一种使用自来水制造直饮水的生产装置的制作方法

本实用新型涉及自来水净化领域，具体涉及一种使用自来水制造直饮水的生产装置。

背景技术：

伴随着工农业生产的发展及人口的增加，生活和生产污染物排放日益增多，水资源污染越来越严重。水是生命之源，生活饮用水质的好坏与人们的身体健康密切相关。人们对健康生活的追求与日益恶化的生活饮用水水质形成了尖锐的矛盾。为满足人们健康、快捷的生活方式，各种直饮水设备层出不穷。

目前市面上的直饮水生产技术，主要有活性炭吸附法、膜分离技术、臭氧氧化技术等，或者是各种处理技术的组合工艺。其中活性炭吸附法或臭氧氧化技术处理出水，难以达到较高的直饮水质量。膜分离技术能截留离子和有机物，具有分离效率高、出水水质好等优点；但该技术易发生膜污染，且膜材料价格及运行费用高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种安全、稳定、高效且成本较低的使用自来水制造直饮水的生产装置。

为实现上述目的，本实用新型所提供的一种使用自来水制造直饮水的生产装置，其包括沿水流方向依次设置的活性炭滤芯、一组或多组串联的电容去离子单元以及电磁处理组件；其中，所述电磁处理组件包括绝缘外管、设于所述绝缘外管内的导热棒以及缠绕在所述绝缘外管外的电磁线圈，所述绝缘外管呈中空圆柱体形，所述绝缘外管与所述导热棒同轴设置，且所述绝缘外管的内壁与所述导热棒的外壁之间形成水流通道，所述绝缘外管的两端分别设有与所述水流通道连通的进水口和出水口，所述绝缘外管的进水口与所述电容去离子单元的出水端连通，所述绝缘外管的出水口设有阀门。

作为上述使用自来水制造直饮水的生产装置优选的技术方案，所述电磁处理组件还包括CPU控制模组以及用于将50Hz的电能转换成为25-60KHz的高频磁能的电磁变频模组，所述电磁线圈与所述电磁变频模组电连接，所述电磁变频模组与所述CPU控制模组电连接。

作为上述使用自来水制造直饮水的生产装置优选的技术方案，所述导热棒的外壁上设有导流槽，所述导流槽绕所述导热棒螺旋设置。

作为上述使用自来水制造直饮水的生产装置优选的技术方案，还包括预热组件，所述预热组件包括导热水管，所述导热水管围着所述电磁变频模组和CPU控制模组设置；所述导热水管的进水端与所述电容去离子单元的出水端连通，所述导热水管的出水端与所述绝缘外管的进水口连通。

进一步，所述预热组件还包括导热壳罩和保温外壳，所述导热壳罩罩设在所述电磁变频模组与CPU控制模组上，所述导热壳罩的外表面上开有多排管槽，所述导热水管沿所述管槽迂回排布在所述导热壳罩上，所述保温外壳罩设在所述导热壳罩与所述导热水管的外侧。

作为上述使用自来水制造直饮水的生产装置优选的技术方案，所述活性炭滤芯的原料为果壳活性碳或煤质活性炭；比表面积大于800m²/g。

作为上述使用自来水制造直饮水的生产装置优选的技术方案，所述电容去离子单元由正极、负极和绝缘网组成，所述正极由正极不锈钢板、正极的活性炭纤维电极及阴离子交换膜组成，所述正极的活性碳纤维电极的厚度为3-10mm，比表面积1300-2000m²/g；所述阴离子交换膜的厚度为115-135μm,选择渗透性大于90％，水通量4×10^-5ml/(Pa·m²·h)-8×10^-5ml/(Pa·m²·h)，pH范围是2-10；所述负极由负极不锈钢板、负极的活性碳纤维电极及阳离子交换膜组成，所述负极的活性碳纤维电极的厚度为3-10mm，比表面积1300-2000m²/g；所述阳离子交换膜的厚度为125-145μm,选择渗透性大于93％，水通量8×10^-5ml/(Pa·m²·h)-12×10^-5ml/(Pa·m²·h)，pH范围是4-12；所述绝缘网水的渗透流量大于500ml/min，厚度为1-4mm。

进一步，所述正极的活性碳纤维电极与阴离子交换膜大小相同，面积为0.01-0.03m²，长宽比为1-2；所述负极的活性炭纤维电极与阳离子交换膜大小相同，面积为0.01-0.03m²，长宽比为1-2。

进一步，所述正极的活性碳纤维电极、负极的活性碳纤维电极、阴离子交换膜、阳离子交换膜及绝缘网周边采用密封圈密封；所述密封圈的两处开口分别通过水管连接所述活性炭滤芯过滤的出水端和所述绝缘外管的进水口。

进一步，所述电容去离子单元的电场外加电压为1-2V。

实施本实用新型的一种使用自来水制造直饮水的生产装置，与现有技术相比较，具有如下有益效果：

本实用新型主要采用活性炭滤芯过滤、电容去离子及电磁处理组件磁化、杀菌并加热的联合工艺净化自来水生产纯净的直饮水。其中，活性炭滤芯过滤是去除自来水中的少量悬浮物及有机物的工艺；电容去离子是通过施加静电场，强制离子向带有相反电荷的电极迁移，使其被电极表面产生的双电层吸附并从溶液中去除，从而达到去除自来水中的有害离子的目的；电磁处理组件是通过高频脉冲在绝缘外管内产生高频强磁场和密集的环形磁力线，对通过水流通道的水在非高温环境下进行隔空感应杀菌，由于磁场集中，整个杀菌过程具有能耗低、杀菌时间短、对微生物杀灭能力强以及杀菌效果好的特点，同时，水流在通过水流通道的过程中就会被电磁线圈产生的高频磁场快速加热，这种加热方式可彻底实现水电分离，保障了使用者的安全；而且经本电磁处理组件处理后的水会变成磁化水，活性强，不易在水流通道内生成水垢。由此，在联合工艺的作用下，通过控制工艺条件完全能实现生产直饮水的目的，而且采用该方法，材料成本及运行费用低，对自来水的净化效果好。此外，电容去离子单元通过短路使电场消失或充以反电流，使原吸附的离子脱离电极的双电层从而使电极材料再生，过程中不消耗酸、碱、盐等化学药品，是一种绿色生产过程。

附图说明

图1是本实用新型的使用自来水制造直饮水的生产装置的原理示意图；

图2是电容去离子单元的主视图；

图3是于图2所示结构中A-A剖视图；

图4是于图3所示结构中B-B剖视图；

图5是电磁处理组件和预热组件连接时的结构示意图；

图6是电磁处理组件的截面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1至图5所示，本实用新型所提供的一种使用自来水制造直饮水的生产装置，其包括沿自来水的水流方向依次设置的活性炭滤芯1、一组或多组串联的电容去离子单元2以及电磁处理组件3。

本实施例中，所述活性炭滤芯1的原料为果壳活性碳或煤质活性炭；比表面积大于800m²/g。

本实施例中，所述电容去离子单元2由正极、负极和绝缘网25组成，正极、绝缘网25和负极通过螺栓、螺母紧固在一起。其中，所述正极由正极不锈钢板21、正极的活性碳纤维电极22及阴离子交换膜23组成，所述正极的活性碳纤维电极22与阴离子交换膜23大小相同，其面积为0.01-0.03m²，长宽比为1-2，厚度为3-10mm，比表面积1300-2000m²/g；所述阴离子交换膜23的厚度为115-135μm,选择渗透性大于90％，水通量4×10^-5ml/(Pa·m²·h)-8×10^-5ml/(Pa·m²·h)，pH范围是2-10。所述负极由负极不锈钢板29、负极的活性碳纤维电极28及阳离子交换膜26组成，所述负极的活性碳纤维电极28与阳离子交换膜26大小相同，其面积为0.01-0.03m²，长宽比为1-2，厚度为3-10mm，比表面积1300-2000m²/g；所述阳离子交换膜26的厚度为125-145μm,选择渗透性大于93％，水通量8×10^-5ml/(Pa·m²·h)-12×10^-5ml/(Pa·m²·h)，pH范围是4-12。所述绝缘网25水的渗透流量大于500ml/min，厚度为1-4mm。进一步地，所述正极的活性碳纤维电极22、负极的活性碳纤维电极28、阴离子交换膜23、阳离子交换膜26及绝缘网25周边采用密封圈密封；所述密封圈的一端开口通过进水管241连接所述活性炭滤芯1的出水端，另一端开口通过出水管242连接所述电磁处理组件3的进水口。所述电容去离子单元2的电场外加电压为1-2V。此外，所述电容去离子单元2的组数由进水水质和出水电导率要求确定，需去除的电导率越多，所需组数越多。

本实施例中，所述电磁处理组件3包括绝缘外管31、设于所述绝缘外管31内的导热棒32以及缠绕在所述绝缘外管31外的电磁线圈33，所述绝缘外管31呈中空圆柱体形，所述绝缘外管31与所述导热棒32同轴设置，且所述绝缘外管31的内壁与所述导热棒32的外壁之间形成水流通道34，所述绝缘外管31的两端分别设有与所述水流通道34连通的进水口35和出水口36，所述绝缘外管31的进水口35与所述电容去离子单元2的出水端连通，所述绝缘外管31的出水口36设有阀门。进一步，所述电磁处理组件3还包括CPU控制模组37以及用于将50Hz的电能转换成为25-60KHz的高频磁能的电磁变频模组38，所述电磁线圈33与所述电磁变频模组38电连接，所述电磁变频模组38与所述CPU控制模组37电连接。所述导热棒32的外壁上设有导流槽39，导流槽39的设置不仅能自动对水流通道34内可能存在的水垢进行进一步清洗冲刷，防止水垢的生成，而且还能引导水流快速通过水流通道34。特别地，所述导流槽39绕所述导热棒32螺旋设置，从而形成螺旋式的水流通道，能实现对水全方位杀菌，提高杀菌效果。当然，也可以在绝缘外管31的内壁上设置导流槽39。

综上，实施本发明的一种使用自来水制造直饮水的生产装置，主要采用活性炭滤芯1过滤、电容去离子单元2去除有害离子及电磁处理组件3磁化、杀菌并加热的联合工艺净化自来水生产纯净的直饮水。其中，活性炭滤芯1过滤是去除自来水中的少量悬浮物及有机物的工艺；电容去离子是通过施加静电场，强制离子向带有相反电荷的电极迁移，使其被电极表面产生的双电层吸附并从溶液中去除，从而达到去除自来水中的有害离子的目的；电磁处理组件3是通过高频脉冲在绝缘外管31内产生高频强磁场和密集的环形磁力线，对通过水流通道34的水在非高温环境下进行隔空感应杀菌，由于磁场集中，整个杀菌过程具有能耗低、杀菌时间短、对微生物杀灭能力强以及杀菌效果好的特点，同时，水流在通过水流通道34的过程中就会被电磁线圈33产生的高频磁场快速加热，这种加热方式可彻底实现水电分离，保障了使用者的安全；而且经本电磁处理组件3处理后的水会变成磁化水，活性强，不易在水流通道34内生成水垢。由此，在联合工艺的作用下，通过控制工艺条件完全能实现生产直饮水的目的，而且采用该方法，材料成本及运行费用低，对自来水的净化效果好。此外，电容去离子单元2通过短路使电场消失或充以反电流，使原吸附的离子脱离电极的双电层从而使电极材料再生，过程中不消耗酸、碱、盐等化学药品，是一种绿色生产过程。

基于上述实施例，本生产装置还包括预热组件4，所述预热组件4包括导热水管41，导热水管41围着电磁变频模组38和CPU控制模组37设置，所述导热水管41的进水端与所述电容去离子单元2的出水端(也即出水管242)相连，所述导热水管41的出水端与所述绝缘外管31的进水口35连通。这样，导热水管41中水流就能直接带走电磁变频模组38和CPU控制模组37上的功率器件所产生的热量，既起到了为电磁变频模组38和CPU控制模组37散热的作用，又可以对水流进行初步加热，避免了热量损失。

为了起到更好更快地带走功率元器件所产生的热量，预热组件4还包括导热壳罩42和保温外壳43，导热壳罩42罩设在电磁变频模组38与CPU控制模组37上，导热壳罩42的外表面上开有多排管槽44，导热水管41沿管槽44迂回排布在导热壳罩42上，保温外壳43罩设在导热壳罩42与导热水管41的外侧。这里，设置导热壳罩42可以增大导热面积，这样导热壳罩42就可以快速将功率器件上产生的热量传导给导热水管41及水流，最后水流将热量带走；而设置管槽44则可以加大导热水管41与导热壳罩42的接触面，即传导面，同样起到加快散热的作用；保温外壳43则可以尽量避免导热壳罩42、导热水管41及导热水管41内的水流与空气等介质发生热交换，从而使得功率器件产生的热量尽可能全部用来加热导热水管41中的水流。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。