凈水器儲(chǔ)水罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制

摘 要：主要內(nèi)容是介紹反滲透凈水器中常見的儲(chǔ)水裝置以及其控制方式。首先對(duì)反滲透凈水器的出水裝置的基本的水路原理進(jìn)行分析，然后通過(guò)設(shè)計(jì)排氣結(jié)構(gòu)和單向閥結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)出水裝置自動(dòng)排氣的功能。同時(shí)在水路中布置兩個(gè)壓力傳感器，對(duì)水袋進(jìn)行雙重保護(hù)，防止水袋脹袋甚至炸裂。從而使整個(gè)凈水器系統(tǒng)自動(dòng)制水產(chǎn)水，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的全自動(dòng)化、安全化。

關(guān)鍵詞：凈水器；儲(chǔ)水袋；傳感器

引言

近年來(lái)，由于工業(yè)發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)造成了水資源過(guò)度開發(fā)和水污染，飲用水安全已經(jīng)成為城市千家萬(wàn)戶的心頭之患[1]。國(guó)內(nèi)水源地、管網(wǎng)二次污染的情況非常嚴(yán)重，因此水質(zhì)健康的問(wèn)題也慢慢成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。由此凈水器已經(jīng)成為像冰箱、空調(diào)等家電產(chǎn)品的家庭必需品，尤其是在重工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)。目前凈水器核心是濾膜，濾膜包括兩大類，超濾膜和反滲透膜，超濾膜孔徑為0.001～0.02μm，可以有效過(guò)濾水中的肉眼可見雜質(zhì)，例如泥沙鐵銹等細(xì)顆粒物，甚至大部分細(xì)菌也超過(guò)這個(gè)直徑。反滲透膜孔徑為1×10-10m，而水分子的直徑是4×10-10m，所以一般來(lái)說(shuō)反滲透凈水機(jī)都需要有一個(gè)增壓泵，將水分子擠到膜的另一面。在這個(gè)過(guò)程中，水里面的細(xì)菌、有機(jī)污染物、重金屬、無(wú)機(jī)鹽等幾乎所有的可溶性和不可溶的物質(zhì)都會(huì)被攔截下來(lái)。相對(duì)超濾膜來(lái)說(shuō)，反滲透處理過(guò)的水相對(duì)來(lái)說(shuō)可以去除更多的污染物，對(duì)于人體來(lái)說(shuō)更安全[2]。但是反滲透凈水器出水慢，所以一般都會(huì)配備一個(gè)儲(chǔ)水罐，這樣可以大大的提高凈水器的出水量，保證用戶的正常生活用水量。但是儲(chǔ)水罐也給產(chǎn)品帶來(lái)了其他的問(wèn)題，一個(gè)是儲(chǔ)水罐內(nèi)的空氣如何排出；一個(gè)是如何精準(zhǔn)的控制儲(chǔ)水罐水滿停止制水[3]。所以解決儲(chǔ)水罐的排氣問(wèn)題和制水控制問(wèn)題將大大的滿足用戶對(duì)凈水器的需求。

1 帶排氣結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)水罐的設(shè)計(jì)

根據(jù)凈水器的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)儲(chǔ)水罐的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.1 儲(chǔ)水罐整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

儲(chǔ)水罐主要是實(shí)現(xiàn)排氣儲(chǔ)水的功能，同時(shí)具備一定的承壓能力防止儲(chǔ)水罐在一定水量壓力下發(fā)生破裂漏水的故障，所以根據(jù)這個(gè)要求設(shè)計(jì)如圖1所示的儲(chǔ)水罐結(jié)構(gòu)。

儲(chǔ)水罐的主要組成結(jié)構(gòu)是先將儲(chǔ)水袋1焊接在儲(chǔ)水罐蓋3上，然后將防水透氣閥7安裝在儲(chǔ)水罐上蓋的孔中，將排氣孔蓋6安裝在儲(chǔ)水罐上蓋形成密閉腔體，將排氣孔塞5安裝在排氣孔蓋6上，再將排氣孔膠蓋4蓋在排氣孔蓋上，用以固定排氣塞，同時(shí)排氣孔膠蓋中間是海綿，以便氣體可以排出，同時(shí)防止外界灰塵進(jìn)入儲(chǔ)水的腔體。將PE管8連接在儲(chǔ)水罐上蓋的兩個(gè)接頭上，安裝完后將上蓋連接的組件與儲(chǔ)水罐外殼采用旋轉(zhuǎn)焊的方式焊接在一起，組成一個(gè)出水罐裝置。

1.2 儲(chǔ)水罐工作原理

凈水器在制水時(shí)，從A入口進(jìn)入儲(chǔ)水袋，對(duì)儲(chǔ)水袋內(nèi)的空氣進(jìn)行壓縮，當(dāng)壓力值到達(dá)一定值的時(shí)候，儲(chǔ)水袋中的空氣將會(huì)從防水透氣閥7排出，壓力排氣量的測(cè)試圖如圖2所示，當(dāng)水滿后，防水透氣閥可以防止水流出。

當(dāng)打開水龍頭時(shí)，儲(chǔ)水罐的水從B出口抽出，同時(shí)排氣孔塞堵住排氣孔，形成密閉的空間，從而防止外界空氣進(jìn)入儲(chǔ)水罐，使儲(chǔ)水罐的水量不能抽完，當(dāng)水袋中的水抽完后，整機(jī)停止工作。

2 水袋制水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

凈水器的工作系統(tǒng)水路圖如圖3所示，其中水袋的控制系統(tǒng)為，當(dāng)打開機(jī)器時(shí)，自來(lái)水進(jìn)入凈水機(jī)，經(jīng)過(guò)前置過(guò)濾網(wǎng)，進(jìn)水電磁閥，PAC濾芯進(jìn)行第一、二級(jí)過(guò)濾，然后經(jīng)過(guò)增壓泵加壓進(jìn)入RO濾芯然后制水進(jìn)入到儲(chǔ)水罐儲(chǔ)水，當(dāng)水壓到低壓1開關(guān)設(shè)定的值時(shí)，將會(huì)停止制水并關(guān)閉進(jìn)水電磁閥，從而斷水。其中低壓開關(guān)設(shè)定的值比低壓開關(guān)2設(shè)定的值要小，當(dāng)?shù)蛪洪_關(guān)1失效時(shí)，低壓開關(guān)2啟動(dòng)進(jìn)行二次保護(hù)，同時(shí)進(jìn)行報(bào)警維修，以此實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)水罐雙重保護(hù)。當(dāng)水龍頭打開時(shí)小泵打開，對(duì)儲(chǔ)水罐進(jìn)行抽水，同時(shí)打開進(jìn)水電磁閥，同時(shí)制水，然后經(jīng)過(guò)后置活性炭進(jìn)行口感改善，供用戶飲用。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)通水測(cè)試驗(yàn)證，該帶排氣裝置的儲(chǔ)水罐裝置，可以有效的提升凈水器的出水流量，滿足用戶用水需求。自帶排氣裝置可以滿足凈水器在工作過(guò)程中，儲(chǔ)水罐的排氣速度，不用用戶手動(dòng)進(jìn)行排氣處理，實(shí)現(xiàn)凈水器更為便捷的使用模式。雙壓力傳感器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使整個(gè)水路控制系統(tǒng)更為安全，可以更好的保護(hù)用戶的使用過(guò)程，這樣也將極少的降低售后返修率和顧客投訴率，為提升品牌效應(yīng)和知名度做好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]張彥魯，王新魁.反滲透凈水器的凈化效果分析[J].廣東化工，2016，43（17）：170-171.

[2]謝先春，易路景.903立袋式班排便攜凈水器的研制[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，1994（1）：5-8.

[3]劉帥，周寧玉，謝朝新，等.便攜式正滲透凈水袋原理樣機(jī)的耐用性能研究[J].環(huán)境科技，2015，28（4）：33-37.

作者簡(jiǎn)介：何志鋒（1988，02-），男，江西撫州人，機(jī)械電子工程專業(yè)，從事凈水器產(chǎn)品研發(fā)工作。