CN105195022B - 一种卷绕式ro膜滤芯及其中心水管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷绕式RO膜滤芯及其中心水管，该中心水管具有浓水流道和纯水流道，其中，浓水流道的浓水进口和纯水流道的纯水出口分别开设于中心水管的两端面，浓水流道的浓水出口和纯水流道的纯水进口均开设于中心水管的外周壁，且，浓水进口、纯水进口、浓水出口和纯水出口四者沿轴向顺次设置。与现有中心水管相比，这种双流道中心水管具有浓水流道，使浓水可及时由RO流入浓水流道内，缩短了浓水滞留于RO膜组内的时间，继而减小了附着于RO膜组的杂质量，以使RO膜组的实际使用寿命尽可能地接近其理论使用寿命。

Description

一种卷绕式RO膜滤芯及其中心水管

技术领域

本发明涉及延长RO膜组实际使用寿命的技术领域，特别涉及一种卷绕式RO膜滤芯及其中心水管。

背景技术

随着RO(反渗透)膜技术的不断发展，RO膜滤芯已成为水处理领域最常用的过滤元件。

如图1所示，RO膜滤芯包括壳体1′、RO膜组2′、中心水管3′、顶盖4′和底盖5′，其中，RO膜组2′卷绕于中心水管3′上，底盖5′封堵中心水管3′的底端口和RO膜组2′件的底端面，顶盖4′开设有浓水出口4a′和纯水出口4b′，顶盖4′安装于中心水管3′顶端，用于阻断RO膜组2′件和中心水管3′两者的顶端面与RO膜组2′的原水进口，并且其浓水出口4a′与RO膜组2′件的顶端面连通，其纯水出口4b′与中心水管3′的顶端口连通，壳体1′与顶盖4′和底盖5′两者固连并与RO膜组2′的外周壁围合形成原水导流腔1b′，壳体1′还可设有与原水水源连通的原水导入口1a′。

此外，需要说明的是，图1中实心箭头代表原水流向，空心箭头代表浓水流向，30°(度)角箭头代表纯水流向。

原水经由壳体1′的原水导入口1a′流进原水流道腔内，再在水压作用下经由RO膜组2′的原水进口流入RO膜组2′内过滤，过滤后的纯水由中心水管3′管壁上的纯水导流孔3a′流入中心水管3′内，再由其顶端口流入顶盖4′的纯水流道，最后经由顶盖4′的纯水出口4b′排出；与此同时，过滤后形成的浓水由RO膜组2′件的顶端面流入顶盖4′的浓水流道，最后经顶盖4′的浓水出口4a′排出。

在实践中，由于顶盖4′上的浓水流道及浓水出口4a′较小，浓水排出速度较慢极易滞留与RO膜组2′内，滞留时间越长浓水内杂质越易附着于RO膜组2′而降低其过滤效率，导致RO膜组2′实际使用寿命短于其理论使用寿命。

有鉴于此，如何是RO膜组2′的实际使用寿命尽可能地接近其理论使用寿命，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术缺陷，本发明提供一种适用于卷绕式RO膜滤芯的中心水管，以延长RO膜组的实际使用寿命，使之更接近于其理论使用寿命。在此基础上，本发明还提供一种包括该中心水管的卷绕式RO膜滤芯。

本发明所提供的一种卷绕式RO膜滤芯的中心水管，中心水管具有浓水流道和纯水流道，其中，浓水流道的浓水进口和纯水流道的纯水出口分别开设于中心水管的两端面，浓水流道的浓水出口和纯水流道的纯水进口均开设于中心水管的外周壁，且，浓水进口、纯水进口、浓水出口和纯水出口四者沿轴向顺次设置。

与现有中心水管相比，这种双流道中心水管具有浓水流道，使浓水可及时由RO流入浓水流道内，缩短了浓水滞留于RO膜组内的时间，继而减小了附着于RO膜组的杂质量，以使RO膜组的实际使用寿命尽可能地接近其理论使用寿命。

可选地，所述浓水出口至所述纯水进口的轴向距离占所述中心水管的轴向总长的80％～85％。

可选地，所述纯水流道还包括开设于所述中心水管的外周壁并与所述纯水进口连通的轴向导流槽。

可选地，所述轴向导流槽的槽长占所述浓水出口至所述纯水进口两者间轴向距离的70％～76％。

可选地，所述轴向导流槽的数目为至少两个，所述轴向导流槽相对于所述中心水管的轴线均布并彼此通过环形周向导流槽连通。

可选地，所述环形周向导流槽数目至少为两个，所述环形周向导流槽沿轴向等间距设置。

可选地，所述浓水进口至所述纯水进口间，所述中心水管的径向断面形状为圆环；所述纯水进口至所述浓水出口间：

所述浓水流道的径向断面由优弧段、第一切线段、第一半圆弧段和第二切线段顺次连接而成，所述优弧段和所述第一半圆弧段均与所述圆环同心且所述优弧段半径大于所述第一半圆弧段的半径，所述第一切线段与所述第一半圆弧段的一端部相切并延伸至与所述优弧段的一端部相交，所述第二切线段与所述第一半圆弧段的另一端部相切并延伸至与所述优弧段的另一端部相交；

所述纯水流道的径向断面由劣弧段、第三切线段、第二半圆弧段和第四切线段顺次连接而成，所述劣弧段与所述优弧段同心等径，所述第二半圆弧段与所述第一半圆弧段同心且其半径小于所述第一半圆弧段的半径，所述第三切线段与所述第二半圆弧段的一端部相切并延伸至与所述劣弧段的一端部相交，所述第四切线段与所述第二半圆弧段的另一端部相切并延伸至与所述劣弧段的另一端部相交。

可选地，径向断面内，所述纯水进口由所述第三切线段和所述第四切线段延伸至贯穿所述中心水管的外周壁形形成。

可选地，径向断面内，所述浓水出口由过所述优弧段的一直径两端部的两条切线段延伸至贯穿所述中心水管的外周壁形成。

可选地，所述中心水管具体为一体注塑成型。

除上述中心水管外，本发明还提供一种卷绕式RO膜滤芯，包括中心水管和卷绕于所述中心水管的RO膜组，其中，所述中心水管具体为如上所述的中心水管。

由于中心水管具有上述技术效果，因此包括该中心水管的卷绕式RO膜滤芯具有同样的技术效果，故而本文在此不再赘述。

附图说明

图1示出了传统RO膜滤芯的轴向剖视结构示意图；

图2示出了本发明所提供的中心水管的轴测结构示意图；

图3示出了图2中所示中心水管的轴向剖视结构示意图；

图4至图8分别示出了图3中A-A、B-B、C-C、D-D、E-E的截面结构示意图；

图9和图10示出了图3的F向和G向的局部结构示意图。

图1中附图标记与各个部件名称之间的对应关系：

1′壳体：原水导入口1a′、原水导流腔1b′；

2′RO膜组；

3′中心水管：3a′纯水导流孔；

4′顶盖：4a′浓水出口、4b′纯水出口；

5′底盖。

图2至图10中附图标记与各个部件名称之间的对应关系：

10中心水管：

11a浓水流道、R1优弧段、R2第一半圆弧段、La第一切线段、Lb第二切线段、11_in浓水进口、11_out浓水出口、Le第五切线段、Lf第六切线段；

12a纯水流道、R4劣弧段、R3第二半圆弧段、Lc第三切线段、Ld第四切线段、12_in纯水进口、12_out纯水出口、12b轴向导流槽、12c环形周向导流槽。

具体实施方式

本发明提供了一种适用于卷绕式RO膜滤芯的具有双流道的中心水管。在此基础上，本发明还提供这种中心水管的卷绕式RO膜滤芯。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参见图2和图3，其中，图2示出了本发明所提供的中心水管的轴测结构示意图，图3示出了图2中所示中心水管的轴向剖视结构示意图。需要说明的是，图2中空心箭头代表浓水流向，30°(度)角箭头代表纯水流向。

如图3所示，中心水管10具有纯水流道12a和浓水流道11a，其中，纯水流道12a的纯水出口12_out和浓水流道11a的浓水进口11_in分别开设于中心水管10的两端面，纯水流道12a的纯水进口12_in和浓水流道11a的浓水出口11_out均开设中心水管10的外周壁，且浓水进口11_in、纯水进口12_in、浓水出口11_out和纯水出口12_out四者沿轴向顺次设置。为了便于更好地理解中心水管10的具体结构，请一并参见图2。

RO膜组卷绕于中心水管10的浓水进口11_in和浓水出口11_out间并包覆纯水进口12_in，原水经由RO膜组过滤后制成的纯水经由纯水进口12_in流入纯水流道12a，最后经由纯水出口12_out排出；与此同时，过滤产生的浓水由RO膜组的一端面流出并由浓水进口11_in流入浓水流道11a，最后经浓水出口11_out排出。

显然，与现有单流道的中心水管10相比，采用上述具有双流道的中心水管10可使RO膜组过滤产生的浓水迅速流入其浓水流道11a内，缩短了浓水滞留于RO膜组的时长，继而减少了同等时间内附着于RO膜片的杂质量，进而延长了RO膜组的实际使用寿命，使之尽可能地接近其理论使用寿命。

进一步地，如图3所示，本具体实施方式中，浓水进口11_in至纯水进口12_in两者间轴向距离L1占中心水管10轴向总长L的80％～85％，也就是说明，中心水管10的浓水流道11a轴向长度远远大于其纯水流道12a的轴向长度。

这样，较长的浓水流道11a可使浓水更为容易地流入，可进一步提高浓水流速，继而进一步地减少浓水中杂质附着于RO膜片的几率。此外，相较于冲洗RO膜片，沉积于中心水管10的浓水流道11a内的杂质较易冲洗并不会对RO膜片造成损坏。

继续参见图3，纯水流道12a还包括开设于中心水管10外周壁的两个轴向导流槽12b和多个环形周向导流槽12c，其中，两个轴向导流槽12b相对于中心水管10的中心线180°(度)均布于其外周壁，多个环形周向导流槽12c沿轴向依次等间距设置，并，用于将两个轴向导流槽12b连通，两个轴向导流槽12b中一者与纯水进口12_in连通，而另一者则通过环形周向导流槽12c与纯水进口12_in连通。为便于更好地理解轴向导流槽12b的结构，请一并参见图7。

纯水由RO膜组的卷绕起始端流出后，可沿轴向导流槽12b流入中心水管10的纯水进口12_in，与流经中心水管10外周壁和RO膜组两者贴合面间隙相比，纯水流动过程中受到阻力较小，可极大地提高纯水的流速，加快出水量。

另外，本方案中在中心水管10的外周壁开设两个轴向导流槽12b，两个轴向导流槽12b间通过多个沿轴向等间距开设的环形周向导流槽12c连通，换句话说，也就是在中心水管10外周壁交错设置的多条沿轴向和周向延伸的导流槽，可进一步地提高纯水出水速度及纯水出水量。

可以理解，在满足导流纯水功能、加工及装配功能要求的基础上，轴向导流槽12b的数量可以为异于本具体实施方式的一个或多个；而且，包括多个轴向导流槽12b时，连通多个轴向导流槽12b的环形周向导流槽12c的数量亦可为异于本具体实施方式的一个，具体数量及多个轴向导流槽12b和环形导流槽的具体设置方式亦可根据中心水管10的具体结构来定。

还有，本具体实施方式中，为了保证纯水流速均匀性，两个轴向导流槽12b相对于中心水管10的中心线180度均布，还有多个环形周向导流槽12c沿轴向等间距间隔设置，可以理解，上述轴向导流槽12b和环形周向导流槽12c的布置方式并不仅限于上述结构，对两者数量及其他变形设置方式均落入本发明的保护范围。

进一步，在满足RO膜组卷绕中心水管10时包覆其外周壁的轴向导流槽12b前提下，为了提高纯水流速，轴向导流槽12b的槽底尽可能地靠近浓水进口11_in端，为此，本具体实施方式中，中心水管10的浓水进口11_in至轴向导流槽12b槽底的轴向距离占浓水进口11_in和纯水进口12_in间轴向距离的70％～76％。

本具体实施方式中，中心水管10的外截面形状为圆形，与其他多边形或异型截面结构相比，一方面，这种结构可使RO膜组卷绕形成螺旋形水流流道，在这个流道内水流流速均匀；另一方面，其制作工艺及卷绕工艺简单，制作成本低。

基于上述结构，结合图7和图8可知，除浓水进口11_in端部处浓水流道11a的截面形状为多边形外，浓水进口11_in至纯水进口12_in间，中心水管10的截面形状为圆环，也就是说，浓水流道11a的截面形状为圆形。

其中，浓水进口11_in端部处浓水流道11a的截面形状设置为多边形，是为了防止与中心水管10组装的底盖相对于中心水管10转动，也即提到限定底盖相对于中心水管10的转动自由度的作用。

如图4所示，纯水进口12_in至浓水出口11_out间，浓水流道11a的截面由优弧段R1、第一切线段La、第一半圆弧段R2和第二切线段Lb顺次连接而成，其中，优弧段R1和第一半圆弧均与中心水管10的外周壁同心且优弧段R1的半径大于第一半圆弧段R2的半径，第一切线段La与第一半圆弧段R2的一端部相切并延伸至与优弧段R1的一端部相交，同样，第二切线段Lb与第一半圆弧的另一端部相切并延伸至与优弧段R1的另一端部相交。

继续参见图4，纯水进口12_in至浓水出口11_out间，纯水流道12a的截面由第二半圆弧段R3、第三切线段Lc、第四切线段Ld和劣弧段R4顺次连接而成，其中，劣弧段R4与浓水流道11a的优弧段R1同心等径，第二半圆弧段R3与第一半圆弧段R2同心同向且半径小于第一半圆弧段R2，第三切线段Lc与第二半圆弧段R3的一端部相切并延伸至与劣弧段R4的一端部相交，同样，第四切线段Ld与第二半圆弧的另一端部相切并延伸至与劣弧段R4的另一端部相交。

进一步，如图5所示，径向断面内，中心水管10的纯水进口12_in是将图4中纯水流道12a的第一切线段La和第二切线段Lb同向延伸至贯穿其管壁形成。如图6所示，径向断面内，中心水管10的浓水出口11_out则是将图4中浓水流道11a的优弧段R1的直径的一端部的第五切线段Le延伸至贯穿管外周壁，优弧段R1直径的另一端的第六切线段Lf延伸至贯穿管外周壁形成。

为了便于更好地理解纯水进口12_in和浓水出口11_out的具体结构，请一并参见图9和图10。

这种结构可保证中心水管10的管壁壁厚、纯水流道12a和纯水流动两者间隔壁壁厚均匀，使中心水管10整体承载强度均匀，结构紧凑合理。

最后需要说明的是，本具体实施方式中中心水管10注塑一体成型，加工工艺简单、制造成本低，当然，在满足加工工艺要求的基础上，中心水管10亦可铸造或机加工工艺成型。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种卷绕式RO膜元件的中心水管，其特征在于，所述中心水管(10)具有浓水流道(11a)和纯水流道(12a)，所述浓水流道(11a)的浓水进口(11_in)和所述纯水流道(12a)的纯水出口(12_out)分别开设于所述中心水管(10)的两端面，所述浓水流道(11a)的浓水出口(11_out)和所述纯水流道(12a)的纯水进口(12_in)均开设于所述中心水管(10)的外周壁，所述浓水进口(11_in)、所述纯水进口(12_in)、所述浓水出口(11_out)和所述纯水出口(12_out)四者沿轴向顺次设置；所述浓水进口(11_in)至所述纯水进口(12_in)的轴向距离占所述中心水管(10)的轴向总长的80％～85％；所述纯水流道(12a)还包括开设于所述中心水管(10)的外周壁并与所述纯水进口(12_in)连通的轴向导流槽(12b)。

2.如权利要求1所述的中心水管(10)，其特征在于，所述轴向导流槽(12b)的槽长占所述浓水进口(11_in)至所述纯水进口(12_in)两者间轴向距离的70％～76％。

3.如权利要求1所述的中心水管(10)，其特征在于，所述轴向导流槽(12b)的数目为至少两个，所述轴向导流槽(12b)相对于所述中心水管(10)的轴线均布并彼此通过环形周向导流槽(12c)连通。

4.如权利要求3所述的中心水管(10)，其特征在于，所述环形周向导流槽(12c)数目至少为两个，所述环形周向导流槽(12c)沿轴向等间距设置。

5.如权利要求1至4任一项所述的中心水管(10)，其特征在于，所述浓水进口(11_in)至所述纯水进口(12_in)间，所述中心水管(10)的径向断面形状为圆环；所述纯水进口(12_in)至所述浓水出口(11_out)间：

所述浓水流道(11a)的径向断面由优弧段(R1)、第一切线段(La)、第一半圆弧段(R2)和第二切线段(Lb)顺次连接而成，所述优弧段(R1)和所述第一半圆弧段(R2)均与所述圆环同心且所述优弧段(R1)半径大于所述第一半圆弧段(R2)的半径，所述第一切线段(La)与所述第一半圆弧段(R2)的一端部相切并延伸至与所述优弧段(R1)的一端部相交，所述第二切线段(Lb)与所述第一半圆弧段(R2)的另一端部相切并延伸至与所述优弧段(R1)的另一端部相交；

所述纯水流道(12a)的径向断面由劣弧段(R4)、第三切线段(Lc)、第二半圆弧段(R3)和第四切线段(Ld)顺次连接而成，所述劣弧段(R4)与所述优弧段(R1)同心等径，所述第二半圆弧段(R3)与所述第一半圆弧段(R2)同心且其半径小于所述第一半圆弧段(R2)的半径，所述第三切线段(Lc)与所述第二半圆弧段(R3)的一端部相切并延伸至与所述劣弧段(R4)的一端部相交，所述第四切线段(Ld)与所述第二半圆弧段(R3)的另一端部相切并延伸至与所述劣弧段(R4)的另一端部相交。

6.如权利要求5所述的中心水管(10)，其特征在于，径向断面内，所述纯水进口(12_in)由所述第三切线段(Lc)和所述第四切线段(Ld)延伸至贯穿所述中心水管(10)的外周壁形形成。

7.如权利要求5所述的中心水管(10)，其特征在于，径向断面内，所述浓水出口(11_out)由过所述优弧段(R1)的一直径两端部的两条切线段延伸至贯穿所述中心水管(10)的外周壁形成。

8.如权利要求5所述的中心水管(10)，其特征在于，所述中心水管(10)具体为一体注塑成型。

9.一种卷绕式RO膜滤芯，包括中心水管(10)和卷绕于所述中心水管(10)的RO膜组，其特征在于，所述中心水管(10)具体为如权利要求1至8任一项所述的中心水管(10)。