CN205367830U - 一种家用纯水机用电渗析器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种家用纯水机用电渗析器，所述电渗析器包括电极板、膜堆、壳体和接线柱，所述膜堆安装在所述壳体内，膜堆由至少一个离子交换膜组组成，所述离子交换膜组由阳离子交换膜、隔板和阴离子交换膜组成，所述离子交换膜组之间安装有隔板，膜堆的上下两侧均安装有所述电极板，电极板的四周边缘包裹有绝缘层，电极板分别与所述接线柱的一端相连接，接线柱的另一端穿过壳体与电源连接。本实用新型体积小，结构简单，对水的净化效果好，对环境友好，适合在家用纯水机中安装使用。

Description

一种家用纯水机用电渗析器

技术领域

本实用新型涉及一种电渗析设备，尤其是一种家用纯水机用电渗析器。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对生活质量的要求也越来越高，纯水机作为一种可以过滤和净化水的家用电器得到了广泛应用。现有家用纯水机大多采用过滤和吸附等物理方法净化自来水，使用一段时间以后，滤芯就需要进行更换或活化，成本高、不利于环境，并且出水质量也不够稳定。

电渗析法是一种利用离子交换膜来进行水净化的方法，离子交换膜是一种功能性膜，分为阴离子交换膜和阳离子交换膜，阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，在外加电场的作用下，水溶液中的阴、阳离子分别向阳极和阴极移动，利用离子交换膜的选择透过性，阴、阳离子得到分离、浓缩，水得到净化，电渗析过程中，离子交换膜不需再生，成本低，对环境友好。但现有电渗析器一般由离子交换膜组成的膜堆、电极板和压紧装置三部分构成，整体体积较大，结构较复杂，不能完全密封，存在漏水现象，且容易受到外界环境污染，不适用于家用纯水机。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种家用纯水机用电渗析器，所述电渗析器包括电极板、膜堆、壳体和接线柱，所述膜堆安装在所述壳体内，膜堆由至少一个离子交换膜组组成，所述离子交换膜组由阳离子交换膜、隔板和阴离子交换膜组成，所述离子交换膜组之间安装有隔板，膜堆的上下两侧均安装有所述电极板，电极板的四周边缘包裹有绝缘层，电极板分别与所述接线柱的一端相连接，接线柱的另一端穿过壳体与电源连接。

进一步的，所述电极板的四周边缘包裹的绝缘层厚度小于1毫米。

进一步的，所述阳离子交换膜和阴离子交换膜的表面涂有防离子沉积的涂层。

进一步的，所述电极板为金属氧化物涂层钛电极板。

进一步的，所述隔板由聚丙烯层、过滤层和除菌层组成。

进一步的，所述膜堆至少为两组，相邻两组膜堆之间均安装有一张电极板。

本实用新型体积小，结构简单，对水的净化效果好，对环境友好，适合在家用纯水机中安装使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的立体图；

图2为本实用新型实施例1的内部结构示意图；

图3为现有技术的电极板的内部结构示意图；

图4为本实用新型实施例1的电极板的内部结构示意图；

图5为本实用新型实施例1的电极板的俯视图；

图6为本实用新型实施例1的原理图；

图7为本实用新型实施例2的内部结构示意图；

图8为本实用新型实施例3的内部结构示意图；

其中：1电极板，2膜堆，3壳体，4接线柱。

具体实施方式

实施例1：

下面结合附图1至附图6对本实用新型的实施例1进行详细地说明。

一种家用纯水机用电渗析器，所述电渗析器包括电极板1、膜堆2、壳体3和接线柱4，所述膜堆2安装在所述壳体3内，膜堆2由至少一个离子交换膜组组成，所述离子交换膜组由阳离子交换膜、隔板和阴离子交换膜组成，所述离子交换膜组之间安装有隔板，膜堆2的上下两侧均安装有所述电极板1，电极板1的四周边缘包裹有绝缘层，电极板1分别与所述接线柱4的一端相连接，接线柱4的另一端穿过壳体与电源连接。

电渗析器中电极板1的作用是接通内外电路，通电后，膜堆2两侧的电极板1分别为正极和负极，在电渗析器内形成均匀电场。

膜堆2中交替排列着许多阳离子交换膜和阴离子交换膜，一组阳离子交换膜、隔板和阴离子交换膜组成一个离子交换膜组，离子交换膜组内的空间即为一个淡水室或浓水室。当水进入电渗析器中离子交换膜组内的空间时，在电场的作用下，溶液中的离子作定向迁移，阳离子交换膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来，阴离子交换膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来，结果使其中一些离子交换膜组内的空间变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水，而与淡水室相邻的离子交换膜组内的空间则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水，从而使离子得到了分离和浓缩，水得到了净化。一组膜堆2一般由一个或多个离子交换膜组组成，增加膜堆2中离子交换膜组的数量可以提高净化水的效率。

在电渗析过程中，阴、阳离子交换膜不像离子交换树脂那样需要与水中的某种离子发生交换，而只是对不同电性的离子起到选择性透过作用，因此阴、阳离子交换膜不需更换，可以降低使用成本，保护环境。

阳离子交换膜和阴离子交换膜的表面可以涂上防离子沉积的涂层，起到防止离子杂质在离子交换膜表面沉积污染离子交换膜的作用。在电渗析器的净水过程中容易存在较严重的离子交换膜污染问题，离子交换膜受到污染一方面是由于水中的污染物堆积于离子交换膜表面而引起的，通过进行超滤、絮凝等预处理就可以有效解决；另一方面是由于水中的Ca、Mg等离子杂质容易在离子交换膜表面沉积生成沉淀，增加膜电阻，降低离子交换膜的有效面积，从而造成电渗析器的工作效率下降、电耗增加、离子交换膜的使用寿命缩短。在离子交换膜表面涂上防离子沉积的涂层就可以有效解决离子沉积的问题，具体方法包括在离子交换膜表面涂上无机物颗粒与粘合剂混合的涂层、使用大分子表面活性剂对离子交换膜表面进行处理、使用聚乙烯亚胺对阴离子交换膜表面进行处理等。

膜堆2中的隔板的作用是使两层膜间形成水室，构成流水通道，并起配水和集水的作用，常用l～2mm的硬塑料板制成，可以选用聚丙烯制作的隔板，隔板一般为平面框板型结构，框架内空间布设有隔网，框架两端均匀分布有较密集的方形或圆形的水通道，一般相邻水通道的中心间距小于50毫米，框架一端的水通道为进水通道，另一端的水通道为出水通道，每端的水通道相间开设有与中间隔网相连接的若干布水流道，且进水通道与对侧的出水通道所开设的布水流道相错。隔板还包括过滤层和除菌层，可以过滤水中的颗粒杂质和对水进行杀菌消毒，提高水净化的效果，减轻对阴、阳离子过滤膜的污染，延长阴、阳离子过滤膜的使用寿命。

壳体3可以固定电极板1和膜堆2的位置，对电极板1和膜堆2起到密封和保护作用，改善电渗析器的卫生条件，防渗水，也可以防止电渗析器停用过程中离子交换膜因为过于干燥而受损，延长离子交换膜的使用寿命，适用于家用纯水机。

在使用过程中，电渗析器壳体3以内膜堆2以外的空间容易存积水，现有电渗析器的电极板1外一般使用塑料边框，避免电极板1间发生短路现象，塑料边框在电极板1和膜堆2之间隔开一定的距离，构成极室，也是极水的通道，安装塑料边框的电极板1的厚度一般达到30毫米至50毫米，体积较大，不适用于家用净水器。在电极板1的四周边缘包裹绝缘层可以防止短路现象的发生，绝缘层沿电极板四周边缘向电极板中心延伸7-10毫米的防短路效果更好。使用绝缘层代替塑料边框可以大大降低电极板1的厚度，电极板1四周边缘包裹的绝缘层厚度一般小于1毫米，使用绝缘层包裹四周边缘的电极板1的厚度一般小于3毫米，可以很大程度上减小电渗析器的整体体积，适合在家用纯水机上安装使用，同时在使用过程中也不需要单独设置极水水路进出电极板1，由浓水水路或淡水水路替代极水水路为电极板1提供极水，减少净化过程产生的废水量。

电极板1可以选用石墨、不锈钢、金属氧化物涂层钛等，其中金属氧化物涂层钛板如钛涂钌电极板具有重量轻、工作寿命长、工作电压低、能耗小、耐腐蚀性强等优点，适用于家用纯水机用电渗析器。

通过调换电源与接线柱4的连接方向，改变电极板1的正负极性，改变离子在电极板1之间迁移的方向，也可以在一定程度上防止阴离子交换膜和阳离子交换膜上离子沉积导致的结垢。

实施例2：

下面结合附图7对本实用新型的实施例2进行详细地说明。

与实施例1不同的是：膜堆2为两组，两组膜堆2之间安装有一张电极板1。

电渗析器内电极板对的数目称为“级”，设置一对电极板的叫做一级，设置两对电极板的叫二级，依此类推；进水和出水方向一致的膜堆部分称为“段”，水流方向每改变一次，就增加一段。电渗析器设置成一级多段、二级多段、三级多段或多级多段，增加设置级数和段数有利于电渗析器更有效地去除水中的离子杂质，提高净水效果，提高净化水的纯度。

电源连通电极板1通电，通电后，两组膜堆2两侧的电极板1极性相同，且与两组膜堆2中间安装的电极板1极性相反。相邻两块电极板1以及其中间的膜堆2形成均匀电场。

在电场的作用下，溶液中的离子作定向迁移，再加上离子交换膜的选择透过性，从而使淡水室内的电解质离子迁移到浓水室，使水中的离子杂质得到分离和浓缩，水得到了净化。

实施例3：

下面结合附图8对本实用新型的实施例3进行详细地说明。

与实施例1和实施例2不同的是：膜堆2为三组，相邻两组膜堆2之间均安装有一张电极板1。

电源连通电极板1通电，通电后，相邻两块电极板1以及其中间的膜堆2均形成均匀电场，在电场的作用下，溶液中的离子作定向迁移，增加电极板1和膜堆2数目可以有效提高离子迁移速度，加上离子交换膜的选择透过性，从而使淡水室内的电解质离子迁移到浓水室，使水中的离子杂质得到分离和浓缩，达到净化水的目的。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种家用纯水机用电渗析器，其特征在于：所述电渗析器包括电极板(1)、膜堆(2)、壳体(3)和接线柱(4)，所述膜堆(2)安装在所述壳体(3)内，膜堆(2)由至少一个离子交换膜组组成，所述离子交换膜组由阳离子交换膜、隔板和阴离子交换膜组成，所述离子交换膜组之间安装有隔板，膜堆(2)的上下两侧均安装有所述电极板(1)，电极板(1)的四周边缘包裹有绝缘层，电极板(1)分别与所述接线柱(4)的一端相连接，接线柱(4)的另一端穿过壳体(3)与电源连接。

2.根据权利要求1所述的电渗析器，其特征在于：所述电极板(1)的四周边缘包裹的绝缘层厚度小于1毫米。

3.根据权利要求1所述的电渗析器，其特征在于：所述阳离子交换膜和阴离子交换膜的表面涂有防离子沉积的涂层。

4.根据权利要求1所述的电渗析器，其特征在于：所述电极板(1)为金属氧化物涂层钛电极板。

5.根据权利要求1所述的电渗析器，其特征在于：所述隔板由聚丙烯层、过滤层和除菌层组成。

6.根据权利要求1所述的电渗析器，其特征在于：所述膜堆(2)至少为两组，相邻两组膜堆(2)之间均安装有一张电极板(1)。