一种野外便携式双膜净水机的制作方法

本实用新型涉及水净化领域，具体涉及一种野外便携式双膜净水机。

背景技术：

目前我国在野外便携式水质净化设备研发方面相对落后单一，有野外水净化需要的用户很多，如：部队、救灾、科考、地质、野外施工、边区居民、户外旅游等，但现在市场上能采购到的便携式野外净水设备相对较少，净水方式大多采用手压、脚蹬或重力袋式过滤的净水装置，这类净水器普片存在以下不足：1、净化等级不高(受工作压力限制)，对化学污染物、残留抗生素、残留激素、重金属等净化能力有限；2、净水效率低、净水流量小，手动推压活塞操作费时费力；3、净化后水质口感一般；4、滤芯更换清洗操作繁琐，基本无滤芯反冲洗功能，净水流量下降较快；5、设备结构强度不高，野外使用损坏率偏高等缺陷与不足。

技术实现要素：

本实用新型的目的即在于克服现有技术不足，目的在于提供一种野外便携式双膜净水机，为解决野外小型便携式净水装置上述不足，实现野外环境下的高效净水，实现多人多天(单台设备满足10-150人)日常饮水需求。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种野外便携式双膜净水机，包括吸水头、泵前保护过滤器、自吸水泵、初级过滤器、膜前压力表、三通切换阀A、减压稳压阀和超滤膜组件，所述超滤膜组件上设有源水进入口、净化水出口和冲洗水出口，所述吸水头、泵前保护过滤器、自吸水泵、初级过滤器、三通切换阀A、减压稳压阀和超滤膜组件的源水进入口依次通过管道连接；所述膜前压力表通过三通设置在初级过滤器和三通切换阀A之间的管道上。

进一步的，所述超滤膜组件的净化水出口通过管道依次连接有抑菌活性炭过滤件和直饮水球阀。

进一步的，所述超滤膜组件的冲洗水出口通过管道依次与UF冲洗端单向阀、三通切换阀B和快速带阀接头连接将废水排出。

进一步的，还包括有RO膜组件，所述RO膜组件上设有进水口、废水出口和纯水出口；所述RO膜组件上的进水口通过管道与三通切换阀A连接。

进一步的，所述RO膜组件上的废水出口依次通过RO膜废水端单向阀及可调废水比例器连接在三通切换阀B和快速带阀接头之间的管道上，所述RO膜废水端单向阀和可调废水比例器是通过管道连接的。

进一步的，所述RO膜废水端单向阀和可调废水比例器之间的管道通过三通与三通切换阀B连接。

进一步的，所述RO膜组件上的纯水出口通过RO膜纯水端单向阀连接在净化水出口前端的管道上。

进一步的，所述净化水出口与抑菌活性炭过滤件之间的管道上通过三通连接设置有断电高压保护开关。

进一步的，所述抑菌活性炭过滤件和直饮水球阀之间的管道上设有TDS检测仪；三通切换阀A与超滤膜组件之间的管道上设有减压稳压阀。

进一步的，所述三通切换阀A设有B和CA、B和C三个出入口，B出入口通过管道与超滤膜组件的源水进入口连接，C出入口通过管道与RO膜组件上的进水口连接，B和C为不通，调整阀柄可实现A-B通或A-C通。三通切换阀手柄切换开度为90度。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、为解决野外小型便携式净水装置上述不足，实现野外环境下的高效净水，实现多人多天(单台设备满足10-150人)日常饮水需求，结合多年水处理工作经验发明了该水质净化装置；

2、外形小巧坚固(可以设计成长420*宽290*高230mm)，适合单人背负携行或小型车辆车载使用；系统重量较轻：主机重量低于10Kg，附带电源及附件低于4Kg；净化效率高，每小时(RO)反渗透直饮水净化量达到70-100升/小时，(UF)超滤净化量达到70-220升/小时；净化后水质有TDS在线监测功能，实时监控净化后的水质情况；适合多种水源的净化(根据源水的不同选择不同的净化模式，从Ⅰ类到Ⅲ类地表水均可净化过滤)；

3、采用三通切换阀净水模式控制技术，UF超滤/RO反渗透净水模式任意切换；UF超滤膜“半开阀”净水技术，可有效延长UF超滤膜野外条件下的反洗间隔时间；双膜净化，实现UF超滤膜野外条件下的正洗、反洗控制，大大延长了超滤膜在野外条件下的使用寿命和净水流量的保持；

4、采用微型自吸水泵提升净化效率，系统净化压力高、净化等级高，达到直饮要求；

5、采用多样化的电源输入解决方案，太阳能、充电电池、汽车电源、小型发电机等电源装置均可作为该净化装置驱动电源，设备对接入电压要求低，10-36v之间的电压均可接入使用；

6、整机耗电少，除水泵外无其它主要用电设备，有效延长了在野外条件下的工作时间(水质在线监测模块自带电池，耗电量低使用寿命长)；收纳、转移简单高效，外接水管采用快速带阀接头，在净水机上首次使用接头自动断水封闭功能，杜绝在运输携行过程中的二次污染与管道余水外溢。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型一种野外便携式双膜净水机放的结构示意图；

图2为本实用新型RO膜组件的造水量与膜前压力曲线

附图中标记及对应的零部件名称：

1-吸水头；2-泵前保护过滤器；3-自吸水泵；4-初级过滤器；5-膜前压力表；

6-三通切换阀A；7-减压稳压阀；8-超滤膜组件；9-RO膜组件；

10-UF冲洗端单向阀；101-RO膜废水端单向阀；102-RO膜纯水端单向阀；

11-三通；12-管道；13-断电高压保护开关；14-三通切换阀B；

15-可调废水比例器；16-后置抑菌活性炭；17-快速带阀接头；

18-TDS检测仪；19-直饮水球阀；20-源水进入口；21-净化水出口；22-冲洗水出口；23- 进水口；24-废水出口；25-纯水出口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1-2所示，本实用新型一种野外便携式双膜净水机，包括吸水头1、泵前保护过滤器 2、自吸水泵3、初级过滤器4、膜前压力表5、三通切换阀A6、减压稳压阀7和超滤膜组件 8，其特征在于：所述超滤膜组件8上设有源水进入口20、净化水出口21和冲洗水出口22，所述吸水头1、泵前保护过滤器2、自吸水泵3、初级过滤器4、三通切换阀A6、减压稳压阀 7和超滤膜组件8的源水进入口20依次通过管道12连接；所述膜前压力表5通过三通11设置在初级过滤器4和三通切换阀A6之间的管道12上。

超滤膜组件8的净化水出口21通过管道依次连接有抑菌活性炭过滤件16和直饮水球阀 19。超滤膜组件8的冲洗水出口22通过管道12依次与UF冲洗端单向阀10、三通切换阀B14 和快速带阀接头17连接将废水排出。

还包括有RO膜组件9，所述RO膜组件9上设有进水口23、废水出口24和纯水出口25；所述RO膜组件9上的进水口23通过管道12与三通切换阀A6连接。

所述RO膜组件9上的废水出口24依次通过RO膜废水端单向阀101及可调废水比例器15连接在三通切换阀B14和快速带阀接头17之间的管道12上，所述RO膜废水端单向阀101 和可调废水比例器15是通过管道连接的。

所述RO膜废水端单向阀101和可调废水比例器15之间的管道12通过三通11与三通切换阀B14连接。

所述RO膜组件9上的纯水出口25通过RO膜纯水端单向阀102连接在净化水出口21 前端的管道12上。

净化水出口21与抑菌活性炭过滤件16之间的管道12上通过三通11连接设置有断电高压保护开关13。

所述抑菌活性炭过滤件16和直饮水球阀19之间的管道12上设有TDS检测仪18；三通切换阀A6与超滤膜组件8之间的管道上设有减压稳压阀7。

三通切换阀A6设有B和CA、B和C三个出入口，B出入口通过管道12与超滤膜组件 8的源水进入口20连接，C出入口通过管道12与RO膜组件9上的进水口23连接，B和C 为不通，调整阀柄可实现A-B通或A-C通。

部件构成功能说明：

吸水头1；野外自吸取水初步过滤，阻挡较大颗粒杂质进入管道。

泵前保护过滤器；进一步拦截进入管道粒径大于100目的颗粒杂质，减少水泵堵塞和损坏机率。

自吸水泵；为整个净水系统提供源水输入及提升工作压力，其性能参数如下：

工作电压：24V DC 工作电流：≤2.8A 工作压力区间：20-80psi 进水压力：0压

自吸高度：2米 工作流量：70psi压力下实测流量≥3升/min、30psi压力下实测流量≥3.8升/min 外形尺寸：205mm长*103mm宽*102mm高接口：3分内螺纹。

初级过滤器4；采用过滤精度为5微米的载银活性炭纤维复合滤芯，拦截水中大于5微米的颗粒杂质，活性炭吸附水中的胶体及部分悬浮物，同时释放微量银离子抑制细菌生长，以减轻后端双膜过滤膜片微生物污染。

膜前压力表；用于指示对应过滤模式下的膜前进水压力，通过对压力变化的监控可及时开阀反洗，防止长时间不反洗滤膜导致滤膜堵塞。

RO反渗透净水模式的工作压力区间：60-80psi(受废水比例器的排放设定影响，加大排污流量，对应的工作压力降低)

UF超滤净水模式的工作压力区间：14.95-60psi(受UF超滤膜排污端阀门开度影响，加大排污流量，对应的工作压力降低)

三通切换阀A6；三通切换阀有B和CA、B和C三个出入口，B和C为不通，调整阀柄可实现A-B通或A-C通。三通切换阀手柄切换开度为90度，90度开度的切换阀可提高切换效率，减少系统进水压力波动。

减压稳压阀；在UF超滤膜前设置减压稳压阀的目的是降低UF膜前最高进水压力，让膜前进水压力控制在60psi以内，过高的进水压力会导致超滤膜的损坏；压力设定在60psi是平衡(UF)超滤膜的工作压与正洗压均处于合理区间，适当提高冲洗压有利于污堵物的冲洗排出。

超滤膜组件；该设备采用400L/小时内压式超滤膜组件，规格参数如下：

尺寸：￠75x320mm

流量：400L/小时

外壳材质：ABS

膜丝材质：聚丙烯晴合金

工作压力：1-4kg(14.95-60psi)

工作温度：0-50摄氏度

膜丝根数：500根(膜管内径0.9mm/外径1.6mm)

切割分子量：5万道尔顿

过滤精度：0.01微米。

RO膜组件9；该设备采用超低压800G RO膜，具有工作压低，净化流量大，脱盐率高 (脱盐率≥95％)的特点，具体造水量与膜前压力曲线如图2所示：

UF冲洗端单向阀10；为防止RO反渗透净水模式下，误开启UF超滤反洗阀导致废水回流进入超滤膜，设置该单向阀保护UF膜免受RO膜废水污染。

RO膜废水端单向阀101；防止UF超滤反洗时超滤反洗废水进入RO膜片内，设置该单向阀保护RO膜免受UF超滤膜废水污染。

RO膜纯水端单向阀102；具有两重功能：1、防止超滤净化水流入RO膜纯水出口端；2、确保待机时高压保护开关顺利断开。

净水侧三通11；连接RO反渗透纯水和UF超滤净化水，共用净水出水管，简化净水管道结构，降低设备重量。废水侧三通11；连接RO和UF排污管，配合三通切换阀B实现废水冲洗模式的切换。高压开关侧三通；连接净水出水管与高压开关；压力表侧三通11；连接初级过滤器后端出水管与压力表。

2.5Kg/cm²断电高压保护开关13；净水机关闭净水出水阀后，净水管道内压力升高至 2.5Kg/cm2时，切断水泵电源，净水机进入待机状态。

三通切换阀B14；三通切换阀B为180度切换阀，手柄调整180度实现A-B或A-C开， 90度位置为阀门关闭位置。

该切换阀具有四重功能：1、调整手柄接通A-C实现RO膜废水冲洗；2、调节手柄接通 A-B实现UF超滤膜正洗或反洗；3、在UF净化模式下采用A-B“半开阀”控制，防止UF 超滤膜在高浊度高胶体水质中的污堵。4、与三通切换阀A配合，实现UF超滤膜的纯水反洗，有效恢复UF超滤膜的净水流量。

可调废水比例器15；根据野外水源地水质情况调整废水排放比例，该废水比例器设置 1200CC/1400CC/1600CC/1800CC/2000CC/2200CC每分钟排放量调节选项，以应对不同的水质情况，减轻RO膜片的浓差极化现象，延长RO膜的使用寿命。

后置抑菌活性炭16；调节净化后出水口感，特别是野外条件下UF超滤膜的出水口感。

快速带阀接头17；具有两重功能：1、连接主机与吸水、排污、净水管道，实现野外净水机管道的快速连接；2、实现主机进出管道断开时的封闭功能，防止管道余水外溢和运输储存的二次污染。

TDS检测仪18；净化后的水质通过TDS检测仪后，可以直观显示水中的可溶性固体总含量(mg/L)，该检测仪设有：0-50mg/L显示绿灯代表水质优，51-300mg/L显示蓝灯代表水质一般，300mg/L以上显示红灯代表水质差。用户根据液晶屏显示的具体数值和对应的LED 灯颜色变化可以清楚知道净化后的水质情况。

直饮水球阀19；控制直饮水的开、关，控制净水机的启停。

净化前的准备步骤

连接净水机吸水管、排污管、净水管到主机；

将吸水头1置于水中，确保吸水头全部被水淹没但不能接触水底，避免制水时吸水头吸入水底泥沙；

将排污管置于河道水流下方并适当加以固定；

准备好电源(电源可以是：12v小车电源、24V卡车电源、12V/24V充电电池电源、功率为100W的太阳能电池板、小型发电机(需配220V转24V适配器)；

水的净化

1、RO反渗透直饮水净化的操作

将三通切换阀A6手柄调节到RO净水位置、将三通切换阀B14手柄调节到RO膜冲洗位置，接通电源让河道源水在水泵的抽取下经：1自吸头→2泵前保护过滤器→3自吸水泵→ 4初级过滤器→6三通切换阀→9RO膜，实现源水的注入；

注入的源水因三通切换阀B14处于冲洗位置，源水会快速经由排污管排出，实现RO膜制水前的空气排出和RO膜冲洗；

RO膜冲洗20-30秒后，关闭三通切换阀B14，浓缩废水经可调废水比排出15，RO膜内压力开始上升，3-5秒后达到正常制水压力60-80psi，RO膜开始正常制水；

关闭直饮水球阀19，净水管内压力开始上升，当压力达到2.5Kg/cm2压力时，高压保护开关13断开水泵电源，实现净水机的待机；开启直饮水球阀19，净水管内压力降低，水泵电源被再次接通，净水机进入制水状态，RO反渗透开始持续净化出直饮水。

2、UF超滤净化的操作

将三通切换阀A6手柄调节到UF净水位置、将三通切换阀B14手柄调节到UF超滤冲洗位置，接通电源让河道源水在水泵的抽取下经：1自吸头→2泵前保护过滤器→3自吸水泵→ 4初级过滤器→6三通切换阀→8超滤膜组件，实现源水的注入；

注入的源水因三通切换阀B14处于超滤冲洗位置，源水会快速经由排污管排出，实现UF 超滤膜制水前的空气排出和正洗；

UF超滤冲洗20-30秒后，调整三通切换阀B14至半开位置，膜前压力表5显示压力在： 30-40psi时停止手柄调节，超滤膜组件8膜管内压力开始上升，2-3秒后达到正常制水压力， UF超滤膜开始正常制水；(确定UF超滤膜净水工作压的高低视净化的源水水质而定，水质越差建议的工作压越低。)

关闭直饮水球阀19，净水管内压力开始上升，当压力达到2.5Kg/cm2压力时，高压保护开关13断开水泵电源，实现净水机的待机；开启直饮水球阀19，净水管内压力降低，水泵电源被再次接通，净水机进入制水状态，UF超滤膜开始持续净化出直饮水。

RO膜和UF超滤膜的清洗

1、RO反渗透膜的清洗：

当采用RO净化模式时建议每隔30-60分钟开启一次三通切换阀B14冲洗RO膜，每次冲洗时间为：30-90秒，水质越差每次冲洗的间隔时间越短。养成每次制水前和制水后的开阀冲洗习惯，可有效延长RO膜的使用寿命。

2、UF超滤膜的正洗

当采用UF净化模式时，三通切换阀B14处于“半开阀”位置，建议每隔30-60分钟全开阀一次实施对UF超滤膜的正冲洗，每次冲洗时间为：30-60秒，水质越差每次冲洗的间隔时间越短。冲洗完毕后将三通切换阀B14调整到冲洗前的膜前压力位置。养成每次制水前和制水后的开阀冲洗习惯，可有效延长UF膜的使用寿命。

3、UF超滤膜的反洗

UF超滤膜经长时间净水后，净化通量会逐渐下降，膜孔会出现不同程度的堵塞，为恢复 UF超滤膜的净水通量，在净水流量明显变小时应对UF膜实施反向清洗。

具体操作步骤：将三通切换阀A6手柄调节到RO净水位置、将三通切换阀B14手柄调节到UF膜冲洗位置，关闭直饮水球阀19让RO膜净化后的纯水全部反向经UF超滤膜净水出口进入UF膜壳内，用纯水对UF膜实施反向清洗。每次反洗建议时间为5-10分钟，为提高反洗效果，在反洗期间可快速调整三通切换阀A6手柄至UF净水位置，实现UF超滤膜的正洗&反洗交替进行。UF超滤膜通过反洗操作，可有效恢复UF膜的净水流量，大大延长UF 膜在野外环境下的使用寿命。

本实用新型一种野外便携式双膜净水机，解决野外环境下水质净化的若干难题：

便携式水质净化设备的净水效率问题：由人力净化装置10-30L/h的净化量提升到 70-220L/h净化量，提升效率7倍以上；

净化后水质安全性问题：由人力净化装置的初级单一过滤提升到UF超滤&RO反渗透过滤，全面净化水中污染物(物理污染、微生物污染、化学污染)，净化后的水质安全、口感好；创新“三通切换阀”净水技术，UF&RO净化模式任意切换，适用地表源水范围广，最大限度平衡了净水效率与水质安全问题；

野外便携净水装置的滤芯更换和使用寿命问题：人力驱动净水装置总净水量低，滤芯更换或清洗操作繁琐，滤芯污堵后净水流量下降快，适用性不强。本发明首创“三通切换阀”清洗技术，解决了野外环境下主要净化滤芯的正洗、反洗难题，大大延长了滤芯的使用寿命，操作步骤简单易于使用；

野外用电净水装置的电源选择问题：本发明充分考虑了野外环境下电力解决方案，太阳能、充电电池、汽车电源、小型发电机等电源装置均可作为该净化装置驱动电源，设备对接入电压要求低，10-36v之间的电压均可接入使用，设备峰值功率低，小于等于70w；

野外便携式净水装置的收纳、运输中的二次污染问题：本发明首次在净水装置上使用“快速带阀接头”很好的解决了净水机接头多次插拔寿命及接头漏水的问题，该接头具有，连接效率高，使用寿命长，断开自动闭水的优点，不仅使用方便还解决了余水外流与运输中的二次污染问题。

水质的监控与净水模式的选择建议

为安全、高效的利用好本净水装置，在野外环境下实施水质净化时应遵循以下原则：

对水源地的水质情况进行初步的判定，确定大致的水质类型，Ⅰ类地表水建议采用(UF) 超滤净水模式，Ⅱ到Ⅲ类地表水建议采用(RO)反渗透净化模式，净化后的水质可通过18TDS 检测仪显示具体的数值；

在(UF)超滤净水模式下，当18TDS检测仪显示的数值大于“80”mg/L时，建议净水模式切换到(RO)反渗透净化模式，以提升净水的安全性。

当(RO)反渗透净化模式下18TDS检测仪显示的数值大于“30”mg/L时，建议更换 RO膜元件。

该水质净化装置适用于：1000mg/L以下的水源净化，Ⅰ-Ⅲ类地表水资源约占我国地表水资源总量的70％左右。

该净水装置的运输及储存

在运输过程中尽量减少剧烈颠簸和碰撞，远离高温和有毒有害化学污染物；

1-30天内的储存期该净水装置无需特别处理，每次使用后用市政自来水清洁净水机内部管道和滤芯，净水机存放于干燥、阴凉、清洁环境下即可；

长期封存前需调配浓度为1％(按重量计)的亚硫酸氢钠杀菌液，彻底清洗净水机内部管道及滤芯，清洗完成后将净水机置于阴凉、干燥环境下封闭储存。每30-60天可重新更换一次净水机内杀菌液；

为扩展该净水机使用范围，可以加装适用于自来水净化选配组件，实现野外、家用等多场合下的水质净化。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。