家用凈水器漏水隱患設計改進

曾華元 余德發

1.浙江沁園水處理科技有限公司 浙江慈溪 315336

2.寧波愛佳電器有限公司 浙江慈溪 315324

家用凈水器通常安裝在廚房的水槽下面，與其他電器相比它有以下特點：（1）放置位置隱蔽，工作狀態不易感知。櫥柜門一般處于關閉狀態，出現故障不易發現。（2）濾芯需要定期更換。濾芯是耗材，需要定期更換，若更換時用力不當損壞密封圈則會導致漏水。（3）內部管路連接復雜，密封圈使用比較多，生產時安裝不當容易使得密封失效，導致漏水。

1 凈水器簡介

凈水器按過濾原理分，可分為超濾凈水器和反滲透凈水器，其區別在于核心濾芯不同。超濾濾芯能過濾細菌和比細菌大的顆粒，反滲透濾芯則可以去除大部分除了水分子以外的物質，所以反滲透濾芯為核心濾芯的凈水器又稱之為純水機。目前在市場上銷售的凈水器絕大部分是反滲透凈水器。按結構形式分，通常可分為半包機型和全包機型（見附圖）。其區別在于半包機型通常有三個外露的濾芯組件，而全包機型所有濾芯均放置在機器內部，更換濾芯時需要先拆除蓋板。另外半包機型在更換濾芯時濾瓶可以再次使用，而全包機型則濾瓶和濾芯一體，更換時一起拋棄。因此全包機型的濾芯又叫拋棄式濾芯，或者模塊濾芯[1]。濾芯分類，按使用效果分凈水器濾芯可分為前置濾芯、核心過濾濾芯、后置濾芯。前置濾芯通常由PP棉濾芯、顆粒炭濾芯、炭棒濾芯等濾芯組成，其功能主要是去除自來水中的顆粒物和膠體、有機物等污染物，為核心濾芯提供更好的水質，提高核心濾芯的壽命。核心濾芯一般是超濾濾芯或反滲透濾芯。后置濾芯一般由活性炭炭棒濾芯構成，用于改善口感。

圖1 半包機型前置濾芯外露

2 漏水原因分析

漏水的原因很多，通過分析售后數據和生產檢漏數據可歸納為以下原因：①更換濾芯時損壞密封圈。半包機型更換濾芯時需要拆開濾瓶，再次裝濾芯時容易損壞密封圈。②密封圈選型和密封槽設計不規范。密封圈壓縮量不夠或過大，密封槽深度與寬度設計不合理都會導致漏水問題。③凈水器結構復雜，接頭多，每個接頭內部都有2個密封圈，安裝不規范導致漏水。在生產中接頭的安裝是一個關鍵環節，如果安裝不到位容易導致漏水。

上述原因均可在產品設計或物料選用時得到改善[2]。

3 優化設計的方法

針對以上分析在加上TRIZ工具，可以在設計上做出以下改進：①使用拋棄式濾芯。在濾瓶選用時優先選用拋棄式濾芯替代可拆式濾芯。②規范設計。通過組織工程師學習國標（比如GB/T3452系列），讓工程師能夠規范設計。通過選用國標規格物料不僅可以降低庫存種類，還可以快速設計減少開模時間。③優化水路設計，減少密封圈使用。在傳統凈水器設計中，水路元件需要使用接頭和PE管連接。一般半包機需要使用25-30個接頭和10-15根PE管。復雜的管路需要大量安裝工時。為減少接頭和PE管道使用，簡化安裝，近年來市場上出現了大量使用集成水路的凈水器。集成水路的原理是：將復雜的水路固化在注塑零件內，同時在集成水路表面留有安裝濾芯、水路元件的接口。使用集成水路后接頭一般在10個以內，PE管可以精簡到2根。④設計復合濾芯，減少密封圈使用。復合濾芯在凈水器行業有兩種理解。一種是源于濾芯技術的進步，使得單個濾芯具有多個傳統濾芯的凈化功能。比較容易做到的是在前置濾芯中，由一個濾芯代替原來的三個濾芯，而在過濾性能上能夠完全滿足原有需求，由于濾芯數量的減少，相應的接頭和管路隨之減少。近年來越來越多的凈水器生產廠家使用這種濾芯。另一種復合濾芯的理解是將前置濾芯和后置濾芯復合在一起，復合后外形還是一根濾芯但內部水路獨立。這種濾芯的結構設計對工程師而言比較有挑戰性，比較大的凈水器生產企業才有這個設計能力。這種復合濾芯有助于進一步減少密封點，精簡產品體積。以上兩種對復合濾芯的不同理解都進一步地減少了密封圈的使用，減少了密封點[3]。

以上四種方法的綜合使用可以大幅減少凈水器的漏水隱患。

4 結語

家用凈水器給消費者帶來了良好的飲用水體驗，但若發生漏水問題輕則水漫金山，財物受損，重則漏水到鄰近住戶家，損壞他人財物造成鄰里關系緊張。作為生產廠家一定要高度重視漏水問題，在產品設計中以保護消費者利益為導向，減少漏水隱患。常言道“質量是設計出來的”工程師應充分發揮自己的聰明才智，不能僅僅依靠質量控制和售后服務來解決這個問題。