一种家用净水装置
技术领域
本申请涉及家用净水
技术领域
,尤其涉及一种家用净水装置。背景技术
随着社会的进步,人们生活水平的提高,人们对于自身饮食饮水的卫生也越来越重视。目前,自来水通常都采用氯化法处理,能够有效防止水传播疾病,但自来水中含有盐、杂质、以及余氯等,并不具备直接饮用的条件,在饮用前需要再净化处理。
现有技术中,常采用反渗透膜来对自来水进行净化,以制取可以直接饮用的纯水。反渗透膜可以有效阻止细菌、病毒、水垢、盐离子等物质,只允许水分子通过,从而保证用水的安全性。而在处理过程中,细菌、病毒、水垢、盐离子等未通过反渗透膜的物质则形成浓水排出。目前常用的反渗透膜,在净化时产生较多的浓水浪费掉,对水的利用率并不高。
发明内容
本申请实施例提供一种家用净水装置,采用单流道的脱盐组件进行净水,进入单流道脱盐组件的水可以从出水口排出,同时得到净化处理,在此过程中不产生废水,提高了水的利用率。
本申请提供了一种家用净水装置,所述家用净水装置包括:
单流道脱盐组件,包括第一进水口和第一出水口,在施加正向的电压时对所述第一进水口流入的水进行净化处理,处理后的水经所述第一出水口流出;
管路系统,包括第一管路、第二管路、第三管路和三通阀,其中所述第一管路用于向所述第一进水口送水,所述三通阀的第二进水口连接所述单流道脱盐组件的第一出水口,所述三通阀的第二出水口、第三出水口对应连接所述第二管路、第三管路,所述第二管路用于输出经所述单流道脱盐组件净化后的水;
所述第一出水口和所述三通阀之间或者在所述第二管路上设有第一电导率检测组件,在所述第一电导率检测组件检测的电导率数据不小于目标电导率时,所述单流道脱盐组件断电或施加反向的电压,以使所述单流道脱盐组件中的盐类物质由从所述第一进水口流入的水冲洗至所述第三管路。
示例性的,所述家用净水装置还包括能够储存水的原水箱,所述第一管路的一端连接所述原水箱,另一端连接所述第一进水口;
所述家用净水装置还包括废水箱,所述第三管路的一端连接所述三通阀的第三出水口,另一端连接所述废水箱。
示例性的,所述单流道脱盐组件包括物理吸附脱盐滤芯和/或化学吸附脱盐滤芯。
示例性的,所述化学吸附脱盐滤芯包括离子交换树脂滤芯、双极膜电去离子滤芯中的至少一项;
所述物理吸附脱盐滤芯包括电容脱盐滤芯、膜电容脱盐滤芯中的至少一项。
示例性的,所述家用净水装置还包括控制组件和供电组件,所述控制组件连接所述第一电导率检测组件、所述供电组件和所述三通阀,所述供电组件连接所述单流道脱盐组件。
示例性的,所述控制组件在所述第一电导率检测组件检测的电导率数据不小于目标电导率时,控制所述供电组件断开向所述单流道脱盐组件的供电或者向所述单流道脱盐组件施加反向的电压,同时控制所述三通阀开通所述第二进水口和所述第三出水口。
示例性的,所述第一管路上设有第二电导率检测组件和流量检测组件,所述第二电导率检测组件和所述流量检测组件均连接于所述控制组件。
示例性的,所述控制组件根据所述第一电导率检测组件检测的电导率数据、所述第二电导率检测组件检测的电导率数据以及所述流量检测组件检测的流量数据确定所述单流道脱盐组件的消耗数值,并在所述消耗数值不小于消耗阈值时,控制所述供电组件断开向所述单流道脱盐组件的供电或者向所述单流道脱盐组件施加反向的电压,同时控制所述三通阀开通所述第二进水口和所述第三出水口。
示例性的,向所述单流道脱盐组件的断电或者向所述单流道脱盐组件施加反向的电压时,所述控制组件根据所述第一电导率检测组件检测的电导率数据和所述流量检测组件检测的流量数据确定所述单流道脱盐组件的再生效果。
示例性的,所述管路系统还包括设于所述第一管路上的驱动组件,所述驱动组件驱动水流向所述单流道脱盐组件。
示例性的,所述管路系统还包括设于所述第一管路上的过滤组件和/或设于所述第二管路上的过滤组件。
示例性的,所述第二管路的出水方向连接若干出水管路,且至少有一个所述出水管路上设有加热单元。
本申请公开了一种家用净水装置,包括:单流道脱盐组件和管路系统,其中单流道脱盐组件包括第一进水口和第一出水口,在施加正向的电压时对第一进水口流入的水进行净化处理,处理后的水经第一出水口流出;管路系统包括第一管路、第二管路、第三管路和三通阀,其中第一管路用于向第一进水口送水,三通阀的第二进水口连接单流道脱盐组件的第一出水口,三通阀的第二出水口、第三出水口对应连接第二管路、第三管路,第二管路用于输出经单流道脱盐组件净化后的水;而且在第一出水口和三通阀之间或者在第二管路上设有第一电导率检测组件,在第一电导率检测组件检测的电导率数据不小于目标电导率时,单流道脱盐组件断电或施加反向的电压,以使单流道脱盐组件中的盐类物质由从第一进水口流入的水冲洗至第三管路。通过单流道脱盐组件对流经的水进行净化处理时可以不排出废水,提高了水的利用率;而且可以在需要时对单流道脱盐组件进行冲洗再生。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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为本申请一实施例的家用净水装置的结构示意图;
图2为家用净水装置一实施方式的结构示意图;
图3为双极膜电去离子滤芯脱盐过程的原理示意图;
图4为双极膜电去离子滤芯再生过程的原理示意图;
图5是家用净水装置中各部分连接关系的示意图。
附图标记:100、单流道脱盐组件;110、第一进水口;120、第一出水口;200、管路系统;210、第一管路;220、第二管路;230、第三管路;240、三通阀;241、第二进水口;242、第二出水口;243、第三出水口;250、驱动组件;260、过滤组件;310、原水箱;320、废水箱;410、控制组件;420、供电组件;
10、第一电导率检测组件;20、第二电导率检测组件;30、流量检测组件;
900、双极膜电去离子滤芯;910、电极;911、第一电极;912、第二电极;920、双极膜;921、阳离子交换膜;922、阴离子交换膜。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。另外,虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分,但是在某些情况下,可以以不同于装置示意图中的模块划分。
本申请的实施例提供了一种家用净水装置,家用净水装置可以为净水器,例如为台面式净水/饮水机。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示为本实施例中家用净水装置的结构示意图。
请参阅图1,家用净水装置包括单流道脱盐组件100和管路系统200。
其中,如图1所示,单流道脱盐组件100包括第一进水口110和第一出水口120,在施加正向的电压时对第一进水口110流入的水进行净化处理,处理后的水经第一出水口120流出。
具体的,管路系统200包括第一管路210、第二管路220、第三管路230和三通阀240。其中第一管路210用于向第一进水口110送水,三通阀240的第二进水口241连接单流道脱盐组件100的第一出水口120,三通阀240的第二出水口242、第三出水口243对应连接第二管路220、第三管路230,第二管路220用于输出经单流道脱盐组件100净化后的水。
在一些实施方式中,如图2所示,家用净水装置还包括能够储存水的原水箱310,第一管路210的一端连接原水箱310,另一端连接单流道脱盐组件100的第一进水口110。
示例性的,原水箱310包括透明的外壳或者在外壳上设有透明的窗口,方便用户查看原水箱310中的水质、水位等。
示例性的,原水箱310还可以包括注水口,通过注水口可以向原水箱310中加入待净化的水。例如注水口连接自来水管。示例性的,原水箱310中还设有液位计,当原水箱310中的液位下降到设定值时,可以控制自来水管的阀门打开向原水箱310的注水口加水。
示例性的,原水箱310中储存的水可以经第一管路210流入单流道脱盐组件100,当单流道脱盐组件100施加正向的电压时对流入的水进行净化处理,净化后的水经第二管路220输出。例如三通阀240开通第二进水口241和第二出水口242,方便净化后的水经第二管路220输出。
可以理解的,第一管路210的一端也可以直接连接自来水管,另一端连接单流道脱盐组件100的第一进水口110。
可以理解的,单流道脱盐组件100在对流经的水进行净化处理时,只用到一个进水口和一个出水口,因此可称为单流道的脱盐组件。
单流道脱盐组件100在对流经的水进行净化处理时,可以不排出废水。通过采用单流道的脱盐组件进行净水,进入单流道脱盐组件100的水可以从出水口排出,同时得到净化处理,在此过程中不产生废水,提高了水的利用率。
在一些实施方式中,单流道脱盐组件100包括物理吸附脱盐滤芯和/或化学吸附脱盐滤芯。
示例性的,化学吸附脱盐滤芯可以包括离子交换(IX)树脂滤芯、双极膜(Biopolar,BP)脱盐滤芯中的至少一项。
示例性的,物理吸附脱盐滤芯可以包括电容脱盐(Capacitive Deionization,CDI)滤芯、膜电容脱盐(Membrane Capacitive Deionization,MCDI)滤芯中的至少一项。
具体的,电容脱盐滤芯、膜电容脱盐、双极膜电去离子滤芯等可以在通电时,引起阳离子、阴离子的定向迁移,实现对水的净化处理,这类滤芯可称为电驱动单通道脱盐滤芯。
具体的,如图3和图4所示为双极膜电去离子滤芯900的一种结构的示意图。
如图3和图4所示,双极膜电去离子滤芯900包括一对或多对电极910,且至少有一对电极910之间设有一个双极膜920或多个间隔设置的双极膜920。其中,双极膜920包括阳离子交换膜921和阴离子交换膜922,阳离子交换膜921和阴离子交换膜922相对设置,复合在一起。例如可以通过热压成型法、粘合成型法、流延成型法、阴阳离子交换基团法、电沉积成型法等制成双极膜920。具体的,一个双极膜920上的阳离子交换膜921和阴离子交换膜922之间没有间隔,例如,水在流经双极膜电去离子滤芯900时,不会从同一个双极膜920上的阳离子交换膜921和阴离子交换膜922之间通过。
如图3和图4所示,一对电极910包括第一电极911和第二电极912,其中第一电极911与邻近第一电极911的双极膜920的阳离子交换膜921相对设置,第二电极912与邻近第二电极912的双极膜920的阴离子交换膜922相对设置。
如图3所示为在对水进行净化处理过程中,双极膜电去离子滤芯900的工作原理示意图。其中,第一电极911的电位高于第二电极912的电位,即在第一电极911、第二电极912之间施加正方向的电压。此时,待净化处理的原水中的阴离子如氯离子等,朝着第一电极911的方向移动,置换第一电极911方向的阴离子交换膜922中的OH-,OH-进入相邻双极膜920之间的流道中;同时原水中的阳离子如Na+,朝着第二电极912的方向移动,置换第二电极912方向的阳离子交换膜921中的H+,H+进入流道中;H+和OH-在流道中发生中和反应,生成水,从而实现对原水中的盐分去除,净化处理后的纯水从流道末端流出。
如图4所示,在第一电极911、第二电极912之间施加反方向的电压,使第一电极911的电位低于第二电极912的电位时,双极膜920的阳离子交换膜921和阴离子交换膜922的表面在电场作用下生成OH-和H+离子,阳离子交换膜921内部的阳离子如Na+被H+离子置换并向低电位的第一电极911移动,阴离子交换膜922中的阴离子如氯离子被OH-置换朝高电位的第二电极912移动,Na+等阳离子、氯离子等阴离子进入流道中,可以由流经双极膜电去离子滤芯900的水冲洗出去。从而双极膜电去离子滤芯900等脱盐滤芯可以在断电或施加反向的电压时,释放吸附在双极膜920上的Na+等阳离子、氯离子等阴离子,使脱盐滤芯中的盐类物质能够由水冲洗出去,实现再生;携带Na+等阳离子、氯离子等阴离子的水可以称为浓水。
示例性的,如图5所述,家用净水装置还可以包括供电组件420,供电组件420连接电驱动单通道脱盐滤芯,为电驱动单通道脱盐滤芯供电。
在一些实施方式中,供电组件420为电驱动单通道脱盐滤芯供电的电压能够调节,供电组件420供电的电压调节时,电驱动单通道脱盐滤芯的脱盐率随之变化。
示例性的,可以根据家用净水装置使用地域的水质的不同,可以设置与该水质适应的电驱动单通道脱盐滤芯的运行电压,以使经电驱动单通道脱盐滤芯净化处理的水可以达到要求。例如,当自来水管供水的水质较硬时,可以将供电组件420的供电电压设置的较高;当自来水管供水的水质较软时,可以将供电组件420的供电电压设置的较低。
在本实施例中,如图1和图2所示,第一出水口120和三通阀240之间设有第一电导率检测组件10,或者在第二管路220上设有第一电导率检测组件10。通过电导率检测组件可以检测相应位置水的水质。例如TDS值是专门针对纯净水设置的水质检测指标,TDS值代表水中可溶性总固体含量。TDS值可在一定程度反映水质,通常TDS值越低,表明水中的重金属离子等可溶性盐类越少,水质越纯。
通过在单流道脱盐组件100的出水侧检测出水的电导率,可以判断单流道脱盐组件100的净水效果是否可以满足要求。
具体的,在第一电导率检测组件10检测的电导率数据不小于目标电导率时,可以判定单流道脱盐组件100在净水过程中吸附了较多的盐类物质,需要对单流道脱盐组件100进行再生处理。
示例性的,当第一电导率检测组件10检测的电导率数据不小于目标电导率的持续时间超过预设时长,如10小时,则可以判定单流道脱盐组件100需要再生处理。
具体的,可以通过对单流道脱盐组件100断电或施加反向的电压,以使单流道脱盐组件100中的盐类物质能够由从第一进水口110流入的水冲洗至第三管路230。
示例性的,参照图1和图2,在第一管路210向单流道脱盐组件100供水时,供电组件420可以向单流道脱盐组件100施加反向的电压以使附着在单流道脱盐组件100上的盐离子进入水中,并随水排出单流道脱盐组件100。此时可以使三通阀240开通其第二进水口241和第三出水口243,以使冲洗后的废水从第三出水口243、第三管路230排出,例如可以排出至水槽。
在一些实施方式中,如图2所示,家用净水装置还包括废水箱320,第三管路230的一端连接三通阀240的第三出水口243,另一端连接废水箱320。冲洗单流道脱盐组件100后的废水可以排出至与第三管路230连接的废水箱320。
在其他一些实施方式中,单流道脱盐组件100可拆卸地容纳于家用净水装置的内部,从而可以在需要时可以将单流道脱盐组件100从家用净水装置取出进行冲洗,实现单流道脱盐组件100的滤芯的再生。
在一些实施方式中,如图5所示,家用净水装置还包括控制组件410和供电组件420,控制组件410连接第一电导率检测组件10、供电组件420和三通阀240,供电组件420连接单流道脱盐组件100。控制组件410例如可以包括单片机等。
示例性的,控制组件410可以包括输入装置,输入装置例如可以包括按钮、旋钮、触摸屏、麦克风等。
示例性的,当控制组件410通过输入装置检测到出水控制操作,例如用户按下出水按钮,或者发出包括出水指令的语音时,控制供电组件420对单流道脱盐组件100施加正向的电压,同时控制三通阀240开通第二进水口241和第二出水口242,以便经单流道脱盐组件100净化处理后的纯水可以输出。
在一些实施方式中,第二管路220的出水方向还可以连接加热单元,加热单元例如包括热交换器等。加热单元可以对从第二管路220流出的水进行加热,以向用户提供所需温度的热水。
示例性的,第二管路220的出水方向连接若干出水管路,且其中至少有一个出水管路上设有加热单元。
在一些实施方式中,控制组件410在第一电导率检测组件10检测的电导率数据不小于目标电导率时,控制供电组件420断开向单流道脱盐组件100的断电或者向单流道脱盐组件100施加反向的电压,同时控制三通阀240开通第二进水口241和第三出水口243。以使附着在单流道脱盐组件100上的盐离子进入水中,并随水排出单流道脱盐组件100。此时可以使三通阀240开通其第二进水口241和第三出水口243,以使冲洗后的废水从第三出水口243、第三管路230排出,例如可以排出至水槽。
在一些实施方式中,如图2所示,可以在第一管路210上设有第二电导率检测组件20,第二电导率检测组件20能够检测需要单流道脱盐组件100净化处理的水的水质。
示例性的,第二电导率检测组件20连接于控制组件410。控制组件410可以根据第二电导率检测组件20检测的电导率数据控制供电组件420调节向单流道脱盐组件100的供电电压。例如,第二电导率检测组件20检测的电导率数据越大,则供电组件420向单流道脱盐组件100施加的正向电压的电压越大,以提高净化处理的效果。
在一些实施方式中,如图2所示,还可以在第一管路210上设有流量检测组件30,流量检测组件30连接于控制组件410。
示例性的,控制组件410能够根据第一电导率检测组件10检测的电导率数据、第二电导率检测组件20检测的电导率数据以及流量检测组件30检测的流量数据确定单流道脱盐组件100的消耗数值。例如根据流入单流道脱盐组件100的水的电导率数据和流出单流道脱盐组件100的水的电导率数据可以确定单流道脱盐组件100的脱盐工作量,随着经单流道脱盐组件100处理的水的流量累积,可以确定单流道脱盐组件100中吸附的盐类物质总量,能够体现单流道脱盐组件100的消耗数值。
示例性的,控制组件410能够在消耗数值不小于消耗阈值时,控制供电组件420断开向单流道脱盐组件100的断电或者向单流道脱盐组件100施加反向的电压,同时控制三通阀240开通第二进水口241和第三出水口243。
例如,当单流道脱盐组件100的吸盐能力为Q时,可以确定消耗阈值为0.75Q;当单流道脱盐组件100累积的消耗数值达到该消耗阈值时,切换至再生模式对单流道脱盐组件100进行再生处理,以恢复单流道脱盐组件100的吸盐能力。
切换至再生模式时,控制组件410控制供电组件420向单流道脱盐组件100施加反向的电压以使附着在单流道脱盐组件100上的盐离子进入水中,并随水排出单流道脱盐组件100,同时控制组件410控制三通阀240开通其第二进水口241和第三出水口243,以使冲洗后的废水从第三出水口243、第三管路230排出,例如可以排出至废水箱320。
在一些实施方式中,第一电导率检测组件10设置在第一出水口120和三通阀240之间。向单流道脱盐组件100的断电或者向单流道脱盐组件100施加反向的电压时,控制组件410根据第一电导率检测组件10检测的电导率数据确定单流道脱盐组件100的再生效果。
示例性的,冲洗单流道脱盐组件100后的水能够经三通阀240、第二管路220排出,期间第一电导率检测组件10可以检测冲洗单流道脱盐组件100后的水的电导率数据。当第一电导率检测组件10检测的电导率数据小于预设电导率时,可以判定单流道脱盐组件100中的盐分物质冲洗完毕,可以结束再生模式,例如恢复对单流道脱盐组件100施加正向的电压,以及控制三通阀240开通其第二进水口241和第二出水口242。
示例性的,控制组件410能够根据第一电导率检测组件10检测的电导率数据和流量检测组件30检测的流量数据确定单流道脱盐组件100的再生效果。从而可以确定在生过程中冲洗单流道脱盐组件100释放的盐类物质的量,例如当释放的盐类物质的量达到预设的释放阈值,如80%-150%的吸盐能力Q时,可以结束再生模式。
在一些实施方式中,如图2所示,管路系统200还包括设于第一管路210上的驱动组件250,驱动组件250驱动水流向单流道脱盐组件100。
示例性的,驱动组件250可以包括自吸泵。在单流道脱盐组件100运行时,驱动组件250驱动原水箱310中的水流向单流道脱盐组件100,可以提高出水的流速,避免用户接水时等待较长的时间。
在一些实施方式中,管路系统200还包括设于第一管路210上的过滤组件260和/或设于第二管路220上的过滤组件260。
示例性的,过滤组件260可以包括PP棉滤芯和/或活性炭滤芯。在第一管路210上的过滤组件260能够对进入单流道脱盐组件100的水进行一定的净化处理,例如除去水中可能含有颗粒杂质、余氯等物质,降低单流道脱盐组件100的工作量和消耗,延长其再生周期和使用寿命。在第二管路220上的过滤组件260能够进一步提高家用净水装置输出的纯水的水质。
本说明书上述实施例提供的家用净水装置,包括:单流道脱盐组件和管路系统,其中单流道脱盐组件包括第一进水口和第一出水口,在施加正向的电压时对第一进水口流入的水进行净化处理,处理后的水经第一出水口流出;管路系统包括第一管路、第二管路、第三管路和三通阀,其中第一管路用于向第一进水口送水,三通阀的第二进水口连接单流道脱盐组件的第一出水口,三通阀的第二出水口、第三出水口对应连接第二管路、第三管路,第二管路用于输出经单流道脱盐组件净化后的水;而且在第一出水口和三通阀之间或者在第二管路上设有第一电导率检测组件,在第一电导率检测组件检测的电导率数据不小于目标电导率时,单流道脱盐组件断电或施加反向的电压,以使单流道脱盐组件中的盐类物质由从第一进水口流入的水冲洗至第三管路。通过单流道脱盐组件对流经的水进行净化处理时可以不排出废水,提高了水的利用率;而且可以在需要时对单流道脱盐组件进行冲洗再生。
在本发明实施例的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明实施例的限制。
此外,术语“第一”、“第一”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第一”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明实施例中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第一特征之“上”或之“下”可以包括第一和第一特征直接接触,也可以包括第一和第一特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第一特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第一特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第一特征。第一特征在第一特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第一特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第一特征。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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