專利名稱：連續(xù)循環(huán)處理水的水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，該裝置利用受到微生物、化學(xué)物、重金屬、礦物質(zhì)污染的水生產(chǎn)適合于人們消費(fèi)的水。
背景技術(shù)：
用受到微生物、化學(xué)物、重金屬、礦物質(zhì)污染的水生產(chǎn)適合于人類消費(fèi)的水在全世界都是需要的。因此已經(jīng)提出許多方案來凈化污染水。
廣泛用在家中的用于凈化污染水的最普通的系統(tǒng)是一種凈水器，在這種凈水器中污染水穿過過濾器，進(jìn)入到凈水器中的凈水容器，該過濾器由多孔介質(zhì)過濾器、活性碳和離子交換樹脂組合成。這種系統(tǒng)可以減少氯、鉛和農(nóng)藥的含量。然而這種裝置有若干缺點(diǎn)。這種水凈化系統(tǒng)的第一個缺點(diǎn)是，過濾器的構(gòu)件形成了微生物的繁殖場所，因此成倍增大了很低含量微生物的危險性。這種水凈化系統(tǒng)的另一個缺點(diǎn)是，沒有測量過濾器的壽命，因此使用人使用過濾器可能超過其使用壽命。這種水凈化系統(tǒng)的再一個缺點(diǎn)是，從湖泊或者江河抽出的水中通常有油污或染料，這些油污和染料很不容易除去，它們趨向于附著在過濾器上，影響其使用壽命和效能。其它過濾器裝有碘制劑，可以將微生物的危害減小到最小，但是這些材料通常產(chǎn)生不好的味道，而且其中很多是潛在的致癌物。
用于凈化污染水另一種普通系統(tǒng)是利用紫外線殺菌的系統(tǒng)，該系統(tǒng)與多孔介質(zhì)和碳過濾器串聯(lián)。這種系統(tǒng)可以減小氯、鉛和農(nóng)藥含量，并具有某些殺菌能力。但是這種裝置也有很多缺點(diǎn)。這種凈水系統(tǒng)的缺點(diǎn)是，由于水的混濁或者發(fā)色會大降低紫外線的殺菌功能，這樣會使得過濾器受到在過濾器中容易生存和繁殖的微生物的污染，因此成倍的增加了可能存在微生物產(chǎn)生的危害。
發(fā)明概要按照本發(fā)明，提供了一種可靠的家用水處理裝置，該水處理裝置在臭氧消毒的同時采用多道過濾的方法，用于處理家庭飲用水和家用廢水。
該水處理裝置可以是按使用人要求隨時提供水的臺式裝置(即該裝置設(shè)計(jì)為裝在廚房等的臺子上)、處理送到水槽的所有水或者部分水的臺下裝置(即該裝置設(shè)計(jì)成可以裝在靠近廚房等水槽的臺子下面)，或者可以是整個住宅的處理裝置(即可以緊靠住宅入水口的下游配置，使其可以處理供住宅用的所有水)。臺式水處理裝置最好是獨(dú)立放置的(即該裝置不連接于臺子或者家用管道)。當(dāng)需要處理過的水時，用手工將水注入這種裝置。然而這種裝置可以連接于家庭供水管。臺下裝置和整個住宅用裝置可連接于家庭的管道系統(tǒng)。
水處理流程采用連續(xù)過濾方法來處理水，同時對水進(jìn)行臭氧消毒，因此可以利用物理過濾方法來清除污染物，同時用臭氧來處理水。這樣便產(chǎn)生一種最好的協(xié)統(tǒng)作用，這種作用導(dǎo)致處理相等量水所需的時間大大縮短。
按照一方面，水穿過過濾器，直到臭氧接觸容器充滿。在用臭氧消毒水的同時連續(xù)進(jìn)行過濾。該接觸容器可以為處理容器(例如為水桶或者水瓶)，或者為流動反應(yīng)器(例如為縱向延伸的接觸容器)。
按照另一方面，臺式水處理裝置在臭氧消毒期間采用多道次過濾，并使用止回閥來控制配送操作。最好采用壓力開關(guān)來檢測過濾器的壽命。
按照另一方面，臺式水處理裝置在臭氧消毒的同時進(jìn)行多道過濾，并在處理操作期間采用未反應(yīng)的臭氧來處理前置過濾器。
按照另一方面，臺式水處理裝置具有水容器，該水容器可以活動，從而可通過使水流出配水管而進(jìn)行配水。該水容器具有浮動閥門，該閥門在配水時可以關(guān)閉排氣出口/前置過濾水入口，以防止水從前置過濾器流出。在處理期間最好采用球閥來密封配水口。
按照另一方面，臺下水處理裝置或者整個住宅的水處理裝置可以在臭氧處理的同時進(jìn)行多道次過濾，并具有可貯存已處理水的儲水容器?？梢岳门艢獠僮?，使例如已處理的水流過氣體/水分離器來除去水中夾帶的臭氧，然后再將水配送到儲水容器。在排氣過程期間電磁閥可使處理容器與臭氧源隔離。
按照本發(fā)明的另一方面，水處理裝置包括(a)水處理反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括一定量的待處理水，該水處理反應(yīng)器包含具有入口端和出口端的水管，該入口端和出口端在水處理操作期間是流體相通的，從而形成水流路徑；(b)配置在水流路徑上的處理過濾器；(c)水泵，在處理操作期間該水泵將水泵過水流路徑；(d)臭氧源，與水流路徑中的至少一個路徑流體相通，因此可在處理操作期間將臭氧加入到裝置中。
在一個實(shí)施例中，一定量的水在處理操作期間數(shù)次穿過處理過濾器，穿過一次到十次比較好，在處理操作期間穿過兩次到八次更好，最好在處理操作期間穿過四次到六次。
在另一個實(shí)施例中，水流路徑包括水管和儲水容器，該水管的入口端部和出口端部分別與儲水容器流體相通。該儲水容器最好可拆卸地裝在該裝置上。
在另一個實(shí)施例中，臭氧源包括與儲水容器流體相通的臭氧發(fā)生器，因此儲水容器也起水處理容器的作用。
在另一實(shí)施例中，臭氧源包括與水管流體連通的臭氧發(fā)生器。
在另一實(shí)施例中，水流路徑包括水管和儲水容器，水管的入口端部和出口端部分別與儲水容器流體相通，該臭氧發(fā)生器在處理過濾器的下游和儲水容器的上游之間的位置與水管流體相通。
在另一實(shí)施例中，該裝置還包括已處理水出口和位于已處理水出口上游的氣體/液體分離器。
在另一實(shí)施例中，該裝置還包括前置處理過濾器和與正處理的水連通的排氣收集器，該排氣包括臭氧，該裝置還包括管子，該管子至少在部分處理操作期間使排氣收集器和前置處理過濾器相連接，形成流體相通。
另一實(shí)施例中，該裝置還包括壓力驅(qū)動閥，該閥配置成可選擇連接與水管流體相通的配送管子和位于配送管子下游的止流閥。
在另一實(shí)施例中，儲水容器具有水入口和相關(guān)的水入口閥，該裝置包括一個傳感器，該傳感器用于檢測水位以及在儲水容器包含充分水量時處理操作關(guān)閉水入口閥。該傳感器最好包括浮動開關(guān)。該傳感器還檢測從儲水容器中取出水時的水位，并打開水入口閥，使儲水容器重新充滿。該傳感器最好包括兩個浮動開關(guān)。
在另一實(shí)施例中，該裝置還包括已處理水的通道和路徑選擇閥，該路徑選擇閥用于選擇性使水流向水管和已處理水通道中的至少一個通道。在配送期間最好使水泵通電，并使路徑選擇閥將水管和已處理水通道連接起來，由此可利用水泵來配送已處理水。
在另一實(shí)施例中，水管的入口端部和出口端部之間流體連通，從而形成連續(xù)的流體反應(yīng)器。水處理管中水的存留時間最好為30-120s。
在另一實(shí)施例中，該裝置還包括位于處理過濾器上游的水入口。該水入口最好位于臭氧源的下游，使得水在臭氧消毒之前被過濾。
在另一實(shí)施例中，該儲水容器還包括水入口和在處理操作期間自動關(guān)閉該水入口的機(jī)械閥。
在另一實(shí)施例中，該儲水容器還包括水出口和機(jī)械閥，該機(jī)械閥用于在處理操作期間自動關(guān)閉該水出口以及在水流出儲水容器水出口時自動打開該水出口。
在另一實(shí)施例中，該裝置包括家用水處理裝置，該水處理反應(yīng)器與通向家中的壓力水源流體相通，該裝置包括可選擇連接于水處理反應(yīng)器和通向家中水源管的存水容器，該存水容器包含傳感器，該傳感器在該水容器中需要增加已處理水時向控制器發(fā)出信號。該傳感器最好包括壓力傳感器。
附圖的簡要說明下面參考示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明上面已經(jīng)簡單介紹的本發(fā)明，這些附圖是


圖1是本發(fā)明水處理裝置第一實(shí)施例的示意圖，該實(shí)施例可用作臺下式水處理裝置或者整個住宅用的處理裝置；圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的示意圖，該實(shí)施例可用作臺下式處理裝置或者整個住宅用的處理裝置；圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例的示意圖，該實(shí)施例可用作臺下式處理裝置或者整個住宅用的處理裝置；圖4是臺式水處理裝置的透視圖；圖5是圖4所示臺式水處理裝置的頂視平面圖；圖6是圖4所示水處理裝置的頂視平面圖，圖中已取下水處理容器；圖7是本發(fā)明第四實(shí)施例的示意圖，該實(shí)施例可以用作臺下式水處理裝置或者整個住宅用的水處理裝置；圖8是示意圖4-6的臺式水處理裝置的流路示意圖；圖9是本發(fā)明臺式水處理裝置另一實(shí)施例的示意圖；圖10是本發(fā)明臺下式處理裝置或者整個住宅用處理裝置的另一本發(fā)明的詳細(xì)說明如圖1所示水處理裝置包括處理容器或容器10、過濾器46和微控制器21。該水處理裝置的操作部件可以裝在需要的任何形狀的外罩內(nèi)。
水可通過入水口54流向處理容器10。水入口54可以從任何特殊的水源例如市政水源、井水等取水，該水入口可流體相通地連接于加壓水源。因此水入口54最好用于臺下式水處理裝置或者整個住宅用水處理裝置上。如果需要，可以配置選擇的水泵將水送到處理容器10。
該水可選擇流過初級前置過濾器(例如過濾屏6)，除去可能存在于進(jìn)水中的粗大顆粒物質(zhì)。該水經(jīng)管子7流到一個閥門例如電磁閥8。微控制器21經(jīng)電纜27控制該電磁閥8的操作。當(dāng)電磁閥打開時，水利用供水的水壓經(jīng)管子9流入處理容器10。當(dāng)水處理容器10包含足夠的水量時微控制器21向閥門8送出信號，使閥門8關(guān)閉，并使容器10與水入口54隔離。可以利用任何這種技術(shù)中已知的裝置測量處理容器10中的水位。如圖1所示，可以配置上部浮動開關(guān)28。當(dāng)水達(dá)到預(yù)定的水位時，該浮動開關(guān)28經(jīng)電纜34向微控制器21發(fā)出信號，然后該控制器經(jīng)電纜27向閥門8發(fā)出信號，使閥門8關(guān)閉。
如圖1所示，處理容器10具有頂部空間32。技術(shù)人員可以看到，處理容器10不一定要有圖1所示的很大的頂部空間，而且實(shí)際上也不需要任何頂部空間。該頂部空間32用于使水處理產(chǎn)生的排氣在流出處理容器10之前聚集起來。如果不提供足夠大的空間，最好用另一種裝置使排氣與水分離，使得水不會流出處理容器10。為此，可以在容器10的出口配置例如水/液體分離器。
在閥門8關(guān)閉后容器10中水16的處理操作便馬上開始。或者，這種處理操作可以推遲到壓下起動按鈕22，經(jīng)電纜23向微控制器21送出信號。在處理操作一開始，微控制器21便經(jīng)電纜30向空氣泵1送出信號，經(jīng)電纜31向臭氧發(fā)生器13送出信號，并經(jīng)電纜56向水泵43輸出信號。當(dāng)空氣泵1啟動時該泵便使空氣經(jīng)管子2進(jìn)入空氣干燥器11，并經(jīng)管子12進(jìn)入臭氧發(fā)生器13。在臭氧發(fā)生器13中，至少穿過管子12的空氣中一部分氧氣轉(zhuǎn)換成臭氧。富含臭氧的氣體經(jīng)管子14送到起泡器15，該起泡器15裝在處理容器10中。該起泡器15可以是這種技術(shù)中已知任何類型的起泡器。富含臭氧的空氣以氣泡17的形式存在于起泡器15中。該氣泡17通過水16，進(jìn)入頂部空間32。在氣泡穿過水16時，一部分臭氧與水16中的污染物發(fā)生反應(yīng)。
泵43經(jīng)管子42和管子44將最好和臭氧在一起的正處理的水抽到閥門41。如圖1所示，該閥門是三通閥，可以選擇性地將管子44連接于水出口40、清潔水出口3或者管子53。應(yīng)當(dāng)看到，可以采用兩個或者三個單獨(dú)的閥門來代替一個三通閥門。
在處理操作期間，閥門41可使管子44選擇性地連接于管子53。因此水泵43可使水經(jīng)管子53、過濾器46和管子45流到處理容器10。因此在處理期間水連續(xù)地流過過濾器46。
過濾器46最好是碳塊過濾器，但也可以是碳粒水過濾器。另外，過濾器46可以具有在過濾技術(shù)中已知的其它添加劑。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以在處理容器10的任何位置配置水的出口管42和水的返回管45。水的出口管42最好配置在容器10的底部，例如圖6的實(shí)施例所示，使得可以除去在水處理容器10中的任何沉積物。
處理操作被設(shè)計(jì)為在一個單一處理周期中，水16至少兩次穿過過濾器46，最好穿過若干次。在處理容器10中的全部水可以穿過過濾器46，穿過一次到十次比較好，穿過兩次到八次更好，最好穿過四到六次。水多次穿過過濾器46有助于確保水16的所有部分至少幾次穿過過濾器46。處理時間從1分鐘到12分鐘比較好，2到14分鐘更好，最好為4到6分鐘。水連續(xù)地穿過過濾器46可以除去水中的可濾出物質(zhì)，使這些材料沉積在過濾器46上。因此在過濾器的使用期限期間，材料流過過濾器46的流量將降低。例如，在使用新的過濾器46時，水流過過濾器46的流量可以達(dá)到每分鐘兩倍于容器10體積的流量，而在接近過濾器使用期限時，水流過過濾器46的流量只能每分鐘處理容器10中水體積的一半。
由于使水連續(xù)地流過過濾器46，所以過濾器46可以除去水中可能會與臭氧發(fā)生反應(yīng)的污染物，從而有利于進(jìn)行對水進(jìn)行臭氧消毒。臭氧與有機(jī)物和無機(jī)物反應(yīng)的動力學(xué)速度顯著大于臭氧與微生物反應(yīng)的動力學(xué)速度。因此，如果有機(jī)材料和無機(jī)材料存在于有微生物的水中，這種反應(yīng)動力學(xué)將使臭氧與有機(jī)材料和無機(jī)材料優(yōu)先反應(yīng)。這樣便急劇地減小了臭氧的殺菌效率，直至從這種系統(tǒng)中基本上除去該有機(jī)和無機(jī)材料，因此在水連續(xù)流過過濾器46時，可以在處理操作的初期階段除去大部分的有機(jī)和無機(jī)材料，使反應(yīng)動力學(xué)變?yōu)橛欣诔粞跖c微生物的反應(yīng)。
在用過濾器46除去有機(jī)和無機(jī)材料時，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，過濾器46不需要具有尺寸為亞微米的小孔。過濾器46小孔的尺寸為0.5-30微米比較好，1-10微米更好，最好為1-5微米。在這種低微孔尺寸的范圍下，一些微生物將穿過過濾器46而與臭氧發(fā)生反應(yīng)。然而，由于在這種低的微孔尺寸范圍下，與單一處理周期中待處理的水量相比水仍然能夠以相當(dāng)?shù)牧髁苛鬟^過濾器46，而不需用泵43增加太大的壓力。過濾器46包含碳比較好，最好是碳塊過濾器。
在臭氧穿過正處理的水時沒有轉(zhuǎn)換成氧氣的臭氧聚集在頂部空間32中。在圖1的實(shí)施例中，一部分排氣經(jīng)通道18流到臭氧傳感器19，然后流到臭氧消解器20。臭氧傳感器19可以使用這種技術(shù)中已知的任何臭氧傳感器。臭氧傳感器19最好包括臭氧消解催化劑例如CARULITE。臭氧和CARULITE(它是鐵、錳和氧化錫的混合物)之間的接觸，將發(fā)生電學(xué)響應(yīng)，這種響應(yīng)正比于排氣中臭氧的濃度。因此，臭氧傳感器產(chǎn)生經(jīng)電纜29傳送到微控制器21的信號。微控制器21檢測臭氧傳感器19的信號，并在接收到預(yù)定信號時，結(jié)束處理操作。例如微控制器21可以程序化，使得在接收到臭氧傳感器19的特殊強(qiáng)度信號時結(jié)束處理操作?；蛘?，微控制器21可以檢測臭氧傳感器19來的信號，并在充分量的臭氧通過臭氧傳感器19時結(jié)束處理操作。或者另外再加上，微控制器21可以包括計(jì)時器，如果在預(yù)定時間內(nèi)臭氧傳感器19檢測到預(yù)定的臭氧濃度，則計(jì)時器結(jié)束處理操作?；蛘吡硗庠偌由?，微控制器21可以包括計(jì)時器，該計(jì)時器在臭氧傳感器19檢測到臭氧預(yù)定濃度之后結(jié)束處理操作。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以利用這種技術(shù)中已知的任何臭氧傳感器。例如可以運(yùn)用氧化還原傳感器來檢測處理容器10中的電位。
如果微控制器21接收到處理容器10中水處理的程度不足以達(dá)到預(yù)定殺菌程度的信號，微控制器21則斷開空氣泵1和臭氧發(fā)生器13的電源。微控制器21還可以經(jīng)電纜33向閥門41送出信號，使管子44與出口40流體相通。該水出口連接于家庭中的排水管等，使得系統(tǒng)(即處理容器10和管子42、44、53、45、過濾器46)中的水可以排到廢水管中。此時，微控制器21可經(jīng)電纜38點(diǎn)燃燈37，提醒使用人水還沒有得到充分的處理。當(dāng)從系統(tǒng)中排出水時，下部浮動開關(guān)51經(jīng)電纜52向控制器21送出信號，該信號使水泵43斷電。在另一實(shí)施例中，可以看到，微處理器21可以程序化，使得在水經(jīng)閥門41和出口40排到廢水管之前使水循環(huán)一個處理周期或多個連續(xù)的處理周期，以確定是否在隨后的處理周期中可以達(dá)到要求的處理程度。
如果微控制器21已經(jīng)確定達(dá)到充分的處理程度，則可以斷開泵43的電源，使水保持在系統(tǒng)直到取用水時。另外微控制器21可以啟動閥門41，使管道44與管道4流體連通。水泵43將使水從管道4流過選擇的后置過濾器5和清潔水出口3。該清潔水出口3可以是作為系統(tǒng)一部分的儲水桶入口、家用水槽水源的入口(如果水處理裝置的尺寸定為可以放在家用水槽的旁邊)，或者是家庭總水源的入口(例如位于家庭總水源入口的緊下游)，或者該清潔水出口可以一經(jīng)要求便提供水，例如示出圖4與5的水配送器62可將水送到水清潔水容器中。
處理容器10具有排氣消解器39(例如CARULITE、碳等)，該消解器與大氣相通。因此，只有一部分排氣通過通道18、臭氧傳感器19和隨后的消解器20(該消解器將通過臭氧傳感器19氣體中剩余的臭氧轉(zhuǎn)換為氧氣)。應(yīng)當(dāng)看到，所有排氣均可通過通道18。另外還應(yīng)看到，如果在處理容器10的水中配置氧化還原傳感器，則不需要通道18和臭氧傳感器19，并且所有的排氣可通過臭氧消解器39。微控制器21可以通過插頭24和電纜55接通電源。插頭54還向空氣泵1、臭氧發(fā)生器13和水泵43提供電源。另外，水處理裝置包括通過電纜25連接于微控制器21的燈26，燈26點(diǎn)亮表示裝置已經(jīng)接通電源。
該裝置最好還包括通過電纜36連接于微控制器21的燈35。該燈35可以向使用人提供第一指示信號，指示正在進(jìn)行水處理操作(例如燈35閃光)。在配送水時或/和處理操作已完成和還沒有配送水時，該燈35將向使用人提供第二指示信號(例如燈35連續(xù)發(fā)亮)，該信號表示水處理操作已經(jīng)完滿結(jié)束。
當(dāng)從容器10中放出水時，下部浮動開關(guān)51將經(jīng)電纜52向控制器21送出信號，該信號將使水泵43斷電。在此同時，微控制器打開閥門8，使另外要處理的水流入處理容器10。一旦處理容器10充滿水，便自動開始處理操作。
技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)看出，可以配置啟動開關(guān)22來啟動閥門8，使得僅在需要處理水時才使容器10充水?；蛘?，只要在下部分浮動開關(guān)51指示容器10是空的時，微控制器21才可自動打開閥門8。僅在需要水時才采用按鈕來啟動處理操作。
在經(jīng)過預(yù)定次數(shù)的處理操作后，微控制器21通過電纜48向燈47供電，表示該更換過濾器46。應(yīng)當(dāng)看到，微控制器21可以使燈47提供第一指示信號(例如燈斷續(xù)閃光)，指示在第一預(yù)定操作周期次數(shù)之后過濾器壽命已接近終點(diǎn)。在第二預(yù)定操作周期次數(shù)之后，該燈47可向使用人提供第二指示信號(例如該燈穩(wěn)定發(fā)光)，指示過濾器使用壽命結(jié)束。
微控制器21可以程序化以防止再進(jìn)行水處理，直到已經(jīng)替換過濾器46。為此，在構(gòu)成過濾器46的外殼上裝有再設(shè)定按鈕，在替換過濾器46時，該按鈕可以自動啟動?；蛘呖梢耘渲媒?jīng)電纜50連接于微控制器21的再設(shè)定按鈕49，使得使用人在替換過濾器46以后可以手按壓該再設(shè)定按鈕49。
圖2示出的另一實(shí)施例用文丘里管57代替起泡器15。在此實(shí)施例中，富含臭氧的空氣經(jīng)管子14流到文丘里管57，在此處臭氧加入到正通過管子53的正處理的水中。文丘里管57配置在過濾器46的下游，使得引入到水中的臭氧氣泡不會由過濾器46濾除。在另一實(shí)施例中，可以用管狀接觸反應(yīng)器(流動反應(yīng)器)代替處理容器10，該管狀接觸反應(yīng)器基本上包括一根連續(xù)的管，該管的長度足以達(dá)到水的預(yù)定存留時間，例如達(dá)到30-120s比較好，45-190s更好，最好為60-75s。
在圖2的實(shí)施例中，空氣干燥器11已經(jīng)用氧氣濃縮器58替代，從而可以使富含氧氣的空氣流到臭氧發(fā)生器13。在另一實(shí)施例中可以看到，可使空氣干燥器與氧氣濃縮器58串聯(lián)配置。
圖3的實(shí)施例采用起泡器15將臭氧引入到水處理容器10。在圖3的實(shí)施例中閥門59可以為電磁閥，該閥可以選擇性地將水流通道45連接于與處理容器10流體連通的通道65，或者連接于通道60。因此在處理操作結(jié)束時，微控制器21斷開空氣泵1和臭氧發(fā)生器13的電源。在此同時或者在隨后，微控制器21將經(jīng)電纜66向閥門59送出信號，使通道60與通道45流體連通。因此泵43將使已處理的水經(jīng)過濾器46和通道45，流入通道60。該通道60與配送器62流體連通。后置過濾器或者終端過濾器61配置在配送器62的上游。終端過濾器可以除去保持在系統(tǒng)中的任何殘留雜質(zhì)或者已氧化的污染物。
在圖3中，還將壓力傳感器配置在水流通道53上，位于過濾器46上游。該壓力傳感器63檢測過濾器46上游水管中的水壓。當(dāng)使用過濾器46時，過濾器46將引起的反壓增加。當(dāng)反壓增加時，流過過濾器46的水流流量即流過通道53的水流量降低。微控制器21經(jīng)電纜64接收壓力傳感器63來的信號。該壓力傳感器63可通過警示燈47提醒使用人，該過濾器的使用壽命將要結(jié)束或者已經(jīng)結(jié)束。因此該壓力傳感器63可以替代微控制器21中的處理周期計(jì)數(shù)器，或者可以另外加在該微控制器上。另外，當(dāng)在通道53中達(dá)到預(yù)定壓力時，可以利用經(jīng)電纜64送到微處理器21的信號來關(guān)閉水處理裝置，直到已經(jīng)替換過濾器并重新設(shè)定微控制器。
或者，可以應(yīng)用流量控制器代替壓力傳感器63。因?yàn)榱鬟^通道53的流量正比于過濾器46的壽命，所以可以利用流量傳感器提供經(jīng)電纜64送到微控制器21的信號，以指示過濾器46正接近于其使用壽命的終點(diǎn)，或者指示過濾器使用壽命已經(jīng)結(jié)束。通常利用過濾器可以過濾的水量來標(biāo)定過濾器。因此可以采用流量傳感器根據(jù)流過過濾器46的實(shí)際水流過量來更準(zhǔn)確地測定過濾器46的壽命。
圖7示出圖3所示流路的另一實(shí)施例。在圖7的實(shí)施例中，水入口54在過濾器46的上游和將臭氧引入到待處理水位置的下游位置與連續(xù)的水處理環(huán)路流體相通。這樣，水在初始階段由過濾器46過濾，然后再將臭氧17加入到水中。止回閥99配置在泵43的下游和水入口管9的上游。該止回閥99防止經(jīng)管道9流入的高壓水回流到泵43。
在圖7所示的實(shí)施例中，采用另一種配送系統(tǒng)。按照此實(shí)施例，在水管75的下游配置彈簧加載的止回閥76。閥門73是開/關(guān)閥門，例如為電磁閥門，該閥門由微控制器通過電纜74進(jìn)行控制。當(dāng)電磁閥73打開時，彈簧加載的止回閥76將使水管75與水通道77隔離，此時水將流過連續(xù)的環(huán)路，回流到處理容器10中。當(dāng)電磁閥73關(guān)閉時(例如在成功處理操作結(jié)束時)，該泵43將使水管75中的水壓增加，直到水壓超過彈簧加載止回閥76的壓力，隨后，止回閥76打開。此時，泵43將使待配送的水流過水管77和選擇的終端過濾器78流出配送管62。
圖8是臺式凈水器的示意圖。水經(jīng)前置過濾器79送入處理容器10(例如注入)。該前置過濾器79可以為碳粒過濾器，該過濾器利用緊固件80(見圖4和5)可拆卸地固定在處理容器10頂部。在此實(shí)施例中，可以從處理容器10經(jīng)前置過濾器79排出頂部空間32中的排氣。因此前置過濾器79還起臭氧消解器的作用。在處理操作結(jié)束時，水可以通過關(guān)閉開/關(guān)閥73使水自動排出處理容器10，關(guān)閉閥門73由于水泵43連續(xù)操作，所以關(guān)閉閥門73將使管子75的壓力上升。因此水可以經(jīng)管子77，流過選擇的終端過濾器78，流出配送管62，進(jìn)入到例如清潔水容器82(見圖5)。
圖8實(shí)施例的臺式水處理裝置在圖4-6中用編號67表示。該水處理裝置67包括底部分68，該底部分包括過濾器外殼69、電子線路外殼70以及可拆卸安裝處理容器10的平臺71。該處理容器最好具有把手72，以便操作該處理容器。
當(dāng)將處理容器10配置在平臺71上時，使起泡器15與水流管14對準(zhǔn)。另外，使水流管42和水入口管65與處理容器10流體連通。如圖5所示，清潔水容器82可拆卸地配置在配送管62的下面，以便接收水處理裝置67中的已處理水。當(dāng)壓下配送按鈕時，水便流到清潔水容器82中。
如圖8所示，在底部外殼68(即下部平臺71)上配置微開關(guān)88，用于檢測放上容器的時刻，并將信號經(jīng)電纜84送到微控制器21。這樣，如果從平臺71上取走處理容器10時不慎壓下啟動按鈕22，則微控制器21可以防止水處理操作被啟動。
在圖9中，處理容器10可拆卸地裝在例如圖4-6所示水處理裝置上。在此實(shí)施例中，不用水泵43來抽取水處理裝置中的已處理過的水到干凈水容器等。代之以水處理容器裝有配送管87，從而使水可以從水處理容器中流出。配送管87裝有球86，該球活動地裝在配送管87中位于第一位置(靠近處理容器10的頂部)和第二位置(配送位置)之間，在第一位置可防止排氣在處理操作期間流出配送管87。在配送水時，球86移動到第二位置，在第二位置時，該球遠(yuǎn)離處理容器10(即在傾斜容器10倒出容器中的水時)。在此第二位置水通過配送管87，并經(jīng)配送管口88繞過球86。
最好配置球閥85，該球閥與前置過濾器79流體相通，使得前置過濾器79在經(jīng)配送管87配送處理容器10中的水時與水處理容器10的內(nèi)部隔離。因此在要充滿處理容器10時，水經(jīng)前置過濾器79，流經(jīng)球閥85，注入處理容器10。在配送水時，使處理容器傾斜倒出水，此時在球閥85中的球向上移動封住前置過濾器79的口。
圖10示出整個住宅水處理裝置或者臺下式水處理裝置的示意圖。按照此實(shí)施例，采用一個水泵43來控制水在裝置中的流動。
在圖10的實(shí)施例中，微控制器21包含控制處理操作的計(jì)時器。應(yīng)當(dāng)看到，該水處理裝置具有控制處理流程的臭氧傳感器或者氧化還原傳感器，控制方式與上述實(shí)施例相同。富含臭氧的氣體管子14裝有電磁閥97，該閥可利用控制器21經(jīng)電纜98驅(qū)動，在打開位置和關(guān)閉位置之間切換。當(dāng)閥門97處于打開位置而水泵處于操作位置時，文丘里管57便將含臭氧的氣體抽到加長的接觸反應(yīng)器57。當(dāng)閥門97關(guān)閉時，該加長的接觸反應(yīng)器與臭氧發(fā)生器隔離。
在滿意的處理操作結(jié)束時和儲水器89中需要水時，微控制器21通過電纜98關(guān)閉閥門97。這樣便使通道14與連續(xù)的水環(huán)路分開。然后水泵43工作，使已經(jīng)處理的水流過氣體液體分離器91，流過一次，以便從已處理水中除去臭氧氣泡。在這種除氣操作結(jié)束時閥門59啟動，使通道92與加長的接觸容器90流體相通，然后水經(jīng)通道92進(jìn)入儲水器89。
當(dāng)所有的水已經(jīng)通過水泵43抽入儲水器89時，下部浮動開關(guān)51將下降，并將信號經(jīng)電纜52送到微控制器21。該微控制器21打開閥8，使加壓的水(例如市政水源和井水)經(jīng)水管9進(jìn)入系統(tǒng)。該水流過水過濾器46和加長的接觸容器90，進(jìn)入氣體/液體分離器91。該加長的接觸容器90，被作成為可以使水有足夠的存留時間，以便獲得預(yù)定的處理程度，然后再進(jìn)入氣體/液體分離器91。
儲水器89裝有壓力傳感器95，該傳感器經(jīng)電纜96將信號送到微控制器21。儲水器89還裝有水出口94，該出口可以向家用水源提供水，該家用水源可以是向家庭中供水的主水管，或者向水槽供水的水源(如果水處理裝置是臺下式裝置)。當(dāng)儲水器89流空時，在傳感器95中的壓力將降低，并通知微處理器89儲水器89需要加水。隨后微控制器21將信號輸送到閥門59，使得將加長的接觸容器90與通道92流體連通(如果連續(xù)的水環(huán)路包括已處理的水)。因此可以看到，在家庭環(huán)境下(即住宅環(huán)境下)，例如住宅、村舍、或者活動房屋等環(huán)境下均可利用水處理裝置，并可以應(yīng)用該水處理裝置來處理通過市政供水管送到家中的可以重復(fù)利用的水源中的水。還可以應(yīng)用該水處理裝置來處理個人從水井中取得的水，或者處理個人為其住宅、村舍、流動房屋等開辟的任何其它水源中的水。
應(yīng)當(dāng)看到，技術(shù)人員可以明顯看出本發(fā)明的各種改型，本發(fā)明預(yù)定包括這些可替代的改型。
權(quán)利要求
1.一種水處理裝置，包括a)水處理反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括某種量的待處理水，該水處理反應(yīng)器包括具有入口端和出口端的水管，該入口端和出口端在水處理操作期間是流體相通的，因而構(gòu)成水的流動路徑；b)處理過濾器，配置在水流路徑上；c)水泵，該水泵在處理操作期間可使水流過水流路徑；d)臭氧源，至少與水流路徑中的一個路徑流體相通，因而在處理操作期間可將臭氧引入到該裝置中。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該某種量的水在處理操作期間流過處理過濾器，流過一次到十次。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該某種量的水在處理操作期間流過處理過濾器，流過二次到八次。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該某種量的水在處理操作期間流過處理過濾器，流過四次到六次。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，水流路徑包括水管和儲水容器，該水管的入口端和出口端分別與儲水容器流體相通。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，臭氧源包括與儲水容器流體相通的臭氧發(fā)生器，因此儲水容器還起水處理容器的作用。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，臭氧源包含與水管流體相通的臭氧發(fā)生器。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，該水流路徑包括水管和儲水容器，該水管的入口端和出口端分別與儲水容器流體相通，該臭氧發(fā)生器在處理過濾器的下游位置和儲水容器的上游位置與水管流體相通。
9.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，儲水容器可拆卸地裝在該裝置上。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括已處理水出口和配置在已處理水出口上游的氣體/液體分離器。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括前置處理過濾器和與正處理的水相通的排氣收集器，該排氣包括臭氧，還包括管子，該管子在至少一部分處理操作周期期間使排氣收集器和前置處理過濾器流體相通。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括壓力驅(qū)動閥和止流閥，前者用于使配送管選擇性與水管流體相通，后者配置在配送管的下游。
13.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，儲水容器具有水入口和相關(guān)的水入口閥，該裝置包括傳感器，該傳感器用于檢測水位，并在處理操作期間儲水容器包含大量水時用于關(guān)閉水入口閥。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，傳感器包括浮動開關(guān)。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，傳感器還檢測水流出儲水容器時的水位，并打開水入口閥使儲水容器再充滿。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，傳感器包括兩個浮動開關(guān)。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，處理過濾器的微孔尺寸為0.5-30μm。
18.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，處理過濾器的微孔尺寸為1-10μm。
19.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括已處理水通道和路徑選擇閥，后者用于選擇性使水流到水管和已處理水通道中的一個通道。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，在配送模式期間，接通泵的電源，路徑選擇閥使水管和已處理水通道相連接，由此可利用泵來配送已處理水。
21.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該水管的入口端和出口端是直接流體相通的，從而構(gòu)成連續(xù)的流動反應(yīng)器。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，水處理管中水的存留時間為30-120s。
23.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括配置在處理過濾器上游的水入口。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，水入口配置在臭氧源的下游，使得待處理的水被過濾后再進(jìn)行臭氧消毒。
25.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該儲水容器還包括水入口和在處理操作期間自動關(guān)閉該水入口的機(jī)械閥。
26.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該儲水容器還包括水出口和機(jī)械閥，該機(jī)械閥在處理操作期間用于自動關(guān)閉該水出口，并在水流出儲水容器水出口時自動打開該水出口。
27.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該裝置包括臺式水處理裝置。
28，如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置包括家用水處理裝置，水處理反應(yīng)器與通向家中的加壓水源流體相通，該裝置包括儲水器，該儲水器可選擇性連接于水處理反應(yīng)器和通到家中的供水管，該儲水器包含傳感器，該傳感器在儲水器中需要加水時向控制器發(fā)出信號。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，該傳感器包括壓力傳感器。
全文摘要
一種家用水處理裝置，用于凈化被微生物及化學(xué)物所污染的水。
文檔編號C02F1/78GK1476416SQ01819333
公開日2004年2月18日 申請日期2001年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月6日
發(fā)明者韋恩·E·康拉德, 韋恩 E 康拉德 申請人:極光有限公司