一种集成式小型化的低氘饮水机制造技术

本发明专利技术公开了一种集成式小型化的低氘饮水机，包括机体，对接外部水源且用于净化水的水净化器，对接水净化器且用于制备低氘水的生产模块，对接生产模块且用于储存、取出低氘水的储存供应模块，用于控制水净化器、生产模块和储存供应模块工作的控制模块，以及与所述控制模块电性连接且设置于机体表面的控制屏幕，其中，水净化器、生产模块、储存供应模块和控制模块均安装于机体内。本发明专利技术仅由机体、水净化器、生产模块、储存供应模块和控制模块组成，相较于工程中已得以应用的双温交换或者电解法，本发明专利技术无氢气或硫化氢等易燃易爆和有毒气体气体参与，制备工艺简单，设备简单易得且设备投资和低氘水制备的成本低，可实现低氘水饮水机的小型化集成。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式小型化的低氘饮水机
本专利技术涉及低氘水
，具体地讲，是涉及一种集成式小型化的低氘饮水机。
技术介绍
氕和氘是氢的稳定同位素，氕和氘原子不同的结构导致了其物理和化学性质存在一定差异。天然水的氘丰度因海拔、维度等因素存在差异，在135～150ppm范围内变化，氘浓度低于天然丰度的水被称为低氘水。研究表明，低氘水不仅可以活化人体细胞，明显促进酶反应；而且可以提高NK细胞活性值，增强人体免疫功能；同时，低氘水还具有抑制细胞癌变和癌细胞增殖，从而具有防癌保健功能。就低氘水制备工艺而言，水-氢双温交换法是一类生产低氘水的方法，该工艺基于氕氘在反应中非等几率平衡分布的特性，及交换反应分离因子随温度升高而减少的原理，进行氕氘分离。冷塔内氘从气相向液相富集；热塔内氘由液相向气相的相转变加强，但分离因子减小；最终获得浓缩的氘水和贫氘氢气。该方法包括液相催化交换和相转变过程，涉及高低温塔之间的物料循环，流量、温度等参数的操作控制复杂；包括低温塔和高温塔，投资成本高；由天然丰度水和氢气制备的低氘水浓度范围有限；分离系数低，需要多级并联，生产低氘水成本较高；工艺涉及氢气，安全风险较高；设备复杂，无法小型化集成。也有采用H2S和NH3作为载氢介质与水进行氢同位素交换反应的，但涉及到了有毒害、腐蚀性气体，不利于实现小型化目标。其他基于气相氢同位素分离的方法，如色谱分离、催化电解等方法虽具有生产低氘水的技术可行性，但工艺相对复杂、涉及氢气操作，不具备小型化、低成本制备低氘水的价值。随着全民日益增长的保健需求，低氘水已引起越来越广泛的关注。将低氘水生产设备进行高度集成，使得其体型缩小，可安装于写字楼、医院甚至用户家中，可便捷、低成本地满足更多民众饮用低氘水的需求。
技术实现思路
为克服现有技术存在的问题，本专利技术提供一种设备简单、投资和制备成本低、低氘水浓度范围广、安全可靠的集成式小型化的低氘饮水机。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种集成式小型化的低氘饮水机，包括机体，对接外部水源且用于净化水的水净化器，对接所述水净化器且用于制备低氘水的生产模块，对接所述生产模块且用于储存、取出低氘水的储存供应模块，用于控制水净化器、生产模块和储存供应模块工作的控制模块，以及与所述控制模块电性连接且设置于机体表面的控制屏幕，其中，所述水净化器、生产模块、储存供应模块和控制模块均安装于机体内。具体地，所述生产模块包括对接所述水净化器的第一流量计，对接所述第一流量计的预热器，通过管道与所述预热器壳程对接的加热釜，安装于所述加热釜底部与预热器之间连接管道上的第二流量计，底部固定于所述加热釜上方且与加热釜对接的分离器，套接于所述分离器上的保温夹套，与所述分离器顶部分别通过管道连接的冷凝器和第三流量计，对所述冷凝器进行制冷的制冷机，与所述冷凝器通过管道连接的汽水分离器，以及对接所述汽水分离器且用于排气的真空泵，其中，通过所述分离器制备的低氘水的浓度为10～130ppm，所述第一流量计、预热器、加热釜、保温夹套、冷凝器、制冷机、汽水分离器、真空泵和第三流量计均分别通过电路与控制模块连接，所述第一流量计、预热器、加热釜、保温夹套、冷凝器、制冷机、汽水分离器、真空泵和第三流量计均固定于机体内。具体地，所述分离器内、预热器内、冷凝器内和保温夹套上均安装有用于测量温度的温度传感器，所述分离器内安装有压力传感器，所述分别安装于分离器内、预热器内、冷凝器内、保温夹套上的温度传感器和安装于分离器内的压力传感器均分别通过电路与控制模块连接。具体地，所述储存供应模块包括对接所述冷凝器的缓冲罐，通过管道连接于所述缓冲罐底部的第四流量计，以及通过管道与所述第四流量计连接的取水机构，其中，所述第三流量计两端分别通过管道与分离器顶部和缓冲罐连接，所述汽水分离器通过管道与缓冲罐连接，所述第四流量计通过电路与控制模块连接，所述缓冲罐、第四流量计和取水机构均固定于机体内。具体地，所述取水机构包括通过管道与所述第四流量计连接的第一储水罐，连接于所述第一储水罐和第四流量计连接管道上的第二储水罐，分别与所述第一储水罐和第二储水罐通过管道连接的两个供水开关，以及开设于所述机体上且用于接水的取水口，其中，所述两个供水开关位于取水口内。具体地，所述反应柱内部填充有散装填料，所述散装填料材质为经过表面处理的不锈钢、铜或陶瓷。本专利技术的原理是通过将水通入净化模块，去除其中的钙镁离子，降低水的硬度，避免在后续生产模块和储存模块中结垢；在净化后的水被预热器后，在加热釜中蒸发为蒸汽输入反应柱内，并在反应柱内发生氢同位素浓度变化，使反应后氘浓度更低的蒸汽从反应柱顶部流入冷凝器中，经冷凝器液化，部分流入缓冲罐内被收集，少量被夹带进入汽水分离器中，经汽水分离器分离后将液态水输入缓冲罐内；含氘量较高的水从反应柱底部流经第三计量泵、预热器，最后从流出饮水机。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术仅由机体、水净化器、生产模块、储存供应模块、控制屏幕和控制模块组成，相较于其他涉及危险、易爆介质的复杂工艺而言，本专利技术的生产模块只需要将第一流量计、加热釜、冷凝器和制冷机等配合使用，即可制备低氘水，工艺相对简单、不涉及特殊介质操作，设备投资和低氘水生产成本低，可实现低氘水饮水机的小型化集成。(2)本专利技术可通过控制模块控制第一流量计来控制流入预热器的水量，进而控制预热器的处理量，最终控制流入分离器的水量，以达到控制分离器处理能力的目的；通过控制模块控制第三流量计来控制回流入反应柱的水量，以达到控制分离器回流比的目的；通过控制模块控制流入第四流量计内的低氘水产量，进而控制流入第一储水罐内和第二储水罐内的水量，来达到控制低氘水产率和产出的低氘水浓度的目的，操作简便。(3)本专利技术可安装两个储水罐，用于在需要不同浓度的低氘水的时候，可以将不同浓度的低氘水分别储存，也可根据需要设置多个不同浓度低氘水储罐，使得本专利技术生产的低氘水供应浓度范围广，适应不同需求。(4)本专利技术仅由机体、水净化器、生产模块、储存供应模块和控制模块组成，结构简单，需要的组件较少，使得设备投资和制备低氘水的成本可降低。(5)本专利技术采用的设备在操作中只需要通过控制模块对各个部件进行控制，并将各个部件配合使用，即可制备低氘水，具有操作便捷、安全可靠的优点。(6)本专利技术采用的散装填料，可以实现低氘水的高效制备，尤其是散装填料材料选用经化学表面处理后的不锈钢、铜或陶瓷，使经处理后的填料表面生成致密的特殊涂层，改善了填料表面液相和气相的接触作用效率，使得低氘水制备效率显著提升，为反应提供更好的接触性能，尤其是选用经化学处理后的不锈钢作为散装填料为本领域首次提出，可降低填料成本超过70％，且避免了其他填料使用过程掉渣、需频繁停机维护的弊端，因此作为成套定型化的产品提供给用户，更具有优势。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术去除机体后另一角度的结构示意图。图3为本专利技术的工作原理示意图。图4为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成式小型化的低氘饮水机，其特征在于，包括机体(18)，对接外部水源且用于净化水的水净化器(3)，对接所述水净化器(3)且用于制备低氘水的生产模块(20)，对接所述生产模块(20)且用于储存、取出低氘水的储存供应模块(21)，用于控制水净化器(3)、生产模块(20)和储存供应模块(21)工作的控制模块(22)，以及与所述控制模块(22)电性连接且设置于机体(18)表面的控制屏幕(24)，其中，所述水净化器(3)、生产模块(20)、储存供应模块(21)和控制模块(22)均安装于机体(18)内。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成式小型化的低氘饮水机，其特征在于，包括机体(18)，对接外部水源且用于净化水的水净化器(3)，对接所述水净化器(3)且用于制备低氘水的生产模块(20)，对接所述生产模块(20)且用于储存、取出低氘水的储存供应模块(21)，用于控制水净化器(3)、生产模块(20)和储存供应模块(21)工作的控制模块(22)，以及与所述控制模块(22)电性连接且设置于机体(18)表面的控制屏幕(24)，其中，所述水净化器(3)、生产模块(20)、储存供应模块(21)和控制模块(22)均安装于机体(18)内。


2.根据权利要求1所述的一种集成式小型化的低氘饮水机，其特征在于，所述生产模块(20)包括对接所述水净化器(3)的第一流量计(4)，对接所述第一流量计(4)的预热器(5)，通过管道与所述预热器(5)壳程对接的加热釜(7)，安装于所述加热釜(7)底部与预热器(5)之间连接管道上的第二流量计(6)，底部固定于所述加热釜(7)上方且与加热釜(7)对接的分离器(1)，套接于所述分离器(1)上的保温夹套(2)，与所述分离器(1)顶部分别通过管道连接的冷凝器(8)和第三流量计(11)，对所述冷凝器(8)进行制冷的制冷机(9)，与所述冷凝器(8)通过管道连接的汽水分离器(12)，以及对接所述汽水分离器(12)且用于抽空的真空泵(13)，其中，通过所述分离器(1)制备的低氘水的浓度为10～130ppm，所述第一流量计(4)、预热器(5)、加热釜(7)、保温夹套(2)、冷凝器(8)、制冷机(9)、汽水分离器(12)、真空泵(13)和第三流量计(11)均分别通过电路与控制模块(22)连接，所述第一流量计(4)、预热器(5)、加热釜(7)、保温夹套(2)、冷凝器(8)、制冷机(9)、汽水分离器(12)、真空泵(13)和第三流量计(11)均固定于机...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佩龙，石岩，姜飞，张志，姚勇，陈闽，王泽骥，张鑫，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51