CN116196762A - 多次过滤型反渗透膜元件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多次过滤型反渗透膜元件，属于过滤净化设备领域。该反渗透膜元件包括：可拆卸设置在外壳内的二次过滤组件，二次过滤组件包括：两组通过连接组件串联的过滤元件，过滤元件包括：中心管的管壁上设置透水孔；和过滤膜层，过滤膜层设置在中心管外侧，且液体通过透水孔在过滤膜层和中心管内进行流动。通过连接组件将两组过滤元件串联，本装置将二次反渗透过滤整合在一个膜元件中，实现单一膜元件的二次或多次过滤功能，既能得到更低含盐量的产出淡水又精简了设备配备，减小了体积，为一些空间不足的中小型工厂或实验室内提供了便利。

Description

多次过滤型反渗透膜元件

技术领域

本发明涉及一种净化、过滤设备领域，尤其涉及一种多次过滤型反渗透膜元件。

背景技术

反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。

反渗透膜的工作原理：反渗透是一种利用过滤薄膜两侧的压力差将进水原液分离为淡水(也称渗透液)和浓水(也称浓缩液)的技术。采用反渗透膜片加工而成的过滤内芯称为反渗透膜元件。进水原液含盐量减去淡水含盐量后，再除以原液含盐量，即可得到反渗透的脱盐能力，简称为脱盐率。

现有反渗透膜元件仅对进水原液进行一次过滤，在膜元件具体确定脱盐率的情况下，进水原液含盐量高，则其产出的淡水含盐量也高。在进水具有高盐份或者对产出淡水有更低含盐量要求的场合下，需要对进水原液进行重复多次过滤，方能得到满足使用要求的高品质产出淡水。因此，现有反渗透膜元件的多次过滤***具有配管复杂，体积庞大且占地过大的缺点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多次过滤型反渗透膜元件。

本发明的技术方案是：一种多次过滤型反渗透膜元件，包括：

可拆卸设置在外壳内的二次过滤组件，所述二次过滤组件包括：

两组通过连接组件串联的过滤元件，所述过滤元件包括：

中心管，所述中心管位于正中心，所述中心管的管壁上设置透水孔；和

过滤膜层，所述过滤膜层设置在中心管外侧，且液体通过透水孔在过滤膜层和中心管内进行流动。

进一步的，两组所述过滤元件沿其中心轴线同轴串联。

进一步的，所述连接组件包括：从上至下依次设置的进水分水盖、中间分水盖和出水支撑盖；

进水分水盖，所述进水分水盖包括进水分水板，在所述进水分水板的外端面的中心贯穿设置一次浓水管，在所述进水分水板的内端面的设置进水延长环，所述进水延长环内设置过滤元件；

中间分水盖，所述中间分水盖包括中间分水板，在所述中间分水板的中心处设置供中心管穿过的中间分水孔，在所述中间分水板的上下两端分别设置中间延长环，所述中间延长环内设置过滤元件，同时在其中一个所述中间延长环的侧壁上还设置一次进水孔，且设置有一次进水孔的所述中间延长环朝向进水分水盖；和

出水支撑盖，所述出水支撑盖包括出水板，在所述出水板的中心设置供中心管穿过的出水孔，在所述出水板的板面上设置废水出口，同时在所述出水板的上端面处设置出水支撑环，所述出水支撑环内设置过滤元件。

进一步的，所述进水延长环、中间延长环、出水支撑环的周向外侧壁上均设置限位凸环。通过限位凸环的设置，保证了安装过程的稳定。在进水延长环、中间延长环、出水支撑环的周向内侧设置过滤膜层，在环与过滤膜层的连接位置设置一圈密封胶条，通过密封胶条起到固定的作用，同时也起到了隔绝的作用，避免了水不经过过滤膜层的过滤直接沿二者的缝隙流走。

进一步的，所述中间分水盖的周向外侧设置挡水圈。通过挡水圈的设置，保证了中间分水盖将上下隔开的效果；而且此处的挡水圈最好选择唇形密封圈，且此处的唇口朝向进水分水盖。

进一步的，在所述中间分水孔的内壁上设置密封圈。通过密封圈的设置，保证了相邻的两次过滤之间的密封性能。

进一步的，所述废水出口呈扇形，且至少两个废水出口以出水口为中心均匀分布。即这种结构的设置，保证了废水流出的及时和有效。

进一步的，所述中心管为中空管，且所述中心管的中心轴向的一端为封闭端，另一端为敞口端。封闭端均朝向进水分水盖，进水经过设置的过滤元件过滤后流入中心管内。

进一步的，所述过滤膜层呈螺旋式缠绕在中心管的周向外侧。这种螺旋式缠绕的设置，保证了过滤膜层的设置，能起到良好的过滤效果。

进一步的，所述过滤膜层包括依次叠加设置至少两组的反渗透膜片、进水导流网、反渗透膜片、淡水导流布；同时在反渗透膜片、淡水导流布和反渗透膜片三者组成的复合体的侧边通过密封胶连接，且密封胶设置在与中心管垂直和平行的边缘，组成凵型的连续式密封胶，且凵型的开口朝向中心管并与中心管接触。即反渗透膜片、淡水导流布和反渗透膜片三者组成的复合体通过三个边缘的密封胶封口，组成一个过滤袋，袋口方向朝向中心管，而且多个过滤袋堆叠在依次卷绕在中心管上；同时最终成型的结构中还体现在两个相邻的过滤袋之间还贴合有进水导流网，进水导流网与过滤袋形成的间隙即为内部水流通道。

进一步的，在缠绕在中心管的过滤膜层的外侧还设置有外层胶带。外层胶带的设置，保证了过滤膜层的定型。

进一步的，所述进水导流网表面具有导流槽，且所述导流槽为直线型。通过设置导流槽，保证了进水时，能顺利进入过滤空间。

进一步的，所述导流槽的方向与中心管轴线方向平行。控制水流的流动速度。

进一步的，所述导流槽的方向与中心管轴线方向垂直时，在进水导流网与两侧的反渗透膜片之间还设置密封条，所述密封条与中心管轴线垂直且分布在进水导流网的上下两侧。同样也能控制水流量。

进一步的，所述进水导流网由多股超细纤维束编织而成，且进水导流网的一侧呈现若干平行的纤维束，在另一侧呈现交叉的网格状纤维束。这种两侧不同的结构是由于编织方法导致的。

本发明的有益技术效果是：通过连接组件将两组过滤元件串联，原水进入第一组过滤元件后，分两股流出，一股为清水且流向第二组过滤元件，另一股为废水且流出第一组过滤元件；第二组过滤元件过滤来自第一组过滤元件的清水后，也分两股流出，其中一股为清水且流出保存，另一股为废水且流出；若为三组或以上的过滤元件时，以此类推；本装置能将二次或二次以上的反渗透过滤整合在一个膜元件中，实现单一膜元件的二次或多次过滤功能，既能得到更低含盐量的产出淡水又精简了设备配备，减小了体积，为一些空间不足的中小型工厂或实验室内提供了便利。

附图说明

图1是两组同轴串联的过滤元件的立体结构示意图。

图2是反渗透膜元件在外壳内的剖面示意图。

图3是进水分水盖部分的示意图。

图4是中间分水盖部分的示意图。

图5是中间分水盖部分的外侧示意图。

图6是出水支撑盖的示意图。

图7是过滤元件的示意图。

图8是密封胶的设置示意图。

图9是进水导流网的微观示意图。

图10是导流槽与中心管垂直时的示意图。

图11是导流管与中心管平行时的示意图。

图中：

1、外壳，

2、过滤元件，21、中心管，211、透水孔，22、过滤膜层，221、反渗透膜片，222、进水导流网，2221、导流槽，223、淡水导流布，23、外层胶带，

3、连接组件，31、进水分水盖，311、进水分水板，312、一次浓水管，313、进水延长环，

32、中间分水盖，321、中间分水板，322、中间分水孔，323、中间延长环，324、一次进水孔，

33、出水支撑盖，331、出水板，332、出水孔，333、废水出口，334、出水支撑环，

34、挡水圈。

具体实施方式

为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见附图1-11，本实施例中的一种多次过滤型反渗透膜元件，包括：

可拆卸设置在外壳1内的二次过滤组件，二次过滤组件包括：

两组通过连接组件3串联的过滤元件2，过滤元件2包括：

中心管21，中心管21位于正中心，中心管21的管壁上设置透水孔211；和

过滤膜层22，过滤膜层22设置在中心管21外侧，且液体通过透水孔211在过滤膜层22和中心管21内进行流动。

进一步的，两组过滤元件2沿其中心轴线同轴串联。

进一步的，连接组件3包括：从上至下依次设置的进水分水盖31、中间分水盖32和出水支撑盖33；

参见附图3，进水分水盖31，进水分水盖31包括进水分水板311，在进水分水板311的外端面的中心贯穿设置一次浓水管312，在进水分水板311的内端面的设置进水延长环313，进水延长环313内设置过滤元件2；

参见附图4-5，中间分水盖32，中间分水盖32包括中间分水板321，在中间分水板321的中心处设置供中心管21穿过的中间分水孔322，在中间分水板321的上下两端分别设置中间延长环323，中间延长环323内设置过滤元件2，同时在其中一个中间延长环323的侧壁上还设置一次进水孔324，且设置有一次进水孔324的中间延长环323朝向进水分水盖31；和

参见附图6，出水支撑盖33，出水支撑盖33包括出水板331，在出水板331的中心设置供中心管21穿过的出水孔332，在出水板331的板面上设置废水出口333，同时在出水板331的上端面处设置出水支撑环334，出水支撑环334内设置过滤元件2。

三个盖子与外壳直接接触连接的，其作用是起到支撑作用，保证与外壳的稳定。

进一步的，进水延长环313、中间延长环323、出水支撑环334的周向外侧壁上均设置限位凸环。通过限位凸环的设置，保证了安装过程的稳定。同时，在进水延长环313、中间延长环323、出水支撑环334的周向内侧设置过滤膜层，在环与过滤膜层的连接位置设置一圈密封胶条，通过密封胶条起到固定的作用，同时也起到了隔绝的作用，避免了水不经过过滤膜层的过滤直接沿二者的缝隙流走。

进一步的，参见附图5，中间分水盖32的周向外侧设置挡水圈34。通过挡水圈34的设置，保证了中间分水盖32将上下隔开的效果；而且此处的挡水圈34最好选择唇形密封圈，且此处的唇口朝向进水分水盖31。

进一步的，在中间分水孔322的内壁上设置密封圈。通过密封圈的设置，保证了相邻的两次过滤之间的密封性能。

进一步的，参见附图6，废水出口333呈扇形，且至少两个废水出口333以出水口为中心均匀分布。即这种结构的设置，保证了废水流出的及时和有效。

进一步的，参见附图7，中心管21为中空管，且中心管21的中心轴向的一端为封闭端，另一端为敞口端。封闭端均朝向进水分水盖31，进水经过设置的过滤元件2过滤后流入中心管21内。

进一步的，过滤膜层22呈螺旋式缠绕在中心管21的周向外侧。这种螺旋式缠绕的设置，保证了过滤膜层22的设置，能起到良好的过滤效果。

进一步的，参见附图7-8，过滤膜层22包括依次叠加设置至少两组的反渗透膜片221、进水导流网222、反渗透膜片221、淡水导流布223；同时在反渗透膜片221、淡水导流布223和反渗透膜片221三者组成的复合体的侧边通过密封胶连接，且密封胶设置在与中心管21垂直和平行的边缘，组成凵型的连续式密封胶，且凵型的开口朝向中心管21并与中心管21接触。即反渗透膜片221、淡水导流布223和反渗透膜片221三者组成的复合体通过三个边缘的密封胶封口，组成一个过滤袋，袋口方向朝向中心管21，而且多个过滤袋堆叠在依次卷绕在中心管21上；同时最终成型的结构中还体现在两个相邻的过滤袋之间还贴合有进水导流网222，进水导流网222与过滤袋形成的间隙即为内部水流通道。

进一步的，参见附图7，在缠绕在中心管21的过滤膜层22的外侧还设置有外层胶带23。外层胶带23的设置，保证了过滤膜层22的定型，防止材料的松脱。

进一步的，参见附图9，进水导流网222表面具有导流槽2221，且导流槽2221为直线型。通过设置导流槽2221，保证了进水时，能顺利进入过滤空间。

进一步的，参见附图11，导流槽2221的方向与中心管21轴线方向平行。控制水流的流动速度。

进一步的，参见附图10，导流槽2221的方向与中心管21轴线方向垂直时，在进水导流网222与两侧的反渗透膜片221之间还设置密封条，密封条与中心管21轴线垂直且分布在进水导流网222的上下两侧。同样也能控制水流量。

进一步的，进水导流网222由多股超细纤维束编织而成，且进水导流网222的一侧呈现若干平行的纤维束，在另一侧呈现交叉的网格状纤维束。这种两侧不同的结构是由于编织方法导致的。通过这种新型的进水导流网的设置，能保证其厚度更薄，且流量和水质更好，通过这种直线型流道的设置，能更好的发挥反渗透膜片的性能，能有效的提高过滤的质量。

两组过滤元件的串联方式处同轴串联外，还可以使用同心内外套设串联的方式。

通过连接组件3将两组过滤元件2串联，原水进入第一组过滤元件2后，分两股流出，一股为清水且流向第二组过滤元件2，另一股为废水且流出第一组过滤元件2；第二组过滤元件2过滤来自第一组过滤元件2的清水后，也分两股流出，其中一股为清水且流出保存，另一股为废水且流出；若为三组或以上的过滤元件2时，以此类推；本装置能将二次或二次以上的反渗透过滤整合在一个膜元件中，实现单一膜元件的二次或多次过滤功能，既能得到更低含盐量的产出淡水又精简了设备配备，减小了体积，为一些空间不足的中小型工厂或实验室内提供了便利。

实施例1

一种两组过滤元件串联组成的二次过滤型反渗透膜元件

具体参见附图1和2；进水原液流入外壳内后，进水原液从中间分水盖的一次进水孔，从下至上流入第一组过滤元件，且经过过滤膜层的处理后分为两股，一股经过反渗透膜片的处理后进入中心管内，另一股从上端的一次浓水管流出；

具体的过滤过程为：进水原液沿进水导流网与过滤袋的间隙处的水流通道流向浓水出口端。进水原液因压力作用在反渗透膜片上会形成两股分流水，其中一股为透过反渗透膜片的淡水，经淡水导流布引导，经过中心管表面的多组透水孔后进入中心管内部，并流向下一级过滤膜元件。另一股没有透过反渗透膜片的浓水，通过水流通道流向过滤元件的浓水端。

由于第一组过滤元件的中心管沿中间分水孔***，经过一次过滤的淡水会进入第二组过滤元件进行第二次过滤，同时一次过滤的淡水同样经过过滤膜层的处理后分为两股，一股经过反渗透膜片的处理后进入第二次过滤的中心管内，另一股从下端的出水孔流出。

假定单次反渗透过滤的脱盐率95％，也就是会有5％的盐分透过去。那么第一过滤透过的5％再进入第二次后过滤掉95％，理论上最终出来的透过水是原始进水的5％*5％＝0.25％，其效果较好，能满足实验室或中小型工厂的需求。

实施例2

本实施例2是在实施例1的基础上进行改进的，经上方的一次浓水管与进水原液连接，进水原液自上而下的流过第一组过滤元件，中心管同样作为淡水管与第二组过滤元件连接，一次过滤的废水经由一次进水孔排出。

这种结构的设计，能满足三个或三个以上的过滤元件进行组合使用时的安装便利，通过叠加使用中间分水盖即可实现。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多次过滤型反渗透膜元件，其特征在于，包括：

可拆卸设置在外壳(1)内的二次过滤组件，所述二次过滤组件包括：

两组通过连接组件(3)串联的过滤元件(2)，所述过滤元件(2)包括：

中心管(21)，所述中心管(21)位于正中心，所述中心管(21)的管壁上设置透水孔(211)；和

过滤膜层(22)，所述过滤膜层(22)设置在中心管(21)外侧，且液体通过透水孔(211)在过滤膜层(22)和中心管(21)内进行流动。

2.根据权利要求1所述的多次过滤型反渗透膜元件，其特征在于：两组所述过滤元件(2)沿其中心轴线同轴串联。

3.根据权利要求1所述的多次过滤型反渗透膜元件，其特征在于：所述连接组件(3)包括：从上至下依次设置的进水分水盖(31)、中间分水盖(32)和出水支撑盖(33)；

所述进水分水盖(31)包括进水分水板(311)，在所述进水分水板(311)的外端面的中心贯穿设置一次浓水管(312)，在所述进水分水板(311)的内端面的设置进水延长环(313)，所述进水延长环(313)内设置过滤元件(2)；

所述中间分水盖(32)包括中间分水板(321)，在所述中间分水板(321)的中心处设置供中心管(21)穿过的中间分水孔(322)，在所述中间分水板(321)的上下两端分别设置中间延长环(323)，所述中间延长环(323)内设置过滤元件(2)，同时在其中一个所述中间延长环(323)的侧壁上还设置一次进水孔(324)，且设置有一次进水孔(324)的所述中间延长环(323)朝向进水分水盖(31)；和

所述出水支撑盖(33)包括出水板(331)，在所述出水板(331)的中心设置供中心管(21)穿过的出水孔(332)，在所述出水板(331)的板面上设置废水出口(333)，同时在所述出水板(331)的上端面处设置出水支撑环(334)，所述出水支撑环(334)内设置过滤元件(2)。

4.根据权利要求3所述的多次过滤型反渗透膜元件，其特征在于：所述中间分水盖(32)的周向外侧设置挡水圈(34)。

5.根据权利要求1所述的多次过滤型反渗透膜元件，其特征在于：所述中心管(21)为中空管，且所述中心管(21)的中心轴向的一端为封闭端，另一端为敞口端。

6.根据权利要求1所述的多次过滤型反渗透膜元件，其特征在于：所述过滤膜层(22)呈螺旋式缠绕在中心管(21)的周向外侧。

7.根据权利要求1所述的多次过滤型反渗透膜元件，其特征在于：所述过滤膜层(22)包括依次叠加设置至少两组的反渗透膜片(221)、进水导流网(222)、反渗透膜片(221)、淡水导流布(223)；同时在反渗透膜片(221)、淡水导流布(223)和反渗透膜片(221)三者组成的复合体的侧边通过密封胶连接，且密封胶设置在与中心管(21)垂直和平行的边缘，组成凵型的连续式密封胶，且凵型的开口朝向中心管(21)并与中心管(21)接触，同时在缠绕在中心管(21)的过滤膜层(22)的外侧还设置有外层胶带(23)。

8.根据权利要求7所述的多次过滤型反渗透膜元件，其特征在于：所述进水导流网(222)表面具有导流槽(2221)，且所述导流槽(2221)为直线型。

9.根据权利要求7所述的多次过滤型反渗透膜元件，其特征在于：所述导流槽(2221)的方向与中心管(21)轴线方向平行或垂直；所述导流槽(2221)的方向与中心管(21)轴线方向垂直时，在进水导流网(222)与两侧的反渗透膜片(221)之间还设置密封条，所述密封条与中心管(21)轴线垂直且分布在进水导流网(222)的上下两侧。

10.根据权利要求7所述的多次过滤型反渗透膜元件，其特征在于：所述进水导流网(222)由多股超细纤维束编织而成，且进水导流网(222)的一侧呈现若干平行的纤维束，在另一侧呈现交叉的网格状纤维束。

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