家庭手/自控制紫外线聚光杀菌直饮水器的制作方法

一、技术领域

本发明涉及电气专业、给排水专业，特别是涉及紫外线杀菌、电气自动控制、石英玻璃管、阀门、供水管路等技术领域。

二、

背景技术：

目前每家每户喝水有这样几种：

1、直接用自来水加热烧开，有电水炉、煤气炉等，优点简单、易行、安全，缺点是能耗高，目前广大老百姓普遍使用；

2、购买矿泉水、纯净水，优点简单、易行、安全，缺点是成本大；

3、采用PP棉滤芯净水器，但滤芯比较容易堵塞，更换频率较高，过滤的精度也不是很高，这个仅仅用于水的初步过滤，不能直接饮用；

4、复合烧结活性炭净水器，主要过滤介质为活性炭棒。活性炭棒通常由不同粒径的活性炭粉和粘接材料高温烧制而成。但活性炭棒的烧制工艺非常关键，如果控制不当，容易造成粘接材料覆盖活性炭粉多孔结构，反而降低活性炭的功能。另外，由于活性炭本身不具备去除硬度、重金属等指标的功能，在活性炭棒的烧制过程中，可以通过特殊工艺添加离子交换树脂等过滤介质，让活性炭棒复合更多的功能。由于复合烧结活性炭棒的优异性能，该类产品可以直接用于饮用、烹饪等过滤要求很高的场合，也可以用作超滤、反渗透等净水器最后一级改善过滤效果。但不能够真正杀死病菌，仅仅是过滤，用久后若不及时维护会造成二次污染。

5、RO反渗透纯水机，净化之后的水是纯净水。水的压力不够它的工作压力，所以还需要增压泵，需要借助电力和压力。它较大的缺点就是废水比较多，一般要过滤掉50％左右的 废水。它的净化成本较高，同样也不能够真正杀死病菌，用久后若不及时维护会造成二次污染。

6、净饮机，进口无纺布、日本超滤膜、进口椰壳活性炭的复合型过滤设计，可以有效过滤掉水中的细菌，以及氯气、致病微生物等多种有害物质，但成本较高，同样也不能够真正杀死病菌，用久后若不及时维护会造成二次污染。

7、超滤机：超滤净水器可以有效去除水中泥沙、悬浮物、铁锈、细菌、胶体以及一些大分子有机物等，可以有效保留一些对我们有益的矿物质、微量元素等。它的优点在于滤芯使用寿命长、出水量大、无须加电加压，而且相对于其他净化设备而言，成本较低，是非常适合用于生活用水净化。但超滤膜使用一段时间后，被截留下来的细菌、铁锈、胶体、悬浮物、大分子有机物等有害物质会依附在超滤膜的内表面，使超滤膜的产水量逐渐下降，尤其是自来水质污染严重时，更易引起超滤膜的堵塞。而且，同样也不能够真正杀死病菌，用久后若不及时维护会造成二次污染。

8、陶瓷过滤净水器。这种净水器采用插入式陶瓷滤芯，出水量大，满足厨房用水需求，精度最高为0.1μm的双控制膜陶瓷滤芯膜孔比细菌小很多，从而将细菌完全隔离在滤芯外面，但水可以通过，且保留水中有益的矿物质和微量元素。同时，在净水器使用过程中不会产生二次污染，不怕堵塞，实现终端净水功能。缺点是滤芯寿命比较短，出水量小，投资成本大，同样也不能够真正杀死病菌。

9、软水机：软水机最大的功效就是能够将水质软化，降低水的硬度，继而减少水垢的产生。一般的软化方式就是采用再生钠型树脂置换水中的钙、镁离子。但是它不能起到净化作用，也不能去除水中的各种有害污染物。

本发明是家庭手/自控制紫外线聚光杀菌直饮水器，不同于上述方法，它简单、易行、安全、可靠、能耗低、投资省，其原理就是自来水经过环绕玻璃管采用紫外线聚光杀菌消毒，自动控制起、停，也可手动控制，还具有报警功能，能够真正起到杀菌消毒作用，完全可以直接饮用。

三、

技术实现要素：

1.发明目的

本发明家庭手/自控制紫外线聚光杀菌直饮水器，其目的是解决广大老百姓直接饮用水问题，它简单、易行、安全、可靠、能耗低、投资省，可有效地节省能源，降低碳的排放。

2.技术方案

(一)方案一

市自来水经过多级直管玻璃管环绕成一根水管，采用紫外线聚光杀菌消毒直饮水器，其具体实施方法是采用n根直石英玻璃管作为水管，均匀垂直放置在具有镜面的圆桶内，圆桶的四周采用不透光的镜面板材，其目的是聚光紫外线，同时不让紫外线泄漏到外面，对人及设备造成损伤。玻璃管的一头插入不锈钢(也可用碳钢)的上圆盘内，另一端插入不锈钢(也可用碳钢)的下圆盘内，用活接头，П型水管将两两直玻璃管连接起来，使得n根垂直玻璃管环绕起来成一根水管，这样做的目的是增加水体被紫外线光照射的面积，以减小紫外线灯的功率。成组垂直的玻璃管的正中央放置紫外线杀菌灯，灯管与玻璃水管平行，垂直放置，灯座及控制接线盒在上圆盘的中央，突出上圆盘，并用绝缘塑料盒将整个含电气控制元器件盖住，这样做的目的是防止水一旦泄漏，水不会进入到电气控制接线盒内，导致漏电。由于上圆盘是钢结构，导热系数高，因此，钢结构的上圆盘同时也兼作了紫外线灯的散热盘。在水管进口，装设一只水流继电器(也称水流开关)，同时兼作逆止阀，其目的是用来自动控制紫外线杀菌灯的点亮与熄灭，以减少能耗，不用时自动熄灭，用时立即点亮消毒，即当水龙头打开，水流出，有水流时，水流继电器动作，其辅助接点接通，立即点亮紫外线杀菌灯以消毒杀菌，当没有水流时，通过时间继电器延时15、30、60分钟自动熄灭，延时的目的是对已经流入玻璃管的水杀菌消毒，等待下次饮用。逆止阀目的是防止未消毒杀菌的水污染干净的水。以上这些设备全部集中安装在一只箱内，箱体与外部的连接只有一个进水口、一个出水口、一只220V电源插头。具体实施见附图1“方案一制作示意图”、附图3“控制原理图”、附图4“外形示意图”。

(二)方案二

市自来水经过一根环绕玻璃管，采用紫外线聚光杀菌消毒直饮水器，其具体实施方法是采用一根环绕石英玻璃管作为水管，垂直放置在具有镜面的圆桶内，圆桶的四周采用不透光的镜面板材，其目的是聚光紫外线，同时不让紫外线泄漏到外面，对人及设备造成损伤。玻璃管的一头插入不锈钢(也可用碳钢)的上钢板内，另一端插入不锈钢(也可用碳钢)的下钢板内，用活接头与软水管连接，环绕玻璃管的目的是增加水体被紫外线光照射的面积，以减小紫外线灯的功率。环绕玻璃管的正中央放置紫外线杀菌灯，灯管垂直放置，灯座及控制接线盒在上圆盘的中央，突出上圆盘，并用绝缘塑料盒将整个含电气控制元器件盖住，这样做的目的是防止水一旦泄漏，水不会进入到电气控制接线盒内，导致漏电。由于上圆盘是钢结构，导热系数高，因此，钢结构的上圆盘同时也兼作了紫外线灯的散热盘。在水管进口，装设一只水流继电器(也称水流开关)，同时兼作逆止阀，其目的是用来自动控制紫外线杀菌灯的点亮与熄灭，以减少能耗，不用时自动熄灭，用时立即点亮消毒，即当水龙头打开，水流出，有水流时，水流继电器动作，其辅助接点接通，立即点亮紫外线杀菌灯以消毒杀菌， 当没有水流时，通过时间继电器延时15、30、60分钟自动熄灭，延时的目的是对已经流入玻璃管的水杀菌消毒，等待下次饮用。逆止阀目的是防止未消毒杀菌的水污染干净的水。以上这些设备全部集中安装在一只箱内，箱体与外部的连接只有一个进水口、一个出水口、一只220V电源插头。具体实施见附图2“方案二制作示意图”、附图3“控制原理图”、附图4“外形示意图”。

3.工作原理

我们知道紫外线按其生物学作用的差异，紫外线可分为UV-A(320-400nm)、UV-B(275-320nm)、UV-C(200-275nm)和真空紫外线部分。水处理中实际上是使用紫外线的UV-C部分，在该波段中260nm附近已被证实是杀菌效率最高的紫外线。研究表明，紫外线消毒器紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等，从而改变了DNA的生物活性，使微生物自身不能复制，这种紫外线损伤也是致死性损伤。

1、本发明方案一采用n根石英玻璃管，方案二采用一根环绕石英玻璃管，其目的就是有效增加紫外线对水的照射面积与时间，以达到既减少紫外线灯的功率，又能够真正起到杀菌消毒的作用。同时，圆桶四周采用镜面，将紫外线光聚集，也是为了有效利用紫外线，使得紫外线灯的利用率达到最大化。同时，将紫外线密闭在圆桶内，防止紫外线外泄对人体造成伤害。

2、本发明还有一个特点是，在水管进口，装设一只水流继电器，用来自动控制紫外线杀菌灯的点亮与熄灭，以减少能耗，不用时自动熄灭，用时立即点亮消毒，即当水龙头打开，水流出，有水流时，水流继电器动作，其辅助接点接通，立即点亮紫外线杀菌灯以消毒杀菌。当没有水流时，启动时间继电器，通过时间继电器延时15、30、60分钟，断开紫外线灯主回路，自动熄灭，延时的目的是对已经流入玻璃管的水杀菌消毒，等待下次饮用。

3、在水管的入口第二级或进口处装设逆止阀(可水流继电器兼用)，防止未消毒杀菌的水污染干净的水。其原理是当不用时，即水龙头关闭，此时无水流，阀门靠自身的重力或弹簧关闭，水逆行也关闭。

4、本发明还有一个特点是玻璃管与钢水管的连接部件。本技术是玻璃管插入钢圆盘或钢板，然后通过活接头，食用玻璃胶，无毒、无味的硅胶(做奶嘴用的)垫片，双重密封进行连接。在有紫外线照射的地方仅仅是玻璃及钢结构，确保老化试验达标。详见附图。

5、当流出的水是未经消毒杀菌的水，将有声音报警装置，提示你此水不能直接饮用。其原理是：1)有220V的电，水龙头打开有水流出，但紫外线灯或其他元器件坏了，即灯不亮 (采用光电开关探测紫外线灯是否点亮)，此时光电开关常闭接点接通蜂鸣器报警回路，蜂鸣器告警或语音告警；2)水龙头打开有水流出，若此时无220V的电，紫外线灯也不会点亮，此时光电开关常闭接点接通，蜂鸣器也告警或语音告警；3)蜂鸣器报警回路的电源采用干电池，其目的是当停电时也能告警。详见附图。

6、当手动/自动选择开关选择手动时，可手动控制紫外线灯点亮。

4.有益效果

(1)与传统直接用自来水加热烧开相比：

本发明每天(24小时)若按照连续不断地使用，紫外线灯功率很小，耗电很省，若按照三口之家考虑，由于有自动控制，耗电几乎忽略不计，大大地节省了能源。而且方便，即开即饮。

(2)与目前传统过滤式饮水器相比：

传统过滤式饮水器不能够真正杀死病菌，而且使用一段时间后，被截留下来的细菌、铁锈、胶体、悬浮物、大分子有机物等有害物质会依附在滤膜的内表面，使滤膜的产水量逐渐下降，尤其是自来水质污染严重时，更易引起超滤膜的堵塞，用久后还会造成二次污染。而本发明饮水器对所有微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)都能够灭活，效率99.99％，而且不会造成二次污染。如果在本发明饮水器进水口之前加装过滤器，将一些铁锈、胶体、悬浮物、大分子有机物等初步过滤掉，效果会更好。

(3)与目前市面上已有的管道紫外线杀菌器相比：

杀菌效果几乎相同，但本发明更加优越，具体体现在：1)管道紫外线杀菌器的紫外线对水体照射面积少且时间短，为了达到杀菌效果，必须要加大紫外线灯功率，因此他的紫外线灯功率较大。而本发明是采用玻璃管环绕技术，增加了照射面积，外加圆桶四周采用镜面，将紫外线光聚集，有效地利用了紫外线，使得紫外线灯的利用率达到最大化，大大降低了紫外线灯功率，节省了能源；2)本发明具有自动控制功能，不用水时紫外线灯自动熄灭，用时立即点亮，节省能源。而管道紫外线杀菌器没有此功能；3)本发明当流出的水是未经消毒杀菌的水，有声音报警装置，提示你此水不能直接饮用。而管道紫外线杀菌器没有此功能；4)本发明在水管的入口第二级或进口处装设了逆止阀，防止未消毒杀菌的水污染干净的水，而管道紫外线杀菌器没有此功能；5)本发明还有一个特点是玻璃管与钢水管的连接部件。本技术是玻璃管插入钢圆盘或钢板，然后通过活接头，食用玻璃胶，无毒、无味的硅胶(做奶嘴用的)垫片，双重密封进行连接。在有紫外线照射的地方仅仅是玻璃及钢结构，确保老化试验达标。6)本发明充分考虑了事故情况，万一水管爆裂导致水泄漏，水不会进入到电气控制接线盒内，不会漏电，而管道紫外线杀菌器没有考虑到这一点，则有可能会漏电，出现安全 事故。

5.附图说明

图1是方案一制作示意图

图2是方案二制作示意图

图3是控制原理图

图4是外形示意图