家用净水器漏水隐患设计改进

曾华元 余德发

1.浙江沁园水处理科技有限公司 浙江慈溪 315336

2.宁波爱佳电器有限公司 浙江慈溪 315324

家用净水器通常安装在厨房的水槽下面，与其他电器相比它有以下特点：（1）放置位置隐蔽，工作状态不易感知。橱柜门一般处于关闭状态，出现故障不易发现。（2）滤芯需要定期更换。滤芯是耗材，需要定期更换，若更换时用力不当损坏密封圈则会导致漏水。（3）内部管路连接复杂，密封圈使用比较多，生产时安装不当容易使得密封失效，导致漏水。

1 净水器简介

净水器按过滤原理分，可分为超滤净水器和反渗透净水器，其区别在于核心滤芯不同。超滤滤芯能过滤细菌和比细菌大的颗粒，反渗透滤芯则可以去除大部分除了水分子以外的物质，所以反渗透滤芯为核心滤芯的净水器又称之为纯水机。目前在市场上销售的净水器绝大部分是反渗透净水器。按结构形式分，通常可分为半包机型和全包机型（见附图）。其区别在于半包机型通常有三个外露的滤芯组件，而全包机型所有滤芯均放置在机器内部，更换滤芯时需要先拆除盖板。另外半包机型在更换滤芯时滤瓶可以再次使用，而全包机型则滤瓶和滤芯一体，更换时一起抛弃。因此全包机型的滤芯又叫抛弃式滤芯，或者模块滤芯[1]。滤芯分类，按使用效果分净水器滤芯可分为前置滤芯、核心过滤滤芯、后置滤芯。前置滤芯通常由PP棉滤芯、颗粒炭滤芯、炭棒滤芯等滤芯组成，其功能主要是去除自来水中的颗粒物和胶体、有机物等污染物，为核心滤芯提供更好的水质，提高核心滤芯的寿命。核心滤芯一般是超滤滤芯或反渗透滤芯。后置滤芯一般由活性炭炭棒滤芯构成，用于改善口感。

图1 半包机型前置滤芯外露

2 漏水原因分析

漏水的原因很多，通过分析售后数据和生产检漏数据可归纳为以下原因：①更换滤芯时损坏密封圈。半包机型更换滤芯时需要拆开滤瓶，再次装滤芯时容易损坏密封圈。②密封圈选型和密封槽设计不规范。密封圈压缩量不够或过大，密封槽深度与宽度设计不合理都会导致漏水问题。③净水器结构复杂，接头多，每个接头内部都有2个密封圈，安装不规范导致漏水。在生产中接头的安装是一个关键环节，如果安装不到位容易导致漏水。

上述原因均可在产品设计或物料选用时得到改善[2]。

3 优化设计的方法

针对以上分析在加上TRIZ工具，可以在设计上做出以下改进：①使用抛弃式滤芯。在滤瓶选用时优先选用抛弃式滤芯替代可拆式滤芯。②规范设计。通过组织工程师学习国标（比如GB/T3452系列），让工程师能够规范设计。通过选用国标规格物料不仅可以降低库存种类，还可以快速设计减少开模时间。③优化水路设计，减少密封圈使用。在传统净水器设计中，水路元件需要使用接头和PE管连接。一般半包机需要使用25-30个接头和10-15根PE管。复杂的管路需要大量安装工时。为减少接头和PE管道使用，简化安装，近年来市场上出现了大量使用集成水路的净水器。集成水路的原理是：将复杂的水路固化在注塑零件内，同时在集成水路表面留有安装滤芯、水路元件的接口。使用集成水路后接头一般在10个以内，PE管可以精简到2根。④设计复合滤芯，减少密封圈使用。复合滤芯在净水器行业有两种理解。一种是源于滤芯技术的进步，使得单个滤芯具有多个传统滤芯的净化功能。比较容易做到的是在前置滤芯中，由一个滤芯代替原来的三个滤芯，而在过滤性能上能够完全满足原有需求，由于滤芯数量的减少，相应的接头和管路随之减少。近年来越来越多的净水器生产厂家使用这种滤芯。另一种复合滤芯的理解是将前置滤芯和后置滤芯复合在一起，复合后外形还是一根滤芯但内部水路独立。这种滤芯的结构设计对工程师而言比较有挑战性，比较大的净水器生产企业才有这个设计能力。这种复合滤芯有助于进一步减少密封点，精简产品体积。以上两种对复合滤芯的不同理解都进一步地减少了密封圈的使用，减少了密封点[3]。

以上四种方法的综合使用可以大幅减少净水器的漏水隐患。

4 结语

家用净水器给消费者带来了良好的饮用水体验，但若发生漏水问题轻则水漫金山，财物受损，重则漏水到邻近住户家，损坏他人财物造成邻里关系紧张。作为生产厂家一定要高度重视漏水问题，在产品设计中以保护消费者利益为导向，减少漏水隐患。常言道“质量是设计出来的”工程师应充分发挥自己的聪明才智，不能仅仅依靠质量控制和售后服务来解决这个问题。