CN113247991B - 反渗透滤芯及净水器 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种反渗透滤芯及净水器，该反渗透滤芯包括：滤瓶，开设有原水进口、纯水出口和废水出口；原水管，设置于滤瓶内；中心管，套设于原水管外，其内表面与原水管的外表面之间间隔设置以形成导流空间；反渗透膜组件，包括缠绕在中心管上的反渗透膜单元、头盖以及尾盖，反渗透膜单元的外表面与滤瓶的内表面之间形成用于存储纯水的空腔，空腔与纯水出口连通；尾盖与反渗透膜单元的尾端面之间具有第一间隙，原水通过第一间隙进入反渗透膜单元的膜层当中；反渗透膜单元的纯水流道与导流空间连通，头盖上设置有纯水通道，纯水通道一端与导流空间连通，另一端连通空腔。本发明提供的反渗透滤芯，使用寿命延长。
Description
技术领域
本发明涉及净水设备技术领域，尤其是一种反渗透滤芯及采用该反渗透滤芯的净水器。
背景技术
目前市面上反渗透净水器，主要功能部件是反渗透滤芯。反渗透滤芯通常包括中心管和缠绕在中心管上的反渗透膜单元。其中，反渗透膜单元由反渗透膜片折叠密封而成，形成相互独立的原水流道和纯水流道。原水通入反渗透膜单元的膜层当中，进入原水流道，经过反渗透膜片过滤净化后进入纯水流道。反渗透膜片的一侧为纯水，另一侧为浓水。
在净水器停机一定时间后，反渗透滤芯的膜层浓水侧的盐离子一般无法清除，由于盐离子的浓度很高，会向纯水侧渗透，导致长时间停机后出的第一杯纯水的TDS（Totaldissolved solids，缩写TDS，中文称“解性固体总量”）过高，而且导致反渗透膜片污染，降低反渗透滤芯的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反渗透滤芯，实现反渗透膜片的自清洁，使用寿命提高。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
一种反渗透滤芯，包括：
滤瓶，纵长方向延伸，开设有原水进口、纯水出口和废水出口，所述原水进口、纯水出口和废水出口设置于所述滤瓶的同一端；
原水管，其轴线与所述纵长方向平行，所述原水管设置于所述滤瓶内，与所述原水进口连通；
中心管，套设于所述原水管外，其内表面与所述原水管的外表面之间间隔设置以形成导流空间，所述中心管与所述原水管远离所述原水进口的尾端密封连接；以及
反渗透膜组件，包括缠绕在所述中心管上的反渗透膜单元、设置在所述反渗透膜单元靠近所述原水进口的一端的头盖以及设置在所述反渗透膜单元远离所述原水进口一端的尾盖，所述反渗透膜单元的外表面与所述滤瓶的内表面之间形成用于存储纯水的空腔，在所述原水停止进水后，位于所述空腔中的纯水能够在自身静压的作用下朝向所述反渗透膜单元的浓水侧返流，所述空腔与所述纯水出口连通；
其中，所述尾盖与所述反渗透膜单元的尾端面之间具有第一间隙，所述第一间隙与所述原水管的尾部连通，原水通过所述间隙进入所述反渗透膜单元的膜层当中；
其中，所述中心管设有通孔，所述反渗透膜单元的纯水流道通过所述通孔与所述导流空间连通，所述头盖上设置有纯水通道，所述纯水通道一端与所述导流空间连通，另一端连通所述空腔。
在其中一实施例中，所述空腔的容积大于或等于500ml，以保障返流至所述反渗透膜单元的所述浓水侧的纯水至少部分挤出所述浓水侧的浓水。
在其中一实施例中，所述空腔和所述导流空间均呈圆筒形，所述空腔的横截面面积大于三倍的所述导流空间的横截面面积。
在其中一实施例中，所述纯水出口、原水进口和废水出口依次排布。
在其中一实施例中，所述纯水出口与所述纯水通道的距离大于所述废水出口与所述纯水通道的距离。
在其中一实施例中，所述尾盖面对所述反渗透膜单元的末端面的内侧设置多根限位筋，多根所述限位筋沿着径向方向均匀间隔分布，相邻的所述限位筋之间形成供原水进入所述反渗透膜单元的膜层当中的所述第一间隙。
在其中一实施例中，所述头盖还设置有废水通道，所述头盖与所述反渗透膜单元靠近所述原水进口的端面之间具有第二间隙，所述第二间隙与所述废水通道连通，所述废水通道与所述废水出口连通，以使得所述反渗透膜单元产生的浓水依次通过所述第二间隙和所述废水通道，并最终从所述废水出口流出。
在其中一实施例中，所述纯水通道与所述废水通道相互密封隔离。
在其中一实施例中，所述反渗透膜单元的外表面包裹用于防止串水的密封膜。
在其中一实施例中，所述原水管靠近所述原水进口的一端与所述头盖和所述滤瓶均密封连接。
本发明还提供一种净水器，包括上述任意一实施例所述的反渗透滤芯。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的反渗透滤芯及采用该反渗透滤芯的净水器，通过在原水管外套设中心管，反渗透膜单元缠绕在中心管上，反渗透膜单元与滤瓶之间设置用于存储纯水的空腔，原水管与中心管之间形成导流空间，过滤后制得的纯水经过狭长的导流空间流至空腔内，暂时存储在空腔内。反渗透滤芯停止制水后，空腔内存储纯水的静压使得纯水向反渗透膜单元的浓水侧渗透，导流空间狭长、流通面积较小，其中纯水流速较大，因此水流动压较大，保障了纯水向反渗透膜单元返流，具有一定的反渗透膜片冲洗效果，能够延长反渗透膜单元的使用寿命。而且，由于原水流入反渗透膜单元的路径和纯水流出反渗透膜单元的路径均位于中心管内，水路较紧凑。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的反渗透滤芯的立体图。
图2是图1所示的反渗透滤芯沿其轴线的剖面结构示意图。
图3是反渗透滤芯的尾盖的立体图。
图4是反渗透膜组件在反渗透膜单元展开状态的横剖面示意图。
图5是反渗透膜组件在反渗透膜单元展开状态的水流通方向示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2，本发明一实施例提供了一种反渗透滤芯。该反渗透滤芯包括滤瓶1，原水管5，中心管6以及反渗透膜组件。
滤瓶1纵长方向延伸，其内部中空，形成一收容腔，原水管5，中心管6以及反渗透膜组件均收容于其中。具体的，滤瓶1上开设有原水进口11、纯水出口13和废水出口12。其中，原水进口11用于与进水管连通，纯水出口13用于排出过滤后制得的纯水，废水出口12用于将过滤后形成的浓水/废水排出，原水进口11、纯水出口13和废水出口12均设置于滤瓶1的同一端，从而便于滤瓶1的安装。更具体的，原水进口11和纯水出口13和废水出口12的轴线均平行于滤瓶1纵长方向，位于滤瓶1的同一端面上，如此，原水进口11和纯水出口13和废水出口12的安装方向相同，通过一步操作实现三个口的连接。
其中，原水管5与原水进口11连通，中心管6套在原水管5外，原水管5和中心管6的轴线均与滤瓶1的纵长方向平行。更具体的，原水管5和中心管6同轴设置，滤瓶1呈圆柱形，具有一中心轴线，原水管5和中心管6的轴线与滤瓶1的中心轴线共线。
反渗透膜组件，包括反渗透膜单元3和分别对应设置在反渗透膜单元3两端的头盖2和尾盖4。其中，反渗透膜单元3缠绕在中心管6上，用于对原水进行过滤净化。头盖2固定在反渗透膜单元3靠近原水进口11的一端，尾盖4固定在反渗透膜单元3远离原水进口11的一端。反渗透膜单元3的外表面与滤瓶1的内表面之间间隙设置，形成用于存储纯水的空腔10，空腔10与纯水出口13连通。
为了便于说明目的，定义滤瓶1开设原水进口11、纯水出口13和废水出口12的一端为反渗透滤芯的头部，相对的另一端为反渗透滤芯的尾部。相应的，中心管6和原水管5远离原水进口11的一端称为尾端，靠近原水进口11的一端称为头端。
中心管6的内表面与原水管5的外表面之间间隔设置，形成一导流空间60，该导流空间60用于经过反渗透膜单元3过滤后的纯水流通。中心管6与原水管5的尾端密封连接。具体而言，原水管5外套设密封圈，该密封圈的外缘抵持中心管6的内壁，在原水管5和中心管6的尾端形成密封，也即导流空间60远离原水进口11的一端密封。原水经过原水进口11流入原水管5，沿着图2所示空心箭头方向流至原水管5的尾端，进入反渗透膜单元3的膜层当中，经过过滤后的纯水进入到导流空间60，导流空间60靠近原水进口11的一端与空腔10连通，纯水自导流空间60流出后，被暂时存储在空腔10内。需要取纯水时，制得的纯水最终自滤瓶1上的纯水出口13向外流出。由于中心管6和原水管5均为圆管，且轴线基本共线，因此导流空间60的形状为圆筒形。图4示出了导流空间60的横截面，大致呈圆环形。
具体而言，头盖2上开设有纯水通道21，纯水通道21一端与导流空间60连通，另一端连通空腔10。中心管6相较原水管5短，在头盖2内，原水管5穿出中心管6，原水管5与头盖2之间形成环形腔，该环形腔连通于导流空间60的末端，且该环形腔连通纯水通道21的径向内端口，纯水通道21的径向外端口连通空腔10。
尾盖4与反渗透膜单元3的尾端面之间具有第一间隙40，该第一间隙40与原水管5的尾部连通，反渗透膜单元3面对尾盖4的一侧边上设有进水口，原水从原水管5的尾端流出后，通过第一间隙40和进水口进入反渗透膜单元3的膜层当中。图2中空心箭头示出了水流流通方向，请参见图2，反渗透膜单元3的从其尾端进水，进入反渗透膜单元3的膜层当中，经过反渗透膜单元过滤后制得的纯水，依次经过导流空间60、纯水通道21、空腔10，最终自纯水出口13流出。通过在尾盖4和反渗透膜单元3的尾端面之间设置第一间隙40，使得原水由反渗透膜单元3的尾端面沿着轴向进入反渗透膜单元3的膜层当中，制水情况下，第一间隙40内充满原水，反渗透膜单元3的尾端面浸没在水中，具有较大的进水表面积，保障了原水进水流量和流速，进而提高对膜层表面的冲洗效果。
图4示出了一具体实施例的反渗透膜组件在反渗透膜单元展开状态的横剖面示意图。反渗透膜单元3由反渗透膜片30折叠密封而成，反渗透膜片30一面为原水侧层，另一面为纯水侧层，原水侧层面向原水，纯水侧层面向纯水，反渗透膜片30折叠之后，相面对的原水侧层形成原水膜袋34，原水膜袋34内设置原水导流网33，相互面对的纯水侧层形成纯水膜袋32，其内设置纯水导流网31。原水进入到原水膜袋沿着图4中原水净化方向向纯水侧层渗透，进而进入纯水膜袋32。反渗透膜单元3靠近中心管6的一侧边开设纯水口，中心管6的侧壁上开设与纯水口连通的通孔（未示出），从而反渗透膜单元3的纯水膜袋32与导流空间60连通，也就是说反渗透膜单元3的纯水流道通过通孔与导流空间60连通，便于纯水排出至导流空间60，进一步流入空腔10内。其中，中心管6上的通孔的数量可以是一个，也可以是多个，在此不作限制。
图5示出了反渗透膜组件在反渗透膜单元展开状态的水流通方向示意图。请参见图5中原水方向所示箭头，原水由原水管5流入，从原水管5的尾端流出，经过反渗透膜单元3的尾端的进水口进入反渗透膜单元3的膜层当中，也就是图4所示原水膜袋34，经过渗透过滤进入膜页的纯水侧，即纯水膜袋32，然后沿着纯水方向经纯水口流入中心管6与原水管5之间的导流空间60中。
本实施例提供的反渗透滤芯，通过在原水管外套设中心管，反渗透膜单元缠绕在中心管上，反渗透膜单元与滤瓶之间设置用于存储纯水的空腔，原水管与中心管之间形成导流空间，导流空间一端密封，一端与空腔连通，过滤后制得的纯水经过狭长的导流空间流至空腔内，暂时存储在空腔内。反渗透滤芯停止制水后，空腔内存储纯水的静压使得纯水向反渗透膜单元的浓水侧渗透，导流空间狭长、流通面积较小，其中纯水流速较大，因此水流动压较大，保障了纯水向反渗透膜单元返流，具有一定的反渗透膜片冲洗效果，能够延长反渗透膜单元的使用寿命。而且，由于原水流入反渗透膜单元的路径和纯水流出反渗透膜单元的路径均位于中心管内，水路较紧凑。
为了保障停机后空腔10内的纯水对反渗透膜片的清洗作用，在一实施例中，空腔的容积设置成大于等于500ml。一方面，能够容纳足量的纯水，保障足够的纯水静压，使其在停机后能向浓水侧返流。另一方面，足量的纯水保障了纯水向浓水侧渗透的量，便于排挤出反渗透膜单元浓水侧的浓水/废水，使其混合纯水一并从废水出口12排出，如此，反渗透膜单元3的浓水侧被稀释和净化，使反渗透膜单元的静置环境大大改善，降低了膜片污染，进一步保障了反渗透膜单元3的寿命。
在一实施例中，头盖2还设置有废水通道23，废水通道23与废水出口12连通，反渗透膜单元3过滤后形成的浓水/废水，经过废水通道23，自废水出口12向外流出。具体的，头盖2与反渗透膜单元3靠近原水进口11的端面之间具有第二间隙20，第二间隙20与废水通道23连通，反渗透膜单元3产生的浓水从反渗透膜单元3的靠近原水进口11的一端流出，依次通过第二间隙20和废水通道23，并最终从废水出口12流出。第二间隙20提供了浓水流出的空间，便于浓水的排出，有利于降低浓水在膜层当中的滞留，抑制对下游膜片的污染。而且，第二间隙20与第一间隙40分别位于反渗透膜单元3的两端，原水流经整个反渗透膜单元3后从头部流出，原水进入和浓水流出反渗透膜单元3的路径没有弯折，流通阻力小，流速损失小，保障了膜片表面冲洗效果，同时原水流通路径长，提高膜片利用率，保障纯水制水率。为了防止废水和纯水的串水，头盖2内的纯水通道与废水通道相互密封隔离。
由于，滤瓶1呈圆柱型，空腔10形成在反渗透膜单元3的外表面和滤瓶1的内表面之间，因此空腔10也是圆筒形，其横截面呈圆环形。进一步的，空腔10的横截面面积大于三倍的导流空间60的横截面面积。如此，空腔尺寸较大，便于存储大量纯水，形成静压，导流空间的横截面面积尺寸较小，也即流通面积小，便于形成较大的流速，保障导流空间60内的动压，使得纯水以较高的流速冲洗反渗透膜单元，保障膜片的自清洁效果。
为了便于原水流入反渗透膜单元3的膜层当中，尾盖4面对反渗透膜单元3的尾端面的内侧设置多根限位筋41，请参见图3，多根限位筋41沿着径向方向均匀间隔分布，相邻的限位筋41之间形成供原水进入反渗透膜单元3的膜层当中的间隙。具体而言，限位筋41呈发散状，限位筋41凸出于尾盖4的内壁面，限位筋41的径向内端大致位于同一圆周上，圆周的大小大致与原水管5的横截面一致，且面对原水管5的末端面。从原水管5流出的水流至该圆周的空间内，然后向限位筋41的间隙内流通。
在一实施例中，纯水出口13、原水进口11和废水出口12依次排布，原水进口11位于纯水出口13和废水出口12之间，纯水出口13和废水出口12分别位于原水进口11的两侧。如此，降低纯水和废水相互干涉导致漏水的风险。具体的，纯水出口13、原水进口11和废水出口12呈一字型排布。
为了保障空腔10的纯水静压，一实施例中，将纯水出口13与纯水通道21的距离设置成大于废水出口12与纯水通道21的距离。也就是说，纯水出口13与头盖2的纯水通道21的距离较远，降低了纯水自纯水通道21流出后径直从纯水出口13排出的风险，确保纯水通道21流出的水先充满空腔10后，再从纯水出口13排出，保障空腔10内的纯水静压。
反渗透膜单元3的外表面包裹用于防止串水的密封膜（未示出），从而反渗透膜单元3的外侧表面的内外两侧密封隔离，密封膜与滤瓶1的内表面形成上述空腔10，降低了空腔10内纯水和废水串水的风险。
本发明还提供一种净水器，采用上述任一实施例所提供的反渗透滤芯。
综上所述，本发明提供的反渗透滤芯及采用该反渗透滤芯的净水器，通过在原水管外套设中心管，原水流入反渗透膜单元的路径和纯水流出反渗透膜单元的路径均位于中心管内，水路紧凑。同时，反渗透膜单元与滤瓶之间设置用于存储纯水的空腔，原水管与中心管之间形成导流空间，过滤后制得的纯水经过狭长的导流空间流至空腔内，暂时存储在空腔内，反渗透滤芯停止制水后，空腔内存储纯水的静压使得纯水向反渗透膜单元的浓水侧渗透，导流空间狭长、流通面积较小，其中纯水流速较大，因此水流动压较大，保障了纯水向反渗透膜单元返流，具有一定的反渗透膜片冲洗效果，能够延长反渗透膜单元的使用寿命。进一步的，原水进口、纯水出口和废水出口均设置于滤瓶的同一端，便于反渗透滤芯的安装。
上述仅为本发明的一个具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种反渗透滤芯，其特征在于，包括：
滤瓶，纵长方向延伸，开设有原水进口、纯水出口和废水出口，所述原水进口、纯水出口和废水出口设置于所述滤瓶的同一端；
原水管，其轴线与所述纵长方向平行，所述原水管设置于所述滤瓶内，与所述原水进口连通；
中心管，套设于所述原水管外，其内表面与所述原水管的外表面之间间隔设置以形成导流空间，所述中心管与所述原水管远离所述原水进口的尾端密封连接；以及
反渗透膜组件，包括缠绕在所述中心管上的反渗透膜单元、设置在所述反渗透膜单元靠近所述原水进口的一端的头盖以及设置在所述反渗透膜单元远离所述原水进口一端的尾盖，所述反渗透膜单元的外表面与所述滤瓶的内表面之间形成用于存储纯水的空腔，在原水停止进水后，位于所述空腔中的纯水能够在自身静压的作用下朝向所述反渗透膜单元的浓水侧返流，所述空腔与所述纯水出口连通；
其中，所述尾盖与所述反渗透膜单元的尾端面之间具有第一间隙，所述第一间隙与所述原水管的尾部连通，原水通过所述第一间隙进入所述反渗透膜单元的膜层当中；
其中，所述中心管设有通孔，所述反渗透膜单元的纯水流道通过所述通孔与所述导流空间连通，所述头盖上设置有纯水通道，所述纯水通道一端与所述导流空间连通，另一端连通所述空腔。
2.如权利要求1所述的反渗透滤芯，其特征在于，所述空腔的容积大于或等于500ml，以保障返流至所述反渗透膜单元的所述浓水侧的纯水至少部分挤出所述浓水侧的浓水。
3.如权利要求1或2所述的反渗透滤芯，其特征在于，所述空腔和所述导流空间均呈圆筒形，所述空腔的横截面面积大于三倍的所述导流空间的横截面面积。
4.如权利要求1所述的反渗透滤芯，其特征在于，所述纯水出口、原水进口和废水出口依次排布。
5.如权利要求1或4所述的反渗透滤芯，其特征在于，所述纯水出口与所述纯水通道的距离大于所述废水出口与所述纯水通道的距离。
6.如权利要求1所述的反渗透滤芯，其特征在于，所述尾盖面对所述反渗透膜单元的末端面的内侧设置多根限位筋，多根所述限位筋沿着径向方向均匀间隔分布，相邻的所述限位筋之间形成供原水进入所述反渗透膜单元的膜层当中的所述第一间隙。
7.如权利要求1所述的反渗透滤芯，其特征在于，所述头盖还设置有废水通道，所述头盖与所述反渗透膜单元靠近所述原水进口的端面之间具有第二间隙，所述第二间隙与所述废水通道连通，所述废水通道与所述废水出口连通，以使得所述反渗透膜单元产生的浓水依次通过所述第二间隙和所述废水通道，并最终从所述废水出口流出。
8.如权利要求7所述的反渗透滤芯，其特征在于，所述纯水通道与所述废水通道相互密封隔离。
9.如权利要求1所述的反渗透滤芯，其特征在于，所述反渗透膜单元的外表面包裹用于防止串水的密封膜。
10.如权利要求1所述的反渗透滤芯，其特征在于，所述原水管靠近所述原水进口的一端与所述头盖和所述滤瓶均密封连接。
11.一种净水器，其特征在于，包括权利要求1-10任意一项所述的反渗透滤芯。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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