一种便携式饮用、医用净水装置的制作方法

本发明涉及净水装置技术领域，尤其涉及一种能够在野外条件下同时满足饮用、医用水的便携式净水装置。

背景技术：

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

便携式净水装置是户外活动中重要的生存工具之一，为此，人们研究开发了诸多相关的装置，例如，专利文献201610333280.7公开了一种便携式户外净水装置，包括箱体、进水管、输水管、出水管、吸水器、净水池、沉淀池和吸附池；其可以运用手动的方式转动吸水泵产生一定范围内持续的动力供给，使得水从明矾净水池过滤到沉淀池，然后过滤到吸附池，最终流出净水器，过滤器里设有明矾和活性炭，对水质净化效果好。再例如，专利文献201810111009.8公开了一种便携式净水器，其包括箱体、加热装置、自动充气泵、便携电源以及控制器；其解决了现有便携式净水器过滤效果差、没有灭菌功能以及净水速度慢的问题。

然而，本发明人依然发现：对于单兵野外作战或极限运动爱好者而言，常常需要长时间在野外恶劣环境中生存，必须从野外环境获取安全的饮用水，但由于水源情况复杂，水质常常含有大量杂质和细菌，需要经过处理才能饮用，尤其是发生意外事故导致受伤时，更是需要用安全无菌水质对伤口进行处理。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本发明认为需要一种能够在野外作战、应急救灾或极限运动等条件下同时满足饮用、医用水的便携式净水装置。为此，本发明提供一种便携式饮用、医用净水装置。本发明的装置具有可同时提供饮用水和医用水、使用方便、净水效果好、无运动部件、可用于极端环境等优点。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术手段为：

一种便携式饮用、医用净水装置，包括：蓄水箱、饮用水箱、医用水箱、电池箱、饮用水净化模块和医用水净化模块等。所述蓄水箱用于存储需要净化的水体，所述饮用水箱用于接收被净化的饮用水体；所述饮用水净化模块设置于蓄水箱和饮用水箱之间；所述医用水净化模块设置于所述饮用水箱和医用水箱之间，所述电池箱内设置有蓄电池，用于为医用水的制备提供能源。

所述饮用水净化模块包括至少两层净化层，第一层为泥沙等颗粒杂质的初级净化层，第二层以上为活性炭或ro膜等深层净化层，饮用水净化模块可拆卸清洗或更换。

所述医用水净化包括半导体蒸发冷凝装置、防水透气膜、灭菌装置；所述半导体蒸发冷凝装置包括蒸发器、半导体热电元件和冷凝器；所述蒸发器设置于所述饮用水箱的下方，浸泡于饮用水箱内的液体中，用于为饮用水加热，增大液面的水蒸气分压力；所述冷凝器设置于所述医用水箱上方，用于为透过防水透气膜进入医用水箱的水蒸气降温冷凝，降低水蒸气分压力，产生冷凝水；所述半导体热电元件设置于所述蒸发器和冷凝器之间，热端与蒸发器贴合，冷端与冷凝器贴合，通电后两端同时产生热量和冷量；所述防水透气膜设置于所述饮用水箱液面上方，起到允许水蒸气透过同时防止液态水通过的作用；所述灭菌装置设置于医用水箱内，采用uv杀菌灯等方式为水体灭菌。

极端寒冷工况下，可将固体状态的外界水源直接放置于所述饮用水箱内，利用所述半导体蒸发冷凝装置产生的热量融化为液态水后供人饮用；极端干旱工况下，可直接将所述半导体蒸发冷凝装置的蒸发器和冷凝器暴露于空气中，利用冷凝器表面的低温从空气中冷凝水蒸气从而制造液态水。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

(1)本发明利用半导体热电元件通电后一面发热一面制冷的特性，用发热量加热过滤后的饮用水，用冷量在医用水箱内制造低温，从而产生饮用水箱和医用水箱内部的水蒸气分压力差，促使水蒸气透过防水透气膜进入医用水箱凝结，从而制造洁净的冷凝水，再辅以灭菌装置，即可得到无菌的医用水，该从而为野外生存人员提供必要的洁净水以维持生命。

(2)本发明利用半导体热电效应同时产生的热量和冷量，不仅制备出了满足医用条件的水质，而且增加了医用水冷凝速度，提高了电源的能源利用率，这对于野外无法补充电源以及急需用医用水的情况而言，非常重要。

(3)本发明的装置在制备饮用水的情况下不需要消耗蓄电池内的电能，仅有在需要制取医用水应急的情况下才有电能消耗，保证了特殊情况下医用水源的洁净无菌。

(4)本发明的装置可在极端寒冷或干旱的环境下应急使用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一实施例中便携式饮用、医用净水装置的结构示意图。

图2为本发明另一实施例中便携式饮用、医用净水装置的结构示意图。

图3为本发明另一实施例中便携式饮用、医用净水装置的结构示意图。

图4为本发明再一实施例中便携式饮用、医用净水装置的结构示意图。

图5为本发明再一实施例中便携式饮用、医用净水装置的结构示意图。

上述附图中标记分别代表：1-蓄水箱，2-饮用水箱，3-医用水箱，4-电池箱，5-半导体蒸发冷凝装置，6-防水透气膜，7-灭菌装置，8-进水口，9-饮用水出口，10-医用水出口，11-第一过滤层，12-第二过滤层，13-第一视液镜，14-第二视液镜，15-第三视液镜、16-橡胶气囊，17-清洗排空孔，18-蓄电池，19-外电源接口、20-第一单向气阀、21-第二单向气阀。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如前文所述，对于单兵野外作战或极限运动爱好者而言，常常需要长时间在野外恶劣环境中生存，必须从野外环境获取安全的饮用水；尤其是发生意外事故导致受伤时，更是需要用安全无菌水质对伤口进行处理。因此，本发明提出了一种能够在野外条件下同时满足饮用、医用水的便携式净水装置，以便于解决上述问题。

现结合说明书附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。

参考图1，示例一种便携式饮用、医用净水装置，包括：蓄水箱1、饮用水箱2、医用水箱3、电池箱4、饮用水净化模块和医用水净化模块；其中：

所述蓄水箱1、饮用水箱2、医用水箱3、电池箱4自上到下依次设置，即：饮用水箱2安装在蓄水箱1下方，所述医用水箱3安装在饮用水箱2下方，所述电池箱4安装在医用水箱3的下方。

所述饮用水净化模块设置在蓄水箱1饮用水箱2之间，用于过滤蓄水箱中水质，过滤后得到可以饮用的水质，并存储在饮用水箱中。

所述医用水净化模块设置于所述饮用水箱和医用水箱之间，包括：防水透气膜5、半导体蒸发冷凝装置6、灭菌装置7；所述饮用水箱2侧壁和医用水箱3侧壁之间具有供水蒸汽通过的间隙；所述防水透气膜5设置于所述饮用水箱侧壁上(液面上方)，起到允许水蒸气透过同时防止液态水通过的作用；所述半导体蒸发冷凝装置6包括蒸发器、半导体热电元件和冷凝器；所述蒸发器设置于所述饮用水箱2的下方，且在使用时浸泡于饮用水箱内的液体中，用于为饮用水加热，增大液面的水蒸气分压力，以便于饮用水箱中的水蒸汽更容易地透过防水透气膜7，加速水蒸汽的转移；所述冷凝器设置于所述医用水箱3中，所述半导体热电元件设置于所述蒸发器和冷凝器之间，且半导体热电元件热端与蒸发器贴合，冷端与冷凝器贴合，且半导体蒸发冷凝装置6与电池箱4中的电源连接，通电后两端同时产生热量和冷量；所述灭菌装置7设置在医用水箱3中，以便于对其中的水质进行杀菌消毒，满足医用水的要求。

所述半导体蒸发冷凝装置的作用是：(1)为从透过防水透气膜进入医用水箱3的水蒸气降温，产生冷凝水(医用水)；(2)冷凝器的设置还有助于降低水蒸气分压力，加速水蒸汽从饮用水箱中向医用水箱中转移，以使液态水和气态水之间的反应不断向生成气态水的方向进行，显著提高了医用水的制备效率，能够有效缓解紧急情况下对的医用水需求。

所述蓄水箱1上设置有进水口8，所述饮用水箱2上设置有饮用水出口9，所述医用水箱3上设置有医用水出口10，以便于在需要时向净水装置中注水或将已经净化后的水取出使用。

另外，可以理解的是，极端寒冷工况下，可将固体状态的外界水源直接放置于蓄水箱1或者饮用水箱2内，利用半导体蒸发冷凝装置6产生的热量融化为液态水后供人员饮用。

另外，可以理解的是，极端干旱工况下，可直接将可拆卸设置的饮用水箱2从医用水箱3上拆卸下来，将所述半导体蒸发冷凝装置6中的蒸发器和冷凝器暴露于空气中，利用冷凝器表面的低温从空气中冷凝水蒸气从而获取液态水。

作为进一步的技术方案，所述蓄水箱和饮用水箱之间，以及，饮用水箱和医用水箱之间均可拆卸连接。可以理解的是，当上述三个水箱之间可拆卸连接时，所述饮用水箱2和医用水箱3可以不再设置各自的饮用水出口9以及医用水出口10，此时，可通过将上述三个水箱拆卸开来的方式，直接获取饮用水或者医用水。进一步地，所述可拆卸的连接方式可采用螺纹连接的方式，例如，蓄水箱1和饮用水箱2之间螺纹连接，饮用水箱2和医用水箱3之间螺纹连接。

作为进一步的技术方案，所述灭菌装置为uv杀菌灯，其和电池箱4中的电源连接。

参考图2，所述饮用水净化模块至少为两层净化层，例如，包括第一过滤层11和设置在其下方的第二过滤层12，所述第一过滤层11为初级净化层，所述第二过滤层12为深度净化层，通过第一过滤层的过滤可以先除去泥沙等颗粒杂质，再经过二过滤层12后除去水中的部分微生物，经过至少两层过滤后，得到的水质可在野外应急情况下供人员直接饮用。

作为进一步的技术方案，所述第一过滤层11为纱布或砂滤料，所述第二过滤层12为活性炭或ro膜。活性炭能够有效吸附部分水中的微生物，而ro膜可以避免大部分微生物通过，以便于尽量提高水质的纯净度。

作为进一步的技术方案，所述饮用水净化模块可拆卸设置，以便于进行清洗或更换，尤其是对于第一过滤层而言，由于其主要作用是除去水质中的泥沙等，需要经常更换，否则，会大幅度降低水质的净化质量。

参考图3，所述蓄水箱1、饮用水箱2、医用水箱3上分别设置有第一视液镜13、第二视液镜14、第三视液镜15；以便于观察其中液体存储情况。

参考图4，所述蓄水箱1上还设置有橡胶气囊16，且该橡胶气囊16上设置有第一单向气阀20，所述橡胶气囊16与进水口8可拆卸连接，所述进水口8中设置有第二单向气阀21。

橡胶气囊16的主要作用为向蓄水箱中手动增压，以及在特殊情况下从外界获取水源；具体为：在一些特殊或者极端情况下，无法寻找到大量水源，此时，无法通过将蓄水箱1的进水口8浸入水源的方式将这些极少量的水装入蓄水箱1，但这样的特殊或者极端情况更需要收集这些水源；此时，可以将这些水源先吸取到橡胶气囊16中，然后将橡胶气囊16与进水口8连接，再将橡胶气囊16中的水源挤入蓄水箱1中，从而起到转移、收集水源的作用；重复上述操作，收集尽可能多的水源。

另外，在正常情况下，在蓄水箱1中获取到水源后也可以在进水口8上接上橡胶气囊16，向蓄水箱1中鼓气，增加蓄水箱1中的气压，从而实现对蓄水箱中水源的快速过滤。由于进水口8中设置有单向气阀，可以防止鼓气后蓄水箱1中气体返流至橡胶气囊中；而橡胶气囊16上设置的单向气阀既可以保证进气，又防止其中的气体再次从单向气阀中被挤出，也可以防止橡胶气囊中的水源从单向气阀中被挤出。

参考图5，所述水箱1上还设置有清洗排空孔17，以便于对蓄水箱进行清洗和向其中注水时进行排空，使注水过程更加便捷快速。

作为进一步的技术方案，所述电池箱4中的电源为蓄电池18，且电池箱4上设置有外电源接口，以便于连接外部充电装置为蓄电池充电，野外工作时也可配用太阳能电池或手动机械式发电等便携式电源为蓄电池充电。

作为进一步的技术方案，所述电池箱4设置有控制模块，用于控制和监测半导体热电元件6和灭菌装置7的工作状态，例如，监控半导体热电元件6的开关、加热温度、控制灭菌装置7的开关等；另外，可以理解的是，通过控制模块(如pcl控制器)实现上述功能已经被广泛应用在多个产品上，技术人员可以参考现有技术实现本发明所述的半导体热电元件6和灭菌装置7工作状态的控制和监测。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。