CN106902639A - 反冲洗净水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反冲洗净水系统，包括超滤膜组件以及与超滤膜组件连接的反冲装置；所述超滤膜组件包括壳体以及通过封头固定在壳体内部的若干中空纤维膜，所述封头将壳体内部上下分隔成低压腔以及高压腔，所述中空纤维膜置于高压腔内，且开口与低压腔连通；所述壳体还包括进水口、排污口以及净水出口，所述进水口以及净水出口均与低压腔连通，排污口与高压腔连通，其中净水出口连接有净水管路，所述反冲装置连接在净水管路上，利用反冲装置将水进入到中空纤维膜的内腔中使得中空纤维膜瞬间膨胀，使得堆积在表面的杂质产生松动，结合从进水组件进入到高压腔内的原水高速冲洗使得中空纤维膜表面的杂质有效清理。

Description

反冲洗净水系统

技术领域

本发明涉及一种水净化处理系统，特别涉及一种反冲洗净水系统。

背景技术

超滤膜工艺近期在水处理领域的应用逐步受到人们关注，原水经超滤装置变为含有矿物质的净水，但同时会在超滤膜表面堆积大量的泥沙、杂质，传统的清洗方法是打开排污阀门，用水流冲刷超滤膜的表面，但由于泥沙、胶体粘附在膜表面，很难全部冲洗干净，从而影响使用效果；或者直接将超滤膜从滤芯中取出进行搓洗，但此种方式又较为费时。

发明内容

本发明的目的是提供一种反冲洗净水系统，在使用过程中可自动实现对超滤膜的反冲洗，提高了冲洗效率以及冲洗效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种反冲洗净水系统，包括超滤膜组件以及与超滤膜组件连接的反冲装置；所述超滤膜组件包括壳体以及通过封头固定在壳体内部的若干中空纤维膜，所述中空纤维膜一端开口一端封闭，所述封头将壳体内部上下分隔成低压腔以及高压腔，所述中空纤维膜置于高压腔内，且开口与低压腔连通；所述壳体还包括进水口、排污口以及净水出口，所述进水口以及净水出口均与低压腔连通，排污口与高压腔连通，其中净水出口连接有净水管路，所述反冲装置连接在净水管路上，所述进水口内还设置有部分通向高压腔内的进水组件。

通过采用上述技术方案，原水从进水口的进水组件直接通入到外壳内的高压腔内，利用压力将原水压入到中空纤维膜内进行超滤净化，由于压力差中空纤维膜内的净水会向压力腔内流动，最后从净水出口进入到净水管路内，而一部分净化水直接供予使用，另一部分净化水会进入到反冲装置内进行储存；而当需要反冲清洗时，利用事先储存在反冲装置内的净化水回流从净水出口进入到低压腔内，并进入到中空纤维膜的内腔中使得中空纤维膜瞬间膨胀，使得堆积在表面的杂质产生松动，结合从进水组件进入到高压腔内的原水高速冲洗使得中空纤维膜表面的杂质有效的被冲刷下来最后通过排污口排出；采用内压式的反冲设计大幅提高了清洗效果，并中和了外压式制水过程而导致中空纤维膜发生过渡变形的情况，提高了使用寿命以及超滤效果。

作为优选地，所述反冲装置包括回流管路以及连接在回流管路一端上的压力桶；所述净水管路上设置有第一阀门，所述回流管路的另一端连接在净水出口以及第一阀门之间。

通过采用上述技术方案，在制水过程中一部分净化水会通过回流管路进入到压力桶内一方面可以作为储存净化水的作用，另一方面由于压力桶内部具有一定压力值，在需要反冲时排污口会打开，使得压力桶内的压力会大于超滤膜组件内部的压力，净化水会自动从压力桶内回冲到超滤膜组件内操作简单，并且压力桶的压力可以调节进而能方便控制反冲时的出口压力进而调节反冲流速，避免反冲时由于压力或者流速过大对中空纤维膜造成破坏，提高了使用寿命。

作为优选地，所述反冲装置包括回流管路以及储水桶，所述净水管路上设置有第一阀门，所述回流管路的一端连接在净水出口以及第一阀门之间，另一端通过水泵与储水桶连接，且在回流管路上设置有第二阀门；所述净水出口以及第一阀门之间还连接有第一净水支路，所述第一净水支路连接储水桶的净水开口上，所述净水开口内设置有浮球开关。

通过采用上述技术方案，制水过程中一部分净化水会进入到储水桶内作为储存，当储水桶内的净化水达到一定高度浮球开关会自动关闭储水桶的净水开口达到自动控制效果；而在进行反冲洗时打开第二阀门并利用水泵将储水桶内净化水通过回流管路打回到超滤膜组件内，实现反冲洗的可控性。

作为优选地，所述储水桶至少设置有两个且互相串联，相邻两储水桶之间通过连接管连通，且所述浮球开关设置在处于进水首端的储水桶上，水泵连接于处于未端的储水桶上。

通过采用上述技术方案，储水桶的数量设置提高了储水的容量，进而提升了反冲洗过程中冲洗水的流量提高反冲洗效果。

作为优选地，所述净水管路上还设置有位于反冲装置上游的反渗透系统。

通过采用上述技术方案，原水在经过超滤处理后所得到的净水再通过反渗透系统进一步净化后所得到的净水可用于饮用。

作为优选地，所述反冲装置包括回流管路以及连接在回流管路一端上的压力桶，所述RO反渗透膜滤芯连接于回流管路上，所述PP棉滤芯通过第二净水支路与净水管路连接；其中第二净水支路上设置有第三阀门，回流管路上设置有第四阀门以及只允许净水从压力桶的进水端至净水出口单向流动的单向阀，所述压力桶还开设有用于连接外部用水终端的出水口。

通过采用上述技术方案，反冲洗时超滤膜组件的排污口打开，使得压力桶内部的压力要高于超滤膜组件内部的压力，储存在压力桶内的净化水从压力桶中出来经过回流管路进入到超滤膜组件内进行自动冲洗，而在回流管路上设置单向阀起到单向流通作用，避免在制水过程中净水从回流管经过。

作为优选地，所述封头开设有与高压腔连通的进水通道，所述进水组件包括卡接于进水通道上的外管以及螺纹连接于外管且部分出头于外壳的进水接头；所述进水接头置于外壳内的一端设置有由弹性材料制成的第一封口件，所述第一封口件具有第一通孔，所述进水接头还包括用于将所述第一封口件包裹的柔性卡爪；所述外管的内壁设置有导弧面，当进水接头往伸入外壳内一侧转动时，所述柔性卡爪会受到导弧面的挤压向内收拢缩小第一通孔的孔径。

通过采用上述技术方案，设置第一封口件用于调节进水口的大小，通过转动进水接头使得柔性卡爪挤压导弧面发生向内收缩进而挤压第一封口件缩小第一通孔的孔径，而第一通孔的孔径缩小会提高原水进入到高压腔内的流速，使得高压腔内部的原水在流动性上提升，避免处于高压腔边角处的原水出现长时间滞留情况而得不到净化，；其次第一封口件还能作为密封件起到密封效果，避免发生内漏情况，保证高压腔与低压腔内的压力值处于稳定状态。

作为优选地，所述第一封口件的第一通孔内还卡接有第二封口件，所述第二封口件开设有第二通孔。

通过采用上述技术方案，第二封口件的选用可根据实际工况，由于第二通孔的孔径要小于第一通孔的孔径故当安装上第二封口件时原水进入到高压腔内的流速会相比安装有第一封口件时要快，直接改变了进入到高压腔的进口流速，减少了调节时间。

作为优选地，所述进水接头的内孔为正方形或者正六边形。

通过采用上述技术方案，进水接头内孔形状的设置方便采用对应形状的手动工具对进水接头进行转动调节，并且可以避免误操作而影响制水过程。

作为优选地，所述外壳的底部向高压腔一侧内凹形成一凸起。

通过采用上述技术方案，外壳底部内凹的设置可提高强度，避免外壳在高压腔内发生变形，提高使用寿命。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过将超滤膜组件分隔成高压腔以及低压腔，在进行反冲洗是利用反冲装置将水进入到中空纤维膜的内腔中使得中空纤维膜瞬间膨胀，使得堆积在表面的杂质产生松动，结合从进水组件进入到高压腔内的原水高速冲洗使得中空纤维膜表面的杂质有效清理；

2、通过设置第一封口件或者配合第二封口件来调节进入到高压腔内进水流速，提高了原水的流动性，避免处于高压腔边角处的原水出现长时间滞留情况而得不到净化的情况，并利用第一封口件与第二封口件还起到密封作用，减少内漏的发生，保证低压腔与高压腔内的压力保持稳定状态。

附图说明

图1为实施例一中反冲洗净水系统制水时水流方向的示意图；

图2为实施例一中进水组件的爆炸示意图；

图3为实施例一中进水组件的剖视图；

图4为实施例一中反冲洗净水系统反冲时水流方向的示意图；

图5为实施例二中反冲洗净水系统制水时水流方向的示意图；

图6为实施例二中反冲洗净水系统反冲时水流方向的示意图；

图7为实施例三中反冲洗净水系统制水时水流方向的示意图；

图8为实施例四中反冲洗净水系统制水时水流方向的示意图；

图9为实施例四中反冲洗净水系统反冲时水流方向的示意图；

图10为实施例五中反冲洗净水系统制水时水流方向的示意图。

图中：10、壳体；11、高压腔；12、低压腔；13、排污口；14、凸起；15、净水出口；16、进水阀；17、排污阀；18、进水管路；19、排污管路；20、中空纤维膜；21、内腔；30、进水组件；31、进水接头；311、柔性卡爪；312、内孔；313、容置槽；32、外管；321、密封圈；322、导弧面；33、第一封口件；331、第一通孔；34、第二封口件；341、第二通孔；342、阶梯块；40、封头；41、进水通道；50、压力桶；501、出水口；502、储水腔；503、气囊；504、充气口；51、回流管路；511、单向阀；512、第四阀门；52、储水桶；521、净水开口；53、水泵；54、第二阀门；55、第一净水支路；56、浮球开关；57、连接管；60、净水管路；61、第一阀门；70、PP棉滤芯；701、第三阀门；702、第二净水支路；80、RO反渗透膜滤芯；81、废水管路；82、废水阀；90、活性炭滤芯；100、颗粒活性炭滤芯；110、碳棒滤芯。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参见图1，一种反冲洗净水系统，包括超滤膜组件以及与超滤模组件连接的反冲装置。超滤膜组件包括一壳体10，壳体10上开设有进水口、排污口13以及净水出口15，其中进水口与排污口13分别位于壳体10的两端，净水出口15开设在壳体10的侧壁上。

壳体10内还设置有若干中空纤维膜20，若干中空纤维膜20的一端固定于封头40上，且封头40固定于壳体10内，封头40将壳体10分隔成两个腔室，其中若干中空纤维膜20位于在其中一个腔室，该腔室为高压腔11，相对的另一个腔室为低压腔12。

中空纤维膜20具有一内腔21其材质可以为PVDF、PS或者PES中的任意一种，此种材质具有良好的疏水性。另外中空纤维膜20置于在高压腔11内的一端封闭，而另一端具有一开口，且该开口与低压腔12连通，进而使得低压腔12与中空纤维膜20的内腔21连通，而上述所提及的净水出口15与低压腔12连通。

其次中空纤维膜20封闭的一端与壳体10的底部具有间距，而壳体10的底部向高压腔11一侧凹陷形成一凸起14，该凸起14的截面为弧形用以增大抗压强度避免在高压情况下发生爆裂。

封头40的中部开设有进水通道41，该进水通道41连通进水口与高压腔11，若干中空纤维膜20围绕进水通道41周向均布。在进水口内还设置有一进水组件30，该进水组件30将低压腔12与进水通道41隔断，另外还用于连接进水管路18。进水管路18上设置有进水阀16，壳体10底部的排污口13上连接有排污管路19，对应的在排污管路19上设置有排污阀17，进水阀16与排污阀17分别控制进水与排污操作。

反冲装置包括一压力桶50以及与压力桶50连接的回流管路51，而上述净水出口15连接有一根净水管路60，在该净水管路60上设置有第一阀门61，回流管路51设于在净水管路60的支路上且位于净水出口15与第一阀门61之间。另外净水管路60的出口端可直接连接终端用水设备，例如连接厨房的水龙头，用于洗菜、淘米等。

上述的压力桶50包括设于内部的气囊503以及位于气囊503上方的储水腔502，储水腔502与回流管路51连接，气囊503具有一充气口504，通过向充气口504内中充气使得气囊503鼓起来调节整个压力桶50的内部压力，并且气囊503鼓起的程度越大压力桶50的压力就越大，反之则越小。但压力桶50内的压力始终不大于在正常制水过程中低压腔12内的压力，使得净水部分能进入到储水腔502内。

参见图2与图3，进水组件30包括一外管32以及螺纹连接于外管32内的进水接头31，进水接头31在与外管32螺纹连接后其端部会置于外管32的外部。进水接头31置于外管32内部的一端外缘处设置有柔性卡爪311，由该柔性卡爪311与进水接头31内部的阶梯面围合而成一容置槽313，在容置槽313内收容有第一封口件33，该第一封口件33由弹性材料制成，例如橡胶或者硅胶，能在受挤压情况下发生变形。第一封口件33开设有第一通孔331，在第一通孔331内卡接有第二封口件34，第二封口件34呈“凸”字形，在其一端具有有阶梯块342，当第二封口件34卡接进入到第一通孔331内时，阶梯块342会抵接在第一封口件33的端面上，第二封口件34开设有第二通孔341。

另外进水接头31在相对设有柔性卡爪311一端其内孔312设置为六边形，可通过六角扳手对进水接头31进行转动调节，当然内孔312的形状也可以为正方形。

参见图1与图3，进水组件30在安装时，外管32的一端直接卡接进入到封头40的进水通道41内，在外管32的外壁上设置有若干密封圈321用以提高与封头40连接处的密封性，其次还提高了进水组件30的安装强度。另外进水组件30安装后部分进水接头31置于在壳体10的进水口的外部，用于和进水管路18连接。

如图1所示箭头方向标注液体的流动方向，在制水时排污阀17处于关闭状态，进水阀16与第一阀门61处于开启状态，原水从进水管路18通过进水组件30进入到进水通道41内，并最终进入到高压腔11内，利用压强差部分原水会进入到中空纤维膜20的内腔21内实现超滤操作，且处于内腔21中的净水在压强差的作用下向低压腔12流动，并最终从净水出口15排出。净水通过净水管路60部分直接排出使用，而另一部分流进入到回流管路51并流入到压力桶50中，此时压力桶50作为一个储水装置使用，当压力桶50内的水达到饱和后所有净水直接从净水管路60排出。

如图4所示当需要反冲洗时，关闭第一阀门61并打开排污阀17，此时原水还是不断从进水管进入到高压腔11内，由于排污阀17的打开使得原先的高压腔11等于外界的压力，而此时压力桶50中的压力要大于高压腔11内的压力，使得净水通过回流管路51从压力桶50中自动排出，并经过净水管路60进入到低压腔12内，随后进入到中空纤维膜20的内腔21中由于此时净水具有一定的水压使得中空纤维膜20瞬间膨胀，原先积聚在中空纤维膜20的表面的杂质发生松动，部分会由于中空纤维膜20瞬间的膨胀从表面脱落，而绝大部分由于此时原水从进水口到排污口13不断的流动下被冲刷下来，达到一个有效清洗的目的。

当然根据不同的使用工况可以调节进水接头31在外管32内的轴向位置，使得柔性卡爪311挤压外管32的导弧面322，进而收缩第一封口件33第一通孔331的孔径，增大从进水通道41内出来的流速以及局部出口压力。而为方便调节，可以直接安装第二封口件34，缩小孔径进而能减少调节的操作。

实施例二

参见图5，一种反冲洗净水系统与实施例一的区别在于反冲装置采用储水桶52配合水泵53的方式来取代压力桶50。回流管路51同样连接在净水管路60上，水泵53与储水桶52连接，储水桶52具有一净水开口521，净水开口521通过第一净水支路55与净水管路60连接，并且在净水开口521处设置有浮球开关56，在回流管路51上设置第二阀门54。

该系统在制水时，打开第一阀门61与进水阀16并关闭排污阀17以及第二阀门54，同样的原水得到超滤后净水从净水出口15进入到净水管路60上，一部分净水直接排出使用，另一部分净水会通过第一净水支路55进入到储水桶52内，并随着水位的上升浮球开关56上的浮球也逐步上升，当储水桶52内的水位达到一定高度时浮球开关56关闭净水开口521，此时净水无法进入到储水桶52内，所有净水直接从净水管路60排出。

参见图6当反冲清洗时，打开排污阀17以及第二阀门54并关闭第一阀门61开启水泵53，储水桶52内的净水通过水泵53打上来通过回流管路51进入到低压腔12内，并同实施例一中相同的方式对中空纤维膜20进行反冲洗操作。该系统相比实施例一中的反冲洗操作，实现了可控性。

实施例三

参见图7，一种反冲洗净水系统与实施例二的区别在于增加了储水桶52的数量，本实施例中采用了两个互相串联的储水桶52，两储水桶52之间利用一根连接管57互相连通。进而增大了反冲洗时冲洗水的容量，同时还提升了储水容量，当然可根据实际情况选择储水桶52的串联数量。

实施例四

参见图8，一种反冲洗净水系统与实施例一的区别在于反冲装置的上游处增加了反渗透系统，使得净化后水可直接用于饮用。

反渗透系统包括互相串联的PP棉滤芯70、活性炭滤芯90以及RO反渗透膜滤芯80，在净水管路60上分别连接一根回流管路51以及第二净水支路702，其中PP棉滤芯70以及RO反渗透膜滤芯80设置在第二净水支路702上，并且在第二净水支路702上设置有第三阀门701，且该第三阀门701处于PP棉滤芯70的上游处。

压力桶50同样与回流管路51连接，不同的是在回流管路51上设置了一单向阀511，该单向阀511只允许净水从压力桶50一端流向净水出口15一端，并且在回流管路51上还设置了第四阀门512，第二净水支路702的一端与回流管路51连通。压力桶50还具有一出水口501，出水口501直接与用水终端连接。

该系统在制水时，打开第三阀门701、进水阀16以及第一阀门61并关闭排污阀17、第四阀门512以及废水阀82，原水进行超滤后得到的净水进入到净水管路60上，由于在回流管路51上设置了单向阀511的因素使得净水只能流入至第二净水支路702中，净水依次经过PP棉滤芯70以及RO反渗透膜滤芯80进入到压力桶50内，并从压力桶50的出水口501排出。而在使用一段时间后可以打开废水阀82，RO反渗透膜滤芯80可以进行正向冲洗，冲洗废水可以直接从废水管路81中排出。

参见图9反冲洗时，打开排污阀17以及第四阀门512并关闭第一阀门61、第三阀门701以及废水阀82。此时同实施例一的中原理，压力桶50内部的压强要大于超滤膜组件内部的压强，使得净水从压力桶50中排出进入到回流管路51上，通过单向阀511进入到低压腔12内相同的原理对中空纤维膜20进行反冲洗操作。

实施例五

参见图10，一种反冲洗净水系统与实施例四的区别在于反渗透系统包括互相串联在一起的颗粒活性炭滤芯100以及碳棒滤芯110。该系统的制水与反冲洗过程中与实施例四的方式相同。

上述所有实施例中，第一阀门61、第二阀门54、第三阀门701以及第四阀门512可以为手动阀或者电磁阀。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种反冲洗净水系统，其特征在于，包括超滤膜组件以及与超滤膜组件连接的反冲装置；所述超滤膜组件包括壳体（10）以及通过封头（40）固定在壳体（10）内部的若干中空纤维膜（20），所述中空纤维膜（20）一端开口一端封闭，所述封头（40）将壳体（10）内部上下分隔成低压腔（12）以及高压腔（11），所述中空纤维膜（20）置于高压腔（11）内，且开口与低压腔（12）连通；所述壳体（10）还包括进水口、排污口（13）以及净水出口（15），所述进水口以及净水出口（15）均与低压腔（12）连通，排污口（13）与高压腔（11）连通，其中净水出口（15）连接有净水管路（60），所述反冲装置连接在净水管路（60）上，所述进水口内还设置有部分通向高压腔（11）内的进水组件（30）。

2.根据权利要求1所述的反冲洗净水系统，其特征在于，所述反冲装置包括回流管路（51）以及连接在回流管路（51）一端上的压力桶（50）；所述净水管路（60）上设置有第一阀门（61），所述回流管路（51）的另一端连接在净水出口（15）以及第一阀门（61）之间。

3.根据权利要求1所述的反冲洗净水系统，其特征在于，所述反冲装置包括回流管路（51）以及储水桶（52），所述净水管路（60）上设置有第一阀门（61），所述回流管路（51）的一端连接在净水出口（15）以及第一阀门（61）之间，另一端通过水泵（53）与储水桶（52）连接，且在回流管路（51）上设置有第二阀门（54）；所述净水出口（15）以及第一阀门（61）之间还连接有第一净水支路（55），所述第一净水支路（55）连接储水桶（52）的净水开口（521）上，所述净水开口（521）内设置有浮球开关（56）。

4.根据权利要求3所述的反冲洗净水系统，其特征在于，所述储水桶（52）至少设置有两个且互相串联，相邻两储水桶（52）之间通过连接管（57）连通，且所述浮球开关（56）设置在处于进水首端的储水桶（52）上，水泵（53）连接于处于未端的储水桶（52）上。

5.根据权利要求1所述的反冲洗净水系统，其特征在于，所述净水管路（60）上还设置有位于反冲装置上游的反渗透系统。

6.根据权利要求5所述的反冲洗净水系统，其特征在于，所述反冲装置包括回流管路（51）以及连接在回流管路（51）一端上的压力桶（50），所述RO反渗透膜滤芯（80）连接于回流管路（51）上，所述PP棉滤芯（70）通过第二净水支路（702）与净水管路（60）连接；其中第二净水支路（702）上设置有第三阀门（701），回流管路（51）上设置有第四阀门（512）以及只允许净水从压力桶（50）的进水端至净水出口（15）单向流动的单向阀（511），所述压力桶（50）还开设有用于连接外部用水终端的出水口（501）。

7.根据权利要求1所述的反冲洗净水系统，其特征在于，所述封头（40）开设有与高压腔（11）连通的进水通道（41），所述进水组件（30）包括卡接于进水通道（41）上的外管（32）以及螺纹连接于外管（32）且部分出头于外壳的进水接头（31）；所述进水接头（31）置于外壳内的一端设置有由弹性材料制成的第一封口件（33），所述第一封口件（33）具有第一通孔（331），所述进水接头（31）还包括用于将所述第一封口件（33）包裹的柔性卡爪（311）；所述外管（32）的内壁设置有导弧面（322），当进水接头（31）往伸入外壳内一侧转动时，所述柔性卡爪（311）会受到导弧面（322）的挤压向内收拢缩小第一通孔（331）的孔径。

8.根据权利要求7所述的反冲洗净水系统，其特征在于，所述第一封口件（33）的第一通孔（331）内还卡接有第二封口件（34），所述第二封口件（34）开设有第二通孔（341）。

9.根据权利要求7所述的反冲洗净水系统，其特征在于，所述进水接头（31）的内孔（312）为正方形或者正六边形。

10.根据权利要求1所述的反冲洗净水系统，其特征在于，所述外壳的底部向高压腔（11）一侧内凹形成一凸起（14）。