CN205095658U - 膜元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种膜元件，它包括至少一个膜片单元，所述膜片单元包括正面相对的两个片材，所述膜元件具有位于所述片材正面的原水流道，位于所述片材背面的纯水流道，所述膜片单元具有长边和短边，其特征在于，所述纯水流道的出口位于所述膜片单元的第一长边，所述膜片单元通过密封部密封所述膜片单元第一长边对应的两个片材的正面。纯水在纯水流道内遇到的阻力较小，使得纯水流道内的背压较小，从而提高了膜元件的工作效率。

Description

膜元件

技术领域

本实用新型涉及了膜分离技术领域，尤其涉及一种膜元件。

背景技术

膜元件是水处理装置的核心部件，其结构包括膜片，位于膜片相对侧的原水流道和纯水流道。需要过滤的原水自原水流道的入口进入原水流道，然后透过膜片后成为纯水进入纯水流道，与此同时，废水在膜片的原水流道侧自原水流道的出口流出。

在现有技术中，膜元件具有以下几种结构：

1、参照图1A和图1B所示，膜元件100的原水流道(如图1A中箭头A所示)的入口位于膜片的长边101中的一个或两个(图1A中为两个)，膜元件的原水流道A的出口位于膜片的第一短边102，膜元件的纯水流道(如图1B中箭头B所示)的出口位于与第一短边相对的第二短边103。

2、参照图2A和图2B所示，膜元件200的原水流道(如图2A中箭头A所示)的入口位于膜片的第一长边201，膜元件的原水流道A的出口位于膜片的与第一长边201相对的第二长边202，膜元件的纯水流道(如图2B中箭头B所示)的出口位于膜片的一侧短边203。

但是经过研究发现，采用上述结构的膜元件的过滤效率均不理想。

实用新型内容

经过发明人研究发现，现有技术中膜元件(100，200)的纯水流道均较长，导致纯水在纯水流道B内遇到的阻力较大，使得纯水流道B内的背压较大，从而降低了作用在膜片上的压力。由于膜元件(100，200)析出纯水是基于膜片所受到的压力，因而当膜片上的压力降低的情况下，膜元件析出的纯水的流量降低，膜元件(100，200)的过滤效率均不理想。

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种膜元件，其具有较短的纯水流道，以具有较高的过滤效率。

本实用新型的具体技术方案是：

一种膜元件，它包括至少一个膜片单元，所述膜片单元包括正面相对的两个片材，所述膜元件具有位于所述片材正面的原水流道，位于所述片材背面的纯水流道，所述膜片单元具有长边和短边，所述纯水流道的出口位于所述膜片单元的第一长边，所述膜片单元通过密封部密封所述膜片单元第一长边对应的两个片材的正面。

优选地，所述密封部包括设置在所述两个片材正面之间的胶黏剂。

优选地，所述两个片材的正面具有对应的熔融部，所述密封部包括设置在所述两个片材的熔融部之间的胶黏剂。

优选地，所述两个片材之间设置有格网，所述格网内填充有实心材料介质，所述两个片材的正面分别通过胶黏剂与所述实心材料介质密封连接。

优选地，所述密封部包括由一个片材经过至少两次向正面折叠而成的折叠部，所述一个片材的折叠部与另一个所述片材的背面通过胶黏剂连接。

优选地，所述密封部包括分别由两个片材经过至少一次向正面翻折而成的翻折部，一个所述片材的翻折部背面与另一个所述片材的翻折部背面通过胶黏剂连接。

优选地，所述密封部包括分别与两个所述片材的背面密封连接的两个密封件，所述两个密封件具有超出所述膜片单元第一长边的延伸部，所述延伸部之间密封连接。

优选地，它还包括位于每个所述片材背面的导水布，所述两个密封件分别设置在所述导水布上。

优选地，所述导水布在相对于所述膜片单元第一长边的第二长边设置有支撑件，使得所述膜片单元第一长边和第二长边厚度相等。

优选地，所述密封部包括密封件，所述密封件的一端密封在一个所述片材的背面，所述密封件的另一端密封在另一个所述片材的背面。

优选地，所述两个片材由一张膜纸折叠而成，所述密封部由两个片材折叠形成的折叠边而成。

优选地，所述原水流道的入口位于相对于所述膜片单元第一长边的第二长边，所述原水流道的出口位于所述膜片单元的第一短边。

优选地，两个所述片材的正面在相对于所述第一短边的第二短边之间密封连接。

优选地，所述原水流道的入口位于第二长边远离所述原水流道出口的一侧，所述原水流道的入口长度小于所述第二侧边。

优选地，所述膜元件包括多个膜片单元，两个相邻的所述膜片单元之间的两个短边以及相对于所述膜片单元第一长边的第二长边通过片材的背面密封连接。

优选地，所述膜元件由所述膜片单元卷制或折叠而成，所述第一长边位于所述卷制或折叠的膜片单元第一端，相对于所述膜片单元第一长边的第二长边位于所述卷制或折叠的膜片单元第二端。

优选地，所述膜元件还包括设置在所述第一端的纯水端盖，所述纯水端盖与所述卷制的膜片单元之间设置有隔离所述纯水流道和所述原水流道的隔离件。

优选地，所述纯水端盖套设在所述膜片单元上，隔离件为设置在所述膜片单元的第二端端面外缘的胶黏剂。

优选地，所述纯水端盖在与所述膜片单元接触的部分具有收紧部。

优选地，所述膜元件还包括中心杆，所述膜片单元绕所述中心杆卷制或折叠，所述中心杆内设置有功能部件。

本申请的实施例采用上述结构至少具有以下优点：

1、纯水在纯水流道内遇到的阻力较小，使得纯水流道内的背压较小，从而提高了膜元件的工作效率；

2、密封部设置在片材的背面，以提高该膜元件的整体强度；

3、可以使用相对于现有技术中的膜元件而言较少的膜片单元，从而提高膜表面的水流速度，加大了对膜表面的冲刷，从而提高提高膜元件的抗污染性能；

4、可以使用长度较长的膜片单元，并且可以增大膜片单元卷制半径或减少膜片单元折叠的次数，从而有利于自动化卷膜；

5、可以省去集水管这一部件，并且可以通过中心杆进行卷绕或折叠，还可以在中心杆内设各个功能部件，从而减小膜元件的体积。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1A为现有技术中一种膜元件在原水流道侧的示意图。

图1B为图1A中的膜元件在纯水流道侧的示意图。

图2A为现有技术中另一种膜元件在原水流道侧的示意图。

图2B为图2A中的膜元件在纯水流道侧的示意图。

图3A为本申请中膜元件在原水流道侧的示意图。

图3B为图3A中的膜元件在纯水流道侧的示意图。

图4为本申请中膜元件一个具体实施例的侧视图，其中示出了密封部包括两个密封件。

图5A为图4中膜元件的另一个实施例的侧视图，其中示出了导水布。

图5B为图5A中膜元件的立体示意图。

图6为本申请中膜元件一个具体实施例的侧视图，其中密封部包括设置在两个片材正面之间的胶黏剂。

图7为本申请中膜元件一个具体实施例的侧视图，其中密封部包括设置在熔融部之间的胶黏剂。

图8为本申请中膜元件一个具体实施例的侧视图，其中密封部包括一个片材折叠而成的折叠部。

图9为本申请中膜元件的一个具体实施例的侧视图，其中密封部包括两个片材翻折而成的翻折部。

图10为本申请中膜元件的一个具体实施例的侧视图，其中密封件的两端分别设置在两个片材的背面。

图11为本申请中膜元件的一个具体实施例的侧视图，其中密封部由两个片材折叠形成的折叠部而成。

图12为本申请中膜元件的一个具体实施例的侧视图，其中密封部包括格网以及实心材料介质。

图13示出了膜片单元卷纸或折叠后的结构示意图。

以上附图的附图标记为：100、膜元件；101、长边；102、第一短边；103、第二短边；200、第一长边；202、第二长边；203、短边；A、原水流道；B、纯水流道；1、膜元件；3、膜片单元；31、第一端；32、第二端；10、片材；11、正面；12、背面；131、第一长边；132、第二长边；133、第一短边；134、第二短边；4、密封部；41、密封件；410、延伸部；5、导水布；6、支撑件；7、实心材料介质；8、格网；91、折叠部；92、翻折部；93、纯水端盖；931、收紧部；94、原水端盖；95、隔离件。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

参照图3A和图3B所示，本申请公开了一种膜元件1，该膜元件1包括至少一个膜片单元3。膜片单元3包括正面11相对的两个片材10。所述膜元件1具有位于所述片材10正面11的原水流道A，位于所述片材10背面12的纯水流道B。所述膜片单元3具有长边和短边，所述纯水流道B的出口位于所述膜片单元的第一长边131，所述膜片单元3通过密封部4密封所述膜片单元3第一长边131对应的两个片材10的正面11。

片材10可以包括层叠设置的致密层和支撑层。其中致密层位于片材10的正面11，支撑层位于片材10的背面12。致密层的材料主要为芳香聚酰胺、哌嗪酰胺、丙烯-烷基聚酰胺与缩合尿素、糠醇与三羟乙基异氰酸酯、间苯二胺与均苯三甲酰氯等，从而起到脱盐以及过滤等作用。支撑层常用聚酯无纺布，以对致密层起到支撑作用，从而提高片材的整体强度。当然在其他可选的实施方式中，片材10还可以由正面11向背面12依次层叠的超薄脱盐层、聚砜内夹层和聚酯支撑网层复合而成。因而本申请中并不对片材的结构或组成进行限制。

每个膜片单元3包括两个片材10。由于片材的10正面11起到脱盐的效果，因而在本实施例中为了减少片材10的正面11与其他部件的摩擦，或者安装过程中的损耗，两个片材10正面11相对。原水流道A位于片材10的正面11，即原水流道A位于膜片单元3的内侧。纯水流道B位于片材10的背面12，即纯水流道B位于膜片单元3的外侧。自原水流道A进入膜片单元3内侧的水透过膜片单元3向外渗出，进入纯水流道B内。在一个可选的方式中，每个膜片单元3还包括位于两个片材10正面11之间的格网，以对水进行导向。

每个膜片单元3呈或在展开时呈长方形，因而每个膜片单元3具有或展开时具有长边和短边。如图3A和图3B所示，在本实施例中，膜片单元3的下侧边为第一长边131，膜片单元3的上侧边为第二长边132。膜片单元3的右侧边为第一短边133。膜片单元3的左侧边为第二短边134。在本实施例中，纯水流道B的出口位于膜片单元3的第一长边131。所述膜元件1还包括密封部4，该密封部4位于膜片单元3的第一长边131，并且将膜片单元3的内侧即两个片材10的正面11之间的下侧部密封，从而将纯水流道B和原水流道A隔离。膜片单元3中的两个片材10可以由一张膜纸折叠而成，以使两个所述片材10的正面11在第二短边134之间密封连接。当然的，两个片材10之间还可以设置与本申请中密封部4类似的密封装置，从而使两个所述片材10的正面11之间在第二短边134密封连接。

基于上述结构，进入纯水流道B内的水大体上沿平行于膜片单元3的短边方向流动，以自纯水流道B的出口流出。因而纯水流道B内的水流出的路径基本为最短路径。

相应的，纯水在纯水流道B内遇到的阻力较小，使得纯水流道B内的背压较小，从而增大了作用在膜片单元3上的压力。由于膜元件1的析出是基于膜片单元3所受到的压力，因而当膜片单元3上的压力增大的情况下，膜元件1析出的纯水的流量增加，膜元件1的过滤效率得以提升。

另一方面，纯水流道B变短后，残留在膜元件1内的杂质离开膜元件1所要走的距离变短。当膜元件1再次使用后，残留在膜元件1内的杂质可以更快的析出膜元件1，从而节省了采用该膜元件1的过滤装置再次开机时所浪费的水量。

在本实施方式中，原水流道A的入口位于第二长边132，所述原水流道A的出口位于所述膜片单元3的第一短边133。为了尽可能有效的利用片材10的长度，即延长原水流道A，所述原水流道A的入口位于第二长边131远离所述原水流道A出口的一侧，所述原水流道A的入口临近第二短边134设置，所述原水流道A的入口长度小于所述第二侧边132。

参照图4所示，在本实施例中，密封部4包括两个密封件41，其中一个密封件41的内侧面与其中一个片材10的背面12通过胶黏剂等方式密封连接，另一个密封件41的内侧面与另外一个片材10的背面12通过胶黏剂等方式密封连接。这两个密封件41均具有延伸部410，两个密封件41的延伸部410均超出膜片单元3的第一长边131。如图4所示，延伸部410位于膜片单元3的下方。两个密封件41的延伸部410之间通过胶黏剂等方式密封连接。

因为密封部4通过片材10的背面12对膜片单元3的内侧面密封。由于在正面涂胶可能导致膜片撕裂,而片材10的背面11与化学黏贴剂结合的较好，因而该种膜元件1的强度较高，可有效避免膜元件失效。

在一个优选的实施方式中，参照图5A和图5B所示，该膜元件1还包括两个导水布5，两个导水布5分别位于两个片材10的背面12。两个密封件41的外侧面分别对应设置在导水布5上，以便于对两个密封件41形成支撑，利于黏贴。为了进一步对密封件41进行支撑，导水布5的下侧边还可以与密封件41的下侧边对齐。导水布5还可以与密封件41之间具有间隙，以形成纯水流道B的出口。

在另一个优选的实施方式中，参照图5A、5B所示，所述导水布5在第二长边132设置有支撑件6，使得所述膜片单元3第一长边131和第二长边132厚度相等，以便于膜片单元3卷制，防止因厚度不一致而在卷制或折叠时引起膜片单元3产生偏置。

在另一个可选的实施例中，如图6所示，所述密封部4包括设置在所述两个片材10正面11之间的胶黏剂，以将纯水流道B和原水流道A隔离。

在另一个可选的实施例中，如图7所示，所述两个片材10的正面11具有对应的熔融部(图中未示出)，所述密封部4包括设置在所述两个片材10的熔融部之间的胶黏剂。为了提高密封部的密封强度，在粘合之前，在一定温度下将片材的正面的超薄脱盐层和/或聚砜内夹层熔融，并将两个片材10熔融后形成的熔融部通过胶黏剂粘合。经过实践证明，该种结构可有效避免膜片撕裂失效，并且脱盐率达到95％以上。

在另一个可选的实施例中，如图12所示，所述两个片材10之间设置有格网8，所述格网8靠近长边侧内填充有实心材料介质7，所述两个片材10的正面11分别通过胶黏剂与所述实心材料介质7密封连接。格网8呈多孔状，实心材料介质7可以将格网8在第一长边131进行实心填充后，再在片材10的正面11打胶，这样可以提高格网8与片材10正面11之间的粘接力，避免膜元件1撕裂导致的失效，提高膜元件1的可靠性。

在另一个可选的实施例中，如图8所示，密封部4包括由一个片材10经过至少两次向正面折叠而成的折叠部91，所述一个片材10的折叠部91与另一个所述片材10的背面12通过胶黏剂连接。在本实施方式中，其中一个片材10(位于图中右侧)的高度大于另一个片材10(位于图中左侧)的高度。高度较大的片材10的下侧边朝内翻折至少两次，从而使高度较大的片材10的背面与另一个片材10的背面相对，并且将这两个面粘结固定。这样可以提高片材10之间的粘接力，避免膜片撕裂导致的失效，提高膜元件的可靠性。

在另一个可选的实施例中，如图9所示，所述密封部4包括分别由两个片材10经过至少一次向正面翻折而成的翻折部92，一个所述片材10的翻折部92背面与另一个所述片材10的翻折部92背面，即两个片材10的背面12通过胶黏剂连接。在本实施方式中，在一个片材10的第一长边131向内翻折至少一次后，片材10的翻折部92面向另一个片材10的一面即为片材10的背面12。因而当两个片材10均向内翻折后，这两个片材的翻折部92均为片材10的背面12相对，因而可以通过胶黏剂使得这两个片材10的翻折部92背面密封连接。

在另一个可选的实施例中，如图10所示，所述密封部包括密封件41，所述密封件41的一端密封在一个所述片材10的背面12，所述密封件41的另一端密封在另一个所述片材10的背面12。在本实施方式中，密封件41应沿第一长边131延伸，并且密封件41的长度应大于或等于第一长边131的长度。密封件41在垂直于第一长边131的截面呈V字形或U字形或其他形状等。当然的，密封件41可以为一体式构造，密封件41也可以通过其他密封连接方式连接。

在另一个可选的实施例中，参照图11所示，所述膜片单元3包括两个正面11相对设置的片材10，所述两个片材10由一张膜纸沿折线折叠而成，所述密封部4由两个片材折叠形成的折叠边而成。在折叠或卷制过程中，该膜片单元沿垂直于折线的方向卷制或折叠而成。采用该种结构的膜元件，所述纯水流道的出口位于折叠边的外侧，同时不需要另外设置其他密封结构对膜片单元进行密封。

在一个可选的实施方式中，所述膜元件1包括多个膜片单元3。结合图3B所示，为了将多个膜片单元3之间的原水流道A和纯水流道B隔离，可以通过两个膜片单元3之间相邻的两个片材10的背面12，将膜片单元3外侧的第一短边133、第二短边134以及第二长边132密封连接。相较于现有技术中的膜元件1，由于采用本申请结构的膜元件1在相同条件下的纯水流量较多，因而采用本申请结构的膜元件1在满足纯水流量的情况下，可以使用较少的膜片单元3，从而提高了原水流道A入口的流速。由于较高流速的原水可以对膜元件1起到冲刷作用，因而可以提高膜元件1的抗污染性能。

参照图12所示，为了进一步减小膜元件1的体积，所述膜元件1由所述膜片单元3卷制或折叠而成，所述第一长边131位于所述卷制或折叠的膜片单元3第一端31，第二长边132位于所述卷制或折叠的膜片单元3第二端32。相较于现有技术中的膜元件1，由于采用本申请结构的膜元件1在相同条件下的纯水流量较多，因而采用本申请结构的膜元件1在满足纯水流量的情况下，可以使用长度较长的膜片单元3，并且可以增大膜片单元3卷制半径或减少膜片单元3折叠的次数，从而有利于自动化卷膜。

所述膜元件1还包括设置在所述第一端31的纯水端盖93，所述纯水端盖93与所述卷制的膜片单元3之间设置有隔离件95，从而将所述纯水流道B和所述原水流道A隔离。在本实施方式中，所述纯水端盖93套设在所述膜片单元3上，隔离件95为设置在所述膜片单元3的第一端31端面外缘的胶黏剂。

在另一个优选的实施方式中，所述纯水端盖93在与所述膜片单元3接触的部分具有收紧部931，以使膜片单元3的第一端31收紧，使纯水端盖93与膜片单元3紧密贴合，以提高膜片单元3的强度，能有效避免膜片单元3撕裂问题。为了进一步约束膜片单元3的第一端31，在膜片单元3的第二端32还设置有原水端盖94，原水端盖94与膜片单元3接触的部分的内径大于纯水端盖93的收紧部931的内径。

在另一个可选的实施方式中，参照图12所示，膜元件1还包括中心杆96，膜元件1由膜片单元3卷绕或折叠在中心杆96而成。在中心杆96内还设置有UV灯、树脂、电极等功能部件(图中未示出)。参照图13所示，采用本申请中的膜元件1省去了集水管这一装置，同时还可以将一些其他功能部件集成在中心杆96内，从而进一步地减小了膜元件的体积。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种膜元件，其特征在于，它包括至少一个膜片单元，所述膜片单元包括正面相对的两个片材，所述膜元件具有位于所述片材正面的原水流道，位于所述片材背面的纯水流道，所述膜片单元具有长边和短边，其特征在于，所述纯水流道的出口位于所述膜片单元的第一长边，所述膜片单元通过密封部密封所述膜片单元第一长边对应的两个片材的正面。

2.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述密封部包括设置在所述两个片材正面之间的胶黏剂。

3.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述两个片材的正面具有对应的熔融部，所述密封部包括设置在所述两个片材的熔融部之间的胶黏剂。

4.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述两个片材之间设置有格网，所述格网内填充有实心材料介质，所述两个片材的正面分别通过胶黏剂与所述实心材料介质密封连接。

5.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述密封部包括由一个片材经过至少两次向正面折叠而成的折叠部，所述一个片材的折叠部与另一个所述片材的背面通过胶黏剂连接。

6.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述密封部包括分别由两个片材经过至少一次向正面翻折而成的翻折部，一个所述片材的翻折部背面与另一个所述片材的翻折部背面通过胶黏剂连接。

7.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述密封部包括分别与两个所述片材的背面密封连接的两个密封件，所述两个密封件具有超出所述膜片单元第一长边的延伸部，所述延伸部之间密封连接。

8.如权利要求7所述的膜元件，其特征在于，它还包括位于每个所述片材背面的导水布，所述两个密封件分别设置在所述导水布上。

9.如权利要求8所述的膜元件，其特征在于，所述导水布在相对于所述膜片单元第一长边的第二长边设置有支撑件，使得所述膜片单元第一长边和第二长边厚度相等。

10.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述密封部包括密封件，所述密封件的一端密封在一个所述片材的背面，所述密封件的另一端密封在另一个所述片材的背面。

11.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述两个片材由一张膜纸折叠而成，所述密封部由两个片材折叠形成的折叠边而成。

12.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述原水流道的入口位于相对于所述膜片单元第一长边的第二长边，所述原水流道的出口位于所述膜片单元的第一短边。

13.如权利要求12所述的膜元件，其特征在于，两个所述片材的正面在相对于所述第一短边的第二短边之间密封连接。

14.如权利要求12所述的膜元件，其特征在于，所述原水流道的入口位于第二长边远离所述原水流道出口的一侧，所述原水流道的入口长度小于第二长边。

15.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述膜元件包括多个膜片单元，两个相邻的所述膜片单元之间的两个短边以及相对于所述膜片单元第一长边的第二长边通过片材的背面密封连接。

16.如权利要求1所述的膜元件，其特征在于，所述膜元件由所述膜片单元卷制或折叠而成，所述第一长边位于所述卷制或折叠的膜片单元第一端，相对于所述膜片单元第一长边的第二长边位于所述卷制或折叠的膜片单元第二端。

17.如权利要求16所述的膜元件，其特征在于，所述膜元件还包括设置在所述第一端的纯水端盖，所述纯水端盖与所述卷制的膜片单元之间设置有隔离所述纯水流道和所述原水流道的隔离件。

18.如权利要求17所述的膜元件，其特征在于，所述纯水端盖套设在所述膜片单元上，隔离件为设置在所述膜片单元的第一端端面外缘的胶黏剂。

19.如权利要求18所述的膜元件，其特征在于，所述纯水端盖在与所述膜片单元接触的部分具有收紧部。

20.如权利要求17所述的膜元件，其特征在于，所述膜元件还包括中心杆，所述膜片单元绕所述中心杆卷制或折叠，所述中心杆内设置有功能部件。