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摘要：全自动家用洗碗机，是一种对各类餐具进行自动清洗、自动干燥的洗涤电器。具有自动化控制程序、操作简便、使用安全、省电省水等优点，而且餐具洗涤后完全可以去除油腻，手感爽滑、光洁如新。
关键词：家用洗碗机；自动软水系统；设计
引言
自然界为我们提供了许多淡水，由于它们经常和石灰石、白云石等矿物质接触，因此使水中含有较多的钙镁离子导致水质变硬，危害我们的健康，并且如果是硬水通过洗涤设备时日积月累会产生水垢，导致洗涤设备寿命缩短，产生质量事故，基于以上原因，在洗碗机上设计硬水软化系统可从根本上解决上述问题。
1、软水器的基本工作原理
为使洗碗机适应不同地区硬度各异的水，特别配置了可以改善水质及洗涤效果的软水器。软水器在相关电路控制下可完成硬水软化和再生过程。水通过主水路，直通至软水器树脂腔，经软化的水进入洗碗机内胆。当软水器再生阀开启时，呼吸器中存留水经再生水路进入软水器，到达耗盐量调节机构。该机构主要目的是根据水硬度，合理调节用盐量，即当水硬度很高时，树脂中吸附的钙、镁离子增多，再生须饱和盐水，当水硬度很低时，盐水浓度可相应降低，即可减少耗盐量。当使用地区水硬度高时，调节机构调至进水大量位置，水全部通过下方通道进入装有盐及饱和盐溶液的盐腔，同时因盐腔是密闭的，因而有等量的饱和盐水从右边水路通过电磁阀到达树脂腔，使树脂再生。当调节机构位于其他进水量小位置时，有部分水是直通树脂腔的，使得出来的饱和盐水量减少（见图1）。
图1 软水器的基本工作原理图
2、硬水软化的基本原理和工作过程
2.1基本原理
在洗涤过程中，软水器上的电磁阀会在设定的时间开启，此时保留在呼吸器内的原水会在重力作用下进入软水器的盐腔中，把等量盐溶液推入树脂腔中，原水在树脂腔内流经阳离子交换树脂时，硬水中的Ca2+和Mg2+被交换树脂吸收，而树脂中的Na+离子被置换入水中，因此可以有效的除去水中的钙镁离子，使原水得到软化。
2.2水的软化过程
除去水中的钙、镁离子的过程称为水的软化。日常生活中，煮开水的过程，就是一个使硬水软化的过程（水的硬度成份由碳酸氢钠或碳酸氢镁引起的，系暂时性硬水，煮沸使其生成不溶性碳酸盐而沉淀）如果是由含有钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的，系永久性硬水。永久性硬水必须依靠离子交换法才能软化。
常用的水的软化技术是离子交换。离子交换技术是使用阳离子交换树脂将水中的钙、镁除去，其原理是利用树脂中的可交换阳离子（如Na，H+），把水中所含的钙、镁离子交换出来，保留在树脂中，从而使硬水得到软化。最常用的阳离子交换树脂是钠型强酸型阳离子交换树脂，用RNa表示，其软化过程的离子反应式如下：
阳离子交换树脂的交换能力不是无限的，当使用到一定程度时，出水的硬度不能再降低到某一规定值时，则阳离子树脂被视为“失效”，不能再起到软化作用。为了恢复离子交换树脂的交换能力，通常采用再生剂如氯化钠溶液，对离子交换树脂进行再生（又称还原），即用氯化钠溶液中的钠离子将树脂中的钙、镁离子置换出来，其离子反应式如下：
再生后，排放氯化钠溶液，用净水冲洗再生过的树脂，离子交换树脂又成为RNa型，又重新恢复了软化水的能力。软水器的交换能力与离子交换树脂的型号、交换容量、树脂的用量、水的流速、软水器的结构等因素有关，当离子交换树脂的型号和树脂用量确定后，软水器的软化效果与还原反应时的盐水溶液量，冲洗水量软水器结构等切相关。
3、洗碗机自动软水系统设计
3.1电子可调软水设计
由于不同地区水硬度不同，软水系统在设计时必须兼顾满足，使用过程中，如不灵活调整系统，势必会造成不必要的浪费。比如说低硬度水地区，可以不必每次都进行再生还原冲洗，或可以多次洗涤后进行一次再生还原冲洗。根据设定的水硬度区间档位以及再性的次数，用档位区间值的硬水通过软水器，进完一定的水骺再进行软化后的水硬度测试，验证是否满足测试要求。
3.2E1\E2\E3平台系统设计
呼吸器，该零件冷凝管路的设计通气口朝上且开口较大，所以耗能比较大；该平台的呼吸器有些具有流量计而有些没有。
软水器，该软水器具有调节盐浓度的功能；缺盐指示机构采用浮子下沉使干簧管触点闭合的方式；电池阀打开时盐水进入主水路从而进入树脂腔。
因增加电子可调软水功能后，并不是每个洗涤循环都再生；为保证机器内外部气体相通，干燥效果不变，需要将呼吸器内用于再生水储满时隔离内外部气体的筋位打通，即去除呼吸器下片一段筋位，如图2所示。此类呼吸器再生水量约150mL/
图2
3.3E4平台系统设计
该呼吸器是在E1-E3平台呼吸器基础上增加了排水进出口设计，有效防止排水倒吸；且改善了冷凝管路耗能较大问题；且都采用流量计测定进水里；还有就是进水时是先填满再生腔，然后再进入主水路。
该软水器也是采用光耦来检是否缺盐；电池阀打开时盐腔到树脂腔的水路连通，同时几乎堵住主水路，避免再生水进入主水路。
3.4Candy平台系统设计
此呼吸器与E4平台进口呼吸器相比就少了一个排水进出口，其余设计几乎一致，均为Bitron设计生产。该软水器设计与E4平台进口牧水器工作原理一致，只是里面水路不一样，Bitron设计生产。
结束语
综上所述，利用洗碗机自动软水系统产生软水，不仅可以降低原水中的硬度，延长洗碗机使用寿命，而且可以降低能耗，是节能减排的手段之一，有利于人体健康，提高人们生活质量。
参考文献
[1]莫盛秋.一种家用洗碗机的设计[J].常州信息职业技术学院学报，2014
[2]张志清.家用洗碗机自动软水系统设计[J].华东科技（学术版），2013
[3]孙冬艳等.谈全自动软水器在水处理行业的应用[J].科技信息，2011
论文作者:赵利铭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/30
标签：树脂论文; 硬水论文; 呼吸器论文; 洗碗机论文; 软水论文; 硬度论文; 软水器论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;