专利名称：水位自动控制饮水机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及饮料制备装置，具体地是水位自动控制的饮用水制备和储存装置。
目前国内外饮水机与净水器分属两类不同的产品。饮水机多为台式，它本身并没有净水功能，用户所需的洁净饮用水是依赖各供水商定期送的桶装水。而家用净水器是即出式，其特征是进水阀打开，滤前水进入时，滤过的净水会从出水口排出。一般的家用净水器随着过滤时间增加，滤芯逐渐堵塞，其出水流量就会减小。
中国专利ZL98248332的洁净水自动冷热饮水机是采用自来水作水源，经洁净处理后洁净水变成冰冷水、温水和热水的一体机，包括有冷、热水桶，由粗滤、无纺布细滤网与活性炭构成的细滤、软化、中空纤维超滤膜集束构成的超滤、及紫外线灯照射灭菌所组成的净水装置，电加热与压缩机循环制冷装置。需要专门紫外线灯照射灭菌，浪费能源。
中国专利ZL98234547提供的是一种带有过滤装置的纯净水饮水机，其内装置有开水箱、生水箱、储水桶以及过滤器，其过滤器由微细PP纤维过滤器和活性碳过滤器串联而成，开水箱与生水箱并列于储水桶之上，二者之间由设置有电热煮水器的水管连接，在生水箱内还装置有凉水箱。本装置需要3个水箱，在生水箱内还装置有凉水箱，装置复杂。
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的缺点，提供一种水位自动控制饮水机，通过控制储水器水位来控制饮用水的制备，解决一般净水器随着过滤时间增加而流量减小的问题，同时也改变饮水机依赖供水商送桶装水的局面。
本实用新型的水位自动控制饮水机由进排气嘴、高水位感应器、低水位感应器、储水器、水位控制器、出水口、膜式复合净水器和进水阀构成，储水器是密封式的，在其顶部或高水位之上安装进排气嘴，在其侧面安装高水位感应器和低水位感应器，在其底部连接出水口，膜式复合净水器的出口接到储水器顶部，膜式复合净水器的入水由进水阀控制。
储水器内的净水由膜式复合净水器提供，其中出水口可接常温水出水口、热水器和冰水制冷器。
本实用新型自动饮水机的工作过程如下经过滤后的可直接饮用净水进入储水器内，当储水器水位下降到低水位时，进水阀自动打开，原水进入复合膜式净水器，净化后的水进入储水器，当储水器水位上升到高水位时，进水阀自动断开。这样，储水器水位总保持在一定的高度范围内，出水的流量大且稳定，不受进水水压限制。
本实用新型的自动饮水机既有家用净水器的性能，又具台式饮水机的功能。其主要特征是经过滤后的可直接饮用净水进入一个有水位自动控制的储水器内，当储水器水位下降到低水位时，进水阀自动打开，原水进入复合膜式净水器，净化后的水进入储水器，当储水器水位上升到高水位时，进水阀自动断开。这样，储水器水位总保持在一定的高度范围内，出水的流量大且稳定，不受进水水压限制。完全解决了一般净水器随着过滤时间增加而流量减小的问题，同时也改变了饮水机依赖供水商送桶装水的局面。
现有饮水机在使用时，由于供应商提供的桶装水只有一个出水口，用水时可以见到倒置的水桶会从下方出水口有一串串的气泡浮到水面上，这些气泡是由于在用水时倒置水桶的顶部形成真空，在桶外大气压的作用下，桶外的空气进入到桶内。如果无空气进入，在真空负压的作用下，水就不会流出来了。据统计，一般空气中每立方米有90万个细菌，而室内空气中的细菌含量更高。也就是说，现在大量使用的饮水机是无法做到无菌的。即使是完全无菌的桶装水，在使用过程中，随着进入空气的增多，桶内水中的细菌含量会越来越高。在本实用新型中，储水器是密封式的，其顶部或高水位之上安装的进排气嘴是有防菌功能的孔径≤0.2μm的膜过滤装置。用水时储水器水位下降，空气经过膜过滤装置后才进入储水器，这样进入的空气是经过净化的完全无菌的空气，保证储水器内的净水不会受到二次污染。另外也保证了储水器内的气压与储水器外的大气压力相当，不会形成负压。在储水器进水时，内部的空气通过的膜过滤装置排出。只要储水器在出厂时是无菌的，就可以保证净化后的饮用水在使用过程中不会受到大气中的细菌或尘埃的二次污染。
在本实用新型中，在储水器的顶部或高水位之上有一进水口，进水口与净化水出水口有一输水管道相连，接口与储水器是密封的，以保证在进水过程中无细菌和其它杂质进入储水器。
本实用新型的储水器水位是由水位控制器自动控制的。该水位控制器可以是压力式水位控制器，也可以是机械式的水位控制器，还可以是电子感应式水位控制器。
压力式水位控制器由水位传感器和控制器构成，其原理是以水的静压头作为控制参数，储水器内的水位升高时，储水器下部安装的水位传感器感受到的压力增大，当到达设定的压力，即到达高水位时，水位控制器动作，进水阀关闭，停止进水。随着用户用水，水位不断下降，水位传感器上承受的压力减小，当到达低水位时，水位控制器动作，进水阀打开，开始进水。
压力式水位控制器可以是水压式的，即储水器内水的静压头直接作用到传感器上，水与传感器直接接触。也可以是水压气式的，即水不直接作用于传感器，而是通过气体作用于传感器。现以水压气式的水位控制器为例说明其工作原理。水位传感器的气室用管与储水器底部相连，气管的另一边是一橡胶膜片。进水时，膜片处于平衡状态，控制器的动触点处于闭合位置，进水阀线圈通过这对触点接通电源，打开进水阀，水进入储水器后，储水器下部安装的气管内很快被水封闭，随着水压的上升，封闭在系统中的空气压强与水位成正比增加，随着气压上升，橡胶膜片受压凸起，水位升到预定值时，橡胶膜片变位，将原常闭触点压到断开位置，切断进水阀电源，关闭阀门，停止进水。用水时，随着水位的下降，气室中的气压亦随之降低，触点复位，进水阀打开，又开始进水。这样就可保持储水器水位总在一定的高度范围内。
机械式水位控制器是在高水位处安装一套杠杆装置，杠杆的一端连接着一个体积密度小于水的浮子，另一端连接着一对触点。进水时，进水阀线圈通过这对触点接通电源。当水到达高水位时，浮子浮起，带动杠杆转动，杠杆另一端的该对触点断开，切断进水阀电源，关闭阀门，停止进水。用水时，随着水位的下降，浮子随着水位一起下降，当杠杆另一端的导体降到与该对触点相通时，进水阀打开，开始进水。由于浮子在下降时会有滞后，因此无须再另加低水位控制装置。
另一种控制器是不用电的完全机械式的水位控制器，它与抽水马桶水箱的水位控制器类似。在高水位处安装一套杠杆装置，杠杆的一端连接着一个体积密度小于水的浮子，另一端连接着进水阀阀芯。当储水器内的净水到达高水位时，浮子浮起，带动杠杆转动，杠杆另一端的进水阀阀芯将进水通道截断，关闭阀门，停止进水。用水时，浮子随着水位一起下降，杠杆另一端的进水阀阀芯移动，进水阀打开，开始进水。由于浮子在下降时会有滞后，因此也无须再另加低水位控制装置。
电子感应式水位控制器需要在高低两个水位处分别设置传感器。当到达高水位时，高位电子传感器接通，经放大和控制电路控制进水阀关闭，停止进水。随着用户用水，水位不断下降，当到达低水位时，低位的电子传感器接通，经放大和控制电路控制进水阀打开，开始进水。
本实用新型中的净水装置是通用的膜式复合净水器，即经膜过滤加活性炭或活性炭纤维吸附的复合式膜法净水器。膜可以是有机膜，也可以是无机膜，但最终过滤精度要求孔径≤0.2μm。以保证完全去除自来水中的大肠杆菌、霍乱菌、沙门氏菌、痢疾志贺氏菌、克雷白氏杆菌和霉菌等致病病菌，再经过活性炭或活性炭纤维吸附，去除自来水中的三卤甲烷、氯气等引起异味和致突变的化合物，从而使得过滤后的自来水完全达到直接饮用水标准。
本实用新型除了可以满足一般家庭饮用、煮饭、煲烫、洗菜、刷牙等生活需要外，还可以作为机关团体、企事业单位的饮用水装置，另外也可作为宾馆、餐厅、饭店、医院和集体食堂等公共场所的饮水和净水源。
与现有技术相比，本实用新型具有下列特点1、既有家用净水器的性能，又具台式饮水机的功能，是结合了两者优点的新一代净水、饮水机；2、储水器水位自动控制，总保持在一定的高度范围内，出水的流量大且稳定，不受进水水压限制，解决了一般净水器随着过滤时间增加而流量减小的问题；3、完全密封的储水器和装在高水位之上的防菌膜式进排气嘴，保证了净化后的饮用水不会受到外来的细菌或尘埃二次污染。完全解决了饮水机在使用过程中，随着进入的空气增多，桶内净水中的细菌含量增高的问题。
图1是本实用新型水位自动控制饮水机结构原理示意图；图2是
图1中的水位控制器为气压式的饮水机结构示意图；图3是
图1中的水位控制器为电子感应式的饮水机结构示意图；图4是
图1中的水位控制器为机械式的饮水机结构示意图。
下面通过三个实施例和附图进一步详述本实用新型。
实施例1如
图1所示，水位自动控制饮水机组成部分有由孔径≤0.2μm膜空气过滤装置组成的进排气嘴1，储水器2，水位感应器3，水位控制器4，出水口5，膜式复合净水器6，进水阀7，进水口8和机箱9等。储水器2是密封式的，在其顶部或高水位之上装有防菌的膜式进排气嘴1，在其侧面安装高水位感应器3(1)和低水位感应器3(2)，在其底部连接出水口4，膜式复合净水器6的出口接到储水器顶部，膜式复合净水器6的入水由进水阀7控制。
储水器内的净水由膜式复合净水器7提供，其中出水口4可接常温水出水口4(1)、热水器4(2)和冰水制冷器4(3)。
其工作工程是自来水由入水口8通过进水阀7进入膜式复合净水器6，膜式复合净水器6是膜过滤加活性炭或活性炭纤维吸附的复合式膜法净水器，经该净水器净化的自来水符合直接饮用水标准，可以直接饮用。从膜式复合净水器6出来的净水经净水管10通向储水器顶部的入水口11。进水阀的开闭是由水位控制器5控制的，而水位控制器5是根据高、低水位传感器3发出的信号控制的。当储水器中的水位高于高水位时，水位控制器控制进水阀断开，进水停止。而当储水器中的水位低于低水位时，水位控制器5控制进水阀打开，开始进水。高、低水位是由高水位传感器3(1)和低水位传感器3(2)感知的。在储水器内水位升降的过程中，空气经过膜过滤装置的进排气嘴1后才进入储水器，保证了储水器内的气压与储水器外的大气压力相当，不会形成负压。进入的空气是经过净化的完全无菌的空气，保证了净化后的饮用水在使用过程中不会受到大气中的细菌或尘埃的二次污染。
实施例2气压式水位自动控制饮水机如图2所示。本实施例中，储水器2是一个18.9升(5加仑)的桶装水水桶。水位感应器3是气压式传感器。
进排气嘴1采用孔径≤0.2μm陶瓷膜空气过滤器，保证在水位变化时进出储水器2内的空气是无菌的。
进水阀7是一电磁水阀，它是由水位控制器5控制的。即当储水器2内的水位在高水位以下时，与气压式水位感应器3相连的水位控制器5的两触点是常闭的，这时进水阀7的线圈得电，进水阀7打开，自来水由进水口出8通过进水阀7进入复合式陶瓷膜净水器6。首先经孔径≤0.2μm陶瓷膜过滤，去除自来水中的各种致病病菌、铁锈、悬浮物和其它杂质。再经过活性炭吸附，去除自来水中的三卤甲烷、氯气等引起异味和致突变的化合物，从而使得过滤后的自来水完全达到直接饮用水标准。净化后的水经净水管10通向储水器顶部的入水口11，进入储水器2。随着水位的上升，与水位控制器5相连的气室内的气压上升，橡胶膜片受压凸起，水位升到预定值时，橡胶膜片变位。将原常闭触点压到断开位置，切断进水阀7电源，关闭阀门，停止进水。用水时，随着水位的下降，气室中的气压亦随之降低，触点复位，进水阀7打开，又开始进水。这样就可保持储水器水位总在一定的高度范围内，出水的流量大且稳定，不受进水水压限制。完全解决了一般净水器随着过滤时间增加而流量减小的问题。同时也完全解决了饮水机在使用过程中，随着进入的空气增多，桶内净水中的细菌含量增高的问题。在本实施例中，有常温水、热水两种选择，与储水器底部直接相连的是常温水出口4(2)，经过加热器的是热水出口4(1)。
实施例3水位电子自动控制饮水机如图3所示，储水器2安装在饮水机壳体9之内。水位控制器5采用电子式控制器。在储水器2顶部装有进排气嘴1，进排气嘴采用孔径≤0.22μm的有机膜过滤器，保证在水位变化时进出储水器内的空气是无菌的。在本实施例中，进水阀7是一电磁水阀，它是由水位控制器5控制的。当储水器2内的水位到达高水位时，高水位电子传感器3(1)接通，经放大和控制电路，使进水阀7关闭，停止进水。随着用户用水，水位不断下降，当到达低水位时，低水位电子传感器3(2)接通，经放大和控制电路控制进水阀7打开，开始进水。
与进水阀7相接的另一端是反渗透膜式复合净水器6，其净水流程为进水→微滤→活性炭→反渗透→纯净水，滤后水去掉了各种污染物，成为纯净水，进入储水器2。
在本实施例中，有常温水、热水和冰水三种选择，与储水器直接相连的是常温水出口4(3)，经过加热器的是热水出口4(2)，而经过制冷器的是冰水出口4(3)。在本实施例中，储水器水位总保持在高、低水位之间，出水的流量大且稳定，不受进水水压限制。另外在用水时，由于采用了孔径≤0.22μm的有机膜过滤器，保证了储水器内的净水不会受到二次污染，解决了饮水机在使用过程中，随着进入的空气增多，桶内净水中的细菌含量增高的问题。
实施例4水位机械式自动控制饮水机——用于无自来水和无电地区如图4所示，有两个储水器，一个是原水水箱12，另一个是饮用水储水器2。滤前原水先倒入原水水箱12中，在重力的作用下通过机械式进水阀7进入复合式陶瓷膜净水器6。由于原水水箱12的水位高于饮用水储水器2的水位，从复合式陶瓷膜净水器6出来的净水在水位压差的作用下进入储水器2。在储水器2顶部装有进排气嘴1，进排气嘴1采用孔径≤0.2μm的陶瓷膜过滤器，保证在水位变化时进出储水器内的空气是无菌的。在本实施例中，水位是由浮子机械式水位控制器5控制的，在高水位处安装一套杠杆装置，杠杆的一端连接着一个空心浮球，另一端连接着进水阀阀芯。进水时，当水到达高水位时，浮子浮起，带动杠杆转动，杠杆另一端的进水阀阀芯将进水通道截断，关闭阀门，停止进水。用水时，浮子随着水位一起下降，进水阀阀芯移动，进水阀打开，开始进水。由于浮子在下降时会有滞后，因此无需再另加低位控制装置。本实施例在无电无自来水的农村地区，有着广阔的应用前景。在我国落后的农村地区，自来水普及率较低，而在这些地区，工业和化学污染较轻，饮用水主要是天然水和地下水，污染主要来自生物污染和物理污染，生物污染主要是指水中的各种细菌、藻类、寄生虫等。物理污染主要是指水中的泥沙和各种悬浮物。原水经过孔径≤0.20μm的陶瓷膜过滤器过滤后，去除了原水中的各种致病细菌、藻类、寄生虫，同时也滤掉了泥沙和悬浮物。再经过活性炭吸附，去除原水中的异味，从而使得过滤后的原水达到直接饮用水标准。由于它不需要电和自来水，而且对原水的要求不高，是一种对环境友好的绿色饮水机。
权利要求1.一种水位自动控制饮水机，其特征在于由进排气嘴、高水位感应器、低水位感应器、储水器、水位控制器、出水口、膜式复合净水器和进水阀构成，储水器是密封式的，在其顶部或高水位之上安装进排气嘴，在其侧面安装高水位感应器和低水位感应器，在其底部连接出水口，膜式复合净水器的出口接到储水器顶部，膜式复合净水器的入水由进水阀控制，进排气嘴是有防菌功能的孔径≤0.2μm的膜过滤装置。
2.按照权利要求1所述的水位自动控制饮水机，其特征在于水位控制器是气压式水位控制器。
3.按照权利要求1所述的水位自动控制饮水机，其特征在于水位控制器是电子感应式水位控制器。
4.按照权利要求1所述的水位自动控制饮水机，其特征在于水位控制器是机械式水位控制器。
5.按照权利要求1所述的水位自动控制饮水机，其特征在于出水口可接常温水出水口、热水器和冰水制冷器。
专利摘要一种水位自动控制饮水机,储水器是密封式的,在其顶部或高水位之上安装进排气嘴,在其侧面安装高水位感应器和低水位感应器,在其底部连接出水口,膜式复合净水器的出口接到储水器顶部,膜式复合净水器的入水由进水阀控制,进排气嘴是有防菌功能的孔径≤0.2μm的膜过滤装置;该饮水机的储水器水位自动控制,总保持在一定的高度范围内,出水的流量大且稳定,不受进水水压限制,解决了一般净水器随着过滤时间增加而流量减小的问题;
文档编号A47J31/00GK2439244SQ0022869
公开日2001年7月18日 申请日期2000年6月30日 优先权日2000年6月30日
发明者隋贤栋, 黄肖容 申请人:华南理工大学