CN103223296B - 自助式纳滤机 - Google Patents
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Abstract
本发明自助式纳滤机涉及的是一种新型的纳滤机（NF）、纯水机（RO），适用于一般市政直供自来水（水压≥0.2MPa）或无直供水源地区的纯水制取。包括电磁阀一、增压水泵、预处理器、电磁阀二、纳滤装置、带液位信号的纯水储水箱、控制板、电磁阀三和排浓电磁阀；电磁阀一进水口通过进水管与自来水管道相连接，电磁阀一出水口通过管道与增压水泵进水口相连接，增压水泵出水口通过管道与预处理器进水口相连接，预处理器设出水口一端通过管道与纳滤装置进水口相连接，预处理器出水口另一端通过管道与电磁阀二相连；纳滤装置设置有纯水出水口和浓水出水口，纳滤装置的纯水出水口与纯水储水箱相。
Description
技术领域
本发明自助式纳滤机涉及的是一种新型的纳滤机（NF）、纯水机（RO），适用于一般市政直供自来水（水压≥0.2MPa）或无直供水源地区的纯水制取.
背景技术：
目前家用纳滤机NF/RO系统一般采用压力桶储存纯水。系统内部压力过高导致故障率升高且有漏水隐患，而储存纯水的压力桶存在不可清洗和容易漏气导致不出水的弊端。另外滤芯的更换与拆装也较麻烦，需专业人员操作。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种自助式纳滤机，是对目前各类纳滤机系统的压力桶压力过高导致故障率高和滤芯拆装困难等缺点作出改进，特别适用于一般市政直供自来水（水压≥0.2MPa）或无直供水源地区的纯水制取，整个系统在自来水压力驱动下即可运行，并利用电磁阀保护后端设备防止淹水。滤芯采用插拔式连接，滤芯带有自动断水功能，使滤芯更换更加方便。压力桶采用非承压设计，解决了压力桶压力过高问题。
本发明自助式纳滤机是采取以下技术方案实现：自助式纳滤机包括电磁阀一、增压水泵（选配）、预处理器、电磁阀二、纳滤装置、带液位信号的纯水储水箱、控制板、电磁阀三、排浓电磁阀。
电磁阀一设置有进水口，电磁阀一进水口通过进水管与自来水管道相连接，电磁阀一设置有出水口，电磁阀一出水口通过管道与增压水泵（选配）进水口相连接，增压水泵出水口通过管道与预处理器进水口相连接，预处理器设置有出水口，预处理器出水口一端通过管道与纳滤装置进水口相连接，预处理器出水口另一端通过管道与电磁阀二相连。纳滤装置设置有纯水出水口和浓水出水口，纳滤装置的纯水出水口通过管道与纯水储水箱相连，纯水储水箱设有溢流口，纳滤装置的浓水出水口通过排浓电磁阀、管道相连并排入下水道，纯水储水箱设有出水口，纯水储水箱出水口通过管道与电磁阀三相连。
所述的电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、增压水泵、预处理器、纳滤装置、纯水储水箱、出水水泵和排浓电磁阀安装在机箱内，控制板安装在机箱内一侧或机箱外部。
机箱上配套有控制板，控制板上安装有电气控制元件，用来控制电磁阀、进水水泵、出水水泵、排浓电磁阀。控制板用于控制纯水的开关。
所述的预处理器具有滤瓶，滤瓶上部装有封盖，滤瓶内装有滤芯壳体，滤芯壳体内装有滤芯，滤瓶设置有进水口、出水口，滤芯壳体的进水口、出水口与滤瓶的进水口、出水口接头之间采用自助插拔式结构。滤芯壳体的进水口安装有进水单向阀，进水单向阀具有进水单向阀本体，进水单向阀本体上装有进水单向阀密封套；滤芯壳体的进水口与滤瓶的进水口之间安装有滤瓶O型密封圈。滤芯壳体的出水口安装有出水单向阀，出水单向阀具有出水单向阀本体，出水单向阀本体内装有弹簧一、出水单向阀O型圈，滤芯壳体的出水口与滤瓶的出水口之间安装有密封圈。
所述的预处理器内安装有的滤芯可采用单级或多级滤芯，滤芯可采用微滤、活性炭、软化树脂、超滤或微渗透滤芯。
所述的纳滤装置具有纳滤瓶，纳滤瓶上部装有纳滤瓶封盖，纳滤瓶内装有纳滤芯壳体，纳滤芯壳体内装有纳滤芯，纳滤芯壳体底部设置有纳滤芯原水进水口、纳滤芯纯水出水口和纳滤芯浓水出水口。纳滤瓶底部设置有原水进水口、纯水出水口和浓水出水口。
纳滤芯壳体底部设置的纳滤芯原水进水口、纳滤芯纯水出水口和纳滤芯浓水出水口与纳滤瓶底部设置的原水进水口、纯水出水口和浓水出水口接头之间均采用自助插拔式结构，纳滤芯壳体底部设置的纳滤芯原水进水口、纳滤芯纯水出水口和纳滤芯浓水出水口与纳滤瓶底部设置的原水进水口、纯水出水口和浓水出水口接头之间均安装有纳滤瓶O型密封圈。
纳滤芯壳体的纳滤芯原水进水口、纳滤芯纯水出水口和纳滤芯浓水出水口均安装有纳滤芯进水单向阀，纳滤芯进水单向阀具有纳滤芯进水单向阀本体，纳滤芯进水单向阀本体上装有单向阀O型圈，纳滤芯进水单向阀本体上装有弹簧二。
所述的电磁阀采用市售电磁阀，起到打开或关闭水路的作用。
所述的增压水泵为市售标准水泵，当原水水压较低时起到增压作用。
所述的纳滤芯采用纳滤膜NF或反渗透膜RO，所述的纳滤膜NF采用市售纳滤膜NF。纳滤(NF)是介于反渗透很超滤之间的一种压力驱动型膜分离技术。它具有两个特性：①对水中的分子量为数百的有机小分子成分具有分离性能；②对于不同价态的阴离子存在Donnan效应。物料的荷电性．离子价数荷浓度对膜的分离效应有很大影响。(道(Donnan)模型一道南(Donnan)效应Donnan模型以Donnan平衡为基础用来描述荷电膜的脱盐过程一般纳滤膜多为荷电膜，所以该模型更多用来描述纳滤过程)要用于饮用水和工业用水的纯化，废水净化处理，工艺流体中有价值成分的浓缩等方面，其操作压差为05～2OMPa(或0345～1035MPa)截留分子量界限为200～1000(或200～500)，分子大小为1nm的溶解组分的分离。由于NF膜达到同样的渗透通量所必需施加的压差比用RO膜低0．5～3MPa故NF膜过滤又称疏松型RO”或低压反渗透”。 纳滤(NF)膜是介于反渗透(RO)膜及超滤(UF)膜之间的一种新型分离膜，由于其具有纳米级的膜孔径、膜上多带电荷等结构特点，因而主要用于以下几个方面：(1)不同分子量的有机物质的分离(2)有机物与小分子无机物的分离；(3)溶液中一价盐类与二价或多价盐类的分离(4)盐与其对应酸的分离。从而达到饮用水和工业用水的软化料液的脱色、浓缩、分离、回收等。
所述的反渗透膜RO采用市售反渗透膜RO。反渗透是利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂(通常是水)而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力克服溶剂渗透压使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。反渗透同NF、UF一样均属于压力驱动型膜分离技术，其操作压差一般为15～105MPa，截留组分为(110)X10—10m小分子物质。除此之外还可以从液体混合物中去处全部悬浮物、溶解物和胶体，例如从水溶液中将水分离出来以达到分离、纯化等目的。目前随着超低压反渗透膜的开发已可在小于1MPa压力下进行部分脱盐适用于水的软化和选择性分离
所述的纯水储水箱内安装有液位信号开关。所述的纯水储水箱设置有进水口和出水口。所述的纯水储水箱设置有溢流口。
所述的排浓电磁阀为市售标准纳滤机排浓电磁阀。
所述的控制板包括电器元件和控制按钮。
本发明自助式纳滤机采用采用NF膜/RO膜可在一般市政直供自来水（水压≥0.2MPa）或无直供水源地区的纯水制取。
当原水为市政自来水（水压≥0.2MPa）时：当纯水水箱液位不满时，液位信号开关发出信号给电磁阀并打开，自来水经过电磁阀预处理器和纳滤装置时，纯水进入纯水储水箱浓水经排浓电磁阀排掉。当纯水储水箱水满时，液位信号开发发出信号使电磁阀关闭，切断原水停止制水，同时液位信号发送给控制板提示纯水水满。纯水、净水水可分别通过电控龙头打开电磁阀和电磁阀放出。当液位信号失灵时，过多浓水、纯水可通过溢流口流入下水道。
当原水非直供水源（水压≤0.2MPa）时：当纯水水箱液位不满时，液位信号开关发出信号给电磁阀、增压水泵并打开，自来水经过电磁阀、增压水泵、预处理器和纳滤装置时，纯水进入纯水储水箱浓水经排浓电磁阀排掉。当纯水储水箱水满时，液位信号开发发出信号使电磁阀和增压水泵关闭，切断原水停止制水，同时液位信号发送给控制板提示纯水水满。纯水、净水水可分别通过电控龙头打开电磁阀和电磁阀放出。当液位信号失灵时，过多浓水、纯水可通过溢流口流入下水道。
本发明自助式纳滤机设计合理、结构紧凑、性能可靠。针对目前各类纯水机系统的压力桶压力过高导致故障率高和滤芯拆装困难等缺点作出改进，适用于一般市政直供自来水（水压≥0.2MPa）的纯水制取。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1 是本发明自助式纳滤机结构示意图。
图2 是本发明自助式纳滤机的预处理器装配示意图。
图3 是本发明自助式纳滤机的预处理器进水口安装有进水单向阀结构示意图。
图4是本发明自助式纳滤机的预处理器出水口安装有出水单向阀结构示意图。
图5 是本发明自助式纳滤机的预处理器的滤芯壳体拔出时示意图。
图6 是本发明自助式纳滤机的纳滤装置装配示意图。
图7 是本发明自助式纳滤机的纳滤装置原水进水口安装有纳滤芯进水单向阀结构示意图。
图8是本发明自助式纳滤机的纳滤装置的纳滤芯壳体拔出时示意图。
图9 是本发明自助式纳滤机的纯水储水水箱结构示意图。
具体实施方式
参照附图1～9，自助式纳滤机包括电磁阀一1、增压水泵2（选配）、预处理器3、电磁阀二4、纳滤装置5、带液位信号的纯水储水箱6、控制板7、电磁阀三8、排浓电磁阀9。
电磁阀一1设置有进水口，电磁阀一1进水口通过进水管与自来水管道相连接，电磁阀一1设置有出水口，电磁阀一1出水口通过管道与增压水泵2（选配）进水口相连接，增压水泵2出水口通过管道与预处理器3进水口相连接，预处理器3设置有出水口，预处理器3出水口一端通过管道与纳滤装置5进水口相连接，预处理器出水口另一端通过管道与电磁阀二相连。纳滤装置5设置有纯水出水口和浓水出水口，纳滤装置5的纯水出水口通过管道与纯水储水箱6相连，纯水储水箱6设有溢流口，纳滤装置5的浓水出水口通过排浓电磁阀9、管道相连并排入下水道，纯水储水箱6设有出水口，纯水储水箱出水口通过管道与电磁阀三8相连。
所述的电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、增压水泵、预处理器、纳滤装置、纯水储水箱、出水水泵和排浓电磁阀安装在机箱内，控制板安装在机箱内一侧或机箱外部。
机箱上配套有控制板，控制板上安装有电气控制元件，用来控制电磁阀、进水水泵、出水水泵、排浓电磁阀。控制板用于控制纯水的开关。
所述的预处理器3具有滤瓶3-2，滤瓶3-2上部装有封盖3-1，滤瓶3-2内装有滤芯壳体3-3，滤芯壳体3-3内装有滤芯3-4，滤瓶3-2设置有进水口、出水口，滤芯壳体3-3的进水口、出水口与滤瓶3-2的进水口、出水口接头之间采用自助插拔式结构。滤芯壳体3-3的进水口安装有进水单向阀3-5，进水单向阀3-5具有进水单向阀本体3-7，进水单向阀本体3-7上装有进水单向阀密封套3-8；滤芯壳体3-3的进水口与滤瓶3-2的进水口之间安装有滤瓶O型密封圈。滤芯壳体3-3的出水口安装有出水单向阀3-6，出水单向阀3-6具有出水单向阀本体3-12，出水单向阀本体3-12内装有弹簧一3-10、出水单向阀O型圈，滤芯壳体3-3的出水口与滤瓶3-2的出水口之间安装有密封圈3-13。
所述的预处理器3内安装有的滤芯3-4可采用单级或多级滤芯，滤芯可采用微滤、活性炭、软化树脂、超滤或微渗透滤芯。
所述的纳滤装置具有纳滤瓶4-2，纳滤瓶4-2上部装有纳滤瓶封盖4-1，纳滤瓶4-2内装有纳滤芯壳体4-4，纳滤芯壳体4-4内装有纳滤芯4-3，纳滤芯壳体4-4底部设置有纳滤芯原水进水口4-13、纳滤芯纯水出水口4-14和纳滤芯浓水出水口4-15。纳滤瓶4-2底部设置有原水进水口4-10、纯水出水口4-11和浓水出水口4-12。
纳滤芯壳体4-4底部设置的纳滤芯原水进水口4-13、纳滤芯纯水出水口4-14和纳滤芯浓水出水口4-15与纳滤瓶4-2底部设置的原水进水口4-10、纯水出水口4-11和浓水出水口4-12接头之间均采用自助插拔式结构，纳滤芯壳体4-4底部设置的纳滤芯原水进水口4-13、纳滤芯纯水出水口4-14和纳滤芯浓水出水口4-15与纳滤瓶4-2底部设置的原水进水口4-10、纯水出水口4-11和浓水出水口4-12接头之间均安装有纳滤瓶O型密封圈4-9。
纳滤芯壳体4-4的纳滤芯原水进水口4-13、纳滤芯纯水出水口4-14和纳滤芯浓水出水口4-15均安装有纳滤芯进水单向阀4-5 ，纳滤芯进水单向阀4-5具有纳滤芯进水单向阀本体4-8，纳滤芯进水单向阀本体4-8上装有单向阀O型圈4-7，纳滤芯进水单向阀本体4-8上装有弹簧二4-6。
所述的电磁阀采用市售电磁阀，起到打开或关闭水路的作用。
所述的增压水泵为市售标准水泵，当原水水压较低时起到增压作用。
所述的纳滤芯4-3采用纳滤膜NF或反渗透膜RO，所述的纳滤膜NF采用市售纳滤膜NF。纳滤(NF)是介于反渗透很超滤之间的一种压力驱动型膜分离技术。它具有两个特性：①对水中的分子量为数百的有机小分子成分具有分离性能；②对于不同价态的阴离子存在Donnan效应。物料的荷电性．离子价数荷浓度对膜的分离效应有很大影响。(道(Donnan)模型一道南(Donnan)效应Donnan模型以Donnan平衡为基础用来描述荷电膜的脱盐过程一般纳滤膜多为荷电膜，所以该模型更多用来描述纳滤过程)要用于饮用水和工业用水的纯化，废水净化处理，工艺流体中有价值成分的浓缩等方面，其操作压差为05～2OMPa(或0345～1035MPa)截留分子量界限为200～1000(或200～500)，分子大小为1nm的溶解组分的分离。由于NF膜达到同样的渗透通量所必需施加的压差比用RO膜低0．5～3MPa故NF膜过滤又称疏松型RO”或低压反渗透”。 纳滤(NF)膜是介于反渗透(RO)膜及超滤(UF)膜之间的一种新型分离膜，由于其具有纳米级的膜孔径、膜上多带电荷等结构特点，因而主要用于以下几个方面：(1)不同分子量的有机物质的分离(2)有机物与小分子无机物的分离；(3)溶液中一价盐类与二价或多价盐类的分离(4)盐与其对应酸的分离。从而达到饮用水和工业用水的软化料液的脱色、浓缩、分离、回收等。
所述的反渗透膜RO采用市售反渗透膜RO。反渗透是利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂(通常是水)而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力克服溶剂渗透压使溶剂通过反渗透膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。反渗透同NF、UF一样均属于压力驱动型膜分离技术，其操作压差一般为15～105MPa，截留组分为(110)X10—10m小分子物质。除此之外还可以从液体混合物中去处全部悬浮物、溶解物和胶体，例如从水溶液中将水分离出来以达到分离、纯化等目的。目前随着超低压反渗透膜的开发已可在小于1MPa压力下进行部分脱盐适用于水的软化和选择性分离。
所述的纯水储水箱内安装有液位信号开关。所述的纯水储水箱设置有进水口和出水口。所述的纯水储水箱设置有溢流口。
所述的排浓电磁阀为市售标准纳滤机排浓电磁阀。
所述的控制板包括电器元件和控制按钮。
本发明涉及的自助式纳滤机（包括纳滤/反渗透，以下简称NF、RO）控制系统，针对目前各类纯水机系统的压力桶压力过高导致故障率高和滤芯拆装困难等缺点作出改进。特别适用于一般市政直供自来水（水压≥0.2MPa）或无直供水源地区的纯水制取，整个系统在自来水压力驱动下即可运行，利用电磁阀保护后端设备防止淹水。滤芯采用插拔式连接，滤芯带有自动断水功能，使滤芯更换更加方便。纯水储水桶采用带液位信号的无压式储水桶，避免压力桶压力过高存在故障。
自助式纳滤机工作原理：
当原水为市政自来水（水压≥0.2MPa）时：当纯水水箱6液位不满时，液位信号开关发出信号给电磁阀1并打开，自来水经过电磁阀1预处理器3和纳滤装置5时，纯水进入纯水储水箱6浓水经排浓电磁阀9排掉。当纯水储水箱6水满时，液位信号开发发出信号使电磁阀1关闭，切断原水停止制水，同时液位信号发送给控制板7提示纯水水满。纯水、净水水可分别通过电控龙头7打开电磁阀8和电磁阀4放出。当液位信号失灵时，过多浓水、纯水可通过溢流口流入下水道。
当原水非直供水源（水压≤0.2MPa）时：当纯水水箱6液位不满时，液位信号开关发出信号给电磁阀1、增压水泵2并打开，自来水经过电磁阀1、增压水泵、预处理器3和纳滤装置5时，纯水进入纯水储水箱6浓水经排浓电磁阀9排掉。当纯水储水箱6水满时，液位信号开发发出信号使电磁阀1和增压水泵2关闭，切断原水停止制水，同时液位信号发送给控制板7提示纯水水满。纯水、净水水可分别通过电控龙头7打开电磁阀8和电磁阀4放出。当液位信号失灵时，过多浓水、纯水可通过溢流口流入下水道。
Claims (5)
1.一种自助式纳滤机，其特征在于：包括电磁阀一、增压水泵、预处理器、电磁阀二、纳滤装置、纯水储水箱、控制板、电磁阀三和排浓电磁阀；
电磁阀一设置有进水口，电磁阀一进水口通过进水管与自来水管道相连接，电磁阀一设置有出水口，电磁阀一出水口通过管道与增压水泵进水口相连接，增压水泵出水口通过管道与预处理器进水口相连接，预处理器设置有出水口，预处理器出水口一端通过管道与纳滤装置进水口相连接，预处理器出水口另一端通过管道与电磁阀二相连；纳滤装置设置有纯水出水口和浓水出水口，纳滤装置的纯水出水口通过管道与纯水储水箱相连，纯水储水箱设有溢流口，纳滤装置的浓水出水口通过排浓电磁阀、管道相连并排入下水道，纯水储水箱设有出水口，纯水储水箱出水口通过管道与电磁阀三相连；
所述的电磁阀一、电磁阀二、电磁阀三、增压水泵、预处理器、纳滤装置、纯水储水箱、出水水泵和排浓电磁阀安装在机箱内，控制板安装在机箱内一侧或机箱外部；
所述的预处理器具有滤瓶，滤瓶上部装有封盖，滤瓶内装有滤芯壳体，滤芯壳体内装有滤芯，滤瓶设置有进水口、出水口，滤芯壳体的进水口、出水口与滤瓶的进水口、出水口接头之间采用自助插拔式结构；滤芯壳体的进水口安装有进水单向阀，进水单向阀具有进水单向阀本体，进水单向阀本体上装有进水单向阀密封套；滤芯壳体的进水口与滤瓶的进水口之间安装有滤瓶O型密封圈；滤芯壳体的出水口安装有出水单向阀，出水单向阀具有出水单向阀本体，出水单向阀本体内装有弹簧一、出水单向阀O型圈，滤芯壳体的出水口与滤瓶的出水口之间安装有密封圈；
所述的纳滤装置具有纳滤瓶，纳滤瓶上部装有纳滤瓶封盖，纳滤瓶内装有纳滤芯壳体，纳滤芯壳体内装有纳滤芯，纳滤芯壳体底部设置有纳滤芯原水进水口、纳滤芯纯水出水口和纳滤芯浓水出水口；纳滤瓶底部设置有原水进水口、纯水出水口和浓水出水口；
纳滤芯壳体底部设置的纳滤芯原水进水口、纳滤芯纯水出水口和纳滤芯浓水出水口与纳滤瓶底部设置的原水进水口、纯水出水口和浓水出水口接头之间均采用自助插拔式结构，纳滤芯壳体底部设置的纳滤芯原水进水口、纳滤芯纯水出水口和纳滤芯浓水出水口与纳滤瓶底部设置的原水进水口、纯水出水口和浓水出水口接头之间均安装有纳滤瓶O型密封圈；
纳滤芯壳体的纳滤芯原水进水口、纳滤芯纯水出水口和纳滤芯浓水出水口均安装有纳滤芯进水单向阀，纳滤芯进水单向阀具有纳滤芯进水单向阀本体，纳滤芯进水单向阀本体上装有单向阀O型圈，纳滤芯进水单向阀本体上装有弹簧二。
2.根据权利要求1所述的自助式纳滤机，其特征在于：机箱上配套有控制板，控制板上安装有电气控制元件，用来控制电磁阀、进水水泵、出水水泵、排浓电磁阀，控制板用于控制纯水的开关。
3.根据权利要求1所述的自助式纳滤机，其特征在于：所述的预处理器内安装有的滤芯采用单级或多级滤芯。
4.根据权利要求1所述的自助式纳滤机，其特征在于：所述的滤芯采用微滤、活性炭、软化树脂、超滤或微渗透滤芯。
5.根据权利要求1所述的自助式纳滤机，其特征在于：所述的纳滤芯采用纳滤膜NF或反渗透膜RO。
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