公布日：2024.06.14
申請日：2024.01.24
分類號：C02F1/467(2023.01)I;C02F1/461(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I;C02F103/04(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及化學(xué)電解技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明公開了一種納米離子水發(fā)生裝置，包括：反滲透純水機(jī)組、純水儲存罐、電離主反應(yīng)裝置、電離輔助反應(yīng)裝置、納離水儲存罐和水泵；反滲透純水機(jī)組與純水儲存罐相連，純水儲存罐通過水泵與電離主反應(yīng)裝置相連，電離主反應(yīng)裝置分別與電離輔助反應(yīng)裝置和納離水儲存罐相連。本發(fā)明可以快速的制備納離水，每塊電解板的電解速度大概為50L/h，并且可以以電解板并聯(lián)的方式提升制備速度，電解板的數(shù)量與制備速度成正比，電離輔助反應(yīng)裝置可以較精確的控制參與電離輔助反應(yīng)的鹽類水溶液濃度，能保證納離水的電解質(zhì)量。
權(quán)利要求書
1.一種納米離子水發(fā)生裝置，其特征在于，包括：反滲透純水機(jī)組（1）、純水儲存罐（2）、電離主反應(yīng)裝置（3）、電離輔助反應(yīng)裝置（4）、納離水儲存罐（5）和水泵（6）；所述反滲透純水機(jī)組（1）與純水儲存罐（2）相連，所述純水儲存罐（2）通過水泵（6）與電離主反應(yīng)裝置（3）相連，所述電離主反應(yīng)裝置（3）分別與電離輔助反應(yīng)裝置（4）和納離水儲存罐（5）相連；所述電離主反應(yīng)裝置（3）還包括電解板（31）、過渡水箱（32）、自吸泵（33）、加壓罐（34）、納離水濃度調(diào)節(jié)杯（35）、比例閥（36）、氫氣排出口（37）和風(fēng)扇（38）；所述電解板（31）由電解板正極（311）和電解板負(fù)極（312）組成；所述過渡水箱（32）與水泵（6）相連，過渡水箱（32）用于給電解主反應(yīng)裝置（3）中的電離板負(fù)極（312）和納離水濃度調(diào)節(jié)杯（35）提供純水；所述自吸泵（33）與過渡水箱（32）相連，自吸泵（33）和加壓罐（34）共同組成電解主反應(yīng)裝置（3）和電解輔助反應(yīng)裝置（4）的水流動的動力源；所述電離主反應(yīng)裝置（3）與自吸泵（33）相連，所述電解板正極（311）進(jìn)行低濃度水循環(huán)，所述電解板負(fù)極（312）進(jìn)行納離水的生成；所述納離水濃度調(diào)節(jié)杯（35）分別與過渡水箱（32）和電解板（31）相連，且納離水濃度調(diào)節(jié)杯（35）與過渡水箱設(shè)置有比例閥（36），用于控制納離水濃度調(diào)節(jié)杯（35）參與納離水濃度調(diào)節(jié)的目標(biāo)PH值，納離水濃度調(diào)節(jié)杯（35）用于調(diào)節(jié)電解板負(fù)極（312）所電離出的納離水的濃度；所述風(fēng)扇（38）用于將納離水濃度調(diào)節(jié)杯（35）電離產(chǎn)生的積聚氫氣（37）抽出裝置外，以免氫氣（37）大量積聚造成爆炸危險。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米離子水發(fā)生裝置，其特征在于，所述反滲透純水機(jī)組（1）還包括與其相連的自來水管（11）。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種納米離子水發(fā)生裝置，其特征在于，所述電離輔助反應(yīng)裝置（4）還包括低濃度水罐（41）、高濃度水罐（42）、攪拌器（411）、濃度檢測儀（412）、添加劑（43）、溢流管（44）、進(jìn)水管（45）和出水管（46）；所述低濃度水罐（41）和高濃度水罐（42）中各有一個攪拌器（411）和濃度檢測儀（412），攪拌器（411）攪拌水罐保證罐內(nèi)的水溶液濃度均勻，濃度檢測儀（412）實(shí)時檢測罐內(nèi)水溶液濃度，所述電解板正極（311）通過進(jìn)水管（45）和出水管（46）與低濃度水罐（41）相連，電解反應(yīng)進(jìn)行時，所述進(jìn)水管（45）和出水管（46）不斷進(jìn)行水循環(huán)，低濃度水罐（41）內(nèi)水溶液濃度逐漸降低；為了保證低濃度水罐（41）內(nèi)的水濃度，在所述低濃度水罐（41）一側(cè)又設(shè)置了高濃度水罐（42），人工能夠?qū)⒃黾铀芤簼舛鹊奶砑觿?/span>43）加入到高濃度水罐（42）中，所述自吸泵（33）將低濃度水罐（41）內(nèi)的水溶液泵入到高濃度水罐（42）中，隨之高濃度水罐（42）內(nèi)水位升高并通過溢流管（44）自動流入到低濃度水罐（41）中，以此來調(diào)節(jié)低濃度水罐（41）中的水溶液濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米離子水發(fā)生裝置，其特征在于，所述電離輔助反應(yīng)裝置（4）的低濃度水罐（41）的水溶液濃度控制在7~9mS/cm，高濃度水罐（42）的水溶液濃度控制在70~90mS/cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米離子水發(fā)生裝置，其特征在于，所述納離水儲存罐（5）還包括與其相連的取用出口（51）。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種納米離子水發(fā)生裝置的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：自來水純化進(jìn)入過渡水箱（32）；S11：自來水從自來水管（11）進(jìn)入反滲透純水機(jī)組（1）進(jìn)行凈水，并將制備好的純水保存在純水儲存罐（2）中；S12：純水從純水儲存罐（2）經(jīng)水泵（6）泵入過渡水箱（32）中；步驟2：電離主反應(yīng)裝置（3）電解納離水；S21：自吸泵（33）將過渡水箱（32）中的純水分別泵入電解板負(fù)極（312）和納離水濃度調(diào)節(jié)杯（35）中；S22：調(diào)節(jié)比例閥（36），確定所需納離水濃度；S23：電解板（31）開始工作；S24：電離后的氫氣通過風(fēng)扇（38）的抽吸作用從氫氣排出口（37）排出裝置；步驟3：電離輔助反應(yīng)裝置（4）輔助完成電離反應(yīng)；步驟4：電解后的納離水存放到納離水儲存罐（5）中，并可從取用出口（51）靈活取用；步驟2與步驟3同步進(jìn)行，步驟1~4的工作流程持續(xù)進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種納米離子水發(fā)生裝置的工作方法，其特征在于，所述電離輔助反應(yīng)裝置（4）的具體工作流程為；步驟一：攪拌器（411）工作，濃度檢測儀（412）檢測濃度，顯示器顯示讀數(shù)；步驟二：自吸泵（33）通過進(jìn)水管（45）將電解板正極（311）內(nèi)的輔助電解完畢的水溶液泵入低濃度水罐（41）中，自吸泵（33）通過出水管（46）將低濃度水罐（41）中的水溶液泵入到電解板正極（311）中，由此形成循環(huán)；步驟三：自吸泵（33）將低濃度水罐（41）中的水溶液泵入到高濃度水罐（42）中，高濃度水罐（42）達(dá)到高液位后通過溢流管自動流入低濃度水罐（41）中；步驟四：當(dāng)高濃度水罐（42）的水溶液濃度低于70mS/cm時，人工將添加劑（43）加入到高濃度水罐（42），直到高濃度水罐（42）的水溶液濃度達(dá)到90mS/cm；步驟五：當(dāng)?shù)蜐舛人蓿?/span>41）的水溶液濃度偏高時，自吸泵（33）降低自吸速度；當(dāng)?shù)蜐舛人蓿?/span>41）的水溶液濃度偏低時，自吸泵（33）增加自吸速度；直到濃度控制在8mS/cm左右時，自吸泵（33）恢復(fù)原速；步驟一至步驟五同時進(jìn)行，在不斷循環(huán)中進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米離子水發(fā)生裝置及其工作方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種納米離子水發(fā)生裝置是一種利用先進(jìn)技術(shù)將自來水轉(zhuǎn)化為納離子水的設(shè)備，它包括反滲透純水機(jī)組、純水儲存罐、電離主反應(yīng)裝置、電離輔助反應(yīng)裝置、納離水儲存罐和水泵；具體而言，反滲透純水機(jī)組通過活性炭和石英砂的過濾，將自來水轉(zhuǎn)化為純水，并經(jīng)由水泵與電離主反應(yīng)裝置相連，可以避免來自自來水中的鈣鎂等物質(zhì)對電解板造成損壞；純水儲存罐用于收集過濾后的純水，以備后續(xù)使用；電離主反應(yīng)裝置包括電解板、過渡水箱、自吸泵、加壓罐、納離水濃度調(diào)節(jié)杯、比例閥、氫氣排出口和風(fēng)扇；電解板由正極和負(fù)極組成，正極進(jìn)行低濃度水循環(huán)，負(fù)極則產(chǎn)生納離水；低濃度水中添加的鹽類添加劑影響了水電離的效率；負(fù)極將水電解為氫和氫氧根離子，其中氫氣通過排出口排出，而堿性的氫氧根離子水混合液則成為納離水，具備殺菌消毒的效果；過渡水箱與水泵相連，用于為電離主反應(yīng)裝置中的負(fù)極和納離水濃度調(diào)節(jié)杯提供純水；自吸泵和加壓罐共同提供電離主反應(yīng)裝置和電離輔助反應(yīng)裝置中水流動的動力。
納離水濃度調(diào)節(jié)杯分別與過渡水箱和電解板相連，并通過比例閥控制其參與納離水濃度調(diào)節(jié)的目標(biāo)pH值；納離水濃度調(diào)節(jié)杯用于調(diào)節(jié)負(fù)極所產(chǎn)生的納離水的濃度；風(fēng)扇用于將納離水濃度調(diào)節(jié)杯中積聚的氫氣排出設(shè)備外，防止大量氫氣積聚引發(fā)爆炸危險；納米離子水發(fā)生裝置的作用是將自來水轉(zhuǎn)化為納離子水，這種水具有更強(qiáng)的殺菌消毒能力。
具體而言，電離輔助反應(yīng)裝置是納米離子水發(fā)生裝置的一部分，它起到輔助電離主反應(yīng)裝置的作用；該裝置包括低濃度水罐、高濃度水罐、攪拌器、濃度檢測儀、添加劑、溢流管、進(jìn)水管和出水管。
低濃度水罐和高濃度水罐內(nèi)各都設(shè)有一個攪拌器和一個濃度檢測儀；攪拌器的作用是保證水罐內(nèi)的水溶液濃度均勻混合，濃度檢測儀則實(shí)時監(jiān)測水溶液的濃度變化；當(dāng)電解板正極進(jìn)行電解反應(yīng)時，通過進(jìn)水管和出水管將水循環(huán)流動從低濃度水罐進(jìn)入電解反應(yīng)裝置，這樣低濃度水罐內(nèi)的水溶液濃度會逐漸降低；為了保持低濃度水罐內(nèi)的水溶液濃度恒定，在低濃度水罐的一側(cè)設(shè)置了高濃度水罐；人工通過添加劑將增加水溶液濃度的物質(zhì)加入到高濃度水罐中；通過自吸泵，低濃度水罐內(nèi)的水溶液被泵入高濃度水罐中；隨著水溶液的進(jìn)入，高濃度水罐的水位上升，并通過溢流管自動流回低濃度水罐中，從而調(diào)節(jié)低濃度水罐內(nèi)的水溶液濃度；電離輔助反應(yīng)裝置中的低濃度水罐的水溶液濃度控制在7~9mS/cm之間，而高濃度水罐的水溶液濃度控制在70~90mS/cm之間；納離水儲存罐是用于儲存納離子水的容器，其中設(shè)有取用出口，方便用戶方便地取用所需的納離子水；這些部件共同組成了納米離子水發(fā)生裝置中的電離輔助反應(yīng)裝置，使其能夠?qū)崿F(xiàn)對納離子水濃度的精確調(diào)節(jié)和儲存。
一種納米離子水發(fā)生裝置的工作方法，包括以下步驟：步驟1：11.自來水經(jīng)過反滲透純水機(jī)組進(jìn)行凈化，并儲存于純水儲存罐中；12.水泵將純水從純水儲存罐泵入過渡水箱中。
步驟2：21.自吸泵將過渡水箱中的純水分別泵入電解板負(fù)極和納離水濃度調(diào)節(jié)杯中；22.通過調(diào)節(jié)比例閥36，確定所需的納離水濃度；23.電解板開始工作，將水電解為氫和氫氧根離子，在納離水中生成納離子水；24.電離后的氫氣通過風(fēng)扇的抽吸作用從氫氣排出口排出裝置。
步驟3：31.攪拌器開始工作，確保水罐內(nèi)水溶液濃度均勻混合；32.濃度檢測儀實(shí)時監(jiān)測低濃度水罐和高濃度水罐中水溶液的濃度。
步驟4：41.自吸泵通過進(jìn)水管將電解板正極內(nèi)的輔助電解完成的水溶液泵入低濃度水罐中；42.自吸泵通過出水管將低濃度水罐中的水溶液泵入電解板正極中，形成循環(huán)。
步驟5：51.自吸泵將低濃度水罐中的水溶液泵入高濃度水罐中，直到高濃度水罐中的水溶液達(dá)到設(shè)定的濃度；52.當(dāng)高濃度水罐的水溶液濃度低于70mS/cm時，人工向高濃度水罐中添加適量的添加劑，以提高水溶液的濃度；53.當(dāng)?shù)蜐舛人薜乃芤簼舛绕邥r，自吸泵減小自吸速度；當(dāng)?shù)蜐舛人薜乃芤簼舛绕蜁r，自吸泵增加自吸速度；直到濃度控制在8mS/cm左右時，自吸泵恢復(fù)原速。
整個工作流程是持續(xù)循環(huán)進(jìn)行的，同時進(jìn)行步驟1至步驟5的操作，在不斷循環(huán)中動態(tài)調(diào)節(jié)納離子水的濃度并存儲于納離水儲存罐中，方便用戶取用。
本發(fā)明提出的一種納米離子水發(fā)生裝置及其工作方法，有益效果在于：1.本發(fā)明可以快速的制備納離水，每塊電解板的電解速度大概為50L/h，并且可以以電解板并聯(lián)的方式提升制備速度，電解板的數(shù)量與制備速度成正比。
2.本發(fā)明的電離輔助反應(yīng)裝置可以較精確的控制參與電離輔助反應(yīng)的鹽類水溶液濃度，能保證納離水的電解質(zhì)量。
3.本發(fā)明的納米離子水發(fā)生裝置生產(chǎn)出的納離水為堿性無毒無色無味水溶液，比普通的洗滌劑環(huán)保，該水溶液中含有氫氧根離子，與細(xì)菌/病毒結(jié)合可以破壞其結(jié)構(gòu)達(dá)到殺菌消毒作用。
（發(fā)明人：蔡沈剛;呂鴻圖;倪祥;陸亞琳;楊賀;張仁杰）
