CN107081069A - 膜组件以及净水器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自来水深度净化技术领域，公开了一种膜组件以及净水器，该膜组件包括具有空腔的支撑体以及分别设置于空腔内和套设于支撑体外部的具有两个不同分离精度的膜分离单元，所述膜组件能够使得待分离液体依次按照由低到高分离精度的膜分离单元进行固液分离，具有整体性好、填装密度高等优点，将该膜组件应用于自来水深度净化的净水器中，净水器的整体结构简单，体积小。
Description
技术领域
本发明涉及自来水深度净化技术领域，具体地涉及一种膜组件以及净水器。
背景技术
现有家用净水装置普遍采用膜法水处理技术对自来水进行深度净化，以满足生活用水的多样化需求。但由于家用净水装置过滤器件的分立化，导致装置体积大。例如，将UF/MF(超滤或微滤)和RO/NF(反渗透或纳滤)膜组件设置在不同的膜壳内或同一膜壳内的不同腔体内，每一个膜组件需要设置用于安装膜组件的膜壳，单位膜壳体积内的膜材料填装密度低，膜分离器件的连接结构复杂，膜组件采用分立器件的净水装置体积大，给家用净水器的安装、维护和使用带来不便。
发明内容
本发明的目的是克服现有不同分离精度的分离化膜组件在净水装置中应用存在的上述技术不足，提供了一种膜组件及净水装置。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种膜组件，所述膜组件包括具有空腔的支撑体以及分别设置于所述空腔内和套设于所述支撑体外部的具有两个不同分离精度的膜分离单元，其中，分离精度低的膜分离单元为第一膜分离单元，分离精度高的膜分离单元为第二膜分离单元，所述膜组件能够使得待分离液体依次被所述第一膜分离单元和所述第二膜分离单元分离。
优选地，所述第一膜分离单元套设于所述支撑体的外部，所述第二膜分离单元设置于所述空腔内。
优选地，所述第二膜分离单元呈筒状，所述第二膜分离单元的内部设置有沿所述第二膜分离单元的长度方向延伸的集水管，所述集水管的壁上设置有供由所述第二膜分离单元分离得到的渗透液通过的集水孔。
优选地，所述第一膜分离单元的外壁套设有第一封装套筒，其中：所述第一封装套筒的两端均形成为敞口；或者所述第一封装套筒的两端均完全覆盖所述第一膜分离单元，并且所述第一封装套筒的壁上设置有进液孔。
优选地，所述支撑体的壁上开设有供由所述第一膜分离单元分离得到的第一渗透液通过的第一导流孔。
优选地，所述支撑体呈筒状，其中：所述支撑体的两端均形成为开口，或者所述支撑体的邻近所述待分离液体进入的一端形成为开口，所述支撑体的另一端形成为封闭口。
优选地，所述第一膜分离单元设置于所述空腔内，所述第二膜分离单元套设于所述支撑体的外部。
优选地，所述第一膜分离单元的外壁套设有第二封装套筒。
优选地，所述第二封装套筒的壁上开设有供由所述第一膜分离单元分离得到的第一渗透液通过的第二导流孔。
优选地，所述支撑体的壁上开设有供由所述第一膜分离单元分离得到的渗透液通过的第三导流孔。
优选地，所述支撑体呈筒状，其中：所述支撑体的两端均形成为开口端；或者所述支撑体的所述空腔在沿所述支撑体的长度方向上被分隔为第一腔室和用于容纳所述第一膜分离单元的第二腔室，所述第一腔室的壁上开设有供由所述第二膜分离单元分离得到的第二渗透液通过的输送孔。
优选地，所述第一膜分离单元包括超滤膜和/或微滤膜，和/或所述第二膜分离单元包括反渗透膜和/或纳滤膜。
优选地，第二膜分离单元包括浓水网格、远离支撑体的淡水网格以及夹置于淡水网格和浓水网格之间的分离膜，其中，分离膜包括反渗透膜和/或纳滤膜。
在上述技术方案中，通过在支撑体的内外壁上设置第一膜分离单元和第二膜分离单元，将两个具有不同分离精度的膜分离单元集成为一个膜组件，整体性好，填装密度高。
本发明第二方面提供了一种净水器，所述净水器包括壳体和设置于所述壳体内的膜组件，所述膜组件为本发明提供的膜组件，其中，所述壳体上开设有进液口、能够将由依次被所述第一膜分离单元和所述第二膜分离单元分离得到的渗透液导出的第一渗透液出口以及能够将由所述第二膜分离单元分离得到的浓缩液导出的浓缩液出口。
优选地，所述壳体包括容纳体和与所述容纳体的一端可拆卸连接的端盖。
优选地，所述第一渗透液出口和所述浓缩液出口均设置于所述端盖上，所述进液口设置于所述壳体的与所述端盖相对的一端，所述端盖上设置有控制所述第一渗透液出口和所述浓缩液出口处于关闭或者开启状态的控制阀。
优选地，所述壳体上开设有供由仅通过所述第一膜分离单元分离得到的渗透液导出的第二渗透液出口，和/或所述端盖上开设有供冲洗所述第一膜分离单元的液体通过的出液口。
上述技术方案中，本发明的净水器采用整体性好、填装密度高的膜组件，在包括支撑体、壳体和分离膜材料的共同导流作用下，经浓缩的自来水在第一膜分离单元和第二膜分离单元的浓水流道中形成错流过滤，第一膜分离单元深度净化后得到的一级净化水可以单独导出作为生活饮用水，第一膜分离单元分离后得到的一级净化水还可以经过支撑体的导流到第二膜分离单元第二次进行深度净化，深度及净化后得到二级净化水导出后作为生活饮用水，实现了包括两个膜分离单元串联而成的一个膜组件在自来水深度净化过程中可以得到两种不同深度净化的生活饮用水。由于将本发明提供的膜组件应用于本发明涉及的净水器中，特别是以自来水深度净化用的家用净水器，无需单独设置其他用于预处理的膜过滤器件及其连接件，结构简单，体积小，便于安装、维护和使用，制造成本低。
附图说明
图1是本发明的一种优选实施方式的净水器的剖面结构示意图；
图2是本发明的另一种优选实施方式的净水器的剖面结构示意图；
图3是本发明的另一种优选实施方式的净水器的剖面结构示意图；
图4是本发明的另一种优选实施方式的净水器的剖面结构示意图；
图5是本发明的另一种优选实施方式的净水器的剖面结构示意图；
图6是本发明的另一种优选实施方式的净水器的剖面结构示意图；
图7是本发明的另一种优选实施方式的净水器的剖面结构示意图；
图8是本发明的另一种优选实施方式的净水器的剖面结构示意图；
图9是图7中所示A处的局部结构放大图。
附图标记说明
10-支撑体；100-空腔；101-第一导流孔；102-第三导流孔；11-第一膜分离单元；12-第二膜分离单元；120-集水管；122-集水孔；123-输送孔；124-淡水网格；125-浓水网格；126-分离膜；13-第一封装套筒；130-进液孔；14-第二封装套筒；140-第二导流孔；15-壳体；150-进液口；151-第一渗透液出口；152-浓缩液出口；153-容纳体；154-端盖；155-第二渗透液出口；156-出液口；16-控制阀。
具体实施方式
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图中所示的方位和实际应用中的方位理解。
本发明提供了一种膜组件，所述膜组件包括具有空腔100的支撑体10以及分别设置于空腔100内和套设于支撑体10外部的具有两个不同分离精度的膜分离单元，其中，分离精度低的膜分离单元为第一膜分离单元11，分离精度高的膜分离单元为第二膜分离单元12，所述膜组件能够使得待分离液体依次被第一膜分离单元11和第二膜分离单元12分离。通过将填装密度高的中空纤维膜和/或片状分离膜封装和/或卷绕成筒状，使第一膜分离单元11、第二膜分离单元12和支撑体10成为一个整体，膜组件的填装密度高。通过在支撑体10上设置第一膜分离单元11和第二膜分离单元12，能够使得进入所述膜组件的待分离液体例如由自来水厂直接供应的自来水(可称为自来水原水)首先经过第一膜分离单元11进行处理，经第一膜分离单元11分离后的水可以直接引出作为生活用水，也可以将第一膜分离单元11分离后的净水再导流到第二膜分离单元12继续被分离，最终得到二次深度净化后的液体如纯净水。由于仅在所述膜组件中设置了第一膜分离单元11用于预处理以及能够进一步净化液体的第二膜分离单元12，而无需设置较多的用于预处理的过滤元器件，因此，该膜组件不仅结构简单，而且体积相对较小，占用了较小的空间。另外，由于设置了具有两个不同分离精度的膜分离单元，当对自来水原水进行分离时，能够得到不同净化程度的水质，从而满足生活用水对不同水质的需求。其中，可选用超滤膜和/或微滤膜，也就是说第一膜分离单元11可具有超滤膜和/或具有微滤膜，此外，可选用反渗透膜和/或纳滤膜，即第二膜分离单元12可具有反渗透膜和/或具有纳滤膜。如图9中所示，第二膜分离单元12可包括浓水网格125、远离支撑体10的淡水网格124以及夹置于淡水网格124和浓水网格125之间的分离膜126，其中，分离膜126可包括反渗透膜和/或纳滤膜。还需要指出的是，支撑体10的具体结构形式并不受到具体的限制，只要能够起到支撑和/或连接膜分离单元的作用即可，例如支撑体10可呈圆筒状。结合图1、图2和图3中所示，第一膜分离单元11可套设于支撑体10的外部，第二膜分离单元12可设置于空腔100内。
其中，位于空腔100内的第二膜分离单元12可呈筒状，并可在第二膜分离单元12的内部设置沿第二膜分离单元12的长度方向延伸的集水管120，集水管120的壁上设置集水孔122以便于供由第二膜分离单元12分离得到的渗透液通过。此外，集水管120的远离自来水原水进入的一端可形成为封闭端。当将所述膜组件设置于壳体内组装成净水器时，可在所述壳体上开设能够将被两个所述膜分离单元分离得到的渗透液导出的出口，并在所述壳体上开设用于将自来水原水导入的进口，同时在所述壳体上开设用于将经过分离后产生的浓缩液导出的出口，另外，还可在所述壳体上开设将仅经过第一膜分离单元11分离得到的渗透液导出的出口，上述所提到的进口以及出口的开设位置并不受到具体的限制，可根据实际情况进行选择。例如上述提到的进口和出口均可开设于所述壳体的端部。
为了便于安装第一膜分离单元11，可在第一膜分离单元11的外壁套设第一封装套筒13，并且由于设置了第一封装套筒13，还能够保护第一膜分离单元11，延长第一膜分离单元11的使用寿命。其中，第一封装套筒13的结构形式可为多种，只要能够将第一膜分离单元11封装在其中即可，例如，如图1和图2中所示，第一封装套筒13套设于第一膜分离单元11的外部，第一封装套筒13的两端均可形成为敞口；还可如图3中所示，第一封装套筒13的两端均可完全覆盖第一膜分离单元11，也就是说，将第一膜分离单元11完全封装在第一封装套筒13中，并且第一封装套筒13的壁上设置进液孔130以便于将待分离液体如自来水原水引入。
当将所述膜组件安装到所述壳体中组装成净水器时，将由第一膜分离单元11分离得到的第一渗透液导入第二膜分离单元12中的方式可为多种，例如，如图1中所示，支撑体10可呈两端开口的筒状，第一封装套筒13的两端均形成为敞口，所述膜组件的远离自来水原水进入的一端与所述壳体的端部之间留设有间隙以供所述第一渗透液通过并且能够进入到第二膜分离单元12中。为了便于将由第一膜分离单元11分离得到的第一渗透液导入第二膜分离单元12中，还可在支撑体10的壁上开设第一导流孔101，具体地，如图2中所示，支撑体10可呈两端开口的筒状，第一封装套筒13的两端均形成为敞口，第一导流孔101可开设在支撑体10的壁上，另外，也可如图3中所示，支撑体10的远离自来水原水进入的一端形成为封闭口，第一封装套筒13的两端均完全覆盖第一膜分离单元11，第一导流孔101可开设在支撑体10的壁上如所述封闭口的壁上以便于将所述第一渗透液导入第二膜分离单元12中。
可以理解的是，支撑体10可呈筒状，其中，支撑体10的两端均可形成为开口，又或者支撑体10的邻近所述待分离液体进入的一端形成为开口，支撑体10的另一端形成为封闭口。具体地，当将所述膜组件安装在所述壳体内组装成净水器时，支撑体10可按照如下方式进行安装：支撑体10的一端与所述壳体的相对应的端部密封连接，另一端与所述壳体的相对应的端部形成间隙；支撑体10的两端分别与所述壳体的相对应的端部密封连接；支撑体10的一端与所述壳体的相对应的端部密封连接，另一端形成为封闭口。
如图4-图8中所示，第一膜分离单元11可设置于空腔100内，第二膜分离单元12可套设于支撑体10的外部。当将所述膜组件安装在壳体中组装成净水器时，可在所述壳体上开设能够将被两个所述膜分离单元分离得到的渗透液导出的出口，并在所述壳体上开设用于将自来水原水导入的进口，同时在所述壳体上开设用于将经过分离后产生的浓缩液导出的出口，另外，还可在所述壳体上开设将仅经过第一膜分离单元11分离得到的第一渗透液导出的出口。其中，上述提到的进口和出口的开设位置可根据实际情况进行选择，例如，如图4和图6中所示，可在所述壳体的端部开设进口以及供所述渗透液通过的出口，也可如图5中所示，将所述进口和供所述渗透液通过的出口开设于所述壳体的端部上，并且将供浓缩液通过的出口开设在所述壳体的侧壁上，还可如图7中所示，将所述进口开设在所述壳体的端部，将供所述渗透液通过的出口和供浓缩液通过的出口开设于所述壳体的侧壁。还可如图8中所示，将进液口150设置于壳体15的一端，将第一渗透液出口151和浓缩液出口152开设于壳体15的另一端，第二渗透液出口155开设于壳体15的侧壁。
为了便于安装和保护第一膜分离单元11，可在第一膜分离单元11的外壁套设第二封装套筒14。其中，第二封装套筒14的两端均可形成为开口，为了便于将仅经过第一膜分离单元11的第一渗透液导入到第二膜分离单元12中，如图6、图7和图8中所示，可在第二封装套筒14的壁上开设第二导流孔140以供由第一膜分离单元11分离得到的第一渗透液通过。另外，还可如图4和图5中所示，在第一膜分离单元11和所述壳体的端部之间留设有间隙以供所述第一渗透液通过。另外，可在支撑体10的壁上开设第三导流孔102以供由第一膜分离单元11分离得到的第一渗透液通过。于是所述第一渗透液依次通过第二导流孔140和第三导流孔102进入到第二膜分离单元12中被继续分离，或者使得所述膜组件的远离自来水原水进入的一端与所述壳体的端部之间留设有间隙，于是所述第一渗透液仅通过该间隙进入到第二膜分离单元12中。
另外，支撑体10可呈筒状，其中，支撑体10的两端均可形成为开口端，或者，如图4、图5、图6和图8中所示，支撑体10的空腔100在沿支撑体10的长度方向上被分隔为第一腔室和用于容纳所述第一膜分离单元11的第二腔室，所述第一腔室的壁上开设有供由第二膜分离单元12分离得到的第二渗透液通过的输送孔123，所述第二渗透液可通过输送孔123被导入到开设于所述壳体的供渗透液导出的出口。具体地，当将所述膜组件安装在所述壳体内组装成净水器时，支撑体10可按照如下方式进行安装：支撑体10的一端与所述壳体的相对应的端部密封连接，另一端与所述壳体的相对应的端部形成间隙；支撑体10的两端分别与所述壳体的相对应的端部密封连接。
本发明还提供了一种净水器，净水器包括壳体15和设置于壳体15内的膜组件，所述膜组件为本发明所提供的膜组件，其中，壳体15上开设有进液口150例如可使得自来水原水进入、能够将由依次被第一膜分离单元11和第二膜分离单元12分离得到的渗透液导出的第一渗透液出口151以及能够将由第二膜分离单元12分离得到的浓缩液导出的浓缩液出口152。由于所述膜组件中的第一膜分离单元11可用于预处理，并且所述膜组件中的两个所述膜分离单元能够相互套设，因此，使得整个净水器无需设置过多的过滤器元件，不仅使得净水器的结构简单，而且使得整个净水器的体积较小，。另外，由于设置了两个具有不同分离精度的膜分离单元，可以制备两种不同净化深度的生活饮用水，满足生活用水对不同水质的需求，并且，当第二膜分离单元12采用反渗透膜元件时，相比起现有的反渗透净水器，本发明提供的净水器还使得单位产水成本进一步降低。
为了便于安装和维修位于壳体15内的所述膜组件，如图8中所示，壳体15可包括容纳体153和与容纳体153的一端可拆卸连接的端盖154。
进一步地，第一渗透液出口151和浓缩液出口152均可设置于端盖154上，进液口150可设置于壳体15的与端盖154相对的一端，端盖154上还可设置有控制第一渗透液出口151和浓缩液出口152处于关闭或者开启状态的控制阀16。
为了将不同水质也就是说将通过不同的膜分离单元分离得到的渗透液导出，除了开设第一渗透液出口151外，还可在壳体15上开设第二渗透液出口155以供由仅通过第一膜分离单元11分离得到的渗透液导出，另外，还可在端盖154上开设出液口156以便于供冲洗第一膜分离单元11的液体通过。需要说明的是，净水器完成净水后，第一膜分离单元11中会截留有呈固体颗粒的污染物，可将第一渗透液出口151、第二渗透液出口155和浓缩液出口152关闭，仅开启进液口150和出液口156，然后可向进液口150中通入自来水原水，自来水原水携带固体颗粒杂质从出液口156流出。另外，还需要指出的是，结合图6、图7和图8中所示，出液口156和进液口150可分别开设于壳体15的相对的两个端面上。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (17)
1.一种膜组件，其特征在于，所述膜组件包括具有空腔(100)的支撑体(10)以及分别设置于所述空腔(100)内和套设于所述支撑体(10)外部的具有两个不同分离精度的膜分离单元，其中，分离精度低的所述膜分离单元为第一膜分离单元(11)，分离精度高的所述膜分离单元为第二膜分离单元(12)，所述膜组件能够使得待分离液体依次被所述第一膜分离单元(11)和所述第二膜分离单元(12)分离。
2.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于，所述第一膜分离单元(11)套设于所述支撑体(10)的外部，所述第二膜分离单元(12)设置于所述空腔(100)内。
3.根据权利要求2所述的膜组件，其特征在于，所述第二膜分离单元(12)呈筒状，所述第二膜分离单元(12)的内部设置有沿所述第二膜分离单元(12)的长度方向延伸的集水管(120)，所述集水管(120)的壁上设置有供由所述第二膜分离单元(12)分离得到的渗透液通过的集水孔(122)。
4.根据权利要求2所述的膜组件，其特征在于，所述第一膜分离单元(11)的外壁套设有第一封装套筒(13)，其中：
所述第一封装套筒(13)的两端均形成为敞口；
或者所述第一封装套筒(13)的两端均完全覆盖所述第一膜分离单元(11)，并且所述第一封装套筒(13)的壁上设置有进液孔(130)。
5.根据权利要求2所述的膜组件，其特征在于，所述支撑体(10)的壁上开设有供由所述第一膜分离单元(11)分离得到的第一渗透液通过的第一导流孔(101)。
6.根据权利要求5所述的膜组件，其特征在于，所述支撑体(10)呈筒状，其中：所述支撑体(10)的两端均形成为开口，或者所述支撑体(10)的邻近所述待分离液体进入的一端形成为开口，所述支撑体(10)的另一端形成为封闭口。
7.根据权利要求1所述的膜组件，其特征在于，所述第一膜分离单元(11)设置于所述空腔(100)内，所述第二膜分离单元(12)套设于所述支撑体(10)的外部。
8.根据权利要求7所述的膜组件，其特征在于，所述第一膜分离单元(11)的外壁套设有第二封装套筒(14)。
9.根据权利要求8所述的膜组件，其特征在于，所述第二封装套筒(14)的壁上开设有供由所述第一膜分离单元(11)分离得到的第一渗透液通过的第二导流孔(140)。
10.根据权利要求7所述的膜组件，其特征在于，所述支撑体(10)的壁上开设有供由所述第一膜分离单元(11)分离得到的渗透液通过的第三导流孔(102)。
11.根据权利要求7所述的膜组件，其特征在于，所述支撑体(10)呈筒状，其中：所述支撑体(10)的两端均形成为开口端；或者所述支撑体(10)的所述空腔(100)在沿所述支撑体(10)的长度方向上被分隔为第一腔室和用于容纳所述第一膜分离单元(11)的第二腔室，所述第一腔室的壁上开设有供由所述第二膜分离单元(12)分离得到的第二渗透液通过的输送孔(123)。
12.根据权利要求1-11中任意一项所述的膜组件，其特征在于，所述第一膜分离单元(11)包括超滤膜和/或微滤膜，和/或所述第二膜分离单元(12)包括反渗透膜和/或纳滤膜。
13.根据权利要求12所述的膜组件，其特征在于，所述第二膜分离单元(12)包括浓水网格(125)、远离所述支撑体(10)的淡水网格(124)以及夹置于所述淡水网格(124)和所述浓水网格(125)之间的分离膜(126)，其中，所述分离膜(126)包括反渗透膜和/或纳滤膜。
14.一种净水器，其特征在于，所述净水器包括壳体(15)和设置于所述壳体(15)内的膜组件，所述膜组件为权利要求1-13中任意一项所述的膜组件，其中，所述壳体(15)上开设有进液口(150)、能够将由依次被所述第一膜分离单元(11)和所述第二膜分离单元(12)分离得到的渗透液导出的第一渗透液出口(151)以及能够将由所述第二膜分离单元(12)分离得到的浓缩液导出的浓缩液出口(152)。
15.根据权利要求14所述的净水器，其特征在于，所述壳体(15)包括容纳体(153)和与所述容纳体(153)的一端可拆卸连接的端盖(154)。
16.根据权利要求15所述的净水器，其特征在于，所述第一渗透液出口(151)和所述浓缩液出口(152)均设置于所述端盖(154)上，所述进液口(150)设置于所述壳体(15)的与所述端盖(154)相对的一端，所述端盖(154)上设置有控制所述第一渗透液出口(151)和所述浓缩液出口(152)处于关闭或者开启状态的控制阀(16)。
17.根据权利要求16所述的净水器，其特征在于，所述壳体(15)上开设有供由仅通过所述第一膜分离单元(11)分离得到的渗透液导出的第二渗透液出口(155)，和/或所述端盖(154)上开设有供冲洗所述第一膜分离单元(11)的液体通过的出液口(156)。
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