CN111704179B - 一种增压装置以及净水组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增压装置以及净水组件，该增压装置包括壳体、毛细通道组和蒸汽入口，其中壳体的内部中空形成流道，该壳体上设有与流道相连通的进液通道和出液通道，上述的毛细通道组设于流道内且沿液体流动方向延伸布置，而蒸汽入口至少有一个，其设于壳体的进液通道上并与流道相连通。本发明的优点在于：通过向待增压液体中输入蒸汽，使得液体裹挟着蒸汽同步进入到毛细通道组中，蒸汽的存在可以使得流动中的液体其液面前后端形成压力差，进而形成供液体流动的推动力，当推动力克服液体与毛细通道组之间的粘性摩擦力时，即可完成增压，这种增压方式结构简单，无需外接水泵，避免了增压时产生的噪音。

Description

一种增压装置以及净水组件

技术领域

本发明涉及净水机增压领域，尤其涉及一种增压装置以及净水组件。

背景技术

日常饮用自来水经过了多种清洁、杀菌消毒手段，经出厂水质检测能够达到国家卫生标准，但入户前需要经管道和二次加压的水箱，管道和二次加压水箱中的铁锈等诸多原因会对水质造成二次污染。净水机是一种通过多级过滤的方式将水中的杂质以及微生物过滤掉的装置，随着人们生活水平的提高，净水机已经逐步进入千家万户。

安装家用净水机时需要测量进水压力的大小，若进水压力太大(＞0.3MPa)，则需要先安装减压阀，才能保证净水机正常工作；反之若进水压力太小(＜0.1MPa)，则需要在净水机上使用增压泵进行增压。使用增压泵可以为过滤部件正常工作创造一个稳定的环境，进而保证净水流量，但是使用增压泵具有噪声大的问题，常常需要花费较大的成本去降低噪声，例如专利号为CN201920653816.2的中国发明专利《一种增压泵减震降噪结构》该结构中，增压泵安装在增压泵上支架及增压泵下支架中，增压泵上支架与增压泵下支架两者配合将增压泵卡住，螺柱上套有橡胶垫片，从增压泵上支架上方穿入，弹簧从增压泵下支架下方套在螺柱上，防松螺母上套有上螺母垫片，从增压泵下支架下方与螺柱配合，利用弹簧的弹性缓冲作用，减少增压泵振动导致与增压泵接触部件的共振，达到减震降噪的作用。

虽然市面上类似的减震降噪结构能够降低增压泵的噪音(最低分贝可达40dB)，但是增压泵设于橱柜中容易引起橱柜或水管振动，最终用户实际感受到的噪音仍然较高，用户体验感较差，此外，为了保证足够的净水流量，需要更大体积的增压泵，而大体积的增压泵通常采用外置的方式，大大占用了橱柜体积，减少了厨下可用空间。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种无噪音的增压装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种使用上述增压装置的净水组件。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：该增压装置，包括

壳体，内部中空形成流道，该壳体上设有与所述流道相连通的进液通道和出液通道；

还包括有：

毛细通道组，设于流道内且沿液体流动方向延伸布置；以及

至少一个蒸汽入口，设于所述壳体的进液通道上，且与所述流道相连通。

为了确保蒸汽和待增压的液体在进入毛细通道组之前充分混合，所述进液通道包括连接在壳体上的进液管以及布置在所述流道上游的第一混合腔，所述进液管通过第一混合腔与所述流道相连通，所述蒸汽入口开设在壳体与第一混合腔相对应处的外壁上。

为了确保增压能够实现，所述壳体内设有沿液体流动方向延伸布置的连接体，所述壳体的内壁至少局部形成所述连接体的外周壁，所述毛细通道组设置在该连接体上且该毛细通道组的布置方向与所述连接体的延伸方向相一致；这样连接体的设置，使得壳体与连接体之间没有间隙，液体只能裹挟着蒸汽从毛细通道组经过，确保增压成功。

为了进一步确保增压的效率，所述毛细通道组包括有多个在连接体上间隔布置且相互独立的毛细通道，所述毛细通道的数量为83～345个。

较好地，所述毛细通道的直径为1mm，相邻两个毛细通道的间隔为1.2mm，这样毛细通道的设置，可以确保毛细通道间尽可能的减小间隔，确保整个毛细通道组具有最小的体积，能够节省空间。

为了确保进入到第一混合腔的液体不会回流，所述进液管的出口端设有仅供液体自出液管流通至第一混合腔的单向阀，单向阀的设置，可以确保液体在遇到连接体的阻力之后，不会回流，进而使待增压的液体在惯性和蒸汽冲击力的作用下，共同经过毛细通道组，实现增压。

为了确保增压后的液体顺利排出，所述出液通道包括出液管以及布置在所述流道下游的第二混合腔，所述流道通过第二混合腔与所述出液管相连通。

为了进一步解决上述第二个技术问题，本发明所采用的技术方案为：该使用上述增压装置的净水组件包括第一阀芯、第二阀芯、增压装置和蒸汽发生器，所述增压装置的进液通道以及蒸汽发生器的进水口均与所述第一阀芯的出水口相连接，且所述蒸汽发生器的蒸汽输出端连接所述增压装置的蒸汽入口，所述增压装置的出液通道连接所述第二阀芯的进水口。

为了确保蒸汽的供给，优选地，所述蒸汽发生器包括外壳、液位传感器、温度传感器和加热件，所述温度传感器、液位传感器和加热件均设于外壳内且自上而下依次布置。

为了确保能够根据水流量，适时调节蒸汽进量以调整增压幅度，所述第一阀芯与所述蒸汽发生器之间还设有电磁阀。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该增压装置包括壳体、毛细通道组和蒸汽入口，其中壳体的内部中空形成流道，该壳体上设有与流道相连通的进液通道和出液通道，上述的毛细通道组设于流道内且沿液体流动方向延伸布置，而蒸汽入口至少有一个，其设于壳体的进液通道上并与流道相连通，通过向待增压液体中输入蒸汽，使得液体裹挟着蒸汽同步进入到毛细通道组中，蒸汽的存在可以使得流动中的液体其液面前后端形成压力差，进而形成供液体流动的推动力，当推动力克服液体与毛细通道组之间的粘性摩擦力时，即可完成增压，这种增压方式结构简单，无需外接水泵，避免了增压时产生的噪音。

附图说明

图1为本发明实施例中净水组件与增压装置的配合示意图；

图2为本发明实施例中蒸汽发生器与增压装置的配合示意图；

图3为本发明实施例中增压装置的整体结构示意图；

图4为本发明实施例中毛细通道组的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图4所示，为本发明的一个优选实施例，在本实施例中，该增压装置包括壳体1、毛细通道组2和至少一个蒸汽入口1b，其中壳体1内部中空形成流道1a，该壳体1上设有与流道1a相连通的进液通道11和出液通道12，上述壳体1的进液通道11上设有至少一个与流道1a相连通的蒸汽入口1b，进液通道11具体包括连接在壳体1上的进液管111以及布置在流道1a上游的第一混合腔112，蒸汽可以通入进液管111或者第一混合腔112中的任意一个，只要确保在待增压液体进入毛细通道组2之前与蒸汽充分混合即可，在本实施例中，上述的蒸汽入口1b开设在壳体1与第一混合腔112相对应处的外壁上，蒸汽与待增压液体同时进入第一混合腔112，可以确保汽液混合的更加充分均匀；且进液管111通过第一混合腔112与流道1a相连通，且在进液管111的出口端设有仅供液体自出液管121流通至第一混合腔112的单向阀3，且上述的出液通道12包括出液管121以及布置在流道1a下游的第二混合腔122，流道1a通过第二混合腔122与出液管121相连通。

在本实施例中，上述的毛细通道组2设于流道1a内且沿液体流动方向延伸布置，具体而言，上述的壳体1内设有沿液体流动方向延伸布置的连接体13，壳体1的内壁至少局部形成连接体13的外周壁，毛细通道组2设置在该连接体13上且该毛细通道组2的布置方向与连接体13的延伸方向相一致，上述的毛细通道组2包括有多个在连接体13上间隔布置且相互独立的毛细通道21。

利用蒸汽与毛细通道组2的毛细通道21实现增压的原理为：当毛细通道21里有液体，且蒸汽入口1b充满蒸汽时，蒸汽和液体之间的边界会存在沿着蒸汽和液体接触边界作用的表面张力，液体之间存在压力，而表面张力会影响液体中的压力，蒸汽之间也存在压力，蒸汽和液体之间的压力差成为毛细通道21压力。降低表面张力会降低毛细通道21压力，进而使液体压力增加。所以，降低液体一端的表面张力时，该端的毛细管压力降低，液体与蒸汽边界的液体压力升高，又因为同一液体的液体压力总值是不变的，那就会造成另外一端的液体压力降低，使得液体两端一端液体压力大、一端液体压力小，即液体两端之间产生压力差，这个压力差就会推动液体往低液体压力的方向移动到另外一端，最终实现液体在毛细通道21中移动。但是因为毛细通道21壁和液体之间有粘性摩擦，该摩擦会阻碍液体运动，且增加液体的速度会增加粘性摩擦力，当压力和摩擦力相等的时候，就可以实现液体以恒定的速度运动。

在本实施例中，增压装置多用于净水机中，以市面上常见的净水机为例，其净水流量为0.6-2.5L/min。

公式(1)为该原理的通用计算公式：

其中V——毛细管中液体的速度，m/s；

R——毛细管半径，m；

θ——液体润湿角，rad；

η——液体的动态粘度，pa·s(帕斯卡秒)；

grad——液体表面张力梯度，N/m²(牛顿/平方米)；

在不同温度下，水的表面张力值如下表所示：

表1不同温度下纯水表面张力

T/℃	表面张力
		20	72.88
25	72.14
		30	71.4
40	69.92
		50	68.45
60	66.97
		70	65.49
80	64.01
		90	62.54
100	61.06

已知水的动态粘度为1х10^-3pa·s，温度20℃时PE管的水润湿角为84°，由公式1计算可以得出：

则一根毛细管的流量为：

Q＝vπr²＝0.154*3.14*0.0005²＝7.26×10^-3L/min；

因此，当流量为0.6L/min(即Q_n＝0.6)时：

n＝Q_n÷Q＝0.6÷(7.26×10^-3)≈82.6＝83；

同理，当流量为2.5L/min(即Q_n＝2.5)时：

n＝Q_n÷Q＝2.5÷(7.26×10^-3)≈344.3＝345。

按照毛细通道21的直径为1mm，相邻两个毛细通道21间隔为1.2mm且毛细通道组2壁厚3mm来测算，则可得到达到0.6L/min的流量时，整个毛细通道组2直径为13mm，得到达到2.5L/min的流量时，整个毛细通道组2直径为21mm。

由上述内容可知，当净水流量为0.6L/min时，调整蒸汽温度到100℃，其毛细通道21的数量为83个，对应毛细通道组的直径为13mm；当净水流量为2.5L/min时，调整蒸汽温度到100℃，其毛细通道21的数量为345个，即当净水流量在0.6-2.5L/min范围内时，毛细通道组2上毛细通道21的数量为83～345个。

此外该使用上述增压装置的净水组件包括第一阀芯4、第二阀芯5、增压装置和蒸汽发生器6，增压装置的进液通道11以及蒸汽发生器6的进水口均与第一阀芯4的出水口相连接，且蒸汽发生器6的蒸汽输出端连接增压装置的蒸汽入口1b，增压装置的出液通道12连接第二阀芯5的进水口，在第一阀芯4与蒸汽发生器6之间还设有电磁阀7，本实施例中的蒸汽发生器6包括外壳61、温度传感器62、液位传感器63和加热件64，温度传感器62、液位传感器63和加热件64均设于外壳61内且自上而下依次布置。

Claims (10)

1.一种增压装置，包括

壳体(1)，内部中空形成流道(1a)，该壳体(1)上设有与所述流道(1a)相连通的进液通道(11)和出液通道(12)；

其特征在于，还包括有：

毛细通道组(2)，设于流道(1a)内且沿液体流动方向延伸布置，该毛细通道组(2)包括有多个毛细通道(21)；以及

至少一个蒸汽入口(1b)，设于所述壳体(1)的进液通道(11)上，且与所述流道(1a)相连通。

2.根据权利要求1所述的增压装置，其特征在于：所述进液通道(11)包括连接在壳体(1)上的进液管(111)以及布置在所述流道(1a)上游的第一混合腔(112)，所述进液管(111)通过第一混合腔(112)与所述流道(1a)相连通，所述蒸汽入口(1b)开设在壳体(1)与第一混合腔(112)相对应处的外壁上。

3.根据权利要求2所述的增压装置，其特征在于：所述壳体(1)内设有沿液体流动方向延伸布置的连接体(13)，所述壳体(1)的内壁至少局部形成所述连接体(13)的外周壁，所述毛细通道组(2)设置在该连接体(13)上且该毛细通道组(2)的布置方向与所述连接体(13)的延伸方向相一致。

4.根据权利要求3所述的增压装置，其特征在于：所述毛细通道(21)开设在所述连接体(13)上，各所述毛细通道(21)相互独立且间隔布置，所述毛细通道(21)的数量为83～345个。

5.根据权利要求4所述的增压装置，其特征在于：所述毛细通道(21)的直径为1mm，相邻两个毛细通道(21)的间隔为1.2mm。

6.根据权利要求2所述的增压装置，其特征在于：所述进液管(111)的出口端设有仅供液体自出液管(121)流通至第一混合腔(112)的单向阀(3)。

7.根据权利要求1所述的增压装置，其特征在于：所述出液通道(12)包括出液管(121)以及布置在所述流道(1a)下游的第二混合腔(122)，所述流道(1a)通过第二混合腔(122)与所述出液管(121)相连通。

8.一种使用如权利要求1～7中任一权利要求所述增压装置的净水组件，其特征在于：包括第一阀芯(4)、第二阀芯(5)、增压装置和蒸汽发生器(6)，所述增压装置的进液通道(11)以及蒸汽发生器(6)的进水口均与所述第一阀芯(4)的出水口相连接，且所述蒸汽发生器(6)的蒸汽输出端连接所述增压装置的蒸汽入口(1b)，所述增压装置的出液通道(12)连接所述第二阀芯(5)的进水口。

9.根据权利要求8所述的净水组件，其特征在于：所述蒸汽发生器(6)包括外壳(61)、温度传感器(62)、液位传感器(63)和加热件(64)，所述温度传感器(62)、液位传感器(63)和加热件(64)均设于外壳(61)内且自上而下依次布置。

10.根据权利要求8所述的净水组件，其特征在于：所述第一阀芯(4)与所述蒸汽发生器(6)之间还设有电磁阀(7)。

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