CN106474925A - 反渗透膜元件及净水装置 - Google Patents

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Abstract

一种反渗透膜元件，包括中心管及缠绕在中心管上的反渗透膜片组，反渗透膜片组包括进水隔网、纯水导流网及反渗透膜片，反渗透膜片的正面夹层之间形成纯水流道，反渗透膜片的反面夹层之间形成进水流道，进水隔网位于进水流道中，纯水导流网位于纯水流道中；中心管上设置有多个浓水进口，中心管的端部作为反渗透膜元件的浓水出口，反渗透膜元件的进水口为两个，两个进水口分别位于反渗透膜元件的两端面，反渗透膜元件的纯水入口位于反渗透膜元件的圆周面上。上述反渗透膜元件，能够有效降低反渗透膜元件的污染速度，提高反渗透膜元件的使用寿命，同时提高制水效率。本发明还提供一种净水装置。

Description

反渗透膜元件及净水装置
技术领域
本发明涉及净水系统领域，特别是涉及一种反渗透膜元件及净水装置。
背景技术
请参阅图1，现有的反渗透膜元件的工作原理是采用原水进水方向和浓水流出的方向与中心管平行，产水流出的方向与中心管垂直，通过密封膜袋远离中心管的三边，来实现原水、浓水和纯水的分离。此结构的反渗透膜元件存在以下问题：(1)原水流道较长，且在原水流道内的水流从进口到浓水出口处存在转变区域，存在水流流速极低的区域，反渗透膜元件末端存在严重污染，从而造成反渗透膜元件性能快速下降。(2)进水流道小，污染物不易冲走，反渗透膜元件不能有效冲洗。(3)反渗透膜元件浓水端相对于进水端浓差极化严重，浓水端污染严重。(4)纯水通过中心管收集，阻力较大，纯水流道内的背压较大，制水效率较低。
发明内容
基于此，针对上述问题，有必要提供一种反渗透膜元件及净水装置，以提高反渗透膜元件的抗污染能力，同时提高制水效率。
一种反渗透膜元件，包括中心管及缠绕在所述中心管上的反渗透膜片组，
所述反渗透膜片组包括进水隔网、纯水导流网及反渗透膜片，所述反渗透膜片的正面夹层之间形成纯水流道，相邻所述反渗透膜片的反面夹层之间形成进水流道，所述进水隔网位于所述进水流道中，所述纯水导流网位于所述纯水流道中；
所述中心管上设置有多个浓水进口，所述中心管的端部作为所述反渗透膜元件的浓水出口，所述反渗透膜元件的进水口为两个，两个所述进水口分别位于所述反渗透膜元件的两端面，所述反渗透膜元件的纯水入口位于所述反渗透膜元件的圆周面上。
在其中一个实施例中，所述进水流道具有两个相对设置的第一侧边，所述第一侧边为所述进水流道与所述中心管相邻的侧边，所述进水口位于所述第一侧边靠近所述中心管的一端。
在其中一个实施例中，所述进水口的长度为所述反渗透膜片的长度的1/2至1，且不包括端点值。
在其中一个实施例中，所述第一侧边部分封闭，所述第一侧边未封闭的部分形成所述进水口。
在其中一个实施例中，所述纯水流道与所述中心管相邻的两个侧边封闭，所述纯水通道与所述中心管相对的对边形成所述纯水入口。
在其中一个实施例中，所述浓水出口为两个，两个所述浓水出口分别位于所述中心管的两端部。
在其中一个实施例中，所述中心管上设置有流速控制装置，所述流速控制装置用于调节所述中心管中浓水的流速，所述中心管内的浓水经所述流速控制装置，从所述浓水出口排出。
在其中一个实施例中，所述流速控制装置为多孔圆盘结构。
在其中一个实施例中，还包括用于将所述反渗透膜片组固定在所述中心管上的膜片保护装置，且所述膜片保护装置为网状结构。
一种净水装置，包括上述任一项所述的反渗透膜元件。
上述反渗透膜元件，原水从反渗透膜元件的两端面进水，加大了原水的进水量及进水流速，可以降低反渗透膜元件的污染速度，提高反渗透膜元件的使用寿命，且原水沿着平行于中心管的方向流入反渗透膜元件内，原水过滤后，浓水沿垂直于原水进水的方向从中心管的浓水进口进入中心管内并从中心管的端部流出，浓水的排出较流畅，使得反渗透膜元件内压较稳定，过滤较充分，制水效率较高，纯水从反渗透膜原件的圆周面上出水，纯水流道垂直或平行于原水流道的方向，且背离中心管方向，使得纯水流道较短、背压小，纯水排出较流畅，有利于提高反渗透膜元件纯水通量和脱盐率，继而提高制水效率。
附图说明
图1为现有技术中反渗透膜元件的结构示意图；
图2为本发明一实施例的反渗透膜元件的结构示意图；
图3为图2所示的反渗透膜元件的涂布结构示意图；
图4为图2所示的反渗透膜元件展开后的结构示意图；
图5为本发明一实施例的反渗透膜元件的内部水流方向的示意图；
图6为本发明一实施例的流速控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图2至图4，本发明一实施例提供一种反渗透膜元件，该反渗透膜元件包括中心管100及缠绕在所述中心管100的反渗透膜片组200。所述反渗透膜片组200包括进水隔网210、纯水导流网220及反渗透膜片230，所述反渗透膜片230的正面夹层之间形成纯水流道240，相邻所述反渗透膜片230的反面夹层之间形成进水流道250，所述进水隔网210位于所述进水流道250中，所述纯水导流网220位于所述纯水流道240中，所述中心管100上设置有多个浓水进口101，所述中心管100的端部形成所述反渗透膜元件的浓水出口102，所述反渗透膜元件的进水口251为两个，两个所述进水口251分别位于所述反渗透膜元件的两端面，所述反渗透膜元件的进水口251位于所述反渗透膜元件的端部，所述反渗透膜元件的纯水入口241位于所述反渗透膜元件的圆周面上。
需要说明的是，反渗透膜片230可以是由一张反渗透膜片通过折叠形成两片、或者是一张折叠形成多片，也可以是两张反渗透膜片或者多张反渗透膜片。例如，一张反渗透膜片先对折，再缠绕再中心管100上，或者将中心管置于一张反渗透膜片中间处，再对折反渗透膜片，最后再缠绕。
在本实施例中，所述反渗透膜片组200为一个。当然，在其他实施例中，也可以根据需要设计多个反渗透膜片组200。
上述反渗透膜元件，原水从反渗透膜元件的两端面进水，加大了原水的进水量及进水流速，可以降低反渗透膜元件的污染速度，提高反渗透膜元件的使用寿命，且原水沿着平行于中心管100的方向流入反渗透膜元件内，原水过滤后，浓水沿垂直于原水进水的方向从中心管100的浓水进口101进入中心管100内并从中心管100的端部流出，浓水的排出较流畅，使得反渗透膜元件内压较稳定，过滤较充分，制水效率较高，纯水从反渗透膜原件的圆周面上出水，纯水流道240垂直或平行于原水流道250的方向，且背离中心管方向，使得纯水流道较短、背压小，纯水排出较流畅，有利于提高反渗透膜元件纯水通量和脱盐率，继而提高制水效率。例如，所述中心管100设置若干所述浓水进口101，又如，各所述浓水进口101的总面积超过所述中心管100圆周面的面积的15％；又如，各所述浓水进口101的总面积超过所述中心管100圆周面的面积的25％，这样，可以提升浓水进入中心管100的效率。
进一步的，请参阅图3，所述进水流道250具有两个相对设置的第一侧边253，所述第一侧边253为所述进水流道250与所述中心管100相邻的侧边，所述进水口251位于所述第一侧边253靠近所述中心管100的一端。进一步的，所述进水口251的长度a为所述反渗透膜片的长度b的1/2至1，且不包括端点值，这样，可以增大反渗透膜元件的进水量，进而可以增大进水流速，搅乱反渗透膜元件表面紊流状态，减轻浓差极化现象，稳定反渗透膜元件的性能，延长反渗透膜元件的寿命。
进一步的，请参阅图3，所述进水流道250的所述第一侧边253部分封闭，所述第一侧边253未封闭的部分形成所述进水口251。例如，所述第一侧边253通过部分涂胶实现部分封闭，第一侧边253上未涂胶部分形成所述进水口251。
进一步的，请参阅图3，所述浓水出口102为两个，两个所述浓水出口102分别位于所述中心管100的两端部。即，中心管100的两端开口，且表面开设有多个通孔，通孔即形成所述浓水进口101，两个开口即形成两个浓水出口102。具体到本实施例中，中心管100上设置的多个浓水进口101大小相等，且均匀分布。
进一步的，请参阅图5，所述中心管100上设置有流速控制装置110，所述流速控制装置110用于调节所述中心管100中浓水的流量及流速，所述中心管100内的浓水经所述流速控制装置110，从所述浓水出口102排出。通过在中心管100上设置流速控制装置110，可以控制浓水的流量及流速，当浓水从进水流道沿浓水进口101进入时，流速控制装置110通过调节浓水的流量，使得中心管100内有压力，而不是零，同样反渗透膜元件末端也有压力，浓水在反渗透膜元件表面的流速缓慢下降，不会突然变为零，这样，可以提高反渗透膜元件浓水端的冲刷速度，有效降低反渗透膜元件浓水端污染现象。
进一步的，所述流速控制装置110为多孔圆盘结构。具体的，请参阅图6，流速控制装置110包括圆盘111及设置于所述圆盘111上的多个旋转盖112，对个所述旋转盖112围绕所述圆盘111设置，并以所述圆盘111的中心为转轴，所述旋转盖112在所述圆盘111上可任意重叠，当多个所述旋转盖112无重叠时，可以完全覆盖所述圆盘111，使流速控制装置的开口面积为零，即，浓水无法排出，例如，请参阅图6，所述旋转盖112为四个，四个旋转盖112的大小完全相等，四个旋转盖112通过旋转使得其中一个旋转盖112重叠至其他旋转盖112上，即，使得圆盘111露出1/4的开口面积供浓水流出。通过调节旋转盖112的个数和旋转盖112之间重叠的面积，可以调整流速控制装置的开口面积，进而调整浓水出口的浓水流量，可替代现有的废水比功能，结构较简单、使用方便。在实际使用时，我国水质南北地区差异很大，传统反渗透膜元件不具有普适性，通过设置流速控制装置110，可根据原水水质、所要求的纯水水质、时间等参数调节流速控制装置中开口面积，进而调整浓水流量，可以使得反渗透膜元件具有普适性。
具体到本实施例中，流速控制装置110为两个，两个流速控制装置110分别设置于中心管100的两端的开口处，即浓水出口处。
进一步的，所述中心管100的单位体积为所述反渗透膜元件单位时间进水体积的3倍以上，即，中心管100的总体积加上单位时间内排出的浓水体积的总和为单位时间内进水量的3倍以上，以保证浓水排出通畅。
进一步的，所述纯水流道240与所述中心管100相邻的两个侧边封闭，所述纯水通道240与所述中心管100相对的对边形成所述纯水入口241。当反渗透膜片组200卷绕在中心管100上时，纯水入口241就位于该反渗透膜元件的圆周面上。例如，本发明及其各相关实施例所指的封闭是通过使用涂胶或者密封件的方式来实现。
进一步的，请参阅图5，所述反渗透膜元件还包括纯水收集装置300，所述纯水收集装置300套设在所述反渗透膜片组的圆周面上，纯水从所述纯水入口241流入纯水收集装置300。例如，纯水收集装置300为桶状结构，缠绕有反渗透膜片组200的中心管100插设在所述纯水收集装置300内。进一步的，纯水收集装置300上还设置有纯水出口310，纯水收集装置300内的纯水通过纯水出口310排出。
进一步的，所述反渗透膜元件还包括用于将所述反渗透膜片组200固定在所述中心管100上的膜片保护装置400，且所述膜片保护装置400为网状结构，通过设置膜片保护装置，可以将反渗透膜片230较牢固地缠绕在中心管100上，防止反渗透膜片230散开。例如，所述膜片保护装置400为网套，其材质可以为塑料、如PE、PP、PA或PVC，也可以为金属，如不锈钢，网套的厚度为10～20微米。又如，所述膜片保护装置400为所述进水隔网210远离中心管100的一端黏贴形成，即，进水隔网210的末端超出反渗透膜片230的部分经胶水黏贴形成套筒状，以将反渗透膜片230包裹在其中，结构较简单、便于生产。
上述反渗透膜元件，原水从反渗透膜元件的两端面进水，沿着平行于中心管100的方向流入反渗透膜元件内，原水过滤后，浓水沿垂直于原水进水的方向从中心管100的浓水进口101进入中心管100内并从中心管100的端部流出，纯水流道240垂直或平行于原水流道250的方向，且背离中心管100方向，能够有效降低反渗透膜元件的污染速度，提高反渗透膜元件的使用寿命，同时提高制水效率。
本发明还提供一种净水装置，其包括上述任一实施例所述的反渗透膜元件。由于净水装置采用了上述反渗透膜元件的技术方案，理所应当地，其具有反渗透膜元件所有的有益效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种反渗透膜元件，其特征在于，包括中心管及缠绕在所述中心管上的反渗透膜片组，
所述反渗透膜片组包括进水隔网、纯水导流网及反渗透膜片，所述反渗透膜片的正面夹层之间形成纯水流道，所述反渗透膜片的反面夹层之间形成进水流道，所述进水隔网位于所述进水流道中，所述纯水导流网位于所述纯水流道中；
所述中心管上设置有多个浓水进口，所述中心管的端部作为所述反渗透膜元件的浓水出口，所述反渗透膜元件的进水口为两个，两个所述进水口分别位于所述反渗透膜元件的两端面，所述反渗透膜元件的纯水入口位于所述反渗透膜元件的圆周面上。
2.根据权利要求1所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述进水流道具有两个相对设置的第一侧边，所述第一侧边为所述进水流道与所述中心管相邻的侧边，所述进水口位于所述第一侧边靠近所述中心管的一端。
3.根据权利要求2所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述进水口的长度为所述反渗透膜片的长度的1/2至1，且不包括端点值。
4.根据权利要求2所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述第一侧边部分封闭，所述第一侧边未封闭的部分形成所述进水口。
5.根据权利要求1所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述纯水流道与所述中心管相邻的两个侧边封闭，所述纯水通道与所述中心管相对的对边形成所述纯水入口。
6.根据权利要求1所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述浓水出口为两个，两个所述浓水出口分别位于所述中心管的两端部。
7.根据权利要求6所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述中心管上设置有流速控制装置，所述流速控制装置用于调节所述中心管中浓水的流速，所述中心管内的浓水经所述流速控制装置，从所述浓水出口排出。
8.根据权利要求7所述的反渗透膜元件，其特征在于，所述流速控制装置为多孔圆盘结构。
9.根据权利要求1所述的反渗透膜元件，其特征在于，还包括用于将所述反渗透膜片组固定在所述中心管上的膜片保护装置，且所述膜片保护装置为网状结构。
10.一种净水装置，其特征在于，包括权利要求1～9中任一项所述的反渗透膜元件。
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