获知净水装置的主过滤模块状态的方法和净水装置与流程

本发明涉及净水装置技术领域，更具体地，本发明涉及一种获知净水装置的主过滤模块状态的方法以及采用该方法的净水装置，其中，主过滤模块状态包括其净水总量和净水速度。

背景技术：

随生活品质提高，净水装置已走入更多的家庭。对于净水装置而言，及时更换滤芯是必要的。现有技术中多数净水装置通过规定滤芯更换间隔时间来指导用户更换滤芯，例如每半年更换或每一年更换。然而对于每个净水装置而言，其使用环境和使用频率均不同，因此其主过滤模块的状态也不同。科学的是，应当基于净水装置的主过滤模块的状态来判断是否需要更换滤芯。

技术实现要素：

本发明的目的在于通过获取压力桶的压力数值来推算净水装置的主过滤模块的净水速度。

本发明的目的还在于通过获取压力桶的压力数值来推算净水装置的主过滤模块的净水总量。

本发明的其他目的在于解决或至少缓解现有技术中存在的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种净水装置，其包括：

主流路，所述主流路上布置有：

增压泵；

所述增压泵下游的主过滤模块；

所述主过滤模块下游的单向阀；

所述单向阀下游的压力桶，所述压力桶端口与所述单向阀下游的主流路流体连通；

其中，所述净水装置还包括：

用于获取所述压力桶的压力的压力传感器；以及

与所述压力传感器联接的分析处理模块；

其中，所述分析处理模块内置有所述压力桶的压力对存水量曲线，所述分析处理模块根据所述压力传感器所反馈的压力数据来推算出所述压力桶的存水量，并基于所述主过滤模块制水期间的所述压力桶的存水量的变化率来推算所述主过滤模块的净水速度。

可选地，在上述净水装置中，所述分析处理模块内置有所述压力桶的压力对流量曲线，所述分析处理模块根据所述压力传感器所反馈的压力桶放水期间的压力数据来推算所述压力桶的即时出水量，并基于所述即时出水量的总和来推算所述主过滤模块的净水总量。

可选地，在上述净水装置中，所述分析处理模块还根据所述压力传感器的压力数据来控制所述主过滤模块上游的增压泵的运行。

可选地，在上述净水装置中，所述分析处理模块根据所述压力桶的压力数据或所述增压泵的运行来判断所述主过滤模块是否在制水。

可选地，在上述净水装置中，所述压力传感器设置在所述单向阀和净水出口之间。

可选地，在上述净水装置中，所述净水装置还包括设置在所述压力桶下游的后置过滤模块，所述压力传感器设置在所述压力桶和所述后置过滤模块之间。

可选地，在上述净水装置中，所述净水装置还包括探测所述压力桶是否在放水的探测单元。

可选地，在上述净水装置中，所述探测单元为设置在所述压力桶和所述净水出口之间的流动开关。

可选地，在上述净水装置中，所述分析处理模块基于所述流动开关所反馈的信息来调节所述压力传感器的采样频率。

可选地，在上述净水装置中，所述分析处理模块根据所述压力传感器所反馈的所述流动开关刚开启时的压力数据来判断所述压力桶内的气囊是否漏气。

根据本发明的另一方面，提供了一种获知净水装置的主过滤模块状态的方法，所述方法包括：

获取压力桶的压力对存水量曲线；

获取压力桶的压力数据；

推算出所述压力桶的存水量；以及

基于所述主过滤模块制水期间的所述存水量的变化率来推算所述主过滤模块的净水速度。

可选地，所述方法还包括：

获取压力桶的压力对流量曲线；

获取压力桶的压力数据；

根据压力桶放水期间的压力数据来推算所述压力桶的即时出水量；以及

基于所述即时出水量的总和来推算所述主过滤模块的净水总量。

可选地，所述方法还包括：基于所述压力桶的压力数据来控制所述主过滤模块上游的增压泵的运行。

可选地，所述方法还包括：基于所述压力桶的压力数据或所述增压泵的运行来判断所述主过滤模块是否在制水。

可选地，所述方法还包括：设置探测单元来探测所述压力桶是否在放水。

可选地，所述方法还包括：将流动开关设置在所述压力桶和所述净水出口之间来作为所述探测单元，并且基于所述流动开关所反馈的信息来调节所述压力传感器的采样频率。

根据本发明的装置和方法采用压力传感器和分析处理模块来获知净水装置的主过滤模块的净水总量和净水速度两者，从而准确提示更换主过滤模块的滤芯。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1是根据本发明的净水装置的实施例的关键部分的结构示意图；

图2为示例性的压力桶的流速对压力曲线；

图3为根据本发明的净水装置的压力桶放水期间的压力对时间曲线；

图4为根据本发明的净水装置所转换的压力桶放水期间的流速对时间曲线；

图5为示例性的压力桶的压力对存水量曲线；

图6为根据本发明的净水装置的压力桶储水期间的压力对时间曲线；以及

图7为根据本发明的净水装置的压力桶的压力对时间曲线，其中包括模拟放水点。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

首先参考图1，图1示出了根据本发明的实施例的净水装置的关键部分的结构示意图。应当理解，在图1所示出的净水装置为反渗透膜(ro膜)净水装置，并且本申请的各个实施例结合反渗透膜净水装置来描述，但本发明不限于用于反渗透膜净水装置，相反，本发明的各个实施例也可结合其他类型的净水装置来使用。此外，应当理解，图1的结构视图仅出于示意目的，本领域技术人员能够理解在图1中部分部件被省略或简化。此外，图1中仅示出了净水装置中的与本申请相关的关键部分结构，事实上在所示部分上游和下游还存在其他部件和管路，本领域技术人员可根据所掌握的知识来选择合适的布置。

根据本发明的实施例的净水装置包括由管路和管路上的部件共同构成的主流路。在具体的实施例中，主流路包括上游进水管道21，增压泵11，第一管道部分22，主过滤模块12，第二管道部分23，单向阀13，第三管道部分24，流动开关15，第四管道部分26，后置过滤模块16以及下游出水管道27。在上游进水管道21的上游可包括进水入口以及前置过滤模块等部件。进水入口可与水源连接，来自水源的水流经由主流路来通过净水装置，并且在主过滤模块12为ro膜的实施例中，部分未透过过滤膜的水经由废水通道25来排放。透过反渗透膜的净水流过主流路，并通过净水出口(未示出，例如，鹅颈龙头等)输送给用户。净水装置还包括压力桶14，其端口连接至第三管道部分24上的p处，备选地，在下文的实施例中还提供了压力桶14的其他可选位置。此外，压力传感器17也设置在第三管道部分24上。在图示的实施例中，压力传感器17设置在压力桶14的稍下游处，备选地，在下文的实施例中还提供了压力传感器17的其他可选位置。此外，净水装置还包括分析处理模块18，其与压力传感器17，流动开关15以及增压泵11联接。

压力桶14是本领域已知的。对于净水速度较慢的主过滤模块12而言，需要下游的压力桶14来储存水。在放水期间，压力桶14还提供促使水流从压力桶流向净水出口的压力。具有压力桶的净水装置的工作方式大致为：在未放水期间，即用户未使用水期间，在压力泵11的作用下，主过滤模块12制水，透过主过滤模块12(例如，反渗透膜过滤模块)的过滤膜的净水缓慢累积入压力桶14中，使得压力桶14内的压力逐步增高，直到压力桶14饱和。此时，增压泵11停止工作使得主过滤模块12停止制水。在放水期间，压力桶14提供出水的水压。随压力桶14内的水量减少，压力桶14以及其下游主流路上的压力也将逐步降低。在放水期间和放水停止后，由于压力下降，增压泵11重新工作，主过滤模块12制水来重新补充压力桶14。由于主过滤模块12具有很大的压阻，增压泵11对主过滤模块12下游的压力作用较小或可忽略。压力桶一般包括容腔和容腔内部的气囊。随容腔内的水增多，气囊被逐步压缩以提供更大的压力。压力桶的典型实施例可参考于2016年1月20日公开的中国实用新型专利公开号cn204985695u等。该专利的全文通过引用并入本文中。在备选实施例中，也可采用其他结构的压力桶。

在现有技术中，区别于本申请所采用的压力传感器17，压力桶14所处的位置p下游的位置上将布置高压开关以用于控制增压泵11的运行。在高压开关探测到高压信号时，则关闭增压泵11而停止制水，在高压开关未探测到高压信号时，则使增压泵11运行而进行制水。现有技术中也存在这样的实施例，其中提供了主流路上的流量计来统计主过滤模块所过滤的净水总量,由此推算主过滤模块12的过滤膜的寿命。区别于现有技术，如下文所述的，本申请提供了不同的解决方案。

在本申请中提供了压力传感器17来替代高压开关和流量计。压力传感器17能够获取压力桶14的具体压力数值。在一些实施例中，压力传感器17可设置在压力桶内部，压力桶端口处或压力桶的稍下游来直接探测压力桶14的压力。在备选实施例中，压力传感器17可设置在单向阀13和主流路的净水出口27之间的任何适合的位置上来间接获取压力桶的压力，例如，第三管道部分24处，第四管道部分26处，后置过滤模块16中，后置过滤模块16下游等。由于压力桶14的下游不存在大流阻的部件，可认为第三管道部分24，第四管道部分26的压力约等于压力桶的压力或与压力桶的压力相关。此外，一般情况下后置过滤模块16的流阻也较小，可将后置过滤模块16中和后置过滤模块16下游的压力也视为约等于压力桶的压力或与压力桶的压力相关。换而言之，除了可直接获取压力桶的压力外，也可对与压力桶压力相关的压力数据进行适当修正以间接获取压力桶14的压力。压力传感器17与分析处理模块18联接以便将采集的压力数据反馈给分析处理模块18。一方面，压力传感器17可替代高压开关以为分析处理模块18提供控制增压泵11的信号。另一方面，分析处理模块18可根据压力传感器17所反馈的压力桶14的压力数据来推算主过滤模块12的使用状态。

具体而言，一方面，分析处理模块可通过以下所述的方法来估测主过滤模块12的净水总量。在一些实施例中，分析处理模块18内置有压力桶的流速对压力曲线，其中流速也可视为压力桶的即时出水量。压力桶的流速对压力曲线取决于压力桶下游的流阻，可通过实验来获得具体净水装置中压力桶的流速对压力曲线。分析处理模块18借助于压力传感器来采集压力对时间关系曲线，并借助于其内置的流速对压力曲线来将压力对时间曲线转换成流速对时间曲线。分析处理模块可对压力桶放水期间的流速对时间曲线进行积分，即对即时出水量求和，由此得出压力桶的出水总量，由于压力桶的水均来自主过滤模块，由此可通过压力桶的出水总量来推算主过滤模块的净水总量。更具体地，参考图3的压力对时间曲线，在压力桶放水期间，即t0至t1期间，压力桶的压力不断下降。再参考图4，将图3中的压力对时间曲线转换成流速对时间曲线，在t0至t1期间，由于压力不断下降，流速或即时出水量也相应地不断下降，对该t0至t1部分的曲线进行积分，即可得知压力桶在此过程中出水总量。由于压力桶所提供的水均来自上游主过滤模块，由此可推算主过滤模块的净水总量。在未放水期间，净水逐步进入压力桶，压力桶以及其下游的压力也将逐步增加，直到压力桶饱和。在该压力桶增压过程中，分析处理模块18并不累计主过滤模块的净水总量。

为得知压力桶是否处于放水期间，净水装置还可包括探测元件。探测元件用于获取压力桶是否处于放水状态的信息。在图1所示的实施例中，利用压力桶14下游的流动开关15作为探测元件。流动开关15可感应流路上是否有流体通过，该类装置是本领域已知的。由于压力桶14放水期间将存在流体通过主流路中压力桶下游的部分，故流动开关将在压力桶放水期间探测到流体通过。流动开关15进一步与分析处理模块18联接以将流动信号发送至分析处理模块18。分析处理模块18借助于流动开关15来了解压力桶是否在放水。除将流动开关15紧邻压力桶14设置外，备选地，流动开关15还可设置在压力桶14下游的任何适当位置上，甚至可设置在用户的出水龙头处。流动开关15可为任何基于光，电或机械或其他原理来探测流体的装置。此外，采用流动开关15的另一优势在于：可通过流动开关15反馈的信息来调节压力传感器17的采样频率。应当理解，由于压力桶的容量有限，一般放水时间仅可持续数分钟，例如5分钟，10分钟等，而制水时间可能长达数小时，因此，期望的是在放水期间提高压力传感器的采样频率以获得更准确的压力对时间曲线，而在非放水期间，压力传感器可在相对较低的采样频率下工作。因此，分析处理模块18可设置成：在流动开关15探测到流体通过期间，即压力桶放水期间，为获得更准确的压力对时间曲线，分析处理模块可响应于流动开关15的信号来提高压力传感器17的采样频率，由此可获取更多的采样点，从而获得更精准的压力对时间曲线。相反地，在流动开关15未反馈流动信息时，压力传感器17可在较低的采样频率下工作。在一些实施例中，与压力传感器17和流动开关15配合，分析处理模块18可获知压力桶14是否存在漏气。例如，在流动开关15刚感测到水流过或刚开启时，可通过压力传感器17所感测的压力数据来判断压力桶14中的气囊是否漏气。一般而言，刚开始放水时压力桶14的压力应当为对应于压力桶饱和时的压力，如果压力桶中的气囊发生泄漏，则刚开始放水时压力桶14的压力将下降甚至趋于零。因此，可基于流动开关刚开启或压力桶刚开始放水时的压力数据来判断压力桶是否漏水，更具体地，基于压力数据来推断储水量或借助于压力数据的变化率来判断压力桶内的气囊是否漏气。

在一些实施例中，压力传感器17本身也可作为探测元件。由于在压力桶放水期间压力桶的压力将下降，而在压力桶储水期间，压力桶的压力将上升，因此，可借助于压力传感器所感测的压力变化趋势来判断压力桶是否在放水或在储水。在这样的实施例中，同样地，可在压力传感器探测到压力下降趋势时提高压力传感器的采样频率。

此外，分析处理模块18可根据压力传感器17所反馈的压力数据来控制增压泵11的操作。例如，在压力传感器17反馈的压力大于预定值时关闭增压泵11，反之则打开增压泵11。

另一方面，分析处理模块18还可通过以下所述的方法来估测主过滤模块12的净水速度。如图5所示，一般而言，对于特定的压力桶14而言，其中的压力与其存水量基本呈线性关系。压力桶的压力对存水量曲线取决于压力桶本身的性能，可通过简单的实验来获取具体净水装置中压力桶的压力对存水量曲线。在一些实施例中，分析处理模块18内置有压力桶14的压力对存水量曲线，分析处理模块18根据压力传感器所反馈的压力数据来推算出所述压力桶的存水量，并基于主过滤模块制水期间的压力桶14的存水量的变化率来推算所述主过滤模块的净水速度。

参考图6，其中示出了主过滤模块处于不同状态下压力桶的压力对时间曲线。对于i组而言，其为反应正常状态的主过滤模块，其中由于过滤膜的孔洞未堵塞，故净水速度较快，压力桶的压力增加较快。对于ii组而言，其为反应衰减状态的主过滤模块，其中由于过滤膜的部分孔洞被堵塞，故净水速度下降，压力桶压力增加较慢。对于iii组而言，其反应终止状态的主过滤模块，其中由于过滤膜的多个孔洞被堵塞，故净水速度非常慢，压力桶压力增加非常缓慢，此时应当考虑更换主过滤模块的过滤膜。

分析处理模块可根据压力桶的压力对存水量曲线来对图6所示的压力对时间曲线进行转换，获得存水量对时间曲线。在存水量对时间曲线中，各组模型的斜率即反应存水量的增加速度，也即主过滤模块的净水速度。

在一些实施例中，分析处理模块还可基于主过滤模块的净水速度来判断主过滤模块是否泄漏。由于随使用主过滤模块的过滤速度将逐渐降低，因此，在所估算的主过滤模块净水速度超过设定值时，则认为主过滤模块(例如过滤膜或主过滤模块中其他部件)发生泄漏。

进一步参考图7，其示出了压力桶的压力对时间曲线，其中存在a1，a2和a3三个模拟放水点。可注意到，在放水点a1，a2，a3处压力桶的压力急剧下降。分析处理模块在对这些数据进行处理时可容易地去除这些点。此外，从图7中可见，压力桶的储水时间要比放水时间长许多。因此，分析处理模块需调节压力传感器的采样频率，以按需获取有效的压力数据。此外，分析处理模块可利用各种统计学原理或数据模型来对采集的压力数据进行各种处理，分析等，以优化推算的净水速度和净水总量的准确性。推算所得到的净水速度和净水总量数值可例如单独或共同地用于判断主过滤模块的过滤膜的寿命。举例而言，净水装置可具有提示灯以在主过滤模块的净水总量超过预定值，或者净水速度低于预定值，或者净水总量超过预定值且净水速度低于预定值时提示用户更换主过滤模块的过滤膜。

另一方面，本发明还旨在提供根据本发明的实施例的获知净水装置的主过滤模块状态的方法，包括：

获取主过滤模块净水总量的方法，其包括：

取得压力桶的流速对压力曲线；

采集压力桶的压力；

根据压力桶放水期间的压力数据来推算所述压力桶的即时出水量；以及

基于所述即时出水量的总和来推算所述主过滤模块的净水总量；以及，

获取主过滤模块净水速度的方法所述方法，其包括：

取得压力桶的压力对存水量曲线；

采集压力桶的压力；

推算出所述压力桶的存水量；以及

基于所述主过滤模块制水期间的所述存水量的变化率来推算所述主过滤模块的净水速度。

以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本发明的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本发明进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本发明的专利保护范围之内。