專利名稱：感應式定時滅菌飲水機及其滅菌方法
技術領域：
本發(fā)明是感應式定時滅菌飲水機及其滅菌方法，屬安全飲用水技術領域。
隨著城市化、工業(yè)化的快速發(fā)展，大量的工業(yè)“三廢”、城市污水和垃圾、農村廣泛使用的化肥和農藥都以不同的方式排入江、河、湖、海、滲透到地下，水源環(huán)境污染日趨嚴重，尤其是有機物污染日益加劇，飲用水源被污染已是世界性問題，由環(huán)境污染造成的水質性缺水問題越來越突出，人們渴望能飲用到有保障的、高質量的放心水。于是，純凈水應運而生，盡管純凈水的價格(按每瓶水10元計算)超過自來水價格的670倍，但直飲水機和瓶裝飲用水還是走進了千家萬戶，并造就了一個新的產業(yè)?，F(xiàn)在市場上銷售的直飲水機種類很多，有立式和臺式的，其顏色和大小也五花八門。但是，根據功能基本可將飲水機分為熱、溫型和熱、冰型兩種。在炎熱的夏天，很多人都喜歡打開飲水機的水龍頭，接一杯純凈水直接飲用。由于飲水機放出水后會產生負壓，必須吸進空氣才能達到平衡，在吸進空氣的過程中必然會帶入大量細菌，對瓶內的水產生污染。現(xiàn)在市場上銷售的飲水機絕大部分沒有考慮飲水機吸進空氣后帶入大量細菌產生新的污染問題，有的飲水機雖然考慮了微生物污染問題，但采用的方法僅局限于控制飲水機外部的細菌生長，起著阻止細菌進入飲水機的作用。例如采用抑菌材料生產的抑菌型飲水機，是將抗菌添加劑加入到ABS和硅橡膠等原料中，注塑成型后的飲水機塑料部件，如聰明座、水斗、輸水管、水龍頭、和硅橡膠部件，通過緩解效應抑制細菌的滋生和繁殖。此種方法是使暴露于外表的部件，有抑制細菌滋生和繁殖的作用，阻止細菌進入飲水機系統(tǒng)。該類型的飲水機經過檢測部門對抑制效果的檢測，其抑制細菌生長作用的抑制率2個小時僅大于50％，這說明仍約有50％的細菌會繁殖并污染水質，而瓶內的水通過飲水機流到水杯中一般不過幾秒鐘，該方法對瓶內水中的細菌所起的抑制作用很小或基本不起作用。
本發(fā)明的目的就是為了克服和解決現(xiàn)有純凈水飲水機放出水后產生負壓，必須吸進空氣才能達到平衡，在吸進空氣的過程中必然會帶入大量細菌產生新的污染，使飲純凈水仍不放心，仍無安全保障的缺點和問題，研究發(fā)明一種帶有過濾膜并經殺菌的專用進氣管道進氣，不再會進入細菌產生新的污染，放出水時能再進一步滅菌，滅菌時間短、效果好、飲用水安全可靠，真正是放心的感應式定時滅菌飲水機及其滅菌方法。
本發(fā)明是通過下述技術方案來實現(xiàn)的感應式定時滅菌飲水機的結構示意圖如

圖1所示，其紫外線滅菌器的結構示意圖如圖2所示，其控制電路的電路原理圖如圖3所示。它由聰明座1、聰明柱2、單項閥3、紅外感應器4、熱水指示燈5、冰水指示燈6、熱水水龍頭7、冷水水龍頭8、控制電路板9、連接管10、加熱容器11、冰水容器12、進氣管13、過濾膜14、紫外線滅菌器15共同連接構成，其相互連接關系為聰明座1放置于飲水機殼體的頂部，聰明柱2上端與水瓶口套接，其下端通過其內螺紋及紫外線滅菌器上端外螺紋旋接，其中間部位通過螺紋與單向閥相連通連接，紅外傳感器(PIR)4裝置于飲水機殼體上部并通過導線與控制電路板9上相應點相連接，熱水指示燈5、冰水指示燈6裝置于飲水機殼體右上部并分別通過導線與電路控制板上的相應點相連接，熱水水龍頭7、冰水水龍頭8裝置于飲水機殼體中部并分別通過接管與加熱容器11、冰凍水容器12相連通，加熱水容器11、冰凍水容器12分別通過連接管10分別與紫外線滅菌器相連通連接，進氣管13一端通過單向閥3與聰明柱相連通，其另一端通過螺紋與過濾膜14相連接；其中紫外線滅菌器15由不銹鋼容器16、石英管17、紫外線發(fā)射器(Lamp)18、密封橡膠圈19、不銹鋼容器蓋20、電源線21共同連接構成，其相互連接關系為紫外線發(fā)射器18通過電源線21與控制電路板9上相應點相連接，紫外線發(fā)射器18與石英管密封套接，不銹鋼容器蓋20通過其內螺紋及密封橡膠圈19與不銹鋼容器16成密封旋接構成紫外線滅菌器。本實用新型的簡單工作作用原理瓶裝純凈水通過聰明座、聰明柱和飲水機內連接管道連通，純凈水通過聰明柱進入飲水機，在聰明柱中間裝一單項閥，形狀如同水管中的三通，用軟管連接，另一端裝一過濾膜，單項閥的作用是，當純凈水進入飲水機內的加熱容器、冰水容器時單向閥門被打開，空氣進入；加熱容器、冰水容器充滿時，單向閥關閉，以防止水倒流。聰明柱下端通過螺紋與連接紫外線滅菌容器的連接管螺紋旋接，紫外線滅菌容器通過不銹鋼水管或其它無毒、耐熱管道分別與加熱容器、冰水容器(熱、溫型飲水機是常溫水管)連通，加熱容器、冰水容器用不銹鋼水管分別與熱、冷水龍頭連通，飲用水時人距飲水機1～3米遠，紅外感應器(紅外感應器裝在飲水機正面上部，兩個水龍頭之間)就產生感應，啟動定時紫外線滅菌器，開始滅菌，打開水龍頭，水流動的吸力打開單向閥，水和空氣進入紫外線滅菌容器，細菌距紫外線發(fā)生器10厘米，只要三秒鐘就可殺死，距離越近殺菌效果越好?？諝鉁缇筮M入純凈水瓶，滅菌后的水補充加熱容器、冰水容器(常溫水管)。加熱容器、冰水容器(常溫水管)分別與熱、冷水龍頭連接。紫外線滅菌器定時滅菌時間采用3～10分鐘，這樣可以保證滅菌效果；本發(fā)明的控制電路的工作原理如下開機后，當有移動的人體通過傳感器時，人體的熱紅外輻射線被傳感器感知，并輸出一個很弱的交流信號，該信號經BG1放大后，再由IC1進一步放大。電路中C2、C4起低通濾波作用。信號經過兩級放大后，再送到由IC2組成的電壓比較放大器進行比較放大。當傳感器有信號輸出時，IC1的輸出信號使IC2的第6腳輸出高電位，BG2導通，定時開關IC3的第3腳輸出高電平，雙向可控硅被觸發(fā)導通，紫外燈Lamp亮，燈的燃亮時間t由沖放電電路中的RT、CT決定。若取RT＝2MΩ，CT＝220μF，延時時間大約為7分鐘左右。在靜態(tài)時，調節(jié)電位器RP1使IC2第6腳輸出低電位，BG2截止，IC3輸出低電位，雙向可控硅截止，紫外燈Lamp不亮。
感應式定時滅菌方法是改變現(xiàn)有飲水機內部結構，將現(xiàn)有飲水機的水氣交換過程中的分散進氣模式改為專用帶過濾膜的進氣通道，使瓶裝純凈水流經聰明柱2流到紫外線滅菌容器，再經不銹鋼水管分別流通到加熱容器11和冰水容器12，最后經不銹鋼水管分別流通到熱水水龍頭、冷水水龍頭，當飲用水時，人距離本感應式定時滅菌飲用水機1～3米遠時，裝在本飲水機正面上部的紅外感應器4就感應啟動控制電路板9上的IC3構成的定時開關，使紫外線滅菌器15工作，通過紫外線發(fā)射器(Lamp)18發(fā)射強紫外線對進入紫外線滅菌容器的水和空氣進行滅菌，當飲水機打開熱、冷水水龍頭時，水流動的吸力打開單項閥，水及通過過濾膜14進入的補充空氣進入紫外線滅菌容器(補充空氣和水中的細菌距紫外線發(fā)射器僅幾厘米，只需要3秒鐘就可殺死)，滅菌后的補充空氣進入純凈水瓶，滅菌后的水補充到加熱容器，冷水容器，加熱容器、冰水容器分別直接與熱、冷水龍頭連通，使被飲用的熱水、冰水無細菌感染，本飲用水機的紫外線滅菌器定時3～10分鐘進行定時滅菌，更保證了被飲用的純凈水水高度安全可靠，真真正正的放心水。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果(1)本發(fā)明完全克服和解決了現(xiàn)有飲用水機在使用過程中會帶進大量細菌產生新的嚴重污染，使得解渴的“純凈水”仍不安全可靠、仍不放心的缺點和問題，用本發(fā)明的感應式定時滅菌飲水機不再存在細菌污染、解渴的純凈水真正安全可靠、真真正正是放心水；(2)本發(fā)明的殺菌時間短，只需3～10秒鐘；(3)本發(fā)明的殺菌效果好，經微生物檢測，細菌為零。
下面對說明書附圖進一步說明如下圖1是感應式定時滅菌飲水機的結構示意圖；圖2是其紫外線滅菌器的結構示意圖；圖3是控制電路的電路原理圖。
本發(fā)明的實施方式可為如下(1)按圖3所示設計、繪制控制電路印刷電路板9，然后篩選元器件進行安裝連接，例如，IC1、IC2可選BC549C型運算放大器；IC3可選555型；安裝連接后，便可通電簡單調試而成；(2)按圖2所示，設計、加工、制造紫外線滅菌器，例如可用不銹鋼材用沖壓方法加工制造或用不銹鋼管、用機加工和焊接方法加工制造不銹鋼容器16、不銹鋼容器蓋20；石英管17可用石英管材采用上述同樣方法加工石英管17；密封橡膠圈19可從市場選購合規(guī)格的標準件，紫外線發(fā)射器18可選用S-012RL型；然后，按上面說明書所述的連接關系進行安裝連接，便可制成紫外線滅菌器15；(3)按圖1所示設計、加工、制造本感應式定時滅菌飲水機，可以采用生產現(xiàn)有飲水機的材料和加工方法進行設計、加工、購置各部件，但必須注意所選的材料必須符合GB-17324-1998瓶裝飲水用純凈水衛(wèi)生標準；對購置的部件可參照下面所述來選購例如單向閥3可選用1/4寸軟管式單項閥；紅外傳感器(PIR)4可選用TA2型；進氣管13可選PVC進氣管；過濾膜14可選SCA活性炭過濾膜；然后按上面說明書所述的連接關系進行安裝連接，便能制成本感應式定時滅菌飲水機；或者直接購置一臺現(xiàn)有的CCD-200LD-X型飲水機，再按上面說明書所述選購單向閥、紅外傳感器、定時開關、PVC進水管、過濾膜等部件以及上述所設計、加工、制造的紫外線滅菌器15后，可按上面說明書所述的連接關系對所購的現(xiàn)有飲水機進行改裝，也同樣能實施本實用新型。發(fā)明人經過較長時間的研究，并已按照上面所述的實施方式把CCD-200LD-X型飲水機改裝為本發(fā)明的感應式定時滅菌飲水機。發(fā)明人并把現(xiàn)有的直飲水機與改進后的感應式定時滅菌飲水機進行了滅菌比較，發(fā)明人用連續(xù)采樣的方法將滅過菌的瓶裝新鮮純凈水，安放在現(xiàn)有的直飲水機上(飲水機是滅菌處理過的)，立即做連續(xù)采樣測試試驗，每次采樣600mL，經檢測第一次采樣其菌落總數小于5fu./mL，第二次采樣其菌落總數在10-20cfu./mL之間，第五次采樣其菌落總數則大于300cfu./mL，遠遠超出國家規(guī)定的瓶裝飲用純凈水衛(wèi)生標準菌落總數控制指標。如果菌落總數超過控制指標數量比較小，不會對人身體造成危害，超過控制指標數量很大，就會造成對人身體的危害，后果不堪設想。發(fā)明人再用本發(fā)明的感應式定時滅菌飲水機采用經紫外線滅菌處理的純凈水樣品1mL接種，瓊脂培養(yǎng)基，在培養(yǎng)箱生長48小時，溫度36℃，經檢測，細菌為零，達到了預期的滅菌效果。
權利要求
1.一種感應式定時滅菌飲水機，其特征在于它由聰明座(1)、聰明柱(2)、單項閥(3)、紅外感應器(4)、熱水指示燈(5)、冰水指示燈(6)、熱水水龍頭(7)、冷水水龍頭(8)、控制電路板(9)、連接管(10)、加熱容器(11)、冰水容器(12)、進氣管(13)、過濾膜(14)、紫外線滅菌器(15)共同連接構成，其相互連接關系為聰明座(1)放置于飲水機殼體的頂部，聰明柱(2)上端與水瓶口套接，其下端通過其內螺紋及紫外線滅菌器上端外螺紋旋接，其中間部位通過螺紋與單向閥相連通連接，紅外傳感器(4)裝置于飲水機殼體上部并通過導線與控制電路板(9)上相應點相連接，熱水指示燈(5)、冰水指示燈(6)裝置于飲水機殼體右上部并分別通過導線與電路控制板上的相應點相連接，熱水水龍頭(7)、冰水水龍頭(8)裝置于飲水機殼體中部并分別通過接管與加熱容器(11)、冰凍水容器(12)相連通，加熱水容器(11)、冰凍水容器(12)分別通過連接管(10)分別與紫外線滅菌器相連通連接，進氣管(13)一端通過單向閥(3)與聰明柱相連通，其另一端通過螺紋與過濾膜(14)相連接。
2.按權利要求1所述的一種感應式定時滅菌飲水機，其特征在于所述的紫外線滅菌器(15)由不銹鋼容器(16)、石英管(17)、紫外線發(fā)射器(18)、密封橡膠圈(19)、不銹鋼容器蓋(20)、電源線(21)共同連接構成，其相互連接關系為紫外線發(fā)射器(18)通過電源線(21)與控制電路板(9)上相應點相連接，紫外線發(fā)射器(18)與石英管密封套接，不銹鋼容器蓋(20)通過其內螺紋及密封橡膠圈(19)與不銹鋼容器(16)成密封旋接構成紫外線滅菌器。
3.一種感應式定時滅菌方法，其特征在于它是改變現(xiàn)有飲水機內部結構，將現(xiàn)有飲水機的水氣交換過程中的分散進氣模式改為專用帶過濾膜的進氣通道，使瓶裝純凈水流經聰明柱(2)流到紫外線滅菌容器，再經不銹鋼水管分別流通到加熱容器(11)和冰水容器(12)，最后經不銹鋼水管分別流通到熱水水龍頭、冷水水龍頭，當飲用水時，人距離本感應式定時滅菌飲用水機1～3米遠時，裝在本飲水機正面上部的紅外感應器(4)就感應啟動控制電路板(9)上的IC3構成的定時開關，使紫外線滅菌器(15)工作，通過紫外線發(fā)射器(18)發(fā)射強紫外線對進入紫外線滅菌容器的水和空氣進行滅菌，當飲水機打開熱、冷水水龍頭時，水流動的吸力打開單項閥，水及通過過濾膜(14)進入的補充空氣進入紫外線滅菌容器，滅菌后的補充空氣進入純凈水瓶，滅菌后的水補充到加熱容器，冷水容器，加熱容器、冰水容器分別直接與熱、冷水龍頭連通，使被飲用的熱水、冰水無細菌感染，本飲用水機的紫外線滅菌器定時3～10分鐘進行定時滅菌，更保證了被飲用的純凈水水高度安全可靠，真真正正的放心水。
全文摘要
本發(fā)明是感應式定時滅菌飲水機及其滅菌方法,它由聰明座、聰明柱、單項閥、紅外感應器、指示燈、水龍頭、控制電路板、加熱容器、冰水容器、進氣管、過濾膜,紫外線滅菌器共同通過連接管及導線連接(連通)構成;其滅菌方法是改變現(xiàn)有飲水機內部結構后將現(xiàn)用飲水機的分散進氣模式的水氣交換變?yōu)閷Ｓ脦н^濾膜的進氣通道,飲用水時,人距飲水機3米內,感應器啟動紫外線滅菌器工作對水和空氣進行滅菌。本發(fā)明使純凈水在飲水機內不再帶菌、不再污染、能真正安全可靠飲到放心水,本發(fā)明殺菌時間短、效果好、細菌為零。
文檔編號A61L2/10GK1281674SQ0011733
公開日2001年1月31日 申請日期2000年8月18日 優(yōu)先權日2000年8月18日
發(fā)明者劉光漢, 肖賢明, 傅家謨, 盛國英, 張文兵 申請人:中國科學院廣州地球化學研究所