反滲透膜元件及淨水裝置的製作方法

2023-05-24 12:46:16

本發明涉及淨水系統領域，特別是涉及一種反滲透膜元件及淨水裝置。

背景技術：

請參閱圖1，現有的反滲透膜元件的工作原理是採用原水進水方向和濃水流出的方向與中心管平行，產水流出的方向與中心管垂直，通過密封膜袋遠離中心管的三邊，來實現原水、濃水和純水的分離。此結構的反滲透膜元件存在以下問題：(1)原水流道較長，且在原水流道內的水流從進口到濃水出口處存在轉變區域，存在水流流速極低的區域，反滲透膜元件末端存在嚴重汙染，從而造成反滲透膜元件性能快速下降。(2)進水流道小，汙染物不易衝走，反滲透膜元件不能有效衝洗。(3)反滲透膜元件濃水端相對於進水端濃差極化嚴重，濃水端汙染嚴重。(4)純水通過中心管收集，阻力較大，純水流道內的背壓較大，制水效率較低。

技術實現要素：

基於此，針對上述問題，有必要提供一種反滲透膜元件及淨水裝置，以提高反滲透膜元件的抗汙染能力，同時提高制水效率。

一種反滲透膜元件，包括中心管及纏繞在所述中心管上的反滲透膜片組，

所述反滲透膜片組包括進水隔網、純水導流網及反滲透膜片，所述反滲透膜片的正面夾層之間形成純水流道，相鄰所述反滲透膜片的反面夾層之間形成進水流道，所述進水隔網位於所述進水流道中，所述純水導流網位於所述純水流道中；

所述中心管上設置有多個濃水進口，所述中心管的端部作為所述反滲透膜元件的濃水出口，所述反滲透膜元件的進水口為兩個，兩個所述進水口分別位於所述反滲透膜元件的兩端面，所述反滲透膜元件的純水入口位於所述反滲透膜元件的圓周面上。

在其中一個實施例中，所述進水流道具有兩個相對設置的第一側邊，所述第一側邊為所述進水流道與所述中心管相鄰的側邊，所述進水口位於所述第一側邊靠近所述中心管的一端。

在其中一個實施例中，所述進水口的長度為所述反滲透膜片的長度的1/2至1，且不包括端點值。

在其中一個實施例中，所述第一側邊部分封閉，所述第一側邊未封閉的部分形成所述進水口。

在其中一個實施例中，所述純水流道與所述中心管相鄰的兩個側邊封閉，所述純水通道與所述中心管相對的對邊形成所述純水入口。

在其中一個實施例中，所述濃水出口為兩個，兩個所述濃水出口分別位於所述中心管的兩端部。

在其中一個實施例中，所述中心管上設置有流速控制裝置，所述流速控制裝置用於調節所述中心管中濃水的流速，所述中心管內的濃水經所述流速控制裝置，從所述濃水出口排出。

在其中一個實施例中，所述流速控制裝置為多孔圓盤結構。

在其中一個實施例中，還包括用於將所述反滲透膜片組固定在所述中心管上的膜片保護裝置，且所述膜片保護裝置為網狀結構。

一種淨水裝置，包括上述任一項所述的反滲透膜元件。

上述反滲透膜元件，原水從反滲透膜元件的兩端面進水，加大了原水的進水量及進水流速，可以降低反滲透膜元件的汙染速度，提高反滲透膜元件的使用壽命，且原水沿著平行於中心管的方向流入反滲透膜元件內，原水過濾後，濃水沿垂直於原水進水的方向從中心管的濃水進口進入中心管內並從中心管的端部流出，濃水的排出較流暢，使得反滲透膜元件內壓較穩定，過濾較充分，制水效率較高，純水從反滲透膜原件的圓周面上出水，純水流道垂直或平行於原水流道的方向，且背離中心管方向，使得純水流道較短、背壓小，純水排出較流暢，有利於提高反滲透膜元件純水通量和脫鹽率，繼而提高制水效率。

附圖說明

圖1為現有技術中反滲透膜元件的結構示意圖；

圖2為本發明一實施例的反滲透膜元件的結構示意圖；

圖3為圖2所示的反滲透膜元件的塗布結構示意圖；

圖4為圖2所示的反滲透膜元件展開後的結構示意圖；

圖5為本發明一實施例的反滲透膜元件的內部水流方向的示意圖；

圖6為本發明一實施例的流速控制裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。

需要說明的是，當元件被稱為「固定於」或「設置於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「及/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

請參閱圖2至圖4，本發明一實施例提供一種反滲透膜元件，該反滲透膜元件包括中心管100及纏繞在所述中心管100的反滲透膜片組200。所述反滲透膜片組200包括進水隔網210、純水導流網220及反滲透膜片230，所述反滲透膜片230的正面夾層之間形成純水流道240，相鄰所述反滲透膜片230的反面夾層之間形成進水流道250，所述進水隔網210位於所述進水流道250中，所述純水導流網220位於所述純水流道240中，所述中心管100上設置有多個濃水進口101，所述中心管100的端部形成所述反滲透膜元件的濃水出口102，所述反滲透膜元件的進水口251為兩個，兩個所述進水口251分別位於所述反滲透膜元件的兩端面，所述反滲透膜元件的進水口251位於所述反滲透膜元件的端部，所述反滲透膜元件的純水入口241位於所述反滲透膜元件的圓周面上。

需要說明的是，反滲透膜片230可以是由一張反滲透膜片通過摺疊形成兩片、或者是一張摺疊形成多片，也可以是兩張反滲透膜片或者多張反滲透膜片。例如，一張反滲透膜片先對摺，再纏繞再中心管100上，或者將中心管置於一張反滲透膜片中間處，再對摺反滲透膜片，最後再纏繞。

在本實施例中，所述反滲透膜片組200為一個。當然，在其他實施例中，也可以根據需要設計多個反滲透膜片組200。

上述反滲透膜元件，原水從反滲透膜元件的兩端面進水，加大了原水的進水量及進水流速，可以降低反滲透膜元件的汙染速度，提高反滲透膜元件的使用壽命，且原水沿著平行於中心管100的方向流入反滲透膜元件內，原水過濾後，濃水沿垂直於原水進水的方向從中心管100的濃水進口101進入中心管100內並從中心管100的端部流出，濃水的排出較流暢，使得反滲透膜元件內壓較穩定，過濾較充分，制水效率較高，純水從反滲透膜原件的圓周面上出水，純水流道240垂直或平行於原水流道250的方向，且背離中心管方向，使得純水流道較短、背壓小，純水排出較流暢，有利於提高反滲透膜元件純水通量和脫鹽率，繼而提高制水效率。例如，所述中心管100設置若干所述濃水進口101，又如，各所述濃水進口101的總面積超過所述中心管100圓周面的面積的15％；又如，各所述濃水進口101的總面積超過所述中心管100圓周面的面積的25％，這樣，可以提升濃水進入中心管100的效率。

進一步的，請參閱圖3，所述進水流道250具有兩個相對設置的第一側邊253，所述第一側邊253為所述進水流道250與所述中心管100相鄰的側邊，所述進水口251位於所述第一側邊253靠近所述中心管100的一端。進一步的，所述進水口251的長度a為所述反滲透膜片的長度b的1/2至1，且不包括端點值，這樣，可以增大反滲透膜元件的進水量，進而可以增大進水流速，攪亂反滲透膜元件表面紊流狀態，減輕濃差極化現象，穩定反滲透膜元件的性能，延長反滲透膜元件的壽命。

進一步的，請參閱圖3，所述進水流道250的所述第一側邊253部分封閉，所述第一側邊253未封閉的部分形成所述進水口251。例如，所述第一側邊253通過部分塗膠實現部分封閉，第一側邊253上未塗膠部分形成所述進水口251。

進一步的，請參閱圖3，所述濃水出口102為兩個，兩個所述濃水出口102分別位於所述中心管100的兩端部。即，中心管100的兩端開口，且表面開設有多個通孔，通孔即形成所述濃水進口101，兩個開口即形成兩個濃水出口102。具體到本實施例中，中心管100上設置的多個濃水進口101大小相等，且均勻分布。

進一步的，請參閱圖5，所述中心管100上設置有流速控制裝置110，所述流速控制裝置110用於調節所述中心管100中濃水的流量及流速，所述中心管100內的濃水經所述流速控制裝置110，從所述濃水出口102排出。通過在中心管100上設置流速控制裝置110，可以控制濃水的流量及流速，當濃水從進水流道沿濃水進口101進入時，流速控制裝置110通過調節濃水的流量，使得中心管100內有壓力，而不是零，同樣反滲透膜元件末端也有壓力，濃水在反滲透膜元件表面的流速緩慢下降，不會突然變為零，這樣，可以提高反滲透膜元件濃水端的衝刷速度，有效降低反滲透膜元件濃水端汙染現象。

進一步的，所述流速控制裝置110為多孔圓盤結構。具體的，請參閱圖6，流速控制裝置110包括圓盤111及設置於所述圓盤111上的多個旋轉蓋112，對個所述旋轉蓋112圍繞所述圓盤111設置，並以所述圓盤111的中心為轉軸，所述旋轉蓋112在所述圓盤111上可任意重疊，當多個所述旋轉蓋112無重疊時，可以完全覆蓋所述圓盤111，使流速控制裝置的開口面積為零，即，濃水無法排出，例如，請參閱圖6，所述旋轉蓋112為四個，四個旋轉蓋112的大小完全相等，四個旋轉蓋112通過旋轉使得其中一個旋轉蓋112重疊至其他旋轉蓋112上，即，使得圓盤111露出1/4的開口面積供濃水流出。通過調節旋轉蓋112的個數和旋轉蓋112之間重疊的面積，可以調整流速控制裝置的開口面積，進而調整濃水出口的濃水流量，可替代現有的廢水比功能，結構較簡單、使用方便。在實際使用時，我國水質南北地區差異很大，傳統反滲透膜元件不具有普適性，通過設置流速控制裝置110，可根據原水水質、所要求的純水水質、時間等參數調節流速控制裝置中開口面積，進而調整濃水流量，可以使得反滲透膜元件具有普適性。

具體到本實施例中，流速控制裝置110為兩個，兩個流速控制裝置110分別設置於中心管100的兩端的開口處，即濃水出口處。

進一步的，所述中心管100的單位體積為所述反滲透膜元件單位時間進水體積的3倍以上，即，中心管100的總體積加上單位時間內排出的濃水體積的總和為單位時間內進水量的3倍以上，以保證濃水排出通暢。

進一步的，所述純水流道240與所述中心管100相鄰的兩個側邊封閉，所述純水通道240與所述中心管100相對的對邊形成所述純水入口241。當反滲透膜片組200卷繞在中心管100上時，純水入口241就位於該反滲透膜元件的圓周面上。例如，本發明及其各相關實施例所指的封閉是通過使用塗膠或者密封件的方式來實現。

進一步的，請參閱圖5，所述反滲透膜元件還包括純水收集裝置300，所述純水收集裝置300套設在所述反滲透膜片組的圓周面上，純水從所述純水入口241流入純水收集裝置300。例如，純水收集裝置300為桶狀結構，纏繞有反滲透膜片組200的中心管100插設在所述純水收集裝置300內。進一步的，純水收集裝置300上還設置有純水出口310，純水收集裝置300內的純水通過純水出口310排出。

進一步的，所述反滲透膜元件還包括用於將所述反滲透膜片組200固定在所述中心管100上的膜片保護裝置400，且所述膜片保護裝置400為網狀結構，通過設置膜片保護裝置，可以將反滲透膜片230較牢固地纏繞在中心管100上，防止反滲透膜片230散開。例如，所述膜片保護裝置400為網套，其材質可以為塑料、如PE、PP、PA或PVC，也可以為金屬，如不鏽鋼，網套的厚度為10～20微米。又如，所述膜片保護裝置400為所述進水隔網210遠離中心管100的一端黏貼形成，即，進水隔網210的末端超出反滲透膜片230的部分經膠水黏貼形成套筒狀，以將反滲透膜片230包裹在其中，結構較簡單、便於生產。

上述反滲透膜元件，原水從反滲透膜元件的兩端面進水，沿著平行於中心管100的方向流入反滲透膜元件內，原水過濾後，濃水沿垂直於原水進水的方向從中心管100的濃水進口101進入中心管100內並從中心管100的端部流出，純水流道240垂直或平行於原水流道250的方向，且背離中心管100方向，能夠有效降低反滲透膜元件的汙染速度，提高反滲透膜元件的使用壽命，同時提高制水效率。

本發明還提供一種淨水裝置，其包括上述任一實施例所述的反滲透膜元件。由於淨水裝置採用了上述反滲透膜元件的技術方案，理所應當地，其具有反滲透膜元件所有的有益效果。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗指所指的裝置或元件必須具有特定的方位、為特定的方位構造和操作，因而不能理解為對本發明保護內容的限制。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。