TWI299770B - - Google Patents

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1299770 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明與逆滲透濾水器（reverse 〇sm〇sis purification)專用之壓力隔膜泵有關，特別是指一 種能將該壓力隔膜泵内高壓水室中過高的水壓洩溢 至其栗頭蓋體外，並直接導流至進水口後再次輸入 至栗頭蓋體內之低壓水室，以達成泵頭蓋體出水口 之水壓可保持一預期恆定壓力值者。 【先前技術】 目前已知使用於逆滲透濾水器的壓力隔膜泵型 式’例如美國專利第 4396357、4610605、5476367、 5571000、 5615597、 5626464， 5649812、 5706715、 5791882、 5816133、 6048183、 6089838、 6299414、 66 0490 9、68 4 0 745及68 9 2 624號等均已被揭露，而 市售量最多的習知逆滲透濾水器專用之壓力隔膜 粟’乃如第一圖至第三圖所示，其包括：一馬達1〇; 一位於Μ馬達10出力軸（圖上未示）端部之上蓋座 11 ’裔上蓋座11周緣置設有數個螺孔12 ; 一樞設 在該上盍座體1 1中，且受到該馬達1 〇出力軸驅動 並轉換呈軸向往復運動之數個擺輪13; 一罩設在該 1299770 上蓋座 11上之隔膜間蓋組20,其頂 尚壓閥門21，而在該高 設有數個低壓閥門2 2 ; 壓閥門21之周 以及一泵頭蓋 藉由上蓋座11之數個螺孔12和泵頭 應位置預設之穿孔36,共同由螺栓2、 成一體（如第二圖所示）。 其中， 該栗頭蓋體30的外緣面上 各設有一進水口 31及— 出水口 部則環設有一階狀槽 32,於 緣面能密貼在該階狀槽 內緣面中央朝向該階狀 於其槽壁面上又穿設有 孔35,另該圓環槽38的 37’使該隔膜閥 37上’又該泵 槽3 7凸設有_ 一與出水口 32 頂端部係壓掣: 閥蓋組20之高壓閥門21外圍緣面上 槽38的內壁面與該隔膜閥蓋組2〇之 水至34’而圓環槽38之外緣面與栗頭 緣面間則形成數個低壓水室33 (如第_ 所示）。 請參閱第一圖及第三圖所示，當 W由泵頭蓋體30之進水〇 31進人後 壓水室33’由於各擺輪13受馬達 ^中央嵌設有一 圍底面上則嵌 體30等元件； 蓋體30相對 加以螺固組合 相對應之兩端 其内緣面的底 .組2 0之外周 頭蓋體30的 圓環槽38,且 S導通之出水 S貼於該隔膜 使得該圓環 形成一高壓 蓋體3 0之內 圖及第二圖 :過濾的原水 會先到達低 约驅動下會產 1299770 生軸向的往復運動，而使得各低壓閥門22隨即產生 依序地作動，並將低壓水室33中的原水W進行吸 附擠壓’令其水壓增加至6〇psi〜12〇psi之額定製水 厘力，因此升壓後的原水W會經由高壓閥門21流 入至高壓水室34内，然後再經圓環槽38上之出水 孔35，而直接從泵頭蓋體3〇之出水口 32排出壓力 隔膜栗外’以便將該增壓後符合逆滲透過濾膜管（圖 上未示，以下簡稱R〇膜管）所需的額定製水壓力， 輸出提供給逆滲透濾水器來進行逆滲透過濾作用。 目前市售各類型的RO膜管均會標示其額定製 水壓力值與過濾的堪用壽命期（Service Hfe),主要係 視其濾水量的多寡而訂定出不同規格，例如某些較 少濾水量的RO膜管會標示其額定製水壓力為6〇psi 下時’其每日可過濾產出之飲用水量為10加侖，而 堪用壽命期的總濾水量為15〇〇加侖，故為符合該 R〇膜規格所使用的壓力隔膜栗，其輸出水壓最好不 要超過60PS1，否則會加速減短R〇膜管的使用壽 命；而在某些每日需求較大的非居家場所，則會更 換使用規格較大的R〇膜管，相對地其額定製水壓 力即會增加至1()0PS1〜120psi之間，但每日可過遽產 出的飲用水量可達16〇加侖，此時所配合使用的壓 1299770 力隔膜泵之輸出水壓，則必需具有輸出12〇psi才符 合，因此，現有國內外所有製造壓力隔膜泵的廠家， 其生產出售的壓力隔膜泵之額定製水壓力均會訂在 120psi，以便符合各種r〇膜管的規格。 唯’削述之做法卻存在一大缺失，當RQ膜管 標示的額定製水壓力為60psi或70psi時，其壓力隔 膜泵卻不斷地輸出高製水壓力12〇psi，使得R〇膜 一直處在高壓狀態下，將會導致R〇膜管內的濾材 纖維一直被拉扯，而造成彼此間的縫隙變大，除會 降低濾除雜質的濁度功效外，亦會減短其堪用壽命 期’最後則必須增加更換新品R〇膜管的頻率，消 費者變成取大的受害者，不僅如此，如第三圖所示， 在過濾製水的期間，因該R〇膜管過濾的雜質會逐 渐阻塞，使得壓力隔膜泵中泵頭蓋體30之高壓水室 內34的高壓水流，無法全數地流進該R〇膜管中， 造成局部的高壓水流滯留於該高壓水室34中，反而 對隔膜閥蓋組20形成反壓現象，久而久之即在該栗 頭蓋體30與隔膜閥蓋組20之間造成受壓過大而產 生滲漏水的情形，最後亦導致必須提早更換整個壓 力隔膜泵的結果，而最倒楣的仍舊是消費者。 上述缺失包括所有習知已揭露的美國專利案壓 8 1299770 力隔膜泵，其結構上自1985年被發明以來並無任何 可供調整該高壓水室中過高水壓的設計，直到近三 年才有針對調節過高水壓力功能之壓力隔膜泵問 市，其構造如第四圖至第七圖所示，係於栗頭蓋體 4〇內緣面之高壓水室44的中央設具一中空洩壓室 47，並於泵頭蓋體40的外緣頂中央設具一調壓座 50，其中，該中空洩壓室47的底面壁中央穿設有一 拽塵孔48，而其侧面壁上另穿設有一拽壓通道49， 且茲洩壓通道49的兩端分別與低壓水室43及中空 洩壓室47相連通，另於調壓座5〇的中央螺設有_ 調壓螺絲5 1，該調壓螺絲5丨係伸入至中空洩壓室 4 7內部，其底端內部依序容置有一壓縮彈簧52及一 擋壓桿53，且該擋壓桿53的末端係受該壓縮彈簧 52之彈力而壓掣抵貼於中空洩壓室47的洩壓孔 上。 再如第八圖及第九圖所示，當原水W自泵頭蓋 體4〇之進水口 41進入低壓水室43後，受擺輪13 作動增壓而經低壓閥門22及高壓閥門21進入至高 壓水至44 ’並經由出水孔46及出水口 42向RO膜 官輪出預期額定製水壓力，在符合正常額定製水壓 力值以下時’因壓縮彈簧52之彈壓力施力於擋壓桿 9 1299770 53上，使得擋壓桿53抵姑堵塞住中空拽壓室〇之 我壓孔48 ’故所有高壓水室44內的增壓原水貿全 數由出水孔46經出水口42而向錢蓋體4()外部輸 出(如第八圖所示）；當高壓水室44内的水壓值高於 額疋製水壓力#，水壓會將擋壓桿53自洩壓孔Μ 頂開，使得多出的水壓可經由該編L 48 入中空 滅壓室47內，再經由拽壓通道49而流人低壓水室 43內（如第九圖所示），藉以達成調節該高壓水室Ο 中所超出額定製水壓力的多餘水壓力；然而，實際 上成習知卩調節壓力纟壓力隔膜泵並沒有冑其內部 的多餘水壓排放至外界，其僅是將水壓不斷地循環 於高壓水室44及低壓水室43之間，所以當該壓力 隔膜泵再運轉作動一段時間後，該高壓水室44仍舊 會發生水壓過高滯留的問題。 於疋’本發明人發現前述缺失後，乃進而在2〇〇3 年1月14日提出解決之設計及專利申請，並已獲 鈞局頒發新型第225942號（公告編號·· 595656)在 ^其構造則如第十圖至第十四圖所示，係於泵頭 蓋體60之外緣面上朝內部圓環槽65方向凹設有一 調壓四槽68,該調壓凹槽68之底面中央再朝圓環槽 貫穿δ又有一洩壓孔67，且近該調壓凹槽68底面 10 1299770 處之側壁面上又朝向泵頭蓋體60頂部面穿設有一水 壓排洩口 69,另於該調壓凹槽68內螺設有一調節螺 絲7°:菸調節螺絲7〇之末端容置有-壓縮彈簧71 及一擋止I 72，其中，該擋止塊72係受該壓縮彈簧 71彈壓力之頂推而抵貼堵塞住洩壓孔67上。 ”、 一圖及第十三圖所示，當增壓後流入 冋壓水至64內的原水w壓力，符合額定製水壓力 值以T肖’並無法將堵住拽壓孔67上的擋止塊72 推離孩壓孔67, m此所有高壓水室64內的高壓a 均會全數由出水孔66經出水口 62向栗頭蓋體6< 外部輸出(如第十-圖所示)；當高壓水室64內的水 壓值超過額疋製水壓力時，水壓會將擋止塊72推離 洩壓孔67’使得剩餘超出的水壓可經由該洩壓孔。 &壓排戒D 69直接排放至栗頭蓋體外部（如第十 一圖所不）’當該高壓水室㈠内的水壓再次下降到 額定製水塵力範圍以下時，該播止塊又會在該壓 紿彈簧71反彈力的作用下再度被推移抵貼堵住該洩 壓孔67上，而使該高壓水室64內的水壓不再拽溢 至外界，並令該高壓水室“内部的壓力可永保持在 正常的额定製水壓力範圍內（如第十—圖所示），因 此本發明人前述所設計之壓力隔膜栗才是真正有 1299770 效調節過高水壓排除的方式。另，為使水壓排減口 69所排出的水不致隨處亂溢’更於該水壓排洩口 上套置纟管P，以便導引拽壓水流至容器內（如第 • 十四所示）。 由於削述#明人所研冑之真正調壓式壓力隔膜 ’ $能完全滿足各種規格之R〇 Μ管額定製水壓力， _ 使得消費者不再頻於更換R〇m管及壓力隔膜泵， 故面市後至今廣受好評，但申請人並不以此為滿 足’乃不斷再為精進研究與突破，企能達到更完美 之境界，因而發現尚有需改進之處如下： 1 ·自水壓排洩口排出泵頭蓋體外的多餘水量， • 冑可導流入-般容器中收集再使用，但卻也 增添使用者另需備存容器之麻煩，或因是累 • 積水量過多而無法全數再利用不便，反而大 多數消費者最後會選擇直接倒掉，無形中產 生浪費水資源。 2.當過剩水壓在經過泵頭蓋體之水壓排洩口 時，常會伴隨產生較大的水流噪音，而致干 擾居家室內環境之安寧。 【發明内容】 12 1299770 本發明之主要目的是在提供一種「恆 粟」’主要是在其泵頭蓋體之水壓排洩口 — 之間接設有一連通管路，使得來自泵頭蓋 - 水室的多餘水壓，能依序先由該水壓排拽 … 简壓水室之外，.再經由該連通管路到達泵 … 進水口後，而直接進入泵頭蓋體內之低壓 以構成一個由泵頭蓋體內的高壓水室、 ® η '連通管路、進水口及低壓水室所形成 閉循環水流迴路；使得該多餘水壓的水流 導流至其它備用容器內，並解決使用者之 - 便利下所引致不願回收之浪費。 • 本發明之另一目的乃在提供一種^亙 泵」，藉由排出泵頭蓋體外之多餘水壓即 • 引導向流至進水口，可與源頭進水之水壓 合併，反而提高泵頭蓋體整體之進水壓力 幫助馬達輸出之動力較為省力，進而達到 之節電效益。 本發明之又一目的即在提供一種「恆 泵」，由於在泵頭蓋體內調壓凹槽與洩壓 之位置處更設有一迴流缓衝環槽，使得多 水到達水壓排洩口前，必須先經繞行該迴 壓式隔膜 與進水D 體內高壓 口排放至 頭蓋體的 水室中， 水壓排洩 之洩壓封 量不須再 不便及不 壓式隔膜 直接再度 相互匯流 ，並間接 更為省能 壓式隔膜 孔相交會 餘水壓之 流缓衝環 13 1299770 槽之後’才能到達水壓排洩口來輸出，故可有效減 少壓力隔膜泵之工作噪音。 【實施方式】 夕第十五圖至第二十一圖所示，係本發明「恆 壓式隔膜泵」之第—银姑μ ^ ^ 」1^弟 興施例，其包括··一馬達丨〇 ; 一位於該馬達1 〇屮六触 出力軸（圖上未示）端部之上蓋座 11，裔上蓋座u周緣置設有數個螺孔12 ;—樞設 在通上蓋座體11巾，且受到該馬達10出力軸驅動 並轉換呈軸向往復運動之數個擺輪13; 一罩設在該 上蓋座11上之隔膜閥蓋組2〇，其頂面中央嵌設有一 骨壓閥門23’而在該高壓閥門23之周圍底面上則嵌 設有數個低壓閥門22;以及一系頭蓋體7〇等；藉^ 上蓋座11之數個螺孔12和泵頭蓋體7〇相對應位 置預設之穿孔701，共同由螺栓2加以螺固組合成— 體（如第十五圖所示）。 其中，該泵頭蓋體70的外緣面上相對應之兩端 各設有一進水口 71及一出水口 72,於其內緣面的底 部則環設有一階狀槽702，使該隔膜閥蓋組2〇之外 周緣面能密貼在該階狀槽702上，又該泵頭蓋體7〇 的內緣面中央朝向該階狀槽7〇2凸設有一圓環槽 1299770 72相導通

75,且於其槽壁面上又穿設有一與出水口 之出水孔7 6，另該圓環槽 該隔膜閥蓋組20之高壓閥門23 該圓環槽75的內壁面與該隔膜閥蓋組2〇之間形、 -高壓水室74,而圓環槽75之外綠面與栗：蓋: 7〇之內緣面間則形成數個低壓水室73 ( 另於泵頭蓋體70 之外部侧綠面 及第十八圖所示）； 上朝其内部圓環槽75方向凹設有一調壓凹槽78，該 調壓凹槽78之底面中央再朝圓環槽75貫穿設有一 浅壓孔77’另於近該調壓凹槽78底面處之側壁面上 朝向泵頭蓋體70頂部面貫穿設有一水壓排拽口 79，而於該調壓凹槽78內則容置有一調節螺絲， 且該調節螺絲80之末端依序各設有一壓縮彈菁8工 及一擋止塊82’又該擋止塊82係受該壓縮彈箸μ 之彈壓力頂推而抵貼堵塞住該洩壓孔7 7上（如第：+ 八圖所示）；其中，該泵頭蓋體70之水壓排拽口 79 與進水口 71之間接設有一連通管路90,而該連通管 路90與該進水口 71係由一三通管T作相互螺接， 藉由該泵頭蓋體70內的高壓水室74、水壓排拽^ 79、連通管路90、進水口 71及低壓水室73得以妒 成一洩壓封閉循環水流迴路。 15 1299770 "、買如第二十圖至第二十一圖所示，當增壓後流 入咼壓水室74內的原水w，符合額定製水壓力值以 下時’並無法將堵住洩壓孔77上的擋止塊82推離 該拽壓孔77,因此所有高壓水室74内的高壓水流均 會全數由出水孔76經出水口 72向泵頭蓋體7〇外部 輸出（如第二十圖所示）；當高壓水室74內的水壓值 超過額定製水壓力時，水壓會將擋止塊82推離洩壓 孔77 ’使得剩餘超出的水壓可依序由該洩壓孔77 經水壓排洩口 79直接排放至泵頭蓋體7〇外部，再 經由該連通管路90到達泵頭蓋體7〇的進水口 71之 二通管T後，而直接進入泵頭蓋體70內之低壓水室 73中（如第二十一圖所示），而在此同時該三通管τ 的另一入口端所輸入的進水壓力則會與該來自連通 管路90的剩餘水壓一起匯合並流入泵頭蓋體之 低壓水室73內，換言之，假設泵頭蓋體之進水壓力 為50psi ’出水的額定製水壓力為80psi，則當高壓 水室74內的水壓達到90psi時，其剩餘水壓即為 10psi(90psi- 8 0psi= lOpsi)，而該剩餘水壓 1〇psi 經 由連通官路90’而與進水壓力50psi相匯合後的總 輸入進水壓力將增加變成60psi(50psi + l〇pSi = 60psi)，亦即馬達10在進水壓力為50psi的條件下 1299770 所作增壓輸出的功率，將會比進水壓力為60psi的條 件下來得少，相對地其所耗損的電能亦會較少，只 要每次有剩餘壓力被排洩而迴流至進水口 7 1均會產 生節能的功效，長期累積後的效益極為可觀，且馬 達10的使用壽命也會增長，再加上泵頭蓋體7〇輪 出的製水壓力均永保持在恆壓的狀態下，也令R〇膜 管的堪用壽命更延長，凡此諸多優點均是本發明最 為稱道之處。 當該高壓水室74內的水壓下降到額定製水壓力 範圍為以下時’該擋止;i鬼82又會在該壓縮彈篑si 反彈力的作用下再度被推移抵貼堵住該拽壓孔7 7 上’而使該高壓水室74內的水壓不再洩溢至外界， 並令該高壓水室74內部的壓力可永保持在正常的額 定製水壓力範圍內（如第二十圖所示 再如第一十一圖及第二十三圖所示，該位於調 塵凹槽78底面與洩壓孔77相交會外之周圍，更環 設一以洩壓孔7 7為中心軸的迴流缓衝環槽7 8丨，且 該迴流缓衝環槽781的侧向槽壁面與該水壓排拽口 79係互相導通，使得來自該洩壓孔77的剩餘水壓在 碰觸擋止塊82後，必須被強迫先進入該迴流缓衝環 槽7 81後，才能再流入水壓排洩口 7 9中（如第一十 17 1299770 二圖所示），因而具有減少水流噪音之功效。 又如第二十四圖至第二十六圖所示，係本發明 之第二實施例’其中，該泵頭蓋體7〇之水壓排拽口 79與進水口 71間的連通管路1〇〇，係與該泵頭蓋體 ' 7〇 —體成型而成。 综上所述，本發明確具有提供符合RO膜管額 _ 疋製水壓力之恆壓功能，且更較所有習知壓力隔膜 泵的耗電功率為低，不僅節能又兼具運轉低噪音之 環保效益，非常符合產業利用性之創新發明者。 【圖式簡單說明】 第一圖·係習知壓力隔膜泵之立體分解圖。 第二圖：係習知壓力隔膜泵之泵頭蓋體之剖面示意 圖足一。

W 第三圖：係習知壓力隔膜泵之泵頭蓋體之剖面示意 . 圖之二。 第四圖·係習知内部調壓式壓力隔膜泵之泵頭蓋體 立體示意圖之一。 第五圖··係習知内部調壓式壓力隔膜泵之泵頭蓋體 • 立體示意圖之二。 第六圖··係第五圖之a-a剖面示意圖。 第七圖··係第五圖之b-b剖面示意圖。 18 1299770 第八圖：係習知内部調壓式壓力隔膜泵之泵頭蓋體 之作動示意圖之一。 第九圖：係習知內部調壓式壓力隔膜泵之泵頭蓋體 之作動不意圖之二。 第十圖：係習知外部調壓式壓力隔膜泵之泵頭蓋體 立體示意圖。 .. 第十一圖 第十二圖 ® 第十三圖 係第十圖之C-C剖面示意圖。 係第十圖之d-d剖面示意圖。 係習知外部調壓式壓力隔膜泵之泵頭蓋 體之作動示意圖。 第十四圖：係習知外部調壓式壓力隔膜泵之泵頭蓋 體剖面示意圖。 第十五圖··係本發明之立體分解圖。 第十六圖：係本發明中泵頭蓋體之立體示意圖之一。 第十七圖：係本發明中泵頭蓋體之立體示意圖之二。 第十八圖：係第十六圖之e-e剖面示意圖。 第十九圖：係第十六圖之f_f剖面示意圖。 第二十圖：係本發明中調壓凹槽設有迴流缓衝環槽 之剖面示意圖之一。 第二十一圖：係本發明中調壓凹槽設有迴流緩衝環 槽之剖面示意圖之二。 第二十二圖··係本發明中調壓凹槽設有迴流缓衝環 槽之作動示意圖之一。 第二十三圖：係本發明中調壓凹槽設有迴流糉衝環 槽之作動示意圖之二。 19 1299770 第二十四圖：係本發明中另一實施例之泵頭蓋體上 視圖。 第二十五圖：係第十六圖之g-g剖面示意圖。 ^ 第二十六圖：係第二十四圖之另一實施例的剖面示 ， 意圖。

【主要元件符號說明】 2-螺栓 1 0 -馬達 12-螺孔 20-隔膜閥蓋組 22-低壓閥門 32 、 42 、 72-出水口 34、44_高壓水室 36、701-穿孔 38、75-圓環槽 47-中空洩壓室 49-洩壓通道 51、80-調壓螺絲 53-擋壓桿 65-圓環槽

4、3 1、7卜進水口 11-上蓋座 13-擺輪 21、23_高壓閥門 30、40、60、70-泵頭蓋體 33、43、73-低壓水室 35-出水孔 37、702-階狀槽 46、76·出水孔 48-洩壓孔 50-調壓座 52、71、81-壓縮彈簧 64、74-高壓水室 67、77-洩壓孔 20 1299770 68、 78-調壓凹槽 69、 79-水壓排洩口 72、82-擋止塊 781-迴流缓衝環槽 T-三通管 69- 水壓排洩口 70- 調節螺絲 90、100_連通管路 P-水管 W-原水

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Claims (1)

1299770 十、申請專利範圍： 1·—種「恆壓式隔膜泵」，其包括： 一馬達； 一上蓋座’係位於該馬達出力軸端部，其周緣置 設有數個螺孔； 數個擺輪’係樞設在該上蓋座體中，可受到該馬 達出力軸驅動並轉換呈軸向往復運動；

一隔膜閥蓋組’係罩設在該上蓋座上，其頂面中 央嵌設有一高壓閥門，而在該高壓閥門之周圍底面上 則嵌設有數個低壓閥門；及

一栗頭 進水口及一 槽，且其內 該圓環槽之 水孔，且其 門外圍緣面 組之間形成 體之內緣面 外部側緣面 凹槽，其底 且近該調壓 部面貫穿設 有一調節螺 壓縮彈簧及 該泵頭 盍體’其外緣面上相對應之兩端各設有一 出水口 ’於其內緣面的底部環設有一階狀 緣面中央朝向該階狀槽凸設有一圓環槽， 槽壁面上穿設有一與出水口相導通之出 頂端部壓掣抵貼於該隔膜閥蓋組之高壓閥 上’而在該圓環槽的內壁面與該隔膜閥蓋 一高B水室，於圓環槽之外緣面與泵頭蓋 間則形成數個低壓水室，另該泵頭蓋體之 上朝其內部該圓環槽方向凹設有一調壓 面中央再朝該圓環槽貫穿設有一洩壓孔， K槽底面處之側壁面上朝向泵頭蓋體頂 有一水壓排拽口，又於該調壓凹槽內容置 :，再於該調節螺絲之末端依序各設有一 一擔止塊，其特徵在於： 口之間接設有 蓋體之水壓排洩口與進水 22 1299770 一連通管路’使由該泵頭盡體內的高壓水室、水壓排 浪口、連通管路、進水口及低壓水室構成一拽壓封閉 循環水流迴路。 2 ·如申請專利範圍第1頊所述之恆壓式隔膜泵，其中， 該連通管路係為具有撓性之可彎曲管。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之恆壓式隔膜栗，其中， 該位於調壓凹槽底面與洩壓孔相交會外之周圍，更環 設有一以洩壓孔為中心軸的迴流缓衝環槽，且該迴流 缓衝環槽的侧向槽壁面與該水壓排洩口係互相導通。 4·、如申請專利範圍第1項所述之恆壓式隔膜泵，其中， 該連通管路係與該栗頭蓋體為—體成型而成者。 ^口申、請專利範圍第2項所述之恆壓式隔膜泵，其中， =通管路與該進水D之間係由—三通管作相互螺

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