CN1297853A

CN1297853A - 单管出水的全自动多功能离子水生成工艺及其装置

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Publication number: CN1297853A
Application number: CN 99125039
Authority: CN
Inventors: 杜希利
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2001-06-06
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: CN1137060C

Abstract

本发明涉及一种单管出水的全自动多功能离子水生成工艺及其装置,其工艺包括预处理、缓冲储水箱、一次电解、硬度控制、除菌、二次电解等几个工序;装置的主要特征包括按顺序相连的电控柜、净水过滤器、一次储水箱、电解槽、碱水二次储水箱J₁J₂,酸水二次储水S₁S₂等。本发明可实现单管出水,离子水的硬度可控,长期存放也不会出现白色沉淀及絮状悬浮物。生产出的离子水水分子团更小,品质高,口感好,可以长期存放,对人的健康有明显的作用。

Description

单管出水的全自动多功能离子水生成工艺及其装置

本发明涉及一种单管出水的全自动多功能离子水生成工艺及其装置，属于水质处理器技术领域。

目前，从市场销售的制造离子水的产品、离子水生成的技术资料及我国的专利文献来看，离子生成装置大致分为如下两类：

第一类：自来水(或源水)、水的净化、矿化、杀菌、电解、酸性离子水或碱性离子水；

第二类：自来水、水的净化、矿化、杀菌、水的磁化、电解、酸性离子水或碱性离子水。

上述的结构和工艺主要的特点如下：

首先是对自来水或源水的净化，主要是除去水中的颗粒物和悬浮物杂质，吸附水中的异味，杀灭水中的细菌，通过上述处理，使自来水或源水基本上达到饮用水的卫生标准，这部分的原理，与普通的净化水的原理一样，因此，处理的方法也大同小异，没有什么本质上区别，根据源水水质的不同，处理的方法有所区别。

关于水的磁化，这方面的专著也很多，水经过磁化后，其含氧量、渗透性、电导率、表面张力、溶解度诸多参数都发生不同程度的变化，磁感应强度的不同，对水的上述参数的影响是不一样的。

经过净化的自来水(或源水)再通入电解槽进行电解，在电解槽的阴、阳极便同时生成碱性和酸性离子水。将这两种水同时引出，供人们使用。按上述工艺和原理制成的离子水生成器存在以下不足，如：

(1)离子水的硬度与进入离子水生成器的自来水(或源水)有关。即：同样一台离子水生成器，用在不同的地区，生成的离子水硬度是不同的，这样，离子水生成器的应用范围就受到了一定的限制。含钙量高的地区，在生成同样PH值的碱性离子水就比含钙量低的地区的硬度高，口感差。

(2)碱性离子水在高PH值时，易出现白色沉淀或絮状悬浮物。造成的原因主要是水的硬度过高或O₂含量过高，目前，消除的办法主要是降低离子水的PH值，而这样做，就使离子水失去了应有的保键价值。

(3)离子水生成器碱性离子水和酸离子水同时流出。其原因主要是这种生产工艺造成的，酸性离子水一般作为副产品来使用。由于酸、碱离子水的作用是不同的，一般地，碱性离子水主要用于饮用，而酸性离子水主要用于体外的清洁，因此，人们在日常的生活中，这两种水的用量是不同的。这样，就造成了水的浪费，同时，人们使用起来也极不方便。

本发明的目的主要是针对上述现有技术中存在的不足而提出的一种单管出水的全自动多功能离子水生成工艺及其装置。

本发明的目的是采取以下措施来实现的：

第一步自来水净水过滤，进入缓冲储水箱；第二步一次电解装置；第三步硬度控制、除菌、加热；然后进行二次电解。

该装置按顺序相连包括电控柜、净水过滤器、一次储水箱、电解槽柜、碱水二次储水箱J₁J₂、酸水二次储水箱S₁S₂等，其中：

(1)电控柜按顺序相连包括：电磁阀、水磁化器、流量检测器、流量调节阀、PH值检测器、水阀门、低压配电组成；

(2)电解槽柜按顺序相连包括：管道加压泵、流量检测器、单向阀、一次电检槽、二次电解槽、流量调节阀、PH值检测器、电磁阀、紫外线杀菌灯、电加热器、混水器组成。

碱性成品离子水的PH值范围7-12，酸性成品离子水的PH值范围5.5-7。

附图及图面说明：

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明的装置结构联接关系示意图；

图3是本发明的装置选用的外壳装置示意图。

其中：[1]-电磁阀、[2]-水磁化器、[3]-净水过滤器、[4]-一次储水箱、[5]-管道加压泵、[6]-净水过滤器、[7]-流量检测器、[8]-单向阀、[9]-一次电解槽、[10]-流量调节阀、[11]-流量调节阀、[12]-PH值检测器、[13]-电磁阀、[14]-电磁阀、[15]-紫外线杀菌灯、[16]-电加热器、J₁-碱水二次储水箱(第一组)、S₁-酸水二次储水箱(第一组)、[17]-单向阀、[18]-单向阀、[19]-混水器、[20]-PH值检测器、[21]-电磁阀、[22]-电磁阀、[23]-紫外线杀菌灯、[24]-电加热器、J₂-碱水二次储水箱(第二组)、S₂-酸水二次储水箱(第二组)、[25]-单向阀、[26]-单向阀、[27]-混水器、[28]-[34]-电磁阀、[35]-管道加压泵、[36]-净水过滤器、[37]-流量检测器、[38]-二次电解槽、[39]-流量调节阀、[40]-流量调节阀、[41]-电磁阀、[42]-电磁阀、[43]-PH值检测器、[44]-水磁化器、[45]-水阀门、[46]-水阀门、[47]-[52]-电磁阀、[53]-电器控制板、[54]-电控柜、[55]-电解槽柜。

下面结合附图对本发明的工艺流程装置的工作原理及工作过程详细描述如下：

工艺流程：

1．净水过滤：这是自来水或源水的予处理工序，源水(符合GB5749-85标准)或自来水，经过过滤器进入缓冲储水箱，根据预处理的是源水还是自来水，可采用不同的过滤方法和装置。这道工序的主要作用是除去水中的固体颗粒和悬浮物杂质，吸附水中的异味，过滤器要定时反洗和更换滤芯。这道工序与一般的净化水的工艺是一样的。

2．缓冲储水箱：它用不锈钢材料或无毒塑料制成，经过预处理的水就储存在这里，根据生产量的大小可安排储水箱的大小。用户不用的某种离子水将返回到这里与预处理后的源水或自来水进行混合。

3．一次电解装置：由管道加压泵、净水过滤器、电磁阀、流量调节阀、多联电解槽组成。缓冲储水箱的水经过管道加压泵、净水过滤器进入多联电解槽进行电解，产生的酸、碱离子水进入下道工序。这次电解采用强档电解，即电解槽以最大电流方式产生离子水，使碱性离子水中钙、镁等金属离子的含量尽可能达到原来处理水时的2倍，而使酸性离子水中的钙、镁等金属离子的含量尽可能为零。净水过滤器的作用是滤掉缓冲储水箱水中的颗粒物质及悬浮物杂质，防止这些杂质进入电解槽中。多联电解所加的电压极性要定时切换，以延长阳离子膜的寿命。

4．硬度控制装置：由多组酸、碱离子水储水箱、电磁阀、酸、碱离子水混水器、单向阀、紫外线杀菌灯、电加热器组成。一次电解槽出来的酸碱离子水分别流到每组酸、碱离子水储水箱，由于采用强档电解，碱性离子水在碱性离子水储水箱放置一定时间后，会产生白色沉淀或絮状悬浮物。在碱性离子水储水箱中设有紫外线杀菌灯，用以杀灭碱性离子水中残留的细菌。由于酸性离子水本身就具有杀灭细菌的功能，因此，酸性离子水储水箱中不设杀菌装置。但酸性离子水中含有大量的O₂，当含氧量超过一定的水平时，会造成离子水生成器的作用大大降低，生成的离子水品质低，后期的保存也较为困难，因此，在酸离子水储水箱中设有电加热器，一方面可除去酸性离子水中的O₂，同时又可控制成品离子水的温度，一举两得。一个酸性离子水的储水箱与一个碱性离子水的储水箱构成一组，根据不同的生产量可安排几组这样的储水箱。每一组储水箱通过单向阀、混水器将酸性离子水与碱性离子水混合，送到下道工序，通过调整酸、碱离子水的混合比例，使可达到控制成品离子水的硬度的目的。

若自来水或源水的硬度太低，可在碱性离子水储水箱中加矿化装置，以提高水的硬度或增加碱性离子水中矿物质的含量。为了使储水箱中离子水有充分的处理时间，储水箱必须设置两组以上，通过电磁阀来选择使用哪一组。

5．二次电解：由管道加压泵、净水过滤器、流量调节阀、多联电解槽、电磁阀组成。硬度控制装置出来的水经管道加压泵、净水过滤器进入多联电解槽中进行二次电解，生成硬度适中的碱性成品离子水和酸性成品离子水，加在二次电解槽上电压的极性及电流是可变的，通过调节电解槽的电流，可产生不同PH值的离子水，用户可根据需要来调节PH值，本工艺产生的碱性离子水的PH值范围为7-12，酸性离子水的PH值的范围为5.5-7。当用户只需要碱性离子水时，通过电磁阀控制，将酸性离子水返回到缓冲储水箱中，同时，当用户只需要酸性离子水时，通过控制电磁阀，将碱性离子水返回到缓冲储水箱中，这样就实现了单管出水，节约了用水，方便了用户。这一级的净水过滤器的作用是为了滤掉硬度控制装置出来的水中的白色沉淀及絮状悬浮物，同时，防止颗粒物质进入电解槽中。另外，由于在硬度控制装置中酸、碱离子水是以不同的比例进行混合的，因此，酸、碱离子水的用量是不同的，这样就造成了每组酸、碱离子水储水箱的水位也是不同的，当一次电解装置向其供水时，就可能出现两个储水器不能同时加到最高水位的情况，当一个储水箱满后，而另一个还未满，为了保持两储水箱水位一致，硬度控制装置中通过控制电磁阀，将多余的离子水返回到缓冲储水箱中。

工作原理：

自来水(或源水)A通过电磁阀[1]、磁化器[2]、过滤器[3]进入一次储水箱[4]中。水的过滤器[3]采用分子筛和活性碳组成，净化原理与一般的水的净化原理相同，可根据A是自来水还是源水加以设计，可采用不同的材料和工艺，其主要目的是杀灭水中的细菌，过滤掉水中的颗粒杂质和悬浮物杂质，吸附水中的异味。一次储水箱[4]的水经加压泵[5]加压后，进入净水过滤器[6]，再通过流量检测器[7]，单向阀[8]进入一次电解槽[9]中，进行一次电解。单向阀[8]的作用是为了防止电解槽[9]中的水回流使电解槽干枯，而使电解槽[9]中的离子膜受到损坏。流量检测器[7]的作用是将流量信号转换成电信号供控制和显示使用。为了延长电解槽[9]中的离子膜的寿命，电解槽[9]加的直流电压的极性要定期切换。因此，电解槽[9]两个输出管中离子水的酸、碱性也是定期改变的，现分述如下：

设电槽解[9]加正向电压时，流到流量调节阀[10]的离子水是碱性的，则流到量调节阀[11]的离子水则是酸性的，控制器控制电磁阀[21][22]打开，电磁阀[13][14]关闭，酸性离子水便流到二次储水箱S2中，碱性离子水流到了二次储水箱J₂中。设电解槽[9]加反向电压时，流到流量调节阀[10]的离子水是酸性的，则流到流量调节阀[11]的离子水则是碱性的。控制器控制电磁阀[13][14]打开，电磁阀[21][22]关闭，酸性离子水便流到二次储水箱S₁中，碱性离子水流到了二次储水箱J₁中。PH值检测器[12][20]可分别检测出流入到二次储水箱J₁中和二次储水箱J₂中碱性离子水的PH值，并将PH值转换成电信号反馈给电控板，以便控制和显示。从图上可以看出，二次储水箱分为二组，第一组由J₁S₁组成，第二组由J₂S₂组成，J₁J₂中储存着碱性离子水，S₁S₂中储存着酸性离子水。一次电解槽采用高PH值电解，即强档电解，尽量使电解后酸性离子水中钙、镁等离子含量为零，而碱性离子水中含有大量的钙、镁等离子，几乎是原来水中钙、镁等金属离子含量的2倍。

二次储水箱J₁J₂中的碱性离子水经过紫外线杀菌灯[23][15]杀菌，同时放置一段时间，使多余的钙镁等离子自动析出和沉淀。二次储水箱S₁S₂中的酸性离子水经过电加热器[16][24]加热，使水中的O₂析出。二次储水箱分为二组，是为了使每组有充分的放置时间，根据生产离子水量的大小，可设3组、4组，甚至更多。现以第一组J₁S₁为例，介绍如下：

J₁S₁中的离子水经过充分放置和处理后，分别通过单向阀[17][18]在混水器[19]中混合，通过调节混合器[19]来控制J₁S₁中酸、碱离子水的混合比例，来达到控制离子水的硬度的目的。混合后的水经电磁阀[30]进入加压泵[35]加压，加压后的水经过净水过滤器[36]流量检测器[37]进入二次电解槽[38]。流量调节阀[10][11]是为了便电解槽[9]出水的流量一致而设置的，电磁阀[30][33]是为了选择哪一组二次储水箱供水而设置的，电磁阀[28][29][31][32]是为了排放储水箱[4]、二次储水箱J₁S₁、J₂S₂中的废水而设置的，主要是为了自动清洗。在清洗时，[28][29][31][32]才打开，使废水、污水从B流出，正常工作时上述电磁阀都是关闭的。第二组二次储水箱J₂S₂的工作过程同第一组的工作过程一样，这里不在赘述。设置二组储水箱是为了使每组储水箱有一定的放置时间，一般地，只有一组储水箱向二次电解槽供水，而另一组闲置。如果放置的时间不够，设计时可增加几组，其结构是完全一样的。酸水的温度一般控制在50℃左右，不要太高，以免损坏二次电解槽[38]中的离子膜。二次电解槽加的电压极性也是可变的，因此，电解槽[38]两个输出管中的离子水的酸、碱性也是可变的，为了保证离子水生成器C始终出酸水，而D始终出碱水，增设了4个电磁阀[41][42][47][48]。

其工作过程如下：

设电解槽[38]加正向电压时，经流量调节阀[39]流出的离子水是碱性的，则流入流量调节阀[40]的离子水则是酸性的，这时，控制板控制电磁阀[42][47]打开，电磁阀[41][48]关闭，则碱离子水经流量调节阀[39]、电磁阀[42]、PH值检测器[43]、磁化器[44]、水龙头[45]从D流出，酸水则经流量调节阀[40]、电磁阀[47]、水龙头[46]从C流出。

当用户只用碱离子水时，水龙头[45]打开，而[46]关闭，这时控制板控制电磁阀[50]打开，则酸离子水经电磁阀[50]流到一次储水箱[4]中。当只用酸离子水时，水龙头[46]打开，而[45]关闭，这时，控制板控制电磁阀[50]关闭，[49]打开，则碱离子水经电磁阀[49]流到一次储水箱[4]中。当电解槽[38]加反向电压时，经流量调节阀[39]流出的离子水是酸性的，则经流量调节阀[40]流出的离子水就是碱性的，这时，控制板控制电磁阀[41][48]打开，电磁阀[42][47]关闭，使得碱离子水仍从D中流出，酸水仍从C中流出。

PH值检测器[43]的作用是将D中的碱性离子水的PH值转换成电信号，以供显示和控制用，改变电解槽[38]的电流值，就可以得到不同PH值的离子水，本装置产生的碱离子水的PH值可从7-12连续可调。

水磁化器[44]的作用与水磁化器[2]的作用有所不同，水磁化器[44]的主要作用是增大碱性离子水的溶钙能力，一般地，磁感应强度应为2400GS。另外，由于一次电解槽[9]的酸碱离子水是等量输出的，而二次储水箱J₁S₁、J₂S₂是按一定的比例混合后向外供水的，因此，工作一段时间后，每组二次储水箱的水位就不一样了，就会出现当向一组二次储水箱供水时一个储水箱满了而另一个储水箱还未满的情况。为了保证每一组水箱都装满水，设置了电磁阀[51][52]，从而解决了上述的问题。

举例说明：设二次储水箱J₁的水位低于S₁的水位，当一次电解槽[9]向其供水时，电磁阀[13][14]打开，二次储水箱J₁S₁水位开始上升，由于S₁的水位高，因此，经过一段时间后，S₁先达到最高水位，这时J₁还未达到最高水位，电控板控制电磁阀[51]打开，电磁阀[14]关闭，J₁继续加水，而多余的酸离子水通过电磁阀[51]流回到一次储水箱[4]中，直至J₁充满水，电磁阀[13][51]关闭。

同样的道理，当J₁的水位高而S₁的水位低时，通过电磁阀[52]将多余的碱离子水返回到储水箱[4]中。

为了提高工作效率，也可以设置第一组二次储水箱与第二组二次储水箱联动，或更多组的储水箱联动。先将各个二次储水箱都储满水后，最后一组的多余的离子水再向一次储水箱[4]回送。

电磁阀[1]的作用既控制向一次储水箱送水，又要适当地控制一次储水箱中水质的变化。当向一次储水箱回送碱性离子水时，电磁阀1关闭，不向一次储水箱中补充水，当向一次储水箱回送酸性离子水时，同时要向一次储水箱中补充源水或自来水，这样就可基本保证一次贮水箱中的钙、镁离子的总含量不会降的太多，对于水质太软的地区，可在二次储水箱中加矿化板，使生产的碱性离子水硬度基本上保持一致。

发明的效果：

采用本发明制成的离子水生成装置，克服了现有离子水生成装置存在的缺点，生产出的离子水品质好，存放时间长，对人体的保健作用明显。具体体现在：

①生产出的碱离子水水质清澈，即使在高PH值的情况下，也不会出现白色沉淀和絮状悬浮物。

②碱性离子水的PH值调整范围宽，硬度不变，PH值在7-12之间连续可调。

③碱性离子水的硬度可调。

用户根据当地的水质情况，通过调整混水器19,27，很方便地即可调整水的硬度，扩大了离子水生成装置应用区域。

④口感好，存放时间长。由于采用了双重电解，使生产的离子水的分子团更小，且经过磁化，因此，离子水的口感非常好，品质高，能长期存放。

⑤储水功能。即使发生了停水，因为二次储水箱和一次储水箱中存有水，因此仍可供人们使用一段时间，这一点，对于应用于家庭场合时非常重要，同时，当供水的水压比较低时，仍可使用。

本发明的优点是：单管出水、水的硬度可控，离子水品质好、口感好、PH值在7-11之间连续可调，存放时间长，即使长时间存放也不会出现白色沉淀及絮状悬浮物，对人体的保健作用明显。

Claims

1、一种单管出水双重电解的全自动多功能离子水生成工艺，具体工艺流程如下：

2、一种单管出水双重电解的全自动多功能离子水生成装置，其特征在于：该装置按顺序相连包括电控柜[54]、净水过滤器[3][6][36]、一次储水箱[4]、电解槽柜[55]、碱水二次储水箱J₁J₂、酸水二次储水箱S1S2等，其中：

(1)电控柜[54]按顺序相连包括：电磁阀[1][41-42][47-52]、水磁化器[2][44]、流量检测器[37]、二次电解槽[38]、流量调节阀[39-40]、PH值检测器[43]、水阀门[45-46]组成；

(2)电解槽柜按顺序相连包括：管道加压泵[5]、流量检测器[7]、单向阀[8][17-18][25-26]、一次电解槽[9]、流量调节阀[10-11]、PH值检测器[12][20]、电磁阀[13-14][21-22][28-34]、紫外线杀菌灯[15][23]、电加热器[16][24]、混水器[19][27]、管道加热泵[5][35]组成。

3、根据权利要求1所述的单管出水双重电解的全自动多功能离子水生成工艺，其特征在于：该工艺的特点是双重电解、单管出水、离子水的硬度可控。

4、根据权利要求1所述的单管出水双重电解的全自动多功能离子水生成工艺，其特征在于：碱性成品离子水的PH值范围7-12。

5、根据权利要求1所述的单管出水双重电解的全自动多功能离子水生成工艺，其特征在于：酸性成品离子水的PH值范围5.5-7。