洗衣机用软化器的再生装置的制作方法

专利名称：洗衣机用软化器的再生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及洗涤水处理装置，特别是洗衣机用软化器的再生装置。
背景技术：
由于各地自来水的取水方式和处理方式不同，所供给的自来水不同程度 地含有作为硬度成分的钙离子及镁离子的2价阳离子，这些离子与洗衣机洗 涤液中的表面活性剂反应，产生不溶于水的金属皂碱，导致洗涤液中表面活 性剂的实际浓度减小，洗净力变低。此外，生成的金属皂碱在漂洗不充分时 会在衣物上留下白斑，也是发黄及产生异味的原因；再者，在附着于洗涤桶 外壁并堆积起来的情况下，会有霉菌等繁殖。这些不利的影响在使用肥皂作为洗涤剂使用的场合尤为显著，在水的硬 度高的地区，不大适合于使用肥皂。 一般的洗衣粉中含有螯合硬度成分的配 方如磷酸盐等，但其随洗涤液排放后，容易使得当地水体高营养化，破坏生 态环境。也是由于排放污染的原因， 一般洗衣粉中面螯合剂的配方按照各地 区的平均水平添加，所以一般洗衣粉在遇到硬度高的水质时，也不能完全螯 合水中的硬度成份。所以在硬水地区把水软化处理后用于洗涤显得比较重要。公开号CN1201094A的洗衣机配置了硬自来水软化的装置， 一般软化器 在软化处理一定量的硬水后，都需要对离子交换树脂进行再生处理，该专利 申请的装置，洗衣机每次洗涤都需要使用者添加再生剂，很不方便。ZL01116234.1号专利提供了一种软水的供水装置，包括软化器，再生盐 盒和电磁阀。需要进软化水时，软水电磁阀打开，自来水经过树脂的离子交 换作用后通过出水口向洗衣机提供软化的水。当软化器需要再生时，再生电 磁阀打开给软化器的再生部分进水。进水量保证不至于再生器的虹吸装置起 作用， 一定时间与食盐接触后再次向再生器提供足够量的水，使盐水下流， 即使进水停止，也可以通过虹吸的方法，把再生器内的盐水排放到离子交换室内，从而实现交换树脂的自动再生。食盐盒内盛放的盐可以足够多次再生， 消费者可以不必每次再生时向软化器添加食盐。但是该方案可能含有如下问 题由于气泡、管路等原因，有可能产生虹吸排放盐水不完全的情况。 一旦 发生这种情况再生盒内会有水残留，第二次再生进溶解水时，本来希望进水 至虹吸口，由于前面水残留而超过虹吸口，进水停止后再生水很快被吸光， 食盐没有足够的时间去溶解。而使软化器的再生功能受到严重影响。甚至可 能很难恢复到设计的再生状态，而使软化器失去软化的功能。发明内容本发明要解决的问题是1. 软化器再生时再生剂用量难以控制，造成再生剂使用量严重浪费或者 投放不足；2. 再生剂难以以最佳再生效率的浓度进行投放；3. 用户添加一次再生剂可以供多次再生使用。为此提供本发明的一种洗衣机用软化器的再生装置，本装置提供了一种 新的再生装置及控制方法，具有可靠度高、自动再生的功能。为解决上述问题，本发明采用的技术方案是设有电磁进水阀、再生剂投 放器和带微处理器CPU的控制电路板，其特殊之处是所述再生剂投放器侧面 设有溢水口，底部安装有再生液开关阀，再生液开关阀出液口与软化器的再 生液入口管联；所述的微处理器中设有控制程序控制电磁进水阀向再生剂 投放器进水使再生投放器内生成饱和再生液，再把饱和再生液稀释到设定浓 度的再生液后向软化器投放。所述的控制程序可以是指电磁进水阀开启进水一时间段继而关闭一时 间段，使再生剂投放器内生成饱和再生液，电磁进水阀再开启一时间段进水 使所述饱和再生液稀释，再开启再生液开关阀向软化器投入稀释的再生液。本发明可以设有流量传感器管连于电磁进水阀的供再生出水口，流量传 感器的出水口与再生剂投放器管联；所述的控制程序是指电磁进水阀开启 进水一时间段并经流量传感器检测进水量，至进水量达到再生剂投放器内生成饱和再生液的目标水量后电磁进水阀关闭一时间段使再生剂投放器内生成 饱和再生液，电磁进水阀再开启进水一时间段并经流量传感器检测进水量， 至进水量达到所述饱和再生液稀释的目标水量，再开启再生液开关阀向软化 器投入稀释的再生液。所述控制电路板上的微处理器内还设有这种控制程序所述稀释到设定 浓度的再生剂液投放后，控制电磁进水阀向再生剂投放器输入再生液开关阀 中析出物足以溶解的水，使再生液开关阀关闭状态下具有所述析出物足以溶 解的水；该水量可以是5 50毫升。所述的析出物是指再生液投放后在再生液开关阀的隔膜处残留再生液干 燥挥发后析出物，该析出物为再生剂固形物，它夹在隔膜和阀座之间会使阀 密封不良。所述的管连是指用管段连接，特别是软管段连接。本发明所述软化器内装载有强酸性钠型阳离子交换树脂，它与水中钙和 镁离子发生如下化学反应2R-S03Na+Ca2+=(R-S03)2Ca+2Na+ 2R-S03Na+Mg2+=(R-S03)2Mg+2Na+ 自来水中的钙和镁离子被吸附于离子交换树脂，使自来水硬降低而被软化。软化器离子交换树脂处理一定量的水以后，需要对树脂进行再生。电磁 进水阀出水口经软管连接流量传感器，通过流量传感器的信号控制电磁进水 阀的供软化出水开关，以给再生剂投放器内供水生成再生剂饱和液。假设制 作10g食盐饱和溶液则需要提供28cc的水。再生剂如食盐与水充分接触一定 时间后，会生成食饱和溶液。需要投放时，可以把该饱和再生液直接投放到 软化器中，也可以通过流量传感器的控制再输入一定量，使饱和给再生液稀 释后再投放到软化器中。假设稀释到10%时，则需要再加72cc的水。再生剂 投放器上的溢水口可以防止水从投放盒上面溢出。控制电路板上的微处理器内设有通过流量传感器控制在再生剂投放器内 进水生成饱和再生液，再把该饱和再生液稀释到设定浓度的再生液后向软化器投放的程序，故本发明可以控制软化器再生时再生剂用量，并且可以以最 佳的再生效率的浓度进行投放再生剂。


图1为本发明洗衣机用软化器的再生装置系统示意图；图2为软化器结构拆析斜视图；图3为软化器剖面结构示意图；图4为再生剂投放器拆析斜视图；图5为再生剂投放器剖面结构示意图；图6为再生液开关阀结构拆析斜视图；图7为再生液开关阀剖面结构示意图；图8为电磁进水阀结构拆析斜视图；图9为电磁进水阀剖面结构示意图；图IO为流量传感器剖面结构示意图；图11为具有流量传感器时再生液生成及投放程序框图； 图12为无流量传感器时再生液生成及投放程序框图； 图13为再生液投放后进水溶解析出物程序框图； 图14为带有微处理器(CPU)的控制板电路图。图中标记为1软化器，IOI进水口， 102给水室，103排水口， 104出水 室，ll上盖，12壳体，13离子交换树脂，14壳盖，15密封浮球，152出水 口， 153再生液入口， 16密封球座，17下盖，18 0形密封圈，19 0形密封圈， 110螺栓，lllO形密封圈，112螺钉，1D排水拴，U4弹簧，115排水盖， 116螺钉，117 0形密封圈，U8 0形密封圈，130沟槽，2再生剂投放器，201 进水口， 21再生剂盛放盒，210滤布，211再生剂溶解接触部位，22再生液 容器，23再生剂，202溢水口， 3再生液开关阀，301进液口， 302出液口， 31电磁线圈，32铁芯，33活塞，34隔膜，35阔体A， 36阀体B, 37螺钉， 38弹簧，39垫片，40支架，4电磁进水阀，401供再生出水口， 402供软化 出水口， 41阀体，42隔膜，43活塞，44活塞帽，45弹簧，46线圈，47支架 A， 48支架B， 49电极套管，410导杆，411隔膜板，412螺钉，5流量传感器，501进水口， 502出水口， 51壳体，52外部支柄，53轴，54磁铁，55 螺旋桨，56内部支柄，570形圈，58盖子，59基板，510霍尔IC， 511接插 件，901软管，卯2软管，903软管，904软管，905软管，906软管，907 排水管，908软管具体实施方式
实施例一洗衣机用软化器的再生装置，具有软化器1及经软管904所连的再生液 开关阀3，再生液开关阀3安装在再生剂投放器2的下方，软化器1和流量传 感器5分别经软管902和软管901连有电磁进水阀4;再生剂投放器2由再生 液容器22及其内置的再生剂盛放盒21组成，再生液容器22—侧设有进水口 201，另一侧设有溢水口 202低位于进水口 201，电磁进水阀4的一出水口经 软管902与软化器1的进水口 101连接；软化器的出水口 152经软管905向 洗衣机输出软化水，设有带微处理器CPU的控制电路板具有控制给水的程序；软化器1具有壳体12其内套筒内装有离子交换树脂13，壳体上侧经O 形密封圈19封联有壳盖14，壳盖上侧经0形密封圈18及螺栓110封联有上 盖11，上盖内腔中设有密封浮球15和密封球座16，上盖设再生液入口 153 贯通于所述上盖内腔，上盖具有出水室104与出水口 152贯通，壳体下侧经O 形密封圈111及螺钉112封联有下盖17，下盖具有给水室102与所设的进水 口 101贯通，下盖设有排水腔其下侧经螺钉116和0形密封圈117封联有具 排水口 103的排水盖115，排水腔内装有排水拴113，其上套有弹簧114，排 水栓下侧配有O形密封圈118;再生剂投放器2的再生剂盛放盒21内盛有再生剂23，再生剂23可以是 食盐等多种盐类；再生剂投放器的再生液容器出液口联有再生液开关阀3，它 具有电磁线圈31，铁芯32，活塞33及其所套隔膜34，隔膜34安装在所设阀 体A35上，设有阀体B36通过螺钉37与阀体35A固定，所述线圈31套在阀 体B36上，所述铁芯32置于阀体B内，铁芯下设弹簧38和垫片39，设支架 40与线圈31固定在一起，阀体A设进液口 301和出液口 302;电磁进水阀4为双阀结构，包括阀体41，隔膜42，活塞43，活塞帽44，弹簧45，线圈46，支架A47，支架B48，电极套管49，导杆410，隔膜板411 和螺钉412，并具有供再生出水口 401和供软化出水口 402;流量传感器5包括壳体51，外部支柄52，轴53，磁铁54，螺旋桨55, 内部支柄56， 0形圈57，盖子58,基板59，霍尔IC510，接插件511;电磁进水阀4的供再生出水口 401与流量传感器5的壳体进水口 501通 过软管901连接，流量传感器5的出水口 502与再生剂投放器2的进水口 201 通过软管908连接，电磁进水阀4的供软化出水口 402与软化器的进水口 101 通过软管902连接； ，再生剂投放器2下方经软管卯4或者直接经螺钉联有再生液开关阀3;再 生液开关阀3的出口 302通过软管904与软化器1的再生液入口 153相连接， 再生液开关阀3的出液口 302位置应保持位于软化器1上方；软化器1的出 水口 152通过软管卯5可直接连向洗衣机的洗涤筒；再生液容器22的溢水口 202、软化器1的排水口 103和一并连于排水软管907。控制电路板包括微处理器、给电路板供电的电源模块、与外部进行通信 的通信模块、存储水流量等信息的EEPROM存储单元、以及电磁进水阀、再 生液开关阀等外部负载的驱动模块。系统进水时，在电路板的控制下，电磁进水阀4的供软化进水阀打开， 自来水依次通过电磁进水阀4的供软化出水口 402、软管902、软化器的进水 口 101，进入软化器2的给水室102，在水压作用下，排水栓113压縮弹簧114 向下移动直至O形密封圈118与排水盖子U5相接触，使排水口 103密封， 给水室102的水通过壳体12下部的过滤布进入离子交换室，离子交换室内装 载有强酸性钠型阳离子交换树脂13，由于阳离子交换树脂13对于钙和镁的离 子选择能力大于钠离子，所以在离子交换室141内水中钙和镁离子与离子交 换树脂13发生如下化学反应2R-S03Na+Ca2+=(R-S03)2Ca+2Na+ 2R-S03Na+Mg2+=(R-S03)2Mg+2Na+自来水中的钙和镁离子被吸附于离子交换树脂13，使自来水硬度降低而 被软化。为了保证洗衣机足够的进水速度，必须提供单位时间内足够高的进水流 量，以及即使在低水压情况下也要保持单位时间内足够的进水流量，要求软 化树脂不能产生过大的压力损耗，本发明选择将壳体12设计为扁圆型，并选 择粒径较小如100/z 400"的软化树脂，以保证流速较高情况下离子交换得以 充分进行。为了防止软化树脂被水中的杂物污染，软化器壳体下部的过滤布选择比 较高的目数，而软化器壳盖14上面的的过滤布则采用比较低的目数。自来水中的钙和镁离子被除去后，通过滤层流入软化器出水室104，密封 浮球15由比重远小于水的树脂材料制成，遇水上浮直至与密封球座16顶触 使再生液入口 153处于密封状态，出水室104内的软化水不能从再生液入口 153流出，而从出水口152流出。离子交换树脂13处理一定量的水之后，开始出现漏溢现象，即离子交换 树脂已经基本被钙和镁离子饱和吸附失去离子交换功能，这时需要对离子交 换树脂进行再生。根据离子交换树脂的种类不同，再生剂也有所不同，本发 明选用强酸型钠盐阳离子交换树脂，对应的再生剂可以是食盐，用户可以非 常方便地获取食盐作为再生剂。本再生装置可以从洗衣机获取洗涤的进水量 信息。具体来说洗衣机一次洗涤进水达到某个设定水位时，可以通过通信的 方法与本发明装置的控制电路板进行通信，告知控制电路板当前的进水总量， 控制电路板的微处理器会把获取的进水信息存储于电路板的可擦写存储单元 EEPROM中。控制电路根据进水总量判定需要软化器经再生时控制再生动作 启动。再生时，控制电路控制电磁进水阀4的供再生出水口 401打开，经过流 量传感器5向再生液容器22内供水，流量传感器向电路板反馈累计流量信息， 电路板检测到再生进水流量达到生成再生剂饱和溶液所需水量时，控制电磁 进水阀4的再生给水阀关闭。再生剂容器内的再生剂与水保持足够时间的接 触，生成再生剂饱和液。通过流量传感器的测量，可以将制作饱和溶液的水 量控制在±5%以内，比如溶解20g食盐，则向再生剂容器内投入70士3.5cc 的水，充分溶解后，由于不同温度、不同盐的种类条件下，盐不饱和浓度都是一样的，所以70cc水中所溶解的盐可以准确地控制在20g土lg。根据软化 用树脂的特性，通常再生剂浓度在10%左右效率最佳。所以投放再生液时， 需要先将饱和再生液稀释后再投放，稀释的方法是电路板控制电磁进水阀的 再生给水阀打开进水，流量传感器5向电路板反馈水流量信号，当电路板检 测到水流量达到稀释所需水量时，控制电磁进水阀的再生给水阀关闭，稀释 结束后电路板控制打开再生液开关阀3。如图11所示的再生液生成及投放程 序图，该程序为电磁进水阀打开，同时开始进水计时和流量传感器的计量。5S时间后， 判断流量是否满足15cc，如果不满足，则可以判定系统出现错误，不再进行 后面的动作。满足15cc进水条件下，再判断是否满足60cc进水量，如果不能 满足60cc进水量时，则等待直至进水量满足60cc。水量满足后，关闭电磁进 水阀。然后系统等待23min，让再生剂投放器中的水溶解至饱和。23min以后， 再次打开电磁进水阀，进水10S时间，然后判断流量计量是否大于45cc，如 果不满足，则可以判定系统出现错误，不再进行后面的动作。流量大于45cc 后， 一直等待至到达140cc，把饱和的再生液进行稀释，然后关闭电磁进水阔。 同时打开再生液开关阀，把刚才稀释好的再生液投入到软化器中。再生剂投放器2内的溶液通过再生液开关阀3进入软化器1的再生室内。用这种方法可以精确地控制溶解再生剂的投放量，同时也可以精确地控 制所有的再生液流入软化器l。再生液流入软化器1时电磁进水阀4的软化给水阀关闭，软化器1内处 于无压或者极低压状态，排水栓U3上部受到额定压力小于弹簧114的反弹 力而使排水栓113处于最上顶部位，排水栓113的O形密封圈118离开排水 盖子115，排水栓113的上部具有沟槽130使给水室102与排水室106贯通， 此状态下软化器1的排水口 103开启，软化器1内的再生液及可能有的残留 水就会随着自重向下流动。再生液向下流动，经过离子交换树脂13时，由于 再生液的浓度足够高，吸附于离子交换树脂13上的钙和镁离子就会与再生液 中的再生剂发生再生交换反应(R-S03)2Ca+2Na+=2R-S03Na+Ca2+(R-S03)2Mg+2Na+=2R-S03Na+Mg2+这样原来软化反应被树脂吸附的钙和镁离子就会被置换出来并随着溶液 下流而从排水口 103排出，从而使软化树脂得到再生。再生液从再生液容器 22排放完后再生液开关阀3关闭，结束再生过程。经过再生后的离子交换树脂13又重新获得了离子交换功能，可以再次对 自来水进行软化处理。再生剂投放器2的容积设计得比较大，可以盛放足够多例如3Kg的再生 剂，每次再生使用一部分例如30g再生剂， 一次添加例如3Kg再生剂，可以 供多次例如100次再生，这样使用者就可以减少添加再生剂的麻烦。实现方 便地添加再生剂的目标。通常情况，再生液投放后会在再生液开关阀3的隔膜处形成残留，残留 液干燥挥发后，残留液内的再生剂就会析出而形成固体颗粒，夹在隔膜和阔 座之间，从而导致密封不良。本发明则可通过上述动作避免此类现象。本发明的装置可以在一次再生液注入结束后，再打开电磁进水阀4的再 生给水阀，同时关闭再生液开关阀3，通过流量传感器5的控制，使进入再生 液容器22的水量不足以接触到再生剂23底部，再生剂23就不能被再溶解， 这些水滞留在再生液开关阀内部，这样即使再生液投放后在再生液开关阀的 隔膜处有残留液，由于有这些水的存在，残留液内所含有的再生剂就不会析 出。通常这些水量控制在5~20cc。图13表示再生液投放后进水溶解析出物程 序框图。图14表示带有微处理器CPU的控制电路板电路图(可以同主控制电路 板连接在一起)依照电路图，电路功能分为5个功能模块1.12V、 5V电源供电模块；2.控制CPU;3.电磁进水阀驱动模块；4.数据存储模块；5.通信处理模块；6.流量测试模块。1) .12V、 5V电源模块由连接线CN1-1和CNl-2， 一个安全隔离变压 器Tl和1个二极管整流桥堆DB2和1个12V三端稳压器IC6和1个5V三 端稳压器IC7外加若干电容组成。交流220V电压从连接线CN1-1和CN1-2进入电路板形成一个简单的线性稳压电源。2) .控制CPU是IC3。3) .电磁进水阀4驱动模块由IC5,继电器RY1，RY2,RY3组成。当RY1 动作时，电磁进水阀4的软化给水阀动作；当RY2动作时，电磁进水阀的再 生给水阀动作，当RY3动作时，再生剂溶液盐水开关阀动作。4) .数据存储模块是IC2。 IC2是一块可以反复擦写的EEPROM芯片。上 述IC3通过一系列指令可以把掉电后仍然需要保存的资料写入EEPROM中， 以便下次上电后继续使用。例如硬度信息等。5) .通信处理模块由PC1， R3， RQ1， CN2组成。通过连接线CN2和 主机连接。通信采用串行通行。主机通过CN2发送让PC1的1PIN和2PIN导 通的信号，IC3的6PIN通过PC1的3PIN接收到相同的指令。PC1的导通和 关断会符合一定的规律，以表示不同的命令。例如IC3接收到主机的指令 后，会通过12PIN让RQ3导通和关断，主机通过连接线CN2可以接收到IC3 的返回信息。例如正常，异常等。6) .MCU的外部中断端口接收流量传感器的方波脉冲信号，根据规定时 间内得到的脉冲数量就可以换算出流量数值。实施例二本例再生装置，区别于上例的是不设流量传感器5，如图12所示，微处 理器中的控制程序是电磁进水阀开启进水一时间段继而关闭一时间段，使 再生剂投放器内生成饱和再生液，电磁进水阀再开启一时间段进水使所述饱和再生液稀释，再开启再生液开关阀向软化器投入稀释的再生液。具体是电磁进水阀打开，同时开始进水时间计时，计时到达10S后(大约60cc水)， 电磁进水阀关闭。然后系统等等待30min时间，让再生剂投放器中的水溶解 至饱和。30min以后，再次打开电磁进水阀，进水20S时间(大约140cc水)， 把饱和的再生液进行稀释。20S以后，电磁进水阀关闭。然后打开再生液开关 阀，把刚才稀释好的再生液投入软化器中。其他与上例的相同。
权利要求
1. 洗衣机用软化器的再生装置，具有电磁进水阀(4)、再生剂投放器(2)和带微处理器CPU的控制电路板，其特征是所述再生剂投放器(2)侧面设有溢水口(202)，底部安装有再生液开关阀(3)，再生液开关阀出液口(302)与软化器的再生液入口(153)管联；所述的微处理器中设有控制程序控制电磁进水阀向再生剂投放器进水使再生投放器内生成饱和再生液，再把饱和再生液稀释到设定浓度的再生液后向软化器投放。
2、 如权利要求1所述的洗衣机用软化器的再生装置，其特征是所述的控 制程序是指电磁进水阀开启进水一时间段继而关闭一时间段，使再生剂投 放器内生成饱和再生液，电磁进水阀再开启一时间段进水使所述饱和再生液 稀释，再开启再生液开关阀向软化器投入稀释的再生液。
3、 如权利要求1所述的洗衣机用软化器的再生装置，其特征是设有流量 传感器(5)管连于电磁进水阀(4)的供再生出水口 (401),流量传感器(5) 的出水口 (502)与再生剂投放器(2)管联；所述的控制程序是指电磁进 水阀开启进水一时间段并经流量传感器检测进水量，至进水量达到再生剂投 放器内生成饱和再生液的目标水量后电磁进水阀关闭一时间段使再生剂投放 器内生成饱和再生液，电磁进水阀再开启进水一时间段并经流量传感器检测 进水量，至进水量达到所述饱和再生液稀释的目标水量，再开启再生液开关 阀向软化器投入稀释的再生液。
4、 如权利要求1、 2或3所述的洗衣机用软化器的再生装置，其特征是 所述控制电路板上的微处理器内具有这种控制程序所述稀释到设定浓度的 再生液投放后，控制电磁进水阀向再生剂投放器输入再生液开关阀中析出物 足以溶解的水，使再生液开关阀关闭状态下具有所述析出物足以溶解的水。
全文摘要
可以控制软化器再生时再生剂用量以及以最佳再生效率的浓度投放再生剂的洗衣机用软化器的再生装置，具有电磁进水阀(4)、再生剂投放器(2)和带微处理器CPU的控制电路板，所述再生剂投放器(2)侧面设有溢水口(202)，底部安装有再生液开关阀(3)，再生液开关阀出液口(302)与软化器的再生液入口(153)管联；所述的微处理器中设有控制程序控制电磁进水阀向再生剂投放器进水使再生投放器内生成饱和再生液，再把饱和再生液稀释到设定浓度的再生液后向软化器投放。本发明适配于使用硬水质的洗衣机。
文档编号C02F1/42GK101269862SQ200710067719
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月20日 优先权日2007年3月20日
发明者周银顺, 欧阳燕飞, 潘梁镳, 华 王, 褚维娟, 睿 邓 申请人:杭州神林电子有限公司