CN104941448B - 反渗透膜元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反渗透膜元件，包括中心管、进水隔网、反渗透膜和纯水导流布，所述进水隔网、反渗透膜和纯水导流布均有多层，卷绕在所述中心管上，其中，所述纯水导流布与所述中心管的内腔相连通；所述相邻的两层反渗透膜之间分别形成进水流道和产水流道，所述进水流道和产水流道间隔设置，所述进水隔网位于所述进水流道内，所述纯水导流布位于所述产水流道内，所述纯水导流布为多支撑点结构。本发明中，所述纯水导流布为多支撑点结构，能够有效增加反渗透膜元件的承压接触点，提高反渗透膜元件的抗压能力，同时增加了纯水的流道面积，能够有效提高膜元件的产水通量。

Description

反渗透膜元件

技术领域

本发明涉及过滤技术领域，具体涉及一种反渗透膜元件。

背景技术

反渗透膜元件是纯净水机中的核心部件，纯水机的制水效果与反渗透膜元件的制水效率直接关。目前市场上的反渗透膜元件的结构都是在两片反渗透膜之间放置一层纯水导流布，然后卷在中心管上，安装在过滤器的里面使用。该结构的反渗透膜元件支撑点结构少，元件抗压能力差，且进水、纯水流道少，产水量小，反渗透膜容易污染，反渗透膜元件制水效率低，纯水机回收率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构简单，抗压能力强的反渗透膜元件。

本发明提供的反渗透膜元件，包括中心管、进水隔网、反渗透膜和纯水导流布，所述进水隔网、反渗透膜和纯水导流布均有多层，卷绕在所述中心管上，其中，所述纯水导流布与所述中心管的内腔相连通；所述多层反渗透膜由一层反渗透膜经折叠后形成，经折叠后的反渗透膜内表面之间形成进水流道，相邻外表面之间形成产水流道，所述进水隔网位于所述进水流道内，所述纯水导流布位于所述产水流道内，所述进水隔网和/或所述纯水导流布为多支撑点结构，所述纯水导流布由第一纯水导流布和第二纯水导流布叠加形成，所述第一纯水导流布和第二纯水导流布构成所述多支撑点结构。

优选地，所述第一纯水导流布和第二纯水导流布的尺寸、材料相同或不同。

优选地，所述进水隔网为多支撑点结构。优选地，所述纯水导流布和/或进水隔网折弯成波浪形，从而构成所述多支撑点结构。

优选地，所述波浪形的层间距为15-24毫米。

优选地，所述纯水导流布和/或进水隔网折弯成扇形，从而构成所述多支撑点结构。

优选地，所述扇形的弯折角为60-120度。

优选地，所述多层进水隔网、反渗透膜和纯水导流布由一组或者多组过滤结构卷绕在所述中心管上形成，每组所述过滤结构由两层进水隔网、一层反渗透膜、两层纯水导流布和一层反渗透膜依次叠放后形成。

优选地，在所述进水隔网与所述中心管相交的侧边上设置有原水进水口和浓水出水口，所述原水进水口和浓水出水口之一位于与所述中心管相邻的位置，另一个位于远离所述中心管的边缘位置。

本发明中，所述进水隔网和/或所述纯水导流布为多支撑点结构，例如采取设置两层纯水导流布叠加在一起，或者将进水隔网或纯水导流布弯折成波浪形或者扇形的结构形式，能够有效增加反渗透膜元件的承压接触点，提高反渗透膜元件的抗压能力，同时增加了进水或者纯水的流道面积，能够有效提高膜元件的产水通量；并且，还能提高膜元件的抗污染能力，提高膜元件寿命。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本发明中的反渗透膜元件第一实施例结构示意图；

图2为本发明中的反渗透膜元件流道示意图；

图3为本发明中的反渗透膜元件第二实施例结构示意图；

图4为本发明中的反渗透膜元件第三实施例结构示意图；

图5为弯折成波浪形后的各层的层间距说明图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

实施例一

如图1、2所示，本实施例中的反渗透膜元件100包括中心管11、进水隔网12、第一反渗透膜13、第一纯水导流布14、第二纯水导流布15和第二反渗透膜16，所述进水隔网12、第一反渗透膜13、第一纯水导流布14、第二纯水导流布15和第二反渗透膜16依次叠放，它们的一个侧边固定在所述中心管11的外壁上，并最终卷绕在所述中心管11上。所述第一纯水导流布14和第二纯水导流布15构成多支撑点结构。所述第一反渗透膜13和第二反渗透膜16相对的两个表面之间形成产水流道18，另外两个表面之间形成进水流道17。本申请中，所述第一反渗透膜13和第二反渗透膜16可以由一层反渗透膜经折叠后形成，经折叠后的反渗透膜内表面形成所述进水流道17，相邻外表面之间形成所述产水流道18，所述进水隔网12位于进水流道17中，第一、第二纯水导流布14、15位于产水流道18中，所述产水流道18仅具有面向中心管11的产水出水口。所述中心管11的内腔为纯水输出通道，所述第一纯水导流布14和第二纯水导流布15中的流道与所述中心管11的内腔连通。所述进水隔网12连接所述反渗透膜元件的进水通道，从进水隔网12进入反渗透膜元件的待过滤原水经第一、第二反渗透膜13、16过滤后，形成纯水，纯水进入第一、第二纯水导流布14、15中，进而经所述中心管11的内腔输出。所述第一反渗透膜13和第二反渗透膜16也可以由两层反渗透膜单独形成。

为了避免待过滤原水或者过滤后的纯水泄露，所述进水隔网12、第一反渗透膜13、第一纯水导流布14、第二纯水导流布15和第二反渗透膜16除与所述中心管11相连的侧边外，其余的侧边用密封胶进行密封，在进水隔网12与所述中心管11相交的侧边上设置有原水进水口121和浓水出水口122，为了加长原水在反渗透膜元件内的行程，提高过滤效果，所述原水进水口121和浓水出水口122之间的设置距离尽量拉开，该距离越大越好，优选为，所述原水进水口121和浓水出水口122之一位于与所述中心管11相邻的位置，另一个位于远离所述中心管11的边缘位置，如图2所示。从原水进水口121进入所述进水隔网12的待过滤原水的一部分经所述第一、第二反渗透膜13、16过滤后进入第一纯水导流布14和第二纯水导流布15，从而进入所述中心管11输出，未进入所述第一、第二反渗透膜13、16的浓水经所述出水口122流出反渗透膜元件并排出。该实施例中，由于设置有两层纯水导流布14、15，纯水透过第一反渗透膜13后，一部分纯水在水平方向沿所述第一导流布14的流道流入所述中心管11内，还有一部分纯水在垂直方向上渗透，在垂直方向上渗透的纯水经过所述第一纯水导流布14后，在接触第二导流布15时，纯水就会有一部分沿所述第二导流布15的流道流入中心管11内，这样，增加了纯水流道厚度，流道数量增加，能够提高导流布水平方向的传输作用，提高膜元件的产水通量。并且，两层纯水导流布构成的多支撑点结构相对于一层导流布的结构，承压接触点增多，抗压能力提高，该结构非常适合应用在工业和海水淡化膜元件上。

本申请中的第一纯水导流布14和第二纯水导流布15可以采用相同规格的，也可以采用两种不同规格的，可以是相同材料也可以是不同材料的两种导流布。

实施例二

本实施例中的反渗透膜元件200如图3所示，包括中心管21、进水隔网22、反渗透膜23和纯水导流布24。所述进水隔网22、反渗透膜23和纯水导流布24均有多层，相邻的两层反渗透膜23之间分别形成进水流道27和产水流道28，所述进水流道27和产水流道28间隔设置，即除位于最内侧和最外侧的两层外，一个进水流道27的两侧均设置产水流道28，一个产水流道28的两侧均设置进水流道27。一个进水流道27内放置有一层所述进水隔网22，一个产水流道内放置有一层纯水导流布24。其中所述纯水导流布24折弯成波浪形或者扇形(图中示出的为扇形结构)，构成多支撑点结构。优选地，所述波浪形相邻的层之间的层间距(参见图5中所示的L)为15-24毫米，所述扇形的折弯角度为60～120度，折弯后的所述纯水导流布24的厚度H为0.1～0.5毫米。这样的折弯方式能够有效提高所述反渗透膜元件的产水通量。所述反渗透膜23、进水隔网22和纯水导流布24一起卷在中心管21上。本实施例中，由于所述纯水导流布24折成扇形，增加了纯水流道的过滤面积，纯水流道长，膜元件的产水通量提高，而且承压接触点也增多，抗压能力提高。

实施例三

本实施例中的反渗透膜元件300如图4所示，包括中心管31、进水隔网32、反渗透膜33和纯水导流布34。本实施例中的反渗透膜元件300结构与实施例二中的反渗透膜元件200结构大体相同，所不同的是，本实施例中，所述进水隔网32折弯成波浪形或者扇形，折弯后的所述进水隔网32形成多支撑点结构。优选地，所述波浪形相邻的层之间的层间距(参见图5中所示的L)为15-24毫米，所述扇形的折弯角度为60-120度，折弯后的所述纯水导流布24的厚度为0.3～0.5毫米。本实施例中，进水隔网32折弯成波浪形或者扇形，增加了进水流道的过滤面积，从而增加了进水量，提高了产水通量，同时还可以显著提高膜元件的抗污染能力，膜元件寿命提高。

进一步地，可以同时将进水隔网和纯水导流布折弯成波浪形或者扇形，不限于以上组合。

效果对比

将本申请实施例一中的反渗透膜元件100应用在50G反渗透膜元件上，安装在常规5级家用50G纯水机上，接通自来水，调节膜前压力为70psi，长期运行，测试反渗透膜元件初始通量和产水8000L的通量，脱盐率，以及膜组件压降，并计算系统回收率。数据见表1。

将本申请实施例二中的反渗透膜元件200应用在50G反渗透膜元件上，安装在常规5级家用50G纯水机上，接通自来水，调节膜前压力70psi，长期运行，测试反渗透膜元件初始通量和产水8000L的通量，脱盐率，以及膜组件压降，并计算系统回收率。

将本申请实施例三中的反渗透膜元件300应用在50G反渗透膜元件上，安装在常规5级家用50G纯水机上，接通自来水，调节膜前压力70psi，长期运行，测试反渗透膜元件初始通量和产水8000L的通量，脱盐率，以及膜组件压降，并计算系统回收率。另外对产水8000L后的膜元件解剖，观察膜元件进水侧污染物的附着情况，数据见表1。

比较案例中使用的膜元件是市面上常规50G反渗透膜元件，包括一层普通进水隔网和一层普通纯水导流布。由表1可知，比较案例中的膜元件初始通量和脱盐率均满足50G反渗透膜元件的要求，在产水8000L的时候产水通量和脱盐率已经不满足要求了，回收率较低，压降较大。本申请三个实施例中的反渗透膜元件初始产水通量和脱盐率，以及产水8000L后的产水通量和脱盐率均优于比较案例的膜元件。而且在产水8000L后的产水通量和脱盐率均远远满足要求。系统的回收率较比较案例高，且膜组件压降小很多。由此可以说明，本申请中的三个实施例中的反渗透膜元件均一定程度的提高了膜元件的产水通量，提高了脱盐率。将产水8000L后膜元件解剖目测观察，比较案例的膜元件进水侧表面有大量污染物附着，压降大，实施例三中的反渗透膜元件300进水侧有很少污染物附着，压降小，可以看出本申请实施例三中的反渗透膜元件300能够有效提高膜元件的抗污染能力。

表1比较案例和本申请实施例中的膜元件应用数据

本申请中，通过调节反渗透膜元件中进水隔网、纯水导流布的叠合方式，增大膜元件的进水流道性能或/和纯水流道性能，来提高反渗透膜元件的产水通量，有利于纯水机实现大流量制水，提高纯水机的回收率。另外，使用两层纯水导流布或者扇形纯水导流布使得膜片有更多的支撑点，提高元件的抗压能力。而且这种结构设计不改变现有零部件的任何性能，只是卷制方式不同，容易实现。

应当说明的是，在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种反渗透膜元件，包括中心管、进水隔网、反渗透膜和纯水导流布，其特征在于，所述进水隔网、反渗透膜和纯水导流布均有多层，卷绕在所述中心管上，其中，所述纯水导流布与所述中心管的内腔相连通；所述多层反渗透膜由一层反渗透膜经折叠后形成，经折叠后的反渗透膜内表面之间形成进水流道，相邻外表面之间形成产水流道，所述进水隔网位于所述进水流道内，所述纯水导流布位于所述产水流道内，所述纯水导流布为多支撑点结构；

所述纯水导流布由第一纯水导流布和第二纯水导流布叠加形成，所述第一纯水导流布和第二纯水导流布构成所述多支撑点结构。

2.根据权利要求1所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述第一纯水导流布和第二纯水导流布的尺寸、材料相同或不同。

3.根据权利要求1所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述进水隔网为多支撑点结构。

4.根据权利要求3所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述纯水导流布和/或进水隔网折弯成波浪形，从而构成所述多支撑点结构。

5.根据权利要求4所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述波浪形的层间距为15-24毫米。

6.根据权利要求3所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述纯水导流布和/或进水隔网折弯成扇形，从而构成所述多支撑点结构。

7.根据权利要求6所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述扇形的弯折角为60-120度。

8.根据权利要求1所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述多层进水隔网、反渗透膜和纯水导流布由一组或者多组过滤结构卷绕在所述中心管上形成，每组所述过滤结构由两层进水隔网、一层反渗透膜、两层纯水导流布和一层反渗透膜依次叠放后形成。

9.根据权利要求8所述的反渗透膜元件，其特征在于，在所述进水隔网与所述中心管相交的侧边上设置有原水进水口和浓水出水口，所述原水进水口和浓水出水口之一位于与所述中心管相邻的位置，另一个位于远离所述中心管的边缘位置。