具有离子洗涤、中水回用和杀菌消毒功能的洗涤机械

摘要

本发明的洗涤装置是具有三种洗涤模态的工业洗衣机。除了常规的洗涤模态以外，增加了全封闭式离子洗涤式模态和减少洗涤剂用量、漂洗水递次回用的半封闭式洗涤模态。两种模态洗衣机的本体结构与目前的工业洗衣机兼容，但增加了一个洗涤离子水生成器、一个杀菌消毒装置、一个电絮凝器以及与上述单元相关的供电电路、水路、阀门、水泵、水位计、过滤器和纤维阻隔过滤器等装置。洗涤离子水的生成的全过程包括改水质预处理和电解后的增效调质处理。本发明装置实现机内在线污水净化循环使用，安装有多格结构的水箱：电解预用水水箱、主洗水水箱、漂洗水水箱和过清水水箱。整个洗涤过程是通过微电脑控制器进行全自动控制。

说明书

技术领域

本发明胶体属洗涤机械领域，尤其涉及一种工业洗衣机，该洗衣机装有电解离子水生成装置，可替代或局部替代化学洗涤剂。同时具有纳米银胶体制造装置或臭氧发生器，将纳米银胶体注入洗涤水中杀菌消毒，进一步，本发明还包括洗涤污水机内净化装置及相关的水箱、水路系统和微电脑控制器。

背景技术

由于目前的工业洗衣机消耗大量的水资源和使用大量化学洗涤剂造成环节污染，人们正在通过多种方式寻求解决这一问题的方法。已公布过的专利中，有利用电解水离子代替洗衣粉的家用离子洗衣机，如中国专利200320121905.1(用于洗衣机的电解装置)；200320121903(一种电解水给水回路)。也有利用纳米银胶体进行杀菌抑菌的银离子洗衣机，如中国专利03811869.9(洗衣机)；但上述技术，限于家用洗衣机。用于工业洗衣机的离子水洗技术和银胶体杀菌技术，目前未见多少报导。虽然，从原理上似乎不存在问题，但在实际上，差别很大。表现在：电解水离子洗涤技术用于大型工业洗衣机时，电解槽可从厂家直接购得，但目前的电解槽绝大多数是用于生产保健用的弱碱性饮水。Ph值通常较低，不超过9。但要做到使之具有净化功能，必须使ph值大于11。另外，光有高的ph值并不意味着就能代替洗衣粉，还要检查氧化还原电压(ORP)。含碱基的离子水的氧化还原电压值，应是负数。通常要有-500～-1000毫伏才具有较强的溶解污物的效果。另外，为了节水，将污水净化后循环使用，就要解决封闭式水路系统中的对衣物纤维过滤必须很彻底，不允许纤维物质进入电解水槽内，以免堵塞离子交换膜之间的缝隙，以及引起短路，堵路、损害电解槽。其次，全封闭式离子洗涤模式中，净化后的洗涤水中含有多种无机盐(改质剂)、调质剂、絮凝剂和胶体中的银离子等，电导率和自来水的不相同，电流会发生很大的变化。另外，重复使用的洗涤水(包括离子水和含洗涤剂的水)能否具有洗净力？下一次应补充多少离子水，都必须考虑周到。另外，银胶体的浓度多大合适？如何保证杀菌效果？直接电解流过银胶体发生器的自来水的效果如何？都是新问题。试验证明：如果电解前不进行水质调整(如：软化硬水和增加电导率)，就很难保证洗涤水中含有足够多的纳米银离子。杀菌和抑菌效果会很差。目前上市的家用离子洗衣机是开放式的，没有循环利用水的问题。银离子消毒是直接电解自来水，事前无法进行改质，电解后又不进行调质，这种离子水是达不到代替洗衣粉的目的。

发明内容

针对上述工业洗衣机的耗费水资源过多，使用大量污染环境的化学洗涤剂的问题以及现有节水、用离子洗涤和用纳米银离子消毒中存在的问题，本发明提供一种解决方案，即，一种具有全封闭循环用水装置；具有几乎与洗衣粉同等洗净力的离子洗涤水；以及有杀菌效力的纳米银胶体生成器；一套微电脑控制器来实现大幅度地节省水，取代或部份取代化学洗涤剂，实现应用广谱杀菌功能的纳米银胶体消毒、抑菌、满足卫生要求的新型工业洗衣机。

本发明的上述优点是通过提供一种洗衣机系统来实现。它是一种运用现有高新技术和采用我们自己的研究成果来组成一种综合系统工程，而不是单单的一台洗涤机械。该洗衣机系统包括一台与现行工业洗衣机结构兼容的全自动水洗机；加上电解水槽及其他供电电路；银胶体发生器及其供电电路、控制电路。用于存储洗涤水、离子水和漂洗水的带有四个独立腔体的水箱，连接各水箱，各主要部件和洗衣机本体的水管、阀门及其控制元件、水位计、电动泵、过滤器、污渍分离器和投料器等。上述系统是由一台具有触摸式屏幕作为输入部件及显示控制操作状态的微电脑控制器—PLC机或单片机。不仅如此，本发明提出的工业洗衣机还包括一整套与提高离子水洗涤净化功能，使其效果接近甚至超过洗衣粉的专利技术(包括制剂、使用规程)；包括实现洗涤污水(洗涤水和漂洗水)在线快速絮凝净化的专利技术(制剂、装置和使用规程)；包括实现对衣物消毒的纳米银胶体生成、使用的专利技术(装置，使用规程)。所述的通过电解水获得用于洗涤衣物的离子水的装置，是一种由直流电压驱动的、正负极施加到一双由同类金属材料或合金材料所组成的电极上。水中带正电荷的氧原子(具有酸性)和水中带负电荷的碱基，是两种性质完全不相同的水。利用高分子离子膜交换技术，将聚集在正负极两端的含氧离子(O+)的酸性水，(ph值达到3左右)和含OH-的碱性水分开，由不同的管路排出电解槽。我们的离子工业洗衣机是利用含OH-的碱基水来对衣物实现净化洗涤的。我们在电解水之前和之后，分别进行了改质(改变电导率)和调质(增强活性)的措施。通过这种措施，使原先ph只有9左右、氧化还原电压(ORP)只有很低的负电位甚至是正电位的的离子水，提高到ph在11以上，ORP值达到-700～-1000mv。经实测，加入调质活性剂之后的洗净效果几乎达到甚至超过使用洗衣粉。这是本发明的第一大前提：保证洗涤质量，满足国家标准对洗净度的要求。实际上，由于被洗涤的对象千变万化，即使在常规洗衣机上，也不能只用一种洗衣粉就达到洗干净所有布草的要求，往往还要附加氯漂、氧漂等特殊洗涤剂和和程序。毫无例外，在采用离子洗涤时，也不能片面扩大其功效，片面鼓吹“不用洗衣粉的洗衣机”。前面提到利用本发明装置和技术获得的由电解水生成的碱基离子水，虽然达到甚至超过了使用洗衣粉的效果，也不能认为决了一切洗涤问题。事实上，离子水对严重的油污染、对血渍的去污功能，可能会受到限制，不如洗衣粉有效。因为，由自来水生成的离子水中，缺乏生物蛋白酶和乳化剂。用离子水洗涤，主要利用了其电解水后的如下特性：(1)碱基OH-的去污能力；(2)高位的氧化还原电压的对污物的溶化作用；(3)原先水的分子团较大，是由12个以上的水分子组成的大团，电解后，变成5～7个水分子组成的小分子团，使离子水具有较强的活性(减小了表面张力等)。但它对油脂、蛋白的去污能力还是不够的。因此，我们设计了用于对付这种情况的“节水半封闭洗涤模式”。使用这种洗涤模式时，关闭水电解槽。在洗涤水中，洗第一次时，按规定标准加入足量的洗衣粉。漂洗时，运用漂洗水，“前排后存”的原则，将第一次漂洗的水外排，最后一次过清是利用外加的干净自来水进行，过清之后，水质污染较差轻，保存起来，注入机上的存水箱中，供下一次洗涤时作为第一次漂洗水用。这样，每次只有相当于25％～30％的漂洗水外排。洗涤水是封闭式地进行在线快速絮凝和污渍分离。净化后的仍含洗涤剂的水洗掉水，只须作微量补充(除第一次以外，每一次的补充量约为10％左右)。连续洗涤次数越多，节省的洗衣粉就越多，加热水的蒸汽量就越省。为了使主洗水能长期使用不变质，本发明洗衣机增加了消毒装置(臭氧消毒或纳米银离子消毒)。作为基本功能，即使增效部分出了故障，停止工作，本体机仍然可当作普通洗衣机用。

所述的消毒装置：臭氧杀菌装置是公知技术，采用市面上的元部件即可，但在使用时必须注意不损伤洗衣机本休的的金属元部件。例如，不要直接接触洗涤腔(不锈钢)；也不要直接接触衣物，否则会变质、褪色、缩短布料寿命。我们主要是利用臭氧发生器对循环使用的主冼水进行杀菌消毒，在主洗水箱内进行。由于臭氧在10-20分钟后会失效，所以当下一次进行新的循环洗涤时，已超过了20分钟，洗涤水中不再含有臭氧了，不会影响机器和被洗涤衣物。

在采用银离子消毒时，由于钠米银具有广譜杀菌、长效杀菌的功能，在杀菌后银粒子会游离出来，继续杀菌，不会发生“两效俱伤”现象，所以在采用全封闭离子洗涤模式时，只有第一次要全力开动银胶体产生器，使主洗水具有2ppm到20ppm的浓度就可以了，下一次洗涤时，只需对被衣物带走的银微粒进行微量补充就可以实现高效、稳定，长期杀菌的目的。至于纳米银胶体的制备，为了保证质量和杀菌效果，与目前家用洗衣机的作法不同，不是采取水管式一通即过(不进行水质预处理)的设备和使同用方法，而是采用离线预制。事先用蒸溜水，通过特制的稳压、恒流电路，产生十公斤、高浓度的透明的、无沉淀的银胶体。然后，根据每台洗衣机的负载和主洗水的容量，往主洗水中沟对已制备的银胶体，使之具有有效的杀菌功能。具体的结构，电路，已在我们的另一份专利中作了较具体的阐述。

在本发明装置中，回水管路中必须安装高效的特别是阻隔各种纺织物纤维的过滤器，极为重要。所述的洗衣机管路系统中，有两级过滤：粗过滤和精细过滤。另外在订购各种阀、泵和管路时，要注意其耐高温能力。工业洗衣机的洗涤水温高达摄氏90C。微电脑控制器是全机的司令部，与常规洗衣机不同，它面对和处理的信息与数据要多许多，会使得PLC机或单片机的结构很复杂。要特别注意其可靠性、稳定性。经验证明，在生产初期，利用PLC技术为好。虽然成本高一些，但可靠稳定。只有从另件到线路都得到稳定可靠性保证之后，在批量生产中才可使用单片机作为微机控制器。

附图说明

下面结合附图描述本发明的上述优点和具体的实施方法：

图1是本发明的离子工业洗衣机与现有洗衣机之间的关系框图；

图2是所示离子工业洗衣机结构的正面图2(a)和背面图2(b)；

图3是所示离子工业洗衣机电路方框图；

图4是所示离子工业洗衣机外形结构的两种基本形式透视图。

具体实施方式

图1是本发明的离子工业洗衣机在功能和构造上与传统工业洗衣机之间的关系。所述洗衣机的本体与现有工业洗衣机的结构兼容。换句话说，所述洗衣机是由可以相互独立的两部份组成，基础是一台现有的洗衣机1，能单独运行。增加了新功能后，并不影响本体机的工作运行。在离子洗涤部分故障状态下，可切换运行模式到常规洗涤，而新增的部份主要有三种功能及相应的设备、另部件：即，离子洗涤功能、机内在线污水净化功能和杀菌消毒功能(特别是纳米银胶体杀菌)。本体机只对配套部份发出两种指令，即给水信号与排水信号，微机控制器3(PLC或单片机)进行洗衣机系统的全面管理、控制、协调和故障警告与排除。图2(a)展示了本发明的一台典型的离子工业洗衣机的外部构造中各部份的位置，互相连接和相互关系。这张图是从前视的角度得到的平面图。其中，1是整个洗衣机的本体机壳。19是洗涤腔。图2(a)的上部是在原有工业洗衣机的结构上增加的装置，主要是水箱。水箱区分为互相隔开的四个空间。主洗水箱14是盛装洗涤水用，它与漂洗水箱10和过清水箱5是互不相通的。主洗水箱的主洗水，在全封闭离子洗涤状态下，是由改质过的自来水经过电解槽11后获得的含碱基OH^-的碱水，加上为了提高洗净度，所添加的活性剂组成。活性剂通常通过加料口2投入。第二车洗涤时，主洗水中还含有作为絮凝剂的无机盐。絮凝剂是通过净化器12投入主洗水箱中的。漂洗水箱10和过清水水箱5是用于盛装漂洗和过清水，在水箱5内进行电絮凝净化。7是电絮凝装置。电解预置水水箱16的容量由主洗水箱14的容积确定，常按酸碱水比例为30％比70％计算。水箱16的容积是水箱14的143％左右。水箱17中的水通过电解装置11后，形成的含O⁺酸水注入漂洗水箱10中，而含OH^-的碱性水则注入到主洗水箱14内。每个水箱上都安装有水位观测窗口13，9和6。而4，8和15是透明的水位观察槽。水箱16的水位观察口是17和右边的相应透明槽。在微机控制器的输入和显示屏幕3上，可执行操作指令的选择和输入及编辑新的程序。电源箱18为全机提供电源和其他所需要的电信号。图2(b)是这台实施例离子洗衣机的后视图，从中可以更具体地了解机器的结构布局和相互关系，正如前面所述，机器上部是涉及与离子洗涤、污水净化和消毒杀菌有关的重要另件或部件。它们之间与本体机的联系，除了上下放置的机械连接相互关系外，主要是水路的连接关系。其中的关键部件是将上部诸水箱与洗涤腔连接的公共管路23。管路中，循环泵22是将各种水进行调运、使用、储存的动力。循环泵使水通过过滤器中的过滤网21，阻拦洗涤水中的尺寸较大的杂物。当循环泵将净化过的洗涤水注入预存水箱27时，要经过第二级纤维过滤器25。在运行中，气动阀门或电磁阀门(例如28)，将根据微控制器的指令，引导和管理水流的流动方向。除此以外，还有两个较小的电动泵37和32。37是用于调运漂洗水箱、过清水箱中的水。32是离子泵，用于将水箱27中的水抽到电解槽33内进行电解。31是专门用于处理30中的主洗水的净化装置，电絮凝器35用于使漂洗和过清水箱中的水进行净化。为了控制各个水箱的注水和排水，安装有水位观察器和相应的水位控制继电开关36，38和29。整个洗衣机的外界注水口39和热水蒸汽注入口40位于洗衣机壳体后侧。

上述系统是由表示在图3中的电路所控制。这个电路方框图也是设计微电脑控制器PLC或单片机的依据和逻辑。控制电路由如下部份组成：4是用户指令集，是个小小的数据库，由用户根据需要选取必要的指令，这套电路具有智能化的功能。当用户从4选取指令后，通过指令输入键盘3进入到主控制蕊片组2，通过界面8，一方面可在显示面板6上显示输入指令和受控部件5执行指令的情况，同时，还可通过故障信号传感器1判断。有12种典型的故障源10～21。有故障时，系统会发出报警信号。通过界面9，用户可在7环节中比较输入指令和执行指令的差异，发现错误后可以纠正。

图4是本发明的实施例结构布局的两种方式：上部是整体布局方式，增加功能的装置2-以水箱为主-，安放并连接到洗衣机本机1的上部。图4的下部是分体式布局。水箱与洗衣机本体分开，放置到洗衣机本体的左右或后方。另外，还可采取混合式布局，4个水箱中，放1-2个到本体上方，其余放在周围。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明的范围并不仅仅限于此，使用者可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更，加以实施。