CN110357216B - 串联式双水质膜元件及其加工方法 - Google Patents

串联式双水质膜元件及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种串联式双水质膜元件及其加工方法，包括相互组合的第一产水管和第二产水管，且两端设有端盖；所述第一产水管上包裹有对称折叠的隔水薄膜，隔水薄膜上设有封闭式的隔膜胶；所述折叠的隔水薄膜中间设有至少一组的第一产水单元；所述第二产水管上设有至少一组的第二产水单元；所述隔水薄膜、第一产水单元和第二产水单元共同卷制在第一产水管和第二产水管上。本发明可以同时产生两种水质，满足了不同使用人群的需求，而且制作方便，成本低廉。

Description

串联式双水质膜元件及其加工方法
技术领域
本发明涉及水质净化技术领域，特别涉及一种串联式双水质膜元件及其加工方法。
背景技术
现如今，不论是工业生产，例如对水有严格要求的生物、医药、石油、化工、半导体等诸多行业的产品的生产，还是科研院所、实验室，甚至是我们的日常生活，对水质的要求都越来越高。因此，我们需要对水进行一定处理，去除其中存在的各种有毒有害物质和杂质，从而满足我们应用的要求。随着我国城镇化的发展，净水机逐渐普及，在净水机中，以反渗透，纳滤或者超滤为主的过滤技术逐步成为主流，这些过滤技术中的核心为膜元件。目前使用的膜元件绝大多数为卷式膜元件，与中空纤维和板框式结构相比，卷式膜元件在给水通道抗污染能力、设备空间要求、投资和运行费用等方面具有显著优势。但单纯的反渗透膜，纳滤膜或者超滤膜的产水有各种各样的问题，如产水水质单一，原水利用率不高的、产水无矿物质，产水水质安全性不高，口感欠佳等问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种串联式双水质膜元件及其加工方法。本发明可以同时产生两种水质，满足了不同使用人群的需求，而且原水利用率高，制作方便，成本低廉。
本发明的技术方案：串联式双水质膜元件，包括相互组合的第一产水管和第二产水管，且两端设有端盖；所述第一产水管上包裹有对称折叠的隔水薄膜，隔水薄膜上设有封闭式的隔膜胶；所述折叠的隔水薄膜中间设有至少一组的第一产水单元；所述第一产水单元包括对折的第一膜片，第一膜片与隔水薄膜之间设有第一产水格网；所述对折的第一膜片中间设有第一进水格网，第一进水格网的一侧设有与第一产水管相垂直的第一密封胶层，第一密封胶层的长度与第一进水格网的长度一致或略大；所述第二产水管上设有至少一组的第二产水单元，所述第二产水单元包括对折的第二膜片，第二膜片的外侧设有第二产水格网；所述对折的第二膜片中间设有第二进水格网，第二进水格网远离第一密封胶层的一侧设有与第二产水管相垂直的第二密封胶层，第二密封胶层的长度与第二进水格网的长度一致或略大；所述隔水薄膜、第一产水单元和第二产水单元共同卷制在第一产水管和第二产水管上。
上述的串联式双水质膜元件，所述第一产水管和第二产水管为合并成整圆形的两只独立产水收集管，所述第一产水管和第二产水管为半圆柱形空腔，且一端开口一端封闭；所述第一产水管和第二产水管上均设有多个集水通孔。
前述的串联式双水质膜元件，所述第一产水管和第二产水管的结构相同，所述第一产水管和第二产水管的开口端为与半圆空腔相连的整圆空腔，所述第一产水管和第二产水管的整圆空腔分别朝向相反方向。
前述的串联式双水质膜元件，所述第二产水管的开口端为整圆空腔；所述第一产水管的开口端为可插入第二产水管开口端的圆形空腔。
前述的串联式双水质膜元件，所述第一产水管和第二产水管的开口端均设有O型的圈槽。
前述的串联式双水质膜元件，隔膜胶位于隔水薄膜的两条与第一产水管垂直的长侧边以及与第一产水管相平行的远端短侧边。
前述的串联式双水质膜元件，所述的第一产水管和第二产水管与端盖之间设有端盖胶。
前述的串联式双水质膜元件，所述的第一膜片为反渗透膜，纳滤膜，超滤膜或者微滤膜中的一种，第一膜片与第一进水格网经第三密封胶层粘合。
前述的串联式双水质膜元件，所述的第二膜片为反渗透膜，纳滤膜，超滤膜或者微滤膜中的一种，第二膜片与第二进水格网经第四密封胶层粘合。
前述的串联式双水质膜元件的加工方法，按下述步骤进行：
S1：准备两根可相互组合的第一产水管和第二产水管；
S2：在第一产水管上设置隔水薄膜，隔水薄膜上涂布封闭式的隔膜胶，一组或多组第一产水单元放置于隔水薄膜的折叠空间内部，第一产水单元中的第一膜片以分离层向内的方式对称折叠，第一进水格网放置于第一膜片的折叠空间内部，且一侧涂布第一密封胶层；第一产水格网为多页结构，分别位于第一膜片的下方和第一膜片与隔水薄膜之间，所有的第一产水格网一端固定，其中最下方的第一产水格网略长，与第一产水管接触；
S3：在第二产水管上设置第二产水单元，第二产水单元中的第一膜片以分离层向内的方式对称折叠，第二进水格网放置于第二膜片的折叠空间内部，且远离第一密封层的一侧涂布第二封胶层；第一产水格网为多页结构，分别位于第二膜片的下方，所有的第二产水格网一端固定，其中最下方的第二产水格网略长，与第二产水管接触；
S4：将隔水薄膜、第一产水单元和第二产水单元共同卷制在第一产水管和第二产水管上，对两侧端面的多余部分进行切除，在切除的端面上安装端盖。
与现有技术相比，本发明通过第一产水管和第二产水管组合形成膜元件的产水通道，在第一产水管上设置隔水薄膜，并在隔水薄膜的中间设置第一产水单元，第一产水单元中的第一进水格网中设置第一密封胶，在第二产水管上设置第二产水单元，第二产水单元的中的第二进水格网中设置与第一密封胶层相对的第二密封胶层，随后将隔水薄膜、第一产水单元和第二产水单元共同卷制在第一产水管和第二产水管上，由端盖进行固定密封；在进水时，水流从第一进水格网流入，通过第一膜片进行产水，由于隔水薄膜上的封闭式隔膜胶作用，第一产水格网和第一膜片形成以第一产水管为开口，其余边密封的半包围密封结构，使得第一产水格网产水的第一种水质流向第一产水管进行收集；而经过第一膜片过滤后的浓水则由于第一密封胶层阻隔则无法从第一进水网格的长侧边流出，且会沿着第一密封胶层涂布的方向向第一进水网格上与第一产水管相平行的短侧边流出；此时，第二产水管上的第二产水单元与第一产水单元串联的，既过滤后的浓水会从第一产水格网进入第二产水格网内，且由于第二密封胶层的作用浓水无法从进水方向流出，将在第二进水格网上会沿与第一进水格网进水方向相同的方向流出，在此过程中，第二膜片将会对第二进水格网上的浓水进行过滤，然后由第二产水格网将第二膜片的产水收集至第二产水管中，从而形成第二种水质，由此，本发明可以以一种膜元件同时产生两种水质，满足了不同使用人群的需求，而且可以尽可能的利用原水，原水的利用率高；本发明制作方便，成本低廉。此外，本发明还提供了多种第一产水管和第二产水管的结构，使得两种水质可以从一端或者两端出水，简单方便。通过在第一产水管和第二产水管的开口端设置圈槽，用于安装密封用的O型圈。通过端盖的内表面涂布端盖胶，从而对膜元件的进水位置与出水位置进行约束。本发明膜片可以为反渗透膜，纳滤膜或超滤膜，用于过滤产水不同的性质的水，适用范围广，使用前景大。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例1的整体分解结构示意图；
图3是本发明实施例1的第一产水管的结构示意图；
图4是本发明实施例1的第二产水管的结构示意图；
图5是本发明实施例1的膜元件的剖视结构示意图；
图6是膜元件给水流动示意图；
图7是本发明实施例2的第一产水管的结构示意图；
图8是本发明实施例2的第二产水管的结构示意图；
图9是本发明实施例2的膜元件的剖视结构示意图；
图10是本发明端盖的结构示意图。
附图标记
1、第一产水管；2、第二产水管；3、端盖；4、隔水薄膜；5、第一产水单元；6、第一膜片；7、第一产水格网；8、第一进水格网；9、第一密封胶层；10、第二产水单元；11、第二膜片；12、第二产水格网；13、第二进水格网；14、第二密封胶层；15、集水通孔；16、隔膜胶；17、端盖胶；18、圈槽；19、第三密封胶层；20、第四密封胶层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1：串联式双水质膜元件，如图1-5和图10所示，包括相互组合的第一产水管1和第二产水管2，且两端设有端盖3，第一产水管1和第二产水管2与端盖3之间经端盖3胶连接，从而对膜元件的进水位置与出水位置进行约束。所述第一产水管1和第二产水管2为合并成整圆形的两只独立产水收集管，所述第一产水管1和第二产水管2为半圆柱形空腔，且一端开口一端封闭；所述第一产水管1和第二产水管2上均设有多个集水通孔15；所述第二产水管2的开口端为整圆空腔；所述第一产水管1的开口端为可插入第二产水管2开口端的圆形空腔；所述第一产水管1上包裹有对称折叠的隔水薄膜4，隔水薄膜4上设有封闭式的隔膜胶16，所述折叠的隔水薄膜4中间设有至少一组的第一产水单元5，在折叠后的两片隔水薄膜4内侧涂布隔膜胶16，涂布隔膜胶16的位置分别位于隔水薄膜4的两条与第一产水管1垂直的长侧边以及与第一产水管1相平行的远端短侧边，两片隔水薄膜4的涂胶位置一致，从而保证与隔水薄膜4接触的第一产水格网7与第一膜片6形成以第一产水管1为开口，其余边密封的半包围密封结构，在多组第一产水单元5组合的情况下，在每组第一产水单元5之间的第一产水格网7上两侧长边以及与第一产水管1平行的远端短边涂胶，形成第一产水管1为开口，其余边密封的半包围密封结构；隔水薄膜4长度与第一产水单元5的长度与宽度基本一致,隔水薄膜4为不透水材质,用隔膜胶16与第一产水单元5密封；所述第一产水单元5包括对折的第一膜片6，第一膜片6与隔水薄膜4之间设有第一产水格网7；所述对折的第一膜片6中间设有第一进水格网8，所述的第一膜片6为反渗透膜，第一膜片6与第一进水格网8经第一密封胶粘合；所述第一进水格网8的一侧设有与第一产水管1相垂直的第一密封胶层9，第一密封胶层9的长度与第一进水格网8的长度一致或略大；所述第二产水管2上设有至少一组的第二产水单元10，所述第二产水单元10包括对折的第二膜片11，第二膜片11为超滤膜，所述第二膜片11的外侧设有第二产水格网12；所述对折的第二膜片11中间设有第二进水格网13，每组第二产水单元10的第二产水格网12上的涂胶方式与第一产水管1上的第一产水格网7一致；所述第二进水格网13远离第一密封胶层的一侧设有与第二产水管2相垂直的第二密封胶层14，第二密封胶层14的长度与第二进水格网13的长度一致或略大；所述隔水薄膜4、第一产水单元5和第二产水单元10共同卷制在第一产水管1和第二产水管2上。如图6所示，在进水时，水流a从第一进水格网8流入，通过第一膜片6进行产水，由于隔水薄膜4上的封闭式隔膜胶16作用，第一产水格网7和第一膜片6形成以第一产水管1为开口，其余边密封的半包围密封结构，使得第一产水格网7产水的第一种水质流向第一产水管1进行收集；而经过第一膜片6过滤后的浓水(水流b)则由于第一密封胶层9阻隔则无法从第一进水网格的长侧边流出，且会沿着第一密封胶层9涂布的方向向第一进水网格上与第一产水管1相平行的短侧边流出(水流c-水流d)；此时，第二产水管2上的第二产水单元10与第一产水单元5串联的，既过滤后的浓水会从第一产水格网7进入第二产水格网12内(水流e)，且由于第二密封胶层14的作用浓水无法从进水方向流出，将在第二进水格网13上会沿与第一进水格网8进水方向相同的方向流出(水流f)，在此过程中，第二膜片11将会对第二进水格网13上的浓水进行过滤，然后由第二产水格网12将第二膜片11的产水收集至第二产水管2中，从而形成第二种水质，由此，本发明可以以一种膜元件同时产生两种水质，满足了不同使用人群的需求，而且可以尽可能的利用原水，原水的利用率高，制作方便，成本低廉。
实施例2：如图7-9所示，所述第一产水管1和第二产水管2的结构相同，所述第一产水管1和第二产水管2的开口端为与半圆空腔相连的整圆空腔，所述第一产水管1和第二产水管的整圆空腔分别朝向相反方向。
进一步地，所述第一产水管1和第二产水管2的开口端均设有O型的圈槽18，用于用于安装密封用的O型圈。
前述的串联式双水质膜元件的加工方法，按下述步骤进行：
S1：准备两根可相互组合的第一产水管1和第二产水管2；
S2：在第一产水管1上设置隔水薄膜4，隔水薄膜4上涂布封闭式的隔膜胶16，一组或多组第一产水单元5放置于隔水薄膜4的折叠空间内部，第一产水单元5中的第一膜片6以分离层向内的方式对称折叠，第一进水格网8放置于第一膜片6的折叠空间内部，且一侧涂布第一密封胶层9；第一产水格网7为多页结构，分别位于第一膜片6的下方和第一膜片6与隔水薄膜4之间，所有的第一产水格网7一端固定，其中最下方的第一产水格网7略长，与第一产水管1接触；
S3：在第二产水管2上设置第二产水单元10，第二产水单元中的第一膜片6以分离层向内的方式对称折叠，第二进水格网13放置于第二膜片11的折叠空间内部，且远离第一密封层的一侧涂布第二封胶层；第一产水格网7为多页结构，分别位于第二膜片11的下方，所有的第二产水格网12一端固定，其中最下方的第二产水格网12略长，与第二产水管2接触；
S4：将隔水薄膜4、第一产水单元5和第二产水单元10共同卷制在第一产水管1和第二产水管2上，对两侧端面的多余部分进行切除，在切除的端面上安装端盖3。

Claims (10)

1.串联式双水质膜元件，其特征在于：包括相互组合的第一产水管(1)和第二产水管(2)，且两端设有端盖(3)；所述第一产水管(1)上包裹有对称折叠的隔水薄膜(4)，隔水薄膜(4)上设有封闭式的隔膜胶(16)；所述折叠的隔水薄膜(4)中间设有至少一组的第一产水单元(5)；所述第一产水单元(5)包括对折的第一膜片(6)，第一膜片(6)与隔水薄膜(4)之间设有第一产水格网(7)；所述对折的第一膜片(6)中间设有第一进水格网(8)，第一进水格网(8)的一侧设有与第一产水管(1)相垂直的第一密封胶层(9)，第一密封胶层(9)的长度与第一进水格网(8)的长度一致或略大；所述第二产水管(2)上设有至少一组的第二产水单元(10)，所述第二产水单元(10)包括对折的第二膜片(11)，第二膜片(11)的外侧设有第二产水格网(12)；所述对折的第二膜片(11)中间设有第二进水格网(13)，第二进水格网(13)远离第一密封胶层(9)的一侧设有与第二产水管(2)相垂直的第二密封胶层(14)，第二密封胶层(14)的长度与第二进水格网(13)的长度一致或略大；所述隔水薄膜(4)、第一产水单元(5)和第二产水单元(10)共同卷制在第一产水管(1)和第二产水管(2)上。
2.根据权利要求1所述的串联式双水质膜元件，其特征在于：所述第一产水管(1)和第二产水管(2)为合并成整圆形的两只独立产水收集管，所述第一产水管(1)和第二产水管(2)为半圆柱形空腔，且一端开口一端封闭；所述第一产水管(1)和第二产水管(2)上均设有多个集水通孔(15)。
3.根据权利要求2所述的串联式双水质膜元件，其特征在于：所述第一产水管(1)和第二产水管(2)的结构相同，所述第一产水管(1)和第二产水管(2)的开口端为与半圆空腔相连的整圆空腔，所述第一产水管(1)和第二产水管(2)的整圆空腔分别朝向相反方向。
4.根据权利要求2所述的串联式双水质膜元件，其特征在于：所述第二产水管(2)的开口端为整圆空腔；所述第一产水管(1)的开口端为可插入第二产水管(2)开口端的圆形空腔。
5.根据权利要求2所述的串联式双水质膜元件，其特征在于：所述第一产水管(1)和第二产水管(2)的开口端均设有O型的圈槽(18)。
6.根据权利要求1所述的串联式双水质膜元件，其特征在于：隔膜胶(16)位于隔水薄膜(4)的两条与第一产水管(1)垂直的长侧边以及与第一产水管(1)相平行的远端短侧边。
7.根据权利要求1所述的串联式双水质膜元件，其特征在于：所述的第一产水管(1)和第二产水管(2)与端盖之间设有端盖胶(17)。
8.根据权利要求1所述的串联式双水质膜元件，其特征在于：所述的第一膜片(6)为反渗透膜，纳滤膜，超滤膜或者微滤膜中的一种，第一膜片(6)与第一进水格网(8)经第三密封胶层(19)粘合。
9.根据权利要求1所述的串联式双水质膜元件，其特征在于：所述的第二膜片(11)为反渗透膜，纳滤膜，超滤膜或者微滤膜中的一种，第二膜片(11)与第二进水格网(13)经第四密封胶层(20)粘合。
10.根据权利要求1-9任一项所述的串联式双水质膜元件的加工方法，其特征在于：按下述步骤进行：
S1：准备两根可相互组合的第一产水管和第二产水管；
S2：在第一产水管上设置隔水薄膜，隔水薄膜上涂布封闭式的隔膜胶，一组或多组第一产水单元放置于隔水薄膜的折叠空间内部，第一产水单元中的第一膜片以分离层向内的方式对称折叠，第一进水格网放置于第一膜片的折叠空间内部，且一侧涂布第一密封胶层；第一产水格网为多页结构，分别位于第一膜片的下方和第一膜片与隔水薄膜之间，所有的第一产水格网一端固定，其中最下方的第一产水格网略长，与第一产水管接触；
S3：在第二产水管上设置第二产水单元，第二产水单元中的第一膜片以分离层向内的方式对称折叠，第二进水格网放置于第二膜片的折叠空间内部，且远离第一密封层的一侧涂布第二封胶层；第一产水格网为多页结构，分别位于第二膜片的下方，所有的第二产水格网一端固定，其中最下方的第二产水格网略长，与第二产水管接触；
S4：将隔水薄膜、第一产水单元和第二产水单元共同卷制在第一产水管和第二产水管上，对两侧端面的多余部分进行切除，在切除的端面上安装端盖。
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