净水器储水罐结构设计与控制

摘 要：主要内容是介绍反渗透净水器中常见的储水装置以及其控制方式。首先对反渗透净水器的出水装置的基本的水路原理进行分析，然后通过设计排气结构和单向阀结构来实现出水装置自动排气的功能。同时在水路中布置两个压力传感器，对水袋进行双重保护，防止水袋胀袋甚至炸裂。从而使整个净水器系统自动制水产水，实现整机的全自动化、安全化。

关键词：净水器；储水袋；传感器

引言

近年来，由于工业发展和城镇化建设造成了水资源过度开发和水污染，饮用水安全已经成为城市千家万户的心头之患[1]。国内水源地、管网二次污染的情况非常严重，因此水质健康的问题也慢慢成为人们关注的焦点。由此净水器已经成为像冰箱、空调等家电产品的家庭必需品，尤其是在重工业发达的地区。目前净水器核心是滤膜，滤膜包括两大类，超滤膜和反渗透膜，超滤膜孔径为0.001～0.02μm，可以有效过滤水中的肉眼可见杂质，例如泥沙铁锈等细颗粒物，甚至大部分细菌也超过这个直径。反渗透膜孔径为1×10-10m，而水分子的直径是4×10-10m，所以一般来说反渗透净水机都需要有一个增压泵，将水分子挤到膜的另一面。在这个过程中，水里面的细菌、有机污染物、重金属、无机盐等几乎所有的可溶性和不可溶的物质都会被拦截下来。相对超滤膜来说，反渗透处理过的水相对来说可以去除更多的污染物，对于人体来说更安全[2]。但是反渗透净水器出水慢，所以一般都会配备一个储水罐，这样可以大大的提高净水器的出水量，保证用户的正常生活用水量。但是储水罐也给产品带来了其他的问题，一个是储水罐内的空气如何排出；一个是如何精准的控制储水罐水满停止制水[3]。所以解决储水罐的排气问题和制水控制问题将大大的满足用户对净水器的需求。

1 带排气结构的储水罐的设计

根据净水器的设计要求，设计储水罐的整体结构如图1所示。

1.1 储水罐整体结构设计

儲水罐主要是实现排气储水的功能，同时具备一定的承压能力防止储水罐在一定水量压力下发生破裂漏水的故障，所以根据这个要求设计如图1所示的储水罐结构。

储水罐的主要组成结构是先将储水袋1焊接在储水罐盖3上，然后将防水透气阀7安装在储水罐上盖的孔中，将排气孔盖6安装在储水罐上盖形成密闭腔体，将排气孔塞5安装在排气孔盖6上，再将排气孔胶盖4盖在排气孔盖上，用以固定排气塞，同时排气孔胶盖中间是海绵，以便气体可以排出，同时防止外界灰尘进入储水的腔体。将PE管8连接在储水罐上盖的两个接头上，安装完后将上盖连接的组件与储水罐外壳采用旋转焊的方式焊接在一起，组成一个出水罐装置。

1.2 储水罐工作原理

净水器在制水时，从A入口进入储水袋，对储水袋内的空气进行压缩，当压力值到达一定值的时候，储水袋中的空气将会从防水透气阀7排出，压力排气量的测试图如图2所示，当水满后，防水透气阀可以防止水流出。

当打开水龙头时，储水罐的水从B出口抽出，同时排气孔塞堵住排气孔，形成密闭的空间，从而防止外界空气进入储水罐，使储水罐的水量不能抽完，当水袋中的水抽完后，整机停止工作。

2 水袋制水控制系统设计

净水器的工作系统水路图如图3所示，其中水袋的控制系统为，当打开机器时，自来水进入净水机，经过前置过滤网，进水电磁阀，PAC滤芯进行第一、二级过滤，然后经过增压泵加压进入RO滤芯然后制水进入到储水罐储水，当水压到低压1开关设定的值时，将会停止制水并关闭进水电磁阀，从而断水。其中低压开关设定的值比低压开关2设定的值要小，当低压开关1失效时，低压开关2启动进行二次保护，同时进行报警维修，以此实现储水罐双重保护。当水龙头打开时小泵打开，对储水罐进行抽水，同时打开进水电磁阀，同时制水，然后经过后置活性炭进行口感改善，供用户饮用。

3 结束语

通过通水测试验证，该带排气装置的储水罐装置，可以有效的提升净水器的出水流量，满足用户用水需求。自带排气装置可以满足净水器在工作过程中，储水罐的排气速度，不用用户手动进行排气处理，实现净水器更为便捷的使用模式。双压力传感器的控制系统设计，使整个水路控制系统更为安全，可以更好的保护用户的使用过程，这样也将极少的降低售后返修率和顾客投诉率，为提升品牌效应和知名度做好坚实的基础。

参考文献

[1]张彦鲁，王新魁.反渗透净水器的净化效果分析[J].广东化工，2016，43（17）：170-171.

[2]谢先春，易路景.903立袋式班排便携净水器的研制[J].医疗卫生装备，1994（1）：5-8.

[3]刘帅，周宁玉，谢朝新，等.便携式正渗透净水袋原理样机的耐用性能研究[J].环境科技，2015，28（4）：33-37.

作者简介：何志锋（1988，02-），男，江西抚州人，机械电子工程专业，从事净水器产品研发工作。