CN116099364A - 一种反渗透膜过滤组件 - Google Patents
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Abstract
一种反渗透膜过滤组件，包括圆筒外壳、进水端盖和中央管，圆筒外壳与进水端盖内部形成中空腔体，在中空腔体内部，中央管的外部包覆有反渗透膜；中央管分为进水端、出水端以及回流腔，在出水端的出水口位置，还设置有气动排水活塞，气动排水活塞通过设置于反渗透膜过滤组件外部的气液控制机构进行控制；气液控制机构可以关停反渗透膜过滤组件，并在关停反渗透膜过滤组件后，控制气动排水活塞排空出水端内部的存水，从而提高反渗透膜过滤组件长期停机后重启时的水质，减少水资源浪费，提高净水效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤设备，尤其涉及一种反渗透膜过滤组件。
背景技术
如图1所示为现有技术中常规的反渗透膜过滤组件剖视图，该反渗透膜过滤组件具有中央管4，中央管4具有进水端41和出水端42，进水端41和出水端42中设置有第一隔断43。该反渗透膜过滤组件从进水端41进水，经过层层包裹的反渗透膜3，最后过滤水从中央管4管壁上的出水孔421流出。对于反渗透膜过滤组件构成的反渗透系统，由于水量、工作时间、维修更换等的影响，部分反渗透膜过滤组件存在关停一段时间后恢复使用的工况。
在反渗透膜过滤组件关停的时间段内，中央管4的出水侧端42会留存一部分过滤水，在长时间的关机过程中，该部分留存的过滤水会正渗透，甚至会溶解大量固体微粒。这样当反渗透膜过滤组件再次开机时，最先流出的过滤水的水质均较差，尤其是固体微粒的含量较高。这种情况一方面导致水资源的浪费，一方面会影响水的过滤效率。
因此，需要设计一种反渗透膜过滤组件，以提高反渗透膜过滤组件长期停机后重启时的水质，减少水资源浪费，提高净水效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反渗透膜过滤组件，以解决现有技术中的技术问题。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种反渗透膜过滤组件，包括圆筒外壳以及套设于圆筒外壳端部的进水端盖，在进水端盖和圆筒外壳中心，固定穿设有中央管；圆筒外壳与进水端盖内部形成中空腔体，在中空腔体内部，中央管的外部包覆有反渗透膜；中央管分为进水端、出水端以及回流腔，在进水端的管壁上，设置有进水孔；在出水端的管壁上，设置有若干等距排列的出水孔，在出水端的出水口位置，还设置有气动排水活塞，气动排水活塞通过设置于反渗透膜过滤组件外部的气液控制机构进行控制；气液控制机构能够关停反渗透膜过滤组件，并在关停反渗透膜过滤组件后，控制气动排水活塞排空出水端内部的存水。
优选的，回流腔设置于进水端和出水端之间，回流腔和进水端之间设置有第一隔断，第一隔断上设置有第一单向阀，第一单向阀仅允许水流从回流腔流入进水端；回流腔和出水端之间设置有第二隔断，第二隔断上设置有第二单向阀，第二单向阀仅允许水流从出水端流入回流腔。
优选的，气动排水活塞包括单向活塞头、折叠套、弹簧以及固定塞头，固定塞头固定安装在出水端的出水口位置处，单向活塞头滑动安装在出水端的管体内部；折叠套一端与单向活塞头固定连接，另一端与固定塞头固定连接；弹簧的一端与单向活塞头固定连接，另一端与固定塞头固定连接，弹簧套接在折叠套的外部；折叠套与单向活塞头内部形成充气腔体。
优选的，在单向活塞头上，设置有单向阀瓣，单向阀瓣能够使流体从出水端流入气动排水活塞内部，而气动排水活塞内的流体由于单向阀瓣的阻隔不会回流入出水端的管体内。
优选的，还包括进气环、排水封头以及进气排水组件；进气环固定在固定塞头的外侧，在进气环的侧壁上，设置有进气孔，进气孔与充气腔体连通；在进气环的端部，固定安装有排水封头，排水封头的中心设置有排水孔，排水孔与充气腔体连通。
优选的，进气排水组件包括气路和水路；气路最终连通至进气孔，气路按照充气的方向依次连接有气罐、气泵、电磁通断阀一、压力传感器；水路连通至排水孔，水路按照排水的方向依次设置有电磁通断阀二和流体传感器。
优选的，包括单片机控制器，气泵、电磁通断阀一、压力传感器、电磁通断阀二、流体传感器均与单片机控制器控制连接；流体传感器为电流式流体检测结构，流体传感器具有流体管，流体管上设置有相对的两个导电头，两个导电头伸入流体管内部，两个导电头共同接入一个通电回路中。
优选的，压力传感器用于检测充气腔体内的压力，预先在压力传感器设定阈值压力，该阈值压力对应的气压使单向活塞头能够移动到第二隔断的位置。
优选的，反渗透膜过滤组件包括正常过滤工况和停机工况，工作时，反渗透膜过滤组件竖直放置，进水端朝上，出水端朝下；过滤工况下，液体从进水端的进水孔进入中空腔体，通过反渗透膜的过滤后，过滤液从出水孔进入出水端；单向活塞头被弹簧拉回至最远离回流腔的位置，折叠套呈完全被折叠的状态，单片机控制器控制气泵停机、电磁通断阀一断开、电磁通断阀二连通。
优选的，停机工况下，液体停止被泵入进水端，单片机控制器先控制电磁通断阀一连通，然后开启气泵将气体从气罐抽出，然后通过气路将气体泵入充气腔体，当流体传感器检测到不存在流体后，单片机控制器控制电磁通断阀二断开，当单向活塞头被气压推动至第二隔断位置处时，单向活塞头停止运动，折叠套完全打开并紧贴出水端的管内壁，当压力传感器检测气压达到压力阈值后，单片机控制器停止气泵工作并控制电磁通断阀一断开，充气腔体内保压。
本发明的有益效果是：
1、将反渗透膜过滤组件的中央管分为进水端、出水端以及回流腔，并且在进水端、出水端以及回流腔之间设置隔断，并在出水端内设置气动推动的气动排水活塞，气动排水活塞通过设置于反渗透膜过滤组件外部的气液控制机构进行控制；气液控制机构能够关停反渗透膜过滤组件，并在关停反渗透膜过滤组件后，控制气动排水活塞排空出水端内部的存水，使得反渗透膜过滤组件停机时出水侧不会留存液体，从而提高反渗透膜过滤组件长期停机后重启时的水质，减少水资源浪费，提高净水效率；
2、在停机工况下，通过压力传感器、流体传感器的设置，能够实现充气排空充气腔体内液体后自动关闭水路、充气驱动活塞到达极限位置后自动关闭气路的技术效果，自动化实现了反渗透膜过滤组件在停机工况下的排液操作；
3、通过设置两个单向阀以及一个活塞上的单向阀瓣，通过进水端、出水端、回流腔以及充气腔体内的压力梯度，实现了液体在不同工况下的不同流向，保证了正常工作时过滤液的顺利流出以及停机工况下的过滤液正常回流。
附图说明
图1是现有技术中反渗透膜过滤组件结构示意图；
图2是本申请反渗透膜过滤组件结构图；
图3是本申请反渗透膜过滤组件中央管结构示意图；
图4是本申请反渗透膜过滤组件气路水路结构示意图。
图中：1-进水端盖，2-圆筒外壳，3-反渗透膜，4-中央管，41-进水端，411-进水孔，42-出水端，421-出水孔，43-第一隔断，431-第一单向阀，44-第二隔断，441-第二单向阀，45-回流腔，5-气动排水活塞，51-单向活塞头，511-单向阀瓣，52-折叠套，53-弹簧，54-固定塞头，55-进气环，56-排水封头，551-进气孔，561-排水孔，61-单片机控制器，62-电磁通断阀二，63-流体传感器，631-流体管，632-导电头，64-压力传感器，65-电磁通断阀一，66-气泵，67-气罐，A-气路，B-水路。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
如图2所示为本申请反渗透膜过滤组件的结构示意图。其包括圆筒外壳2以及套设于圆筒外壳2端部的进水端盖1，在进水端盖1和圆筒外壳2中心，固定穿设有中央管4。圆筒外壳2与进水端盖1内部形成中空腔体，在中空腔体内部，中央管4的外部包覆有反渗透膜3。中央管4分为进水端41、出水端42以及回流腔45。回流腔45设置于进水端41和出水端42之间，回流腔45和进水端41之间设置有第一隔断43，第一隔断43上设置有第一单向阀431，第一单向阀431仅允许水流从回流腔45流入进水端41。回流腔45和出水端42之间设置有第二隔断44，第二隔断44上设置有第二单向阀441，第二单向阀441仅允许水流从出水端42流入回流腔45。在进水端41的管壁上，设置有进水孔411；在出水端42的管壁上，设置有若干等距排列的出水孔421。液体从进水端41的进水孔411进入中空腔体，经过反渗透膜3的层层过滤后，过滤后的液体从出水孔421流出，然后从出水端42的出水口流出。在出水端42的出水口位置，还设置有气动排水活塞5，气动排水活塞5通过设置于反渗透膜过滤组件外部的气液控制机构6进行控制。气液控制机构6能够关停反渗透膜过滤组件，并在关停反渗透膜过滤组件后，控制气动排水活塞5排空出水端42内部的存水。
如图3-4所示为本申请气动排水活塞5的工作结构示意图。该气动排水活塞5包括单向活塞头51、折叠套52、弹簧53以及固定塞头54。其中，固定塞头54固定安装在出水端42的出水口位置处，单向活塞头51滑动安装在出水端42的管体内部。折叠套52一端与单向活塞头51固定连接，另一端与固定塞头54固定连接。同样，弹簧53的一端与单向活塞头51固定连接，另一端与固定塞头54固定连接，弹簧53套接在折叠套52的外部。折叠套52与单向活塞头51内部形成充气腔体。在单向活塞头51上，设置有单向阀瓣511，单向阀瓣511能够使流体从出水端42流入气动排水活塞5内部，而气动排水活塞5内的流体由于单向阀瓣511的阻隔不会回流入出水端42的管体内。
当对充气腔体内进行充气时，会使单向活塞头51向回流腔45运动。为了驱动气动排水活塞5运动并进行排水，还设置有进气环55、排水封头56以及进气排水组件6。进气环55固定在固定塞头54的外侧，在进气环55的侧壁上，设置有进气孔551，进气孔551与充气腔体连通。在进气环55的端部，固定安装有排水封头56，排水封头56的中心设置有排水孔561，排水孔561与充气腔体连通。
进气排水组件6包括气路A和水路B。气路A最终连通至进气孔551，气路A按照充气的方向依次连接有气罐67、气泵66、电磁通断阀一65、压力传感器64；水路B连通至排水孔561，水路B按照排水的方向依次设置有电磁通断阀二62和流体传感器63。此外，还设置有单片机控制器61，气泵66、电磁通断阀一65、压力传感器64、电磁通断阀二62、流体传感器63均与单片机控制器61控制连接。流体传感器63为电流式流体检测结构，流体传感器63具有流体管631，流体管631上设置有相对的两个导电头632，两个导电头632伸入流体管631内部，两个导电头632共同接入一个通电回路中，当流体管631内流过水流时，该通电回路会被接通，则流体传感器63检测到存在液体，当流体管631内不存在流体时，通电回路则断开，则流体传感器63检测到不存在流体。压力传感器64用于检测充气腔体内的压力，预先在压力传感器64设定阈值压力，该阈值压力对应的气压使单向活塞头51能够移动到第二隔断44的位置。
具体工作流程：该反渗透膜过滤组件包括正常过滤工况和停机工况，工作时，反渗透膜过滤组件竖直放置，进水端41朝上，出水端42朝下。正常过滤工况下，液体从进水端41的进水孔411进入中空腔体，通过反渗透膜3的过滤后，过滤液从出水孔421进入出水端42。此时，由于进水端41存在进水压力，在长期工作的过滤工况下，进水端41的压力大于回流腔45的压力，回流腔45的压力大于出水端42的压力，同时，设定第二单向阀441的开启力大于单向阀瓣511的开启力，因此，在过滤工况下，出水端42内的过滤液会穿过单向阀瓣511后流入充气腔体，然后过滤液最终从水路B流出。在过滤工况下，由于充气腔体没有充气压力，单向活塞头51会被弹簧53拉回至最远离回流腔45的位置，折叠套52呈完全被折叠的状态，并且，在过滤工况下，单片机控制器61控制气泵61停机、电磁通断阀一65断开、电磁通断阀二62连通。
当反渗透膜过滤组件从过滤工况切换到停机工况下，液体停止被泵入进水端41，单片机控制器61先控制电磁通断阀一65连通，然后开启气泵66将气体从气罐67抽出，然后通过气路A将气体泵入充气腔体，由于反渗透膜过滤组件的竖直放置，进入充气腔体的气体会向下排空充气腔体内留存的过滤液，当流体传感器63检测到不存在流体后，单片机控制器61控制电磁通断阀二62断开，此时充气腔体形成封闭的腔体，当气体继续被泵入后会使充气腔体内压力升高，然后气体推动单向活塞头51向回流腔45运动，折叠套52逐渐打开，单向活塞头51推动其运动方向前方的留存在出水端42管道内的液体通过第二单向阀441进入回流腔45，回流腔45内的存液同步通过第一单向阀431进入进水端41。此时由于充气腔体内存在气压，并且进水端41没有进水压力，因此第一单向阀431和第二单向阀441的开启力均小于单向阀瓣511的开启力，所以在单向活塞头51的运动过程中，出水端42内的液体不会经过单向阀瓣511进入充气腔体。当单向活塞头51被气压推动至第二隔断44位置处时，单向活塞头51停止运动，此时折叠套52完全打开并紧贴出水端42的管内壁，完全打开的折叠套52将出水端42管壁上的出水孔421全部封闭。当单向活塞头51停止移动后，气泵66继续充气，使充气腔体内的气压增大，当压力传感器64检测气压达到压力阈值后，单片机控制器61停止气泵66工作并控制电磁通断阀一65断开，此时充气腔体内实现保压。通过以上停机工况的操作，使得反渗透膜过滤组件停机后，留存在出水端42内的液体能够被完全排出，同时通过打开的折叠套52封堵液体进入出水端42，从而使反渗透膜过滤组件停机期间，不会留存过滤水，保证了下次重启后过滤液体的质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种反渗透膜过滤组件，其特征在于：包括圆筒外壳以及套设于圆筒外壳端部的进水端盖，在进水端盖和圆筒外壳中心，固定穿设有中央管；圆筒外壳与进水端盖内部形成中空腔体，在中空腔体内部，中央管的外部包覆有反渗透膜；中央管分为进水端、出水端以及回流腔，在进水端的管壁上，设置有进水孔；在出水端的管壁上，设置有若干等距排列的出水孔，在出水端的出水口位置，还设置有气动排水活塞，气动排水活塞通过设置于反渗透膜过滤组件外部的气液控制机构进行控制；气液控制机构可以关停反渗透膜过滤组件，并在关停反渗透膜过滤组件后，控制气动排水活塞排空出水端内部的存水。
2.如权利要求1所述的一种反渗透膜过滤组件，其特征在于：所述回流腔设置于进水端和出水端之间，回流腔和进水端之间设置有第一隔断，第一隔断上设置有第一单向阀，第一单向阀仅允许水流从回流腔流入进水端；回流腔和出水端之间设置有第二隔断，第二隔断上设置有第二单向阀，第二单向阀仅允许水流从出水端流入回流腔。
3.如权利要求2所述的一种反渗透膜过滤组件，其特征在于：所述气动排水活塞包括单向活塞头、折叠套、弹簧以及固定塞头，固定塞头固定安装在出水端的出水口位置处，单向活塞头滑动安装在出水端的管体内部；折叠套一端与单向活塞头固定连接，另一端与固定塞头固定连接；弹簧的一端与单向活塞头固定连接，另一端与固定塞头固定连接，弹簧套接在折叠套的外部；折叠套与单向活塞头内部形成充气腔体。
4.如权利要求3所述的一种反渗透膜过滤组件，其特征在于：在所述单向活塞头上，设置有单向阀瓣，单向阀瓣能够使流体从出水端流入气动排水活塞内部，而气动排水活塞内的流体由于单向阀瓣的阻隔不会回流入出水端的管体内。
5.如权利要求4所述的一种反渗透膜过滤组件，其特征在于：还包括进气环、排水封头以及进气排水组件；进气环固定在固定塞头的外侧，在进气环的侧壁上，设置有进气孔，进气孔与充气腔体连通；在进气环的端部，固定安装有排水封头，排水封头的中心设置有排水孔，排水孔与充气腔体连通。
6.如权利要求5所述的一种反渗透膜过滤组件，其特征在于：所述进气排水组件包括气路和水路；气路最终连通至进气孔，气路按照充气的方向依次连接有气罐、气泵、电磁通断阀一、压力传感器；水路连通至排水孔，水路按照排水的方向依次设置有电磁通断阀二和流体传感器。
7.如权利要求6所述的一种反渗透膜过滤组件，其特征在于：还包括单片机控制器，气泵、电磁通断阀一、压力传感器、电磁通断阀二、流体传感器均与单片机控制器控制连接；流体传感器为电流式流体检测结构，流体传感器具有流体管，流体管上设置有相对的两个导电头，两个导电头伸入流体管内部，两个导电头共同接入一个通电回路中。
8.如权利要求7所述的一种反渗透膜过滤组件，其特征在于：所述压力传感器用于检测充气腔体内的压力，预先在压力传感器设定阈值压力，该阈值压力对应的气压使单向活塞头能够移动到第二隔断的位置。
9.如权利要求8所述的一种反渗透膜过滤组件，其特征在于：反渗透膜过滤组件包括正常过滤工况和停机工况，工作时，反渗透膜过滤组件竖直放置，进水端朝上，出水端朝下；过滤工况下，液体从进水端的进水孔进入中空腔体，通过反渗透膜的过滤后，过滤液从出水孔进入出水端；单向活塞头被弹簧拉回至最远离回流腔的位置，折叠套呈完全被折叠的状态，单片机控制器控制气泵停机、电磁通断阀一断开、电磁通断阀二连通。
10.如权利要求9所述的一种反渗透膜过滤组件，其特征在于：停机工况下，液体停止被泵入进水端，单片机控制器先控制电磁通断阀一连通，然后开启气泵将气体从气罐抽出，然后通过气路将气体泵入充气腔体，当流体传感器检测到不存在流体后，单片机控制器控制电磁通断阀二断开，当单向活塞头被气压推动至第二隔断位置处时，单向活塞头停止运动，折叠套完全打开并紧贴出水端的管内壁，当压力传感器检测气压达到压力阈值后，单片机控制器停止气泵工作并控制电磁通断阀一断开，充气腔体内保压。
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