专利名称：一种调节水矿物质含量的水质处理机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水质处理装置，其特征是能在一定范围内根据需要无极调节出任
意数值的矿物质含量的水。
背景技术：
目前公知道的水质处理技术中，有部分技术的作用是使水"净化"，"无害化".如活 性炭，活性炭能吸附水中的氯、硫化氢、三氯甲烷、农药、化肥、异味、色素等有害物质.这类 材料还有铜锌合金(KDF)、亚硫酸钙等。用这些材料制成的机器并不改变水的矿物质含量， 对某些地方高硬度高矿物质的水时无能为力。 有部分水质处理技术能改变水的矿物质含量。改变水矿物质含量的水质处理技术 有反渗透、离子树脂交换、蒸馏等方法。这些方法都有它的缺陷，如反渗透出来的水太纯净， 没有人体所需要的矿物质和微量元素；另外，人体饮用不含任何矿物质和微量元素的水，水 中的其他有害物质的作用会被放大，在含少量矿物质的脱盐水中少量的有害物质会比硬水 中同等量的有害物质对我们的健康产生更加有害的作用，例如水源钙缺乏时，人体会吸收 更多的砷到人体骨骼中补充钙不足，因此不宜人长期饮用。同样，蒸馏法也没有矿物质和微 量元素，且其工艺复杂，浪费能源。离子树脂交换去除了人体有益的钙离子。
以上这些材料通常根据材料特点混合使用，构成相对完善的水质处理系统，俗称 "净水机";如活性炭+超滤，微滤+活性炭+超滤，微滤+活性炭+反渗透，微滤+铜锌合金 +活性炭等。这些方法制备的水受本身原理的限制，矿物质含量是相对固定的，不可调的，不 能根据用途需要调节改变水的矿物质到特定要求的含量，满足不同需要。如老年人和婴儿 比年轻人需要更多的矿物质，而泡茶就只需要极其微量的矿物质。 在瓶装水方面，有种方法是先用反渗透得到纯水，然后再人工添加矿物质，这种人 工制造的矿物质水与天然水的矿物成分有非常大的差别，目前市面上的矿物质水仅添加两 三种化学物质，添加数量单一，极易引起人体新的不平衡。长期饮用矿物质水，可能引起"过 贫营养化"，即造成人体个别矿物质元素富集或部分矿物质元素的缺失。 目前已经知道的据称能调节改变水矿物质含量的相近技术有专利申请号 98101396. 1和97120136. 6。以专利申请号98101396. 1公开的内容为例，其反渗透和超滤 是并联；如果超滤与反渗透串联，就可以有效利用超滤对一般不溶解于水的物质的拦截作 用来大大提升反渗透的寿命和产水率。 一般情况下，家庭水质处理机的储水装置是气囊式 储水压力罐，这样的方式在长期的、大范围的应用后被证明对于家庭是最可行的储水方式， 该申请的超滤只使用自来水的压力，自来水压力与反渗透加压泵加压后的水压力悬殊，如 果使用储水压力罐，超滤所使用的压力不足以把水压进储水压力罐，反渗透纯水端压力又 比较高，水有从反渗透经过管道倒流到超滤出水端的问题存在，从这个角度说明其纯水箱 只能使用开放式的，与大气压力连通的水箱。对于适合一般家庭用储水压力罐储水方式， 98101396. 1其原理不适合。其权利要求书中和说明书中并无具体明确的如何混合调制特定 矿物质含量的水明确的可以操作的阐述，使所属技术领域的技术人员，还需要创造性的劳动才能产生预期的技术效果，与专利法要求的可实现性不符。 以专利申请号97120136. 6为例，其第一净水组件使用自来水压力驱动，第二净水 组件使用增压泵，因为两者压力悬殊，要在取水口输出特定矿物质含量的水，需要分别调节 两个净水组件的阀门角度，过程控制复杂；每次取水后，两个阀门都要关闭，再使用时又需 要调节，这样变的非常繁琐，这是该发明无法实际应用的根本原因之一。其设计中，没有矿 物质含量显示电路，这样在实际的使用中只能分别输出两种矿物质含量的水，即净水或纯 水，无法输出其他特定矿物质含量的水。其纯水的制备和输出使用了两个水泵，使其控制电 路复杂。水中影响反渗透材料寿命和产水率的因素除氯外还有很多其他因素，如胶体， 一般 情况下，水不先预处理直接接反渗透严重影响反渗透的寿命，使其申请的权利项无实际的 技术价值。 人体可以长期饮用的水总硬度为10 170mg/L之间为宜。从世界各地居民饮水 与健康关系的统计看总溶解固体和硬度高的水的人死于心脏病、癌症和慢性病的比率比喝 含总溶解固体和硬度低的水的人低，居民饮用的水硬度170mg/L左右，总溶解固体300mg/L 左右并偏碱性最适合人体；而泡茶只需要硬度20mg/L左右的水，这些矿物质含量要求的水 上面提到的方法均不能提供。
发明内容
为克服现有的水质处理技术一般只满足于"净化"使水"无害化"，或不能调节出特 定矿物质含量的净水，或调节矿物质含量的处理技术控制复杂，且不稳定的不足，本发明提 供种方法，在净化的基础上，能在一定范围内，方便地调节出任意数值矿物质含量的净水， "恰到好处"地满足用途的多样性，如硬度170mg/L最适合人体的水，或满足酿酒、泡茶、泡咖 啡，口感最佳等的需要。其结构简单，调节方便，效果直观。同时也能消除水源矿物质变化 对最终出水的影响，达到稳定输出的目的。对矿物质含量超过人体需要变的不安全时，直接 显示或报警，确保用水安全。
本发明实现其技术问题的技术方案是 原水经过去除了泥沙、铁锈、石棉、农药、重金属、氯、三氯甲烷、异味、色素等一般 使水净化、无害化预处理工艺后，再依次连接上增压泵，超滤，反渗透，矿物质检测探头，单 向阀，保安处理滤芯和三通。在三通的其中一端接储水压力罐，三通另外端依次接上后置 活性碳和水龙头。在反渗透的进水端和纯水端接一阀门；当我们需要纯水时，阀门完全关 闭，水全部通过反渗透，这样我们就得到相对完全纯净的纯水，如果我们需要让矿物质完全 通过，那么阀门完全打开，反渗透不起作用，这样矿物质就完全通过；同样，通过调节阀门角 度来调节阀门与反渗透出水比例，那么我们就得到不同矿物质含量的水！其矿物质含量通 过矿物质检测电路检测出来，信号传输到显示电路直接显示出来，方便了解系统的工作状 态！当我们需要硬度170mg/L的水时侯，我们只需要缓慢调节阀门的角度，直到矿物质含 量显示电路的指针指向硬度对应的170mg这个刻度，我们即得到硬度170mg/L的水，方便、 简单、直观。检测电路也可以接微电脑处理器，由微电脑控制阀门的开闭角度，实现智能化 自动控制。制造好的水储存在储水压力罐备用。
本发明的有益效果是 在净化的基础上，只需要调节一个阀门就可以调节水的矿物质含量，调节方法简单、稳定。 一般的水质处理机的技术是由材料决定水质，其过程和结果几乎是硬性的、不可 变的，本发明在一定范围内其矿物质含量是无级任意可调的，方便地使水的制造过程变的 柔性，可控，灵活；与以往的材料技术不同，本发明是全新的"过程控制"技术；通过巧妙的 流程组合，简单且卓有成效的独特结构实现了以往的水质处理机所没有的功能，能精确输 出特定矿物质含量的水，如调节输出硬度170mg/L "最适合人体需要"的水的功能等。在本 发明之前，自然界存在范围极少的硬度30mg/L的"口感最佳"的水，绝大多用户很难得到这 样的水，而能得到这样的水的用户因为没有可比性，也不知道硬度30mg/L的水口感最佳； 因此，在本发明之前是没有"口感最佳"这个需求的，本发明能方便地制取出硬度30mg/L，因 而也可以认为本发明创造了"口感最佳"这个需求，并满足了这个需求。本发明真正地满足 了用途的需要，这些需求包括"口感最佳"、"最适合人体需要"、适合泡茶、适合冲泡咖啡、适 合酿酒、适合老人儿童、适合美容、等；本发明提供了全新的过程控制方式使用户 能参与其中亲自决定自己要的水质，造福用户，一举终结了"纯净水""矿物质水"的纷争， 提供的是贴近用途要求的水，其丰富的可选择性具有非凡的营销意义。
通过调节阀门能消除原水矿物质含量的变化对出水的影响，输出结果稳定。
说明书附1是本发明原理图 说明书附2是本发明指针式矿物质含量显示表(9)的矿物质含量显示电路表 盘(19) 说明书附3是本发明的水质处理机的前面板阀门(7)矿物质含量显示电路 (9)的位置布置图 说明书附4是本发明的第二个实施方案例子
说明书附5是本发明的第三个实施方案例子 附图1中，1微滤滤芯，2颗粒活性炭，3压縮活性炭，4增压泵，5超滤，6反渗透，7 阀门，8矿物质含量检测探头，9矿物质含量显示电路，10单向阀，11保安处理滤芯，12储水 压力罐，13后置活性炭，14水龙头，15低压开关，16电磁进水阀，17废水比，18高压开关，19 矿物质含量显示电路表盘。
具体实施例方式
在图1中，微滤滤芯(1)，颗粒活性炭(2)，压縮活性炭(3)，增压泵(4)，超滤(5)， 反渗透(6)，阀门(7)，矿物质含量检测探头(8)，单向阀(10)，保安处理滤芯(11)，后置活性 炭(13)，水龙头(14)这些部件首尾依次相连。在反渗透(6)的进水端和纯水端连接一阀 门(7)，矿物质含量检测探头(8)检测得到的信号传送到矿物质含量显示电路(9)，在保安 处理滤芯(11)与后置活性炭(13)之间通过三通连接储水压力罐(12)。为使系统更可靠 安全，还需要在微滤滤芯(1)和颗粒活性炭(2)之间连接一个低压开关(15)，只有水压力 达到工作水压时开关闭合机器才工作，防止原水进水端无水或水压力太低时机器连续运行 而烧废，在保安处理滤芯(11)和后置活性炭(13)之间需要安装一高压开关(18)，当储水 压力罐水满时开关自动分离断电，水缺少时自动闭合工作。在反渗透的浓縮水端接一废水 比(17)，调节废水的比例。在矿物质含量检测探头(8)的后端设置一个单向阀(IO)，防止增压泵(4)停止工作时，储水压力罐(12)的水会通过连接管倒灌到反渗透。矿物质含量显 示电路(9)可以为指针式显示电路，也可以是数字式显示电路。 微滤的带箭头前端接符合要求的原水，水经过微滤滤芯(l)，颗粒活性炭(2)，压 縮活性炭(3)的去除泥沙、铁锈、氯、化肥、农药、三氯甲烷等的一般水净化预处理工艺后， 再增压泵(4)升压，经过超滤(5)进步滤除胶体、细菌等更细微颗粒，这时的水已经基本符 合《生活饮用水水质规范》(2001)的水质标准。再通过反渗透(6)对矿物质拦截作用来进 步分离矿物质，与反渗透(6)并联的阀门(7)调节反渗透(6)的出水比例，当我们需要矿物 质100%通过，那么阀门(7)就完全打开，反渗透(6)不起作用，矿物质完全通过阀门(7)。 当我们需要纯水时候，阀门(7)完全关闭，只有反渗透(6)在制水，矿物质含量为0%。同样 只要我们调节阀门(7)的开闭角度，我们就得到矿物质含量不同的水，水的矿物质含量由 矿物质含量检测探头(8)检测，并通过矿物质含量显示电路(9)显示出来。制备的水储存 在储水压力罐(12)中备用。 当我们需要硬度170mg/L的水时侯，我们只需要缓慢调节阀门(7)的角度，直到矿 物质含量显示电路(9)的指针指向硬度对应的170mg这个刻度，我们即得到硬度170mg/L 的水，简单、方便、直观，效果显著；同样我们也可以以硬度32mg/L 口感最佳为目标，调节阀 门(7)到合适的角度。 为使阀门(7)端的水质更可靠，还需要保安处理滤芯(11)加强处理后水才能储备 在储水压力罐(12)中，一般保安处理滤芯(11)为质量好的椰壳活性炭材料，也可以是载银 活性炭，或铜锌合金材料(KDF)混合椰壳活性炭材料，也可以是纳米炭混合纳米二氧化钛 烧结的硅藻陶瓷或其他陶瓷材料滤芯，较理想滤芯是纳米炭混合纳米二氧化钛烧结的硅藻 陶瓷。为防止细菌的繁殖，后置活性炭(13) —般为载银活性碳。根据用途，必要时候还需 要紫外线或臭氧等杀细菌工艺。超滤(5)在此中有很重要的作用，能降低原水中的悬浮物， 与前端的预处理和后端的保安处理滤芯(11)结合使用，确保流经阀门(7)端水符合《生活 饮用水水质规范》(2001)、CJ 94-2005《饮用水净水水质标准》要求；另外一方面，它能极大 提高反渗透(6)的寿命和产水率。对于原水较干净，浊度很低的水源，超滤(5)可以省略。
图2是指针式矿物质含量显示电路(9)的矿物质含量显示电路表盘(19)，矿物质 含量探测原理为不同矿物质含量水的电阻不一样，即电导率；由电导率推算出水的硬度、矿 物质含量。表盘刻度也可以为电导率换算的自定义刻度。本发明面向没有专业知识的一般 家庭用户或生产的一线工作人员，为使用方便，矿物质含量显示电路(9)在指针式显示电 路刻度盘(19)上用不同颜色、不同线条标明安全区域，不适合饮用区域，口感最佳区域和 推荐长期饮用区域，推荐老人小孩区域，泡茶区域等，方便没有专业知识的用户使用。人群 测试表明，矿物质含量在硬度30-38mg/L时水的口感最佳，水的硬度在68_80mg/L时综合了 各种人群的健康和口感的要求。因此在刻度上标示32和68这个数字或区域，以方便市场 营销推广需要。矿物质含量显示电路(9)也可以是文字数字式显示电路，依水的矿物质含 量显示对应的数字和文字，如"安全"、"不安全"、"口感最佳"等文字。 图3是本发明的水质处理机的外壳前端面板的部分结构，用户只需要调节前面板 阀门(7)的角度，矿物质含量显示电路(9)立即就显示结果，效果直观，用户无需了解机器 内部处理过程就可以得到想要的水，符合易用性原则。 图4为本发明的第二个实施例子，与图1比，其唯一差别是阀门(7)的进水端连接反渗透(6)的浓縮水端，其他不变，效果与图1完全一样。 图5为本发明的第三个实施例子，与图1图4比，其差别是水的预处理工艺不一 样，省略了微滤(1)和压縮活性炭(3)，直接用增压泵(4)升压后，再接用超滤(5)作为精处 理，然后连接颗粒活性炭(2)，其他处理工艺不变。其优点是工艺简单可靠，节省了空间，降 低了更滤芯耗材的频度，节约了时间人工成本和耗材费用，营销卖点突出，综合优势明显高 于图1图4的传统工艺，是首选工艺。 在实际的应用中，如果原水矿物质含量低于使用用途的要求，这样阀门(7)的调
节并不能调节出所要求的水矿物质含量，其出水的最高矿物质含量等于原水的含量，这时
可以在阀门(7)的进水端或出水端串连添加矿物质的矿物质滤芯。对于原水矿物质含量已
经超出反渗透处理极限浓度时，需在增压泵的前端增加吸附矿物质的工艺。 矿物质含量检测探头(8)检测得到的信号可以接微电脑，电脑根据预先设定的程
序要求控制阀门(7)的开闭角度，实现智能控制，通过程序对不符合要求和符合要求的水
质量进行声光提示。在机器的面板上安装程序档位开关，如硬度170mg/L、68mg/L、30mg/L
等档位，由用户选择档位，再由电脑根据档位要求执行。为使水的矿物质含量更适合人体的
生理规律，或避免单一恒定的的矿物质含量对人体的可能不良后果，可以由电脑的程序控
制出水按照要求在+-5%或+-10%波型输出，或其他波型输出，也可以是在安全范围内动
态调节输出。 本发明是全新的"过程控制"技术，产生了材料技术从没有的全新结果，创造了全 新的、自然界几乎很难普遍存在的水质，创造了和满足了全新的用途分类和用途需求。过程 的可控制性与电脑程序的柔性智慧结合使水的矿物质含量更趋合理。代表了未来水质处理 技术的新的发展方向之一！
权利要求
一种水质处理机，原水经过微滤拦截泥沙、铁锈等固体杂质和活性炭吸附氯、三氯甲烷等有害化学物质的一般水净化，无害化预处理工艺后，其特征是依次再接增压泵，超滤，反渗透，矿物质含量检测探头，单向阀，在反渗透的进水端与反渗透的纯水端接一阀门，通过调节这个阀门与反渗透的出水比例来获得不同矿物质含量的水。
2. 根据权利要求1所述的水质处理机，其特征是调节阀门的进水端也可以接反渗透 的浓縮水输出端。
3. 根据权利要求1所述的水质处理机，其特征是反渗透也可以是选择使用具备一定 矿物质拦截能力的纳滤，为提高产水率，也可以是多级反渗透或纳滤串联或并联使用，也可 以多级反渗透和纳滤混合使用。
4. 根据权利要求1所述的水质处理机，矿物质含量探测头探测的信号可以接指针式显示电路，显示电路的表示刻度可以是电导率(单位P s/cm)，也可以可溶解性总固体/矿化 度(TDS)(单位mg/L)和硬度(单位mg/L)。为方便用户使用也可以是自行设计的由电导 率转换的自定义刻度。其特征是在刻度表盘上用不同颜色、线条、文字标明对人体长期饮 用安全的区域，口感最佳区域，老人儿童推荐区域，不安全区域，推荐长期饮用区域，泡茶区 域，美容区域。
5. 根据权利要求1所述的水质处理机，其矿物质含量信号可以接微电脑处理器，数值 由显示频直接显示，通过电脑控制调节阀门，由电脑根据预先设置程序的要求控制阀门的开闭角度，通过程序对不符合要求和符合要求的水质量进行声光提示，其特征是由人工选择电脑程序档位，再由电脑根据档位条件自动控制阀门角度分别输出最适合人长期饮用的硬度170mg/L的水、口感最佳的硬度30mg/L的水，或硬度68mg/L这个兼顾人的感官口感和 人体矿物质需要的数值的水，根据需要，这三个数值可以转换为电导率或总溶解固体对应 的数值。
6. 根据权利要求1所述的水质处理机，其矿物质探测信号可以接微电脑处理器，为使 水的矿物质含量更适合人体的生理规律，或避免单一恒定的矿物质含量对人体的可能不良 后果，其特征是出水的矿物质含量可以由电脑的程序控制在用户设定要求的数值+_5% 或+_10%波型输出，或其他波型输出。
7. 根据权利要求1所述的水质处理机，为使水的矿物质含量更适合人体的生理规律， 或避免单一恒定的矿物质含量对人体的可能不良后果，其特征是出水的矿物质含量可以 由电脑的程序控制在安全范围内动态调节输出。
全文摘要
一种在净化的基础上调节水矿物质含量的水质处理机。通过调节与反渗透并联的阀门角度控制出水的矿物质含量，调节方法简单，结果由显示电路直接显示，效果直观。本发明是全新的过程控制技术，产生了以往材料技术从没有的全新结果，创造了全新的、自然界几乎很难普遍存在的水质，创造并满足了全新的用途分类和用途需求，且用户能非常简便地亲自参与其中决定自己想要的水质，如水硬度30mg/L“口感最佳”、水硬度170mg/L“最适合人体需要”或适合泡茶，或美容用水等全新的用途和需求。过程的可控制性与电脑程序的柔性智慧使水质更趋合理，代表了未来水质处理技术的新的发展方向之一。
文档编号C02F1/28GK101698546SQ200910212039
公开日2010年4月28日 申请日期2009年10月31日 优先权日2009年10月31日
发明者卢发平 申请人:卢发平