CN115672040A - 过滤模组及净水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过滤模组和净水装置。过滤模组包括中心管、过滤膜片、第一端面和第二端面，过滤膜片卷制于中心管上，第一端面位于过滤膜片的一端，第一端面开设有第一进水口和第二进水口，第二端面位于过滤膜片远离第一端面的一端，第一端面开设有第一出水口。如此，通过在第一端面设置第一进水口和第二进水口，并在第二端面设置第一出水口，可以延长原水的流动路径，提升过滤模组的脱盐率，同时可以消除过滤模组第一端面靠近中心管和靠近外圆周面的死水区域，提升过滤模组抗衰减能力。

Description

过滤模组及净水装置

技术领域

本发明涉及过滤技术领域，尤其涉及一种过滤模组及净水装置。

背景技术

相关技术中，净水器的膜组件采用圆周面全密封，从一个端面进原水，从另一个端面出浓缩水以及从中心管出纯水的流道方式，原水在膜组件中沿中心管方向流动，该路径较短(膜组件的净膜宽长度)且水流平稳，容易在垂直于中心管且位于出水一侧的膜片长边上形成较宽的结垢区，使得膜组件整体寿命及脱盐率欠佳。

发明内容

本发明提供一种过滤模组及净水装置。

本发明提供了一种过滤模组，包括：

中心管；

过滤膜片，卷制于所述中心管上；

第一端面，位于所述过滤膜片的一端，所述第一端面开设有第一进水口和第二进水口；

第二端面，位于所述过滤膜片远离所述第一端面的一端，所述第一端面开设有第一出水口。

如此，通过在第一端面设置第一进水口和第二进水口，并在第二端面设置第一出水口，可以延长原水的流动路径，提升过滤模组的脱盐率，同时可以消除过滤模组第一端面靠近中心管和靠近外圆周面的死水区域，提升过滤模组抗衰减能力。

在某些实施方式中，所述第一出水口沿第一方向在所述第一端面的投影与所述第一进水口之间的距离等于所述第一出水口沿第一方向在所述第一端面的投影与所述第二进水口之间的距离。

在某些实施方式中，所述第一进水口的宽度等于所述第二进水口的宽度，所述第一出水口的宽度不大于所述第一进水口和所述第二进水口的宽度之和，且不小于所述第一出水口或所述第二进水口宽度的三分之一。

在某些实施方式中，所述过滤模组包括环绕在所述过滤膜片上的圆周面，所述圆周面设置有开口区。

在某些实施方式中，所述第一进水口与所述中心管之间的距离小于所述第二进水口与所述中心管之间的距离，所述第一出水口沿第一方向在所述第一端面的投影与所述第一进水口之间的距离小于所述第一出水口沿第一方向在所述第一端面的投影与所述第二进水口之间的距离。

在某些实施方式中，所述第一出水口包括第一侧壁和第二侧壁，所述第二侧壁位于所述第一侧壁远离所述中心管的一侧，所述第二进水口包括第三侧壁和第四侧壁，所述第三侧壁位于所述第四侧壁靠近所述中心管的一侧；

所述第二进水口的水流速度矢量与所述开口区的水流速度矢量之和的方向与所述第一端面的夹角不小于所述第四侧壁和所述第一侧壁的连线与所述第一端面的夹角，且不大于所述第三侧壁和所述第二侧壁的连线与所述第一端面的夹角。

在某些实施方式中，所述开口区包括多个，多个所述开口区沿第一方向和第二方向阵列设置。

在某些实施方式中，所述第一端面还包括第三进水口，所述第三进水口位于所述第一进水口和所述第二进水口之间，所述第二端面还包括第二出水口，所述出水口位于所述第一出水口背离所述中心管的一侧。

在某些实施方式中，所述第一出水口沿第一方向在所述第一端面的投影位于所述第一进水口和所述第三进水口之间，所述第二出水口沿第一方向在所述第一端面的投影位于所述第二进水口和所述第三进水口之间。

在某些实施方式中，所述第一进水口、所述第二进水口、所述第三进水口、所述第一出水口和所述第二出水口均呈环状。

在某些实施方式中，所述过滤膜片包括反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜中的其中一种。

在某些实施方式中，所述第一端面和第二端面由塑料材质制成。

本发明提供了一种净水装置，包括上述任意一项所述的过滤模组。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的过滤模组的进水方式示意图；

图2是本发明实施方式的第二端面的结构示意图；

图3是本发明实施方式的第一端面的结构示意图；

图4是本发明实施方式的过滤模组的又一进水方式示意图；

图5是本发明实施方式的圆周面的开口方式示意图；

图6是本发明实施方式的圆周面的又一开口方式示意图；

图7是本发明实施方式的第二端面的又一结构示意图；

图8是本发明实施方式的过滤模组的进水方式原理解说图；

图9是本发明实施方式的过滤模组的又一进水方式示意图；

图10是本发明实施方式的第二端面的又一结构示意图；

图11是本发明实施方式的第一端面的又一结构示意图；

图12是本发明实施方式的净水装置的结构示意图。

主要元件符号说明：

净水装置1000、过滤模组100、中心管10、纯水入口11、纯水出口12、过滤膜片20、第一端面30、第一进水口31、第二进水口32、第三侧壁321、第四侧壁322、第三进水口33、第二端面40、第一出水口41、第一侧壁411、第二侧壁412、第二出水口42、圆周面50、开口区51。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请一并参阅图1-3，本发明提供了一种过滤模组100，过滤模组100包括中心管10、过滤膜片20、第一端面30和第二端面40，过滤膜片20卷制于中心管10上，第一端面30位于过滤膜片20的一端，第一端面30开设有第一进水口31和第二进水口32，第二端面40位于过滤膜片20远离第一端面30的一端。

具体地，过滤模组100可以呈圆柱体、矩形体等规则或不规则体，本发明以圆柱体过滤模组100示例，过滤模组100用于将原水分离成纯水和浓水。

过滤膜片20可以是反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜等平板膜型的膜片其中一种，过滤膜片20可以是多页，多页过滤膜片20卷制于中心管10上，过滤膜片20可以卷制呈圆柱形状、棱柱形状等规则或不规则柱状结构。原水经过过滤膜片20处理后，产出纯水和浓水，例如，以反渗透膜为例，原水经过反渗透膜过滤，能够通过反渗透膜进入中心管10的为纯水，无法通过反渗透膜的为浓水，浓水经由第一出水口41导出。

中心管10可以是圆柱状空心管，也可以是矩形体状空心管，具体在此不做限定，本发明以圆柱状空心管示例。中心管10包括有多个纯水入口11和纯水出口12，过滤膜片20处理得到的纯水通过多个纯水入口11进入中心管10，并通过纯水出口12导出至过滤模组100外。

第一端面30可以由塑料或其它防水材质制成，并采用胶水或其他方式密封。第一端面30设置于过滤膜片20的一端，第一端面30包括第一进水口31和第二进水口32，第一进水口31和第二进水口32可以呈圆环状设置，第一进水口31的宽度与第二进水口32的宽度相等，原水通过第一进水口31和第二进水口32进入过滤模组100，第一进水口31靠近中心管10设置，第二进水口32设置于离中心管10最远一侧。

第二端面40可以由塑料或其它防水材质制成，并采用胶水或其他方式密封。第二端面40设置于过滤膜片20远离第一端面30的一端，第二端面40包括有第一出水口41，第一出水口41可以呈圆环状设置，过滤膜片20产出的浓水通过第一出水口41导出至过滤模组100外。第一出水口41沿第一方向在第一端面30的投影位于第一进水口31和第二进水口32之间。应当说明的是，第一方向为与中心管10平行的方向。

进一步地，在某些实施方式中，第一进水口31、第二进水口32和第一出水口41的宽度可以相对设置，例如，本申请的第一出水口41的宽度不大于第一进水口31和第二进水口32的宽度之和，且不小于第一进水口31或第二进水口32宽度的三分之一设置，相较于第一出水口41的宽度大于第一进水口31和第二进水口32的宽度之和，本申请增加了过滤模组100的抗衰减性。相较于第一出水口41的宽度小于第一进水口31或第二进水口32宽度的三分之一设置，本申请降低了浓水浓度，减小了过滤模组100内部的结垢风险。

在具体实施中，原水由第一端面30的第一进水口31和第二进水口32进入，也即是，原水由第一端面30靠近中心管10一侧和距离中心管10最远一侧进入，两侧水流交汇可以提高过滤膜片20的脱盐率。

如此，通过在第一端面30设置第一进水口31和第二进水口32，并在第二端面40设置第一出水口41，可以延长原水的流动路径，提升过滤模组100的脱盐率，同时可以消除过滤模组100第一端面30靠近中心管10和靠近外圆周面50的死水区域，提升过滤模组100抗衰减能力。

请参阅图1，在某些实施方式中，第一出水口41沿第一方向在第一端面30的投影与第一进水口31之间的距离等于第一出水口41沿第一方向在第一端面30的投影与第二进水口32之间的距离。

具体地，水由第一进水口31流至第一出水口41的距离与由第二进水口32流至第一出水口41的距离相等，原水由第一进水口31和第二进水口32流入过滤模组100，经过过滤膜片20处理产生浓水，浓水由第一出水口41导出过滤模组100。

如此，第一进水口31至第一出水口41的距离与第二进水口32至第一出水口41的距离相等，过滤模组100内水流分散后汇合，增加内部水流扰动，减小了第一端面30的死水区，进一步提升过滤模组100的抗衰减性。

请参阅图4和图5，在某些实施方式中，过滤模组100包括环绕在过滤膜片20上的圆周面50，圆周面50设置有开口区51。

具体地，过滤模组100包括圆周面50，圆周面50是指由密封材料缠绕在过滤膜片20外表面形成的面状体，圆周面50可以由塑料材质制成，也即是，圆周面50环绕第一端面30和第二端面40设置。圆周面50上开设有开口区51，开口区51用于导入原水，开口区51可以是一个，也可以是多个，例如，请结合图6，在开口区51为多个的情况下，多个开口区51沿第一方向和第二方向阵列设置。应当说明的是，第二方向与第一方向垂直，也即是，第二方向为与中心管10垂直的方向。

应当说明的是，在开口区51导入原水的情况下，开口区51的原水可以增加第一进水口31和第二进水口32之间的原水流动，并扰动第二端面40靠近中心管10和靠近圆周面50的死水区域。

如此，通过在圆周面50上设置开口区51，可以消除第二端面40靠近中心管10和靠近圆周面50的死水区域，也可以增加第一进水口31和第二进水口32之间的原水流动，提升过滤模组100的抗衰减性。

请参阅图4，在某些实施方式中，第一进水口31与中心管10之间的距离小于第二进水口32与中心管10之间的距离，第一出水口41沿第一方向在第一端面30的投影与第一进水口31之间的距离小于第一出水口41沿第一方向在第一端面30的投影与第二进水口32之间的距离。

具体地，第一进水口31靠近中心管10设置于第一端面30，第二进水口32远离中心管10设置于第一端面30，也即是，第一进水口31与中心管10之间的距离小于第二进水口32与中心管10之间的距离。在圆周面50设置有开口区51的情况下，原水通过第一进水口31、第二进水口32和开口区51进入过滤模组100。

第一出水口41沿第一方向在第一端面30的投影与第一进水口31之间的距离小于第一出水口41沿第一方向在第一端面30的投影与第二进水口32之间的距离，也即是，第一出水口41靠近中心管10设置。在开口区51存在一定原水流速的情况下，第一进水口31和第二进水口32原水的流速和方向发生改变，通过设置第一出水口41的位置，使第一出水口41的浓水流速增加。

如此，在开口区51存在原水导入的情况下，通过将第一出水口41靠近中心管10设置，可以减小过滤模组100的水流量损失，增加第一出水口41的浓水流速。

请一并参阅图4-7，在某些实施方式中，第一出水口41包括第一侧壁411和第二侧壁412，第二侧壁412位于第一侧壁411远离中心管10的一侧，第二进水口32包括第三侧壁321和第四侧壁322，第三侧壁321位于第四侧壁322靠近中心管10的一侧。第二进水口32的水流速度矢量与开口区51的水流速度矢量之和的方向与第一端面30的夹角不小于第四侧壁322和第一侧壁411的连线与第一端面30的夹角，且不大于第三侧壁321和第二侧壁412的连线与第一端面30的夹角。

具体地，第一侧壁411和第二侧壁412位于第二端面40，第一侧壁411靠近中心管10，第二侧壁412远离中心管10，第三侧壁321和第四侧壁322位于第一端面30，第三侧壁321靠近中心管10，第四侧壁322远离中心管10。第一端面30和第二端面40可以由塑料材质制成，也即是，第一侧壁411、第二侧壁412、第三侧壁321和第四侧壁322可以由塑料材质制成，并采用胶水或其它方式密封。

进一步地，将第四侧壁322和第一侧壁411的连线与第一端面30的夹角设为a1，第三侧壁321与第二侧壁412连线与第一端面30的夹角设为a2。将平行于中心管10方向的水流速度设为V1，垂直于中心管10方向的水流速度设为V2，也即是，第二进水口32的水流速度为V1，开口区51的水流速度为V2，根据V1、V2可以得到水流速度矢量和a0。

其中，a1＜a2，在a0＜a1或a0＞a2的情况下，第二进水口32的水流向第一侧壁411或第二侧壁412，水流量损失较大。在a1≤a0≤a2的情况下，第二进水口32的水流向第一出水口41，水流量损失较小。可以理解的是，第一侧壁411和第二侧壁412分别与第三侧壁321和第四侧壁322的连线与第一端面30可以有四个夹角，其中，a1为最小夹角，a2为最大夹角。

应当说明的是，请结合图8，在过滤过程中，过滤模组100四周的水流量Q近似相同，Q＝S*V(S为进水面积，V为水流速度)，也即是，进水面积和水流速度成反比。第二进水口32的宽度为L1，一个开口区51或多个开口区51长度为L2，相邻两过滤膜片20之间可进水间隙厚度为d，过滤膜片20数量为a，可以得到第二进水口32的进水面积S1＝a*L1*d，开口区51的进水面积S2＝a*L2*d，且S1与V1成反比，S2与V2成反比。

如此，根据第一出水口41的位置和尺寸可以计算得到第二进水口32和开口区51的最佳尺寸配合，从而降低水流量损失，增加第一出水口41的浓水流速，提升过滤模组100抗衰减性。

请参阅图9-11，在某些实施方式中，第一端面30还包括第三进水口33，第三进水口33位于第一进水口31和第二进水口32之间，第二端面40还包括第二出水口42，第二出水口42位于第一出水口41背离中心管10的一侧。

具体地，第一端面30设置有三个原水导入口，分别为第一进水口31、第二进水口32和第三进水口33，其中，第一进水口31靠近中心管10设置，第二进水口32远离中心管10设置于第一端面30，第三进水口33设置于第一进水口31和第二进水口32之间。第二端面40设置有两个浓水导出口，分别为第一出水口41和第二出水口42，第一出水口41靠近中心管10设置，第二出水口42远离中心管10设置。

在一些实施方式中，第一出水口41沿第一方向在第一端面30的投影位于第一进水口31和第三进水口33之间，第二出水口42沿第一方向在第一端面30的投影位于第二进水口32和第三进水口33之间，也即是，第一出水口41和第二出水口42分别与第一进水口31、第二进水口32、第三进水口33均匀错位设置。

进一步地，原水通过第一进水口31、第二进水口32和第三进水口33导入过滤模组100，原水经过过滤膜片20过滤产生浓水和纯水，纯水通过中心管10导出，浓水通过第一出水口41和第二出水口42导出。

应当说明的是，第三进水口33和第二出水口42可以呈圆环状设置，进水口包括但不限于三个，出水口包括但不限于两个，也即是，进水口可以包括N+1个，出水口可以包括N个，且N+1个进水口和N个出水口均匀错位设置。

如此，通过设置第三进水口33和第二出水口42，且第一出水口41和第二出水口42分别与第一进水口31、第二进水口32、第三进水口33均匀错位设置，使得过滤模组100内部的水流被进一步分散再汇合，增加内部水流扰动，减小了第一端面30死水区，进一步提升过滤模组100抗衰减性。

请参阅图12，本发明还提供了一种净水装置1000，净水装置1000包括过滤模组100。

如此，本发明的净水装置1000通过在第一端面30设置第一进水口31和第二进水口32，并在第二端面40设置第一出水口41，可以延长原水的流动路径，提升过滤模组100的脱盐率，同时可以消除过滤模组100第一端面30靠近中心管10和靠近外圆周面50的死水区域，提升过滤模组100抗衰减能力。

净水装置1000还可以通过在圆周面50上设置开口区51，可以消除第二端面40靠近中心管10和靠近圆周面50的死水区域，也可以增加第一进水口31和第二进水口32之间的原水流动，提升过滤模组100的抗衰减性。

净水装置1000还可以通过设置第三进水口33和第二出水口42，且第一出水口41和第二出水口42分别与第一进水口31、第二进水口32、第三进水口33均匀错位设置，使得过滤模组100内部的水流被进一步分散再汇合，增加内部水流扰动，减小了第一端面30死水区，进一步提升过滤模组100抗衰减性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种过滤模组，其特征在于，包括：

中心管；

过滤膜片，卷制于所述中心管上；

第一端面，位于所述过滤膜片的一端，所述第一端面开设有第一进水口和第二进水口；

第二端面，位于所述过滤膜片远离所述第一端面的一端，所述第一端面开设有第一出水口。

2.根据权利要求1所述的过滤模组，其特征在于，所述第一出水口沿第一方向在所述第一端面的投影与所述第一进水口之间的距离等于所述第一出水口沿第一方向在所述第一端面的投影与所述第二进水口之间的距离。

3.根据权利要求1所述的过滤模组，其特征在于，所述第一进水口的宽度等于所述第二进水口的宽度，所述第一出水口的宽度不大于所述第一进水口和所述第二进水口的宽度之和，且不小于所述第一进水口或所述第二进水口宽度的三分之一。

4.根据权利要求1所述的过滤模组，其特征在于，所述过滤模组包括环绕在所述过滤膜片上的圆周面，所述圆周面设置有开口区。

5.根据权利要求4所述的过滤模组，其特征在于，所述第一进水口与所述中心管之间的距离小于所述第二进水口与所述中心管之间的距离，所述第一出水口沿第一方向在所述第一端面的投影与所述第一进水口之间的距离小于所述第一出水口沿第一方向在所述第一端面的投影与所述第二进水口之间的距离。

6.根据权利要求5所述的过滤模组，其特征在于，所述第一出水口包括第一侧壁和第二侧壁，所述第二侧壁位于所述第一侧壁远离所述中心管的一侧，所述第二进水口包括第三侧壁和第四侧壁，所述第三侧壁位于所述第四侧壁靠近所述中心管的一侧；

所述第二进水口的水流速度矢量与所述开口区的水流速度矢量之和的方向与所述第一端面的夹角不小于所述第四侧壁和所述第一侧壁的连线与所述第一端面的夹角，且不大于所述第三侧壁和所述第二侧壁的连线与所述第一端面的夹角。

7.根据权利要求4所述的过滤模组，其特征在于，所述开口区包括多个，多个所述开口区沿第一方向和第二方向阵列设置。

8.根据权利要求1所述的过滤模组，其特征在于，所述第一端面还包括第三进水口，所述第三进水口位于所述第一进水口和所述第二进水口之间，所述第二端面还包括第二出水口，所述出水口位于所述第一出水口背离所述中心管的一侧。

9.根据权利要求8所述的过滤模组，其特征在于，所述第一出水口沿第一方向在所述第一端面的投影位于所述第一进水口和所述第三进水口之间，所述第二出水口沿第一方向在所述第一端面的投影位于所述第二进水口和所述第三进水口之间。

10.根据权利要求8所述的过滤模组，其特征在于，所述第一进水口、所述第二进水口、所述第三进水口、所述第一出水口和所述第二出水口均呈环状。

11.根据权利要求1所述的过滤模组，其特征在于，所述过滤膜片包括反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜中的其中一种。

12.根据权利要求1所述的过滤模组，其特征在于，所述第一端面和第二端面由塑料材质制成。

13.一种净水装置，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的过滤模组。

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