CN224236540U - 一种电渗析滤芯及净水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电渗析滤芯及净水机，电渗析滤芯包括外壳，其内部设有容纳腔，外壳上设有连通容纳腔的进水口和出水口；电渗析膜堆同轴且可拆卸地设在容纳腔，电渗析膜堆包括沿容纳腔轴向延伸的至少两个膜段，各个膜段的轴向两端面均密封固定；电极组件包括同轴设在电渗析膜堆内的内支架、同轴设在电渗析膜堆外的外支架和电极丝，电极丝螺旋缠绕在内支架和外支架上；外支架与外壳的内壁之间设有连通进水口的间隙，内支架内设有轴向延伸且连通出水口的通道，内支架对应各个膜段设有连通通道的过水口。其通过分段设置减小各膜段轴向端部与中间区域的流道宽度差距，使得电渗析膜堆轴向各部位的水流速更加接近，减少轴向两端部结垢堵塞的几率。

Description

一种电渗析滤芯及净水机

技术领域

本实用新型涉及水处理设备领域，尤其涉及一种电渗析滤芯及净水机。

背景技术

随着社会的进步及人们生活水平的提高，人们对于自身饮食饮水的卫生越来越重视。传统方式中，自来水通常采用氯化法处理，能够有效防止水传播疾病，但自来水中含有盐、杂质、以及余氯等，并不具备直接饮用的条件，在饮用前需要再净化处理。

因此，现有技术采用反渗透膜来对自来水进行净化，以制取可以直接饮用的纯水。反渗透膜可以有效阻止细菌、病毒、水垢、盐离子等物质，只允许水分子通过，从而保证用水的安全性。而在处理过程中，细菌、病毒、水垢、盐离子等未通过反渗透膜的物质则形成浓水排出。即，反渗透膜在净化水时会产生较多的浓水，不仅浪费较多，而且影响使用者的观感。

电渗析滤芯是另一种比较受欢迎的滤芯，其由膜材料卷绕而成，以相邻膜片之间的空间作为流道，在正向通电时，进水中的阴阳离子被吸附到膜片上，从而得到纯水；在反向通电时，膜片上吸附的离子重新回到进水中，以实现滤芯的再生。为了保证净水效果，电渗析滤芯一般制作的较长，膜堆同样具有较长的长度，安装时，膜堆的两端通过胶粘紧密固定，膜堆较长的长度使得其两端部的流道明显窄于中间区域，使得净水过程中膜堆的两端部容易结垢堵塞，导致电渗析滤芯的使用寿命降低。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型提供一种电渗析滤芯及净水机，通过将电渗析膜堆分段设置以减小各膜段轴向端部与中间区域的流道宽度差距，从而使得净水过程中电渗析膜堆轴向各部位的水流速相对更加接近，减少各膜段轴向两端部结垢堵塞的几率，提高电渗析膜堆的利用率，以保证电渗析滤芯的使用寿命和净水效果。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

第一方面，本实用新型提供一种电渗析滤芯，包括：

外壳，外壳的内部设有容纳腔，外壳上设有连通容纳腔的进水口和出水口；

电渗析膜堆，电渗析膜堆同轴且可拆卸地设在容纳腔，电渗析膜堆包括沿容纳腔轴向延伸的至少两个膜段，各个膜段的轴向两端面均密封固定；

电极组件，电极组件包括同轴设在电渗析膜堆内的内支架、同轴设在电渗析膜堆外的外支架和电极丝，电极丝螺旋缠绕在内支架和外支架上；

外支架与外壳的内壁之间设有连通进水口的间隙，内支架内设有轴向延伸且连通出水口的通道，内支架对应各个膜段设有连通通道的过水口。

在一个优选的实施方式中，相邻两个膜段之间通过支撑架连接，且支撑架密封固定其对应的膜段的端面，位于电渗析膜堆轴向两端的端面通过封盖密封固定。

在一个优选的实施方式中，至少一个封盖和内支架的至少一轴向端部与外壳的内壁固定连接，支撑架与外支架固定连接。

在一个优选的实施方式中，膜段包括中心管、及卷绕套设且固定于中心管上的膜组，膜组的轴向两端面密封固定，内支架同轴设于中心管内，中心管上开设有若干透水孔。

在一个优选的实施方式中，内支架对应各个膜段远离出水口的一端设有过水口。

在一个优选的实施方式中，电渗析滤芯横向放置，进水口和出水口均设在外壳轴向的一端部，且进水口对应外壳内壁的最高点设置。

在一个优选的实施方式中，外壳包括内部设有容纳腔的壳体，壳体的轴向一端设有连通容纳腔的开口，壳体的开口处可拆卸地安装有端盖以打开或关闭容纳腔，进水口和出水口设在壳体背向开口的端部。

在一个优选的实施方式中，壳体背向开口的端部设有接线口，内支架和外支架上的电极丝均经由接线口电连接外部电源。

在一个优选的实施方式中，内支架和外支架的侧壁均凸设有轴向延伸的若干支架条，各个支架条上沿轴向凹设有适配且可固定电极丝的若干卡槽。

第二方面，本实用新型提供一种净水机，包括上述电渗析滤芯。

本实用新型提供的电渗析滤芯及净水机具有如下技术效果：

电渗析膜堆包括沿容纳腔轴向延伸的至少两个膜段，各个膜段的轴向两端面均密封固定，以通过将电渗析膜堆分段设置减小各膜段轴向端部与中间区域的流道宽度差距，从而使得净水过程中电渗析膜堆轴向各部位的水流速相对更加接近，减少各膜段轴向两端部结垢堵塞的几率，提高电渗析膜堆的利用率，以保证电渗析滤芯的使用寿命和净水效果。

附图说明

图1为本实用新型的电渗析滤芯的结构示意图；

图2为本实用新型的电渗析滤芯的轴向剖视图；

图3为本实用新型的电渗析滤芯的爆炸图；

图4为图2的爆炸图；

图5为本实用新型的电极丝缠绕在内支架上的结构示意图；

图6为本实用新型的电极丝缠绕在外支架上的结构示意图。

其中，附图标记含义如下：

1、外壳；11、容纳腔；12、进水口；13、出水口；14、间隙；15、第一限位槽；16、第二限位槽；17、壳体；171、开口；18、端盖；19、接线口；2、电渗析膜堆；21、膜段；211、中心管；212、膜组；22、支撑架；23、封盖；231、限位部；3、电极组件；31、内支架；311、通道；312、过水口；313、限位端；32、外支架；33、电极丝；34、支架条；341、卡槽。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

参阅图2、图5和图6，本实用新型提供一种电渗析滤芯，包括外壳1、电渗析膜堆2和电极组件3。外壳1的内部设有容纳腔11，外壳1上设有连通容纳腔11的进水口12和出水口13。外壳1可为圆柱形、圆台形、长方体等结构，本实用新型以圆柱形的外壳1为例进行说明。进水口12和出水口13可设置在外壳1的任意位置，只要不影响进出水效果即可。

电渗析膜堆2同轴且可拆卸地设在容纳腔11，电渗析膜堆2包括沿容纳腔11轴向延伸的至少两个膜段21，各个膜段21的轴向两端面均密封固定。电渗析膜堆2固定在容纳腔11内，且电渗析膜堆2与容纳腔11同轴设置，电渗析膜堆2的径向外侧面为阳极，径向内侧面为阴极。电渗析膜堆2的各个膜段21的轴向两端部均通过胶粘等方式密封固定，从而在原水自进水口12进入容纳腔11内后，能够沿着各个膜段21的流道逐步流动至中心轴位置，而不会从各个膜段21的两端部流出，从而实现原水中的离子被逐步吸附以使原水逐步净化，保证原水的净化效果。当电渗析膜堆2再生时，原水反向自中心轴沿着各个流道流向径向边缘，而不会从各个膜段21的两端部流出，以使离子逐步脱附，保证电渗析膜堆2的再生效果。

电极组件3包括同轴设在电渗析膜堆2内的内支架31、同轴设在电渗析膜堆2外的外支架32和电极丝33，电极丝33螺旋缠绕在内支架31和外支架32上；外支架32与外壳1的内壁之间设有连通进水口12的间隙14，内支架31内设有轴向延伸且连通出水口13的通道311，内支架31对应各个膜段21设有连通通道311的过水口312。外支架32上设有若干镂空孔以过水。电极丝33缠绕在内支架31和外支架32上，其与外部电源电连接以实现通电电渗析。电渗析净水时，外支架32上的电极丝33连接正极，内支架31上的电极丝33连接负极，以实现电渗析膜堆2吸附离子。电渗析膜堆2再生时，外支架32上的电极丝33连接负极，内支架31上的电极丝33连接正极，以实现电渗析膜堆2脱附离子。

本实用新型的电渗析膜堆2包括沿容纳腔11轴向延伸的至少两个膜段21，各个膜段21的轴向两端面均密封固定，以通过将电渗析膜堆2分段设置减小各膜段21轴向端部与中间区域的流道宽度差距，从而使得净水过程中电渗析膜堆2轴向各部位的水流速相对更加接近，减少各膜段21轴向两端部结垢堵塞的几率，提高电渗析膜堆2的利用率，以保证电渗析滤芯的使用寿命和净水效果。

参阅图2-4，相邻两个膜段21之间通过支撑架22连接，且支撑架22密封固定其对应的膜段21的端面，位于电渗析膜堆2轴向两端的端面通过封盖23密封固定。封盖23和支撑架22均与对应的膜段21的端面之间粘接固定，既实现了膜段21的固定效果，也保证了膜段21端面的密封性。

至少一个封盖23和内支架31的至少一轴向端部与外壳1的内壁固定连接，支撑架22与外支架32固定连接。以图2和图4为例，封盖23远离电渗析膜堆2的一侧凸设有限位部231，外壳1的内壁对应限位部231设有相适配的第一限位槽15，电渗析膜堆2放置在容纳腔11内后，限位部231卡设在对应的第一限位槽15内，以实现电渗析膜堆2的固定。内支架31的轴向一端部朝向外壳1的内壁凸设有限位端313，外壳1的内壁对应限位端313设有相适配的第二限位槽16，电极组件3放置在容纳腔11内后，限位端313卡设在对应的第二限位槽16内，以实现内支架31的固定。支撑架22与外支架32固定连接，可借助电渗析膜堆2的固定效果通过支撑架22实现外支架32的固定，以使电极组件3的稳固安装。

在本实用新型中，膜段21包括中心管211、及卷绕套设且固定于中心管211上的膜组212，膜组212的轴向两端面密封固定，内支架31同轴设于中心管211内，中心管211上开设有若干透水孔。中心管211为轴向贯穿的管体，其上分布有若干透水孔以供水透过。膜组212紧密固定在中心管211的径向外周，可通过粘接的方式实现。膜组212由多张电渗析膜片卷绕而成，并在相邻两张膜片之间形成供水流过的流道，以在水流过时，完成电渗析吸附离子，或者脱离离子使得电渗析膜堆2再生。

在上述结构的基础上，本实用新型的电渗析滤芯横向放置，进水口12和出水口13均设在外壳1轴向的一端部，且进水口12对应外壳1内壁的最高点设置。电渗析滤芯横向放置有利于原水匀速流过流道，以提高净化效果。一般情况下，出水口13设在外壳1轴向一端部的中心区域，以对应内支架31设置，减少水的流动路径，以使净化后的纯水能够经由内支架31后直接从出水口13流出。在电渗析膜堆2再生时，原水反向流动、反向通电使得离子脱附并伴随有气体产生，进水口12对应外壳1内壁的最高点设置，有利于气体跟随水流从进水口12排出，避免滞留在电渗析滤芯内使得内部温度升高而影响使用寿命。

基于此，内支架31对应各个膜段21远离出水口13的一端设有过水口312。如此，无论是电渗析净水还是再生，原水流动路径最长，离子吸附和脱附效果均最好，有利于提高净水和再生效果。

参阅图1-4，外壳1包括内部设有容纳腔11的壳体17，壳体17的轴向一端设有连通容纳腔11的开口171，壳体17的开口171处可拆卸地安装有端盖18以打开或关闭容纳腔11，进水口12和出水口13设在壳体17背向开口171的端部。端盖18与壳体17之间可卡接或者螺纹连接，注意保证端盖18与壳体17之间连接的密封性即可。电渗析膜堆2和内支架31自开口171放入容纳腔11内后，二者均与壳体17背向开口171的一端内壁固定连接。

壳体17背向开口171的端部设有接线口19，内支架31和外支架32上的电极丝33均经由接线口19电连接外部电源。接线口19设置在壳体17的轴向端面，既方便接线，也不影响多个电渗析滤芯之间的叠加安装。

参阅图5和图6，内支架31和外支架32的侧壁均凸设有轴向延伸的若干支架条34，各个支架条34上沿轴向凹设有适配且可固定电极丝33的若干卡槽341。卡槽341的设置有利于实现电极丝33的稳定安装以及整齐缠绕，从而保证电连接效果。

基于上述结构，本实用新型的电渗析滤芯的工作原理如下：

净水时，外支架32上的电极丝33连接正极，内支架31上的电极丝33连接负极。原水从进水口12进入容纳腔11内，经间隙14流至各个膜段21，并从各个膜段21的径向最外侧沿着流道逐步向内流动，以使离子吸附在膜组212上，然后通过中心管211的透水孔、内支架31的过水口312进入通道311内，接着沿着通道311流动从出水口13流出以向用户提供纯水。

再生时，外支架32上的电极丝33连接负极，内支架31上的电极丝33连接正极。原水从出水口13进入通道311内，然后通过内支架31的各过水口312和各中心管211的透水孔流动各个膜段21，并从各个膜段21的径向最内侧沿着流道逐步向外流动，以使离子从膜组212上脱附，然后经间隙14从进水口12流出废水，并伴随气体的排出，从而完成电渗析滤芯的再生。

除此之外，本实用新型还提供一种净水机，包括上述电渗析滤芯。电渗析滤芯通过将电渗析膜堆2分段设置减小各膜段21轴向端部与中间区域的流道宽度差距，从而使得净水过程中电渗析膜堆2轴向各部位的水流速相对更加接近，减少各膜段21轴向两端部结垢堵塞的几率，提高电渗析膜堆2的利用率，以保证电渗析滤芯的使用寿命和净水效果。如此，电渗析滤芯安装在净水机，能够提高净水机的净水效果以及使用寿命。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电渗析滤芯，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳的内部设有容纳腔，所述外壳上设有连通所述容纳腔的进水口和出水口；

电渗析膜堆，所述电渗析膜堆同轴且可拆卸地设在所述容纳腔，所述电渗析膜堆包括沿所述容纳腔轴向延伸的至少两个膜段，各个所述膜段的轴向两端面均密封固定；

电极组件，所述电极组件包括同轴设在所述电渗析膜堆内的内支架、同轴设在所述电渗析膜堆外的外支架和电极丝，所述电极丝螺旋缠绕在所述内支架和所述外支架上；

所述外支架与所述外壳的内壁之间设有连通所述进水口的间隙，所述内支架内设有轴向延伸且连通所述出水口的通道，所述内支架对应各个所述膜段设有连通所述通道的过水口。

2.根据权利要求1所述的电渗析滤芯，其特征在于：相邻两个所述膜段之间通过支撑架连接，且所述支撑架密封固定其对应的所述膜段的端面，位于所述电渗析膜堆轴向两端的端面通过封盖密封固定。

3.根据权利要求2所述的电渗析滤芯，其特征在于：至少一个所述封盖和所述内支架的至少一轴向端部与所述外壳的内壁固定连接，所述支撑架与所述外支架固定连接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的电渗析滤芯，其特征在于：所述膜段包括中心管、及卷绕套设且固定于中心管上的膜组，所述膜组的轴向两端面密封固定，所述内支架同轴设于所述中心管内，所述中心管上开设有若干透水孔。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的电渗析滤芯，其特征在于：所述内支架对应各个所述膜段远离所述出水口的一端设有所述过水口。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的电渗析滤芯，其特征在于：所述电渗析滤芯横向放置，所述进水口和所述出水口均设在所述外壳轴向的一端部，且所述进水口对应所述外壳内壁的最高点设置。

7.根据权利要求6所述的电渗析滤芯，其特征在于：所述外壳包括内部设有所述容纳腔的壳体，所述壳体的轴向一端设有连通所述容纳腔的开口，所述壳体的所述开口处可拆卸地安装有端盖以打开或关闭所述容纳腔，所述进水口和所述出水口设在所述壳体背向所述开口的端部。

8.根据权利要求7所述的电渗析滤芯，其特征在于：所述壳体背向所述开口的端部设有接线口，所述内支架和所述外支架上的所述电极丝均经由所述接线口电连接外部电源。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的电渗析滤芯，其特征在于：所述内支架和所述外支架的侧壁均凸设有轴向延伸的若干支架条，各个所述支架条上沿轴向凹设有适配且可固定所述电极丝的若干卡槽。

10.一种净水机，其特征在于，包括：权利要求1-9任意一项所述的电渗析滤芯。