安吉爾凈水器研發(fā)平衡泵，破解反滲透凈水器的行業(yè)瓶頸！
清晨準(zhǔn)備早餐時(shí)，凈水器啟動“嗡嗡”的聲音打破了廚房寧靜；深夜口渴接水，機(jī)器運(yùn)行的噪音甚至?xí)@醒熟睡的家人......這些噪音的來源，就是凈水器中的水泵。在凈水領(lǐng)域里，水泵被稱為反滲透凈水器的“心臟”，水流經(jīng)過水泵的增壓，隨后通過反滲透膜過濾，產(chǎn)出可供直接飲用的純水。
作為凈水行業(yè)中核心零部件，水泵的運(yùn)行卻長期面臨噪音大、水壓不足、壽命短等痛點(diǎn)。而安吉爾對置平衡泵實(shí)現(xiàn)了超大通量、更低噪音、超長核心壽命，破解了高壓泵的“不可能三角”，受到業(yè)界廣泛關(guān)注。
這背后，是安吉爾的研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)6年的自主攻關(guān)。通過創(chuàng)新性設(shè)計(jì)對置平衡泵解決了行業(yè)的技術(shù)痛點(diǎn)，并成功獲得兩項(xiàng)美國發(fā)明專利授權(quán)，這一成果不僅是凈水行業(yè)的里程碑，更是中國制造從實(shí)驗(yàn)室走向全球的縮影。
今天，讓我們走進(jìn)對置平衡泵研發(fā)團(tuán)隊(duì)，探尋該項(xiàng)技術(shù)從概念到量產(chǎn)的研發(fā)故事，他們以毫米級精研和千萬次試錯(cuò)，將實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新微光凝聚成點(diǎn)亮品質(zhì)生活的科技炬火。在他們身上，我們看到了無數(shù)科技工作者以智慧和汗水編織未來圖景的奮斗縮影。
反滲透凈水器的瓶頸——高壓水泵的“不可能三角”
“不可能三角”來源于經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，指如果一件事情同時(shí)存在三個(gè)要素，三者不可兼得。在凈水行業(yè)里，高壓水泵也面臨著噪音小、流量大、壽命長這一“不可能三角”困境。
近年來，隨著生活水平提高，人們對健康生活的投入意愿增強(qiáng)，凈水器得到迅速普及，尤其是反滲透凈水器。第三方調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，目前中國市場90%以上的凈水器采用反滲透技術(shù)，這一比例較前幾年的75%-85%顯著提升。行業(yè)的快速發(fā)展，也讓凈水產(chǎn)品不斷向大流量升級。
反滲透系統(tǒng)的兩大關(guān)鍵零件是反滲透膜和高壓水泵，反滲透膜負(fù)責(zé)過濾雜質(zhì)，因其過濾精度可達(dá)0.0001μm，要使水分子通過膜孔，就必須由高壓水泵提供必要壓力。一般而言，在反滲透濾芯通量保持不變的情況下，凈水器流量越大則對高壓水泵的工作功率的要求越高，其振動幅度也會隨之增大，噪音也會越大，在極端工況下甚至?xí)绊懜邏核玫氖褂脡勖?/p>
“按國家一級水效標(biāo)準(zhǔn)測算，如果反滲透凈水器一分鐘產(chǎn)出3升凈水，那么泵的總出水量需要達(dá)到4-4.5升，因此泵必須具備高流量、高壓力的特點(diǎn)。”安吉爾集團(tuán)副總裁趙凱在介紹對置平衡泵研發(fā)背景時(shí)說道，同時(shí)國家嚴(yán)格要求居民住宅區(qū)噪音水平不得超過50分貝，但實(shí)際上，當(dāng)凈水器通量超過1000加侖，即一分鐘產(chǎn)出凈水2.5-3升時(shí)，噪音就會讓人無法忍受。
因此，水泵成了反滲透凈水器中的核心瓶頸部件，如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)水泵的低噪音、高壓力、大流量、長壽命成為行業(yè)亟待突破的課題。安吉爾研發(fā)工程師李工提出了自研水泵的想法，其腦海中開始勾勒出一種全新水泵的雛形，希望能夠打破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能越級，這便是安吉爾對置平衡泵最初的設(shè)想。
從概念提出到設(shè)計(jì)落地——一步一個(gè)腳印的攻堅(jiān)之路
2019年，安吉爾對置平衡泵正式立項(xiàng)預(yù)研。對于水泵如何實(shí)現(xiàn)越級性能，研發(fā)團(tuán)隊(duì)有過不同的概念構(gòu)想，甚至還因此研究過汽車發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)原理。
在汽車發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，傳統(tǒng)的氣缸大多采用直列非對稱結(jié)構(gòu)，運(yùn)行時(shí)振動和噪音問題難以解決，如發(fā)動機(jī)采用水平對置式結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)力及力矩的平衡。安吉爾對置平衡泵采用橋式對置布局，利用對沖的原理，實(shí)現(xiàn)力平衡、力矩平衡、動平衡的“三平衡”，這樣一來泵的振動大幅降低，噪音問題也將迎刃而解。
然而，從理念到現(xiàn)實(shí)的道路，卻布滿了荊棘。
在提出技術(shù)理念之后，安吉爾研發(fā)人員需要對概念進(jìn)行驗(yàn)證，而這一過程可謂是困難重重。“我們花了一年半的時(shí)間，才把概念轉(zhuǎn)換成能看得到的東西，概念、結(jié)構(gòu)、理念在這一刻才變得越來越清晰。”研發(fā)人員感慨道。
在手版件的設(shè)計(jì)中，“隔膜”這一基礎(chǔ)部件如果選用普通軟膠隔膜幾小時(shí)就破損，于是研發(fā)人員嘗試了軟膠加隔網(wǎng)、不銹鋼濾網(wǎng)等各種材料，不斷打樣嘗試，終于攻克了技術(shù)難關(guān)。
對于更為核心的運(yùn)動部件“滑塊”，為了找到一種既能滿足高強(qiáng)度摩擦需求，又能保證長期穩(wěn)定運(yùn)行的材料，團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)了漫長而艱辛的探索。據(jù)團(tuán)隊(duì)成員回憶：“滑塊開發(fā)的過程中，前前后后試了10余種材料，每一種材料的驗(yàn)證周期也很長，因?yàn)樾枰煌５剡\(yùn)行，每次試驗(yàn)都要兩三個(gè)月。但是大家沒有放棄，不斷地嘗試，不斷地改進(jìn)。”最終，他們從新能源領(lǐng)域找到了靈感，選用了一種耐磨材料，可以經(jīng)受3億次的摩擦，成功解決了滑塊的材料難題。
這樣的細(xì)節(jié)考驗(yàn)還有很多，泵里的每一個(gè)孔開多深、開在什么位置，團(tuán)隊(duì)都要仔細(xì)研究考量并不斷試驗(yàn)，材料的選用既要滿足設(shè)計(jì)功能，又要保證長期穩(wěn)定運(yùn)行……面對重重困難，整個(gè)團(tuán)隊(duì)?wèi){借著對技術(shù)的執(zhí)著，一步一個(gè)腳印地向前推進(jìn)，并最終實(shí)現(xiàn)概念的設(shè)計(jì)落地。
歷經(jīng)了超過20次的手版件打樣驗(yàn)證，直到2021年安吉爾對置平衡泵的結(jié)構(gòu)才確定下來，開始進(jìn)入模具試驗(yàn)階段，這一階段重點(diǎn)在于檢驗(yàn)?zāi)＞呓Y(jié)構(gòu)能否量產(chǎn)，其過程同樣不簡單，據(jù)研發(fā)人員介紹，模具試驗(yàn)階段，塑膠模具開了6套，橡膠模具開了5套，2022年一整年的時(shí)間都在做驗(yàn)證。
從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)應(yīng)用——自主設(shè)計(jì)自動化產(chǎn)線
2023年3月，安吉爾啟動水泵自動化產(chǎn)線建設(shè)工作，研發(fā)團(tuán)隊(duì)開始密集接觸自動化產(chǎn)線的供應(yīng)商，“因?yàn)樗麄儾⒉皇煜け玫慕Y(jié)構(gòu)，產(chǎn)線的開發(fā)周期就會很長，保守估計(jì)開發(fā)周期需要一年半，時(shí)間成本太高了。”安吉爾研發(fā)工程師介紹道，實(shí)際上在初期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，我們就把生產(chǎn)的整個(gè)過程考慮到了。
據(jù)介紹，安吉爾對置平衡泵整個(gè)生產(chǎn)過程涉及19個(gè)裝配工序、6道檢驗(yàn)工序、21項(xiàng)核心工藝參數(shù)。為了更快地實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，安吉爾研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了16臺自動化設(shè)備，主導(dǎo)了約80%的工藝路線設(shè)計(jì)，供應(yīng)商的開發(fā)周期也從原本計(jì)劃的一年半壓縮至6個(gè)月。在初期試產(chǎn)階段，產(chǎn)品直通率僅有50%～60%，此后團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了300余項(xiàng)整改，到2024年年底，該產(chǎn)線正式實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
2024年，安吉爾先后在深圳、西安等地機(jī)場直飲水設(shè)備試運(yùn)行了100余臺對置平衡泵，驗(yàn)證了產(chǎn)品在大通量、高負(fù)荷場景下的穩(wěn)定性，隨后開始進(jìn)行批量性地將其導(dǎo)入到產(chǎn)品中。2025年3月，對置平衡泵在安吉爾哪吒2代凈水器新品中正式搭載面世。
該新品運(yùn)行噪音降至43分貝，達(dá)到圖書館級別，同時(shí)保持強(qiáng)悍的產(chǎn)品性能實(shí)現(xiàn)1600G超大通量，極大地提升了用戶體驗(yàn)。產(chǎn)品一經(jīng)推出，便在市場上引起了強(qiáng)烈反響，“以前接滿一壺水需要等好一會兒，現(xiàn)在速度快了很多，非常方便，而且?guī)缀趼牪坏綑C(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音。”一位用戶在評價(jià)中寫道。
作為凈水領(lǐng)域的“破局之作”，安吉爾對置平衡泵技術(shù)填補(bǔ)了我國在核心凈水部件的空白。今年1月，安吉爾收到美國專利及商標(biāo)局（PTO）通知，該項(xiàng)技術(shù)被正式授予美國發(fā)明專利，這是安吉爾在技術(shù)創(chuàng)新及國際化知識產(chǎn)權(quán)布局方面取得的重大突破，站在建設(shè)科技強(qiáng)國的歷史節(jié)點(diǎn)上，安吉爾正用硬核科技重新定義凈水行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，讓世界見證中國創(chuàng)新的澎湃動能。
