一种软水机的制作方法

本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种软水机。

背景技术：

水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量，即钙盐与镁盐含量的多少。硬水通常是指含有较多可溶性钙镁化合物的水。水中的钙、镁等离子经过加温煮沸，容易形成水垢。因此硬水会给生活带来很多麻烦，比如钙、镁等离子与肥皂等洗涤剂反应产生不溶性的沉淀，降低洗涤剂的清洗效果；会使热水器、加湿器等设备上产生水垢，造成管路阻塞、流量减小、寿命缩短；也会在烧水壶上或者锅炉形成水垢，影响传热效果，同时也给感官上带来不悦的感受。为了降低水中的硬度，市场上软水机非常流行。目前的软水机主要包括过滤罐，离子交换树脂，再生盐溶液箱，盐井，控制进出水和再生的控制阀。本文中所指的原水是指未经处理的水，也指进入该处理工序的水成为该处理工艺的原水。现有的软水机通常的原理是未经处理的水经过过滤罐(离子交换树脂罐)顶部的阀进入过滤罐，当含有钙镁离子的水经过钠型阳离子交换树脂时，水中的钙镁离子与离子交换树脂上的钠离子进行交换，使得钙镁离子被离子交换树脂所吸附，而钠离子被释放，经过离子交换树脂所处理过的水变成含钙镁离子很少的软化后的水流出；而当离子交换树脂吸附一定量的钙镁离子达到一定的饱和度后，会导致出水的钙镁浓度增加，即出水的硬度增加。当离子交换树脂达到饱和后用高浓度的食盐溶液(盐水)对离子交换树脂进行再生。再生时再生盐溶液箱中的高浓度的盐水经过盐井，盐阀和控制阀进入离子交换树脂层，与离子交换树脂进行离子交换使其恢复为钠型阳离子交换树脂，而再生产生的废水经过阀体排出。经过再生后的离子交换树脂可以重复使用，直至失效。再生的过程通常是正反冲洗、吸盐再生和补水。现有的软水机在原水进入过滤罐时并不是均匀分布，这样导致水流经离子交换树脂层时的流速不一样，甚至出现水流并不经过的死角，会使得一部分离子交换树脂并未发挥其交换效果，出水的硬度值很快升高，造成全部的离子交换树脂很快饱和的假象，导致软水机的再生周期短。一方面浪费水资源，另一方面也会浪费再生盐的使用。而再生盐的使用是软水机日常维护中成本较高的一部分。

专利文献1(中国CN201620908667.6)提供了一种涡流式下布水器，该布水器包括管体、管底和管缘，管体为中空的圆柱形，其一端连接圆锥形的管底，另一端连接中空的圆柱形管缘，管体的外壁设有竖直的出水缝，管体的内壁设有若干个横截面为半月牙的排水板，排水板的弧形外壁面和相邻的排水板的弧形内壁面形成夹角。当软水机再生清洗时，自来水通过下布水器冲出来就利用水压形成一个巨大的涡流，使得再生清洗时软化介质此时比原来的方式能够更加充分的翻腾，达到更好的清洗目的。但是该技术存在以下问题，一是该布水器并没有解决进水时布水均匀的问题，二是该涡流式下布水器制造麻烦，不易推广。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型针对现有技术中的问题，提供了一种软水机，该软水机布水均匀，可以最大限度地发挥离子交换树脂的功能，延长离子交换树脂的再生周期，降低离子交换树脂的再生频率，有效地降低软水机的维护费用。同时本实用新型可以有效地利用上布水器中的上部空间，可以选择填充不同的滤材，对离子交换树脂起到预处理的效果，延长离子交换树脂的寿命。

为解决上述问题，本发明可以通过以下措施达到：一种软水机，包括上箱盖、下箱体、过滤罐、控制阀和再生单元，所述过滤罐内设置有中心管，中心管上安装有上布水器和下布水器。

进一步的，为了便于生产和安装，达到各个方向布水的效果，优选所述上、下布水器是圆柱形或者圆台形。

进一步的，为了达到各个方向均匀布水的效果，优选所述上、下布水器的侧面上均匀分布有孔或者栅条。

进一步的，为了使布水器兼具预处理或者过滤或者净化效果，优选上布水器分布有孔或者栅条的区域的高度占上布水器总高度的50％-100％。

本实用新型可以根据预处理填充滤料量的需要，可以合理地设置栅条的高度或者侧面上有孔的区域的高度，对于形状和大小相同的布水器，栅条或者侧面上有孔的区域的高度越小，上布水器的上部空间可以填充的滤材就越多；反之就越少。

进一步的，为了预防离子交换树脂的被污染，氧化或者破坏，优选上布水器的上部空间可填充滤材。

本实用新型可以有效地利用上布水器的上部空间，可以填充不同的滤材，如活性炭，KDF，杀菌或者抑菌材料，如溴树脂，载银活性炭等，也可以是这些材料的混合。这些材料可以对原水进行一些预处理，如活性炭，优选比表面积大于1000m²/g，微孔体积大于0.5cm³/g的对余氯吸附效果好的椰壳活性炭，可以去除原水中存在的余氯，降低余氯这些氧化物质对离子交换树脂的氧化破坏作用；KDF(铜锌合金)优选杂质少的，可以去除原水中的铁等重属，避免铁等金属离子进入过滤罐使得罐内的离子交换树脂中毒；杀菌或者抑菌材料，减少进水中的微生物对离子交换树脂的生物污染。布水器不仅仅起到均匀布水的功能，还能起到一定的预处理效果，延长离子交换树脂的寿命。一个布水器可以起到双重的作用。

根据加工的需要，布水器侧面上的孔的形状可以是三角形、正方形、长方形、平行四边形、梯形、菱形、多边形、圆或椭圆中的一种。孔的分布，数量和形状会产生不同的阻力，导致经过布水器以后的流量也会不同；对于软水机而言，并非流量越大越好。因为流量过大，原水与离子交换树脂的接触时间太短，导致交换不充分，离子交换树脂只有表面的钠离子参加了交换，而离子交换树脂内部的钠离子没有交换，引起软化水硬度高。所以可以根据软水机填充的离子交换树脂的体积，更加合理地设计布水器上的孔的分布，数量和形状，使得流量与离子交换树脂和原水的接触时间之间能够有一个合适的比例或者范围。

为了保证离子交换树脂不流失，优选布水器上孔的进口断面上任意2点的长度或者栅条的宽度要小于所述离子交换树脂的粒径。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

通过在软水机上安装圆柱形或者圆台形的侧面上均匀分布有孔或者栅条的上、下布水器，解决了软水机进水布水不均匀的问题，使离子交换树脂与原水可以充分地接触，避免出现过滤死角，最大限度的发挥所有离子交换树脂的功能，出水硬度低(即软化效果好)，有效地延长了软水机的再生周期，有效地降低了再生频率，从而有效地降低了软水机的日常维护成本，减少了制水成本，且制造简单，便于使用和推广。同时本实用新型可以有效地利用上布水器的上部空间可以选择填充不同的滤材，对离子交换树脂起到预处理的效果，延长离子交换树脂的寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的一种方体形上布水器的示意图。

图3是本实用新型的一种圆柱形上布水器的示意图。

图4是本实用新型的一种圆台形上布水器的示意图。

图5是本实用新型的另一种圆柱形上布水器的示意图。

其中，1是软水机进水端，2是软水机出水端，3是上箱盖，4是控制阀，5是下箱体，6是上布水器，7是中心管，8是过滤罐，9是离子交换树脂，10是下布水器，11是再生单元，12是盐阀，13是盐井，14是滤材

具体实施方式

为了简单明了地介绍本实用新型，在描述中省略了对公知的装置和结构的描述，下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步说明。为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为本实用新型的限定。同时本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域的简单替换也包含在本实用新型的保护范围中。

图1是本实用新型的结构示意图，该装置包括1是软水机进水端，2是软水机出水端，3是上箱盖，4是控制阀，5是下箱体，6是上布水器，7是中心管，8是过滤罐，9是离子交换树脂，10是下布水器，11是再生单元，12是盐阀，13是盐井。

按照图1所示的装置，装置运行时，原水通过软水机进水端1，进入控制阀4，然后流经上布水器6水流得到均匀分布后，然后进入过滤罐8自上而下流动，水中的钙镁等离子与离子交换树脂9上的钠离子进行离子交换，得到的软化水通过下布水器10进入中心管7，然后进入控制阀4，最终软化后的水由软水机出水端2流出。

实施例1-11：

按照图1所示的装置，装置运行时，调节原水的流量是8-10L/min，原水温度是25±2℃，硬度值是150±5mg/L的原水通过软水机进水端1，进入控制阀4，然后流经上布水器6(实施例1-11中使用的是不同的布水器，在表1中明确说明了布水器的特征)水流得到均匀分布后，然后进入过滤罐8(离子交换树脂9的体积是10L)自上而下流动，水中的钙镁等离子与离子交换树脂9上的钠离子进行离子交换，得到的软化水通过下布水器10进入中心管7，然后进入控制阀4，最终软化后的水由软水机出水端2流出。当软水机出水的硬度值高于50mg/L时需要再生。再生的方法是按照现有的技术，在此不再描述。按照国标标准GB/T 30307-2013《家用和类似用途饮用水处理装置》中的规定，当再生后的离子交换树脂的再生率恢复不到初始性能的70％时认为离子交换树脂需要更换，即寿命终结。

对比例1：

现有的软水机，没有安装上布水器，过滤罐中离子交换树脂的体积也是10L，按照现有技术进行过滤和再生。

硬度的计算方法：按照水中的钙镁离子浓度折算成CaCO3计算。

再生周期按照国标标准GB/T 30307-2013《家用和类似用途饮用水处理装置》，当软水机的出水硬度值达到50mg/L时就应该对软水机进行再生。

实施例与对比例的效果对比如下表1所示：

表1硬度去除效果与再生周期，再生次数对比

表1硬度去除效果与再生周期，再生次数(续1)

表1硬度去除效果与再生周期，再生次数(续2)

表1硬度去除效果与再生周期，再生次数(续3)

按照上表的对比数据，可以看出，实施例1-11的再生周期是5000-5500L，对比例1的再生周期是3000-4000L，实施例1-11的再生周期得到了明显地延长。同时实施例7，8，9，10，11，由于在上布水器的上部空间填充了滤材起到一定的预处理效果，延长离子交换树脂的寿命，即增加了离子交换树脂可再生的次数。

由上述的不同的实施例和对比例来看，按照本实用新型,在进水口处安装了上布水器，使得原水进入软水机后，布水均匀，使得原水能与离子交换树脂进行充分地接触，避免偏流问题带来的过滤死角，出水硬度低(即软化效果好)。同时本实用新型在上布水器的上部可以装在填充不同的滤材，如活性炭，KDF，杀菌或者抑菌材料，如溴树脂，载银活性炭等，也可以是这些材料的混合。有效地去除了对离子交换树脂有害的物质，有效地增加了离子交换树脂的寿命，即再生次数。