CN216223821U - 一种卷式膜元件用产水导流网 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种卷式膜元件用产水导流网，包括相对设置的上层和下层，在所述上层和下层之间设有中间流道层，所述上层和下层均包括多个沿横向和经向交错排列的网丝，用于支撑膜片，所述中间流道层包括多个平行排列的经向网丝组，任意相邻的两个经向网丝组之间形成流道槽，用于对流体进行收集和导流；所述产水导流网的总厚度为0.15mm～0.5mm，上层和下层的厚度均为总厚度的1/3～1/2，所述经向网丝组的宽度为流道槽宽度的1～2倍。本申请可提高产水导流网的承压能力，确保膜元件能在压力80kgf/cm³以上的进水压力条件下正常运行，膜片不会被压塌至流道槽内。

Description

一种卷式膜元件用产水导流网

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，具体地，涉及一种卷式膜元件用产水导流网。

背景技术

卷式膜是膜法水处理设备中分离膜的应用形式之一，区别于其他膜形式如中空纤维式膜、管式膜和平板式膜，卷式膜因具有耐压性好、填充面积大、不易破损等优点被广泛应用于反渗透技术和纳滤技术中。

卷绕于高压卷式膜元件内部的中心集水管之上以组成卷式膜元件

卷式膜产品通常是以元件的形式存在，包括中心集水管、膜片和产水导流网，两页膜片背面相对设置，产水导流网设置在两页膜片之间，组合好的膜片和产水导流网卷绕在中心集水管上。其中，产水导流网是影响膜元件耐压性能的主要部件，在卷式膜元件中起到关键的作用，如支撑膜片并对从膜片正面渗透至背面的流体进行收集、导流等。采用常规产水导流网制备的膜元件在高压运行时，由于压力较高会使膜片塌陷至产水流道网的流道中，致使流道阻塞，透过液无法顺利导流，对膜元件的产水效率造成严重影响。

为了解决上述问题，行业内进行一些技术改进，例如CN201711155527.1公开了一种海水淡化反渗透膜元件，通过在反渗透膜片与导流布正面之间夹设一层薄薄的无纺布，从而保证导流网的流道槽不被堵塞。但这种增加无纺布的填充方式会导致膜片的填充量减少，从而减少了膜元件的有效膜面积，也降低了膜元件的产水效率。该改进方案的实际应用效果不佳。

综上所述，设计出一种新的耐压等级高的卷式膜元件用产水导流网对于本领域来说具有重要意义。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种卷式膜元件用产水导流网，可在高进水压力条件下正常运行。本申请的技术方案如下：

一种卷式膜元件用产水导流网，包括相对设置的上层和下层，在所述上层和下层之间设有中间流道层，所述上层和下层均包括多个沿横向和经向交错排列的网丝，用于支撑膜片，所述中间流道层包括多个平行排列的网丝组，任意相邻的两个网丝组之间形成流道槽，用于对流体进行收集和导流。

在一些具体的实施例中，所述产水导流网的总厚度为d，且0.15mm≤d≤0.5mm。

在一些具体的实施例中，所述上层和下层的厚度分别为h₂和h₃，且1/3d≤h₂≤1/2d，1/3d≤h₃≤1/2d。

在一些具体的实施例中，所述流道槽由平行排列的经向网丝组隔开。

在一些具体的实施例中，所述经向网丝组的宽度为l₁，所述流道槽的宽度为l₂，且l₂≤l₁≤2×l₂。

在一些具体的实施例中，所述流道槽的深度为h₁，且h₁≤l₁。

在一些具体的实施例中，在所述上层和下层中，横向网丝和经向网丝的排布密度均不低60根/英寸。

在一些具体的实施例中，横向网丝和经向网丝的排布密度均为60～120根/英寸。

本申请提供的技术方案至少具有如下有益效果：

本申请提供的技术方案可以有效提高导流网的承压能力，使得膜片不易被压塌至导流网的流道槽中，避免了流道槽被堵塞的情况发生，将本申请的产水导流网应用于卷式膜元件中，可大幅提升膜元件的耐压等级，确保膜元件能在压力80kgf/cm³以上的进水压力条件下正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中常规产水导流网的截面结构图；

图2为本申请实施例中提供的卷式膜元件用产水导流网的截面结构图；

图中：1、上层，2、下层，3、中间流道层，4、流道槽。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将结合说明书附图和较佳的实施例对本申请中的技术方案作更全面、细致地描述，但本申请的保护范围并不限于以下具体的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，均属于本申请保护的范围。

需要特别说明的是，当某一元件被描述为与另一元件存在“固定、固接、连接或连通”关系时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本申请的保护范围。

实施例

参见图2，一种卷式膜元件用产水导流网，包括相对设置的上层1和下层2，在所述上层1和下层2之间设有中间流道层3，所述上层1和下层2均由多个沿横向和经向交错排列的网丝交织而成，用于支撑膜片，所述中间流道层3由多个平行排列的经向网丝组组成，任意相邻的两个经向网丝组之间形成流道槽4，用于对流体进行收集和导流。

所述产水导流网的总厚度为d，且0.15mm≤d≤0.5mm。厚度过小时，整体承压能力较弱，且流道过窄易导致产水流量过小；厚度过大时，会影响膜元件整体空间，减少膜材料填充量。

所述上层1和下层2的厚度分别为h₂和h₃，且1/3d≤h₂≤1/2d，1/3d≤h₃≤1/2d。当上、下两层的厚度均小于导流网总厚度的1/3时，会影响产水流网整体的承压能力；当其中任意一侧的厚度小于1/3时，会导致该侧的承压过低，容易被压陷而导致流道堵塞。

所述流道槽4的深度为h₁，宽度为l₂，所述经向网丝组的宽度为l₁，且h₁≤l₁，l₂≤l₁≤2×l₂。通过进一步限定经向网丝组的宽度，并将其与流道槽4的规格尺寸关联起来，可实现同时兼顾产水导流网的支撑强度和过水速率，适用性好，具有实际推广价值。

在本实施例中，所述上层1和下层2中的横向网丝及经向网丝的密度均为60～120根/英寸。网丝密度若低于60根/英寸，会影响整体承压能力，若高于120根/英寸，会影响水流体流动速率。

将本实施例中的产水导流网与常规的产水导流网(参见图1)进行性能测试比对实验，具体为采用海水淡化膜片(厚度5.7mil，脱盐率99.85％，通量18GFD)、进水网格(25-28mil)及各产水导流网卷制成400ft²的8040型号膜元件。

性能测试方法：测试液32000ppmNaCl，25±1℃，pH 7～8，操作压力5.5MPa，回收率8％；在膜元件性能测试之前，每支膜元件均在9MPa压力条件下运行24h。测试结果见表1。

表1本申请产水导流网与常规产水导流网的性能测试比对结果

对比例1、2中的膜元件均采用常规结构的产水导流网卷制，实施例1～5中的膜元件均采用本申请中的产水导流网卷制。

从表中数据可知，经过长时间高压运行后，对比例1、2中的膜元件的产水量较低；而实施例1～5中的膜元件的产水量仍然保持在较高水平，其对于产水效率的保持效果显著。

此外，对比例1、2中由于产水导流网对膜片的支撑力不足，膜片在高压作用下被压入流道槽中形成了明显的横纹；而实施例1～5中的产水导流网具有较好的支撑性能，膜片未出现压入流道槽的情况，从外表上看几乎无横纹。该外观观察结果与上述性能测试结果一致。

在对比例3中，上层1的厚度小于整体厚度，即h₂＜1/3d。在此条件下，产水导流网在该侧的承压能力降低，虽然相比于常规产品在横纹表现上有所改进，但相比于各实施例来说，横纹问题仍然影响了产水效率，且横纹肉眼可见。

在对比例4～6中，由于上层1的厚度达标，其本身就具备了一定的抗变形效果，即使经向网丝组提供的支撑强度有所变化，也不会造成上层1出现明显下陷，因此对比例4～6几乎不存在肉眼可见的横纹问题。进一步地，

在对比例4中，经向网丝组的宽度小于流道槽4的深度，即l₁＜h₁。在此条件下，虽然经向网丝组的宽度变窄了，对于上层1的支撑效果变差，使得上层1轻微下陷影响到流道槽4的过水量，但同时基于经向网丝组的宽度变化，流道槽4的整体容积相对来说也增加了，又补充了部分过水量，因此综合后的最终产水量还是有所下降，虽然下降的不多，但对比例4确实不是最优方案。

在对比例5中，经向网丝组的宽度小于流道槽4的宽度，即l₁＜l₂。在此条件下，经向网丝组对于上层1的支撑效果变差，流道槽4上方的上层出现整体下陷，由于下陷区域面积较大，影响严重，因此产水量明显下降。

在对比例6中，经向网丝组的宽度大于流道槽4的两倍宽度，即l₁＞2×l₂。在此条件下，经向网丝组在产品中的占比过大，挤压了部分流道槽4的空间，导致过水量减少，但同时经向网丝组的支撑强度增加，大大缓解了上层1下陷的问题，流道槽4又扩大了部分空间，因此综合后的最终产水量还是有所下降，虽然下降的不多，但对比例6确实不是最优方案。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种卷式膜元件用产水导流网，其特征在于，包括相对设置的上层(1)和下层(2)，在所述上层(1)和下层(2)之间设有中间流道层(3)，所述上层(1)和下层(2)均包括多个沿横向和经向交错排列的网丝，用于支撑膜片，所述中间流道层(3)包括多个平行排列的网丝组，任意相邻的两个网丝组之间形成流道槽(4)，用于对流体进行收集和导流。

2.根据权利要求1所述的卷式膜元件用产水导流网，其特征在于，所述产水导流网的总厚度为d，且0.15mm≤d≤0.5mm。

3.根据权利要求2所述的卷式膜元件用产水导流网，其特征在于，所述上层(1)和下层(2)的厚度分别为h₂和h₃，且1/3d≤h₂≤1/2d，1/3d≤h₃≤1/2d。

4.根据权利要求1所述的卷式膜元件用产水导流网，其特征在于，所述流道槽(4)由平行排列的经向网丝组隔开。

5.根据权利要求4所述的卷式膜元件用产水导流网，其特征在于，所述经向网丝组的宽度为l₁，所述流道槽(4)的宽度为l₂，且l₂≤l₁≤2×l₂。

6.根据权利要求5所述的卷式膜元件用产水导流网，其特征在于，所述流道槽(4)的深度为h₁，且h₁≤l₁。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的卷式膜元件用产水导流网，其特征在于，在所述上层(1)和下层(2)中，横向网丝和经向网丝的排布密度均不低60根/英寸。

8.根据权利要求7所述的卷式膜元件用产水导流网，其特征在于，横向网丝和经向网丝的排布密度均为60～120根/英寸。

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