水过滤系统以及具有其的净水机的制作方法

1.本实用新型涉及水处理技术领域，具体提供一种水过滤系统以及具有其的净水机。


背景技术：

2.随着人们健康意识的不断增加以及人们生活水平的不断提高，人们越来越重视饮水健康问题。净水机成为了越来越多家庭中的必备家用电器。
3.目前大多数净水机采用反渗透膜或纳滤膜过滤，由于该类膜的高截留率，导致原水侧不可避免的产生多余废水，《反渗透净水机水效限定值及水效等级》规定反渗透机水效分为5级，1-5级水效分别对应净水机产水率为60％、55％、50％、45％、35％，按1级水效60％净水产率对应净水机废水比为1.5:1来说，每产3杯纯水则需排放2杯废水，可见，即使标准规定的高水效，仍避免不了大量废水的产生，造成了水资源的浪费。
4.因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在解决上述技术问题，即解决现有净水机在使用过程中会产生废水而造成水资源浪费的问题。
6.在第一方面，本实用新型提供一种水过滤系统，所述水过滤系统包括反渗透滤芯和电容去离子装置，所述反渗透滤芯的进水口通过第一管路连接待过滤水源，所述反渗透滤芯的纯水出口连接第一出水管，所述反渗透滤芯的浓水出口通过第二管路连接所述电容去离子装置的进水口，所述电容去离子装置的出水口连接第二出水管。
7.在上述水过滤系统的优选技术方案中，所述第二出水管包括总管、第一支管和第二支管，所述总管的进水端连接至所述电容去离子装置的出水口，所述总管上设置有tds传感器，所述总管的出水端通过三通阀分别与所述第一支管和所述第二支管的进水端连接，所述第一支管的出水端连接至所述第一出水管。
8.在上述水过滤系统的优选技术方案中，所述水过滤系统还包括前置过滤装置，所述第一管路包括第一管段和第二管段，所述前置过滤装置的进水口通过所述第一管段连接待过滤水源，所述前置过滤装置的出水口通过第二管段连接所述反渗透滤芯的进水口。
9.在上述水过滤系统的优选技术方案中，所述第二出水管的出水端连接至所述第一管段。
10.在上述水过滤系统的优选技术方案中，所述前置过滤装置的出水口还连接有第三出水管。
11.在上述水过滤系统的优选技术方案中，所述第二支管的出水端连接至所述第三出水管。
12.在上述水过滤系统的优选技术方案中，所述电容去离子装置为流动电极电容去离子装置。
13.在上述水过滤系统的优选技术方案中，所述流动电极电容去离子装置包括嵌套设置的筒状的第一集流体和第二集流体，所述第一集流体和所述第二集流体彼此靠近的一侧分别设置有阳离子交换膜和阴离子交换膜，所述阴离子交换膜与所述第一集流体之间形成有第一电极液流动腔，所述阳离子交换膜与所述第二集流体之间形成有第二电极液流动腔，所述阳离子交换膜与所述阴离子交换膜之间形成脱盐通道，所述脱盐通道的两端分别连接所述流动电极电容去离子装置的进水口和出水口，所述反渗透滤芯设置在所述第一集流体和所述第二集流体中直径较小的集流体的中心空腔内。
14.在上述水过滤系统的优选技术方案中，所述脱盐通道的一端与所述流动电极电容去离子装置的进水口之间还设置有缓冲室。
15.在采用上述技术方案的情况下，待过滤水流经反渗透滤芯之后得到纯水和浓水，纯水从第一出水管排出以供用户饮用，浓水经第二管路从电容去离子装置的进水口流入，在电容去离子装置的作用下去除浓水中的大量阴离子和阳离子，使得浓水到达可重复利用的标准后重复利用，从而避免了废水的产生，解决了现有净水机在使用过程中会产生废水而造成水资源浪费的问题。
16.在第二方面，本实用新型还提供了一种净水机，所述净水机包括上述任一项技术方案中的水过滤系统。
17.需要说明的是，该净水机具有上述水过滤系统的全部技术效果，在此不再赘述。
附图说明
18.下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：
19.图1是一种实施例的水过滤系统的结构示意图；
20.图2是一种实施例的水过滤系统中流动电极电容去离子装置与反渗透滤芯组合状态的结构示意图。
21.附图标记列表：
22.1、反渗透滤芯；11、反渗透膜；12、反渗透滤芯进水口；13、集水管；14、浓水出口；2、流动电极电容去离子装置；21、第一集流体；22、第二集流体；23、阴离子交换膜；24、阳离子交换膜；251、第一电极液流动腔；252、第二电极液流动腔；253、脱盐通道；2531、流动电极电容去离子装置进水口；2532、流动电极电容去离子装置出水口；26、电极液存储室；261、第一电极液入口；262、第二电极液入口；263、电极液排空管；271、第一电极液回流管；272、第二电极液回流管；28、缓冲室；31、pp棉滤芯；32、活性炭滤芯；41、第一管路；411、第一管段；412、第二管段；413、第三管段；42、第二管路；43、第一出水管；44、第二出水管；441、总管；442、第一支管；443、第二支管；444、三通阀；45、第三出水管。
具体实施方式
23.首先，本领域技术人员应当理解的是，下面描述的实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，虽然本实用新型水过滤系统中的前置过滤装置包括串联的pp棉滤芯和活性炭滤芯，但是这并不能对本实用新型的保护范围构成限制，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，如本实用新型水过滤系统中的前置过滤装置也可以仅包括pp棉滤芯、活性炭滤芯或者其他滤
芯等。显然，调整后的技术方案仍将落入本实用新型的保护范围。
24.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.鉴于背景技术提到的现有净水机在使用过程中会产生废水而造成水资源浪费的问题，本实用新型提供了一种水过滤系统，待过滤水流经反渗透滤芯之后浓水被通入电容去离子装置，以便在电容去离子装置的作用下去除浓水中的大量阴离子和阳离子，使得浓水到达可重复利用的标准后重复利用，从而避免了废水的产生，解决了现有净水机在使用过程中会产生废水而造成水资源浪费的问题。
27.下面参照图1和图2，来对本实用新型一种实施例的水过滤系统进行详细介绍。其中，图1是一种实施例的水过滤系统的结构示意图，图2是一种实施例的水过滤系统中流动电极电容去离子装置与反渗透滤芯组合状态的结构示意图。
28.如图1所示，水过滤系统包括反渗透滤芯1和电容去离子装置，反渗透滤芯1的进水口通过第一管路41连接待过滤水源(图中未示出，如自来水管或者盛水桶)，第一管路41上设置有前置过滤装置，反渗透滤芯1的纯水出口连接第一出水管43，反渗透滤芯1的浓水出口14通过第二管路42连接电容去离子装置的进水口，电容去离子装置的出水口连接第二出水管44。具体而言，第一管路41包括第一管段411和第二管段412，前置过滤装置包括通过第三管段413连接的pp棉滤芯31和活性炭滤芯32，pp棉滤芯31的进水口通过第一管段411连接待过滤水源，活性炭滤芯32的出水口通过第二管段412连接反渗透滤芯1的进水口，活性炭滤芯32的出水口还连接有第三出水管45。第二出水管44包括总管441、第一支管442和第二支管443，总管441的进水端连接至流动电极电容去离子装置的出水口，总管441上设置有tds传感器(图中未示出)，总管441的出水端通过三通阀444分别与第一支管442和第二支管443的进水端连接，第一支管442的出水端连接至第一出水管43，第二支管443的出水端连接至第三出水管45。水过滤系统还包括控制器，控制器与tds传感器和三通阀444通信连接。
29.如图2所示，流动电极电容去离子装置包括圆筒状的第一集流体21和第二集流体22，第一集流体21和第二集流体22同轴套设在一起，第一集流体21位于第二集流体22的外侧，第一集流体21和第二集流体22分别与电源的正极和负极电连接(图中未示出)。第一集流体21的内侧设置有阴离子交换膜23，第二集流体22的外侧设置有阳离子交换膜24，第一集流体21和第二集流体22的上方和下方分别设置有缓冲室28和电极液存储室26，第一集流体21、阴离子交换膜23、阳离子交换膜24以及第二集流体22的上端均抵接至缓冲室28的底壁，第一集流体21和阴离子交换膜23的下端均抵接至电极液存储室26的顶壁，阳离子交换膜24和第二集流体22的下端抵接至同一端板，从而在阴离子交换膜23与第一集流体21之间形成有第一电极液流动腔251，阳离子交换膜24与第二集流体22之间形成有第二电极液流
动腔252，阳离子交换膜24与阴离子交换膜23之间形成脱盐通道253。脱盐通道253的上游端和下游端分别连接流动电极电容去离子装置进水口2531和流动电极电容去离子装置出水口2532，流动电极电容去离子装置进水口2531与缓冲室28连通，流动电极电容去离子装置出水口2532连接总管441的进水端(图中未示出)。位于第一电极液流动腔251下部的第一电极液入口261与电极液存储室26连通，电极液存储室26通过第一电极液回流管271与第一电极液流动腔251的上部连通，第一电极液入口261处设置有第一微型泵(图中未示出)，从而在第一微型泵的作用下使得电极液存储室26内的电极液从第一电极液入口261流入第一电极液流动腔251后经第一电极液回流管271流回电极液存储室26，如此不断循环。位于第二电极液流动腔252下部的第二电极液入口262与电极液存储室26连通，电极液存储室26通过第二电极液回流管272与第二电极液流动腔252的上部连通，第二电极液入口262处设置有第二微型泵(图中未示出)，从而在第二微型泵的作用下使得电极液存储室26内的电极液从第二电极液入口262流入第二电极液流动腔252后经第二电极液回流管272流回电极液存储室26，如此不断循环。电极液存储室26上还设置有电极液排空管263，电极液排空管263上设置有阀门(图中未示出)。反渗透滤芯1设置在第二集流体22的中心空腔内，反渗透滤芯1包括集水管13以及缠绕在集水管13上的反渗透膜11，第二集流体22的内壁、缓冲室28的底壁以及电极液储液室的顶壁构成了反渗透滤芯1的外壳，反渗透滤芯1的外壳上设置有反渗透滤芯进水口12和浓水出口14，集水管13的上端为反渗透滤芯1的纯水出口。
30.在使用过程中，待过滤水经第一管段411流入pp棉滤芯31，经pp棉滤芯31过滤后的水经第三管段413流入活性炭滤芯32。经活性炭滤芯32过滤后的水一部分从第三出水管45流出以便向用户提供生活用水(如用于洗菜、洗衣服、洗澡等洗涤用水)，另一部分经第二管段412进入反渗透滤芯1，进入反渗透滤芯1的水经过反渗透滤芯1过滤之后产生纯水和浓水。纯水经第二出水管44流出以便向用户提供饮用水。浓水从浓水出口14流入缓冲室28后从流动电极电容去离子装置进水口2531进入脱盐通道253，第一集流体21和第二集流体22分别与电源的正极和负极接通，第一集流体21和第二集流体22之间形成电场，在电场的作用下，流经脱盐通道253的浓水中的阴离子穿过阴离子交换膜23进入第一电极液流动腔251内并随电极液经第一电极液回流管271流入电极液存储室26，流经脱盐通道253的浓水中的阳离子穿过阳离子交换膜24进入第二电极液流动腔252内并随电极液经第二电极液回流管272流入电极液存储室26，阴离子和阳离子在电极液存储室26内混合。浓水中的大部分阴离子和阳离子被输送至电极液存储室26后变成达到正常使用的脱盐水，脱盐水从流动电极电容去离子装置出水口2532流入总管441。总管441上的tds传感器检测流经的脱盐水的tds值(即溶解性固体总量)并发送至控制器。当tds值小于等于第一预设值(第一预设值小于等于能够直接饮用水的最大tds值)时，控制器调节三通阀444的状态使得总管441与第一支管442连通，以便浓水经流动电极电容去离子装置2处理后得到的能够直接饮用的水供给用户饮用。当tds值大于第一预设值时，控制器调节三通阀444的状态使得总管441与第二支管443连通，以便浓水经流动电极电容去离子装置2处理后得到的不能够直接饮用的水供给用户作为生活用水。当使用一段时间后，用户可以打开电极液排空管263上的阀门将电极液排出并更换新的电极液。
31.通过这样的设置，水过滤系统中反渗透滤芯1产生的浓水不再作为废水排出，而是经过流动电极电容去离子装置2处理后得到能够正常使用的水，避免了废水的产生，节约了
水资源。
32.通过将第三出水管44设置成包括总管441、第一支管442和第二支管443，总管441的进水端连接至流动电极电容去离子装置的出水口，总管441上设置有tds传感器，总管441的出水端通过三通阀444分别与第一支管442和第二支管443的进水端连接，第一支管442的出水端连接至第一出水管43，第二支管443的出水端连接至第三出水管45，能够根据浓水经流动电极电容去离子装置2处理后的水的含盐量情况选择性地将处理后水作为生活用水或者饮用水，能够更加有效地利用水资源。
33.通过将反渗透滤芯1设置在第二集流体22的中心空腔内，反渗透过滤系统的结构更加紧凑，占用空间更小，方便安装和使用。
34.需要说明的是，反渗透滤芯1设置在第二集流体22的中心空腔内仅是一种较为优选的设置方式，在实际应用中也可以将反渗透滤芯1独立设置。另外，第一集流体21和第二集流体22的位置可以对调，相应地阴离子交换膜23和阳离子交换膜24的位置也进行对调。此外，前置过滤装置包括串联的pp棉滤芯31和活性炭滤芯32仅是一种具体的设置方式，前置过滤装置也可以仅包括pp棉滤芯31、活性炭滤芯32或者其他滤芯等。
35.在另外一种可行的实施方式中，也可以将上述实施例中的缓冲室28去除，流动电极电容去离子装置进水口2531直接通过第二管路与浓水出口14连接。
36.在另外一种可行的实施方式中，第二支管443也可以连接至第一管段411，当tds值大于第一预设值时，控制器调节三通阀444的状态使得总管441与第二支管443连通，以便浓水经流动电极电容去离子装置2处理后得到的不能够直接饮用的水重新进行与待过滤水一起进入反渗透过滤系统进行过滤处理。
37.在另外一种可行的实施方式中，也可以不设置前置过滤装置，第二支管443用于直接向用户提供生活用水，第二支管443也可以第一管路连接，以便浓水经流动电极电容去离子装置2处理后得到的不能够直接饮用的水重新进行与待过滤水一起进入反渗透过滤系统进行过滤处理。
38.在另外一种可行的实施方式中，第二出水管44也可以仅是一根管路，该管路直接与第一出水管44连通以便浓水经流动电极电容去离子装置2处理后得到的水直接作为饮用水，这样需要提高流动电极电容去离子装置2的工作效率。
39.需要说明的是，在上述各个实施例中，也可以将流动电极电容去离子装置2替换成电容去离子装置。此外，上述各个实施例的水处理系统也可以应用在各种水处理应用场景中，如设置在船舶上对海水过滤处理以便为船员提供饮用水和生活用水，安装在房车中以便人们在野外郊游时能够在特殊情况下对河流中的水进行过滤后得到饮用水和生活用水。
40.此外，本实用新型还提供了一种净水机，净水机包括上述任一项实施例的水处理系统。
41.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。