一种基于太阳能驱动的光催化净水器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于太阳能驱动的用于应急情况的光催化净水器，其中包括控制面板、联动杆机构、太阳能板、二级水箱、一级水箱、外壳、紫外灯模块、光催化模块、水泵、水管、水质监测装置、相变加热模块和超声波发生器等部件。本发明专利技术采用超声净化和光催化技术结合的净化方式，双效净水，提高出水品质；本发明专利技术还采用光导介质作为紫外灯外壳，将紫外光高效均匀地传导出去，减少紫外光的损失，从而节省紫外灯的数量，降低净水器的功耗；本发明专利技术采用太阳能驱动和相变加热控温，进一步降低净水器的整体能耗，提高净化效率，且本发明专利技术的整体结构简单，携带方便，适用于各种环境尤其灾区及偏远极寒地区等地区使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及饮用水处理领域，尤其涉及一种基于太阳能驱动的用于应急情况的光催化净水器。
技术介绍
随着社会工业的高速发展，国内众多河流流域、湖泊、水库的水源都受到不同程度的污染(如需氧有机物污染、营养盐污染、重金属污染、有机毒物、致病微生物污染、放射性水污染、物理污染、油类污染、酸碱污染等等)，在城市里配有先进的污水处理设备，足以对污染的水资源进行有效降解，保障人们的饮水安全。但在农村地区，尤其是偏远的山区、极寒、沙漠、高原地区以及受灾地区，局限于当地的条件和设施，要配套相应的污水处理设备所投入的资金和人力成本极高，短期内难以取得较好的成效，因此当地人只能饮用经过简单处理的地表水，喝了达不到饮用水标准的地表水后会对身体造成危害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于太阳能驱动的、净水效果好的、多功能光催化净水器。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种基于太阳能驱动的光催化净水器，该净水器可以用于条件、设施落后但阳光资源充足的偏远山区或受灾地区，污水经过光催化和循环净水后可以达到饮用水标准，供人们引用。该净水器包括用于存储饮用水的一级水箱、用于暂存污水的二级水箱、利用光催化效应循环净化污水的净水器本体、用于驱动净水器的太阳能装置、以及控制面板。所述一级水箱设置在净水器本体的上方，包括与二级水箱连通的一级进水口和饮用水出水口。所述一级进水口上还设有用于控制进入一级水箱的阀门，当阀门打开后，净化达标后的饮用水通过该阀门进入一级水箱。所述二级水箱采用双层设计，包括内层和外层，内层和外层之间形成夹层。本专利技术提供的二级水箱还包括污水进水口、用于初步净化的过滤罩、水泵、水管、水质监测装置和用于加热的相变加热模块。所述相变加热模块设置在二级水箱的夹层内，与控制面板连接。所述水管一端与一级进水口连接，另一端与水泵连接，将净化达标的饮用水送进一级水箱，所述水管的一端上还设有与净水器本体连接的循环进水口，当一级水箱的阀门关闭后，污水从循环进水口流出，并进入净水器本体。所述过滤罩将水泵和水质监测装置罩住，将污垢挡在水泵外，避免污垢直接进入水泵，影响水泵寿命。所述净水器本体的底部与二级水箱连通，污水在净水器本体与二级水箱之间循环净化。净水器本体包括圆柱体形外壳、光催化模块和紫外灯模块。所述外壳顶部设有与循环进水口连通的分布水缝。所述光催化模块设于分布水缝下方，采用筒状设计，由外而内层层嵌套。所述紫外灯模块设于光催化模块的层与层之间，紫外灯模块与光催化模块配合使用，对分布水缝流进的污水进行净化。污水在循环进水口出来后，流进分布水缝，在光催化模块和紫外灯模块之间形成水帘，水帘自上往下流动，紫外灯模块射出的紫外光激发光催化模块的效力，通过氧化还原反应将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子，对污水进行彻底净化。所述太阳能装置包括设置在一级水箱上方的电池箱、采用曲面设计的太阳能板、以及驱动太阳能板的联动杆机构机构。所述联动杆机构机构的一端与太阳能板连接，另一端固定在二级水箱上，用于驱动太阳能板的打开和闭合。所述太阳能板设为四块，闭合时将外壳包裹，方便收纳不占用过多空间，打开时将太阳能转化为电能给电池箱充电。当需要充电时，联动杆机构机构控制四块太阳能板同时向外翻开，位于太阳能板内则的电池组件吸收太阳光照射的能量转化为直流电压对电池箱进行充电，充电电量达到额定值的95％至98％后自行断开。充电后的电池箱可以为整个净水器提供充足的电能。所述控制面板通过收集水质监测装置的反馈信息，用于控制水泵的启停和阀门、紫外灯、相变加热模块的开闭状态。所述控制面板还用于控制打开或闭合太阳能板，使净水器保持足够的电量。进一步的，所述光催化模块包括固定架和光催化网。由于固定架设计为圆筒形，所述光催化网设置在固定架上可以保持圆筒状，有助于提高光催化效率。进一步的，所述紫外灯模块包括紫外灯和光导介质外壳。所述光导介质外壳采用环形状设计，将紫外灯包裹在里面，使照射的紫外光分布更均匀，反射和折射后的紫外光沿着环形介质传导得更远，有效减少了紫外灯的数量，节省成本，提高光催化效率。所述光导介质外壳由导光率高的材料制成，紫外光穿过环状的光导介质后照射到光催化网上，促使水中污染物的氧化还原反应，使净化更彻底。进一步的，所述二级水箱中的相变加热模块由吸收和存储热量的相变复合材料层以及碳纤维加热电缆层组成。通过控制面板可以控制碳纤维加热电缆层加热，热量被相变符合材料层吸收后传递给二级水箱中的水，由于相变加热模块位于夹层内，与污水隔绝，因此不会被污水腐蚀，明显提高了使用寿命；另一方面，由于夹层被相变加热模块填充充满，且分布均匀，因此，相变加热模块的热效率大大提高，控制面板可以对二级水箱的水温进行精确控制。该相变加热模块的主要目的在于提高二级水箱中的水温，从而提高光催化活性，使氧化还原反应速度更快、效率更高；次要目的在于污水经过循环净化成为饮用水后，其水温适合饮用，方便人们在天气寒冷时饮用温水或热水。本作为专利技术的优选方案，所述一级水箱同样采用双层设计，其夹层内同样设有相变加热模块，该相变加热模块主要用于加热一级水箱内的饮用水，使其水温达到温水或热水的温度，方便人们饮用。进一步，本专利技术所提供的所述二级水箱内还设有用于超声波净化的超声波发生器。该超声波发生器安装在二级水箱的底部内壁，用于对污水进行超声净化，将污水中的难降解物质进行分解消耗，使污水净化更彻底，获得更好的净化效果。所述二级水箱还包括用于固定光催化模块的装配槽。所述光催化模块卡设于装配槽内，该装配槽同样采用圆形设计，槽体呈环形，固定架卡合在槽体内，对固定架起到固定和定型作用，使固定架上的光催化网保持圆筒状。作为本专利技术的优选方案，所述光催化模块设为四个，便于安装和后期的清洗维护。作为本专利技术的优选方案，所述紫外灯模块设为四个，每个设有四盏紫外灯，便于安装和后期的清洗维护。为了方便清洁净水器，所述二级水箱上还设有用于排出污垢的排污口，所述排污口设置在二级水箱的侧壁靠近底部的位置，可以方便排出净化污水后的脏物。为了确保净水器的密封性，在所述一级水箱与外壳之间、二级水箱与外壳之间均设有用于加强密封性的密封圈，防止净水过程中污水外泄，影响净水效果。本专利技术的工作过程和原理是：本专利技术利用循环净水的方式将二级水箱中的污水不断循环至净水器本体中的光催化模块，使水中有机污染物等杂质在光催化效应的作用下分解为二氧化碳和水等无机小分子物质，光催化模块的净化速度快、效率高、不会产生其他污染物，获得很好的净化效果。另一方面，二级水箱底部的超声波发生器对污水经一步净化，消除里面的难降解物质，以获得更好的净化效果。最后净化后的有毒有害污染物质经过过滤模块时被吸附，只有净化达标的水才能进入过滤模块内，控制面板通过接收水质监测装置的检测结果，判断合格后将位于一级进水口的阀门打开，让饮用水进入一级水箱，供人们饮用。本专利技术通过合理设计太阳能装置及太阳能板，使净水器使用清洁能源，既达到节能环保目的，又解决偏远地区供电设施落后的问题，确保人们的饮水安全。本专利技术的结构简单、操作方便、便于携带，净水效率高、效果好。与现有技术相比，本专利技术还具有以下优点：(1)本专利技术采用光导介质作为紫外灯的外壳，能将紫外光高效地传导出去，减少紫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于太阳能驱动的光催化净水器，其特征在于，包括用于存储饮用水的一级水箱、用于暂存污水的二级水箱、利用光催化效应循环净化污水的净水器本体、用于驱动净水器的太阳能装置、以及控制面板；所述一级水箱设置在净水器本体上方，包括与二级水箱连通的一级进水口和饮用水出水口，所述一级进水口上还设有用于控制进入一级水箱的阀门；所述二级水箱采用双层设计，包括污水进水口、用于初步净化的过滤罩、水泵、水管、水质监测装置和用于加热的相变加热模块；所述相变加热模块设置在二级水箱的夹层内；所述水管一端与一级进水口连接，另一端与水泵连接，将净化达标的饮用水送进一级水箱，所述水管一端上还设有与净水器本体连接的循环进水口；所述过滤罩将水泵和水质监测装置罩住，避免污垢直接进入水泵；所述净水器本体的底部与二级水箱连通，污水在净水器本体与二级水箱之间循环净化，包括圆柱体形外壳、光催化模块和紫外灯模块；所述外壳顶部设有与循环进水口连通的分布水缝，所述光催化模块设于分布水缝下方，采用筒状设计，由外而内层层嵌套，所述紫外灯模块设于光催化模块的层与层之间，紫外灯模块与光催化模块配合使用，对分布水缝流进的污水进行净化；所述太阳能装置包括设置在一级水箱上方的电池箱、采用曲面设计的太阳能板、以及驱动太阳能板的联动杆机构机构；所述联动杆机构机构一端与太阳能板连接，另一端固定在二级水箱上，用于驱动太阳能板的打开和闭合，所述太阳能板设为四块，闭合时将外壳包裹，打开时为电池箱提供电力；所述控制面板收集水质监测装置的反馈信息，用于控制水泵的启停和阀门、紫外灯、相变加热模块的开闭状态，所述控制面板还用于打开或闭合太阳能板。...

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能驱动的光催化净水器，其特征在于，包括用于存储饮用水的一级水箱、用于暂存污水的二级水箱、利用光催化效应循环净化污水的净水器本体、用于驱动净水器的太阳能装置、以及控制面板；所述一级水箱设置在净水器本体上方，包括与二级水箱连通的一级进水口和饮用水出水口，所述一级进水口上还设有用于控制进入一级水箱的阀门；所述二级水箱采用双层设计，包括污水进水口、用于初步净化的过滤罩、水泵、水管、水质监测装置和用于加热的相变加热模块；所述相变加热模块设置在二级水箱的夹层内；所述水管一端与一级进水口连接，另一端与水泵连接，将净化达标的饮用水送进一级水箱，所述水管一端上还设有与净水器本体连接的循环进水口；所述过滤罩将水泵和水质监测装置罩住，避免污垢直接进入水泵；所述净水器本体的底部与二级水箱连通，污水在净水器本体与二级水箱之间循环净化，包括圆柱体形外壳、光催化模块和紫外灯模块；所述外壳顶部设有与循环进水口连通的分布水缝，所述光催化模块设于分布水缝下方，采用筒状设计，由外而内层层嵌套，所述紫外灯模块设于光催化模块的层与层之间，紫外灯模块与光催化模块配合使用，对分布水缝流进的污水进行净化；所述太阳能装置包括设置在一级水箱上方的电池箱、采用曲面设计的太阳能板、以及驱动太阳能板的联动杆机构机构；所述联动杆机构机构一端与太阳能板连接，另一端固定在二级水箱上，用于驱动太阳能板的打开和闭合，所述太阳能板设为四块，闭合时将外壳包裹，打开时为电池箱提供电力；所述控制面板收集水质监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：司徒文甫，张国庆，黄智，魏超，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44