富氢水机的制作方法

1.本技术涉及电解水设备，特别是涉及一种富氢水机。


背景技术：

2.随着科学与医学技术的发展，越来越多的研究表明，氢分子与氢气在控制人类慢性疾病方面具有明显效果，例如老年便秘、恶性肿瘤治疗副作用、尿毒症、动脉硬化和代谢综合征等。同时，随着人们保健意识的增强，将自来水电解出氢气再溶解于水中，增加水中的氢浓度制成富氢水，供日常饮用有望逐渐成为趋势。
3.但现有的饮用水设备一般都是只能提供普通饮用水或含微量元素的饮用水，不能生产富氢水，无法满足人们对高品质健康的富氢水的需求。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述问题，提供一种满足人们对富氢水方便饮用的需求的富氢水机。
5.一种富氢水机，包括：进水阀、增压过滤单元、富氢水制备单元、灌装单元、电源电路与控制电路，所述进水阀设置于进水管，所述进水阀还连接所述控制电路，所述进水阀、增压过滤单元、所述富氢水制备单元与所述灌装单元依次通过水管连接，所述富氢水制备单元与所述灌装单元连接所述控制电路，所述电源电路连接所述增压过滤单元、所述富氢水制备单元与所述控制电路。
6.在其中一个实施例中，所述增压过滤单元包括净化过滤装置、增压泵与纳滤装置，所述净化过滤装置连接所述进水管，所述净化过滤装置、所述增压泵与所述纳滤装置依次通过水管连接，所述纳滤装置通过水管连接所述富氢水制备单元。
7.在其中一个实施例中，所述净化过滤装置包括依次通过水管连接的超滤器、活性炭过滤器、炭棒过滤器以及pp棉过滤器。
8.在其中一个实施例中，所述富氢水制备单元包括产氢电解槽与电解倒极装置，所述产氢电解槽通过水管连接所述纳滤装置，所述产氢电解槽还通过出水管连接压力水桶，所述电解倒极装置连接所述产氢电解槽、所述电源电路及所述控制电路。
9.在其中一个实施例中，所述灌装单元包括出水阀与压力传感器，所述压力传感器与所述出水阀设置于所述出水管，所述压力传感器与所述出水阀还连接所述控制电路。
10.在其中一个实施例中，所述灌装单元还包括泄压开关、泄压阀与泄压灯，所述泄压阀设置于所述出水管，所述泄压开关、所述泄压阀与所述泄压灯连接所述控制电路。
11.在其中一个实施例中，所述电源电路包括第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源与第四开关电源，所述第一开关电源、所述第二开关电源、所述第三开关电源与所述第四开关电源均连接外部电源与所述控制电路，所述第一开关电源与所述第二开关电源还连接所述电解倒极装置，所述第三开关电源连接所述增压泵。
12.在其中一个实施例中，上述富氢水机还包括状态采集模块，所述状态采集模块连
接所述控制电路。
13.在其中一个实施例中，上述富氢水机还包括交互装置，所述交互装置连接所述控制电路。
14.在其中一个实施例中，上述富氢水机还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块连接所述控制电路与上位机。
15.上述富氢水机，集净化、生产与灌装富氢水为一体，通过增压过滤等操作，使整个电解制水的过程处于高压环境中，生成出含有高浓度氢气的富氢水，还通过加压等操作可直接实现自动化灌装，提供了一种能产生富氢水且绿色环保的富氢水机。
附图说明
16.图1为一实施例中富氢水机的系统框图；
17.图2为一实施例中富氢水机的控制电路图；
18.图3为一实施例中富氢水制备单元的电路图。
具体实施方式
19.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
20.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
21.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。
22.可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
23.在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
24.在一个实施例中，提供一种富氢水机，如图1所示，包括：进水阀110、增压过滤单元120、富氢水制备单元130、灌装单元140、电源电路150与控制电路160，进水阀110设置于进水管，进水阀110还连接控制电路160，进水阀110、增压过滤单元120、富氢水制备单元130与灌装单元140依次通过水管连接，富氢水制备单元130与灌装单元140连接控制电路160，电源电路150连接增压过滤单元120、富氢水制备单元130与控制电路160。
25.具体地，富氢水机通过进水管接入来自市政自来水的水源，进水管上设置进水阀110控制启停是否接入自来水。可选地，进水阀110可以是手动阀，通过手动控制，也可以是电磁阀连接至控制电路160，通过电路控制启停。另外，如图2所示，在一实施例中，进水管上
还连接有原水增压泵，将来自市政的自来水增压吸入富氢水机。
26.进一步地，自来水通过进水管流入增压过滤单元120进行增压及杂质过滤成纳滤水后，通过水管流入富氢水制备单元130制成富氢水，再流入灌装单元140通过出水管将富氢水灌入压力水桶。
27.其中，富氢水制备单元130需由控制电路160控制倒极来清洗电解时产生的水垢，富氢水制备单元130还需由电源电路150提供电解制备富氢水的动力。灌装单元140连接控制电路160受其控制实现自动灌装与停止，电源电路150还分别连接增压过滤单元120与控制电路160，以对其进行供电。可选地，控制电路160可为由单片机为主控制板的电路。
28.上述富氢水机，集净化、生产与灌装富氢水为一体，通过增压过滤等操作，使整个电解制水的过程处于高压环境中，生成出净化过滤后且含有高浓度氢气的富氢水，还通过加压等操作可直接实现自动化灌装，提供了一种能产生富氢水且绿色环保的富氢水机。
29.在一个实施例中，如图1所示，增压过滤单元120包括净化过滤装置121、增压泵122与纳滤装置123，净化过滤装置121连接进水管，净化过滤装置121、增压泵122与纳滤装置123依次通过水管连接，纳滤装置123通过水管连接富氢水制备单元130。
30.具体地，净化过滤装置121为富氢水机的初级过滤装置，连接进水管对其中流动的市政自来水进行初级过滤，可去除自来水中的大颗粒杂质、胶体、重金属及微生物等绝大部分的杂质物，生成净水通过水管输送至增压泵122。在一个实施例中，如图2所示，净化过滤装置121包括依次通过水管连接的超滤器、活性炭过滤器、炭棒过滤器以及pp棉过滤器。其中，净化过滤装置121包括四级净化器，超滤器可截留自来水中大颗粒杂质、悬浮物和胶体；活性炭过滤器可吸附余氯、有机物以及异味；炭棒过滤器也可吸附余氯、有机物、异味以及重金属；pp棉过滤器可截留自来水中的铁锈与泥沙等10μm以上的杂质。另外，以上四级的净化器的连接顺序并不唯一，可根据实际需求进行调整。
31.进一步地，增压泵122通过水管连接净化过滤装置121接收初步过滤后的净水进行加压，便于后续富氢水电解制备以及灌装。可选地，增压泵122的类型可根据实际需求设置，可以是空气型，也可以是气液型，不以此为限定。另外，增压泵122的数量可根据富氢水机中管道及电解设备的数量进行设置，如图2所示，在本实施例中，增压泵122包括ro泵1与ro泵2，分别对连接至富氢水制备单元130中两套电解设备的水管中的水进行加压。
32.更进一步地，纳滤装置123通过水管连接增压泵122接收增压净水并对其进行次级过滤，在增压泵122提供足够水压的情况下1价的钠、钾离子和水一起穿过纳滤装置123，过滤掉2价的钙、镁等体积大的离子。可选地，纳滤装置123可以是一种允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的功能性的半透膜，例如，可以是纳滤膜，选用的纳滤膜的截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，其孔径在1nm以上，可根据需求选择，一般为1-2nm。
33.在本实施例中，通过对接入的市政自来水进行四级初步过滤，净化水质，改善口感，后续的纳滤装置123能在保留一定的电解质的同时，去除掉电解时可能会导致结垢的钙、镁离子，增加富氢水制备单元130中电解槽的寿命，同时由于增压泵122的作用保持了高水压电解，这样电解槽电解出来的氢气更容易溶解于水中。
34.在一个实施例中，如图1-3所示，富氢水制备单元130包括产氢电解槽131与电解倒极装置132，产氢电解槽131通过水管连接纳滤装置123，产氢电解槽131还通过出水管连接压力水桶，电解倒极装置132连接产氢电解槽131、电源电路150及控制电路160。
35.具体地，产氢电解槽131为一种能承受高水压的带有阳离子膜的电解槽，包括电解槽上盖、电解槽下盖、阴极板、阳离子交换膜、阳极板以及催化层，为现有的制富氢水的电解槽结构，功能不在此赘述。产氢电解槽131通过水管接收来自纳滤装置123的纳滤水，纳滤水经过产氢电解槽131电解后产生碱性水和大量的氢气，再在高水压状态下，电解出来的氢气重新溶解于水中，制成富氢水。产氢电解槽131还通过出水管连接压力水桶，压力水桶为橡胶内胆且有充气加压的压力桶，密封连接至出水管口，通过压差将制备好的富氢水进行灌装。
36.进一步地，如图3所示，电解倒极装置132连接产氢电解槽131的阴极板及阳极板，可转换产氢电解槽131的阴极板及阳极板的极性，清洗电解时产生的少量水垢。电解倒极装置132为倒极继电器，倒极继电器的线圈连接控制电路160，倒极继电器的触点为两个单刀双掷型开关，两个开关的输入端分别连接电源电路150的正极与负极，两个开关的两个输出端分别连接至产氢电解槽131的阴极板及阳极板。倒极继电器的线圈可以受控制电路160输入的电信号控制切换产氢电解槽131的阴极板及阳极板的极性，达到电解倒极的目的。其中，倒极继电器的数量不唯一，根据产氢电解槽131的数量确定。
37.可选地，富氢水制备单元130还包括电解开关及电解灯，电解开关及电解灯均连接控制电路160。当电解开关闭合时，控制电路160点亮电解灯，开启进水阀进水，控制电源电路150给产氢电解槽131以及电解倒极装置132供电，使其正常工作。
38.在本实施例中，采用能承受高水压的电解槽制备富氢水，使的电解出来的氢气更容易溶解于水中，制备的富氢水氢气浓度更高，同时ph值呈现适宜人体所需的弱碱性，另外通过倒极的操作，延长电解槽的寿命。
39.在一个实施例中，如图1和2所示，灌装单元140包括出水阀141与压力传感器142，压力传感器142与出水阀141设置于出水管，压力传感器142与出水阀141还连接控制电路160。
40.具体地，灌装单元140可实现富氢水的自动灌装，出水管口连接有压力水桶，内部具有一定的压力，当增压泵122加压至水压大于压力水桶内部的压力时，富氢水由于压差的作用可以进入压力水桶。
41.进一步地，出水管上设置有出水阀141，可控制启停是否将富氢水灌入压力水桶。可选地，出水阀141可以是手动阀，通过手动控制，也可以是电磁阀连接至控制电路160，通过电路控制启停。
42.更进一步地，出水管上设置有压力传感器142采集出水管到压力水桶处的水压大小，当富氢水由于水压的作用开始从出水管进入压力水桶时，随着桶内水量的增加，桶内压力不断上升，压力传感器142采集的水压大小也不断上升。当水压大小达到压力传感器142设定的最大阈值时，压力传感器142将传递停止灌水信号至控制电路160，控制电路160控制进水阀110与出水阀141关断，停止灌水。其中，最大阈值为压力水桶可灌最大水量时的水压大小，最大阈值的设定值可根据压力水桶的容积与目标灌水量确定，一般不可超过压力水桶的最大承受水压的50％，可设定为0.2mpa-0.5mpa，例如，可设定为0.2mpa、0.3mpa或0.5mpa，不以此为限定。
43.在一个实施例中，如图1与图2所示，灌装单元140还包括泄压开关、泄压阀143与泄压灯，泄压阀143设置于出水管，泄压开关、泄压阀143与泄压灯连接控制电路160。
44.具体地，当灌装完毕后，由于出水管与压力水桶中的水压的存在，无法将压力水桶的进水管拔出，需要进行泄压。泄压阀143设置于出水管的旁通上，启动泄压阀，当压力传感器142采集的压力值下降至零时，可将压力水桶的进水管拔出。可选地，泄压阀143可以是手动阀，通过手动控制，也可以是电磁阀连接至控制电路160，通过电路控制启停。
45.进一步地，灌装单元140还包括泄压开关及泄压灯来控制和指示泄压的操作。泄压开关及泄压灯均连接控制电路160，当泄压开关闭合时，控制电路160点亮泄压灯，开启泄压阀泄压。
46.在本实施例中，通过压力传感器的检测与反馈，可实现富氢水的自动化灌装，在灌装后加入可自动控制的泄压阀，使得灌水操作更便利。
47.在一个实施例中，如图1与图2所示，电源电路150包括第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源与第四开关电源，第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源与第四开关电源均连接外部电源与控制电路160，第一开关电源与第二开关电源还连接电解倒极装置132，第三开关电源连接增压泵122。
48.具体地，电源电路150连接外部220v的交流电源以及控制电路160，降压为不同输出电压大小的开关电源用以给富氢水机供电，包括第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源与第四开关电源。
49.其中，如图3所示，第一开关电源与第二开关电源还连接电解倒极装置132控制产氢电解槽131的阴极板及阳极板的极性转换，其电压输出大小可根据实际需求设定，例如本实施例为400w。第三开关电源还连接增压泵122为其提供增压动力，输出电压大小可根据实际需求设定，例如本实施例为36v/10a。第四开关电源给控制电路160中各器件供电，输出电压大小可根据实际需求设定，例如本实施例为12v/16.7a，不以此为限定。
50.可选地，如图2所示，电源电路150还包括电源开关，设置于外部电源与电源电路150的连接回路上，可控制整个富氢水机的启停。
51.在本实施例中，将整个富氢水机的供电分成多个输出电压大小的开关电源，为其提供能量动力，还可以采用大电流控制电解槽生成富氢碱性水。
52.在一个实施例中，如图1与图2所示，上述富氢水机还包括状态采集模块170，状态采集模块170连接控制电路160。
53.具体地，状态采集模块170可包括有漏水检测模块，设置于富氢水机的底部，漏水检测模块包括水流传感器与探头，当富氢水机的底部检测到漏水时，将漏水信号传递至控制电路160实现断电及报警等操作。另外，状态采集模块170还可包括水质检测模块、过滤器状态检测模块以及富氢水氢含量及酸碱度检测模块等，可以理解为监控本技术富氢水机的运行状态以及水质量状态的模块均包含在此范围内，不在此赘述。在本实施例中，通过对富氢水机的状态进行检测，以保证其正常运行。
54.在一个实施例中，如图1与图2所示，上述富氢水机还包括交互装置180，交互装置180连接控制电路。具体地，交互装置可包括显示屏与按键等，可实现设定价格、查看数据、售卖支付以及制水灌装等步骤操作，可选地，交互装置还可以是触摸屏，还可以通过麦克风收音语音输入，不以此为限定。在本实施例中，通过可进行人机交互的显示屏及可操作输入，使得富氢水机使用更便利。
55.在一个实施例中，如图1与图2所示，上述富氢水机还包括无线通讯模块170，无线
通讯模块170连接控制电路160与上位机。
56.具体地，无线通讯模块170可将控制电路160与上位机进行无线连接通讯进行数据传输。其中，无线通讯模块170可为物联网模块，将富氢水机连接至互联网，实现网络支付、远程操控管理、远程维护、换芯提醒以及故障报修等。可选地，物联网模块可以是gprs模块、3g模块、4g模块、lora模块、蓝牙模块以及wifi模块等，不以此为限定。在本实施例中，通过给富氢水机增加物联网模块，可实现远程监控机器的运行状态及操作。
57.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
58.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。