过滤系统及净水设备的制作方法

1.本实用新型涉及水处理技术领域，特别涉及过滤系统及净水设备。


背景技术：

2.目前市场净水器(或纯水机)主要是反渗透型，净水器一般将两级或更多级的滤芯组合使用。与并联的过滤系统相比较，串联的过滤系统可以有效提高反渗透滤芯中原水的流速，从而提高反渗透滤芯的使用寿命。净水器前端的第一级滤芯，主要隔绝自来水中的大颗粒污染物，更好地保护后端的第二级滤芯，延长了第二级滤芯的寿命，而第一级滤芯则需要频繁更换。因此，如何保证第一级滤芯的长期有效，延长第一级滤芯的使用寿命，对净水器的性能至关重要。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种过滤系统，能够延长第一级滤芯的使用寿命。
4.本实用新型还提出一种具有上述过滤系统的净水设备。
5.根据本实用新型的第一方面实施例的过滤系统，包括进水管、出水管、第一滤芯、第一连接管、第二滤芯、第一旁通管、排水管、第二旁通管、第一阀体、第二阀体、第三阀体和第四阀体，所述第一滤芯连通所述进水管的出水端；所述第一连接管的一端用于连通所述第一滤芯，另一端用于连通所述出水管的进水端；所述第二滤芯设于所述出水管；所述第一旁通管一端连通所述进水管，另一端连通所述第一连接管；所述第二旁通管的一端连通所述进水管，另一端用于连通所述排水管；所述第一阀体设于所述进水管，并位于所述第一滤芯远离所述第二滤芯的一侧，所述第一旁通管与所述进水管的连接处位于所述第一阀体远离所述第一滤芯的一侧，所述第二旁通管与所述进水管的连接处位于所述第一阀体靠近所述第一滤芯的一侧；所述第二阀体设于所述第一连接管，所述第一旁通管与所述第一连接管的连接处位于所述第一滤芯和所述第二阀体之间；所述第三阀体设于所述第一旁通管；所述第四阀体设于所述第二旁通管。
6.根据本实用新型实施例的过滤系统，至少具有如下有益效果：通过控制第一阀体、第二阀体、第三阀体和第四阀体的开启或关闭，实现第一滤芯的进水方向和出水方向的互换，进行反冲洗，将原本附着在第一滤芯一侧的污染物冲刷下来，以延长其使用寿命。工作原理是：第一滤芯正向进水时，第一阀体和第二阀体开启，第三阀体和第四阀体关闭，水沿着进水管从第一滤芯的靠近第一阀体的一侧进入，附着在第一滤芯上，实现粗过滤，粗过滤后的水再经过第二滤芯进行二次过滤，得到较为纯净的水，从出水管流出。运行一段时间后，第一阀体和第二阀体关闭，第三阀体和第四阀体开启，实现第一滤芯的反向进水，水沿着第一旁通管从第一滤芯的远离第一阀体的一侧进入，将附着在第一滤芯靠近第一阀体的一侧的大颗粒污染物冲刷下来，沿着第二旁通管，从排水管排出。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述过滤系统还包括四通阀，所述四通阀设有第
一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述第一接口与所述排水管连通，所述第二接口与所述第二旁通管连通，所述第三接口与所述第一连接管的出水端连通，所述第四接口与所述出水管的进水端连通；所述四通阀可选择性连通所述第一接口和所述第二接口、连通所述第三接口和所述第四接口；或可选择性连通所述第一接口和所述第三接口、连通所述第二接口和所述第四接口。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述第一连接管设有浊度检测装置。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述排水管或所述第二旁通管设有单向阀，以防止液体回流。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述第一滤芯包括聚丙烯滤芯。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述第二滤芯包括反渗透滤芯。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述第二滤芯与所述排水管之间连通有第二连接管。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述第一阀体、所述第二阀体、所述第三阀体和所述第四阀体中的至少一个为电磁阀。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述出水管设有流量计。
15.根据本实用新型的第二方面实施例的净水设备，包括本实用新型的第一方面实施例的过滤系统。
16.根据本实用新型实施例的净水设备，至少具有如下有益效果：由于采用了本实用新型的第一方面实施例的过滤系统，可以通过控制第一阀体、第二阀体、第三阀体和第四阀体的开启或关闭，实现第一滤芯的进水方向和出水方向的互换，进行反冲洗，将原本附着在第一滤芯一侧的污染物冲刷下来，以延长其使用寿命。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
19.图1为本实用新型实施例的第一级滤芯的正常制水过程的示意图；
20.图2为本实用新型实施例的第一级滤芯的反冲洗过程的示意图；
21.图3为本实用新型一种实施例的过滤系统的示意图；
22.图4为本实用新型另一种实施例的过滤系统的示意图；
23.图5为本实用新型另一种实施例的过滤系统在正向运行初期阶段的示意图；
24.图6为本实用新型另一种实施例的过滤系统在正向运行常规阶段的示意图；
25.图7为本实用新型另一种实施例的过滤系统在反向运行初期阶段的示意图；
26.图8为本实用新型另一种实施例的过滤系统在反向运行常规阶段的示意图；
27.图9为聚丙烯滤芯分别在无冲洗、带反冲洗程序及正反循环交替运行下的过水量与通量衰减率图。
28.附图标记：
29.101、第一级滤芯；102、大颗粒污染物；
30.301、进水管；302、出水管；303、第一滤芯；304、第一连接管；305、第二滤芯；306、第
一旁通管；307、排水管；308、第二旁通管；309、第一阀体；310、第二阀体；311、第三阀体；312、第四阀体；313、单向阀；314、第二连接管；
31.401、浊度检测装置；
32.501、四通阀；502、第一接口；503、第二接口；504、第三接口；505、第四接口。
具体实施方式
33.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。
35.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
36.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
37.参照图1所示，可以理解的是，第一级滤芯101在正常制水的过程中，自来水从第一级滤芯101的一侧流向第一级滤芯101的另一侧，经过第一级滤芯101时，自来水中的大颗粒污染物102被第一级滤芯101阻挡在第一级滤芯101的进水侧，即自来水从图1中所示的第一级滤芯101的右侧流向左侧，自来水中的大颗粒污染物102被阻挡第一级滤芯101的右侧，并附着在第一级滤芯101上。
38.参照图2所示，可以理解的是，第一级滤芯101在反冲洗的过程中，自来水从第一级滤芯101的原出水侧流向第一级滤芯101的原进水侧，经过第一级滤芯101时，将附着在第一级滤芯101上的至少部分大颗粒污染物102冲刷下来。即自来水从图2中所示的第一级滤芯101的左侧流向右侧，依靠水流的冲击力，将第一级滤芯101的右侧上的大颗粒污染物102冲刷下来，从而减少第一级滤芯101上的大颗粒污染物102附着量。
39.第一级滤芯101在正常制水的过程中，大颗粒污染物102在第一级滤芯101的进水侧的表面沉积或结垢，一段时间以后，堵塞第一级滤芯101，使得第一级滤芯101的过滤效率和产水量变低，并且造成使用寿命缩短。而通过增加反冲洗的过程，切换第一级滤芯101的进水方向，从原来出水的水路进水，从原来进水的水路出水，可以将附着在第一级滤芯101的部分大颗粒污染物102反向冲走，减轻第一级滤芯101的堵塞情况，提高第一级滤芯101的过滤效率和产水量，从而也可以延长第一级滤芯101的使用寿命。
40.以上就是反冲洗的原理分析，下面结合图3至图9，说明本实用新型实施例的过滤系统。
41.参照图3所示，可以理解的是，本实用新型实施例的过滤系统包括进水管301、出水管302、第一滤芯303、第一连接管304、第二滤芯305、第一旁通管306、排水管307、第二旁通管308、第一阀体309、第二阀体310、第三阀体311和第四阀体312。
42.其中，进水管301、第一滤芯303、第一连接管304、第二滤芯305和出水管302依次相连，构成过滤系统的主流路。过滤系统在正常制水的过程中，自来水从进水管301进入到第一滤芯303，完成粗过滤，然后从第一连接管304进入到第二滤芯305，实现精过滤，使得从出水管302流出的纯水的质量得到提高。
43.第一旁通管306的一端连通进水管301，第一旁通管306的另一端连通第一连接管304，构成过滤系统的第一支流路。第一滤芯303位于该第一支流路的两端之间，使得第一支流路能够绕过第一滤芯303的原进水侧，到达第一滤芯303的原出水侧，也即使得自来水能够从进水管301流到第一旁通管306，然后从第一滤芯303的原出水侧流动到第一滤芯303的原进水侧，即自来水从图3示出的第一滤芯303的右侧流动到第一滤芯303的左侧，将第一滤芯303的左侧的大颗粒污染物102冲刷下来。
44.第二旁通管308的一端连通进水管301，第二旁通管308的另一端连通排水管307，构成过滤系统的第二支流路。第二旁通管308与进水管301的连接处位于第一旁通管306与进水管301的连接处的右侧，同时第二旁通管308与进水管301的连接处位于第一滤芯303的左侧，即第二旁通管308与进水管301的连接处位于第一旁通管306的进水端与第一滤芯303之间。自来水从图3示出的第一滤芯303的左侧排出后，成为带有颗粒污染物的废水，废水沿着第二旁通管308流动，最终从排水管307排出。
45.为了方便控制水流方向，在过滤系统的主流路、第一支流路和第二支流路中均设置了控制阀，通过控制不同控制阀的开启或关闭，使得不同流路的连通或封闭，实现了对水流方向的控制。
46.参照图3所示，可以理解的是，第一阀体309和第二阀体310设置在过滤系统的主流路，第三阀体311设置在过滤系统的第一支流路，第四阀体312设置在过滤系统的第二支流路。
47.具体地，第一阀体309设置在进水管301上，并且第一阀体309位于第一旁通管306的进水端和第二旁通管308进水端之间。第一阀体309位于第一滤芯303的远离第二滤芯305的一侧，也即位于图3所示的第一滤芯303的左侧。第一旁通管306与进水管301的连接处位于第一阀体309的远离第一滤芯303的一侧，也即位于图3所示的第一阀体309的左侧。第二旁通管308与进水管301的连接处位于第一阀体309的靠近第一滤芯303的一侧，也即位于图3所示的第一阀体309的右侧。第二阀体310设置在第一连接管304上，第三阀体311设置在第一旁通管306上，第四阀体312设置在第二旁通管308上。
48.过滤系统在正常制水时，第一阀体309和第二阀体310开启，第三阀体311和第四阀体312关闭，使得过滤系统的主流路打开，而第一支流路和第二支流路关闭。自来水沿着进水管301流动通过第一阀体309后，进入到第一滤芯303，完成粗过滤，然后沿着第一连接管304流动通过第二阀体310后，进入到第二滤芯305，实现精过滤，最终从出水管302流出过滤后的纯水。
49.过滤系统在反冲洗时，第一阀体309和第二阀体310关闭，第三阀体311和第四阀体312开启，使得过滤系统的主流路关闭，而第一支流路和第二支流路开启。自来水沿着进水
管301流动被第一阀体309阻挡，只能沿着第一旁通管306流动通过第三阀体311后，进入第一连接管304，流向第二滤芯305的管路被第二阀体310阻挡，只能沿着第一连接管304流向第一滤芯303，通过第一滤芯303后，将第一滤芯303的左侧的大颗粒污染物102冲刷下来，形成废水，废水继续沿着进水管301向左流动，被第一阀体309阻挡，不能逆向流到水源处，只能沿着第二旁通管308流动，通过第四阀体312后，最终从排水管307排出。
50.综上所述，本实用新型实施例的过滤系统的工作原理是：第一滤芯303正向进水时，第一阀体309和第二阀体310开启，第三阀体311和第四阀体312关闭，水沿着进水管301从第一滤芯303的靠近第一阀体309的一侧进入，附着在第一滤芯303上，实现粗过滤，粗过滤后的水再经过第二滤芯305进行二次过滤，得到较为纯净的水，从出水管302流出。运行一段时间后，第一阀体309和第二阀体310关闭，第三阀体311和第四阀体312开启，实现第一滤芯303的反向进水，水沿着第一旁通管306从第一滤芯303的远离第一阀体309的一侧进入，将附着在第一滤芯303靠近第一阀体309的一侧的大颗粒污染物102冲刷下来，沿着第二旁通管308，从排水管307排出。
51.所以本实用新型实施例的过滤系统通过控制第一阀体309、第二阀体310、第三阀体311和第四阀体312的开启或关闭，实现第一滤芯303的进水方向和出水方向的互换，进行反冲洗，将原本附着在第一滤芯303一侧的污染物冲刷下来，以延长第一滤芯303使用寿命，从而提升过滤系统的整体性能。
52.参照图3所示，可以理解的是，第二旁通管308设置有单向阀313，通过设置单向阀313，使得废水只能流向排水管307，从排水管307排出，以防止液体回流到第一滤芯303。可以理解的是，也可以在排水管307上设置单向阀313，也可以起到防止液体回流到第一滤芯303的作用。
53.可以理解的是，第一滤芯303包括聚丙烯滤芯。聚丙烯滤芯包括无纺布，无纺布是定向的或随机的纤维材料，多采用聚丙烯(pp材质)粒料为原料，径高温熔融，喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成。pp无纺布通过喷丝、铺纲、热压卷后形成具有一定孔隙的薄片层过滤片，通过控制孔径的大小，让小于无纺布孔径的污染物通过无纺布片，而大于无纺布孔径的污染物则截留在无纺布表面，从滤芯中出来的水则无截留的污染物质，从而达到去除水中大颗粒污染物102的效果。
54.可以理解到是，聚丙烯滤芯包括普通pp滤芯、折叠pp滤芯、pac(pp加碳纤维)滤芯、折叠pp加碳棒复合滤芯等。当然，第一滤芯303也可以包括纤维棉滤芯、烧结活性炭滤芯等其他类型的滤芯。
55.可以理解的是，第二滤芯305包括反渗透滤芯。反渗透滤芯也称为ro滤芯，ro是英文reverse osmosis的缩写，中文意思是反渗透。一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度，水一旦加压之后，将由高浓度流向低浓度，亦即所谓逆渗透原理：由于ro膜的孔径是头发丝的一百万分之一(0.0001微米)，一般肉眼无法看到，细菌、病毒是它的5000倍，因此，只有水分子及部分矿物离子能够通过(通过的离子无益损取向)，其它杂质及重金属均由废水管排出。
56.参照图3所示，可以理解的是，反渗透滤芯上设置有第二连接管314，第二连接管314与排水管307连通，从而可以将反渗透滤芯过滤的废水通过第二连接管314排到排水管307，通过排水管307将过滤后的废水排出。
57.需要说明的是，第二滤芯305还可以包括超滤、纳滤、电净化(edr，电吸附等)。
58.可以理解的是，第一阀体309、第二阀体310、第三阀体311和第四阀体312中都可以为电磁阀，方便实现自动化控制，当然，也可以是其他类型的控制阀。
59.参照图4所示，可以理解的是，图4所示的实施例的过滤系统与图3所示的实施例的过滤系统基本相同，区别在于，在图3所示的实施例的基础上，在第一滤芯303的后端加入一个浊度检测装置401，也即在第一连接管304设置有浊度检测装置401，实时检测第一滤芯303的出水浊度。当检测所得浊度值低于设定值，证明第一滤芯303开始发生堵塞，此时启动反冲洗程序，对第一滤芯303进行反冲洗一定时间(例如1
‑
30min)，通过自动控制，延长第一滤芯303的寿命。
60.参照图5至图8所示，可以理解的是，本实用新型另一种实施例的过滤系统在图3所示的实施例过滤系统的基础上，引入一个四通阀501，四通阀501设置有第一接口502、第二接口503、第三接口504和第四接口505，第一接口502与排水管307连通，第二接口503与第二旁通管308连通，第三接口504与第一连接管304的出水端连通，第四接口505与出水管302的进水端连通；四通阀501可选择性连通第一接口502和第二接口503、连通第三接口504和第四接口505；或可选择性连通第一接口502和第三接口504、连通第二接口503和第四接口505。
61.参照图5所示，可以理解的是，本实用新型施例的过滤系统处在正向运行初期阶段，第一阀体309和第二阀体310开启，第三阀体311和第四阀体312关闭，四通阀501的第一接口502和第三接口504相连通，第二接口503和第四接口505相连通，使得自来水沿着进水管301流动通过第一阀体309后，进入到第一滤芯303，完成粗过滤，然后沿着第一连接管304流动通过四通阀501，从第一接口502流出，继续沿着排水管307流动，并最终从排水管307排出。
62.当运行一段时间，将过滤系统内残留的污染物排出后，过滤系统再进入到正向运行常规阶段，提高出水的质量。参照图6所示，可以理解的是，本实用新型施例的过滤系统处在正向运行常规阶段，第一阀体309和第二阀体310开启，第三阀体311和第四阀体312关闭，四通阀501的第一接口502和第二接口503相连通，第三接口504和第四接口505相连通，使得自来水沿着进水管301流动通过第一阀体309后，进入到第一滤芯303，完成粗过滤，然后沿着第一连接管304流动通过四通阀501，进入到第二滤芯305，实现精过滤，最终从出水管302流出过滤后的纯水。
63.运行一段时间后，第一滤芯303上附着了一些大颗粒污染物102，过滤系统需要进行反冲洗，以将大颗粒污染物102冲刷下去。参照图7所示，可以理解的是，本实用新型施例的过滤系统处在反向运行初期阶段，第一阀体309和第二阀体310关闭，第三阀体311和第四阀体312开启，四通阀501的第一接口502和第二接口503相连通，第三接口504和第四接口505相连通，使得过滤系统的主流路关闭，而第一支流路和第二支流路开启。自来水沿着进水管301流动，进入第一旁通管306并通过第三阀体311后，进入第一连接管304，流向第一滤芯303，通过第一滤芯303后，将第一滤芯303的左侧的大颗粒污染物102冲刷下来，形成废水，废水继续沿着第二旁通管308流动，依次通过第四阀体312和四通阀501后，最终从排水管307排出。
64.将第一滤芯303上一侧附着大颗粒污染物102排出后，过滤系统不用切换到正向运
行，在反向也可以进行净水。参照图8所示，可以理解的是，本实用新型施例的过滤系统处在反向运行常规阶段，第一阀体309和第二阀体310关闭，第三阀体311和第四阀体312开启，四通阀501的第一接口502和第三接口504相连通，第二接口503和第四接口505相连通，自来水沿着进水管301流动，进入第一旁通管306并通过第三阀体311后，进入第一连接管304，流向第一滤芯303，通过第一滤芯303后，粗过滤后的自来水沿着第二旁通管308流动，依次通过第四阀体312和四通阀501后，进入到第二滤芯305，实现精过滤，最终从出水管302流出过滤后的纯水。
65.本实用新型施例的过滤系统，通过增加一个四通阀501，可以正反交替循环运行制水，例如正向运行制水500l后，再反向运行制水500l，交替循环。正反交替运行时，都能对第一滤芯303进行了一定程度的反冲洗，正反运行初期，冲洗水含大颗粒污染物102，不能直接进入后端的第二滤芯305，通过四通阀501控制冲洗水沿排水管307排走，一段时间后，四通阀501换向，将水流方向导向第二滤芯305，实现正常制水。由于正反方向都能进行反冲洗和制水，延长了第一滤芯303使用寿命，同时也减少了经过第二滤芯305的杂质，整体上提高了过滤效率和整个过滤系统的过滤性能。
66.可以理解的是，为了方便统计制水的体积，可以再出水管302设置流量计，通过流量计统计制水的体积，然后方便上述的控制阀切换方向。另外，流量计也可以监测出水管302的流速从而判断第一滤芯303是否被堵塞，从而可以更精确地控制控制阀切换方向。
67.参照图9所示，可以理解的是，过滤系统在无冲洗时，通量衰减率随着过水量的增加而提升较快。过滤系统在只有单向的反冲洗时，相比于无冲洗的方案，通量衰减率的增加较慢。而过滤系统在能够实现正反循环运行时，通量衰减率的增加的最少。
68.本实用新型实施例的净水设备包括本实用新型的实施例的过滤系统。本实用新型实施例的净水设备，由于采用了本实用新型的实施例的过滤系统，因此具有上述实施例的所有有益效果，在此不再赘述。
69.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。