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[摘 要]针对现阶段市场上销售的两种主要净水设备存在的问题与不足，本文对这两种净水设备的相关装置进行了优化设计研究。通过对密封装置、压力传感器和控制器的设计，克服了净水设备在应用过程中所遇见的问题和不足。
[关键词]自动供水 压力传感器 密封装置
中图分类号：TU991.02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0094-01
1 前言
日常饮用的自来水经过了多种清洁、杀菌消毒手段，经过出厂水质检测能够达到国家卫生标准，再经过漫长的管道和二次加压水箱，流入千家万户。流入住户前，输水管道需要通过复杂的地形和道路，有些管道年久失修，有些水管与污水管交叉。因为水管四周的渗漏，二次加压水箱很少进行清理消毒以及水管中的铁锈等诸多原因会造成对水质的二次污染。人们在认知方面有个误区认为只要把水烧开饮用就是安全的，其实开水只是不会引起腹泻而已，烧水过程并不能除去水中那些会引起慢性疾病的杂质，可以说我们长期以来饮用的水不是十分卫生的。随着城市化进程的加快，加之工业化对环境的影响，而水质污染事件近几年频繁地发生使人们对饮用水安全度高度关注，伴随着饮水健康意识的逐渐提升，很多家庭开始使用净水设备，把净水设备作为家庭的最佳选择，也催生了净水市场的快速发展。
本文介绍了两种主要的净水设备，分别是多功能净水设备和承压式一体化净水设备，常用于家庭生活、农村和中小企业。多功能净水设备一般包括初处理器和终处理器，定量加药器及水泵。初处理器和终处理器内具有一定的压力，供水压力一般在 0.4Mpa 以下，可将浊度<2000NTU的原水，处理至浊度<1NTU。初处理器和终处理器分别具有进水口和出水口，水泵与初处理器的进水口管道连接，初处理器的出水口与终处理器的进水口管道连接。定量加药器连接在与水泵连接的管道上。多功能成套净水设备的初处理器和终处理器分别根据混凝、沉淀、过滤的净水过程工作。而承压式一体化净水设备一般广泛应用于农村、城镇和工业给水项目，可将浊度不大于60NTU 的原水直接处理，也适合游泳池水的循环处理，可作为农村及中小企业所需无离子水的前处理设备，处理后的水浊度不大于 1NTU。它的工作过程包括过滤和反冲洗二个过程，过滤前，在原水中加入混凝剂，并经过快速混合后，使原水中的杂质絮凝，由进水管进入压力滤池，布水板将具有絮凝物的水均匀分布在滤层上部，在滤层中进行过滤，滤层中的滤料一般采用无烟煤和石英砂。
2 压力传感器和控制器的设计
多功能净水设备能自动提药，自动排泥，自行反冲洗，除能自动净水外，还具有供水功能，其终处理器的出水口可与用户管网直接相连接，对其进行供水，因而有效地节省了其它净水设备在使用中所必须的反冲洗水泵，调节水池，二级水泵和配水设备等附属设施的投资。此外，该设备还可直接与高位贮水设施相连，为用户提供自动净水和供水的服务功能。但是，未见有根据供水的要求使多功能净水设备的运行实现自动控制的报道，而是需要根据供水的要求人工操作净水设备的运行，这样造成了操作上的不便，使劳动力成本上升。同时该类多功能净水设备对其初处理器和终处理器运行情况的协调性上有待于进一步改进。
针对这些问题，本文在多功能净水设备的基础上，加入了压力传感器和控制器模块，结构如图1所示。力学传感器的种类十分繁多，本文的设计中采用了目前应用最为广泛的压阻式压力传感器。它的原理是一种利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器，常用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量（如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度）的测量和控制。把压力传感器应用到净水设备中，使其可以感知到终处理器内的压力，而控制器分别与加药器、水泵以及压力传感器电连接，这样控制器可根据压力传感器的压力信号，控制加药器、水泵的工作与否，也就是控制器可根据压力传感器的压力信号，控制多功能净水设备，该设计可保证初处理器和终处理器协调运行，使多功能净水设备高效、正常运行。当供水用户的用水量大时，终处理器出水口流出的水就越多，终处理器内的压力就会减小，当终处理器内的压力减小到一定值时（一般为小于 0.25MPa），控制器会控制加药器、水泵开始工作；当终处理器水位到一定高度，终处理器内的压力就会增大，当终处理器内的压力增大到一定值时（一般为大于0.3MPa），控制器会控制加药器、水泵停止工作。因此，本文设计研究的多功能净水设备可根据供水情况实现自动控制设备运行，方便了设备操作，节约劳动力成本。
3 净水设备的密封装置
净水设备随着过滤的进行，滤层中截留的污物越来越多，为保证出水的水质和顺畅，必须对滤层进行反冲洗。但是，但随着过滤进程的连续，滤料需要更换，为此，现有的承压式一体化净水设备的壳体上设置了滤料投加孔和滤料取出孔，在滤料投加孔和滤料取出孔上设置了法兰，在法兰上固定了盖板，法兰与盖板之间设置了密封圈，其密封圈的形状为与法兰相匹配的环状，盖板与法兰的固定一般采用紧固螺栓。上述结构的承压式一体化净水设备的密封组件由于要承受 0.6-0.8MPa 的压力，其密封圈为环状的二个端面的内外侧之间都存在压差，由于密封圈的老化等原因，使密封圈不同位置的强度产生差异，导致滤池的密封不好，在水处理工艺过程中产生及夹气现象，影响了净水设备的正常工作。
针对上述情况，本文研究解决的问题是提供一种密封性相对较好的净水设备的密封组件，以减轻在水处理工艺过程中产生及夹气现象，保证净水设备的正常工作。为达到上述目的，设计采用以下技术方案 ：它包括法兰、固定在法兰上的盖板，法兰与盖板之间的密封圈为圆形，密封圈的圆形大小与法兰的端部相配合。作为这一设计改进之处在于密封圈固定在盖板的一侧；法兰口上设有拉条。该方案，由于密封圈为圆形，其密封圈只有朝法兰的一个端面受到压力，不存在环状的二个端面的内外侧之间的压差，即使密封圈的老化等原因，也能保证滤池的密封性良好，消除在水处理工艺过程中产生及夹气现象，保证净水设备的正常工作。
4 结语
我们的生产和生活离不开水，净水设备的发展应用，一方面可以使我们的生活饮用水的安全性得到保证；另一方面，我国水资源面临先天不足和后天污染的双重困境，净水设备作为一种既有效又廉价方便的净水解决方案，在水资源的循环利用上尤为重要。
参考文献
[1] 凌永发 王杰.压力传感器的选择与应用.云南民族大学学报（自然科学版），2003，12（3）.
[2] 梁轩平 王泽国.一体式净水设备在废水处理工程中的应用.给水排水，2009.
[关键词]自动供水 压力传感器 密封装置
中图分类号：TU991.02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）30-0094-01
1 前言
日常饮用的自来水经过了多种清洁、杀菌消毒手段，经过出厂水质检测能够达到国家卫生标准，再经过漫长的管道和二次加压水箱，流入千家万户。流入住户前，输水管道需要通过复杂的地形和道路，有些管道年久失修，有些水管与污水管交叉。因为水管四周的渗漏，二次加压水箱很少进行清理消毒以及水管中的铁锈等诸多原因会造成对水质的二次污染。人们在认知方面有个误区认为只要把水烧开饮用就是安全的，其实开水只是不会引起腹泻而已，烧水过程并不能除去水中那些会引起慢性疾病的杂质，可以说我们长期以来饮用的水不是十分卫生的。随着城市化进程的加快，加之工业化对环境的影响，而水质污染事件近几年频繁地发生使人们对饮用水安全度高度关注，伴随着饮水健康意识的逐渐提升，很多家庭开始使用净水设备，把净水设备作为家庭的最佳选择，也催生了净水市场的快速发展。
本文介绍了两种主要的净水设备，分别是多功能净水设备和承压式一体化净水设备，常用于家庭生活、农村和中小企业。多功能净水设备一般包括初处理器和终处理器，定量加药器及水泵。初处理器和终处理器内具有一定的压力，供水压力一般在 0.4Mpa 以下，可将浊度<2000NTU的原水，处理至浊度<1NTU。初处理器和终处理器分别具有进水口和出水口，水泵与初处理器的进水口管道连接，初处理器的出水口与终处理器的进水口管道连接。定量加药器连接在与水泵连接的管道上。多功能成套净水设备的初处理器和终处理器分别根据混凝、沉淀、过滤的净水过程工作。而承压式一体化净水设备一般广泛应用于农村、城镇和工业给水项目，可将浊度不大于60NTU 的原水直接处理，也适合游泳池水的循环处理，可作为农村及中小企业所需无离子水的前处理设备，处理后的水浊度不大于 1NTU。它的工作过程包括过滤和反冲洗二个过程，过滤前，在原水中加入混凝剂，并经过快速混合后，使原水中的杂质絮凝，由进水管进入压力滤池，布水板将具有絮凝物的水均匀分布在滤层上部，在滤层中进行过滤，滤层中的滤料一般采用无烟煤和石英砂。
2 压力传感器和控制器的设计
多功能净水设备能自动提药，自动排泥，自行反冲洗，除能自动净水外，还具有供水功能，其终处理器的出水口可与用户管网直接相连接，对其进行供水，因而有效地节省了其它净水设备在使用中所必须的反冲洗水泵，调节水池，二级水泵和配水设备等附属设施的投资。此外，该设备还可直接与高位贮水设施相连，为用户提供自动净水和供水的服务功能。但是，未见有根据供水的要求使多功能净水设备的运行实现自动控制的报道，而是需要根据供水的要求人工操作净水设备的运行，这样造成了操作上的不便，使劳动力成本上升。同时该类多功能净水设备对其初处理器和终处理器运行情况的协调性上有待于进一步改进。
针对这些问题，本文在多功能净水设备的基础上，加入了压力传感器和控制器模块，结构如图1所示。力学传感器的种类十分繁多，本文的设计中采用了目前应用最为广泛的压阻式压力传感器。它的原理是一种利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器，常用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量（如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度）的测量和控制。把压力传感器应用到净水设备中，使其可以感知到终处理器内的压力，而控制器分别与加药器、水泵以及压力传感器电连接，这样控制器可根据压力传感器的压力信号，控制加药器、水泵的工作与否，也就是控制器可根据压力传感器的压力信号，控制多功能净水设备，该设计可保证初处理器和终处理器协调运行，使多功能净水设备高效、正常运行。当供水用户的用水量大时，终处理器出水口流出的水就越多，终处理器内的压力就会减小，当终处理器内的压力减小到一定值时（一般为小于 0.25MPa），控制器会控制加药器、水泵开始工作；当终处理器水位到一定高度，终处理器内的压力就会增大，当终处理器内的压力增大到一定值时（一般为大于0.3MPa），控制器会控制加药器、水泵停止工作。因此，本文设计研究的多功能净水设备可根据供水情况实现自动控制设备运行，方便了设备操作，节约劳动力成本。
3 净水设备的密封装置
净水设备随着过滤的进行，滤层中截留的污物越来越多，为保证出水的水质和顺畅，必须对滤层进行反冲洗。但是，但随着过滤进程的连续，滤料需要更换，为此，现有的承压式一体化净水设备的壳体上设置了滤料投加孔和滤料取出孔，在滤料投加孔和滤料取出孔上设置了法兰，在法兰上固定了盖板，法兰与盖板之间设置了密封圈，其密封圈的形状为与法兰相匹配的环状，盖板与法兰的固定一般采用紧固螺栓。上述结构的承压式一体化净水设备的密封组件由于要承受 0.6-0.8MPa 的压力，其密封圈为环状的二个端面的内外侧之间都存在压差，由于密封圈的老化等原因，使密封圈不同位置的强度产生差异，导致滤池的密封不好，在水处理工艺过程中产生及夹气现象，影响了净水设备的正常工作。
针对上述情况，本文研究解决的问题是提供一种密封性相对较好的净水设备的密封组件，以减轻在水处理工艺过程中产生及夹气现象，保证净水设备的正常工作。为达到上述目的，设计采用以下技术方案 ：它包括法兰、固定在法兰上的盖板，法兰与盖板之间的密封圈为圆形，密封圈的圆形大小与法兰的端部相配合。作为这一设计改进之处在于密封圈固定在盖板的一侧；法兰口上设有拉条。该方案，由于密封圈为圆形，其密封圈只有朝法兰的一个端面受到压力，不存在环状的二个端面的内外侧之间的压差，即使密封圈的老化等原因，也能保证滤池的密封性良好，消除在水处理工艺过程中产生及夹气现象，保证净水设备的正常工作。
4 结语
我们的生产和生活离不开水，净水设备的发展应用，一方面可以使我们的生活饮用水的安全性得到保证；另一方面，我国水资源面临先天不足和后天污染的双重困境，净水设备作为一种既有效又廉价方便的净水解决方案，在水资源的循环利用上尤为重要。
参考文献
[1] 凌永发 王杰.压力传感器的选择与应用.云南民族大学学报（自然科学版），2003，12（3）.
[2] 梁轩平 王泽国.一体式净水设备在废水处理工程中的应用.给水排水，2009.