專利名稱：Spf級實驗動物飲用水純水器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于純水處理技術領域，涉及一種反滲透水處理裝置，尤其是無特定病原體(SPF)級動物所需飲用水的純水器。
背景技術：
目前，反滲透(R0)設備生產的純水作為高品質的生產工藝用水、生產設備配套用水和分析實驗用水，大量用于制藥、生物、化工、電子、電力等工業部門，以及大學、醫院、科研院所、生物技術公司、各類檢測中心等社會發展領域。 為小白鼠等實驗動物提供高質量的無菌飲用水，是保證實驗動物飼養環境安全的重要環節，但是作為提供無特定病原體(SPF)級實驗動物飲用水的反滲透純水器在國內尚屬空白，目前大多數的實驗動物飲用水多采用高溫蒸餾的方法，這種方法不但可以去除水中的大量雜質，而且可以高溫消毒，但其能量消耗巨大，并且生產純水的速度較慢，所以應用有諸多不便；再者就是利用簡易過濾設備進行純水的生產，如專利號為94207115. 8的實用新型專利，公開了一種除菌純水器，主要采用的凈化方法為多級膜過濾，且膜孔徑逐級減小，來達到去除水中大部分重金屬、有機物、細菌等雜質的目的，但這種裝置并不是最有效的降低水中重金屬、有機物、細菌等雜質裝置，產出的純水也無法達到(SPF)級實驗動物飲用水的標準，且長期使用或長期停用情況下，膜表面都會滋生大量的細菌，無法繼續提供無菌純水。并且前兩種設備都無法實時的檢測水質，又由于其水質狀況很不穩定，所以使用水者很難放心。另外，現階段純水器的濾材更換往往采用的是目測濾材的潔凈度或者是根據壓力差來決定濾材是否需要更換，這兩種方法都需要純水器實驗室人員不時的主動去查看，無疑增加了實驗室人員的工作量，不夠人性化，除此之外，實驗室往往在使用實驗動物飲用水來喂養實驗動物的同時也需要大量的符合國家實驗室用水標準(GB6682-2008)的實驗室用水，如果同時購買兩種產水設備的話，無疑增加了實驗室的開支，也造成了經費的浪費，
發明內容本實用新型提供一種能長期、穩定、低耗能、高效率生產符合SPF級實驗動物飲用水要求的無菌純水生產設備，更大程度的降低水中重金屬、有機物、細菌等雜質的功能；一臺純水器同時產出符合(SPF)級實驗動物飲用水的標準和國家實驗室用水標準(GB6682-2008)的純水的功能。 —種SPF級實驗動物飲用水純水器，包括預處理系統、反滲透制水系統、反滲透清洗系統、無菌水管路循環消毒系統、無菌水后處理系統、實驗用純水后處理系統和微電腦程序控制器；所有系統受微電腦程序控制器控制。預處理系統、反滲透制水系統和儲水裝置依次連接，儲水裝置的出水管路分為兩路，一路為實驗用純水后處理系統，另一路為無菌水后處理系統，所述的無菌水后處理系統包含無菌水管路循環消毒系統。 進水通過預處理系統初步過濾后，進入反滲透制水系統制備純水，反滲透清洗系統定期對反滲透制水系統進行清洗；制得的純水輸出后， 一路進入實驗用純水后處理系統
得到實驗用純水，另一路進入無菌水后處理系統得到SPF級實驗動物飲用水。 所述的預處理系統包括依次連接的第一壓力開關、線繞濾芯、活性炭濾芯、聚丙烯
短纖維(PP棉)濾芯和第二壓力開關。線繞濾芯能有效地去除液體中的懸浮物、顆粒雜質、
鐵銹等；活性炭濾芯則具有良好的除氯、除臭、除有機化合物的性能；第三道過濾，由于采
用了高精度(0. liim)的聚丙烯短纖維(PP棉)濾芯，所以可以進一步的去除水中殘余的雜質。 —般濾芯是否需要更換，是靠濾器進水端與出水端的壓力差來判斷的，若濾芯被嚴重污染，則水壓將會有較大的損失，具體壓力損失的大小和濾芯的污染程度成正比，根據這個原理，將預處理系統的前端和后端管路上分別安裝兩個壓力開關，并且設定的使兩個壓力開關接通的壓力大小不同，打開前端的第一壓力開關的壓力要比后端的略大，這樣有三種情況1、當第一和第二壓力開關都打開時，說明進水端水壓正常，濾芯不需要更換；2、當第一和第二壓力開關都關閉時，說明進水端水壓不夠高，可以設置LCD顯示屏，系統在LCD上提示進水水壓低；3、當第一壓力開關打開，而后端的第二壓力開關關閉時，說明濾芯已經被嚴重污染，系統會在LCD上提示用戶更換濾芯，使純水器具有了主動提示更換耗材的功能。 所述的反滲透制水系統包括電磁閥、高壓泵、壓力表、反滲透膜、第三壓力開關和儲水裝置，通過利用反滲透技術來去除水中直徑小于10nm的顆粒，反滲透膜的膜孔徑非常小，因此能夠有效地去除水中99%的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等水中雜質，反滲透系統具有產水水質好、可連續運行、產水水質穩定、耗能低、無污染、工藝簡單、操作簡便等優點。 當反滲透膜使用一段時間后需要對其進行清洗，反滲透膜設有濃水排水管，正常狀態下為了保證反滲透膜所產純水的流量，濃水的流量是被限制的，但是發明人經長期研究和實踐發現當增加反滲透膜濃水的流量(完全不限制)時，反滲透膜的表面可以得到一定的清洗作用，這樣可有效的提高反滲透系統產水水質。當需要反滲透清洗系統工作時，第一壓力開關打開，微電腦控制系統會分別給第一電磁閥、濃水排水管路上的電磁閥和高壓泵一個信號，使之接通，反滲透膜進行沖洗，微電腦控制器將在LCD屏幕上顯示"反滲透膜清洗系統運行"。 所述的實驗用純水后處理系統包括電磁閥和終端過濾器，需要取水時，開啟電磁閥，儲水裝置中的純水經過終端過濾器后流出；系統的管路上設置電導率傳感器和溫度傳感器，采集到的水質信息可以及時顯示到LCD液晶顯示器上。并且，通過電導率傳感器采集到的信息可以判斷反滲透膜的除鹽率的狀況，從而判斷反滲透膜是否損壞，若電導率大于系統所設定的最低值，則系統將在LCD顯示器上提示使用者更換反滲透膜。[0012] 所述的無菌水后處理系統包括紫外殺菌燈、超濾器、電磁閥和終端過濾器，開啟電磁閥，儲水裝置中的純水經過紫外殺菌燈、超濾器和終端過濾器后進一步純化，達到SPF級用水要求，電磁閥前的管路上設置電阻率傳感器，實時了解水質。系統中還設有第四壓力開關，表征儲水裝置(壓力水箱)的水壓情況，當第四壓力開關關閉時，水箱內無水，系統不能工作。 所述的無菌水后處理系統設 循環泵，系統管路通過紫外殺菌器和超濾器后輸出一循環管路，循環管路通過單向閥后返回儲水裝置，形成無菌水管路循環消毒系統。[0014] 根據微生物生長規律，在超純水裝置運行期間，微生物并不容易在設備內部生長，微生物大量繁殖主要出現在設備停用超過一定時間和死水管路中，并且存在一個S型生長曲線。本實用新型在無菌水后處理系統中設置一無菌水管路循環消毒系統，能自動控制間歇停用時間并進行短時沖洗，有效防治內部微生物的生長污染。無菌水管路循環消毒系統的設置為從儲水裝置輸入的無菌水后處理系統的管路通過循環泵后到達紫外殺菌燈和超濾器，超濾器輸出一循環管路通過單向閥后返回純水儲水裝置。 微電腦程序控制器包括傳感器、A/D、 D/A轉換器、擴展的并行接口以及執行機構等。通過微電腦程序控制器自動控制反滲透膜自動清洗、清潔循環管路、在線紫外燈殺菌、終端過濾器，實現超純水輸送管路系統間歇停用期間的自動定期消毒與清潔，有效防治微生物污染與水質變劣。 與現有技術相比，本實用新型采用無死角的管路設計和反滲透制水系統、反滲透清洗系統、無菌水管路循環清洗系統、無菌水后處理系統相結合，從根本上提升了實驗室動物飲用水的品質，故障識別及耗材更換提示功能減少了使用者的工作量，降低了使用成本；LCD液晶顯示直觀、先進，可以使用戶準確、明白的讀取水質和系統的各項信息；反滲透清洗系統、無菌水管路循環消毒系統可在停用期間定時清洗或循環管路，從而有效抑制微生物的污染與水質變劣。通過對反滲透膜后處理方法的變化，同時使純水器生產符合(SPF)級實驗動物飲用水的標準和國家實驗室用水標準(GB6682-2008)的純水，實現"一機兩用"的功能，節省了實驗室的開支，相應國家倡導"節約型社會"的理念。
圖1為本實用新型的結構原理示意圖； 其中1、第一壓力開關；2、線繞濾芯；3、活性炭濾芯；4、 PP棉濾芯；5、第二壓力開關；6、電磁閥；7、高壓泵；8、壓力表；9、反滲透膜；10、電磁閥；11 、第三壓力開關；12 、儲水裝置；13、循環泵；14、第四壓力開關；15、紫外殺菌器；16、超濾器；17、電阻率傳感器；18、電磁閥；19、電導率傳感器；20、溫度傳感器；21、電磁閥；22、單向閥；23、終端過濾器；24、
終端過濾器 圖2為本實用新型的微電腦程序控制器工作程序邏輯圖。
具體實施方式參照圖1、圖2，所述的純水器包括預處理系統、反滲透制水系統、反滲透清洗系
統、無菌水管路循環消毒系統、無菌水后處理系統、實驗用純水后處理系統、微電腦程序控
制器。其中預處理系統包括第一壓力開關1、線繞濾芯2、活性炭濾芯3、 PP棉濾芯4、第二壓力開關5;反滲透系統包括電磁閥6、高壓泵7、壓力表8、反滲透膜9、第三壓力開關11、儲水裝置12 ;反滲透清洗系統包括高壓泵7、反滲透膜9、電磁閥10 ;無菌水管路循環清洗系統包括循環泵13、第四壓力開關14、紫外殺菌器15、超濾器16、單向閥22、循環管路等；無菌水后處理系統包括紫外殺菌器15、超濾器16、電磁閥18、終端過濾器23等；實驗用純水后處理系統包括電磁閥21、終端過濾器24等；微電腦程序控制器包括傳感器、A/D， D/A轉換器、擴展的并行接口以及執行機構。[0021] 本實用新型使用時，無論裝置是否制水都要保持裝置水、電接通狀態。工作過程如下 首先，反滲透系統的工作受到第一壓力開關1和第三壓力開關11的控制，當第一壓力開關1打開、第三壓力開關11關閉時，說明前端進水水壓滿足反滲透制水的水壓要求且儲水裝置12(壓力水箱)已經缺水，此時微電腦控制系統會分別給電磁閥6和高壓泵7一個信號使之打開制水，此時第一壓力開關1、線繞濾芯2、活性炭濾芯3、PP棉濾芯4、電磁閥6、高壓泵7、壓力表8、反滲透膜9、第三壓力開關11均接通，反滲透制水系統會在第三壓力開關11打開(即壓力水箱已儲滿水)或第一壓力開關1關閉(進水水壓低于設定的正常工作水壓)時停止工作且在LCD屏幕上顯示"進水壓力過低，系統無法工作";另外壓力表8的設置是為了便于專業工作人員維護時使用，通過壓力表8，可以觀察到R0膜9的操作壓力，便于維護人員調節高壓泵的出水端壓力和判斷其它故障； 第二，正常狀態下為了保證反滲透膜所產純水的流量，濃水的流量是被限制的，當增加反滲透膜濃水的流量(完全不限制)，反滲透膜的表面可以得到一定的清洗作用，這樣可有效的提高反滲透系統產水水質。具體操作本機設計為開機、用戶自行按下"RO清洗"鍵或者間隔4小時反滲透清洗系統工作一次，時長為3分鐘，由微電腦控制器控制，當反滲透清洗系統工作時，壓力開關1打開，微電腦控制系統會分別給電磁閥6、電磁閥10和高壓泵7 —個信號使之接通，反滲透膜進行沖洗，微電腦控制器將在LCD屏幕上顯示"反滲透膜清洗系統運行"；當第一壓力開關l關閉(進水水壓低于設定的正常工作水壓)時，微電腦控制器將不運行膜沖洗程序且在LCD屏幕上顯示"進水壓力過低，系統無法工作"；[0024] 第三，無菌水管路循環消毒系統的原理是根據微生物生長規律，在超純水裝置運行期間，微生物并不容易在設備內部生長，微生物大量繁殖主要出現在設備停用超過一定時間和死水管路中，并且存在一個S型生長曲線。所以根據這一原理設計了循環管路，并在管路上增加了紫外線殺菌器15和超濾器16裝置，增強了系統衛生等級。具體操作本機設計為每隔4小時對無菌水管路后處理系統在線循環消毒5分鐘，由微電腦控制器控制，當與上次循環消毒系統的工作時間間隔4小時或用戶自行按下"消毒"鍵時循環消毒系統將開始工作，此時第四壓力開關14打開，循環泵13、紫外殺菌器15啟動，此時循環泵13、第四壓力開關14、紫外殺菌器15、超濾器16、單向閥22均接通，清洗時長為5分鐘，只有當第四壓力開關14關閉(壓力水箱缺水)時，無菌水管路循環消毒系統無法正常工作，此時系統將在LCD屏幕提示"水箱缺水"； 第四，無菌水后處理系統的工作由用戶啟動，當用戶按下"無菌水"取水鍵時，電磁閥18、紫外殺菌器15打開，此時若第四壓力開關14打開(壓力水箱有水)，循環泵13將打開把壓力水箱的水增壓流經紫外殺菌器15、電阻率傳感器17、終端過濾器23到達無菌水取水口，完成取水操作時用戶只需再次按下"無菌水"取水鍵，電磁閥18立即關閉，進而微電腦控制器將給循環泵13、紫外殺菌器15 —個停止信號，無菌水停止流出；若第四壓力開關14(關閉壓力水箱缺水)時，無菌水后處理系統將無法工作，此時系統將在LCD屏幕提示"水箱缺水";無菌水流出時微電腦控制器將采集電阻率傳感器17和溫度傳感器20所檢測到的信息，顯示在LCD屏幕上，用戶既可了解實時的無菌水水質和溫度信息，另外，在取水口上設置了精度為0. 22ym的終端過濾器，進一步提高了無菌水水質； 第五，實驗用純水后處理系統的工作由用戶啟動，當用戶按下"純水"取水鍵時，電磁閥12打開，利用純水儲存系統12(壓力水箱)的壓力將水壓出，完成取水操作時用戶只需再次按下"純水"取水鍵，電磁閥12立即關閉，純水停止流出；純水流出時微電腦控制器將采集電導率傳感器19和溫度傳感器20所檢測到的信息，顯示在LCD屏幕上，用戶既可了解實時的純水水質和溫度信息，另外，在取水口上設置了精度為0. 22ym的終端過濾器，進一步提高了純水水質； 第六，微電腦程序控制器包括傳感器、A/D， D/A轉換器、擴展的并行接口以及執行機構等。工作程序情況見圖2。 此外，取水操作具有優先運行權，無論系統處于反滲透清洗或無菌水管路循環清洗，只要按下"純水"或"無菌水"取水鍵，其他功能均中途暫停，直到完成取水操作再繼續按內部程自動完成功能操作；在用戶操作界面上安裝了光感受器自動感知環境光線明暗，晚間液晶屏會自動打開背光燈。
權利要求一種SPF級實驗動物飲用水純水器，包括預處理系統、反滲透制水系統、反滲透清洗系統、無菌水后處理系統、實驗用純水后處理系統和微電腦程序控制器，所有系統受微電腦程序控制器控制；其特征在于預處理系統、反滲透制水系統和儲水裝置依次連接，儲水裝置的出水管路分為兩路，一路為實驗用純水后處理系統，另一路為無菌水后處理系統，所述的無菌水后處理系統包含無菌水管路循環消毒系統。
2. 如權利要求1所述的SPF級實驗動物飲用水純水器，其特征在于所述的預處理系統包括依次連接的第一壓力開關、線繞濾芯、活性炭濾芯、聚丙烯短纖維濾芯和第二壓力開關。
3. 如權利要求1所述的SPF級實驗動物飲用水純水器，其特征在于所述的實驗用純水后處理系統包括電磁閥和終端過濾器。
4. 如權利要求3所述的SPF級實驗動物飲用水純水器，其特征在于所述的實驗用純水后處理系統的管路上設置電導率傳感器和溫度傳感器。
5. 如權利要求1所述的SPF級實驗動物飲用水純水器，其特征在于所述的無菌水后處理系統包括紫外殺菌器、超濾器、電磁閥和終端過濾器。
6. 如權利要求5所述的SPF級實驗動物飲用水純水器，其特征在于所述的無菌水后處理系統設有第四壓力開關。
7. 如權利要求5所述的SPF級實驗動物飲用水純水器，其特征在于所述的無菌水后處理系統設有循環泵，系統管路通過紫外殺菌器和超濾器后輸出一循環管路，循環管路通過單向閥后返回儲水裝置，形成無菌水管路循環消毒系統。
專利摘要本實用新型公開一種SPF級實驗動物飲用水純水器，包括預處理系統、反滲透制水系統、反滲透清洗系統、無菌水后處理系統、實驗用純水后處理系統和微電腦程序控制器，所有系統受微電腦程序控制器控制；進水通過預處理系統初步過濾后，進入反滲透制水系統制備純水，反滲透清洗系統定期對反滲透制水系統進行清洗；制得的純水輸出后，一路通過實驗用純水后處理系統得到實驗用純水，另一路通過無菌水后處理系統得到SPF級實驗動物飲用水，所述的無菌水后處理系統包含無菌水管路循環消毒系統。本實用新型通過對反滲透膜后處理方法的變化，同時使純水器生產符合(SPF)級實驗動物飲用水的標準和國家實驗室用水標準的純水。
文檔編號C02F1/28GK201520692SQ200920190300
公開日2010年7月7日 申請日期2009年8月6日 優先權日2009年8月6日
發明者周志軍, 沈守華, 胡光, 邵德起, 陳永, 陳生苖 申請人:杭州永潔達凈化科技有限公司