一种集过滤、杀菌、软化的综合水处理装置的制作方法

本发明涉及水处理领域，具体是一种集过滤、杀菌、软化的综合水处理装置。

背景技术：

很多偏远农村或地区尚未接入自来水，人们取用河水或山水来使用或饮用，人们将水经过简单的药物沉降(例如加入明矾将水中的悬浮物聚团沉降)，然后将上层水煮沸饮用，水中还有很多杂质没有去除干净，而且有的地方的水质较硬，饮用硬水对身体会有不利影响。

现有的一些民用小型水处理装置，要么过滤、杀菌、软化的某一样功能缺失，要么体积较大，又或者使用不方便，尤其是对水质较差，水较脏的水进行处理时，过滤不充分，滤芯更换频繁，软化不到位，杀菌不彻底，处理过的水达不到预期要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种集过滤、杀菌、软化的综合水处理装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种集过滤、杀菌、软化的综合水处理装置包括主水箱、上水箱和管路组；主水箱上方安装上水箱，主水箱和上水箱通过管路组连接。

外界待处理的水加入到上水箱中，经由管路组流至主水箱，其间经过过滤、杀菌、软化等操作，处理好的水从主水箱中取得。

进一步的，上水箱上顶面设有进水口，上水箱底部侧面设有通孔连接管路组。进水口就是外界往装置加入待处理水的地方。

进一步的，主水箱包括箱体、潜水泵、紫外线杀菌灯、通气盖、防尘盖、隔板、出水阀和侧门；箱体内部通过隔板分隔成过渡腔和储水腔，隔板高度为箱体内部高度的1/2～4/5，潜水泵安装在过渡腔底，管路组穿过箱体顶面伸入过渡腔，管路组连接潜水泵的泵出口，潜水泵的泵入口敞开在过渡腔内，箱体内壁顶面或侧面上部安装紫外线杀菌灯，通气盖安装在箱体的顶面上，防尘盖安装在管路组穿过箱体顶面的位置处，出水阀安装在箱体侧面外壁的底部，出水阀的管路穿过箱体壁面连接至储水腔，箱体在过渡腔处朝外开有门状孔，侧门安装在箱体侧面的门状孔处。

进一步的，管路组包括三通、进水管、第一止回阀、冲洗管、第二止回阀、下水管和过滤软化组件，三通位于主水箱的上方，三通分别连接进水管、冲洗管和下水管，进水管另一端连接上水箱，进水管上设有第一止回阀，第一止回阀的水流方向为从上水箱至三通，冲洗管竖直布置，冲洗管的最高处高于上水箱的最高处，冲洗管上设有第二止回阀，第二止回阀的水流方向为从三通至冲洗管末端，下水管向下穿过箱体的顶部壁面伸入过渡腔内，下水管连接潜水泵的泵出口，下水管上设有过滤软化组件。

管路组有两种状态：常规过滤状态和反向冲洗状态。“常规过滤状态”时，潜水泵不开启，因为冲洗管最高处比上水箱高，所以待处理的水从上水箱流过进水管、三通后进入下水管、潜水泵，之后进入到过渡腔，此时的潜水泵在进水时泵出口充当过渡腔入口，因为潜水泵在停机时，叶轮不做功，潜水泵的进出口是连接在一起的，所以外界的水可以进入潜水泵的出口反向流至潜水泵入口并流出泵外，待处理的水在下水管的过滤软化组件上会被过滤和软化，进入过渡腔后水位不断的升高，直到水位高至箱体内分隔过渡腔和储水腔的隔板高度时，过渡腔内的水就会溢流至储水腔，箱体内的上部壁面上的紫外线杀菌灯会对水体进行杀菌处理，紫外线杀菌是一种物理杀菌，能短时间内杀死细菌或使细菌失去繁殖能力，杀菌率可达到99％以上，储水腔的水就进入了待取用状态，人们可以从箱体侧面打开出水阀来取用处理过的水。使用一段时间后的水处理装置，其中的过滤软化组件会堆积一些过滤下来的杂物，如果不及时清理，则会造成过滤效果下降，甚至滋生更多的细菌等，尽管紫外线杀菌很彻底，但过滤后的水体含有太多的细菌可能造成一些意外情况，现有的一些水处理装置常常是通过短周期地更换滤芯组件去处理掉过滤下来的杂物，但对于初始水源杂质较多时，更换滤芯会显得太过频繁，极不方便，所以本装置的管路组还有“反向冲洗状态”，视水源的杂质率，设定潜水泵的启动频率，杂质率较高时，水泵启动频繁一些。“反向冲洗状态”时，潜水泵启动，潜水泵将过渡腔内的水经由下水管，三通，冲洗管向外泵送，进水管上设置了第一止回阀，所以潜水泵启动时，水流不会经由进水管返回上水箱内，水流在下水管的过滤软化组件处是反向流动的，过滤软化组件常规过滤时过滤下来的杂质会被反向流动的水流向上带走，经过第二止回阀，从冲洗管的末端排放至外界，潜水泵泵送完毕后，第二止回阀能够防止冲洗管的水反流回来。箱体上的侧门在维修或更换潜水泵、过滤软化组件时用。

进一步的，过滤软化组件包括有机玻璃管、小粒径树脂球、中粒径树脂球、大粒径树脂球、滤网板和大小头；有机玻璃管使用公制管路直径规格系列，有机玻璃管的公称直径高于下水管的公称直径2～4档，有机玻璃管两头通过大小头变径后使用法兰连接，滤网板为圆形板状，滤网板安装在有机玻璃管的两端，滤网板由有机玻璃管和下水管连接用的法兰夹紧，有机玻璃管管内设有五层树脂小球，五层树脂小球从有机玻璃管两端往中间依次为：大粒径树脂球、中粒径树脂球和小粒径树脂球。

过滤软化组件处的水流流速不能太高，不然会会滤芯造成太大冲击，且流速过高则此处的流阻会很大，所以过滤软化组件出的流速需要降低，有机玻璃管的公称直径比下水管的公称直径大2～4档，这样有机玻璃管内的流速会比下水管内的流速低很多，“常规过滤状态”时还好，“反向冲洗状态”时，降低有机玻璃管内的流速尤为重要。带有过滤软化功能的是有机玻璃管内的树脂球，树脂球由有机玻璃管两侧的滤网板支撑在管内，树脂球排列成五层，从上往中间依次变细是不断提高是为了过滤精度，而中间层很细小的树脂球不好支撑，底部使用滤孔太小的滤网板进行支撑的话流阻会很大，所以中间层往下反向设置粒径变大的两层树脂球可以起到支撑作用，同时增加过滤效果，有机玻璃管两端使用法兰与下水管相连接，这样过滤软化组件就可以方便地被取下，虽然设计了“反向冲洗状态”可以洗去杂质，但树脂球的水软化功能在不断的使用中会不断丧失，需要更换树脂球恢复水软化功能，有机玻璃管是一段使用有机玻璃制成的管件，它透明、可机械加工，维修或更换过滤软化组件时方便观察过滤芯的状态。

进一步的，大粒径树脂球、中粒径树脂球和小粒径树脂球为阳离子交换树脂，大粒径树脂球的粒径为0.5～0.6mm，中粒径树脂球的粒径为0.3～0.5mm，小粒径树脂球的粒径为0.2～0.4mm，滤网板的滤网孔径为0.4～0.5mm。水的硬度是指水中钙镁离子的总浓度，长期饮用高硬度的水会引发人体心血管、神经、泌尿等系统的疾病，而且加热高硬度的水会使水壶等加热件结垢，使用高硬度的水沐浴则会使头发、皮肤干涩，使其加速衰老，所以生活用水的硬度需控制到一定范围以下。阳离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶于水及大多数溶剂的高分子化合物，通常是球形颗粒物或粉末状，它与水接触时能够将水中的高价阳离子(钙离子、镁离子)置换出来，置换为钠离子、氢离子等无害低价阳离子，使用阳离子交换树脂制成的树脂球作为过滤软化组件的滤芯，不但具有过滤作用，还有水软化功能，阳离子交换树脂使用一段时间后需要更换，但更换周期很长，在水源的初始硬度不是很高的情况下，更换周期更长，具体的更换周期可以通过定期测定处理过的水的硬度来决定。

进一步的，通气盖包括盖柱、盖帽、中心孔和通气孔；盖帽为锥形，盖帽底部连接盖柱，盖柱底面沿自身轴线设有中心孔，中心孔为盲孔，盖柱外侧面上部沿径向设有若干通气孔，通气孔一端连接大气，一端连接中心孔，盖柱外侧面下部设有螺纹，盖柱与箱体螺纹连接。如果主水箱做成一个密闭箱体，则水从下水管流进过渡腔或从出水阀放水时都会流动不畅，因为内外压力不平衡，所以需要在箱体的顶部设置通气盖保持内外压力平衡，通气盖顶部做成帽状可以防止一些灰尘进入箱体内。

进一步的，防尘盖为两块半环状的平板，防尘盖中部轴孔环抱住下水管，防尘盖底面与箱体的顶面接触，防尘盖通过螺钉固定在箱体上。管路组的下水管插入箱体内时，因为下水管和过滤软化组件连接处是法兰，所以箱体与下水管的插入处势必会有一个至少能通过法兰的大孔，这个大孔需要遮挡起来，不然会有灰尘掉落进箱体内污染水，而做成两半的环状防尘盖既可以完全的包裹住下水管也可以遮挡掉箱体上的大孔，而且安装很方便。

进一步的，潜水泵上设有浮球开关，浮球开关信号线连接至潜水泵的电机，浮球开关悬挂在潜水泵的侧面。浮球开关是一种结构简单，使用方便的液位控制器件，它不需提供电源，没有复杂电路，它具有比一般机械开关体积小，工作寿命长等优点，浮球开关浮在水中，根据设定，到达某个液位后给出开关量信号。潜水泵启动后，潜水泵将过渡腔内的水泵送去用于反冲洗过滤软化组件，过渡腔内的水位下降到潜水泵进口时需要及时停机，不然空转会损坏潜水泵，悬挂在潜水泵外壁的浮球开关在过渡腔内水位尚高时给到潜水泵电机“可工作状态”，潜水泵可根据设定或外界开关来控制开启，当过渡腔内的水位下降到潜水泵入口高度了，浮球开关跟着水位降落到此高度，浮球开关就给到潜水泵电机“不可工作状态”，潜水泵停机，等水位升上来后，浮球开关再次给到潜水泵电机“可工作状态”，这样如果潜水泵到了下一个工作周期时就能够再次启动，浮球开关就相当于潜水泵电机开关电路上串联着的一个不可越过的液位开关。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明过滤、软化、杀菌效果显著，过滤软化组件的更换周期很长，尤其适用于处理杂质较多，水质不好的水。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明一种集过滤、杀菌、软化的综合水处理装置的立体示意图；

图2为本发明的剖视示意图；

图3为本发明过滤软化组件的结构剖面图；

图4为本发明通气盖的结构剖面图；

图5为本发明防尘盖的立体示意图。

图中：1-主水箱、10-箱体、11-潜水泵、111-浮球开关、12-紫外线杀菌灯、13-通气盖、131-盖柱、132-盖帽、133-中心孔、134-通气孔、14-防尘盖、15-出水阀、16-隔板、17-储水腔、18-过渡腔、19-侧门、2-上水箱、21-进水口、4-管路组、41-三通、42-进水管、43-第一止回阀、44-冲洗管、45-第二止回阀、46-下水管、47-过滤软化组件、471-有机玻璃管、472-小粒径树脂球、473-中粒径树脂球、474-大粒径树脂球、475-滤网板、476-大小头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种集过滤、杀菌、软化的综合水处理装置包括主水箱1、上水箱2和管路组4；主水箱1上方安装上水箱2，主水箱1和上水箱2通过管路组4连接。外界待处理的水加入到上水箱2中，经由管路组4流至主水箱1，其间经过过滤、杀菌、软化等操作，处理好的水从主水箱1中取得。

如图2所示，上水箱2上顶面设有进水口21，上水箱2底部侧面设有通孔连接管路组4。进水口21就是外界往本装置加入待处理水的位置。

如图1、图2所示，主水箱1包括箱体10、潜水泵11、紫外线杀菌灯12、通气盖13、防尘盖14、隔板16、出水阀15和侧门19；箱体10内部通过隔板16分隔成过渡腔18和储水腔17，隔板16高度为箱体10内部高度的1/2～4/5，潜水泵11安装在过渡腔18底，管路组4穿过箱体10顶面伸入过渡腔18，管路组4连接潜水泵11的泵出口，潜水泵11的泵入口敞开在过渡腔18内，箱体10内壁顶面或侧面上部安装紫外线杀菌灯12，通气盖13安装在箱体10的顶面上，防尘盖14安装在管路组4穿过箱体10顶面的位置处，出水阀15安装在箱体侧面外壁的底部，出水阀15的管路穿过箱体10壁面连接至储水腔17，箱体10在过渡腔18处朝外开有门状孔，侧门19安装在箱体10侧面的门状孔处。

管路组4包括三通41、进水管42、第一止回阀43、冲洗管44、第二止回阀45、下水管46和过滤软化组件47，三通41位于主水箱1的上方，三通41分别连接进水管42、冲洗管44和下水管46，进水管42另一端连接上水箱2，进水管42上设有第一止回阀43，第一止回阀43的水流方向为从上水箱2至三通41，冲洗管44竖直布置，冲洗管44的最高处高于上水箱2的最高处，冲洗管44上设有第二止回阀45，第二止回阀45的水流方向为从三通41至冲洗管44末端，下水管46向下穿过箱体10的顶部壁面伸入过渡腔18内，下水管46连接潜水泵11的泵出口，下水管46上设有过滤软化组件47。

管路组4有两种状态：常规过滤状态和反向冲洗状态。“常规过滤状态”时，潜水泵11不开启，因为冲洗管44最高处比上水箱2高，所以待处理的水从上水箱2流过进水管42、三通41后进入下水管46、潜水泵11，之后进入到过渡腔18，此时的潜水泵11在进水时泵出口充当过渡腔18入口，因为潜水泵11在停机时，叶轮不做功，潜水泵11的进出口是连接在一起的，所以水可以进入潜水泵11的出口并流出潜水泵11入口，待处理的水在下水管46的过滤软化组件47上会被过滤和软化，进入过渡腔18后水位不断的升高，直到水位高至箱体10内分隔过渡腔18和储水腔17的隔板16高度时，过渡腔18内的水就会溢流至储水腔17，箱体10内的上部壁面上的紫外线杀菌灯12会对水体进行杀菌处理，储水腔17的水就进入了待取用状态，人们可以从箱体侧面打开出水阀15来取用处理过的水。使用一段时间后的水处理装置，其中的过滤软化组件47会堆积一些过滤下来的杂物，如果不及时清理，则会造成过滤效果下降，甚至滋生更多的细菌等，尽管紫外线杀菌很彻底，但过滤后的水体含有太多的细菌可能造成一些意外情况。“反向冲洗状态”时，潜水泵11启动，潜水泵11将过渡腔18内的水经由下水管46，三通41，冲洗管44向外泵送，进水管42上设置了第一止回阀43，第一止回阀43流向为从上水箱2至三通41，如图2所示，所以潜水泵11启动时，水流不会经由进水管42返回上水箱2内，水流在下水管46的过滤软化组件47处是反向流动的，过滤软化组件47常规过滤时过滤下来的杂质会被反向流动的水流向上带走，经过第二止回阀45，从冲洗管44的末端排放至外界，第二止回阀45的流向为从三通41至冲洗管44末端，潜水泵11泵送完毕后，第二止回阀45能够防止冲洗管44的水反流回来。箱体10上的侧门19在维修或更换潜水泵11、过滤软化组件47时用。

如图3所示，过滤软化组件47包括有机玻璃管471、小粒径树脂球472、中粒径树脂球473、大粒径树脂球474、滤网板475和大小头476；有机玻璃管471使用公制管路直径规格系列，有机玻璃管471的公称直径高于下水管46的公称直径2～4档，有机玻璃管471两头通过大小头476变径后使用法兰连接，滤网板475为圆形板状，滤网板475安装在有机玻璃管471的两端，滤网板475由有机玻璃管471和下水管46连接用的法兰夹紧，有机玻璃管471管内设有五层树脂小球，五层树脂小球从有机玻璃管471两端往中间依次为：大粒径树脂球474、中粒径树脂球473和小粒径树脂球472。

过滤软化组件47处的水流流速不能太高，不然会会滤芯造成太大冲击，且流速过高则此处的流阻会很大，所以过滤软化组件47出的流速需要降低，有机玻璃管471的公称直径比下水管46的公称直径大2～4档，例如下水管46公称直径为dn50，则有机玻璃管的公称直径为dn80，这样有机玻璃管471内的流速会比下水管46内的流速低很多。带有过滤软化功能的是有机玻璃管471内的树脂球，树脂球由有机玻璃管471两侧的滤网板475支撑在管内，树脂球排列成五层，从上往中间依次变细是不断提高是为了过滤精度，而中间层很细小的树脂球不好支撑，底部使用滤孔太小的滤网板474进行支撑的话流阻会很大，所以中间层往下反向设置粒径变大的两层树脂球可以起到支撑作用，同时增加过滤效果，有机玻璃管471两端使用法兰与下水管46相连接，这样过滤软化组件47就可以方便地被取下，虽然设计了“反向冲洗状态”可以洗去杂质，但树脂球的水软化功能在不断的使用中会不断丧失，需要更换树脂球恢复水软化功能，有机玻璃管471是一段使用有机玻璃制成的管件，它透明、可机械加工，维修或更换过滤软化组件47时方便观察过滤芯的状态。

大粒径树脂球474、中粒径树脂球473和小粒径树脂球472为阳离子交换树脂，大粒径树脂球474的粒径为0.5～0.6mm，中粒径树脂球473的粒径为0.3～0.5mm，小粒径树脂球472的粒径为0.2～0.4mm，滤网板475的滤网孔径为0.4～0.5mm。阳离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶于水及大多数溶剂的高分子化合物，通常是球形颗粒物或粉末状，它与水接触时能够将水中的高价阳离子(钙离子、镁离子)置换出来，置换为钠离子、氢离子等无害低价阳离子，使用阳离子交换树脂制成的树脂球作为过滤软化组件47的滤芯，不但具有过滤作用，还有水软化功能，阳离子交换树脂使用一段时间后需要更换，具体的更换周期可以通过定期测定处理过的水的硬度来决定，例如新的过滤软化组件使用一年后处理过的水的硬度升高到了300mg/l(《生活用水卫生标准》规定，饮用水的总硬度不超过450mg/l)，则可制定过滤软化组件47一年一换的计划周期。

如图4所示，通气盖13包括盖柱131、盖帽132、中心孔133和通气孔134；盖帽132为锥形，盖帽132底部连接盖柱131，盖柱131底面沿自身轴线设有中心孔133，中心孔133为盲孔，盖柱131外侧面上部沿径向设有若干通气孔134，通气孔134一端连接大气，一端连接中心孔133，盖柱131外侧面下部设有螺纹，盖柱131与箱体10螺纹连接。为了使箱体10内外压力为大气压而使得箱体10进出水通畅，箱体10的顶部设置通气盖13，通气盖13顶部做成帽状可以防止一些灰尘进入箱体10内。

如图5所示，防尘盖14为两块半环状的平板，防尘盖14中部轴孔环抱住下水管46，防尘盖14底面与箱体10的顶面接触，防尘盖14通过螺钉固定在箱体10上。做成两半的环状防尘盖14既可以完全的包裹住下水管46也可以遮挡掉箱体10上下水管46穿过处的孔，防止灰尘掉落进箱体10里，而且安装很方便。

如图2所示，潜水泵11上设有浮球开关111，浮球开关111信号线连接至潜水泵11的电机，浮球开关111悬挂在潜水泵11的侧面。浮球开关111是一种液位控制器件，浮球开关浮在周围水中，根据设定，到达某个液位后给出开关量信号。潜水泵11启动后，潜水泵11将过渡腔18内的水泵送去用于反冲洗过滤软化组件47，过渡腔18内的水位下降到潜水泵11进口时需要及时停机，不然空转会损坏潜水泵11，悬挂在潜水泵11外壁的浮球开关111在过渡腔18内水位尚高时给到潜水泵11电机“可工作状态”，潜水泵11可根据设定或外界开关来控制开启，当过渡腔18内的水位下降到潜水泵11入口高度了，浮球开关111跟着水位降落到此高度，浮球开关111就给到潜水泵11电机“不可工作状态”，潜水泵11停机，等水位升上来后，浮球开关111再次给到潜水泵11电机“可工作状态”，这样如果潜水泵11到了下一个工作周期时就能够再次启动，浮球开关111就相当于潜水泵11电机开关电路上串联着的一个不可越过的液位开关。

使用本装置时，将待处理的水灌入上水箱2内，水流过进水管42、三通41、下水管46，在下水管46上的过滤软化组件47处被过滤软化，之后流至未开机的潜水泵11出口，从潜水泵11入口流出至过渡腔18内，过渡腔18内的水位不断升高，升高至过渡腔18与储水腔17之间的隔板16顶端时，水溢流至储水腔17内，由箱体10内壁上的紫外线杀菌灯12进行杀菌，人可从箱体10上的出水阀15处取得经过过滤、软化、杀菌处理的水。装置运行一段时间后，潜水泵11开启，过渡腔18内的水被向上泵送，反向流过过滤软化组件47，经过下水管46、三通41、冲洗管44排出至外界。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。