專利名稱：全自動離子水發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水處理裝置中的離子水發(fā)生器。
離子水發(fā)生器是將自來水經(jīng)過濾凈化后，通過電解槽將中性水電解成堿性離子水和酸性離子水。堿性離子水富含鈣、鎂、鈉、鉀等金屬陽離子，可直接飲用，長期飲用能活化細(xì)胞，延緩衰老，并對治療胃腸消化不良、胃酸過多、慢性腸胃炎、腹瀉等有一定的醫(yī)療作用，是良好的保健飲用水；酸性離子水具有美容、殺菌、保鮮、療傷功能的消毒洗滌水。如專利號為9723356.X家用的“雙離子水發(fā)生器”主要由過濾器、電解槽及電器總成等組成，又如專利號為98224648.X的“大型離子水發(fā)生器”主要由電解槽和電源箱組成，均有產(chǎn)生離子水的電解槽。電解槽不論結(jié)構(gòu)、形狀及容積的大小如何變化，都是由陰、陽極板和設(shè)置于兩極板之間的網(wǎng)狀隔膜組成。電解槽工作時，金屬陽離子在電場的作用下，穿過隔膜向陰極匯集，因此電解槽在長期工作中容易堵塞隔膜的微孔，并在陰極板上結(jié)垢，影響電解槽的正常工作。為此應(yīng)不斷地切換電解槽的極性，不斷地改變金屬陽離子的流動方向，即“反沖”，才能有效地維持電解槽的正常工作?，F(xiàn)有的離子水發(fā)生器均為手動切換電解槽的極性，故只有主電路而無控制電路；并且堿性離子水是從電解槽引出后，直接飲用，這就存在以下問題1、手動切換電解槽極性，難以保證切換的及時性和準(zhǔn)確性，并難以放掉極性剛切換時的不合格堿性離子水，并且在電解槽極性剛切換時，容易出現(xiàn)未能及時切換酸、堿性水的出水管而導(dǎo)致酸、堿性水的收集混亂，影響飲用堿性水的質(zhì)量。家用小型機(jī)尤為嚴(yán)重；2、用手動切換電解槽極性，若因突然停水或水路堵塞等斷水時，難以及時切斷電源而影響電解槽的使用壽命；3、若操作不當(dāng)，即在沒有切斷電解槽電源的情況下切換電解槽極性時，容易使直流電源過載及電解槽受到?jīng)_擊而影響其使用壽命；
4、堿性離子水從電解槽中引出后，未經(jīng)處理就直接飲用，影響水質(zhì)且口感不好。
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述缺點(diǎn)，提供一種使用方便，工作可靠，性能優(yōu)良的全自動離子水發(fā)生器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種全自動離子水發(fā)生器，由水系統(tǒng)、主電路和控制電路三部分組成。其水系統(tǒng)包括粗過濾器(1)、精過濾礦化器(2)、水流檢測開關(guān)(3)、電解槽(4)、換流電液閥(5)、酸性水收集器(6)、分路電液閥(7)、廢水收集器(8)、堿性水收集器(9)及堿性水消毒過濾器(10)，其間用水管連接，其特征在于自來水經(jīng)粗過濾器(1)和精過濾礦化器(2)兩級過濾凈化后，經(jīng)水流檢測開關(guān)(3)流入電解槽(4)。電解槽(4)將中性自來水電解成富含鈣、鎂、鈉、鉀等金屬陽離子的堿性離子水和酸性離子水，金屬陽離子在電場力的作用下穿過隔膜向陰極匯集，于是在陰極區(qū)匯集了堿性離子水，在陽極區(qū)就產(chǎn)生了酸性離子水，由于在兩極板之間有隔膜的隔離作用，電解所產(chǎn)生的酸、堿性離子水不能中和，因此可從陰極區(qū)引出堿性離子水，從陽極區(qū)引出酸性離子水。電解槽(4)產(chǎn)生的酸性離子水和堿性離子水分別流入換流電液閥(5)的兩個入水孔，其對應(yīng)的兩個出水孔中的一路送入酸性水收集器(6)后，輸出消毒洗滌用酸性離子水；另一路送入分路電液閥(7)，再經(jīng)堿性水收集器(9)送入堿性水消毒過濾器(10)再凈化后，輸出飲用堿性離子水。水流系統(tǒng)中的水流檢測開關(guān)(3)包括有進(jìn)水口(28)和出水口(29)的容器(24)、設(shè)置于容器(24)腔內(nèi)的浮子(25)、固定在浮子(25)頂端的永久磁鐵(26)及設(shè)置于容器(24)頂部的霍爾開關(guān)(27)。本實(shí)用新型的主電路包括降壓變壓器(11)、整流器(12)、電解槽極性切換電路(13)和電解槽(4)的a、b極板，其間用導(dǎo)線連接。主電源為220伏或380伏的交流電，經(jīng)降壓變壓器(11)降壓至36伏及以下的安全電壓后，再經(jīng)整流器(12)變成直流電，向電解槽(4)的a、b極板供電，其電解槽(4)的極性切換通過控制電路中的接觸器(CJ1和CJ2)自動進(jìn)行。本實(shí)用新型的控制電路包括時鐘脈沖發(fā)生器(14)、JK觸發(fā)器(15)、邏輯“與門”(16、18、21)、放大電路(17、19、20、23)、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(22)、霍爾開關(guān)(27)、接觸器(CJ1和CJ2)、換流電液閥(5)的繞組(Y5)、分路電液閥(7)的繞組(Y7)，其間用導(dǎo)線連接。本實(shí)用新型的控制電路根據(jù)分流檢測開關(guān)(3)內(nèi)反應(yīng)水流情況的的霍爾開關(guān)(27)的輸出信號和時鐘脈沖發(fā)生器(14)輸出的時鐘脈沖信號CP，通過JK觸發(fā)器(15)、邏輯“與門”(16、18、21)、放大電路(17、19、20、23)、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(22)同時控制接觸器(CJ1和CJ2)和換流電液閥(5)的繞組(Y5)及分路電液閥(7)的繞組(Y7)，以實(shí)現(xiàn)在定時、自動切換電解槽(4)極性的同時，并同步控制換流電液閥(5)和分路電液閥(7)的工作狀態(tài)，這樣就構(gòu)成了生產(chǎn)型全自動離子水發(fā)生器。本實(shí)用新型若將水流系統(tǒng)的體積減小，主電路的容量也相應(yīng)減小，并將水流系、主電路及控制電路設(shè)置在一個外殼內(nèi)，就可方便地構(gòu)成家用型全自動離子水發(fā)生器。
由于本實(shí)用新型采用了上述結(jié)構(gòu)，可使整機(jī)操作簡便，能避免誤操作，所生產(chǎn)的飲用堿性離子水的水質(zhì)更清醇、口感更好，是一種使用方便、工作可靠，壽命長、性能良好的生產(chǎn)型全自動離子水發(fā)生器和理想的家用離子水發(fā)生器。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步描述


圖1為本實(shí)用新型水流系統(tǒng)框圖；圖2為本實(shí)用新型主電路框圖；圖3為本實(shí)用新型控制電路框圖；圖4為本實(shí)用新型電解槽極性切換電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型水流檢測開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型控制電路時序圖。
圖中1為粗過濾器，2為精過濾礦化器，3為水流檢測開關(guān)，4為電解槽，5為換流電液閥，6為酸性水收集器，7為分路電液閥，8為廢水收集器，9為堿性水收集器，10為堿性水消毒過濾器，11為降壓變壓器，12為整流器，13為電解槽極性切換電路，14為時鐘脈沖發(fā)生器，15為JK觸發(fā)器，16、18、21為邏輯“與門”，17、19、20為放大器路，22為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，24為容器，25為浮子，26為永久磁鐵，27為霍爾開關(guān)，28為進(jìn)水口，29為出水口，CJ1和CJ2為接觸器，Y5為換向電液閥(5)的繞組，Y7為分路電液閥(5)的繞組，CJ11和CJ12為CJ1的常開觸頭，CJ21和CJ22為接觸器CJ2的常開觸頭。
本實(shí)用新型的水流系統(tǒng)，如
圖1所示，自來水經(jīng)粗過濾器(1)和精過濾礦化器(2)兩級預(yù)處理凈化后，經(jīng)水流檢測開關(guān)(3)流入電解槽(4)，電解槽(4)產(chǎn)生的酸性離子水和堿性離子水，分別流入換流電液閥(5)的兩個入水孔，其對應(yīng)的兩個出水孔的一個與酸性水收集器(6)的入水孔相連，酸性水收集器(6)的出水管就輸出消毒洗滌用的酸性離子水；其另一個出水孔與分路電液閥(7)的入水孔相連。分路電液閥(7)也有兩個出水孔，其一個出水孔與廢水收集器(8)相連，收集電解槽(4)在切換極性的過程中所產(chǎn)生的不合格的堿性離子水；其另一個出水孔與堿性水收集(9)的入水孔相連，收集合格的堿性離子水。堿性水收集器(9)的出水孔與堿性水消毒過濾器(10)相連，使電解槽(4)產(chǎn)生的合格堿性離子水經(jīng)堿性水消毒過濾器(10)再凈化后輸出，以保證飲用堿性離子水的水質(zhì)更清醇、口感更好。
本實(shí)用新型的水流檢測開關(guān)(3)，如圖5所示，容器(24)設(shè)置有進(jìn)水口(28)和出水口(29)，其腔內(nèi)設(shè)置有浮子(25)，容器(24)必須用非磁性材料制成。設(shè)置于容器(24)腔內(nèi)的浮子(25)為下部呈園椎形、上部呈園柱形的實(shí)心或空心體，其材質(zhì)為磁性材料或非磁性材料均可，浮子(25)園柱部分的直徑與容器(24)內(nèi)腔的間隙取0.5毫米至3毫米為宜，浮子(25)園椎部分的高度及園柱部分的高度，以浮子在內(nèi)腔底部時水能流入腔內(nèi)；浮子在內(nèi)腔頂部時水能流出腔內(nèi)為限，當(dāng)有水流流過水流檢測開關(guān)(3)時，浮子(25)在水流的向上沖擊力的作用下，向上浮動，并帶動固定其頂端的永久磁鐵(26)向上移動，當(dāng)永久磁鐵(26)靠近霍爾開關(guān)(27)時，霍爾開關(guān)(27)就輸出高電位；若無水流流過水流檢測開關(guān)(3)時，浮子(25)靠自身的重力向下移動，并帶動永久磁鐵(26)隨之向下移動，當(dāng)永久磁鐵(26)遠(yuǎn)離霍爾開關(guān)(27)時，霍爾開關(guān)(27)就輸出低電位，故霍爾開關(guān)(27)輸出的信號就能反應(yīng)水流檢測開關(guān)(3)內(nèi)的水流情況。
本實(shí)用新型主電路中的電解槽極性切換電路(13)，如圖4所示，當(dāng)僅在接觸器CJ1吸合狀態(tài)下，其兩對常開觸頭CJ11和CJ12閉合，電解槽(4)的a極板為陽極，b極板為陰極；若僅在CJ2狀態(tài)下，其兩對常開觸頭CJ21和CJ22閉合，使電解槽(4)的a極板為陰極，b極板為陽極，這就自動改變了電解槽(4)的極性。若接觸器CJ1和CJ2均不動作狀態(tài)下，其常開觸頭CJ11、CJ12和CJ21、CJ22均斷開，使電解槽(4)的兩極板因無直流電而不工作。這樣就達(dá)到了通過接觸器CJ1和CJ2能自動控制電解槽(4)極性的目的。
本實(shí)新型的控制電路，如
圖1、2、3、4、5、6所示，時鐘脈沖發(fā)生器(14)輸出的時鐘脈沖CP的高電平特續(xù)時間為20分鐘至60分鐘，低電平持續(xù)時間為1秒鐘至5秒鐘。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(22)的定時時間為時鐘脈沖低電平持續(xù)時間的2至5倍。JK觸發(fā)器(15)J端和K端固定輸入高電平，即J=K=1，因此JK觸發(fā)器(15)的工作狀態(tài)就直接受CP脈沖信號的控制。電解槽(4)的極切換和換流電液閥(5)、分路電液閥(7)的工作狀態(tài)同時受到時鐘脈沖發(fā)生器(14)輸出的(CP)信號和反應(yīng)水流檢測開關(guān)(3)內(nèi)水流情況的霍爾開關(guān)(27)的輸出信號的控制，因此本實(shí)用新型就有以下工作特點(diǎn)1、在只有電源而無水源的情況下，主電路中的整流器(12)雖有直流電壓輸出，且控制電路中的時鐘脈沖發(fā)生器(14)和JK觸發(fā)器(15)均處正常工作狀態(tài)，但由于無水流流過水流檢測開關(guān)(3)，浮子(25)不能上浮，永久磁鐵(26)距霍爾開關(guān)(27)較遠(yuǎn)，霍爾開關(guān)(27)輸出低電平，使邏輯“與門”(16、18、21)均被關(guān)閉而無信號輸出，故接觸器CJ1和CJ12均在不帶電狀態(tài)下，其常開觸頭CJ11、CJ12和CJ21、CJ22全處于斷開狀態(tài)，因此電解槽(4)因極板無電而不工作，從而保證了本實(shí)用新型在啟動時只接通電源未接通水源的情況下或在運(yùn)行中突然斷水的情況下，電解槽(4)均能自動停止工作，防止電解槽(4)被損壞。并且，此時換流電液閥(5)的繞組(Y5)和分路電液閥(7)的繞組(Y7)均處斷電狀態(tài)，使換流電液閥(5)和分路電液閥(7)保持原狀態(tài)。當(dāng)水源接通后，電解槽(4)能自動恢復(fù)工作。
2．在電源和水源均接通時，一方面220伏或380伏的交流電經(jīng)降壓變壓器(11)降至36伏及以下安全電壓后，經(jīng)整流器(12)變成直流電；另一方面水流流過水流檢測開關(guān)(3)時，浮子(25)在水流向上的沖擊力的作用下向上浮動，并帶動永久磁鐵(26)隨之向上移動，當(dāng)永久磁鐵(26)靠近霍爾開關(guān)(27)時，霍爾開關(guān)(27)輸出高電位信號，為邏輯“與門”(16、18、21)的打開提供了一個條件，從而使接觸器CJ1和CJ2及換流電液閥(5)、分路電液閥(7)的工作狀態(tài)受時鐘脈沖發(fā)生器(14)輸出的時鐘脈沖CP信號的控制，如圖5、6所示。每在CP脈沖的上升沿(或下降沿)就改變一次JK觸發(fā)器(15)的輸出狀態(tài)，在其輸出端Q及Q輸出兩路相位互差180°的方波信號，分別經(jīng)邏輯“與門”(16)和(18)與CP脈沖相“與”后，再分別輸出兩路具有“死區(qū)”的相位互差180°的方波信號G1和G2，“死區(qū)”時間為CP脈沖低電平持續(xù)時間1秒至5秒。G1和G2方波信號分別經(jīng)放大電路(17)和(18)放大后，驅(qū)動接觸器CJ1和CJ2，實(shí)現(xiàn)電解槽(4)在斷電時間Δt(Δt為1秒至5秒)里自動進(jìn)行極性切換，有效地防止了電解槽極性切換時，對主電源和電解槽的沖擊。在電解槽極性切換的同時，由JK觸發(fā)器(15)Q端(或Q端)輸出的信號，經(jīng)放大電路(20)放大后，控制換流電液閥(5)的繞組(Y5)，即JK觸發(fā)器(15)的輸出狀態(tài)每改變一次，使電解槽(4)的極性也改變一次，同時換流電液閥(5)的兩個入水孔與兩個出水孔的對應(yīng)順序也交換一次，從而保證了在電解槽極性切換的前后，換流電液閥(5)輸出的酸、堿性水固定不變，便于酸、堿性水的收集。每在CP脈沖下降沿(或上升沿)使邏輯“與門”(21)打開后輸出一信號，該信號使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(22)觸發(fā)后，輸出一個持續(xù)時間為CP脈沖低電平持續(xù)時間1秒至5秒的2至5倍的Δt1脈沖信號，經(jīng)放大電路(23)放大后，控制分路電液閥(7)的繞組(Y7)，使分路電液閥(7)的堿性出水孔在Δt1時間里與廢水收集器(8)連通，以收集電解槽(4)在極性切換過程中的不合格堿性水。定時時間結(jié)束，單穩(wěn)觸發(fā)器(22)又輸出低電平信號，使繞組(Y7)失電，分路電液閥(7)恢復(fù)原工作狀態(tài)，即分路電液閥(7)的堿性水出水孔又與堿性水收集器(9)連通，此時電解槽(4)的極性已切換完畢進(jìn)入正常工作狀態(tài)，因此確保堿性水收集器(9)收集合格的堿性離子水。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，工作可靠，使用簡便，可避免誤操作，壽命長，所生產(chǎn)的飲用堿性離子水的水質(zhì)優(yōu)良，是一種性能良好的生產(chǎn)型全自動離子水發(fā)生器和理想的家用離子水發(fā)生器。
權(quán)利要求1.一種全自動離子水發(fā)生器，包括水流系統(tǒng)、主電路，其特征在于還有控制電路，所述的水流系統(tǒng)包括粗過濾器(1)、精過濾礦化器(2)、電解槽(4)酸性水收集器(6)、廢水收集器(8)、堿性水收集器(9)及堿性水消毒過濾器(10)，還有水流檢測開關(guān)(3)和換流電液閥(5)及分路電液閥(7)，其間用水管連接，自來水經(jīng)粗過濾器(1)和精過濾礦化器(2)兩級凈化后，經(jīng)水流檢測開關(guān)(3)流入電解槽(4)，電解槽(4)所產(chǎn)生的酸性離子水和堿性離子水，分別流入換流電液閥(5)的兩個入水孔，其對應(yīng)的兩個出水孔的一個與酸性水收集器(6)的入水孔相連接，酸性水收集器(6)的出水管就輸出酸性離子水，另一個出水孔與分路電液閥(7)的入水孔相連接，分路電液閥(7)的兩個出水孔的一個與廢水收集器(8)相連接，另一個出水孔與堿性水收集器(9)的入水孔相連接，堿性水收集器(9)的出水孔與堿性水消毒過濾器(10)的入水孔相連接，堿性水消毒過濾器(10)的出水管就輸出堿性離子水；所述的主電路包括降壓變壓器(11)、整流器(12)、電解槽(4)的兩極板a、b，還有電解槽極性電路(13)，其間用導(dǎo)線連接，220伏或380伏的交流電經(jīng)降壓變壓器(11)降至36伏及以下的安全電壓后，再經(jīng)整流器(12)變成直流電，向電解槽(4)的a、b極板供電，電解槽(4)極板的極性切換，在控制電路的控制下通過電解槽極性電路(13)自動切換；所述的控制電路包括時鐘脈沖發(fā)生器(14)，JK觸發(fā)器(15)、邏輯“與門”(16、18、21)、放大電路(17、19、20、23)、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(22)、霍爾開關(guān)(27)、接觸器(CJ1和CJ2)、換流電液閥(5)的繞組(Y5)、分路電液閥(7)的繞組(Y7)，其間用導(dǎo)線連接，控制電路根據(jù)分流檢測開關(guān)(3)內(nèi)反應(yīng)水流情況的霍爾開關(guān)(27)的輸出信號和時鐘脈沖發(fā)生器(14)輸出的時鐘脈沖信號CP，通過JK觸發(fā)器(15)、邏輯“與門”(16、18、21)、放大電路(17、19、20、23)、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(22)同時控制接觸器(CJ1和CJ2)和換流電液閥(5)的繞組(Y5)及分路電液閥(7)的繞組(Y5)，以實(shí)現(xiàn)在定時、自動切換電解槽(4)極性的同時，并同步控制換流電液閥(5)和分路電液閥(7)的工作狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的全自動離子水發(fā)生器，其特征在于水流檢測開關(guān)(3)包括有進(jìn)水口(28)和出水口(29)的容器(24)、設(shè)置于容器(24)腔內(nèi)的下部呈圓椎形上部呈圓柱形的實(shí)心或空心的浮子(25)、固定于浮子(25)頂端的永久磁鐵(26)及設(shè)置于容器(24)頂部的霍爾開關(guān)(27)，當(dāng)有水流流過水流檢測開關(guān)(3)時，浮子(25)在水流的向上沖擊力的作用下，向上浮動，并帶動永久磁鐵(26)向上移動，在永久磁鐵(26)靠近霍爾開關(guān)(27)時，霍爾開關(guān)(27)就輸出高電位，若無水流流過水流檢測開關(guān)(3)時，浮子(25)靠自身的重力向下移動，并帶動永久磁鐵(26)向下移動，在永久磁鐵(26)遠(yuǎn)離霍爾開關(guān)(27)時，霍爾開關(guān)(27)就輸出低電位。
3.如權(quán)利要求1所述的全自動離子水發(fā)生器，其特征在于電解槽極性切換電路(13)包括接觸器CJ1的兩對常開觸頭CJ11和CJ12、接觸器CJ2的兩對常開觸頭CJ21和CJ22、電解槽(4)的兩極板a、b，當(dāng)僅在接觸器CJ1吸合狀態(tài)下，其兩對常開觸頭CJ11和CJ12閉合，電解槽(4)的a極板為陽極，而b極板為陰極，當(dāng)僅在接觸器CJ2吸合狀態(tài)下，其兩對常開觸頭CJ21和CJ22閉合，使電解槽(4)的a極板為陰極，而b極板為陽極。
4.如權(quán)利要求1所述的全自動離子發(fā)生器，其特征在于時鐘脈沖發(fā)生器(14)輸出的時鐘脈沖高電平持續(xù)時間為20分鐘至60分鐘，低電平持續(xù)時間為1秒鐘至5秒鐘，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(22)的定時時間為時鐘脈沖低電平持續(xù)時間的2至5倍。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種全自動離子水發(fā)生器,由水流系統(tǒng)和主電路及控制電路三大部分組成,可方便地構(gòu)成大型的生產(chǎn)型及小型的家用型全自動離子水發(fā)生器。本實(shí)用新型可生產(chǎn)出有保健和治療作用的飲用堿性離子水和有美容、殺菌、療傷功能的消毒洗滌酸性離子水。本實(shí)用新型操作簡便,能避免誤操作,所生產(chǎn)的飲用堿性離子水的水質(zhì)更清醇、口感更好,是一種使用方便、工作可靠、壽命長、性能良好的生產(chǎn)型全自動離子水發(fā)生器和理想的家用離子水發(fā)生器。
文檔編號C02F1/48GK2448830SQ0024136
公開日2001年9月19日 申請日期2000年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月23日
發(fā)明者艾顯學(xué), 鄧先基, 唐明強(qiáng) 申請人:艾顯學(xué), 鄧先基, 唐明強(qiáng)