净水器增压泵结构设计分析

王云川

（九牧厨卫股份有限公司厦门分公司，福建 厦门 361000）

众所周知，水与人类的生产生活有着紧密的联系，所以人们对于生活饮水水质提出诸多新的要求，不但要有较好的去除功能，还要有很好的饮用水口感。饮用水是否健康也成为人们关注的焦点。反渗透净水器逐渐走入到了人们的视野与家庭，成为人们生活当中非常重要的组成部分。但是反渗透净水器在使用的过程当中需要有一个增压过程，这个制水增压过滤会出现较为清晰的噪音，必然会对人们日常生活品质带来一定的影响，甚至是困扰。专业技术人员需要针对噪音源与噪音传播路径进行科学分析与改善。基于此，文章主要对增压泵结构设计展开深入的探讨。

1 概况

近年来，人们对反渗透净水器的品质非常关注，并提出诸多诉求，比如体积小、长效使用的滤芯、一级净化水效等等。反渗透净水器凭借自身的优点，已经成为人们家中必备的净水设备。增压泵可以说是净水器当中不可或缺的零部件，其主要的功能就是自吸与增压，提供合适的水压给到反渗透膜，推动净化的水流，并达到所需的净水流量。现如今市面上反渗透净水器当中的增压泵主要有两种，一种是有刷隔膜增压泵，一种是无刷隔膜增压泵。无刷与有刷电机相比，同样的功率和流量下，产品的尺寸和噪音都要小，性能更优越，但价格比较贵，市场接受度不高。另一种有刷增压泵是用的直流有刷电机，是市场的主流，主要的结构由两部分组成，即：泵头部分和电机部分。增压泵在其使用的过程当中，非常容易出现声音大等情况，对于整机的使用带来诸多影响，并且伴随着时间的不断推移，轴承的磨损、碳刷磨损、偏芯块的松动等，都会导致净水器噪音上的变化，影响用户体验感和使用。直流电机增压泵伴随着长时间的使用，流量会慢慢下降，无法根据净水器额定出水量，以自动的方式进行调节；并且噪音也会随着水压的不稳定，结构设计的不合理，所产生影响，需要技术人员将增压泵噪音问题有效的解决。

2 噪声分析

专业技术人员参与到反渗透净水器噪声问题研究过程之后，需要将增压泵作为主要的测试模组设备，增压泵需5 台，并且5 台设备是同一批次，对两方面提出相关要求，即输入电压与电流，工作电流为0.5～0.72 A，工作流量≥550 mL/min，电机工作转速800～900 rpm。单泵噪音测试工作完毕，需要针对5 台增压泵置入相对应的整体，在此期间，需要特别注意金属支架与整体钣金构件的安装需要以减震垫螺丝固定连接，保证一定的进水压力。当整机运行保持稳定之后，采用十点方法测得噪音数据。经过认真分析之后发现，整机噪音比单泵噪音大，这时会出现噪声有差异的情况，由专业技术人员分析可能引起噪声的各项因素，主要包括两个方面。其一，增压泵在运行过程当中，会出现一定噪音，噪音不断传播；其二，整机与增压泵二者之间发生共振，之后噪音出现。

3 改善方法

在解决噪声问题的过程当中，工作人员还需要将关注重点放在噪音传播和控制噪音方面，针对增压泵自身所产生的噪音以及整机共振噪音进行科学分析以及专业处理，通过下面几种方式，缓解噪音对于系统所带来的影响。

3.1 电机转速的优化

增压泵参与到工作过程之后，非常容易出现噪音问题，之所以会出现噪声问题，电机运行期间，带动偏心轮进入到工作当中去。偏心轮工作状态为上下运动，为此排水增压功能得以实现。此过程就会出现一定的工作噪音。为了能够降低和减少增压泵在工作期间所出现的噪音，相关工作人员可以将电机转速下降，增大偏芯块角度进行调试，从而解决出现的噪音问题。电机的效率得到改善，泵体的容积与偏心轮的角度，同样得到改变。实际的转速与原来相比较，会有差别，之后对两方面的噪音值进行检测，其一，单体增压泵。其二，整体净水器。在供水压力和工作输出压力分别为0 MPa、0.5 MPa 条件之下，泵噪声测定工作正式开始。

通过对图1、图2 当中内容进行比较之后，可以发现噪声情况得到明显的下降。增压泵转速下降，单泵在运行期间所出现的噪音就会明显减弱，最终真正实现减小噪音的目标，而且整机的噪声也有所下降。通过改善噪音的降幅在4 db 左右，出现了这样的情况，说明了这一事实，即：单泵噪音下降，共振也发生较大的变化，同样，产生的噪音也在下降中，降低电机转速的方法，可以真正实现降低噪声的目的，同时，也降低了增压泵的功率。图1 是硅胶套固定增压泵。图2 是降噪盒及硅胶组合固定增压泵。

图1 硅胶套固定增压泵

3.2 结构的革新

反渗透净水器噪音问题，是一部分用户的客诉问题的来源。解决这个问题，噪声出现之后，必然会带来非常严重的影响，为了能够减少影响与伤害，工作人员就需要认真地去思考各种方法，例如：将减震材料加入到整机当中去。硅胶材料的使用，噪音必定会有效下降。硅胶最大的优势与特点就是可以隔绝噪音，并且有着缓冲减震的功能。所以硅胶是最佳的减震材料。将邵氏硬度为50 的硅胶材料作为“重要角色”，通过科学制作，变成硅胶套，减震垫与金属制作两种构件，这样增压泵就能够以悬挂的方式设置在支架上面，这样震动传递就不会更加强烈。通过对图1、图2 中内容进行比较，应用硅胶的方法，噪音已经不再明显，使得净水器系统噪音得到有效的下降。但是设计人员还需要特别注意，所选择的硅胶材料优化系统有一定的幅度，不仅可以选择邵氏硬度在50 的硅胶材料，邵氏硬度在40 的硅胶材料同样也可以发挥出降低噪音的作用。操作方法是一样的。硬度较低的硅胶呈现出来的降噪作用也非常明显。在此过程当中，设计人员还需要针对硅胶这种工艺进行认真分析，保证结构具有稳定与可靠等特点。噪音的出现必然会对净水器制水系统整体带来不利影响，因此，相关设计人员需要将自己的关注重点放在减震材料使用过程当中，例如：使用硅胶就可以将震动源有效隔离。硅胶最明显的特点就是有着较好的隔音效果，而且还可以起到减震的作用，所以将其作为减震材料特别的实用。

通过认真分析之后发现，使用硅胶降噪的方法呈现出来的效果非常显著，但是工作人员还需要探索其他的降噪方法，例如：设置静音盒，主要操作包括：在增压泵外部加入吸声材料。在净水器当中，应用发泡棉材或者是其他的疏松多孔的吸声材料，也可以有效阻隔噪音的传播，最终真正实现降低整机噪声的效果。表1 是结构改善后整机噪音数据统计表。

表1 结构改善后整机噪音数据统计表

3.3 控制软件设计

什么是软件设计的方式？主要是在系统层面上进行降噪，这样整机输出的流量就会满足相关要求。脉冲宽度得到科学的调整，电机输入的压力也获得控制，使得电机的转速得到有效的改变，最终真正实现降低噪声的目标。增压泵参与到运行过程当中去之后，增压脉冲是非常关键的数据与指标，其主要原理包括：依托处理器显示的数字输出，对模拟电路展开控制，从而确保输出端获得幅值相同的脉充值。按照一定的规则对于脉冲分子进行调整。

3.4 无刷电机的应用

无刷增压泵具有高效、低噪音、长寿命等特点，其工作原理是通过无刷电机控制转子的转动，进而带动水泵轴芯上的偏心块，便膜片做往复运动将水挤压到增压室进行增压。无刷电机主要组成部分包括无刷电机、传感器、控制器泵头部分等，其中无刷电机扮演主要的角色，也是重要部件，它自身具有高效、节能特点，还可以根据需要调整转速和转向，从而实现水泵的正反转和流量调节。不仅如此，无刷电机水泵还具有自动保护功能，当水泵出现故障时会以自动的方式停止工作，避免损坏设备以及影响人身安全，因为自身成本较高。所以，无刷电机水泵在工业生产、城市供水、农业灌溉等领域得到了更为广泛的应用。

4 其他振动分析及减振方法

制水期间，水泵头部壳体内部所存在的水处在流动的状态，压力与速度也并不会始终处在一成不变的状态当中，而是会发生变化，这种变化具有非常明显的特点，即：周期性。因为周期性吸入和排出液体，所以激发液体脉动，脉动的水流形成对水泵壳体的影响，最终出现壳体振动问题。振动出现之后，会通过水管传递给机器的其他部件，出现新的噪声。水管自身虽然说韧性较强，但是无法真正起到隔离噪音的作用，还需要专业工作人员经过认真分析，之后在水泵的进水口和出水口设计一个消声装置。产品应用时，消声装置使用过两种方案，其一： 鼓膜式消声装置，主要就是将壳体分为两个部分，之后在二者的中间位置，加入橡胶鼓膜，并密封鼓膜与壳体，鼓膜左侧密封存在空气与气囊之间非常的相似，主要的作用就是储能。鼓膜右侧与出水口的壳体形成水通道，这时候带有振动的水流进入到了右侧壳体，随后振动出现，再被左侧气囊所吸收，水从壳体出来，振动力便不会像以前那样强烈，甚至会消失不见，最终真正实现降噪的目标。其二：横流穿孔管式消声装置。在壳内部进行专门的设计，加入中间带隔板的中心管，中心管圆周方向交错分布小孔，主要起到降低噪音的作用。壳体内壁加入弹性泡棉，弹性泡棉顾名思义最大的特点就是有较强的弹性，而且还有许多微孔，在吸收噪音方面发挥出不可替代的作用。当水流已经进入到前段中心管之后，遇到阻隔板挡住后，从中心管圆周小孔流出，经过弹性泡棉，从小孔进入到后段中心管从壳体流出。在此期间，噪声以多次的方式被减弱，所以此方法非常的有效。通过大量实践之后发现，无论是鼓膜式消声装置还是横流穿孔管式消声装置，对于消除噪声都起到重要的作用。

5 结束语

总之，专业工作人员需要针对净水器制水系统内部出现的噪音进行仔细分析，因为净水器制水系统出现噪音情况，必然会对人们的日常生活等多个方面带来一定影响，所以需要寻找到引发噪音的主要原因，再制定出科学的方法，将问题妥善解决。针对净水器内部例如：电机系统、主要结构、控制系统等展开分析，之后结合研究的结果，对于电机系统实际的转数等多个方面进行改善，最终真正实现降低噪音的效果。不仅如此，还需要有效延长水泵的具体时间。压泵在运行期间脉冲宽度是非常重要的数据，不可忽视，需加强对其的重视，并进行认真分析，技术人员不要对其产生忽视的态度，在日常的工作当中，以主动积极的态度去寻找降低噪音与振动的方法，确保净水器制水系统在实际运行的过程当中，有很小的声音甚至是无噪声运行，从而满足新时代下人们对于净水器所提出来的多样要求。