一种卷膜滤芯以及过滤系统的制作方法

本发明涉及过滤设备领域，具体而言，涉及一种卷膜滤芯以及过滤系统。

背景技术：

滤芯是净水机中不可或缺的元件。目前，国内外净水机常用的滤芯为卷式滤芯，常规设计的卷式滤芯的水流在过滤膜表面流速缓慢，当膜元件的得水率较高或净水水质较差时，在过滤膜表面的浓差极化现象严重，产生结垢和产品水水质下降的现象。

鉴于此特提出本申请。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种卷膜滤芯，其能够提高浓水流速、降低进水流的压降损失，降低结垢风险，提高使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种过滤系统，通过该过滤系统进行过滤时，能够大大降低结垢风险。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明提供了一种卷膜滤芯，其包括密封端盖、过滤组件以及用于排出产水的中心管，其中：过滤组件包括多张过滤膜片，每张过滤膜片均为对折形成的双层结构，且每张过滤膜片的内侧表面为进水面，外侧表面为产水面，多张过滤膜片依次层叠，并以中心管为轴心卷设于中心管上，每张过滤膜片的折叠端均与中心管侧壁抵接；相邻两张过滤膜片的产水面之间除与中心管抵接的其他端部边缘均通过产水密封条密封连接，以使相邻两个过滤膜片的产水面之间形成产水流道；多张过滤膜片包括至少一张浓水流膜片以及至少一张进水流膜片，进水流膜片的进水面远离中心管的自由端边缘通过进水密封条密封相互连接，以形成沿中心管轴向流动的进水流道，且进水流道的流动方向的两端开口；浓水流膜片的进水面在中心管轴向方向上的两端边缘分别通过浓水密封条密封连接，以形成流动方向与中心管轴向方向垂直的浓水流道，且其中一端的浓水密封条与中心管之间设置有回水开口；

密封端盖设置于中心管靠近回水开口的一端，密封端盖密封套设于多张过滤膜片卷成的柱体的一端，且多张过滤膜片形成的柱体的端面与密封端盖之间设置有间隙，以形成回水空腔。

在本发明较佳的实施例中，过滤组件还包括多个引水格网片，引水格网片包括产水格网片、进水格网片以及浓水格网片，每条产水流道内均设置有一个产水格网片，每条进水流道内均设置有一个进水格网片，每条浓水流道内均设置有一个浓水格网片。

在本发明较佳的实施例中，进水格网片、浓水格网片均为3d网状结构，产水格网片为导流布；进水格网片、浓水格网片的厚度为13-31mil，优选为17-24mil；；产水格网片的厚度为8-15mil，优选为9-12mil。

在本发明较佳的实施例中，进水流膜片的张数与浓水流膜片的张数比为1：1-9：1，且过滤膜片的张数小于10张。

在本发明较佳的实施例中，过滤膜片为长边40-250cm、短边25-35cm的矩形，过滤膜片沿长边上的中线进行对折。

在本发明较佳的实施例中，回水开口的尺寸与过滤膜片的短边长度的比为1：3-2：1。

在本发明较佳的实施例中，产水密封条、进水密封条以及浓水密封条的材质均为聚氨酯或环氧型胶水。

在本发明较佳的实施例中，过滤膜片为反渗透膜片、纳滤膜片以及超滤膜片中的一种或多种。

在本发明较佳的实施例中，中心管为筒形管，中心管的侧壁上沿中心管的延伸方向设置有多个产水通孔，每个产水通孔均与中心管内部连通；每张过滤膜片的折叠端均与中心管设置有产水通孔处抵接。

本发明还提供了一种过滤系统，其包括上述任意一项卷膜滤芯。

本发明实施例的有益效果是：通过密封端盖、过滤组件、中心管以及三者的连接关系的设置，实现了滤芯的过滤功能；通过设置进水流膜片、密封端盖与浓水流膜片，以及进水流膜片与浓水流膜片特定的密封方式，达成了水流折返的两次过滤过程，增加了产水率，同时限定了进水流道、浓水流道以及产水流道的流动方向和流程，进一步增加了水流的流速，避免水流压力降低，并使进水流膜片与浓水流膜片的进水面上的水流方向垂直，继而增加了浓水流膜片的进水面上水流的流动速度，进水流膜片的进水面上流出的水流在浓水流膜片的进水面上聚流，再进一步增加了浓水流膜片的进水面上的水流流速，最大化降低了膜片结垢的风险，提高了使用寿命。另一目的在于提供一种过滤系统，通过该过滤系统进行过滤时，能够大大降低结垢风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的卷膜滤芯的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的卷膜滤芯的过滤组件与中心管的结构装配图；

图3为本发明实施例提供的卷膜滤芯的过滤组件的结构局部放大图；

图4为本发明实施例提供的卷膜滤芯的中心管的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的卷膜滤芯的进水流膜片的示意图；

图6为本发明实施例提供的卷膜滤芯的浓水流膜片的示意图；

图7为本发明实施例提供的卷膜滤芯卷设后的进水流道、浓水流道以及产水流道的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的卷膜滤芯的进水流膜片的进水面的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的卷膜滤芯的进水流膜片的产水面的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的卷膜滤芯的浓水流膜片的进水面的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的卷膜滤芯的浓水流膜片的产水面的结构示意图。

图标：1-卷膜滤芯；10-过滤组件；101-过滤膜片；1011-进水流膜片；10111-进水流膜片的进水面；10112-进水流膜片的产水面；1012-浓水流膜片；10121-浓水流膜片的进水面；10122-浓水流膜片的产水面；102-引水格网片；1021-进水格网片；1022-浓水格网片；1023-产水格网片；103-进水流道；104-浓水流道；105-产水流道；106-进水密封条；107-产水密封条；108-浓水密封条；1081-回水开口；20-密封端盖；201-回水空腔；30-中心管；301-产水通孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。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。

请参照图1，本发明实施例提供了一种卷膜滤芯1，其包括密封端盖20、过滤组件10以及中心管30，过滤组件10整体为筒状，其套设于中心管30上；密封端盖20套设于过滤组件10的一端，密封端盖20与过滤组件10之间密封套设，其内设置有用于水流缓冲的回水空腔201。进水自过滤组件10远离密封端盖20的一端进入过滤组件10内，其中部分进水经过过滤组件10的过滤后直接形成产水从中心管30内流出，另一部分从靠近密封端盖20的一端流入回水空腔201内，继而被密封端盖20阻挡、返回过滤组件10内，部分经过滤后再次形成产水由中心管30流出，剩下的无法过滤的浓水部分从过滤组件10的侧壁排出。

具体的，密封端盖20远离过滤组件10的一端与过滤组件10靠近密封端盖20的一端的距离为0.5-5mm,此距离既不能过近亦不能过远，如若过近，自过滤组件10内流入回水空腔201的水流将大幅度减速，产生压降损失，使得水流中需过滤物质于回水空腔201内沉积，从而形成水垢，并且，减速并降压后的水流再打回过滤组件10内时流速过慢，将增加过滤组件10内产生水垢的可能性；如若过远，自过滤组件10内流入回水空腔201的水流将与回水空腔201内滞留过长时间，并且由于过长的流程而产生压降损失，从而同样将导致回水空腔201和过滤组件10内产水水垢。

请参照图2、图5、图6以及图7，进一步地，上述过滤组件10包括多张过滤膜片101，其中包括至少一张进水流膜片1011以及一张浓水流膜片1012，本实施例中以两片为例，其中进水流膜片1011和浓水流膜片1012各一张，进水流膜片1011和浓水流膜片1012均为对折形成的双层结构，进水流膜片1011的折叠内侧表面为进水流膜片的进水面10111，外侧表面为进水流膜片的产水面10112，浓水流膜片1012的折叠内侧表面为浓水流膜片的进水面10121，外侧表面为浓水流膜片的产水面10122；进水流膜片1011和浓水流膜片1012依次层叠设置，并以中心管30为轴心卷设于中心管30上，整体成一筒状，进水流膜片1011和浓水流膜片1012的折叠端均与中心管30的侧壁抵接。

具体的，过滤膜片101为反渗透膜片、纳滤膜片以及超滤膜片中的一种或多种，不同实施例中可根据不同的实际需求选择不同的膜片材料。

请参照图8至图11，上述过滤膜片101包括的进水流膜片1011与浓水流膜片1012均为矩形，两者大小相同，一方面方便密封，另一方面方便卷设，并使卷设后的形状和结构更为合理。

具体的，过滤膜片101为长边40-250cm、短边25-35cm的矩形，其均沿长边上的中线进行对折。

进一步参照图7至图11，进水流膜片的产水面10112与浓水流膜片的产水面10122除与中心管30抵接的其他端部边缘均设置有产水密封条107，产水密封条107将相邻的两张过滤膜片101的产水面除与中心管30抵接的其他端部边缘密封连接，以使相邻的两个过滤膜片101的产水面之间形成产水流道105。部分水流自进水流膜片的进水面10111透过进水流膜片1011流入进水流膜片的产水面10112，继而于产水流道105内向中心管30方向流动；同样的，部分水流自浓水流膜片的进水面10121透过浓水流膜片1012流入浓水流膜片的产水面10122，继而于产水流道105内向中心管30方向流动。

进一步参照图7、图8，上述进水流膜片的进水面10111远离中心管30的一端的边缘设置有进水密封条106，进水密封条106将进水流膜片的进水面10111远离中心管30的两个自由端的边缘密封连接，以使进水流膜片的进水面10111围成进水流道103，进水流道103沿中心管30的轴向方向流动，且其流动方向上的两端开口。经外界来的进水自进水流道103远离密封端盖20的一端进入并沿进水流道103的方向于进水流膜片的进水面10111上流动，部分透过进水流膜片的进水面10111进入进水流膜片的产水面10112，并沿产水流道105向中心管30方向流动，另一部分自进水流道103靠近密封端盖20的一端流出进入回水空腔201内。

进一步参照图7、图10，上述浓水流膜片的进水面10121在中心管30的轴向方向上的两端边缘分别设置有浓水密封条108，浓水密封条108将浓水流膜片的进水面10121在中心管30的轴向方向上的两端边缘分别密封连接，以使浓水流膜片的进水面10121形成浓水流道104；且其中一端的浓水密封条108与中心管30的部位之间设置有回水开口1081，浓水流膜片的进水面10121位于回水开口1081处未设置浓水密封条108。经进水流道103流入回水空腔201内的水流，继而自回水开口1081处进入浓水流道104，并沿浓水流道104向远离中心管30的方向于浓水流膜片的进水面10121上流动，部分透过浓水流膜片的进水面10121进入浓水流膜片的产水面10122，并沿产水流道105向中心管30方向流动，另一部分自浓水流道104远离中心管30的一端排出过滤组件10，排出的水流即浓水。

需要说明的是，进水流膜片1011的张数与浓水流膜片1012的张数比为1：1-9：1，且过滤膜片101的张数小于10张，本实施例中以进水流膜片1011和浓水流膜片1012各一片的组合为例，其他实施例中可根据实际需求于上述范围内选择进水流膜片1011与浓水流膜片1012的数量，优选为进水流膜片1011为5-7张，浓水流膜片1012为1-2张。浓水流膜片1012的片数不能超过3片，增加浓水流膜片1012的片数将使得进入回水空腔201内的水流在返回过滤组件10时被每张浓水流膜片1012均分，从而使得每张浓水流膜片1012内的水压以及水流的流速降低，由于浓水流道104的流程较长，如果水流流速过慢，将大幅度增加水流在浓水流膜片1012上的流动时间，继而增加每张浓水流膜片1012上结垢的风险。另一方面，进水流膜片1011的片数亦不宜过多，过多的片数将使得即将进入浓水流道104内的水量、水压以及流速过大，一方面降低浓水流膜片1012的过滤效果，另一方面容易使浓水流膜片1012的结构崩溃。

具体的，回水开口1081的尺寸与过滤膜片101的短边的长度的比为1：3-2：1，此比例既不能过大亦不能过小，当此比例过大时，从回水开口1081进入浓水流道104的水流于浓水流膜片的进水面10121上的流动行程过短，不利于水流的过滤，使水流过滤不完全，进而降低产水率，浪费水源；当此比例过小时，从回水开口1081进入浓水流道104的水流将因承担较大的水压而使水流有效压力下降太多，降低了过滤效率。

具体的，上述产水密封条107、进水密封条106以及浓水密封条108的材质均为聚氨酯或环氧型胶水。两者均能提供强效的粘结性与隔水性。

进一步参照图2、图3、图7，过滤组件10还包括多个引水格网片102，其包括产水格网片1023、进水格网片1021以及浓水格网片1022，每条产水流道105内均设置有一个产水格网片1023，每条进水流道103内均设置有一个进水格网片1021，每条浓水流道104内均设置有一个浓水格网片1022。引水格网片102的作用一方面是引导水流的流动，另一方面也为膜与膜之间未密封的部分提供结构支撑，避免膜与膜之间黏连而降低水流的流速或改变水流的流动方向，同时亦起到支撑整个膜结构的作用，避免使用过程中由于膜结构过薄而产生的破裂或折损。

具体的，每个引水格网片102的大小与折叠后的过滤膜片101的大小和形状相同，相同的尺寸与形状更加便于密封与卷设；其中，进水格网片1021为具有3d立体网格的片状结构，厚度为13-31mil，优选为17-24mil；浓水格网片1022亦为具有3d立体网格的片状结构，厚度为13-31mil，优选为17-24mil；产水格网片1023具体为片状导流布，厚度为8-15mil，优选为9-12mil，3d立体网格的片状结构能够提供更好的支撑以及起到降低对水流流速的阻碍的作用。

进一步地，请参照图4，本实施例中，中心管30为一圆柱筒形管，其侧壁沿其延伸方向设置有多个产水通孔301，从产水流道105内流出的产水通过产水通孔301进入中心管30，最终自中心管30内排出卷膜滤芯1。

本发明实施例还提供了一种过滤系统，其包括上述卷膜滤芯1，通过该过滤系统进行过滤时，能够大大降低结垢风险。

综上，本发明提供了一种卷膜滤芯，其通过密封端盖、过滤组件、中心管以及三者的连接关系的设置，实现了滤芯的过滤功能；通过设置进水流膜片、密封端盖与浓水流膜片，以及进水流膜片与浓水流膜片特定的密封方式，达成了水流折返的两次过滤过程，使产水率得到提升；通过限制进水流膜片与浓水流膜片的张数比，增加了浓水流膜片上的水流的流速，增加了过滤效果的同时也降低了结垢的风险，同时，由于进水流膜片形成的进水流道的流动方向为短边的延伸方向，减短了进水流道的流程，从而降低了进水流道内结垢的风险；通过在进水流道、浓水流道以及产水流道内分别设置进水格网片、浓水格网片以及产水格网片，增加了过滤组件整体的结构强度，同时为水流提供了流动空间。该卷膜滤芯能够提高浓水流速、降低进水流的压降损失，降低结垢风险，提高使用寿命。本发明还提供了一种过滤系统，其包括上述卷膜滤芯。通过过滤系统进行过滤时，能够大大降低结垢风险。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。