卷式反滲透元件及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種卷式反滲透元件，包括中心管和兩個(gè)以上卷繞在所述中心管上的膜片組；所述中心管的一端封閉且所述中心管上設(shè)置有多個(gè)進(jìn)水孔；所述卷式反滲透元件的純水出口位于所述卷式反滲透元件的圓周面上，所述卷式反滲透元件的濃水出口位于所述卷式反滲透元件的靠近所述中心管的封閉端的端面上。本發(fā)明還提供一種上述卷式反滲透元件的制備方法。本發(fā)明的卷式反滲透元件的濃水出口位于該卷式反滲透元件的靠近封閉端的端面上，這樣其濃水出口僅為反滲透元件的部分端面，且濃水的流出方向與進(jìn)水方向不一致，因此進(jìn)水流速不會(huì)影響膜表面的水流流速，從而有效降低反滲透膜片的污染速度，提高卷式反滲透元件的使用壽命。
【專利說(shuō)明】卷式反滲透元件及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及凈水系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種卷式反滲透元件。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的卷式反滲透膜元件均是將由進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)、反滲透膜片、純水導(dǎo)流網(wǎng)疊加構(gòu)成的凈水膜片組卷繞在中心產(chǎn)水管上密封連接而成。如圖1，其主要工作過(guò)程是原水從元件的一端面進(jìn)入，沿著進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)流動(dòng)，一部分原水在壓力下透過(guò)反滲透膜形成產(chǎn)水，沿著純水導(dǎo)流網(wǎng)流動(dòng)匯集到中心管收集純水；另一部分原水沿著進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)從膜元件的另一端面流出。這種結(jié)構(gòu)的膜元件由于膜表面流速小，流程短，較易形成膜污染，從而縮短膜元件壽命O
[0003]專利申請(qǐng)?zhí)枮?01020550655.3提出了一種布水均勻的卷式反滲透膜元件，其中心管位于進(jìn)水流道中且管體上分布多個(gè)面向進(jìn)水流道的進(jìn)水孔，其反滲透膜片經(jīng)密封處理在卷式反滲透膜元件圓周表面有連通進(jìn)水流道的濃水出口，在卷式反滲透膜元件至少一端面有連通產(chǎn)水流道的純水出口，這種布水均勻的卷式反滲透膜元件能夠加大膜表面水流速度，減小膜表面濃差極化，降低卷式膜元件的污染速度。但是由于其濃水出口為膜元件整個(gè)圓周表面，且濃水流出方向與進(jìn)水方向一致，這樣會(huì)使得當(dāng)進(jìn)水流速一定時(shí)，膜表面流速會(huì)沿著濃水流出方向迅速遞減，從而增加遠(yuǎn)離中心管端的膜表面污染速度，從而降低膜元件壽命O


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述遠(yuǎn)離中心管端的膜元件表面污染的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種新的卷式反滲透元件及其制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種卷式反滲透元件，包括中心管和兩個(gè)以上卷繞在所述中心管上的膜片組；每個(gè)所述膜片組包括進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)、反滲透膜片和純水導(dǎo)流網(wǎng)；所述反滲透膜片的內(nèi)表面之間形成進(jìn)水流道，相鄰兩個(gè)所述膜片組的所述反滲透膜片的外表面之間形成產(chǎn)水流道，所述進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)設(shè)置在所述進(jìn)水流道中，所述純水導(dǎo)流網(wǎng)設(shè)置在所述產(chǎn)水流道中；所述產(chǎn)水流道上設(shè)置有純水出口，所述進(jìn)水流道上設(shè)置有濃水出口 ；
[0007]所述中心管的一端封閉且所述中心管上設(shè)置有多個(gè)進(jìn)水孔；
[0008]所述純水出口位于所述卷式反滲透元件的圓周面上，所述卷式反滲透元件的濃水出口位于所述卷式反滲透元件的靠近所述中心管的封閉端的端面上。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述濃水出口位于所述進(jìn)水流道的與所述中心管相鄰的側(cè)邊上。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述濃水出口的長(zhǎng)度為所述反滲透膜片的長(zhǎng)度的1/10至1/5。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述進(jìn)水流道的與所述中心管相鄰的第一側(cè)邊完全封閉，所述進(jìn)水流道的與所述中心管相鄰的第二側(cè)邊部分封閉，所述第二側(cè)邊的未封閉的部分形成所述濃水出口。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述產(chǎn)水流道的兩個(gè)側(cè)邊封閉，所述產(chǎn)水流道的與所述中心管相對(duì)的對(duì)邊形成所述純水出口。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述中心管上的進(jìn)水孔均勻設(shè)置。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述中心管上的進(jìn)水孔非均勻設(shè)置，從所述中心管的開(kāi)放端至所述中心管的封閉端的方向上，相鄰兩個(gè)所述進(jìn)水孔之間的距離減小。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述進(jìn)水孔的直徑為Imm?5mm。
[0016]本發(fā)明還提供一種上述的卷式反滲透元件的制備方法，所述制備方法中的密封處理包括如下步驟:
[0017]SlOO:將反滲透膜片對(duì)折形成進(jìn)水流道，將進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)放置在進(jìn)水流道中；
[0018]S200:將中心管置于進(jìn)水流道中使中心管的進(jìn)水孔對(duì)準(zhǔn)進(jìn)水流道；
[0019]S300:對(duì)與中心管相鄰的第一側(cè)邊、與中心管相對(duì)的對(duì)邊全部進(jìn)行密封處理；
[0020]S400:對(duì)與中心管相鄰的第二側(cè)邊進(jìn)行部分密封處理，未密封的部分的長(zhǎng)度占第二側(cè)邊的長(zhǎng)度的1/10至1/5。
[0021]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述密封處理通過(guò)膠布涂膠的方式實(shí)現(xiàn)。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的卷式反滲透元件的濃水出口位于該卷式反滲透元件的靠近封閉端的端面上，這樣其濃水出口僅為反滲透元件的部分端面，且濃水的流出方向與進(jìn)水方向不一致，因此進(jìn)水流速不會(huì)影響膜表面的水流流速，從而有效降低反滲透膜片的污染速度，提高卷式反滲透元件的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為現(xiàn)有的卷式反滲透元件的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0024]圖2本發(fā)明的卷式反滲透元件的一個(gè)實(shí)施例的整體示意圖；
[0025]圖3為現(xiàn)有的卷式反滲透元件的另一實(shí)施例的示意圖；
[0026]圖4為圖2所示的卷式反滲透元件的截面示意圖；
[0027]圖5為圖2所示的卷式反滲透元件的涂布示意圖；
[0028]圖6為圖2中的卷式反滲透元件的中心管的另一實(shí)施例的整體示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本發(fā)明的卷式反滲透元件及其制備方法的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0030]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0031]參見(jiàn)圖1，現(xiàn)有的卷式反滲透元件中原水從整個(gè)反滲透元件的一端進(jìn)入，沿著進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)30流動(dòng)，一部分原水在壓力作用下透過(guò)反滲透膜形成產(chǎn)水，產(chǎn)水沿著純水導(dǎo)流網(wǎng)20匯集至中心管10中，其中中心管10為產(chǎn)水管，中心管10主要用于收集產(chǎn)水即純水；另一部分原水沿著進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)從反滲透元件的另一端面流出。這種反滲透元件的進(jìn)水方向與濃水排出方向一致，但由于流道寬，流程短，進(jìn)水在流道中的速度較慢，膜表面容易產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象，從而較易形成膜污染，整個(gè)反滲透元件的壽命較短。
[0032]為了盡量解決反滲透膜表面濃差極化現(xiàn)象的發(fā)生，本發(fā)明提供了一種新的卷式反滲透元件，參見(jiàn)圖2，本發(fā)明的卷式反滲透元件，其包括中心管100和兩個(gè)以上卷繞在所述中心管100上的膜片組200 ;所述中心管100的一端110封閉，且所述中心管100上設(shè)置有多個(gè)進(jìn)水孔130 ;所述卷式反滲透元件的純水出口 300位于所述卷式反滲透元件的圓周面上，所述卷式反滲透元件的濃水出口 400位于所述卷式反滲透元件的靠近所述中心管100的封閉端110的端面上。
[0033]本實(shí)施例中的卷式反滲透元件是由膜片組200卷繞在中心管100上制成的。本實(shí)施例中的中心管100是進(jìn)水管，如圖2所示中心管100的一端110封閉，另一端120開(kāi)放，原水從中心管的開(kāi)放端120進(jìn)入，通過(guò)設(shè)置在中心管100上的進(jìn)水孔130進(jìn)入卷式反滲透元件的進(jìn)水流道。由于原水進(jìn)入進(jìn)水流道后沿著膜片卷繞方向進(jìn)行流動(dòng)，這樣整個(gè)膜元件的流道相對(duì)變窄，由于V = Q/(LXT) (V為原水流速，Q為原水流量，L為進(jìn)水流道長(zhǎng)度，T為進(jìn)水流道厚度)，在原水流量一定的條件下提高了原水在卷式反滲透元件中的流動(dòng)速度，在一定程度上克服了膜表面極易形成濃差極化現(xiàn)象的問(wèn)題。一般的，參見(jiàn)圖3，圖3中的反滲透元件的濃水出口為膜元件的整個(gè)圓周表面且濃水流出方向與進(jìn)水方向一致，當(dāng)進(jìn)水流速一定時(shí)，膜表面的流速會(huì)沿著濃水流出方向迅速遞減，從而增加遠(yuǎn)離中心管的膜表面污染的速度，進(jìn)而降低膜元件壽命。作為這種實(shí)施方式的一種改進(jìn)，本實(shí)施例中的濃水流出方向與進(jìn)水方向近似垂直，這樣可以增加濃水部分的紊流，從而避免遠(yuǎn)離中心管的膜表面的污染，從而整體上提高了膜元件的壽命。本實(shí)施例中的濃水出口 400位于卷式反滲透元件的靠近中心管100的封閉端110的端面上，這樣能夠增加濃水渠道的紊流，從而在一定程度上克服了膜表面濃差極化現(xiàn)象的發(fā)生。本實(shí)施例中從提高原水的流動(dòng)速度和增加濃水附近的水流的紊流兩方面出發(fā)來(lái)降低反滲透元件表面的濃差極化現(xiàn)象的發(fā)生，二者協(xié)同作用能夠在不改變水通量的前提下盡量降低濃差極化現(xiàn)象發(fā)生的可能性，從而提高反滲透膜的壽命。
[0034]較佳的，作為一種可實(shí)施方式，參見(jiàn)圖4，本實(shí)施例中的膜片組200由所述膜片組由進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)210、反滲透膜片220和純水導(dǎo)流網(wǎng)230疊加形成；所述反滲透膜片220的內(nèi)表面(正面)之間形成進(jìn)水流道201，所述反滲透膜片220的外表面(反面)之間形成產(chǎn)水流道202，所述進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)210設(shè)置在所述進(jìn)水流道201中，所述純水導(dǎo)流網(wǎng)230設(shè)置在所述產(chǎn)水流道202中，純水出口 300位于產(chǎn)水流道202上，濃水出口 400位于進(jìn)水流道201上。本實(shí)施例中的濃水出口 400位于進(jìn)水流道201上與中心管100相鄰的側(cè)邊的靠近封閉端110的部分。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，本實(shí)施例中的濃水出口可以僅設(shè)置在一個(gè)側(cè)邊上，也可以設(shè)置在兩個(gè)側(cè)邊上。與將濃水出口設(shè)置在圓周面上不同，本實(shí)施例將濃水出口設(shè)置在進(jìn)水流道的側(cè)邊上使得濃水與原水在進(jìn)水流道中的流動(dòng)方向不同，其一方面可以增加濃水部分的紊流，另一方面可以相對(duì)提高水通量，避免遠(yuǎn)離進(jìn)水端的反滲透膜表面發(fā)生濃差極化現(xiàn)象。
[0035]較佳的，作為一種可實(shí)施方式，參見(jiàn)圖5，反滲透膜片220的內(nèi)表面221之間形成進(jìn)水流道201，該進(jìn)水流道201的與所述中心管100相鄰的第一側(cè)邊2011完全封閉，所述進(jìn)水流道201的與所述中心管100相鄰的第二側(cè)邊2012部分封閉，所述第二側(cè)邊2012的未封閉的部分形成所述濃水出口 400。中心管100上的多個(gè)進(jìn)水孔101面向進(jìn)水流道201，原水從進(jìn)水孔101呈噴射狀進(jìn)入進(jìn)水流道110中，使得進(jìn)水均勻，不會(huì)存在進(jìn)水死角，從而避免膜片表面的結(jié)垢現(xiàn)象。本實(shí)施例中的濃水出口僅設(shè)置在該卷式反滲透元件的一個(gè)側(cè)邊上，這樣設(shè)計(jì)制造比較簡(jiǎn)單。
[0036]較佳的，作為一種可實(shí)施方式，本實(shí)施例中的濃水出口 400的長(zhǎng)度為所述反滲透膜片220的長(zhǎng)度的1/10至1/5。一方面為了增加濃水區(qū)域的紊流度，另一方面為了保證進(jìn)水流速，經(jīng)試驗(yàn)研宄認(rèn)為，本實(shí)施例中的濃水出口 400的長(zhǎng)度為所述反滲透膜片220的長(zhǎng)度的1/10至1/5是最適合的寬度。
[0037]較佳的，作為另一種可實(shí)施方式，所述產(chǎn)水流道202的兩個(gè)側(cè)邊封閉，所述產(chǎn)水流道202的與所述中心管相對(duì)的對(duì)邊形成所述純水出口 300。當(dāng)膜片組200卷繞在中心管100上時(shí)，純水出口 300就位于該卷式反滲透元件的圓周面上。
[0038]較佳的，作為一種可實(shí)施方式，參見(jiàn)圖5，中心管100上的進(jìn)水孔101均勻設(shè)置。這樣設(shè)置可以保證布水均勻，不會(huì)存在進(jìn)水死角。
[0039]作為另一種可實(shí)施方式，參見(jiàn)圖6，所述中心管100上的進(jìn)水孔101非均勻設(shè)置，從所述中心管100的開(kāi)放端120至所述中心管100的封閉端110的方向上，所述進(jìn)水孔101的密度增加；也就是說(shuō)，越靠近封閉端110，相鄰進(jìn)水孔101之間的距離越小。由于濃水出口 400靠近封閉端110，為了保證靠近封閉端的這部分的進(jìn)水流速，本實(shí)施例設(shè)置這部分的進(jìn)水孔的密度較大，也就是說(shuō)這部分的進(jìn)水相對(duì)較多，這樣可以保證進(jìn)水流速，另一方面可以進(jìn)一步增加濃水部分的紊流。
[0040]較佳的，作為一種可實(shí)施方式，進(jìn)水孔101的直徑為Imm至5mm。這樣能夠保證進(jìn)水以噴射狀進(jìn)入進(jìn)水流道。
[0041]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種上述卷式反滲透元件的制備方法，該制備方法的密封處理包括如下步驟:
[0042]SlOO:將反滲透膜片220的正面對(duì)折形成進(jìn)水流道201，將進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)210放置在進(jìn)水流道201中；
[0043]S200:將中心管100置于進(jìn)水流道201中使中心管100的進(jìn)水孔101對(duì)準(zhǔn)進(jìn)水流道201 ;本實(shí)施例中將中心管100置于反滲透膜片220的自由端；
[0044]S300:如圖5所示，對(duì)與中心管100相鄰的第一側(cè)邊2011、與中心管100相對(duì)的對(duì)邊2013全部進(jìn)行密封處理；
[0045]S400:對(duì)與中心管相鄰的第二側(cè)邊2012進(jìn)行部分密封處理，未密封的部分的長(zhǎng)度占第二側(cè)邊的長(zhǎng)度的1/10至1/5。未密封的這部分即為濃水出口 400。濃水出口 400的寬度可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)。
[0046]較佳的，作為一種可實(shí)施方式，密封處理可以通過(guò)膠布涂膠的方式實(shí)現(xiàn)。如圖5所示，在這些部位設(shè)置有防水膠帶500。該防水膠帶500可以直接涂在進(jìn)水隔網(wǎng)上，也可以先涂覆在反滲透膜220的正面221上，然后放置進(jìn)水隔網(wǎng)。
[0047]本發(fā)明的卷式反滲透元件通過(guò)合理設(shè)置濃水出口和純水出口，能夠有效降低反滲透膜片的污染速度，提高膜使用壽命。
[0048]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種卷式反滲透元件，其特征在于，包括中心管(100)和兩個(gè)以上卷繞在所述中心管(100)上的膜片組(200)； 每個(gè)所述膜片組(200)包括進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)(210)、反滲透膜片(220)和純水導(dǎo)流網(wǎng)(230);所述反滲透膜片(220)的內(nèi)表面(221)之間形成進(jìn)水流道(201)，相鄰兩個(gè)所述膜片組(200)的所述反滲透膜片(220)的外表面之間形成產(chǎn)水流道(202)，所述進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)(210)設(shè)置在所述進(jìn)水流道(201)中，所述純水導(dǎo)流網(wǎng)(230)設(shè)置在所述產(chǎn)水流道(202)中；所述產(chǎn)水流道(202)上設(shè)置有純水出口(300)，所述進(jìn)水流道(201)上設(shè)置有濃水出口(400)； 所述中心管(100)的一端(110)封閉且所述中心管(100)上設(shè)置有多個(gè)進(jìn)水孔(101); 所述純水出口(300)位于所述卷式反滲透元件的圓周面上，所述卷式反滲透元件的濃水出口(400)位于所述卷式反滲透元件的靠近所述中心管(100)的封閉端(110)的端面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷式反滲透元件，其特征在于，所述濃水出口(400)位于所述進(jìn)水流道(201)的與所述中心管(100)相鄰的側(cè)邊上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷式反滲透元件，其特征在于，所述濃水出口(400)的長(zhǎng)度為所述反滲透膜片(220)的長(zhǎng)度的1/10至1/5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷式反滲透元件，其特征在于，所述進(jìn)水流道(201)的與所述中心管(100)相鄰的第一側(cè)邊(2011)完全封閉，所述進(jìn)水流道(201)的與所述中心管(100)相鄰的第二側(cè)邊(2012)部分封閉，所述第二側(cè)邊(2012)的未封閉的部分形成所述濃水出口(400)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷式反滲透元件，其特征在于，所述產(chǎn)水流道(202)的兩個(gè)側(cè)邊封閉，所述產(chǎn)水流道(202)的與所述中心管(100)相對(duì)的對(duì)邊形成所述純水出口(300)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的卷式反滲透元件，其特征在于，所述中心管(100)上的進(jìn)水孔(101)均勻設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的卷式反滲透元件，其特征在于，所述中心管(100)上的進(jìn)水孔(101)非均勻設(shè)置，從所述中心管(100)的開(kāi)放端(120)至所述中心管(100)的封閉端(110)的方向上，相鄰兩個(gè)所述進(jìn)水孔(101)之間的距離減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷式反滲透元件，其特征在于，所述進(jìn)水孔(101)的直徑為Imm ?5mm0
9.一種權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的卷式反滲透元件的制備方法，其特征在于，所述制備方法中的密封處理包括如下步驟: SlOO:將反滲透膜片(220)對(duì)折形成進(jìn)水流道(201)，將進(jìn)水導(dǎo)流網(wǎng)(210)放置在進(jìn)水流道(201)中； S200:將中心管(100)置于進(jìn)水流道(201)中使中心管(100)的進(jìn)水孔(101)對(duì)準(zhǔn)所述進(jìn)水流道(201)； S300:對(duì)與所述中心管(100)相鄰的第一側(cè)邊(2011)、與所述中心管(100)相對(duì)的對(duì)邊(2013)全部進(jìn)行密封處理； S400:對(duì)與所述中心管(100)相鄰的第二側(cè)邊(2012)進(jìn)行部分密封處理，未密封的部分的長(zhǎng)度占所述第二側(cè)邊(2012)的長(zhǎng)度的1/10至1/5。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述密封處理通過(guò)膠布涂膠的方式實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】B01D67/00GK104492268SQ201410784688
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】秦利利, 陳黃錳, 張量, 陳靜, 楊勇 申請(qǐng)人:珠海格力電器股份有限公司