在线除水垢装置及使用该装置的蒸馏水器的制作方法

本实用新型涉及一种在线除水垢装置及使用该装置的蒸馏水器。

背景技术：

蒸馏水因其自身的特点，广泛应用于工业、医疗和科研等领域。现有技术中制备蒸馏水的方法是：将源水放置在蒸馏水器中煮沸，源水经蒸发作用产生水蒸气，冷凝回收水蒸气即可得到液态的蒸馏水。蒸馏水在生产过程中会在蒸馏水器中形成水垢，俗称“水锈”。水垢是指源水中的杂质在蒸馏水器内不断附着积累而形成的结晶体，一般呈白色或黄白色。水垢主要成分有碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁等。蒸馏水器中水垢的形成过程是：高温状态下，含有微溶于水的硫酸钙会由于水的蒸发而析出，水中的碳酸根会与钙、镁等离子相结合，生成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁，也就是水碱。随着水分的不断蒸发、浓缩，水碱含量不断增加，水碱会逐渐形成固体水垢微粒，随着固体水垢微粒的增加和长大，固体水垢颗粒逐步沉淀或附着在蒸馏水器的表面。水垢的导热能力很差，水垢过厚则会导致蒸馏水器效率降低，会导致蒸馏水器损坏，重则引起事故。

授权公告号为cn207963174u、授权公告日为2018年10月12日的中国实用新型专利公开了一种高温热泵水箱，高温热泵水箱包括水箱，水箱的外侧设有与水箱连通的出水管，出水管上依次设置有控制阀、清理器和水泵，水箱的外侧还设置有与水箱连通的回水管，其中，水泵与清理器的连接接头之间夹装有过滤网，水泵的另一端与回水管的一端相连通。该高温热泵水箱能使积沉在水箱底部的水垢经由水泵的动作流向清理器并在过滤网处被拦截最终沉降到收集盒内，能够减少水箱上附着的水垢。但是过滤掉的水垢会集中在过滤器的收集盒和过滤网处，收集盒需要取下才能清理收集的水垢，操作不便，而过滤网上粘附的水垢则很难清理，若过滤网上粘附的水垢较多，会影响水通过过滤网，导致通过清理器的水的流量小，影响过滤效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种方便清理过滤器中堆积水垢的在线除水垢装置；本实用新型的目的还在于提供一种使用上述装置的蒸馏水器，用以解决蒸馏水器难以清理过滤器中的堆积水垢的问题。

为实现上述目的，本实用新型的在线除水垢装置的技术方案是：在线除水垢装置，包括用于与容器连通供容器内含水垢的高温水流出的出水管、与出水管连接用于过滤水垢的过滤器、与过滤器连接供净化后的水回流至容器内的回水管，出水管上设置有出水控制阀，出水管或回水管上设置有水泵，回水管上设置有回水控制阀，在线除水垢装置还包括与过滤器连通的排污管，排污管上设置有排污控制阀，在线除水垢装置还包括一端与过滤器连通、另一端用于与外部水源连通以对过滤器反向清洗的反向清洁管，反向清洁管上设置有清洁控制阀，过滤器在出水控制阀和回水控制阀打开、排污控制阀和清洁控制阀关闭时对容器中含水垢的高温水进行正向过滤，过滤器在出水控制阀和回水控制阀关闭、排污控制阀和清洁控制阀打开时供反向清洁水流清理过滤器内的堆积水垢。

本实用新型的在线除水垢装置的有益效果是：在出水控制阀和回水控制阀关闭、排污控制阀和清洁控制阀打开时，外部水源中的清洁水可以反向冲洗过滤器，使过滤器中积存的水垢随清洁水一起通过排污管排至外界。对过滤器中的堆积水垢进行清理，能够保证过滤器的过滤效果，防止过滤器堵塞。通过反向冲洗的方式清理过滤器中的堆积水垢，不需要将过滤器拆下，操作简单方便，劳动强度低。

进一步的，所述过滤器具有过滤器进口和过滤器出口，所述出水管和排污管同时与过滤器进口连接，回水管和反向清洁管同时与过滤器出口连接。

其有益之处在于，出水管和排污管同时与过滤器进口连接，无需在过滤器上另外设置连接排污管的连接口，而回水管和反向清洁管同时与过滤器出口连接，这样就无需在过滤器上另外设置连接反向清洁管的连接口，过滤器上的接口比较少，结构简单，方便配置。

进一步的，在线除水垢装置还包括注水管，注水管的一端用于与温度低于含水垢水温的外部水源连通、另一端与所述出水管连通，以使容器内含水垢的高温水和外部水混合后共同进入过滤器中。

其有益之处在于，通过混合温度较低的外部水对容器内含水垢的高温水进行降温，降低温度有利于水垢颗粒聚集增大，易于滤除，并且进入过滤器的水的温度较低，不会影响过滤器的使用寿命。混入外部水在对高温水进行降温的同时还满足了容器的补水需求，并且在向容器中补水时，过滤器对新水进行了过滤，可以减少容器内的水垢的产生。

进一步的，反向清洁管的另一端与出水管连通，反向清洁管通过出水管与所述注水管连通进而实现与外部水源连通，反向清洁管和出水管之间形成有反向管连接部位，注水管和出水管之间形成有注水管连接部位，出水控制阀包括设置在容器和注水管连接部位之间的第一出水控制阀以及设置在过滤器和反向管连接部位之间的第二出水控制阀。

其有益之处在于，反向清洁管接在出水管上，并通过出水管和注水管连通，不需要另外设置与外部水源连通的管路向反向清洁管供水，使在线除水垢装置结构简单；在容器和注水管连接部位之间设置第一出水控制阀以及在过滤器和反向管连接部位之间设置第二出水控制阀，正向过滤时，第一、第二出水控制阀均打开，保证正向过滤的顺利进行，反向清洁时，第一、第二出水控制阀均关闭，保证反向清洁的顺利进行，而若只设置一个出水控制阀，例如只设置第一出水控制阀时，会有部分反向清洁水流正向通过过滤器，扰乱正常的反向清洁操作，再例如只设置第二出水控制阀时，会有部分反向清洁水流从出水管进入容器中，扰乱容器的正常操作流程，因此第一、第二出水控制阀缺一不可。

进一步的，过滤器内沿着正向过滤的方向设置有至少两种过滤物，各过滤物能够过滤的水垢粒径沿着正向过滤的方向逐渐减小。

其有益之处在于，沿着正向过滤的方向设置有至少两种过滤物并且各过滤物能够过滤的水垢粒径逐渐减小，能够按照粒径大小对水垢进行分别过滤，保证了过滤器对各种粒径的水垢的过滤效果，而且能够防止水垢堆积在一起对过滤器中水流的阻力过大，造成通过过滤器的水的流量较小，过滤效率低。

一种蒸馏水器，包括蒸发器和连接在蒸发器上的在线除水垢装置，在线除水垢装置包括用于与蒸发器连通供蒸发器内含水垢的高温水流出的出水管、与出水管连接用于过滤水垢的过滤器、与过滤器连接供净化后的水回流至蒸发器内的回水管，出水管上设置有出水控制阀，出水管或回水管上设置有水泵，回水管上设置有回水控制阀，在线除水垢装置还包括与过滤器连通的排污管，排污管上设置有排污控制阀，在线除水垢装置还包括一端与过滤器连通、另一端用于与外部水源连通以对过滤器反向清洗的反向清洁管，反向清洁管上设置有清洁控制阀，过滤器在出水控制阀和回水控制阀打开、排污控制阀和清洁控制阀关闭时对蒸发器中含水垢的高温水进行正向过滤，过滤器在出水控制阀和回水控制阀关闭、排污控制阀和清洁控制阀打开时供反向清洁水流清理过滤器内的堆积水垢。

本实用新型的蒸馏水器的有益效果是：在出水控制阀和回水控制阀关闭、排污控制阀和清洁控制阀打开时,外部水源中的清洁水可以反向冲洗过滤器，使过滤器中积存的水垢随清洁水一起通过排污管排至外界。对过滤器中的堆积水垢进行清理，能够保证过滤器的过滤效果，防止过滤器堵塞。通过反向冲洗的方式清理过滤器中的堆积水垢，不需要将过滤器拆下，操作简单方便，劳动强度低。

进一步的，所述过滤器具有过滤器进口和过滤器出口，所述出水管和排污管同时与过滤器进口连接，回水管和反向清洁管同时与过滤器出口连接。

其有益之处在于，出水管和排污管同时与过滤器进口连接，无需在过滤器上另外设置连接排污管的连接口，而回水管和反向清洁管同时与过滤器出口连接，这样就无需在过滤器上另外设置连接反向清洁管的连接口，过滤器上的接口比较少，结构简单，方便配置。

进一步的，在线除水垢装置还包括注水管，注水管的一端用于与温度低于含水垢水温的外部水源连通、另一端与所述出水管连通，以使蒸发器内含水垢的高温水和外部水混合后共同进入过滤器中。其有益之处在于，通过混合温度较低的外部水对蒸发器内含水垢的高温水进行降温，降低温度有利于水垢颗粒聚集增大，易于滤除，并且进入过滤器的水的温度较低，不会影响过滤器的使用寿命。混入外部水在对高温水进行降温的同时还满足了蒸发器的补水需求，并且在向蒸发器中补水时，过滤器对新水进行了过滤，可以减少蒸发器内的水垢的产生。

进一步的，反向清洁管的另一端与出水管连通，反向清洁管通过出水管与所述注水管连通进而实现与外部水源连通，反向清洁管和出水管之间形成有反向管连接部位，注水管和出水管之间形成有注水管连接部位，出水控制阀包括设置在蒸发器和注水管连接部位之间的第一出水控制阀以及设置在过滤器和反向管连接部位之间的第二出水控制阀。

其有益之处在于，反向清洁管接在出水管上，并通过出水管和注水管连通，不需要另外设置与外部水源连通的管路向反向清洁管供水，使在线除水垢装置结构简单；在蒸发器和注水管连接部位之间设置第一出水控制阀以及在过滤器和反向管连接部位之间设置第二出水控制阀，正向过滤时，第一、第二出水控制阀均打开，保证正向过滤的顺利进行，反向清洁时，第一、第二出水控制阀均关闭，保证反向清洁的顺利进行，而若只设置一个出水控制阀，例如只设置第一出水控制阀时，会有部分反向清洁水流正向通过过滤器，扰乱正常的反向清洁操作，再例如只设置第二出水控制阀时，会有部分反向清洁水流从出水管进入蒸发器中，扰乱蒸发器的正常操作流程，因此第一、第二出水控制阀缺一不可。

进一步的，过滤器内沿着正向过滤的方向设置有至少两种过滤物，各过滤物能够过滤的水垢粒径沿着正向过滤的方向逐渐减小。其有益之处在于，沿着正向过滤的方向设置有至少两种过滤物并且各过滤物能够过滤的水垢粒径逐渐减小，能够按照粒径大小对水垢进行分别过滤，保证了过滤器对各种粒径的水垢的过滤效果，而且能够防止水垢堆积在一起对过滤器中水流的阻力过大，造成通过过滤器的水的流量较小，过滤效率低。

附图说明

图1为本实用新型的蒸馏水器的具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的蒸馏水器的具体实施例中的过滤器的结构示意图；

图中：1、蒸发器，21、出水管，22、注水管，23、回水管，24、反向清洁管，25、排污管，26、第一三通接头，27、第二三通接头，28、第三三通接头，29、第四三通接头，31、第一出水控制阀，32、第二出水控制阀，33、注水控制阀，34、回水控制阀，35、清洁控制阀，36、排污控制阀，4、过滤器，41、壳体，42、支撑筛板，43、石英砂层，44、喷胶棉层，45、带孔盖板，46、过滤器进口，47、过滤器出口，5、水泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的蒸馏水器的具体实施例，如图1所示，蒸馏水器包括蒸发器1和连接在蒸发器1上的在线除水垢装置，在线除水垢装置包括管系、水泵5、阀门组件和过滤器4。

如图2所示，过滤器4为固定混合床结构，包括壳体41、位于壳体中部的过滤层、位于过滤层下部用于支撑过滤层的支撑筛板42和位于过滤层上方的带孔盖板45，过滤层包括下层的石英砂层43和上部的喷胶棉层44，石英砂层43的厚度为30-100cm，石英砂的粒度为0.5-1.2mm，喷胶棉层44的厚度为石英砂层43的厚度的一半。带孔盖板45用于使过滤层保持其位置，防止石英砂或喷胶棉进入管系造成管系堵塞。

管系包括出水管21、回水管23、注水管22、排污管25和反向清洁管24，出水管21的一端与蒸发器1固定连通，另一端与过滤器进口46固定连通。回水管23的一端与过滤器出口47固定连通，另一端与蒸发器1固定连通。出水管21上设置有第一三通接头26，第一三通接头26的另一个管口与注水管22的一端固定连接，注水管22的另一端与外部水源连通，外部水源中的水的温度低于蒸发器1中的水的温度，本实施例中的外部水源为自来水，注水管22直接与自来水管相连，第一三通接头26即为注水管22和出水管21之间形成的注水管连接部位。

出水管21上还设有第二三通接头27，过滤器出口47上连接有第三三通接头28，回水管23的一端与第三三通接头28连接、另一端与蒸发器1连通，反向清洁管24的一端与第二三通接头27连接、另一端与第三三通接头28连接，回水管23和反向清洁管24通过第三三通接头28同时与过滤器出口47连接，第二三通接头27即为反向清洁管24和出水管21之间形成的反向管连接部位。

过滤器进口46上连接有第四三通接头29，出水管21的末端与第四三通接头29连通，排污管25具有进水口和出水口，第四三通接头29的另一管口与排污管25的进水口固定连接，排污管25和出水管21通过第四三通接头29同时与过滤器进口46连接，排污管25的出水口与污水收集槽（图中未示出）连通。

阀门组件包括设置在出水管21上的位于蒸发器1与第一三通接头26之间的第一出水控制阀31、位于第二三通接头27与第四三通接头29之间的第二出水控制阀32，阀门组件还包括位于注水管22上的注水控制阀33、位于回水管23上的回水控制阀34、位于排污管25上的排污控制阀36和位于反向清洁管24上的清洁控制阀35。水泵5设置在出水管21上位于第二三通接头27与第一三通接头26之间的位置，水泵5可以根据使用情况，分别给管系中的正向过滤水或反向清洗水加压。

本实用新型的蒸馏水器的具体操作过程；

在线除水垢装置具有初始注水、正向过滤和反向清洗三种状态；

初始注水：在蒸馏水器刚开始使用或经过维修等工序重新开始使用时，需要对蒸发器1的内部进行注水。此时将在线除水垢装置调整为初始注水状态：阀门组件中的注水控制阀33、回水控制阀34、第二出水控制阀32均处于打开状态，阀门组件中的其他阀门处于关闭状态。水泵5处于工作状态，外部水源中的水通过注水管22、第一三通接头26与过滤器4之间的部分出水管21、过滤器4和回水管23注入到蒸发器1中，持续一段时间直至蒸发器1中的水量满足使用要求。向蒸发器1中补入新水前，通过过滤器4对新水进行过滤，可以减少蒸发器1内的水垢的产生。

正向过滤：当蒸发器1工作一段时间后，蒸发器1中的水垢含量不断增加，逐渐形成固体水垢微粒，此时将在线除水垢装置调整为正向过滤状态，使阀门组件中的注水控制阀33、回水控制阀34、第一出水控制阀31、第二出水控制阀32均处于打开状态，其余阀门处于关闭状态。水泵5处于工作状态，蒸发器1中的高温水从第一出水控制阀31流出，与从注水管22进入的低温水混合后温度降低，混合后的水沿第一三通接头26与过滤器4之间的部分出水管21进入过滤器4，混合后的水在过滤器4中自下向上流动，大颗粒的水垢被石英砂滤除，小颗粒的水垢被喷胶棉滤除，过滤后的水通过回水管23回流至蒸发器1中。通过混合温度较低的外部水对含水垢的高温水进行降温，温度降低后有利于水垢颗粒聚集增大，使水垢易于滤除，并且进入过滤器4的水的温度较低，不会影响过滤器4的使用寿命。由于注水管22和外部水源连通，因此在线除水垢装置处于正向过滤状态时，可以同时满足蒸发器1的补水需求。

反向清洗：当在线除水垢装置处于正向过滤状态2-4小时后，过滤器4中会积存一定量的水垢，水垢过多会导致水流经过滤器4时，过滤器4对水的阻力过大，增大水泵5的负担，并且过滤器4对水的阻力过大还会导致管系中水的流量变小，从而影响对蒸发器1中的水的过滤效果，此时需要将在线除水垢装置调整为反向清洗状态。具体是将回水控制阀34微开以保证蒸发器1的补水需求，使注水控制阀33、排污控制阀36、清洁控制阀35处于打开状态，阀门组件中的其余阀门均处于关闭状态，外部水源中的水通过注水管22、第一三通接头26与第二三通接头27之间的部分出水管21、反向清洁管24、第三三通接头28进入过滤器4。使过滤器4中的水垢在水流的冲刷作用下脱离过滤层，并随水流一起通过排污管25排出过滤器4，从而保证对蒸发器1中的水的过滤效果。

在其他实施例中，外部水源也可以是桶装水。

本实施例中的出水管和注水管直接通过三通接头相连，在其他实施例中，也可以设置一个混合容器，出水管和注水管分别与混合容器连通，此时含水垢的高温水和外部水先在混合容器中混合，然后再通入过滤器中。

在其他实施例中，过滤物也可以有三种，沿过滤器入口至过滤器出口的方向依次为过滤网、石英砂和喷胶棉。在其他实施例中，过滤层也可以由一种过滤物组成，例如过滤网等，优选的，过滤网有多个。

在其他实施例中，反向清洁管也可以不与出水管固连，而是直接与外部水源连接。此时第一出水控制阀和第二出水控制阀可以只保留一个，优选的，保留第一出水控制阀。

在其他实施例中，注水管不与出水管连通，而是直接与蒸发器连接，通过注水管往蒸发器中注水满足蒸发器正常工作时的补水要求。

在其他实施例中，反向清洁管与回水管也可以不同时与过滤器出口连通，而是在过滤器的出口端上上另设一个连接口连接反向清洁管并且，排污管与出水管也可以不同时与过滤器进口连通，而是在过滤器的进口端上上另设一个连接口连接排污管。

在其他实施例中，水泵也可以设置在回水管上，此时只要水泵工作，回水控制阀必须处于开启状态。

本实用新型的在线除水垢装置的具体实施例与上述蒸馏水器的具体实施例中的在线除水垢装置的结构相同，不再赘述。另外，本实用新型的在线除水垢装置不仅可以用于蒸馏水器，还可以用于其他易产生水垢的装置，例如锅炉等容器。