凈水器儲水罐結構設計與控制

摘 要：主要內容是介紹反滲透凈水器中常見的儲水裝置以及其控制方式。首先對反滲透凈水器的出水裝置的基本的水路原理進行分析，然后通過設計排氣結構和單向閥結構來實現出水裝置自動排氣的功能。同時在水路中布置兩個壓力傳感器，對水袋進行雙重保護，防止水袋脹袋甚至炸裂。從而使整個凈水器系統自動制水產水，實現整機的全自動化、安全化。

關鍵詞：凈水器；儲水袋；傳感器

引言

近年來，由于工業發展和城鎮化建設造成了水資源過度開發和水污染，飲用水安全已經成為城市千家萬戶的心頭之患[1]。國內水源地、管網二次污染的情況非常嚴重，因此水質健康的問題也慢慢成為人們關注的焦點。由此凈水器已經成為像冰箱、空調等家電產品的家庭必需品，尤其是在重工業發達的地區。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，可以有效過濾水中的肉眼可見雜質，例如泥沙鐵銹等細顆粒物，甚至大部分細菌也超過這個直徑。反滲透膜孔徑為1×10-10m，而水分子的直徑是4×10-10m，所以一般來說反滲透凈水機都需要有一個增壓泵，將水分子擠到膜的另一面。在這個過程中，水里面的細菌、有機污染物、重金屬、無機鹽等幾乎所有的可溶性和不可溶的物質都會被攔截下來。相對超濾膜來說，反滲透處理過的水相對來說可以去除更多的污染物，對于人體來說更安全[2]。但是反滲透凈水器出水慢，所以一般都會配備一個儲水罐，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。但是儲水罐也給產品帶來了其他的問題，一個是儲水罐內的空氣如何排出；一個是如何精準的控制儲水罐水滿停止制水[3]。所以解決儲水罐的排氣問題和制水控制問題將大大的滿足用戶對凈水器的需求。

1 帶排氣結構的儲水罐的設計

根據凈水器的設計要求，設計儲水罐的整體結構如圖1所示。

1.1 儲水罐整體結構設計

儲水罐主要是實現排氣儲水的功能，同時具備一定的承壓能力防止儲水罐在一定水量壓力下發生破裂漏水的故障，所以根據這個要求設計如圖1所示的儲水罐結構。

儲水罐的主要組成結構是先將儲水袋1焊接在儲水罐蓋3上，然后將防水透氣閥7安裝在儲水罐上蓋的孔中，將排氣孔蓋6安裝在儲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，同時排氣孔膠蓋中間是海綿，以便氣體可以排出，同時防止外界灰塵進入儲水的腔體。將PE管8連接在儲水罐上蓋的兩個接頭上，安裝完后將上蓋連接的組件與儲水罐外殼采用旋轉焊的方式焊接在一起，組成一個出水罐裝置。

1.2 儲水罐工作原理

凈水器在制水時，從A入口進入儲水袋，對儲水袋內的空氣進行壓縮，當壓力值到達一定值的時候，儲水袋中的空氣將會從防水透氣閥7排出，壓力排氣量的測試圖如圖2所示，當水滿后，防水透氣閥可以防止水流出。

當打開水龍頭時，儲水罐的水從B出口抽出，同時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入儲水罐，使儲水罐的水量不能抽完，當水袋中的水抽完后，整機停止工作。

2 水袋制水控制系統設計

凈水器的工作系統水路圖如圖3所示，其中水袋的控制系統為，當打開機器時，自來水進入凈水機，經過前置過濾網，進水電磁閥，PAC濾芯進行第一、二級過濾，然后經過增壓泵加壓進入RO濾芯然后制水進入到儲水罐儲水，當水壓到低壓1開關設定的值時，將會停止制水并關閉進水電磁閥，從而斷水。其中低壓開關設定的值比低壓開關2設定的值要小，當低壓開關1失效時，低壓開關2啟動進行二次保護，同時進行報警維修，以此實現儲水罐雙重保護。當水龍頭打開時小泵打開，對儲水罐進行抽水，同時打開進水電磁閥，同時制水，然后經過后置活性炭進行口感改善，供用戶飲用。

3 結束語

通過通水測試驗證，該帶排氣裝置的儲水罐裝置，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程中，儲水罐的排氣速度，不用用戶手動進行排氣處理，實現凈水器更為便捷的使用模式。雙壓力傳感器的控制系統設計，使整個水路控制系統更為安全，可以更好的保護用戶的使用過程，這樣也將極少的降低售后返修率和顧客投訴率，為提升品牌效應和知名度做好堅實的基礎。

參考文獻

[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].醫療衛生裝備，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的耐用性能研究[J].環境科技，2015，28（4）：33-37.

作者簡介：何志鋒（1988，02-），男，江西撫州人，機械電子工程專業，從事凈水器產品研發工作。