反渗透膜元件以及过滤装置的制作方法

1.本实用新型涉及净水技术领域，尤其是涉及一种反渗透膜元件以及过滤装置。


背景技术：

2.现有技术中，反渗透膜中的一般采用垂直进出水的方式或者在反渗透膜中设置隔水带，工艺简单，但是原水进入反渗透膜时对膜表面的冲刷力不足，降低膜片的利用率，过滤效果不好，且容易产生堵塞影响反渗透膜膜片的使用寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种反渗透膜元件，反渗透膜元件过滤效果好，使用寿命高。
4.本实用新型还进一步提出了一种过滤装置，所述过滤装置包括上述反渗透膜元件。
5.根据本实用新型第一方面实施例的反渗透膜元件包括：中心管、反渗透膜片组件，反渗透膜片组件缠绕在所述中心管上，所述反渗透膜片组件上形成有第一出水口和至少一个进水口。所述反渗透膜片组件的在所述中心管的轴向方向上彼此相对的两端分别为第一端和第二端，所述第二端形成有进水口，所述第一端形成有第一出水口，从所述第二端到所述第一端的方向上，所述第一出水口和所述进水口错开设置。
6.根据本实用新型实施例的反渗透膜元件，进水口与第一出水口设于中心管的两端，且进水口与第一出水口在错位分布，便于原水对反渗透膜片组件的冲刷，以及反渗透膜片组件对原水的充分过滤。同时，进入反渗透膜片组件内部的水流会形成对反渗透膜片的冲刷，避免反渗透膜片组件使用时间久了污垢附着在膜片表面堵塞过滤的流通通道，减少盐分在反渗透膜片表面的堆积，提高反渗透膜元件的过滤效率，增加反渗透膜膜片组件的使用寿命。
7.在一些实施例中，所述第一出水口位于所述第一端的靠近所述中心管的一侧，所述进水口位于所述第二端的远离所述中心管的一侧，或所述第一出水口位于所述第一端的远离所述中心管的一侧，所述进水口位于所述第二端的靠近所述中心管的一侧。
8.在一些实施例中，所述反渗透膜元件还包括第二出水口，所述第二出水口形成在所述反渗透膜组件的其中一侧的侧边上。
9.在一些实施例中，所述反渗透膜元件还包括第三出水口,所述第三出水口形成在所述第一端且与所述第一出水口间隔设置；和/或
10.所述第三出水口形成在所述反渗透膜片组件的所述其中一侧的所述侧边上且与所述第二出水口间隔设置。
11.在一些实施例中，所述第二出水口形成在所述反渗透膜片组件的所述其中一侧的侧边上的邻近所述第一端处。
12.在一些实施例中，反渗透膜元件还包括：多个密封条，多个所述密封条包括：第一
密封条和第二密封条，所述第一密封条设在所述第一端，所述第二密封条设在所述反渗透膜片组件的所述其中一侧的侧边上，所述第一密封条和所述第二密封条共同限定出所述第二出水口。
13.在一些实施例中，所述密封条还包括：第三密封条，所述第三密封条密封在所述第二端，所述第三密封条与所述第二密封条共同限定出所述进水口。
14.在一些实施例中，所述第一出水口位于所述第三密封条的远离所述第二出水口的一侧。
15.在一些实施例中，所述反渗透膜元件还包括导流件，所述导流件用于将从进水口流入的液体引导至所述第一出水口。
16.在一些实施例中，所述导流件设于所述第一端与所述反渗透膜片组件的其中一侧的侧边的连接处。
17.在一些实施例中，所述导流件具有弧形段，所述弧形段的所在圆的半径范围为r,所述r满足：60mm≤r≤75mm。
18.在一些实施例中，所述反渗透膜元件还包括：多个导向板，多个所述导向板并排且间隔设置在所述进水口内，从所述第二端到所述第一端的方向上，所述导向板朝向所述第一出水口的方向倾斜。
19.在一些实施例中，从所述第二端到所述第一端的方向上，所述导向板的倾斜角度为x，所述x满足：20
°
≤x≤70
°
。
20.在一些实施例中，所述进水口的内径与所述第二端的长度的比值为a，所述a满足：0.05≤a≤0.35；和/或，所述第一出水口的内径与所述第二端的长度的比值为b，所述b满足：0.05≤b≤0.35；和/或所述第二出水口的内径与所述反渗透膜片组件的其中一侧的侧边的长度的比值为c，所述c满足：0.01≤c≤0.1。
21.根据本实用新型第二方面实施例的过滤装置包括上述实施例中任一项所述反渗透膜元件。
22.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
23.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1是根据本实用新型的第一个实施例的反渗透膜元件的示意图。
25.图2是根据本实用新型的第二个实施例的反渗透膜元件的示意图。
26.图3是根据本实用新型的第三个实施例的反渗透膜元件的示意图。
27.图4是根据本实用新型的第四个实施例的反渗透膜元件的示意图。
28.图5是根据本实用新型的第五个实施例的反渗透膜元件的示意图。
29.图6是根据本实用新型的第六个实施例的反渗透膜元件的示意图。
30.图7是根据本实用新型的第七个实施例的反渗透膜元件的示意图。
31.图8是根据本实用新型的第八个实施例的反渗透膜元件的示意图。
32.图9是根据本实用新型的第九个实施例的反渗透膜元件的示意图。
33.图10是根据本实用新型的第十个实施例的反渗透膜元件的示意图。
34.图11是根据本实用新型的第十一个实施例的反渗透膜元件的示意图。
35.图12是根据本实用新型的第十二个实施例的反渗透膜元件的示意图。
36.图13是根据本实用新型的第十三个实施例的反渗透膜元件的示意图。
37.附图标记：
38.反渗透膜元件100；
39.中心管10；
40.反渗透膜片组件20；进水口21；第一出水口22；第二出水口23；
41.第一密封条24；第二密封条25；第三密封条26；
42.导流件27；导向板28；第三出水口29；
43.第一端30；第二端40。
具体实施方式
44.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面参考图1-图13描述根据本实用新型实施例的反渗透膜元件100。反渗透膜元件100包括：中心管10、反渗透膜片组件20。反渗透膜元件100可以应用在过滤装置上，但不代表对此的限制。
45.具体而言，如图1和图2所示，反渗透膜片组件20缠绕在中心管10上，反渗透膜片组件20上形成有第一出水口22和至少一个进水口21。反渗透膜片组件20的在中心管10的轴向方向上彼此相对的两端分别为第一端30和第二端40，第一端30形成有第一出水口22，第二端40形成有进水口21，从第二端40到第一端30的方向上，第一出水口22和进水口21错开设置。
46.例如，如图1所示，反渗透膜片组件20可以包括多个膜片，需要经反渗透膜片组件20过滤的原水可以从第二端40的的进水口21进入反渗透膜片组件20内，经膜片的过滤，过滤后的纯水流向中心管10并从中心管流出至反渗透膜元件100外部，浓水从第一出水口22流出。同理地，如图2所示，反渗透膜片组件20的进水口21在第二端40可以靠近中心管10设置，第一出水口22可以在第一端30远离中心管10设置，进水口21与第一出水口22错位分布的位置关系也在本技术的保护范围内。
47.浓水在反渗透膜片组件20内部会形成浓差极化，浓差极化是指过滤分离过程中，原水中的溶液在压力驱动下透过反渗透膜，溶液中的溶质(离子或不同分子量溶质)被截留，在膜与本体溶液界面或临近膜界面区域浓度逐渐升高，在浓度梯度作用下，溶质又会由膜面向本体溶液扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致膜过滤能力下降。
48.根据本实用新型实施例的反渗透膜片组件20，进水口21与第一出水口22分别设于反渗透膜片组件20的两端，且进水口21与第一出水口22在错位分布，便于原水对反渗透膜片组件20的冲刷和反渗透膜片组件20对原水的充分过滤。同时，进入反渗透膜片组件20内部的水流会形成对中心管10的冲刷，避免反渗透膜片组件20使用时间久了污垢附着在中心管10表面堵塞纯水的流通通道，减少盐分在反渗透膜片表面的堆积，提高反渗透膜元件100的过滤效率，增加反渗透膜膜片组件20的使用寿命。
49.在一些实施例中，如图1所示，第一出水口22位于第一端30的靠近中心管10的一
侧，进水口21位于第二端40的远离中心管10的一侧，以使原水在第二端40远离中心管10的一侧进入，从第一端30靠近中心管10的一侧出，一方面，可以增加原水在反渗透膜元件100内部流动的时间，进而可以使过滤的更加充分，提高反渗透膜片组件20的利用率。同时，因中心管10处容易有污染物，如此设置可以防止污染物堆积，进一步保证过滤效果。
50.结合图2，第一出水口22可以位于第一端30的远离中心管10的一侧，进水口21可以位于第二端40的靠近中心管10的一侧，以使第一出水口22、进水口21错开设置，可以增加原水在反渗透膜元件100内部流动的时间，进而可以使过滤的更加充分，提高反渗透膜片组件20的利用率。
51.由此，进水口21与第一出水口22在反渗透膜片组件20两端分布，且进水口21与第一出水口22中的一个靠近中心管10设置，另一个远离中心管10设置，以使进水口21与第一出水口22实现错开设置，增加原水进入反渗透膜片组件20内部的流动路径，以使反渗透膜片对原水充分过滤，同时实现对反渗透膜片的冲刷，避免浓度的堆积导致反渗透膜片表面形成沉淀降低过滤效果。
52.进一步地，如图6所示，反渗透膜元件100还包括第二出水口23,第二出水口23形成在反渗透膜片组件20的其中一侧的侧边上。由于反渗透膜片的形状以及水流方向的影响，通常在第一出水口22的所在的第二端40中的相对端附近位置(即图6中第二出水口23附近位置)，通常较容易堆积浓度，由此，在该处设置第二出水口23可以增加设置第二出水口23的区域内水流的流动性，降低该区域内浓水的浓度，避免形成浓差极化，降低该区域内膜表面的结垢现象出现的可能性，增加反渗透膜片组件20的使用寿命。更详细地，如图6所示，第二出水口23形成在反渗透膜片组件20的其中一侧的侧边上的邻近第一端30处。在反渗透膜片组件20展开的状态下，反渗透膜片组件20远离中心管10的一侧开设有第二出水口23，且第二出水口23在这一侧靠近第一端30的位置，第二出水口23与进水口21位置可以相对设置。由此，通过将第二出水口23设置在反渗透膜片组件20的其中一侧的侧边上的邻近第一端30处，可以增加对这一区域内浓水的流动性，降低浓水浓度的堆积影响反渗透膜片的通过率。
53.在一些实施例中，如图6所示，反渗透膜元件100还包括：多个密封条，多个密封条包括：第一密封条24和第二密封条25，第一密封条24设在第一端30，第二密封条25设在反渗透膜片组件20的其中一侧的侧边上，第一密封条24和第二密封条25共同限定出第二出水口23。
54.第一密封条24和第二密封条25分别在反渗透膜片的第一端30和侧边对反渗透膜片组件20进行部分密封，第一密封条24远离中心管10的一端与第二密封条25之间限定第二出水口23。
55.进一步地，如图1和图6所示，密封条还包括第三密封条26，第三密封条26密封在第二端40，第三密封条26远离中心管10的一端与第二密封条25共同限定出进水口21。
56.在一些实施例中，如图6所示，第一出水口22位于第三密封条26的远离第二出水口23的一侧。
57.可以理解的是，由于反渗透膜片组件20可以有多个子膜片堆叠形成，反渗透膜片组件20在与中心管10卷绕后，可以沿着中心管10的径向在第一端30远离中心管10的部分打胶，在第二端40靠近中心管10的部分打胶，沿着中心管10的轴向在反渗透膜片组件20的最
外层靠近第二端40的部分打胶，打胶后的第一端30形成有第一密封条24，打胶后的第二端40形成有第三密封条26。第一密封条24、第二密封条25和第三密封条26以及中心管10限定出了进水口21、第一出水口22和第二出水口23。进水口21也可以设置在第二端40靠近中心管10的一侧，形成的过程和方法与上述实施例相同，这里不再赘述。
58.由此，在反渗透膜片组件20上设置多个密封条，限定进水口21、第一出水口22和第二出水口23的大小和位置，从而限定原水的流动路径和速度控制，以使原水按照预设的流动通道流动，增加原水进入反渗透膜片组件20的流速，增加对反渗透膜片的冲刷力度，降低浓水在反渗透膜片上结垢，提高反渗透膜片组件20的过滤能力，从而提高用户的使用感受。同时，由于进水口21与第一出水口22错位分布，可以避免原水在反渗透膜片组件20内部流动缓慢区域停留的时间，增加第二出水口23可以增加这一区域内浓水的流动性。
59.当然，第一、第二、第三密封条还可以为在缠绕的过程中进行加工设置，例如，还可以通过贴胶带或者贴膜等方式实现第一端30、第二端40以及反渗透膜片组件20的上述其中一侧的侧边的部分位置的密封。
60.此外，在一些实施例中，如图3和图11所示，反渗透膜元件100还可以包括第三出水口29,第三出水口29形成在第一端30且与第一出水口22间隔设置；第三出水口29可以与进水口21相对设置。如图11所示，从进水口21进入的原水可以分别从第一出水口22、第三出水口29以及第二出水口23出。由此，第一出水口22、第二出水口23可以增加第一密封条24和第二密封条25连接区域的水流，避免从第三密封条26一侧流向第一密封条24一侧的水与从进水口21流向第二密封条25的水在第二出水口23处冲击回旋，降低第二出水口23处浓水浓度降低的速度，降低不同方向水流在部分区域汇集干扰浓水流出的速度，可以有效减缓浓差极化。因中心管10处容易有污染物，因此，通过设置中心管10处的第三出水口29，可以防止污染物堆积，降低流向中心管10内纯水的流量。当然，第二出水口23、第三出水口29可以根据实际需求进行设置在此不做限定，进而可以针对性地降低浓差极化，利于提高第一密封条24或第二密封条25的结构强度，增加反渗透膜片组件20的可靠性。
61.当然，第三出水口29也可以形成在反渗透膜片组件20的上述其中一侧的上述侧边上且与第二出水口23间隔设置，进而可以针对性地降低浓差极化。或者，第三出水口29可以为多个，其中一部分第三出水口29形成在第一端30且与第一出水口22间隔设置，另一部分第三出水口29也可以形成在反渗透膜片组件20的上述其中一侧的上述侧边上且与第二出水口23间隔设置，在此不做限定。
62.在一些实施例中，如图4和图7所示，反渗透膜元件100还包括导流件27，导流件27用于将从进水口21流入的液体引导至第一出水口22，或者，导流件27用于将从进水口21流入的液体引导至第一出水口22与第二出水口23中的至少一个。
63.例如，这里以导流件27将进水口21处的原水引导至第一出水口22为例，进水口21远离中心管10设置，第一出水口22靠近中心管10设置，原水从进水口21进入反渗透膜片组件20内部时，在导流件27的作用下，增加过滤后的水流向第一出水口22的速度，反渗透膜膜片组件在对原水进行过滤的同时，原水利用较快流速可以冲击反渗透膜片，避免反渗透膜片组件20长期使用过程中出现结垢，增加导流件27所在区域的水流动，减少浓水的堆积，可以增加反渗透膜片的使用寿命。
64.结合图9和图12，随着进水口21位置的不同，导流件27与进水口21相对，即进水口
21在第二端40靠近中心管10设置，导流件27靠近中心管10设置且从进水口21朝向第一出水口22弯折，引导进入的水流流向第一出水口22。
65.在一些实施例中，如图4和图9所示，导流件27设于第一端30与反渗透膜片组件20的其中一侧的侧边的连接处。由此，导流件27设于第一密封条24和第二密封条25的连接处，一端朝向进水口21设置，另一端朝向第一出水口22设置，便于进入的原水能够充分与反渗透膜片充分接触，提高反渗透膜片的利用率，导流件27远离进水口21设置，可以增加该区域内水的流动性，减缓区域内的浓差极化。
66.在一些实施例中，如图7所示，导流件27具有弧形段，弧形段的所在圆的半径范围为r,r满足：60mm≤r≤75mm。例如，r＝67mm。由此，可以最大限度的保证水在冲击导流件27时，能够最大限度降低该区域内浓水的浓度，加快该区域内的水流动，避免浓水浓度过高存在的时间过长形成污垢影响反渗透膜片过滤通道的通过性。
67.在一些实施例中，如图8和图10所示，反渗透膜元件100还包括：多个导向板28，多个导向板28并排且间隔设置在进水口21内，从第二端40到第一端30的方向上，导向板28朝向第一出水口22的方向倾斜。由此，多个导流板间隔设置在出水口内，且每个导流板从进水口21朝向第一出水口22倾斜，以便于原水在进入反渗透膜片组件20内部时倾斜进入，减少流向第一密封条24与第二密封条25连接处的水量，增加原水与反渗透膜片的接触面积和流向反渗透膜片的速度，有利于反渗透膜片组件20对原水的过滤，减少中心管10与第三密封条26连接处的浓水浓度的堆积，降低浓水在反渗透膜片上结垢的可能性，延长反渗透膜片组件20的使用寿命。
68.在一些实施例中，如图8和图13所示，从第二端40到第一端30的方向上，导向板28的倾斜角度为x，x满足：20
°
≤x≤70
°
。由此，限定导向板28倾斜的角度，可以最大化的利用原水进入反渗透膜片组件20内部的流速，便于形成对反渗透膜片的冲刷，避免冲刷力在反渗透膜片组件20内部的消耗。
69.在一些实施例中，进水口21的内径与第二端40的长度的比值为a，a满足：0.05≤a≤0.35。例如，0.1≤b≤0.32，进一步地，b＝0.2,第二端40的长度指的是反渗透膜片组件20展开后沿着卷绕方向的长度，控制进水口21与第二端40长度的比值，以使在反渗透膜片组件20外部的原水在进入进水口21时，通过口径变小，增加原水进入反渗透膜片组件20内部的流速，冲刷反渗透膜片力度更大，冲刷的效果更好。
70.在一些实施例中，第一出水口22的内径与第二端40的长度的比值为b，b满足：0.05≤b≤0.35。例如，0.1≤b≤0.32，进一步地，b＝0.2,由此，通过控制第一出水口22的内径与第二端40长度的比值，以便于经过反渗透膜片过滤后的浓水能够快速的流出，增加反渗透膜片组件20的过流能力。
71.在一些实施例中，第二出水口23的内径与反渗透膜片组件20的上述其中一侧的侧边的长度的比值为c，c满足：0.01≤c≤0.1。例如，0.03≤c≤0.08，进一步地，c＝0.2,通过控制第一出水口22的内径与第二端40长度的比值，以便于经过反渗透膜片过滤后的浓水能够快速的流出，增加反渗透膜片组件20的过流能力。
72.根据本实用新型第二方面实施例的过滤装置包括上述实施例中任一项反渗透膜元件100。
73.结合图1-13，反渗透元件包括中心管10和反渗透膜片组件20，反渗透膜片组件20
绕中心管10卷绕，反渗透膜膜片靠近中心管10的一侧的第一端30设有第一出水口22，远离中心管10的一侧的第二端40设有进水口21，进水口21与第一出水口22错位分布。在反渗透膜片组件20与中心管10相对的边还可以增设有第二出水口23，在反渗透膜片组件20不与中心管10接触的三个边分别设有密封条，第一端30形成有第一密封条24，第二端40形成有第三密封条26，远离中心管10的一侧形成有第二密封条25，第一密封条24与第二密封条25之间限定出第二出水口23，第一密封条24与中心管10之间限定出第一出水口22，第二密封条25与第三密封条26之间限定出进水口21，进水口21与第一出水口22在中心管10的中心轴线方向错位分布。其中，形成密封条的方式可以是在反渗透膜片组件20与中心管10卷绕后在相应密封的区域打胶，或者可以通过胶带、贴膜等进行密封，又或者可以直接在密封条的区域增设密封条，避免原水从这部分区域进入反渗透膜片组件20中。
74.在进水口21内可以设置多个导向板28，多个导向板28在进水口21之间隔设置，且从进水口21向第一出水口22倾斜，以便于原水进入反渗透膜片组件20内部后可以直接形成对反渗透膜片的冲刷，减少浓水浓度的堆积。此外，还可以在反渗透膜片组件20内部设置导流件27，导流件27一端朝向进水口21设置，另一端朝向第一出水口22设置，且从进水口21朝向第一出水口22弯曲，以使进入的一部分水沿着导流件27和第一密封条24和第二密封条25围成的区域流动，增加这部分区域水的流动性，减少浓水的浓度堆积，减缓浓差极化，增加反渗透膜片组件20的使用寿命。
75.在反渗透膜元件100内部，从进水口21进入的原水从第二端40向第一端30流动，由于进水口21与第一出水口22之间错位分布，原水进过反渗透膜片的过滤后，形成的纯水可以从中心管10管壁上开设的通孔流进中心管10，从中心管10的端部流出，形成的浓水从第一端30沿着反渗透膜片流出。在反渗透膜片组件20对原水的过滤过程中，一部分浓水由于第一密封条24和第二密封条25的原因，在第一密封条24与第二密封条25连接的区域水流速度降低，随着时间的增加和反渗透膜元件100使用次数的增加，该区域内浓水的浓度会逐渐增加，依附在反渗透膜膜片上形成污垢，降低反渗透膜片的过滤能力，在该区域开设第二出水口23可以降低这部分浓水的浓度，降低结垢现象的出现的可能性。
76.由此，具有该反渗透膜元件100的过滤装置，可以增加原水在反渗透膜片内部的流速，增加反渗透膜片内部的水对反渗透膜片的冲刷力度，降低膜片上形成污垢的可能性，同时，增设的第二出水口23可以有效避免浓水在这一区域的浓度上升，以使这部分区域的浓水能够快速排出，降低反渗透膜片组件20内部的浓差极化，增加过滤装置的使用寿命，降低使用成本。
77.在本实用新型的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
78.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，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。在本实用新型的描述中，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。
79.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。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例或示例。
80.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。