文丘里管的喉部。

4.根据权利要求2所述的净水设备，其特征在于，所述储水腔室为形成在水箱内部的腔室，所述进气通道通过所述水箱上的进气孔连通至所述储水腔室；

所述进气孔设在所述水箱的侧壁面或者底壁，或者，所述进气孔设深入所述水箱内且位于所述储水腔室的下部。

5.根据权利要求4所述的净水设备，其特征在于，所述水箱上还设有排水孔，所述排水孔通过排水通道连通至外界；

在所述水箱内，所述排水孔的高度高于所述进气孔的高度。

6.根据权利要求5所述的净水设备，其特征在于，所述水箱的入水口处设有第一阀门，所述水箱的出水口处设有第二阀门，所述排水通道上设有第三阀门。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的净水设备，其特征在于，所述进气通道上设有进气阀门。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的净水设备，其特征在于，所述等离子体模块和所述滤芯之间还连接有过滤部件，所述过滤部件用于去除所述等离子体活化水中的氧化性物质。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的净水设备，其特征在于，所述储水腔室还连通至生活用水管路，并用于向用户提供生活所需的等离子体活化水。

10.一种水处理系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的净水设备。

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