CN217600424U - 一种水流速均衡的卷式膜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水流速均衡的卷式膜装置，包括原水通道和产水通道，原水通道的水流截面积在原水的流动方向上逐渐减小。本实用新型的有益效果是：原水在向前流动过程中，不断被过滤进入产水通道，原水被不断浓缩，水流量减小。本申请中原水通道的截面积逐渐减小，因此虽然原水水流量逐步减少，但膜面水流流速可以保持前后基本接近，可以提高浓水端膜表面的水流速，减缓浓水端膜表面的污染。

Description

一种水流速均衡的卷式膜装置

技术领域

本实用新型涉及商用水处理滤芯领域，特别涉及一种卷式装置的结构及其制作方法。

背景技术

在工业卷式膜水处理系统设计中，通常会采用分段设计，并且段数越靠后则其膜元件数量逐渐递减，逐渐减少的膜元件数量可以确保每段中膜元件进水流速的接近。而家用净水机通常只能装填一只膜元件，在常规卷式膜元件中沿着原水水流方向，不断有水透过膜片形成产水，因此位置越靠后隔网中原水流量逐渐减少，也就造成位置越靠后水浓度越高，但其膜面水流速反而越小，加速了浓水端的污染。

实用新型内容

本实用新型提供了一种水流速均衡的卷式膜装置，能够解决上述现有技术问题中的一种或几种。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种水流速均衡的卷式膜装置，包括原水通道和产水通道，原水通道的水流截面积在原水的流动方向上逐渐减小。

本实用新型的有益效果是：原水在向前流动过程中，不断被过滤进入产水通道，原水被不断浓缩，水流量减小。本申请中原水通道的截面积逐渐减小，因此虽然原水水流量逐步减少，但膜面水流流速可以保持前后基本接近，可以提高浓水端膜表面的水流速，减缓浓水端膜表面的污染。

在一些实施方式中，还包括中心管、膜袋和隔网组，膜袋的口部与中心管相连通，产水通道位于膜袋内部，中心管的一端设有产水出口；隔网组位于膜袋外侧，隔网组位于原水通道中，隔网组包括长度不一的多个隔网，隔网组中整体隔网的层数在原水的流动方向递减，膜袋和隔网组卷覆于中心管上形成膜组。

其有益效果是，原水在流动过程中，不断被过滤得到的产水进入产水通道即膜袋内，然后进入中心管，从中心管排出。隔网的长度不同，以靠近膜袋口部的一条边对齐的形式叠放在一起构成隔网组，隔网组中整体的隔网层数会在原水的流动方向逐渐减小。随着叠放的隔网张数的逐渐减少，隔网总厚度逐渐变薄，隔网中水流通道的截面也逐渐减少。按照膜装置的水效指标要求，隔网总厚度根据膜表面的水流速进行设计，以确保原水进水端与浓水出水端水流速大小的接近。

原水进水端水流通道截面积较大，可以减小水流阻力，增加隔网的纳污能力，避免原水中颗粒物和微生物造成的膜装置进水端污堵。因此本实用新型膜装置具有水流速均衡，且耐污染的特点。

在一些实施方式中，中心管上设有集水孔，中心管通过集水孔与膜袋的内部相连通。

其有益效果是，膜袋内收集的产水可通过集水孔源源不断进入中心管从而被排出。

在一些实施方式中，还包括导流布，导流布设于膜袋的内部，导流布上除靠近膜袋口部的三条边与膜袋上对应的三条边相固定。

其有益效果是，沿着隔网组螺旋流动的水不断透过膜片进入膜袋，在膜袋内沿着导流布螺旋流动，最终汇集到中心管中，从中心管一个端面流出形成产水，所以导流布可作为产水通道，引导产水有序排出。

在一些实施方式中，隔网组包括2-6个隔网，隔网组中隔网的长度为2-6种。

其有益效果是，隔网之间沿着靠近膜袋口部的一条边对齐叠放，靠近对齐边位置叠放的隔网张数最多，随着与对齐边距离的增加，叠放的隔网张数逐渐减少，直至最远处仅叠放1张隔网。随着叠放的隔网张数的逐渐减少，隔网总厚度逐渐变薄，隔网中水流通道的截面也逐渐减少。

在一些实施方式中，膜袋和隔网组对应均为一个或多个，多个膜袋和多个隔网组交替排布。

其有益效果是，隔网组设置于膜袋与膜袋之间，隔网组作为原水流动通道。原水从膜装置两个端面未封胶的缺口位置流入膜装置，并垂直于中心管的方向沿着隔网组螺旋流动，最终流出隔网从圆环形外表面流出。

在一些实施方式中，膜袋和隔网组对应均为2-20个，膜袋和隔网组交替排布。

其有益效果是，隔网组设置于膜袋与膜袋之间，隔网组作为原水流动通道。2-20个膜袋和隔网组，可根据不同的供水需要进行设计，提高净水效率。

在一些实施方式中，膜组的两端设有密封面和缺口，缺口靠近中心管设置，缺口与原水通道的入口相连；膜组的外侧设有环形面，环形面与原水通道的出口相连。

其有益效果是，原水从缺口处进入原水通道不断被过滤，由于整个原水通道卷在中心管外侧，原水在向前流动过程中会远离中心管，最终到达环形面成为浓水被排出。

在一些实施方式中，膜袋由两片膜片粘结而成，膜片包括反渗透膜、纳滤膜、超滤膜和微滤膜。

其有益效果是，本申请的卷式膜装置可应用于多种过滤方式。

在一些实施方式中，隔网为PP、PE、PVC、PBT或尼龙网中的一种或多种，隔网的厚度为5～43mil。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的一种水流速均衡的卷式膜装置的膜片、导流布和隔网叠放示意图。

图2为图1所示一种水流速均衡的卷式膜装置的隔网与膜袋叠放示意图。

图3为本实用新型的隔网叠放层数逐渐减少示意图。

图4为本实用新型膜装置中水流方向示意图。

图5为本实用新型的圆柱形膜装置端面侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1-图5示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的一种水流速均衡的卷式膜装置。如图所示，该装置包括中心管1、膜袋2和隔网组，膜袋2和隔网组卷覆于中心管1上形成膜组9。

膜袋2的口部与中心管1相连通，膜袋2内部形成产水通道，中心管1的一端设有产水73出口12。

隔网组位于膜袋2外侧，隔网组位于原水通道中，隔网组包括多个隔网3，多个隔网3的长度在原水71的流动方向递减，隔网3的长度不同，依次排列下来，整体的隔网3层数会在原水71的流动方向逐渐减小。

随着叠放的隔网3张数的逐渐减少，隔网组中隔网3总厚度逐渐变薄，隔网3中水流通道的截面也逐渐减少。按照膜装置的水效指标要求，隔网3总厚度根据膜表面的水流速进行设计，以确保原水71进水端与浓水72出水端水流速大小的接近。

原水71进水端水流通道截面积较大，可以减小水流阻力，增加隔网3的纳污能力，避免原水71中颗粒物和微生物造成的膜装置进水端污堵。因此本实用新型膜装置具有水流速均衡，且耐污染的特点。

本实用新型原水71通道的水流截面积在原水71的流动方向上逐渐减小。原水71在向前流动过程中，不断被过滤进入产水通道，原水71被不断浓缩，水流量减小。本申请中原水通道的截面积逐渐减小，因此虽然原水71水流量逐步减少，但膜面水流流速可以保持前后基本接近，可以提高浓水72端膜表面的水流速，减缓浓水72端膜表面的污染。

隔网组包括2-6个隔网3。隔网3之间沿着靠近膜袋2口部的一条边对齐叠放，靠近对齐边位置叠放的隔网3张数最多，随着与对齐边距离的增加，叠放的隔网3张数逐渐减少，直至最远处仅叠放1张隔网3。随着叠放的隔网3张数的逐渐减少，隔网3总厚度逐渐变薄，隔网3中水流通道的截面也逐渐减少。按照膜装置的水效指标要求，隔网3总厚度根据膜表面的水流速进行设计，以确保原水71进水端与浓水72出水端水流速大小的接近。

隔网3为PP、PE、PVC、PBT或尼龙网中的一种或多种，隔网3的厚度为5～43mil。

原水71在流动过程中，不断被过滤得到的产水73进入产水通道即膜袋2内，然后进入中心管1，从中心管1排出。

中心管1上设有集水孔11，中心管1通过集水孔11与膜袋2的内部相连通。膜袋2内收集的产水73可通过集水孔11源源不断进入中心管1从而被排出。

为了方便产水73的排出，还设有导流布4，导流布4设于膜袋2的内部，导流布4上除靠近膜袋2口部的三条边与膜袋2上对应的三条边相固定。

沿着隔网组螺旋流动的水不断透过膜片21进入膜袋2，在膜袋2内沿着导流布4螺旋流动，最终汇集到中心管1中，从中心管1一个端面流出形成产水73，所以导流布4可作为产水通道，引导产水73有序排出。

在一些实施方式中，膜袋2和隔网组对应均为一个或多个，多个膜袋2和多个隔网组交替排布。

隔网组设置于膜袋2与膜袋2之间，隔网组作为原水71流动通道。原水71从膜装置两个端面未封胶的缺口6位置流入膜装置，并垂直于中心管1的方向沿着隔网组螺旋流动，最终流出隔网3从圆环形外表面流出。

在一些实施方式中，膜袋2和隔网组对应均为2-20个，膜袋2和隔网组交替排布。隔网组设置于膜袋2与膜袋2之间，隔网组作为原水71流动通道。2-20个膜袋2和隔网组，可根据不同的供水需要进行设计，提高净水效率。

膜组9的两端设有密封面5和缺口6，缺口6靠近中心管1设置，缺口6与原水通道的入口相连；膜组9的外侧设有环形面，环形面与原水通道的出口相连。

从而，原水71从缺口6处进入原水通道不断被过滤，由于整个原水通道卷在中心管1外侧，原水71在向前流动过程中会远离中心管1，最终到达环形面成为浓水72被排出。

膜袋2由两片膜片21粘结而成，膜片21包括反渗透膜、纳滤膜、超滤膜和微滤膜，从而本申请的卷式膜装置可应用于多种过滤方式。

本实用新型中一种水流速均衡的卷式膜装置的一种实施例色的实现方法，包括以下步骤：

第1步，准备1根长298mm的中心管1，10张长和宽分别为106cm和28cm的反渗透膜片21，10张长、宽和厚分别为53cm、28cm和10mil的隔网3，10张长、宽和厚分别为40cm、28cm和10mil的隔网3，10张长、宽和厚分别为20cm、28cm和10mil的隔网3，9张长、宽和厚分别为53cm、28cm和10mil的导流布4，配置适量的聚氨酯胶水。

第2步，将10张反渗透膜片21按长度方向对折成V型，1张V型膜片21形成2片长53cm的膜片21。将长度为53cm的1张第一隔网31放置到每张V型膜片21中，将长度为40cm的1张第二隔网32叠放在长为53cm的第一隔网31上，将长度为20cm的1张第三隔网33叠放在长为40cm的第二隔网32上，3张长度不同的隔网3之间沿着一条边对齐，且对齐的边紧挨着V型膜片21的对折线。

第3步，将开有集水孔11的中心管1固定在夹具上，从固定在辊轮上的成捆导流布4中迁出连续的导流布4焊接在中心管1上，并在中心管1上缠绕2卷将导流布4拉紧，作为叠放膜袋2和隔网组的支撑层，往导流布4上沿着垂直于中线管的2条边用胶水各打一条长51cm的横向胶线81，并在横向胶线81的51cm位置平行于中心管1方向打一条竖向胶线82，横向胶线81和竖向胶线82闭合成U型。

第4步，将放置有隔网3的V型反渗透膜片21叠放在支撑层导流布4上，再往上叠放1张导流布4，往导流布4上沿着3条边不含挨着中心管1的1条边用胶水打一条胶线，胶线闭合成U型。步骤4重复10次。

第5步，将叠放在支撑层导流布4上的包含隔网3的V型膜片21和打胶完毕的导流布4绕着中心管1卷绕成膜组9。

第6步，用胶水将大部分圆形端面密封形成密封面5，仅露出离中心管1距离5～15mm的圆面位置形成未封胶的缺口6，未封胶的缺口6作为原水71的进水口，从而制得一只水流速均衡的卷式反渗透膜装置。

采用水效水对膜装置进行测试，结果显示水流速均衡的卷式反渗透膜装置相比常规卷式反渗透膜装置，运行48h后通量衰减比例可以减低10％。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种水流速均衡的卷式膜装置，其特征在于，包括原水通道和产水通道，所述原水通道的水流截面积在原水的流动方向上逐渐减小；

所述卷式膜装置还包括中心管(1)、膜袋(2)和隔网组，所述膜袋(2)的口部与所述中心管(1)相连通，所述产水通道位于所述膜袋(2)内部，所述隔网组位于膜袋(2)外侧，所述隔网组位于所述原水通道中。

2.根据权利要求1所述的一种水流速均衡的卷式膜装置，其特征在于，所述中心管(1)的一端设有产水出口(12)；所述隔网组包括长度不一的多个隔网(3)，隔网组中整体隔网(3)的层数在原水(71)的流动方向递减，所述膜袋(2)和隔网组卷覆于所述中心管(1)上形成膜组(9)。

3.根据权利要求1所述的一种水流速均衡的卷式膜装置，其特征在于，所述中心管(1)上设有集水孔(11)，所述中心管(1)通过集水孔(11)与所述膜袋(2)的内部相连通。

4.根据权利要求1所述的一种水流速均衡的卷式膜装置，其特征在于，还包括导流布(4)，所述导流布(4)设于所述膜袋(2)的内部，所述导流布(4)上除靠近膜袋(2)口部的三条边与所述膜袋(2)上对应的三条边相固定。

5.根据权利要求2所述的一种水流速均衡的卷式膜装置，其特征在于，所述隔网组包括2-6个隔网(3)，所述隔网(3)的长度不等。

6.根据权利要求2所述的一种水流速均衡的卷式膜装置，其特征在于，所述膜袋(2)和隔网组对应均为一个或多个，多个膜袋(2)和多个隔网组交替排布。

7.根据权利要求1所述的一种水流速均衡的卷式膜装置，其特征在于，所述膜袋(2)和隔网组对应均为2-20个，膜袋(2)和隔网组交替排布。

8.根据权利要求2所述的一种水流速均衡的卷式膜装置，其特征在于，所述膜组(9)的两端设有密封面(5)和缺口(6)，所述缺口(6)靠近所述中心管(1)设置，所述缺口(6)与所述原水通道的入口相连；所述膜组(9)的外侧设有环形面，所述环形面与所述原水通道的出口相连。

9.根据权利要求1所述的一种水流速均衡的卷式膜装置，其特征在于，所述膜袋(2)由两片膜片(21)粘结而成，所述膜片(21)包括反渗透膜、纳滤膜、超滤膜和微滤膜。

10.根据权利要求2所述的一种水流速均衡的卷式膜装置，其特征在于，所述隔网(3)为PP、PE、PVC、PBT或尼龙网中的一种或多种，所述隔网(3)的厚度为5～43mil。

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