一种家用电去离子水处理模块的制作方法

文档序号:11173637阅读:490来源:国知局
一种家用电去离子水处理模块的制造方法与工艺

本实用新型涉及水处理技术领域,具体涉及一种家用电去离子水处理模块。



背景技术:

随着人们生活水平的提高,饮水安全越来越引起人们的重视。如何快速、健康的获取饮用水成为了人们关注的话题。因此,市面上各种净水器设备应运而生。

市场上几乎所有家用净水器都采用过滤的办法,将自来水中的有害物“挡”在饮用水的输出端之外。市售净水器采用膜过滤方法,依滤清精度分别为微过滤、超滤、超微过滤和反渗透(RO)。以反渗透净水为例,反渗透又称逆渗透,一种以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力,当压力超过它的渗透压时,溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂,即可以饮用的净水。长时间的使用,被“挡”在反渗透膜污水侧的污物堆积越来越多,为了保证饮用水的水质,需要经常更换上述反渗透膜,即我们通常所说的“滤芯”。

此外,家用净水器净化水的另一种方式是采用活性炭过滤技术,活性炭能够吸附水中的有机物,去除水中的异味、色度甚至藻类,但是长时间使用后活性炭表面孔隙会堵塞,造成吸附能力下降,使得水处理效果变差,甚至会污染水质,因此,也需要经常更换“活性炭过滤器”才能满足使用要求。

也就是说,不论是采用上面说的反渗透法RO净水器还是活性炭过滤的净水器,为了保证饮用水的水质,都需要经常更换滤芯才能满足饮用要求,而经常更换滤芯的成本对普通家庭来说又很难承受,实际生活中,往往会过很长时间才会更换滤芯或是用了一段时间后就不再使用该净水器了,无论选择哪种方式,都不利于人们的身体健康。

无填充床电去离子技术,是一种电渗析(EDI)技术,其工作原理为:直流电场作用在电渗析器上,水溶液中的荷电离子发生选择性地定向迁移,阴阳离子选择性的透过阴阳离子交换膜,使得原水和净水分别位于阴阳离子交换膜的一侧。用这种电去离子技术时,交换膜在使用过程中自身并不发生损耗,因此不用更换维护,所以成本较低。

现有的大型水处理厂有采用上述电去离子技术对原水进行净化处理的。使用时,在电场的作用下,与阴极或阳极极性相反的离子会在阴极或阳极周围聚集,使极板周围产生大量的离子态极水,极水中含有各种离子,不适合饮用,因此,必须将所产生的极水和浓水一道去除掉。浓水处理厂在排放极水时采用的是开放式体系,对空间的利用要求低,阴极和阳极周围分别设置独立的极水通道,通过极水通道将极水排至外界。这些极水收集和排放装置结构复杂,体积大占据很大的空间。未能收集到管道的极水回渗漏到工作间地板,由地漏收集。而对于家用净水器而言,使用时不允许有渗透漏水和串流的情况发生且空间有限,由于电去离子工作原理及本身结构特征决定了使用若干对极板对水进行处理时,将极板周围的极水排出而不污染净水通道很困难,因此,如何在有限的空间内将极水排出而不发生渗漏和串流,是现今家用电去离子水处理设备必须解决的问题。



技术实现要素:

因此,本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的家用水处理设备无法去除极水的缺陷,从而提供一种在小空间内全密封条件下、去极水效果好的电去离子水处理模块。

为此,本实用新型提供了一种家用电去离子水处理模块,其包括:壳体,所述壳体上设置有原水进水口、净水出水口和浓水出水口;至少一对极板,相对设置在所述壳体内平行于水流方向的两侧,分别与两极性相反的电极电连接;若干离子交换膜,平行设置在两个所述极板之间,其包括阴离子交换膜和阳离子交换膜,所述阴离子交换膜与所述阳离子交换膜依次交替排列;去极水隔板,设置在所述离子交换膜和所述极板之间且与所述极板紧密接触,所述离子交换膜、所述去极水隔板和所述极板包围成形有第二过水内腔,所述去极水隔板进水侧设置有第二进水通道,所述第二进水通道一端与所述原水进水口连通、另一端与所述第二过水腔连通,所述第二过水内腔与设置在出水侧的第一出水通道连通。

还包括若干环形隔板,平行且紧密接触的设置在所述离子交换膜之间,所述离子交换膜的大小与所述环形隔板相适配,所述离子交换膜与所述环形隔板包围成形有第一过水内腔,所述环形隔板与所述壳体接触的四周与所述壳体密封连接,所述环形隔板进水侧设置有第一进水通道,所述第一进水通道一端与所述原水进水口连通、另一端与所述第一过水内腔连通;沿正极板向负极板方向,阳离子交换膜与阴离子交换膜之间的所述第一过水内腔与设置在所述环形隔板出水侧的第一出水通道连通,阴离子交换膜与阳离子交换膜之间的所述第一过水内腔与设置在所述环形隔板出水侧的第二出水通道连通。

所述环形隔板与所述离子交换膜接触的出水侧的侧面上成型有贯通所述环形隔板厚度的第一出水孔和第二出水孔,若干所述第一出水孔紧密连接形成第一出水通道;若干所述第二出水孔紧密连接形成第二出水通道。

与所述去极水隔板紧靠的所述环形隔板上与所述离子交换膜接触的出水侧的侧面上成型有贯通所述环形隔板厚度的第一出水孔,剩余所述环形隔板与所述离子交换膜接触的出水侧的侧面上成型有贯通所述环形隔板厚度的第一出水孔和第二出水孔,若干所述第一出水孔紧密连接形成第一出水通道;若干所述第二出水孔紧密连接形成第二出水通道。

沿正极板向负极板方向,位于阳离子交换膜与阴离子交换膜之间的所述环形隔板出水侧内壁上成型有与所述第一出水通道连通的第一出水孔道;位于阴离子交换膜与阳离子交换膜之间的所述环形隔板出水侧内壁上成型有与所述第二出水通道连通的第二出水孔道。

所述第一出水孔道和所述第二出水孔道贯通所述环形隔板的厚度。

所述去极水隔板出水侧成型有一端与所述第一出水通道连通、另一端与所述第二过水内腔的“7”字形朝向离子交换膜的第三出水孔道。

所述第一出水通道与浓水通道连通;所述第二出水通道与净水通道连通。

所述去极水隔板为具有高固定化基团浓度和较小的含水量的材料。

本实用新型技术方案,具有如下优点:

1.在本实用新型提供一种家用电去离子水处理模块中,其包括:壳体,所述壳体上设置有原水进水口、净水出水口和浓水出水口;至少一对极板,相对设置在所述壳体内平行于水流方向的两侧,分别与两极性相反的电极电连接;若干离子交换膜,平行设置在两个所述极板之间,其包括阴离子交换膜和阳离子交换膜,所述阴离子交换膜与所述阳离子交换膜依次交替排列;去极水隔板,设置在所述离子交换膜和所述极板之间且与所述极板紧密接触,所述离子交换膜、所述去极水隔板和所述极板包围成形有第二过水内腔,所述去极水隔板进水侧设置有第二进水通道,所述第二进水通道一端与所述原水进水口连通、另一端与所述第二过水腔连通,所述第二过水内腔与设置在出水侧的第一出水通道连通,即通过将第二过水内腔与第一出水通道连通,很好地解决了在有限的空间内将极水排出而不发生渗漏和串流的情况,进而保证了净水后水的质量。

2.在本实用新型提供一种家用电去离子水处理模块中,还包括若干环形隔板,平行且紧密接触的设置在所述离子交换膜之间,所述离子交换膜的大小与所述环形隔板相适配,所述离子交换膜与所述环形隔板包围成形有第一过水内腔,所述环形隔板与所述壳体接触的四周与所述壳体密封连接,所述环形隔板进水侧设置有第一进水通道,所述第一进水通道一端与所述原水进水口连通、另一端与所述第一过水内腔连通;沿正极板向负极板方向,阳离子交换膜与阴离子交换膜之间的所述第一过水内腔与设置在所述环形隔板出水侧的第一出水通道连通,阴离子交换膜与阳离子交换膜之间的所述第一过水内腔与设置在所述环形隔板出水侧的第二出水通道连通。即通过第一出水通道和第二出水通道,将第一过水内腔中的净水或浓水分别排出至外界,净水和浓水之间不相互串流,进一步保证了净水后水的质量。

3.本实用新型提供一种家用电去离子水处理模块中,去极水隔板设置在所述离子交换膜和所述极板之间且与所述极板紧密接触。使得第一出水通道和第二出水通道稳定地容纳在壳体内部,且二者之间通过第一出水通道相连通,最终确保了整个模块的密封性能。

4.本实用新型提供一种家用电去离子水处理模块,若干所述第一出水孔紧密连接形成第一出水通道,若干所述第二出水孔紧密连接形成第二出水通道。位于第一过水内腔中的浓水或净水分别进入通过各自环形隔板上的第一出水孔或第二出水孔进入第一出水通道或第二出水通道中,避免了净水和浓水彼此混合,造成污染。

5.本实用新型提供一种家用电去离子水处理模块,去极水隔板紧靠的所述环形隔板上与离子交换膜接触的出水侧的侧面上成型有贯通所述环形隔板厚度的第一出水孔,剩余环形隔板与所述离子交换膜接触的出水侧的侧面上成型有贯通所述环形隔板厚度的第一出水孔,若干第一出水孔连接形成第一出水通道。通过第一出水通道,将去极水隔板内存在的极水引导至第一出水通道中,进而排出至外界,确保了电去离子水处理模块的密封性能,在有限的空间内将极水排出而不发生渗漏和串流。

6.本实用新型提供一种家用电去离子水处理模块,所述第一出水孔道和所述第二出水孔道贯通所述环形隔板的厚度。

第一出水孔道和所述第二出水孔道贯通环形隔板,每个第一出水孔道和第二出水孔道均可以作为第一出水通道和第二出水通道的一部分,确保各个环形隔板内的浓水或净水分别汇聚在一起。

7.本实用新型提供一种家用电去离子水处理模块,去极水隔板出水侧成型有一端与所述第一出水通道连通、另一端与所述第二过水内腔的“7”字形朝向离子交换膜的第三出水孔道。通过所述第三出水孔道,能够将去极水隔板内部的极水引导至第二过水内腔中,在有限的空间内将极水排出而不发生渗漏和串流。

8.本实用新型提供一种家用电去离子水处理模块,所述第一出水通道与浓水通道连通;所述第二出水通道与净水通道连通。

所述第一出水通道一端连接去极水隔板,同时第一出水通道与浓水通道连通,使得极水与浓水通过一条管路便完成了排放,确保在将极水排出的同时不发生渗漏和串流。

9.本实用新型提供一种家用电去离子水处理模块,所述去极水隔板为具有高固定化基团浓度和较小的含水量的材料。由于上述材料具有良好的蓄水性能,因此能够保持其内部的极水不四处外溢,确保电极周围的湿润度,使电极稳定导电。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术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实用新型的一些实施方式,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。

图1为本实施例提供的所述家用电去离子水处理模块的结构示意图;

图2为本实施例提供的所述家用电去离子水处理模块的爆炸图;

图3为图1或图2提供的所述家用电去离子水处理模块中所述去极水隔板的结构示意图。

附图标记说明:

1-壳体;2-极板;21-正极板;22-负极板;3-离子交换膜;31-阴离子交换膜;32-阳离子交换膜;5-环形隔板;6-第一过水内腔;7-第一进水通道;8-第一出水通道;9-第二出水通道;10-去极水隔板;11-第二过水内腔;12-第一出水孔;13-第二出水孔;14-第一出水孔道;15-第二出水孔道;16-第三出水孔道;17-功能隔板;18-原水进水口;19-净水出水口;20-浓水出水口;23-第二进水通道;24-极水蓄纳槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种家用电去离子水处理模块,其包括:壳体1,所述壳体1上设置有原水进水口18、净水出水口19和浓水出水口20;至少一对极板2,相对设置在所述壳体1内平行于水流方向的两侧,分别与两极性相反的电极电连接;若干离子交换膜,平行设置在两个所述极板2之间,其包括阴离子交换膜31和阳离子交换膜32,所述阴离子交换膜31与所述阳离子交换膜32依次交替排列;若干环形隔板5,平行且紧密接触的设置在所述离子交换膜3之间,所述离子交换膜3的大小与所述环形隔板5相适配,所述离子交换膜3与所述环形隔板5包围成形有第一过水内腔6,所述环形隔板5与所述壳体1接触的四周与所述壳体1密封连接,所述环形隔板5进水侧设置有第一进水通道7,所述第一进水通道7一端与所述原水进水口连通、另一端与所述第一过水内腔6连通;沿正极板21向负极板22方向,阳离子交换膜32与阴离子交换膜31之间的所述第一过水内腔6与设置在所述环形隔板5出水侧的第一出水通道8连通,阴离子交换膜31与阳离子交换膜32之间的所述第一过水内腔6与设置在所述环形隔板5出水侧的第二出水通道9连通;去极水隔板10,设置在所述离子交换膜和所述极板2之间且与所述极板2紧密接触,所述离子交换膜、所述去极水隔板10和所述极板2包围成形有第二过水内腔11,所述去极水隔板10进水侧设置有第二进水通道23,所述第二进水通道23一端与所述原水进水口连通、另一端与所述第二过水内腔11连通,所述第二过水内腔11与所述第一出水通道8连通。同时,所述离子交换膜3的大小与所述环形隔板5相适配,即膜的大小覆盖所述环形隔板5的所有孔洞。

具体的净水过程如下:首先,原水进入第一进水通道7以后,原水中的离子在电场的作用下,阴离子向着正极运动,阳离子向着负极运动。同时,位于环形隔板5一侧的阴离子交换膜31仅允许带负电的阴离子通过,位于环形隔板5另一侧的阳离子交换膜32仅允许带正电的阳离子通过。因此,在电场和离子交换膜的双重作用下,第一过水内腔6内部的原水被划分成间隔设置的净水和浓水。然后,沿正极板21相负极板22方向,阳离子交换膜32与阴离子交换膜31之间的所述第一过水内腔6与设置在所述环形隔板5出水侧的第一出水通道8连通,阴离子交换膜31与阳离子交换膜32之间的所述第一过水内腔6与设置在所述环形隔板5出水侧的第二出水通道9连通。在本实施例中,如图2所示,原水通过原水进水口进入第一过水内腔6中,位于偶数位的第一过水内腔6中的阳离子向负极板22方向运动,阴离子向正极板21方向运动,由于偶数位的第一过水内腔6的左侧是阴离子交换膜31、右侧是阳离子交换膜32,原水中的阴离子和阳离子在电场力的作用下分别透过阴离子交换膜31和阳离子交换膜32进入位于奇数位的第一过水内腔6中,使得偶数为的第一过水内腔6中的原水变为净水。

同时,如图2所示,位于奇数位的第一过水内腔6,其原水内部的阴离子在电场的作用下向左运动,但由于第一过水内腔6的左侧是阳离子交换膜32,只能允许阳离子通过,因此阴离子向左侧的运动受到阻碍而被限制。同理,原水中的阳离子由于受到位于右侧的阴离子交换膜31的阻碍同样无法运动。所以,进入奇数位的第一过水内腔6的原水中原有的离子无法离开,同时位于偶数位的第一过水内腔6的原水中的阴阳离子会进入奇数位的第一过水内腔6中,导致进入奇数位的第一过水内腔6中的离子浓度增大,形成浓水。位于偶数位的第一过水内腔6中的离子浓度减小,形成净水。此时,浓水进入第一出水通道8中,净水进入第二出水通道9中。

同时,在极板2周围,由于电场的作用,会存在大量的与电极极性相反的离子,离子在电极周围聚集,影响了电极周围的导电性能,因此必须排除。在本实施例中,第二过水内腔11将电极周围的极水集中,且第二过水内腔11与第一出水通道8相连接,将极水与浓水混合在一起排出。

通过设置第二过水内腔11与第一出水通道8相连接,将极水与浓水混合在一起排出这种方式,避免了现有技术中将极水直接排出至外界、出现渗透漏水的不足。

在本实施例中,所述环形隔板5与所述离子交换膜接触的出水侧的侧面上成型有贯通所述环形隔板5厚度的第一出水孔12和第二出水孔13,若干所述第一出水孔12紧密连接形成第一出水通道8;若干所述第二出水孔13紧密连接形成第二出水通道9。

位于第一过水内腔中的浓水或净水分别进入通过各自环形隔板5上的第一出水孔12或第二出水孔13进入第一出水通道8或第二出水通道9中,避免了净水和浓水彼此混合,造成水体污染。

本实施例中,第一出水通道8中和第二出水通道9由多个第一出水孔12和第二出水孔13叠加起来形成的通道。

在本实施例中,沿正极板21向负极板22方向,位于阳离子交换膜32与阴离子交换膜31之间的所述环形隔板5出水侧内壁上成型有与所述第一出水通道8连通的第一出水孔道14;位于阴离子交换膜31与阳离子交换膜32之间的所述环形隔板5出水侧内壁上成型有与所述第二出水通道9连通的第二出水孔道15。

在电去离子水处理过程中,阳离子通过阳离子交换膜,阴离子无法透过膜孔,离子交换膜的过孔口径是制造工艺决定的,其口径有宽有窄。在狭窄处,大分子团阳离子会卡在孔洞内。同样的,在阴离子交换膜中同样存在上述情况,大分子的负离子团会卡在阴离子交换膜的狭窄过孔中。此时,净水效果会降低。为了重新提高阴离子交换膜或阳离子交换膜的工作效率,将电极反接,使大分子的阴离子或阳离子脱出,打开通道。这种将电极电压反接的操作,对于离子交换膜,起到功能更新的作用。

在电极反接前后,沿正极板向负极板方向,位于阳离子交换膜与阴离子交换膜之间的第一过水内腔中始终是浓水/净水,而位于阴离子交换膜与阳离子交换膜之间的第一过水内腔中始终是净水/浓水。这样的布置方式可以确保在电极反接前后,经由和电极同时切换外水道浓水管和净水管的电磁阀,可以保障输出的浓水水道和净水水到始终是同一水道,不会在反接后发生水道的交换,有利于水质的稳定。

具体地,如图2所示,位于奇数位的环形隔板5,其上设置第一出水孔道14,经过处理得到的浓水,通过第一出水孔道14进入所述第一出水通道8中。位于偶数位的环形隔板5,其上设置第二出水孔道15,经过处理得到的净水,通过第二出水孔道15进入所述第二出水通道9中。

在本实施例中,与所述去极水隔板10紧靠的所述环形隔板5上与所述离子交换膜接触的出水侧的侧面上成型有贯通所述环形隔板5厚度的第一出水孔12,剩余所述环形隔板5与所述离子交换膜接触的出水侧的侧面上成型有贯通所述环形隔板5厚度的第一出水孔12和第二出水孔13,若干所述第一出水孔12紧密连接形成第一出水通道8;若干所述第二出水孔13紧密连接形成第二出水通道9。

通过第一出水通道8,将去极水隔板10内存在的极水引导至第一出水通道中,进而排出至外界,确保了电去离子水处理模块的密封性能,在有限的空间内将极水排出而不发生渗漏和串流。

具体地,与所述去极水隔板10紧靠的所述环形隔板5又称为功能隔板17,与剩余环形隔板5上开设第一出水孔12和第二出水孔13两个孔不同,所述功能隔板上仅开设单一的第一出水孔12。所述功能隔板17上的第一出水孔12与若干剩余环形隔板5上的第一出水孔12连通,位于功能隔板17另一侧的极水进入功能隔板17的第一出水孔12中并最终进入第一出水通道8中。

本实施例中,所述第一出水孔道14和所述第二出水孔道15贯通所述环形隔板5的厚度。

第一出水孔道14和所述第二出水孔道15贯通环形隔板5,每个第一出水孔道14和第二出水孔道15均可以作为第一出水通道8和第二出水通道9的一部分,确保各个环形隔板5内的浓水或净水分别汇聚在一起。

本实施例中,如图3所示,所述去极水隔板10出水侧成型有一端与所述第一出水通道8连通、另一端与所述第二过水内腔11的“7”字形朝向离子交换膜的第三出水孔道16。

通过所述第三出水孔道16,能够将去极水隔板10内部的极水引导至第二过水内腔11中,在有限的空间内将极水排出而不发生渗漏和串流。

具体地,所述去极水隔板10包括极水蓄纳槽和第三出水孔道16,极水放在极水蓄纳槽中,通过第三出水孔道16连接第一出水通道8。

本实施例中,所述去极水隔板10为具有高固定化基团浓度和较小的含水量的材料。由于上述材料具有良好的蓄水性能,因此能够保持其内部的极水不四处外溢,确保电极周围的湿润度,使电极稳定导电。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

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