CN103394288A - 一种卷式反渗透膜元件以及使用该元件的净水机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供卷式反渗透膜元件,由中心产水管,缠绕在中心产水管上的反渗透膜片构成,其中反渗透膜片经折叠形成进水流道和产水流道,所述进水流道的与折边相邻的两侧边远离中心产水管的部分区段闭合密封使该两侧边接近中心产水管处分别形成小段原水进水口以及使进水流道的与折边相对的侧边形成浓水出水口,所述原水进水口中设有轴向进水管,所述轴向进水管上具有多个面向浓水出水口的小孔,并且还包括沿着圆弧方向的进水管,所述沿着圆弧方向的进水管具有多个面向轴向的小孔,所述多个面向轴向的小孔的直径距离浓水出水口越近时越大。

Description

一种卷式反渗透膜元件以及使用该元件的净水机
技术领域
本发明涉及一种卷式反渗透膜元件以及使用该元件的净水机。
背景技术
螺旋卷式反渗透膜元件又称卷式反渗透膜元件,是水处理技术中的常用元件,它一般具有一个圆柱形的压力容器作为壳体,其内部有一根带有多个孔的中心管以及卷在中心管上的交替层叠的多层反渗透膜和导布。中心管与壳体两端通过连接器连接。
目前,公知的卷式反渗透膜元件是将由纯水导流网、反渗透膜片、进水导流网叠加构成的净水膜片组缠绕在中心产水管上形成,其中对反渗透膜片进行折叠,所述进水导流网位于反渗透膜片折叠后的内表面之间构成的进水流道中,所述纯水导流网位于反渗透膜片折叠后的外表面之间构成的产水流道中,这种卷式反渗透膜元件是将产水流道的端面两侧边和远离中心产水管的一侧边用胶水粘合使产水流道具有面向中心产水管的开口,净水膜片组在缠绕中心产水管后,整个外表面用外胶带进行包裹密封。这种结构的卷式反渗透元件,其从元件的一端面的流入进水流道中,一部分水经反渗透膜片过滤形成纯水沿着纯水导流网流进中心产水管内,剩下未过滤形成的浓水沿着进水流道中的进水导流网从元件的另一端面流出。由于进水的一部分渗透到反渗透膜片的背面形成纯水,进水的流量会越来越小,通常情况下最终从浓水端排出的浓水的流量为原水进水流量的50%至80%,由于原水进水在沿流道方向上流量逐渐降低,从而也导致流速降低,由于流速的降低使得反渗透膜元件进水端和浓水端的水流速度出现差异,直接导致浓差极化现象,从而导致膜元件污染,使得脱盐率和产水量降低,膜元件寿命缩短。
公开号CN101708433B以及CN101838033B公开了一种卷式反渗透膜元件,其将原水从元件的端面两侧的进水流道的原水进水口进入进水流道中,一部分水经反渗透膜过滤得到纯水进入产水流道中沿纯水导流网进入中心产水管形成纯水,另一部分未经过滤形成的浓水在进水流道中沿着进水导流网从进水流道的与折边相对的浓水出水口排出,也即使从沿着净水膜片组的缠绕方向从膜元件的侧向的圆周表面排出,而不像现有技术的反渗透膜元件那样,原水从卷式反渗透膜元件的一端面流进,浓水从膜元件的另一端面流出。这样,加大了反渗透膜元件膜表面的水流速度,减小了膜表面浓差极化,降低卷式膜元件的污染速度,从而延长了膜元件的使用寿命。尽管这两个发明解决了面向轴向的膜表面浓差极化,但是由于浓水水流是沿着圆弧方向从浓水出水口排出,沿着圆弧方向同样存在着膜表面浓差极化。本发明是对上述发明的改进,其能够解决沿着圆弧方向的膜表面浓差极化的问题。在本发明的内容中,全文引用公开号为CN101708433B以及CN101838033B的发明专利文件。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供了卷式反渗透膜元件,包括中心产水管,缠绕在中心产水管上的反渗透膜片,其中反渗透膜片经折叠形成进水流道和产水流道,所述进水流道的与折边相邻的两侧边离中心产水管的远端部分区段闭合密封使该两侧边接近中心产水管处分别形成小段原水进水口以及使进水流道的与折边相对的侧边形成浓水出水口,所述原水进水口中设有轴向进水管,所述轴向进水管上具有多个面向浓水出水口的小孔,并且还包括沿着圆弧方向的进水管,所述沿着圆弧方向的进水管具有多个面向轴向的小孔,所述多个面向轴向的小孔的直径距离浓水出水口越近时越大。在该技术方案中,使用沿着圆弧方向的进水管进水,由于沿着圆弧方向的进水管的小孔直径随着浓水出水口变化,使得离浓水出水口的距离越近时,进水管的进水越多,降低了浓水的浓度,并且降低了浓差极化的影响。
根据本发明的另外一个方面,所述沿着圆弧方向的进水管具有两个,分别设置于所述进水流道的与折边相邻的两侧边。通过这样的设置,可以避免仅有一个进水管时,两侧边浓度不平衡的问题。
在设置沿着圆弧方向的进水管后,为了更好的解决沿着轴向的浓度不平衡问题,可以将所述沿着圆弧方向的进水管的小孔为相对设置的两排,并且还包括移动装置、计时装置以及控制装置,所述移动装置用于沿着轴向移动所述沿着圆弧方向的进水管,所述控制装置控制所述移动装置在特定周期内在轴向循环移动所述沿圆弧方向的进水管。由于所述沿圆弧方向的进水管在轴向循环移动,这样避免了特定区域浓度持续过高的问题。
根据本发明的另外一个方面,还包括用于使用膜清洗剂清洗反渗透膜的膜清洗通道,所述膜清洗通道包括清洗液进液通道和清洗液出液通道,其中清洗液出液通道位于中心产水管内。所述中心产水管包括外管、内管以及位于内外管之间的隔件,所述内管形成纯水出水通道,所述内外管之间的空间形成清洗液出液通道,制水时所述纯水出水通道打开,所述清洗液出液通道关闭;而清洗时,所述清洗液出液通道打开,所述纯水出水通道关闭。
上一个方案中,清洗反渗透膜的步骤包括:关闭所述轴向进水管以及沿圆弧方向的进水管;关闭所述中心产水管的纯水出水通道,打开所述中心产水管的清洗液出液通道;从清洗液进液通道流入膜清洗液;所述膜清洗液的一部分从浓水出水口流出,另一部分流经反渗透膜后从中心产水管的清洗液出口流出; 关闭清洗液进液通道,打开轴向进水管以及沿圆弧方向的进水管,使用原水冲走清洗液;关闭中心产水管的清洗液出液通道,打开中心产水管的纯水出水通道。。其中,所述膜清洗剂包括氢氧化钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠以及偏硅酸钠。
根据本发明的另外一个方面,提供一种净水机,其包括上述的卷式反渗透膜元件。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的示意图。
图2是图1中沿圆弧方向的进水管的示意图。
图3是本领域的一个实施例的沿圆弧方向的进水管的示意图。
图4是本发明的一个实施例的中心产水管的示意图。
具体实施方式
本发明的下述实施例,跟它们的优点和特征一起在此公开,将通过参考下列说明和附图变得明显。而且,应当理解,在此描述的各种各样的实施例的特征不互斥,并且能在各种各样的组合和换变过程中存在。 
如图1所示,本发明的卷式反渗透膜元件是在公开号为200910201739.8的卷式反渗透膜元件基础上的改进,包括中心产水管100,缠绕在中心产水管100上的反渗透膜片200,该反渗透膜片经折叠形成进水流道300和产水流道400,进水流道300中设有进水导流网301,产水流道400仅仅具有面向中心产水管100的纯水出水口401,在产水流道400中设有纯水导流网402。进水流道300的与折边302相邻的两侧边303远离中心产水管100的部分区段闭合密封使该两侧边303接近中心产水管处分别形成小段原水进水口304以及使进水流道300的与折边302相对的侧边形成浓水出水口305,在原水进水口304中设有进水管500,进水管500从膜元件的一端原水进水口304一直延伸到膜元件另一端的原水进水口304,并且进水管500上具有多个面向浓水出水口305的小孔(图中未示出)。改进之处在于:还包括沿着圆弧方向的进水管306,所述沿着圆弧方向的进水管306具有多个面向轴向的小孔307,小孔307的直径距离浓水出水口越近时越大(参见图2)。通过这样的改进,进水从进水管500的小孔向浓水出水口305方向600喷射进进水流道300,同时沿着圆弧方向的进水管306向的出水口面向轴向701、702喷射出进水,由于小孔307的直径随着浓水出水口变化,使得离浓水出水口的距离越近时,进水管306的进水越多(参见图1中701、702的箭头长度),降低了浓水的浓度,并且降低了浓差极化的影响。
在设置沿着圆弧方向的进水管后,为了更好的解决沿着轴向的浓度不平衡问题,参见附图3,可以将进水管306的小孔307为相对设置的两排。并且可以包括移动装置、计时装置以及控制装置,所述移动装置用于沿着轴向移动所述沿着圆弧方向的进水管306,所述控制装置控制所述移动装置在特定周期内在轴向范围内循环移动所述沿圆弧方向的进水管306。上述移动装置、计时装置以及控制装置可以使用本领域常规的机械移动装置以及单片机实现。由于进水管306在轴向范围内循环移动,这样避免了特定区域浓度持续过高的问题。
根据本发明的另外一个方面,上述进水管500以及沿圆弧方向的进水管306都是可以封闭的,还包括膜清洗通道,用于使用膜化学清洗剂清洗反渗透膜,所述膜清洗通道包括清洗液进液通道和清洗液出液通道。清洗液进液通道可以由独立于进水管的管道提供,清洗液出液通道位于中心产水管,所述中心产水管包括用于纯水通道以及清洗液出液通道;其中清洗液出液通道在制纯水时是封闭的,而纯水通道在清洗时是封闭的。这样,在使用膜清洗通道清洗反渗透膜时,可以关闭进水管500以及沿圆弧方向的进水管306,同时关闭中心产水管的纯水通道,避免膜清洗液影响净水机的其他部分。参见附图4,本方案中,中心产水管100包括内管101,外管102,以及内外管之间的隔件103,内管内形成纯水通道1011,内外管之间形成清洗液出液通道1021;外管具有外管进液口104,外管进液口104用于清洗液以及纯水的流入;内管具有内管进液口105,内管进液口105用于纯水的流入,其是能够封闭的;内外管之间的隔件103具有清洗液出口106,用于清洗液的流出,其也是能够封闭的。本方案中清洗反渗透膜包括如下步骤:关闭所述轴向进水管500以及沿圆弧方向的进水管306;关闭中心产水管100的内管进液口105;打开中心产水管100的内外管之间的隔件103的清洗液出口106;从清洗液进液通道流入膜清洗液;膜清洗液的一部分从浓水出水口305流出,另一部分流经反渗透膜后从中心产水管100的清洗液出口106流出;关闭清洗液进液通道,打开轴向进水管500以及沿圆弧方向的进水管306,使用原水冲走清洗液;关闭中心产水管100的清洗液出口106,打开中心产水管100的内管进液口105。其中,所述膜清洗剂包括氢氧化钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠以及偏硅酸钠。
另外,本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化,只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化,都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种卷式反渗透膜元件,包括中心产水管,缠绕在中心产水管上的反渗透膜片,其中反渗透膜片经折叠形成进水流道和产水流道,所述进水流道的与折边相邻的两侧边离中心产水管的远端部分区段闭合密封使该两侧边接近中心产水管处分别形成小段原水进水口以及使进水流道的与折边相对的侧边形成浓水出水口,所述原水进水口中设有轴向进水管,所述轴向进水管上具有多个面向浓水出水口的小孔,其特征在于:还包括沿着圆弧方向的进水管,所述沿着圆弧方向的进水管具有多个面向轴向的小孔,所述多个面向轴向的小孔的直径距离浓水出水口越近时越大。
2.根据权利要求1所述的卷式反渗透膜元件,其特征在于:所述沿着圆弧方向的进水管具有两个,分别设置于所述进水流道的与折边相邻的两侧边。
3.根据权利要求2所述的卷式反渗透膜元件,其特征在于:所述轴向进水管以及沿圆弧方向的进水管都是可以关闭的。
4.根据权利要求3所述的卷式反渗透膜元件,其特征在于:还包括用于清洗反渗透膜的膜清洗通道,所述膜清洗通道包括清洗液进液通道和清洗液出液通道。
5.根据权利要求1-4所述的卷式反渗透膜元件,其特征在于清洗液出液通道位于中心产水管内。
6.根据权利要求1-5所述的卷式反渗透膜元件,其特征在于:所述中心产水管包括外管、内管以及位于内外管之间的隔件,所述内管形成纯水出水通道,所述内外管之间的空间形成清洗液出液通道,制水时所述纯水出水通道打开,所述清洗液出液通道关闭;而清洗时,所述清洗液出液通道打开,所述纯水出水通道关闭。
7.一种清洗权利要求6所述的卷式反渗透膜元件的方法,包括如下步骤:关闭所述轴向进水管以及沿圆弧方向的进水管;关闭所述中心产水管的纯水出水通道,打开所述中心产水管的清洗液出液通道;从清洗液进液通道流入膜清洗液;所述膜清洗液的一部分从浓水出水口流出,另一部分流经反渗透膜后从中心产水管的清洗液出口流出; 关闭清洗液进液通道,打开轴向进水管以及沿圆弧方向的进水管,使用原水冲走清洗液;关闭中心产水管的清洗液出液通道,打开中心产水管的纯水出水通道。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述膜清洗液包括氢氧化钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠以及偏硅酸钠。
9.一种净水机,其包括根据权利要求1-8所述的卷式反渗透膜元件。
10.一种卷式反渗透膜元件,包括中心产水管,缠绕在中心产水管上的反渗透膜片。
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