专利名称：感应式定时灭菌饮水机及其灭菌方法
技术领域：
本发明是感应式定时灭菌饮水机及其灭菌方法，属安全饮用水技术领域。
随着城市化、工业化的快速发展，大量的工业“三废”、城市污水和垃圾、农村广泛使用的化肥和农药都以不同的方式排入江、河、湖、海、渗透到地下，水源环境污染日趋严重，尤其是有机物污染日益加剧，饮用水源被污染已是世界性问题，由环境污染造成的水质性缺水问题越来越突出，人们渴望能饮用到有保障的、高质量的放心水。于是，纯净水应运而生，尽管纯净水的价格(按每瓶水10元计算)超过自来水价格的670倍，但直饮水机和瓶装饮用水还是走进了千家万户，并造就了一个新的产业。现在市场上销售的直饮水机种类很多，有立式和台式的，其颜色和大小也五花八门。但是，根据功能基本可将饮水机分为热、温型和热、冰型两种。在炎热的夏天，很多人都喜欢打开饮水机的水龙头，接一杯纯净水直接饮用。由于饮水机放出水后会产生负压，必须吸进空气才能达到平衡，在吸进空气的过程中必然会带入大量细菌，对瓶内的水产生污染。现在市场上销售的饮水机绝大部分没有考虑饮水机吸进空气后带入大量细菌产生新的污染问题，有的饮水机虽然考虑了微生物污染问题，但采用的方法仅局限于控制饮水机外部的细菌生长，起着阻止细菌进入饮水机的作用。例如采用抑菌材料生产的抑菌型饮水机，是将抗菌添加剂加入到ABS和硅橡胶等原料中，注塑成型后的饮水机塑料部件，如聪明座、水斗、输水管、水龙头、和硅橡胶部件，通过缓解效应抑制细菌的滋生和繁殖。此种方法是使暴露于外表的部件，有抑制细菌滋生和繁殖的作用，阻止细菌进入饮水机系统。该类型的饮水机经过检测部门对抑制效果的检测，其抑制细菌生长作用的抑制率2个小时仅大于50％，这说明仍约有50％的细菌会繁殖并污染水质，而瓶内的水通过饮水机流到水杯中一般不过几秒钟，该方法对瓶内水中的细菌所起的抑制作用很小或基本不起作用。
本发明的目的就是为了克服和解决现有纯净水饮水机放出水后产生负压，必须吸进空气才能达到平衡，在吸进空气的过程中必然会带入大量细菌产生新的污染，使饮纯净水仍不放心，仍无安全保障的缺点和问题，研究发明一种带有过滤膜并经杀菌的专用进气管道进气，不再会进入细菌产生新的污染，放出水时能再进一步灭菌，灭菌时间短、效果好、饮用水安全可靠，真正是放心的感应式定时灭菌饮水机及其灭菌方法。
本发明是通过下述技术方案来实现的感应式定时灭菌饮水机的结构示意图如
图1所示，其紫外线灭菌器的结构示意图如图2所示，其控制电路的电路原理图如图3所示。它由聪明座1、聪明柱2、单项阀3、红外感应器4、热水指示灯5、冰水指示灯6、热水水龙头7、冷水水龙头8、控制电路板9、连接管10、加热容器11、冰水容器12、进气管13、过滤膜14、紫外线灭菌器15共同连接构成，其相互连接关系为聪明座1放置于饮水机壳体的顶部，聪明柱2上端与水瓶口套接，其下端通过其内螺纹及紫外线灭菌器上端外螺纹旋接，其中间部位通过螺纹与单向阀相连通连接，红外传感器(PIR)4装置于饮水机壳体上部并通过导线与控制电路板9上相应点相连接，热水指示灯5、冰水指示灯6装置于饮水机壳体右上部并分别通过导线与电路控制板上的相应点相连接，热水水龙头7、冰水水龙头8装置于饮水机壳体中部并分别通过接管与加热容器11、冰冻水容器12相连通，加热水容器11、冰冻水容器12分别通过连接管10分别与紫外线灭菌器相连通连接，进气管13一端通过单向阀3与聪明柱相连通，其另一端通过螺纹与过滤膜14相连接；其中紫外线灭菌器15由不锈钢容器16、石英管17、紫外线发射器(Lamp)18、密封橡胶圈19、不锈钢容器盖20、电源线21共同连接构成，其相互连接关系为紫外线发射器18通过电源线21与控制电路板9上相应点相连接，紫外线发射器18与石英管密封套接，不锈钢容器盖20通过其内螺纹及密封橡胶圈19与不锈钢容器16成密封旋接构成紫外线灭菌器。本实用新型的简单工作作用原理瓶装纯净水通过聪明座、聪明柱和饮水机内连接管道连通，纯净水通过聪明柱进入饮水机，在聪明柱中间装一单项阀，形状如同水管中的三通，用软管连接，另一端装一过滤膜，单项阀的作用是，当纯净水进入饮水机内的加热容器、冰水容器时单向阀门被打开，空气进入；加热容器、冰水容器充满时，单向阀关闭，以防止水倒流。聪明柱下端通过螺纹与连接紫外线灭菌容器的连接管螺纹旋接，紫外线灭菌容器通过不锈钢水管或其它无毒、耐热管道分别与加热容器、冰水容器(热、温型饮水机是常温水管)连通，加热容器、冰水容器用不锈钢水管分别与热、冷水龙头连通，饮用水时人距饮水机1～3米远，红外感应器(红外感应器装在饮水机正面上部，两个水龙头之间)就产生感应，启动定时紫外线灭菌器，开始灭菌，打开水龙头，水流动的吸力打开单向阀，水和空气进入紫外线灭菌容器，细菌距紫外线发生器10厘米，只要三秒钟就可杀死，距离越近杀菌效果越好。空气灭菌后进入纯净水瓶，灭菌后的水补充加热容器、冰水容器(常温水管)。加热容器、冰水容器(常温水管)分别与热、冷水龙头连接。紫外线灭菌器定时灭菌时间采用3～10分钟，这样可以保证灭菌效果；本发明的控制电路的工作原理如下开机后，当有移动的人体通过传感器时，人体的热红外辐射线被传感器感知，并输出一个很弱的交流信号，该信号经BG1放大后，再由IC1进一步放大。电路中C2、C4起低通滤波作用。信号经过两级放大后，再送到由IC2组成的电压比较放大器进行比较放大。当传感器有信号输出时，IC1的输出信号使IC2的第6脚输出高电位，BG2导通，定时开关IC3的第3脚输出高电平，双向可控硅被触发导通，紫外灯Lamp亮，灯的燃亮时间t由冲放电电路中的RT、CT决定。若取RT＝2MΩ，CT＝220μF，延时时间大约为7分钟左右。在静态时，调节电位器RP1使IC2第6脚输出低电位，BG2截止，IC3输出低电位，双向可控硅截止，紫外灯Lamp不亮。
感应式定时灭菌方法是改变现有饮水机内部结构，将现有饮水机的水气交换过程中的分散进气模式改为专用带过滤膜的进气通道，使瓶装纯净水流经聪明柱2流到紫外线灭菌容器，再经不锈钢水管分别流通到加热容器11和冰水容器12，最后经不锈钢水管分别流通到热水水龙头、冷水水龙头，当饮用水时，人距离本感应式定时灭菌饮用水机1～3米远时，装在本饮水机正面上部的红外感应器4就感应启动控制电路板9上的IC3构成的定时开关，使紫外线灭菌器15工作，通过紫外线发射器(Lamp)18发射强紫外线对进入紫外线灭菌容器的水和空气进行灭菌，当饮水机打开热、冷水水龙头时，水流动的吸力打开单项阀，水及通过过滤膜14进入的补充空气进入紫外线灭菌容器(补充空气和水中的细菌距紫外线发射器仅几厘米，只需要3秒钟就可杀死)，灭菌后的补充空气进入纯净水瓶，灭菌后的水补充到加热容器，冷水容器，加热容器、冰水容器分别直接与热、冷水龙头连通，使被饮用的热水、冰水无细菌感染，本饮用水机的紫外线灭菌器定时3～10分钟进行定时灭菌，更保证了被饮用的纯净水水高度安全可靠，真真正正的放心水。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果(1)本发明完全克服和解决了现有饮用水机在使用过程中会带进大量细菌产生新的严重污染，使得解渴的“纯净水”仍不安全可靠、仍不放心的缺点和问题，用本发明的感应式定时灭菌饮水机不再存在细菌污染、解渴的纯净水真正安全可靠、真真正正是放心水；(2)本发明的杀菌时间短，只需3～10秒钟；(3)本发明的杀菌效果好，经微生物检测，细菌为零。
下面对说明书附图进一步说明如下图1是感应式定时灭菌饮水机的结构示意图；图2是其紫外线灭菌器的结构示意图；图3是控制电路的电路原理图。
本发明的实施方式可为如下(1)按图3所示设计、绘制控制电路印刷电路板9，然后筛选元器件进行安装连接，例如，IC1、IC2可选BC549C型运算放大器；IC3可选555型；安装连接后，便可通电简单调试而成；(2)按图2所示，设计、加工、制造紫外线灭菌器，例如可用不锈钢材用冲压方法加工制造或用不锈钢管、用机加工和焊接方法加工制造不锈钢容器16、不锈钢容器盖20；石英管17可用石英管材采用上述同样方法加工石英管17；密封橡胶圈19可从市场选购合规格的标准件，紫外线发射器18可选用S-012RL型；然后，按上面说明书所述的连接关系进行安装连接，便可制成紫外线灭菌器15；(3)按图1所示设计、加工、制造本感应式定时灭菌饮水机，可以采用生产现有饮水机的材料和加工方法进行设计、加工、购置各部件，但必须注意所选的材料必须符合GB-17324-1998瓶装饮水用纯净水卫生标准；对购置的部件可参照下面所述来选购例如单向阀3可选用1/4寸软管式单项阀；红外传感器(PIR)4可选用TA2型；进气管13可选PVC进气管；过滤膜14可选SCA活性炭过滤膜；然后按上面说明书所述的连接关系进行安装连接，便能制成本感应式定时灭菌饮水机；或者直接购置一台现有的CCD-200LD-X型饮水机，再按上面说明书所述选购单向阀、红外传感器、定时开关、PVC进水管、过滤膜等部件以及上述所设计、加工、制造的紫外线灭菌器15后，可按上面说明书所述的连接关系对所购的现有饮水机进行改装，也同样能实施本实用新型。发明人经过较长时间的研究，并已按照上面所述的实施方式把CCD-200LD-X型饮水机改装为本发明的感应式定时灭菌饮水机。发明人并把现有的直饮水机与改进后的感应式定时灭菌饮水机进行了灭菌比较，发明人用连续采样的方法将灭过菌的瓶装新鲜纯净水，安放在现有的直饮水机上(饮水机是灭菌处理过的)，立即做连续采样测试试验，每次采样600mL，经检测第一次采样其菌落总数小于5fu./mL，第二次采样其菌落总数在10-20cfu./mL之间，第五次采样其菌落总数则大于300cfu./mL，远远超出国家规定的瓶装饮用纯净水卫生标准菌落总数控制指标。如果菌落总数超过控制指标数量比较小，不会对人身体造成危害，超过控制指标数量很大，就会造成对人身体的危害，后果不堪设想。发明人再用本发明的感应式定时灭菌饮水机采用经紫外线灭菌处理的纯净水样品1mL接种，琼脂培养基，在培养箱生长48小时，温度36℃，经检测，细菌为零，达到了预期的灭菌效果。
权利要求
1.一种感应式定时灭菌饮水机，其特征在于它由聪明座(1)、聪明柱(2)、单项阀(3)、红外感应器(4)、热水指示灯(5)、冰水指示灯(6)、热水水龙头(7)、冷水水龙头(8)、控制电路板(9)、连接管(10)、加热容器(11)、冰水容器(12)、进气管(13)、过滤膜(14)、紫外线灭菌器(15)共同连接构成，其相互连接关系为聪明座(1)放置于饮水机壳体的顶部，聪明柱(2)上端与水瓶口套接，其下端通过其内螺纹及紫外线灭菌器上端外螺纹旋接，其中间部位通过螺纹与单向阀相连通连接，红外传感器(4)装置于饮水机壳体上部并通过导线与控制电路板(9)上相应点相连接，热水指示灯(5)、冰水指示灯(6)装置于饮水机壳体右上部并分别通过导线与电路控制板上的相应点相连接，热水水龙头(7)、冰水水龙头(8)装置于饮水机壳体中部并分别通过接管与加热容器(11)、冰冻水容器(12)相连通，加热水容器(11)、冰冻水容器(12)分别通过连接管(10)分别与紫外线灭菌器相连通连接，进气管(13)一端通过单向阀(3)与聪明柱相连通，其另一端通过螺纹与过滤膜(14)相连接。
2.按权利要求1所述的一种感应式定时灭菌饮水机，其特征在于所述的紫外线灭菌器(15)由不锈钢容器(16)、石英管(17)、紫外线发射器(18)、密封橡胶圈(19)、不锈钢容器盖(20)、电源线(21)共同连接构成，其相互连接关系为紫外线发射器(18)通过电源线(21)与控制电路板(9)上相应点相连接，紫外线发射器(18)与石英管密封套接，不锈钢容器盖(20)通过其内螺纹及密封橡胶圈(19)与不锈钢容器(16)成密封旋接构成紫外线灭菌器。
3.一种感应式定时灭菌方法，其特征在于它是改变现有饮水机内部结构，将现有饮水机的水气交换过程中的分散进气模式改为专用带过滤膜的进气通道，使瓶装纯净水流经聪明柱(2)流到紫外线灭菌容器，再经不锈钢水管分别流通到加热容器(11)和冰水容器(12)，最后经不锈钢水管分别流通到热水水龙头、冷水水龙头，当饮用水时，人距离本感应式定时灭菌饮用水机1～3米远时，装在本饮水机正面上部的红外感应器(4)就感应启动控制电路板(9)上的IC3构成的定时开关，使紫外线灭菌器(15)工作，通过紫外线发射器(18)发射强紫外线对进入紫外线灭菌容器的水和空气进行灭菌，当饮水机打开热、冷水水龙头时，水流动的吸力打开单项阀，水及通过过滤膜(14)进入的补充空气进入紫外线灭菌容器，灭菌后的补充空气进入纯净水瓶，灭菌后的水补充到加热容器，冷水容器，加热容器、冰水容器分别直接与热、冷水龙头连通，使被饮用的热水、冰水无细菌感染，本饮用水机的紫外线灭菌器定时3～10分钟进行定时灭菌，更保证了被饮用的纯净水水高度安全可靠，真真正正的放心水。
全文摘要
本发明是感应式定时灭菌饮水机及其灭菌方法,它由聪明座、聪明柱、单项阀、红外感应器、指示灯、水龙头、控制电路板、加热容器、冰水容器、进气管、过滤膜,紫外线灭菌器共同通过连接管及导线连接(连通)构成;其灭菌方法是改变现有饮水机内部结构后将现用饮水机的分散进气模式的水气交换变为专用带过滤膜的进气通道,饮用水时,人距饮水机3米内,感应器启动紫外线灭菌器工作对水和空气进行灭菌。本发明使纯净水在饮水机内不再带菌、不再污染、能真正安全可靠饮到放心水,本发明杀菌时间短、效果好、细菌为零。
文档编号A61L2/10GK1281674SQ0011733
公开日2001年1月31日 申请日期2000年8月18日 优先权日2000年8月18日
发明者刘光汉, 肖贤明, 傅家谟, 盛国英, 张文兵 申请人:中国科学院广州地球化学研究所