反渗透式渗出水泵 发明的背景
发明的领域
本发明涉及一种液力驱动的隔膜泵，从一反渗透膜片过滤器向一储罐泵送渗出水。
相关技术的说明
反渗透式(RO)的水净化系统用于去除各种杂质。图1表明，通常的RO系统，具有反渗透膜片10，联接于供水源12。水源12一般是城市自来水。此系统包含一反渗透膜片，可把各种杂质从供水中分离出来而生成净化水或渗出水和一种称作卤水的各种杂质浓缩物。渗出水随后储存在储罐14或者其它储集净化水的装置之中。而卤水则不断地被排放至下水道。
渗透膜片具有较低的孔隙度，以致在水通过膜片时此膜片会造成很大的压降。当此系统用在具有低城市水压的地区时，通过膜片的渗出水的最终压力可能低到甚至不能充灌储罐。因此，许多RO系统包括一台泵16以提高供水和由RO膜片所造成的最终渗出水的压力。通常的RO泵一般是由插接城市电源的电马达的驱动的。城市电力可能不总是可提供给终端用户的，从而会使一基于电马达的系统无法运作。此外，电马达比较昂贵，会加大系统的总体成本。因而或许希望具有一种非电力泵，会增大由一反渗透式滤水器膜片和过滤系统所产生的渗出水的压力。
本发明的概要
本发明是一种隔膜泵，可增大由一反渗透式滤水器所产生地渗出水的压力。此泵具有隔膜，把渗出腔与卤水腔分隔开来。渗出腔具有联接于反渗透式过滤器渗出水出口的入口，以及连接于用于储积由过滤器产生的渗出水的罐器的出口。卤水腔具有入口，联接于过滤器的卤水出口，以及联接于下水道的出口。
在操作中，卤水从过滤器流进泵的卤水腔。卤水的流动推动隔膜，在泵里面的渗出水推进储罐。当隔膜达到一行程位置时，一阀门开启而让卤水腔室里面的卤水经过卤水出口泄放出去。渗出水压力大于泄放压力，以致来自过滤器的渗出水可推动隔膜返回吸入位置，此时阀门被关闭而卤水也充满卤水腔室以重复这一循环。
此系统包括一流量限定器，可消除不然会阻止隔膜移动到吸入位置的背压。泵包括有弹簧加载的联动装置，当隔膜移动而通过泵里面的各预定部位时可把阀门锁住在开启和关闭位置上。
附图的简要描述
本发明的各项目的和优点在考察以下详细说明和各附图之后对于本技术领域中那些一般的熟练人员来说则会是更加显而易见的，其中：
图1是先前技术中一种反渗透式水净化系统的示意图；
图2是本发明的一种反渗透式水净化系统的示意图；
图3是本发明的一种隔膜泵的横截面视图；
图4是类似于图3的横截面视图，表明在开启泵的阀门之前的偏心联动机构；
图5是类似于图4的横截面视图，表明把阀门锁住在开启位置上的弹簧装置；
图6是类似于图5的横截面视图，表明充满渗出水的泵；
图7是类似于图6的横截面视图，表明关闭阀门之前的联动机构；
图8是类似于图3的横截面视图，表明把阀门锁住在关闭位置上的弹簧装置。
本发明的详细描述
现在通过各参照编号来更为具体地参见各附图。图2表明本发明的一种反渗透式水净化系统20。此系统包括一反渗透膜片22，联接于一供水源24。此供水一般来自于城市的供水源。渗透膜片22可从供水中去除各种杂质而生成渗出水和卤水。渗出水一般储存在一罐器28之中。罐器28可以是一简单的容器、一加压软壳式充满蓄积器或任何其他储存渗透水的装置。罐器28一般具有一龙头，可让使用者取用渗出水。
膜片22具有较低的孔隙度，可造成显著的压降。为增大渗出水的压力，渗出泵30联接于过滤器22和罐器28。渗出泵30具有卤水入口32，它联接于膜片22的卤水出口34，以及卤水出口36，它连接于下水道。虽然说明了某种下水道，但是应当理解，出口34可以循着确定的路线返回到膜片22的入口或反渗透式系统的另一部件。泵30还具有渗出水入口38，它联接于膜片22的渗出水出口40，以及渗出水出口42，它连接于罐器28。渗出泵30由来自膜片22的卤水压力驱动以增大被供输给罐器28的渗出水的压力。膜片22的卤水出口34最好是经过流量限定器29联接于泵30的卤水入口32。流量限定器29显著地降低了进入泵30的卤水流率。作为另一实施例，流量限定器可以装入泵30的卤水入口32。
图3-8表明渗出泵30的一项优选实施例。泵30具有壳体44，最好是将一端件46拧进外壳48组装而成。壳体44还包括内部腔室构件50和52。腔室构件50包括卤水孔口32和36。同样，外壳48具有渗出水孔口38和42。配件54嵌进孔口并固定于壳体构件48和50。固定于配件54的则是把泵30联接于膜片22、罐器28和下水道的一些软管(未画出)。
泵30具有一内部挠性隔膜54，把渗出水腔室56与卤水腔室58分隔。进出渗出水腔室56的水流由单向阀门60和62控制，它们分别位于渗出水孔口38和42里面。在卤水腔室58内有一阀门联动装置64。联动装置64可相对于卤水出口36推动阀门66。隔膜54和外壳48二者都最好是由一种在水被泵送通过腔室56时不会污染渗出水的材料制成。隔膜54还完全把渗出水腔室56与联动装置64密封隔开，以致装置的各组件不会污染渗出水，密封腔室56因而可以可靠地防止水受到泵的污染。另外，由于泵30是由卤水驱动的，所以本发明的泵30不会以石油、润滑剂或其他一般会出现在通常水泵中的各种物质来污染渗出水。
联动装置64包括一联动臂68，以枢转方式由销子72连接于活塞70。活塞70装接于隔膜54，以便隔膜54与活塞70一致运动。联动臂68还以枢转方式由销子74连接于壳体44，并由弹簧装置78连接于杠杆76。杠杆76联接阀门66并以枢转方式由销子80连接于壳体44。弹簧装置78包括压缩弹簧82，由构件84和86卡持，构件84和86以枢转方式连接于联动臂68和杠杆76。弹簧82可以在示于图3的受压位置至示于图4的伸展位置之间移动。
杠杆76的端部具有一孔眼(未画出)，可容放阀门66的颈部88。孔眼大于颈部88的直径，以致杠杆76的端部可以沿着阀门66滑动。杠杆76的端部由阀门凸缘90和92卡持。阀门66还有一阀杆94，在腔室构件52中的一槽道96里滑动，使阀门66可能在开启位置与关闭位置之间移动。
在操作中，阀门66起动处于图3所示的关闭位置上。弹簧82处于伸展位置并施加作用力于杠杆76，把阀门66保持在关闭位置上。关闭的阀门66可使卤水流进卤水腔室58。卤水的压力大于渗出水腔室56里面渗出水的压力，以致由卤水施加在隔膜54上的合成作用力可朝向外壳48推动活塞70。隔膜54的运动减小了渗出水腔室56的容积并推动腔室56里面的渗出水通过出口42而进入罐器28。单向阀门60可防止渗出水被泵回而进入膜片22。
在活塞70朝向外壳48移动而把水泵出腔室56时，臂68移动而弹簧82会与销子74对中。如图4所示，在弹簧装置78与杠杆76对中时弹簧82是受压的。活塞70和臂68继续移动，直至弹簧装置不再与销子76对中为止，此时弹簧82放松到图5中所示的伸展位置。弹簧82的移动可使杠杆76沿顺时针方向转动，这样导致杠杆76沿颈部88上滑动而靠合凸缘92，把阀门66推入所示的开启位置。杠杆76的转动引起杠杆端部沿着阀门66颈部的滑动。杠杆76在正当活塞70移动时沿着颈部滑动的能力可使隔膜54在阀门66随后开启之前完全放空腔室56。
如图6所示，当阀门66开启时，腔室58里面的卤水流经孔口36并进入下水道。泄放压力低于渗出水的压力，此时腔室56里面的渗出水的合力作用力把隔膜54从外壳48推开。隔膜54的移动可把卤水推出卤水腔室58。卤水出口36最好是显著地大于卤水入口38，以致流体阻力在通过入口32时大于出口36。在此优选实施例中，出口36具有的面积大致50倍于入口32的面积。因而，流量限定器29阻止在卤水继续流动时卤水腔室中的压力上升。隔膜54的运动还可推动活塞70并使臂68和杠杆76沿顺时针方向转动以压缩弹簧82。如图7所示，活塞70继续移动直至弹簧装置78不再与杠杆76对中为止，此时弹簧82扩展而使杠杆76沿反时针方向转动。如图8所示，杠杆76的转动导致杠杆端部靠合凸缘90并关闭阀门66。当阀门66关闭时，卤水再次流入泵30并增大腔室58里面的压力。腔室压力的增大朝向外壳48推动隔膜54，由此重复上述过程。
弹簧装置78可形成闩锁功能，当隔膜54抵达泵里面的吸入和行程位置时开启和关闭阀门66。弹簧78在阀门66开启时比在阀门66关闭时具有较大的压缩和产生的释放力，这里因为在吸入和压缩行程期间臂68和杠杆76的相对位置所致。关闭阀门66并不需要很大的力，因为抵消水压力在阀门关闭时比在阀门开启时小些。当关闭阀门66时所产生的较低弹簧力可减少各运动部件上的磨损并延长泵的寿命。
本发明的泵提供了一种不需电力而增大反渗透式水净化系统之中渗出水压力的方法。此外，与先前技术中的常见电动泵相比，此泵是比较安静的。
虽然已经说明了某些示范性实施例并将它们显示了各附图之中，但是应当理解，这些实施例只是广泛发明的例证而非限制，而且本发明并不局限于图示和说明的各特定结构和配置，因为在本技术领域中的一般熟练人员可以想出各种各样的其他改进。