一种卷式反渗透膜元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于净水处理技术领域，涉及去除水中泥沙、淤泥、胶体、微生物、病毒、有机物和无机盐等杂质的反渗透膜元件，尤其涉及一种卷式反渗透膜元件。
【背景技术】
[0002]目前，公知的卷式反渗透膜元件是包括含有一个密封端(膜元件进水端处)且管上开有多个纯水收集通孔的中心产水管以及卷绕在所述中心产水管上的至少一组净水膜片，所述净水膜片由反渗透膜片、纯水导流网、进水导流网层叠构成；所述反渗透膜片经折叠其内表面间形成进水流道，进水导流网位于进水流道中；其相邻外表面之间形成产水流道，纯水导流网位于产水流道中；所述反渗透膜片的折叠线与所述中心产水管邻近且与其长度方向线平行；所述产水流道仅具有面向中心产水管的纯水出水口，其他三侧边用胶水粘合因而密封；所述进水流道在垂直于中心产水管的两侧边上的一边为原水进水口，另一边为浓水出口，其平行于中心产水管的远端侧边密封；净水膜片组缠绕在中心管后，整个外表面用胶带进行包裹密封。这种结构的卷式反渗透膜元件，原水从元件的一端面流入进水流道中，一部分水经反渗透膜片过滤形成纯水从纯水导流网流进中心产水管内，剩下未过滤形成纯水的浓水(约占原水体积的10?30% )沿着进水流道中的进水导流网从元件的另一端面流出，如图3所示。
[0003]从图3中可见，目前市面上的反渗透膜元件的中心产水管都是在进水端和出水端各伸出一段(净水膜片的长度小于中心产水管的长度)，在膜元件出水端，中心管密封圈R连接在中心产水管的外壁上用于密封出水端处产生的纯水和浓水。但随着膜元件使用时间的延长，该中心管密封圈R可能出现老化、脱落或破裂情况，而一旦出现这其中的一种情况，都会需要更换整个膜元件，这使得膜元件的寿命在很多情况下都不能达到预计值。此夕卜，目前市场上的反渗透膜由于进水流道长(即净水膜片的长度)，原水中的污染物在膜表面停留时间长，易造成膜表面结垢污染，使得膜元件脱盐率和产水量降低明显，膜元件寿命缩短。
【发明内容】
[0004]目前市面上的反渗透膜有一个非常重要的应用领域，即家用净水器市场。本发明所要解决的技术问题是提供一种用于家用净水器的卷式反渗透膜元件，用以防止卷式反渗透膜元件的中心管密封圈R出现老化、脱落或破裂现象从而使得膜元件的寿命达不到预计值的情况。更进一步地，本发明还通过改变膜元件的结构提供一种含较短净水膜片的膜元件，用于减缓现有卷式反渗透膜元件表面易结垢，克服膜元件污染问题，延长膜元件的使用寿命，同时大大降低膜元件的体积，为净水器产品设计节省更多空间。
[0005]因此，本发明提供一种卷式反渗透膜元件，包括含有一个密封端且管上开有多个纯水收集通孔的中心产水管以及卷绕在所述中心产水管上的至少一组净水膜片，所述净水膜片由反渗透膜片、纯水导流网、进水导流网层叠构成；所述反渗透膜片经折叠其内表面间形成进水流道，进水导流网位于进水流道中；所述反渗透膜片的相邻外表面之间形成产水流道，纯水导流网位于产水流道中；所述反渗透膜片的折叠线与所述中心产水管邻近且与其长度方向线平行；所述产水流道仅具有面向中心产水管的纯水出水口，其他三侧边密封；所述进水流道在垂直于中心产水管的两侧边上的一边为原水进水口，另一边为浓水出口，其平行于中心产水管的远端侧边密封；且在膜元件出水端处所述净水膜片与中心产水管在膜元件的长度方向上平齐，且在靠近膜元件出水端处的中心产水管内部(管内壁以内的内空处)设置有用于放置中心管密封圈且对所述中心管密封圈进行限位的机构。
[0006]本领域技术人员能理解的，现有技术中所述中心产水管I的进水端密封，使得原水7无法从进水端进入中心产水管I。所述产水流道的其他三侧边密封的方式例如为通过粘胶将相邻的两片反渗透膜片2的所述三侧边均闭合粘接。
[0007]本领域技术人员知晓的，现有技术中位于出水端附近中心产水管外壁上的中心管密封圈R是用于隔离出水端处中心产水管I中的纯水和出水端的浓水，且中心管密封圈R是膜元件中必不可少的一个部件。因此，中心管密封圈R的老化、脱落或破裂将导致已经通过膜元件进行分离的纯水受到污染。本发明的膜元件中采用内密封的方式来解决该问题，在本发明中，所述膜元件中一般并不包含中心管密封圈R，而将中心管密封圈R设置为脱离膜元件以外的单独部件，或将中心管密封圈R设置为膜壳的一部分。本发明的内密封方式(膜元件使用过程中，中心管密封圈R位于中心产水管I内部)与现有技术的外密封方式(膜元件使用过程中，中心管密封圈R位于中心产水管I 一端的外壁上)相比，中心管密封圈R不再有脱落情况，且其破损概率大幅降低、老化情况得到减缓。
[0008]本发明中的中心管密封圈R可以是随生产膜元件而装配，但更优选的是本发明中的膜元件并不包含中心管密封圈R，而将中心管密封圈R设置在膜壳上(膜壳一般由净水器生产商生产，膜元件一般由膜件生产商生产)，在这样的条件下，即使偶有内密封的中心管密封圈R出现破损的情况，也仅需更换价值为几元人民币的膜壳，而不需要更换价值为上百元人民币的膜元件。
[0009]综上所述，本发明的膜元件使用内密封方式能很好地解决因中心管密封圈R的老化、脱落或破裂而导致膜元件的寿命达不到预计值的问题。此外，本发明中出水端处所述净水膜片与中心产水管I在膜元件的长度方向上平齐还会使得本发明提供的膜元件在并不影响膜分离效率的前提下膜元件的整体长度能缩短大约20mm ;膜元件长度的缩短能使得膜元件和含有该膜元件的净水器向小体积化方向发展。
[0010]在一种具体的实施方式中，所述中心产水管的内壁上设有台阶，在膜元件的轴向上，所述台阶至膜元件出水端处的中心产水管的内径比所述台阶至膜元件进水端处的中心产水管的内径大0.5?1.5mm，优选大0.8?1.2mm ;且所述台阶至膜元件出水端的轴向距离为5?40mm，优选为15?25mm。本领域技术人员容易理解地，这是本发明中在实现内密封时，对位于中心产水管中的中心管密封圈R进行限位的一种方式。在这种方式中，所述中心管密封圈R的尺寸(直径)与现有技术中的中心管密封圈R的尺寸可以一致，因而这是本发明中的优选实施方式。
[0011]在另一种【具体实施方式】中，所述限位机构为设置在中心产水管内壁上的凸起；且所述凸起与所述膜元件出水端的轴向距离为5?40mm。优选所述凸起与所述膜元件出水端92的轴向距离为15?25mm。所述凸起的形状可以是环状凸起，或多个均布的点状凸起，该内容在本发明中不受限制。此外，在所述限位机构为凸起的方案中，在膜元件的轴向上所述中心产水管I的内径可以一致，也可以不一致。此外，本领域技术人员容易理解地，本发明膜元件中的凸起和台阶完全可以同时存在。
[0012]在一种优选的实施方案中，进水导流网的厚度为0.38mm-0.55mm，且在所述膜元件的轴向上所述净水膜片的长度为180?220mm。
[0013]本发明该实施方案中的进水导流网选用比现有技术中厚度小得多的进水导流网(现有技术中的进水导流网一般厚度在0.68mm以上)，因而在膜元件的主体外径(不包含膜片外围密封圈8的膜元件主体外径在52mm以下，一般为42?50mm，更优选为44?48mm)相同的前提下，本发明中的净水膜片可以在中心产水管I上卷绕更多层，同时净水膜片的长度与现有技术中同规格(如50加仑)的膜元件相比要短得多(现有的该规格膜元件的长度是298±5mm，而净水膜片的长度为260mm左右)。也就是说，进水导流网3厚度特征的改变会使得整个膜元件的长度相比现有技术缩短大约60mm时并不会影响膜分离效率。这可以至少带来如下两个优势:一是本发明中的膜元件长度和体积大幅缩小，有利于膜元件和净水器向小型化发展。更重要的是，进水导流网的减薄和膜元件长度的大幅缩短均有利于减轻原水对膜层的污染，进而大幅延长膜元件的使用寿命。具体地，较薄的进水导流网可使原水在膜元件内部更好地形成湍流，降低膜元件的污染程度。且净水膜片长度的缩短使得单位体积的原水在膜元件内部的路径也缩短，因此原水中污染物的流经路径也相应缩短，这样可大幅降低污染物与膜表面的接触范围，从而降低膜元件的污染速度。
[0014]因此，本发明在保证膜元件水通量和脱盐率的前提下，缩短原水在膜元件内的路径，这样也缩短了原水中污染物的流经路径，降低原水对膜元件的污染速度，延长了膜元件的使用寿命。同时，大幅缩短膜元件长度，节省使用空间，为水质较差地区膜元件寿命短的问题提供了解决方案。
[0015]在另一种优选的实施方案中，在膜元件进水端处所述净水膜片与中心产水管在膜元件的长度方向上平齐，且中心产水管含有内部密封端，所述内部密封端设置在离膜元件进水端的距离为5?40mm处，优选该距离为15?25mm。本领域技术人员容易理解的，内部密封端13至膜元件进水端91之间的中心产水管段为本发明中膜元件的装配段14。本领域技术人员知晓，现有技术中的装配段是通过在膜元件进水端91处设置比净水膜片更长的一段中心产水管来实现外装配(膜元件安装在净水器中)，而本发明中将此处改为内装配，可以使得在并不影响膜分离效率的前提下整个膜元件的长度进一步缩短约20_，因而膜元件的整体体积进一步减小。
[0016]在一种具体的实施方式中，所述膜元件还包括净水膜片外表面上缠绕的密封胶带，以及设置在所述密封胶带外侧且用于固定膜元件的膜片外围密封圈。在另一种具体的实施方式中，所述卷式反渗透膜元件包含两组净水膜片。
[0017]在另一种优选的【具体实施方式】中，所述卷式反渗透膜元件的总长度与所述净水膜片的长度相同，且均为180?220mm。优选所述卷式反渗透膜元件的总长度不大于200mm。使用该优选实施方案时，本发明所述卷式反渗透膜元件总长度较传统同类型膜元件长度缩短25?40%，膜元件的整体体积较传统膜元件降低25?40%，为净水器产品节省了更多空间，为净水器往小型化方向发展提供了基础。
【附