电去离子净水装置和家用净水装置的制作方法

1.本技术涉及水净化技术领域，尤其涉及一种电去离子净水装置和家用净水装置。


背景技术：

2.电渗析是在直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性，带电离子透过离子交换膜定向迁移，从水溶液和其他不带电组分中分离出来，从而实现对溶液的浓缩、淡化、精制和提纯的目的。
3.目前市场上电渗析膜堆中使用的电极包括导电性能好的石墨和抗氧化的碳，碳覆盖在石墨之上，防止电渗析膜堆中水接触到石墨，而引起石墨的氧化失效。但当密封不当或碳出现物理破损后，水会透过碳接触石墨。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种电去离子净水装置和家用净水装置，能够加强电极组件中石墨电极的防水性能。
5.本技术实施例第一方面提供了一种电去离子净水装置，包括：
6.至少两个电极组件；
7.电渗析组件，位于两个所述电极组件之间，所述电渗析组件包括若干间隔设置的离子交换膜；
8.其中，所述电极组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间设有防水件，且所述第一电极通过所述防水件与所述所述第二电极电连接。
9.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，由导电塑料布制成的所述防水件的厚度为0.05毫米至1毫米。
10.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，由导电塑料布制成的所述防水件的面电阻值为100欧姆至200000欧姆。
11.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，由碳制成的所述第一电极与所述电渗析组件连接。
12.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，所述电去离子净水装置还包括供电组件，由石墨制成的所述第二电极与所述供电组件连接；
13.所述供电组件供电时，使所述电渗析组件两侧的一个所述电极组件的电位高于另一个所述电极组件的电位。
14.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，所述电去离子净水装置还包括第一压板和第二压板，所述第一压板和所述第二压板分别与两个所述第二电极抵接。
15.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，所述第一压板上设有第一接电孔，所述第二压板上设有第二接电孔，所述供电组件分别穿过所述第一接电孔和所述第二接电孔与两个所述第二电极电连接。
16.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，若干所述离子交换膜之间具有多个
交换膜间隔。
17.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，所述第一压板上设有进水口，所述交换膜间隔与所述进水口相通；
18.所述进水口进水且所述供电组件供电时，其中任意两个相邻的所述交换膜间隔中的一个所述交换膜间隔输出纯水，另一个所述交换膜间隔输出废水。
19.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，且所述第二压板设有至少两个出水口，以排出所述所述交换膜间隔输出的水。
20.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，所述交换膜间隔输出的废水从所述出水口中的一个流出；所述交换膜间隔输出的纯水从所述出水口中的另一个流出。
21.在本技术实施例提供的电去离子净水装置中，所述电去离子净水装置的另一端设有集水组件，所述集水组件包括纯水水路和废水水路，所述纯水水路用于集中所述电去离子净水装置产生的纯水，所述废水水路用于集中所述电去离子净水装置产生的废水。
22.本技术实施例第二方面提供了一种家用净水装置，所述家用净水装置包括如前述的电去离子净水装置。
23.本技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术提供了一种电去离子净水装置和家用净水装置，电去离子净水装置电渗析组件和至少两个电极组件，电渗析组件位于两个电极组件之间，电渗析组件包括间隔交替设置的若干阳离子交换膜和阴离子交换膜。其中，电极组件包括第一电极和第二电极，第一电极与第二电极之间设有防水件，且第一电极通过防水件与第二电极电连接。在第一电极与第二电极之间设置导电的防水件，防止电极组件中与电渗析组件接触的部分因电流集中等原因破损后影响电极组件的正常工作，提高电极组件的防水性能。
24.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本技术一实施例提供的电去离子净水装置的结构示意图；
27.图2是图1中电去离子净水装置的分解示意图；
28.图3是图1中电去离子净水装置另一角度的结构示意图；
29.图4是图2中导水格网和离子交换膜的分解示意图；
30.图5是图2中导水格网和离子交换膜的组合示意图；
31.图6是图5中a-a的剖面结构示意图；
32.图7是图2中导水格网、离子交换膜和密封垫的分解示意图；
33.图8是图2中导水格网、离子交换膜和密封垫的组合示意图；
34.图9是图8中b-b的剖面结构示意图；
35.图10是图1中电去离子净水装置的流程示意图；
36.图11是本技术一实施例的家用净水装置的流程示意图。
37.图中示出：
38.1000、家用净水装置；
39.10、电去离子净水装置；
40.100、电极组件；110、第一电极；120、第二电极；130、防水件；
41.200、电渗析组件；210、离子交换膜；2101、凹槽；211、阳离子交换膜；212、阴离子交换膜；220、导水格网；230、交换膜间隔；
42.300、第一压板；310、进水口；320、第一导电孔；
43.400、第二压板；410、出水口；420、第二导电孔；
44.500、密封垫；510、凹孔；
45.600、紧固件；700、供电组件；
46.800、集水组件；810、纯水水路；820、废水水路；
47.20、水流管路；
48.201、进水管路；202、纯水管路；203、第一过滤组件；204、第二过滤组件；205、加热单元；206、出水阀。
具体实施方式
49.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
50.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
51.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
52.本技术实施例提供了一种电去离子净水装置10，请参阅图1至图3，电去离子净水装置10包括电渗析组件200和至少两个电极组件100，电渗析组件200位于两个电极组件100之间，电渗析组件200包括间隔交替设置的若干阳离子交换膜211和阴离子交换膜212。其中，电极组件100包括第一电极110和第二电极120，第一电极110与第二电极120之间设有防水件130，且第一电极110通过防水件130与第二电极120电连接。
53.具体的，电去离子净水装置10包括一对或多对电极组件100，即电去离子净水装置10包括少两个电极组件100。
54.其中，至少一对电极组件100之间设有电渗析组件200，电渗析组件200位于两个电极组件100之间。
55.离子交换膜210是对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜。具体的，阳离子交换膜211是膜体固定基团带有负电荷离子，可选择透过带正电荷的阳离子的离子交换膜210；阴离子交换膜212是膜体固定基团带有正电荷离子，可选择透过带负电荷的阴离子的离子交换膜210。
56.通过采用以上技术方案，在第一电极110与第二电极120之间设置导电的防水件130，防止电极组件100中与电渗析组件200接触的部分因电流集中等原因破损后影响电极组件100的正常工作，提高电极组件100的防水性能。
57.示例性地，由碳制成的第一电极110与电渗析组件200连接。
58.示例性地，由石墨制成的第二电极120与供电组件700连接。
59.可以理解的是，导电性能好的第二电极120与供电组件700连接，提高电去离子净水装置10的电能利用效率，同时抗氧化性能好的的第一电极110与电渗析组件200，防止电渗析膜堆中水接触到第二电极120，而引起石墨的氧化失效。
60.示例性地，防水件130由导电塑料布制成，防水件130的厚度为0.05毫米至1毫米，如0.05毫米、0.5毫米或1毫米等。可以理解的是，防水件130的厚度越厚，防水性能越好；防水件130的厚度越薄，导电性能越好。在0.05毫米至1毫米的厚度范围内，防水件130的防水性能及导电性能均能很好的满足电极组件100的要求。
61.示例性地，防水件130由导电塑料布制成，导电塑料布的面电阻值为100欧姆至200000欧姆，如100欧姆、1000欧姆或200000欧姆等。可以理解的是，防水件130的面电阻值越小，导电性能越好，但成本更高；防水件130的面电阻值约大，成本越低，但导电性能越差。示例性地，在100欧姆至1000欧姆的面电阻值范围内，防水件130的导电性能满足电极组件100的要求，制造成本也能控制在较低的水平。
62.请参阅图10，在一可选的实施例中，若干阳离子交换膜211和若干阴离子交换膜212之间具有多个交换膜间隔230。待净化处理的原水在交换膜间隔230中流动时进行离子迁移，从而使得原水完成净化。
63.请参阅图1至图3，在一可选的实施方式中，电去离子净水装置10还包括第一压板300和第二压板400，第一压板300和第二压板400分别与两个电极组件100抵接。可以理解的是，第一压板300和第二压板400的主要作用是将电去离子净水装置10的零部件固定为一个整体，使得电去离子净水装置10正常工作。
64.请参阅图1和图2，在一可选的实施例中，第一压板300上设有进水口310，进水口310与交换膜间隔230连通。进水口310例如可以连接自来水管、水箱等。
65.请参阅图10，在一可选的实施例中，电去离子净水装置10还包括供电组件700，供电组件700与电极组件100电连接。供电组件700供电时，使电渗析组件200两侧的一个电极组件100的电位高于另一个电极组件100的电位，使得两个电极组件100之间产生电势差，待净化处理的原水可以经该进水口310进入阴离子交换膜212与阳离子交换膜211之间的交换膜间隔230，两个电极组件100之间的电势差驱动各交换膜间隔230间隔中的离子在电场作用下进行迁移，完成对原水的净化。
66.请参阅图10，在一可选的实施例中，进水口310进水且供电组件700供电时，其中任意两个相邻的交换膜间隔230中的一个交换膜间隔230输出纯水，另一个交换膜间隔230输出废水。
67.可以理解的是，进水口310进水且供电组件700供电时，组成交换膜间隔230中的离子交换膜210中，靠近较高电位电极为阳离子交换膜211时，交换膜间隔230输出废水；交换膜间隔230中靠近较高电位电极为阴离子交换膜212时，交换膜间隔230输出纯水。即靠近较高电位电极的阳离子交换膜211与邻近的阴离子交换膜212之间的交换膜间隔230输出废水；靠近较高电位电极的阴离子交换膜212与邻近的阳离子交换膜211之间的交换膜间隔230输出纯水。
68.具体地，组成交换膜间隔230中的离子交换膜210中，靠近较高电位电极为阳离子交换膜211时，原水中的na 等阳离子在电场作用下穿过进入交换膜间隔230，原水中的cl-离子等阴离子在电场作用下穿过进入交换膜间隔230，使得交换膜间隔230中水的盐溶度越来越大，交换膜间隔230输出废水。
69.具体地，组成交换膜间隔230中的离子交换膜210中，靠近较高电位电极为阳离子交换膜211时，原水中的na 等阳离子在电场作用下穿过离开交换膜间隔230，原水中的cl-离子等阴离子在电场作用下穿过离开交换膜间隔230，使得交换膜间隔230中水的盐溶度越来越小，交换膜间隔230输出纯水。
70.请参阅图2和图3，在一可选的实施例中，第二压板400设有至少两个出水口410，以分别排出交换膜间隔230输出的废水和纯水。废水和纯水分别通过不同的出水口410排出，以作不同的用途，纯水能够用于饮用、清洗等，废水能够用于提炼盐分等。
71.请参阅图1至图3，在一可选的实施例中，第一压板300上设有第一导电孔320，第二压板400上设有第二导电孔420，供电组件700穿过第一导电孔320和第二导电孔420与电极组件100电连接。可以理解的是，第一导电孔320和第二导电孔420中均设有接线柱，接线柱的两端分别与电极组件100和供电组件700电连接，以使得电去离子净水装置10能够正常通电工作。
72.请参阅图1至图3，在一可选的实施例中，第一压板300和第二压板400上均设有若干连接孔，电去离子净水装置10还包括紧固件600，紧固件600与连接孔的数量相适配。且紧固件600至少部分穿设于连接孔中，使得第一压板300和第二压板400相向靠拢，电渗析组件200中的离子交换膜210和导水格网220相互挤压，电渗析组件200内部形成完整的水流通道，同时使得密封垫500、电渗析组件200和电极组件100相互靠拢，使得密封垫500能够发挥密封作用，防止待净化的原水泄漏。
73.请参阅图10和图11，在一可选的实施例中，电去离子净水装置10的设有集水组件800，集水组件800包括纯水水路810和废水水路820。
74.其中，纯水水路810用于集中电去离子净水装置10产生的纯水，废水水路820用于集中电去离子净水装置10产生的废水。
75.示例性地，废水水路820排出的废水可以经管路排出至废水槽，或者排出至废水箱。
76.示例性地，纯水水路810可以连接纯水箱，以便用户从纯水箱获取纯水。
77.请参阅图10，在一可选的实施例中，电渗析组件200包括若干阴离子交换膜212和若干阳离子交换膜211，阳离子交换膜211与阴离子交换膜212交替排列,阳离子交换膜211为异相膜，阴离子交换膜212中至少一个为均相膜或半均相膜。
78.异相离子交换膜210由粉末状的离子交换树脂加黏合剂混炼、拉片、加网热压而
成，树脂分散在黏合剂中，因而其化学结构是不均匀的，其机械性能较好，制作简单，但渗析性能较差。
79.均相离子交换膜210是将活性基团引入惰性高分子支持物中制成，化学结构均匀，孔隙小，膜电阻小，不易渗漏，电化学性能优良，但制作复杂，机械强度较低。半均相离子交换膜210也是将活性基团引入性高分子支持物制成的，但活性基团和高分子支持物不形成化学结合，其性能介于均相离子交换膜210和非均相离子交换膜210之间。
80.可以理解的是，当阴离子交换膜212为异相膜时，因为异相膜的渗析性能差，水中的cl-离子在直流电的作用下穿过阴离子交换膜212，而ca2 、mg2 等阳离子会留在阴离子交换膜212表面，与水中的碳酸根相结合，生成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁，导致阴离子交换膜212表面容易结成水垢。
81.可以理解的是，盐浓度越高的环境下，阴离子交换膜212表面结垢的风险越大。在电去离子净水装置10中，沿水流方向，盐浓度越来越高，阴离子交换膜212表面结垢的风险也越来越大。
82.通过采用以上技术方案，将容易结垢的阴离子交换膜212中至少一个替换为均相膜或半均相膜，改善阴离子交换膜212的电化学性能，同时不易结垢的阳离子交换膜211采用异相膜，在不明显增加制造成本的同时，使得阴离子交换膜212不再容易结垢，极大改善了电去离子净水装置10的性能。
83.在一可选的实施例中，若干阴离子交换膜212和若干阳离子交换膜211排列组合为一级电渗析结构。可以理解的是，在另一可选的实施例中，若干阴离子交换膜212和若干阳离子交换膜211排列组合为多级电渗析结构，如二级电渗析结构或三级电渗析结构等。
84.可以理解的是，在多级电渗析结构中，沿水流方向越往后的电渗析结构中水的盐浓度越高，阴离子交换膜212结垢的风险也就越大，级数靠后的电渗析结构中的至少一个阴离子交换膜212采用均相膜或半均相膜，相比于将所有多级电渗析结构中的阴离子交换膜212采用均相膜或半均相膜，能在不明显降低电渗析组件200的制造成本同时，明显降低电渗析组件200的结垢风险。
85.请参阅图4至图6，在一可选的实施例中，电渗析组件200还包括若干导水格网220，离子交换膜210与导水格网220连接形成复合整体。
86.通过采用以上技术方案，将离子交换膜210与导水格网220组合形成复合整体，减少电去离子净水装置10组装时的步骤，同时降低离子交换膜210与导水格网220的制造成本。
87.请参阅图4至图6，在一可选的实施例中，离子交换膜210设有凹槽2101，导水格网220设置在凹槽2101内。在另一可选的实施例中，离子交换膜210覆盖在导水格网220表面，能保证离子交换膜210与导水格网220连接形成复合整体即可，本技术不作限制。
88.可以理解的是，离子交换膜210和导水格网220的连接为焊接(热焊、超声焊或高周波焊)、粘接等连接方式中的一种或多种，能使得离子交换膜210和导水格网220成为复合整体即可，本技术不作限制。
89.可以理解的是，离子交换膜210在长度方向和宽度方向上的溶胀比均不大于5％。示例性地，离子交换膜210与导水格网220的连接为焊接、粘接等连接方式中的一种或多种。导水格网220为疏水材料制成，不会因接触水而膨胀，而离子交换膜210因为要起到离子迁
移的效果，在接触水后具有一定的溶胀现象。为了保证离子交换膜210与导水格网220的连接关系，要求离子交换膜210的溶胀滤不大于5％，如5％，4％或2％等，确保离子交换膜210在电去离子净水装置10正常工作中保持与导水格网220的连接关系，不会因为遇水膨胀而出现离子交换膜210断裂、破损等现象，或者因为遇水膨胀而出现离子交换膜210与导水格网220脱离等现象。
90.在一可选的实施例中，导水格网220与离子交换膜210交替设置在电渗析组件200中。离子交换膜210包括设有凹槽2101的第一面和与第一面相对的第二面，在电渗析组件200中，离子交换膜210的第一面的朝向与相邻离子交换膜210第一面的朝向相同，以使得导水格网220能够起到将交换膜间隔230中的水分流的作用。示例性地，离子交换膜210的第一面均朝向第一压板300，第一压板300上开设有进水口310。
91.示例性地，离子交换膜210的第一面与导水格网220的一面平齐。
92.请参阅图1至图2，在一可选的实施例中，电渗析组件200与电极组件100之间设有密封垫500，密封垫500与电极组件100抵接。可以理解的是，通过设置密封垫500，使得从进水口310进入的原水必须通过电渗析组件200，而不会从其他通道流出。
93.请参阅图2和图7至图9，在一可选的实施例中，密封垫500设有凹孔510，靠近电极组件100的离子交换膜210和导水格网220均设置在凹孔510中，以使得离子交换膜210、导水格网220和密封垫500形成复合整体。
94.示例性地，密封垫500的一面与离子交换膜210的一面平齐，密封垫500的另一面与导水格网220的一面平齐。
95.请参阅图11，本技术第二方面提供了一种家用净水装置1000，家用净水装置1000包括前述的电去离子净水装置10。
96.在一些实施方式中，请参阅图11，家用净水装置1000还包括水流管路20，水流管路20包括进水管路201、纯水管路202和废水管路，其中，进水管路201连接电去离子净水装置10的进水口310，纯水管路202连接电去离子净水装置10的纯水水路810，废水管路连接电去离子净水装置10的废水水路820。
97.示例性地，进水管路201可以连接原水箱。
98.示例性地，原水箱可以包括透明的外壳或者在外壳上设有透明的窗口，方便用户查看原水箱中的水质、水位等。
99.示例性地，原水箱还可以包括注水口，通过注水口可以向原水箱中加入待净化的水。例如注水口连接自来水管。示例性地，原水箱中还设有液位计，当原水箱中的液位下降到设定值时，可以控制自来水管的阀门打开向原水箱的注水口加水。
100.可以理解的，进水管路201也可以直接连接自来水管。
101.示例性地，请参阅图11，可以在进水管路201上设有第一过滤组件203，可以对进入电去离子净水装置10的水进行一定的净化处理，例如除去水中可能含有颗粒杂质、余氯等物质，降低电去离子净水装置10的工作量和消耗。
102.示例性地，如图11所示，可以在纯水管路202上设有第二过滤组件204，以进一步提高出水的水质，改善口感。
103.示例性，第一过滤组件203、第二过滤组件204可以包括pp棉滤芯和/或活性炭滤芯等。
104.示例性，第一过滤组件203、第二过滤组件204的过滤精度不大于5微米。
105.示例性地，出水管路包括出水阀206，在出水阀206打开时纯水管路202输出纯水。
106.示例性地，其中至少一个出水管路上设有加热单元205。加热单元205例如包括热交换器等。加热单元205可以对从纯水管路202流出的水进行加热，以向用户提供所需温度的热水。
107.本说明书上述实施例提供的电去离子净水装置10和家用净水装置1000，包括：电去离子净水装置10包括电渗析组件200和至少两个电极组件100，电渗析组件200位于两个电极组件100之间。其中，电渗析组件200包括若干阴离子交换膜212和若干阳离子交换膜211，阳离子交换膜211与阴离子交换膜212交替排列,阳离子交换膜211为异相膜，阴离子交换膜212中至少一个为均相膜或半均相膜。将本身就容易结垢的阴离子交换膜212全部或最容易结垢的部分阴离子交换膜212采用均相膜或半均相膜，在不明显增加电去离子净水装置10制造成本的同时，有效减少阴离子交换膜212上的水垢，降低电去离子净水装置10和其后连接的管路、水箱中结垢的风险。
108.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
109.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
110.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
111.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
112.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。