专利名称：中空纤维超滤膜净水器及其清洗方法
中空纤维超滤膜净水器及其清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种净水器及其清洗方法，尤其是一种中空纤维超滤膜净水器及清 洗方法。
技术背景目前的家用超滤净水器多采用中空纤维膜过滤掉水中的微小的悬浮物、胶体、 微粒、细菌等物质，过滤后的水可直接饮用。中空纤维膜一般是可清洗重复使用的，主要可通过两种方式恢复中空纤维膜的 膜通量一种为化学清洗方式，通过化学药剂浸泡与膜上的污垢发生化学反应而达到 清洗效果，这种清洗方式程序复杂，频繁使用化学药剂对膜材料使用寿命也有一定的影 响，而且需要配套设施，对使用环境要求也很高，因此化学清洗方法主要应用于工业工 程项目中。另一种为物理清洗方式，如授权公告号为CN201423368的专利以及申请公布号 为CN 101757855A的专利所用的清洗方法，通过正向或反向冲洗附着在膜上的污染物， 使其脱落达到清洗效果，但这种清洗效果较差，清洗后的膜通量恢复百分比较低，难以 满足正常用水需求。因此需要一种过滤效果好，又清洗方便的净水器，而且清洗后的滤膜仍能较好 的达到过滤效果。
发明内容针对上述问题，本发明提出一种中空纤维超滤膜净水器，其包括壳体，控制机 构，线圈，清洗滑块和中空纤维超滤膜，所述清洗滑块和中空纤维超滤膜位于壳体内且 固定连接于一体，所述线圈套装于壳体上，并与所述控制机构电连接；所述壳体上开有 产水口和进水口；所述清洗滑块与线圈组成非接触式电磁传动机构；当所述控制机构闭 合电源时，线圈接通交变电压，产生交变磁场，所述清洗滑块在交变磁场的作用下，带 动所述中空纤维超滤膜一起在壳体内部做往复运动。所述中空纤维超滤膜可采用螺旋结构，以增强净化效果；采用多条螺旋结构的 滤膜和滤膜双向螺旋的方式可达到更好的净化效果。所述清洗滑块可选用永磁材料制作，当所述线圈接通交变电压时，所述清洗滑 块能较快的响应电磁感应，发生运动。所述壳体还可以进一步分为可拆卸的端盖和筒身，降低壳体的加工难度，也方 便净水器的拆卸；所述产水口位于该端盖上，还可以在该端盖上再开一个排气口，该排 气口可以降低净化器的内外压差，使净水器的进出水速度更快。所述控制机构可进一步包括一个电磁阀，其密封性好，响应快，可较好的控制 进水口的进出水。本发明还提出一种针对该净水器的两种清洗方法
一种是常规机械清洗方法，其包括以下步骤步骤Al:注水通过产水口、进水口或排气口中的一个，向壳体内注水，注水 的同时关闭其它的两个口；步骤A2:清洗当壳体内注入到一定量的水时，关闭注水的口，通电产生交变 电磁场，所述交变电磁场使清洗滑块带动中空纤维超滤膜上下运动，使附着在中空纤维 超滤膜上的污物脱落，达到清洗目的；步骤A3:排污当所述清洗滑块运动一定时间后，打开上述任意通口，使清洗 后的污水由其排出。另外一种为化学清洗方法，该方法是在进行所述常规机械清洗方法之前，进行 如下的浸泡步骤步骤Bi:注入清洗溶液通过产水口、进水口或排气口中的一个，向净水器内 加入一定量的清洗溶液，同时关闭其它的两个口，浸泡一段时间；步骤B2:排污打开上述任意通口，使浸泡后的污水由其排出。完成这两个步 骤后，再进行所述的常规机械清洗方法，达到更好的清洗目的。所用的清洗溶液内可加 入草酸或柠檬酸，有良好的除污效果。本发明的有益效果是(1)非接触式的电磁传动机构使清洗滑块直接带动中空纤维超滤膜运动，清洗过 程更简单直接，动力部分和清洗滑块直接没有连接，清洗时没有漏水的麻烦和危险；(2)本发明的超滤膜采用双向螺旋缠绕的中空纤维超滤膜，使膜过滤面积更大， 过滤效果好；轴向弹性空间更大，清洗净水器时，清洗效果佳。(3)本发明所述的净水器清洗方法效率高，简单便捷，采用电磁阀控制进出水， 使系统更简洁，可广泛应用于中空纤维超滤膜净水器的清洗。
图1为本发明中空纤维超滤膜净水器的外观结构示意图；图2为本发明中空纤维超滤膜净水器的分解结构示意图；图3为本发明中空纤维超滤膜净水器的局部剖视图。
具体实施方式参见图1-3，本发明提出的一种中空纤维超滤膜净水器，其包括壳体1，中空纤 维超滤膜2，线圈3，清洗滑块4和控制机构5，所述中空纤维超滤膜2和清洗滑块4位于 壳体1内且固定连接于一体，所述线圈3套装于壳体1上，并与所述控制机构5电连接； 所述壳体1上开有产水口 11和进水口 12，当待过滤的水通过进水口 12进入净水器后，所 述的中空纤维超滤膜2吸附水中的污染物，并通过产水口 11流出，达到净水目的。所述 清洗滑块4与线圈3组成非接触式交变电磁传动机构；当所述控制机构5闭合电源时，线 圈3接通交变电压，产生交变磁场，所述清洗滑块4在交变磁场的作用下，带动所述中空 纤维超滤膜2—起在壳体1内部做往复运动，使中空纤维超滤膜2上的污染物脱落，达到 清洗的目的。
所述的壳体1可根据设计需要，采用多种形状，如几何立体图形中的球形，圆柱形等；或采用卡通形象外壳，如企鹅，小猪等，以及其它一些外观设计形式。所述壳 体1为中空结构，用于放置中空纤维超滤膜2和清洗滑块4，其中部空腔用于水过滤处 理。其包括端盖13和筒身14，端盖13和筒身14可拆卸地组装在一起，筒身14可为一 端或两端开口，筒身14的开口端用端盖13封闭，方便净水器的拆卸。 为了保证端盖13的密封效果，在端盖13的外周进一步增设有一对卡扣机构16， 端盖13可通过卡扣机构16固定于筒身14上，以起到更好的固定和密封效果，且拆装便 禾U。可以理解，所述卡扣机构16亦可以设置于筒身14的外周，配合方式与前述相同， 故不在赘述。在本发明中，所述卡扣机构16可为卡箍或相互配合的凸块和卡槽等类似结 构。为了方便中空纤维超滤膜2更好地装设于壳体1内，所述壳体1顶部内侧延伸出 一集水块17，中空纤维超滤膜2通过套接于所述集水块17上，以将其一端固定于壳体1 上，另一自由端则可以在清洗滑块4的带动下做往复运动。所述产水口 11可位于该端盖13上，还可以在该端盖13上再开一个排气口 15， 该排气口 15 —方面可以降低净化器的内外压差，使净水器的进出水速度更快；另一方 面，通过排气口还可以向净水器加入清洗溶液，以对其内部组件通过化学方法浸泡清 洗。所述中空纤维超滤膜2可采用常用的多层结构，也可以优选的采用螺旋结构， 在便于清洗的同时增大滤膜的过滤面积，增强净化效果；可进一步采用多条螺旋结构的 滤膜和滤膜双向螺旋的方式达到更好的净化效果。所述线圈3可采用多层圆盘形状，能产生较大的交变磁场。所述清洗滑块4优选的采用永磁材料制作，当所述线圈3接通交变电压时，所述 清洗滑块4能较快的响应电磁感应，发生运动。所述控制机构5除了控制线圈3的通断电以外，还可进一步包括一个电磁阀51， 用于控制进水口 12的进出水，有密封性好，响应快的优点。下面通过一个优选实施例对该系统及清洗方法做进一步描述。如图1所示的一种中空纤维超滤膜净水器，壳体1分为上、中、下三段，其中上 段部分带有两端开口的筒身14和用于密封筒身14两端的端盖13，端盖13通过卡扣机构 16固定于筒身14上；中段部分较细，便于把线圈3套装于此；下段部分内装有控制机构 5。该端盖13上开有产水口 11和排气口 15。如图2，图3所示，筒身14内放置中空纤维超滤膜2，清洗滑块4和一个集水块 17。其中集水块17固定于筒身14顶部，中空纤维超滤膜2采用双向螺旋结构，其上端 固定于集水块17上，螺旋下垂至位于筒身14下端的清洗滑块4上，并与清洗滑块4固定 连接于一体。该中空纤维超滤膜2为多条螺旋中空纤维超滤膜，其中部分中空纤维超滤 膜21以逆时针方向向下螺旋，部分中空纤维超滤膜22以顺时针方向向下螺旋。如图1中虚线所示的控制机构5包括一个电磁阀51和一个控制线圈3通断电的 开关52。电磁阀51用以控制进水口 12的进出水，当电磁阀51通电闭合时，电磁阀51 与进水口 12紧密接触，使水无法通过电磁阀51流入净水器；当电磁阀51断电开启时， 电磁阀51离开进水口 12，水通过进水口 12流入净水器。开关52闭合时，线圈3接通电 源，产生电磁力；开关52断开时，线圈3断开电源，电磁力慢慢消失。
该优选实施例的净水器可以通过两种方式达到自身的清洗一种是常规机械清 洗方法，包括以下步骤步骤Al 注水通过产水口 11、进水口 12和排气口 15中的一个，向壳体1内 注水，注水的同时关闭其余的各口；步骤A2:清洗当壳体1内注入到一定量的水时，关闭注水的口，控制机构5 的开关52闭合，线圈3接通交变电压，产生交变电磁场，所述交变电磁场使清洗滑块4 带动中空纤维超滤膜2上下运动，使附着在中空纤维超滤膜2上的污物脱落，达到清洗目 的；步骤A3:排污当所述清洗滑块4运动一定时间后，打开上述任意通口，使清 洗后的污水由其排出。所述步骤A 3中清洗步骤，一般进行15-30s即可达到清洗目的，重复步骤 A1-A3, 3-6次，清洗效果更佳。在本发明的一个实施例中，步骤Al中，通过排气口 15向壳体1内注水，注水的 同时关闭产水口 11和进水口 12。步骤A3中，打开进水口 12，使所述清洗后的污水通过 进水口 12排出。这样，进水口 12同时起到进水和排污的作用。
该净水器还包括一种方法化学清洗方法，该方法是在所述常规机械清洗方法之 前，先用清洗溶液浸泡，浸泡步骤如下步骤Bi:注入清洗溶液通过产水口、进水口或排气口中的一个，向净水器内 加入一定量的清洗溶液，同时关闭其它的两个口，浸泡一段时间；步骤B2:排污打开上述任意通口，使浸泡后的污水由其排出。在本发明的一个实施例中，步骤Bl 注入清洗溶液关闭进水口 12，并通过排气口 15向净水器内加入一 定量的清洗溶液，并浸泡一段时间；步骤B2:排污打开进水口 12，使所述浸泡后的污水通过进水口 12排出。浸泡结束后，再进行常规机械清洗，可以达到更好的清洗效果。所用的清洗溶 液内可加入草酸或柠檬酸，有良好的除污效果。所述步骤Bl中的浸泡时间一般为10-20 分钟，即可达到浸泡目的。本发明中空纤维超滤膜净水器，采用非接触式的电磁传动机构替代了原有净水 器的清洁组件，通过交变电磁场驱动净水器内部的清洗滑块带动与之连接的中空纤维超 滤膜做可伸缩性往复运动，来实现中空纤维超滤膜的清洗目的。在清洗过程中，动力部 分和清洗滑块直接没有连接，清洗时没有漏水的麻烦和危险，同时，可由净水器内部自 身的清洗组件完成清洗，不必经常性地打开净水器对其进行清洗，大大提高了清洗的便 利性。另外，本发明的超滤膜采用双向螺旋缠绕的中空纤维超滤膜，利用螺旋缠绕的结 构来增加超滤膜的整体过滤面积，更佳者，可利用相互嵌套的多层双向的螺旋缠绕结构 来增加其过滤面积，过滤面积越大，则过滤效果更好，应用于该类小型家用的净水器， 还可压缩净水空间，达到有效减少其整体大小，使其更为轻便。再者，超滤膜的清洗过 程和净水过程可切换控制，并统一采用电磁阀控制进出水，使其控制过程更为方便。而 且，线圈与清洗滑块相接近，使得清洗滑块在交变电磁场中受力更强。本发明中空纤维超滤膜净水器的清洗方法，采用了常规机械清洗方法与化学清洗方法相结合。一方面，在常规机械清洗过程中，可通过非接触式的电磁传动机构来完 成对净水器中的超滤膜进行清洗，清洗时，在交变电磁场下，通过清洗滑块带动与之连 接为一体的中空纤维超滤膜做可伸缩性往复运动，来将附着于其上的污物脱落，而避免 因直接刷膜或冲洗而对其结构造成的破坏，以有效地保护了超滤膜，延长其使用寿命； 同 时，从操作过程来看，这也是一种免拆的清洗方式，相对与现有的拆卸式清洗，其清 洗方法简单易行且效率高。另一方面，结合化学清洗方法，预先通过弱酸性清洗溶液对 其进行浸泡，可抑制大量细菌，消毒效果更佳。两者清洗方法相结合，起到很好的去污 和消毒杀菌效果。只有净水器自身内部组件洁净，才能获得真正干净的饮水水，以保证 人们的身体健康。
权利要求
1.一种中空纤维超滤膜净水器，其特征在于其包括壳体，控制机构，线圈，清 洗滑块和中空纤维超滤膜，所述清洗滑块和中空纤维超滤膜位于壳体内且固定连接于一 体，所述线圈套装于壳体上，并与所述控制机构电连接；所述壳体上开有产水口和进水 口，所述清洗滑块与线圈组成非接触式电磁传动机构；当所述控制机构闭合电源时，线 圈接通交变电压，产生交变磁场，所述清洗滑块在交变磁场的作用下，带动所述中空纤 维超滤膜一起在壳体内部做往复运动。
2.根据权利要求1所述的中空纤维超滤膜净水器，其特征在于所述中空纤维超滤 膜采用螺旋结构。
3.根据权利要求2所述的中空纤维超滤膜净水器，其特征在于所述中空纤维超滤 膜采用双向螺旋结构。
4.根据权利要求1所述的中空纤维超滤膜净水器，其特征在于所述清洗滑块采用 永磁材料制作。
5.根据权利要求1所述的中空纤维超滤膜净水器，其特征在于所述壳体进一步包 括可拆卸的端盖和筒身，所述端盖上开有排气口和所述产水口。
6.根据权利要求1所述的中空纤维超滤膜净水器，其特征在于所述控制机构进一 步包括电磁阀，所述电磁阀闭合时与所述进水口相接触，通过所述电磁阀控制净水器的 进出水。
7.—种中空纤维超滤膜净水器的清洗方法，其特征在于包括一种常规机械清洗方 法，所述常规机械清洗方法包括以下步骤步骤Al:注水通过产水口、进水口或排气口中的一个，向壳体内注水，注水的同 时关闭其它的两个口；步骤A2:清洗当壳体内注入到一定量的水时，关闭注水的口，通电产生交变电磁 场，所述交变电磁场使清洗滑块带动中空纤维超滤膜上下运动，使附着在中空纤维超滤 膜上的污物脱落，达到清洗目的；步骤A3:排污当所述清洗滑块运动一定时间后，打开上述任意通口，使清洗后的 污水由其排出。
8.根据权利要求7所述的一种中空纤维超滤膜净水器的清洗方法，其特征在于还 包括化学清洗方法，所述化学清洗方法为在进行所述常规机械清洗方法之前，进行如下 浸泡步骤步骤Bi:注入清洗溶液通过产水口、进水口或排气口中的一个，向净水器内加入 一定量的清洗溶液，同时关闭其它的两个口，浸泡一段时间；步骤B2:排污打开上述任意通口，使浸泡后的污水由其排出。
9.根据权利要求8所述的一种中空纤维超滤膜净水器的清洗方法，其特征在于所 述清洗溶液内混有草酸或柠檬酸。
10.根据权利要求7或8所述的中空纤维超滤膜净水器，其特征在于所述步骤A3中 清洗滑块的运动时间为15-30s ；所述步骤Bl中的浸泡时间为10-20分钟。
全文摘要
本发明的中空纤维超滤膜净水器，其包括壳体，控制机构，线圈，清洗滑块和中空纤维超滤膜，清洗滑块和中空纤维超滤膜固定连接于一体；壳体上开有产水口和进水口。待过滤的水通过进水口进入净水器，通过中空纤维超滤膜吸附水中的污染物后，由产水口流出，达到净水效果。清洗滑块与线圈组成电磁传动机构，清洗净水器时，线圈接通交变电压，产生交变磁场，使清洗滑块在交变磁场作用下，带动超滤膜做往复运动，使超滤膜上的污染物脱落，达到清洗的目的。本发明采用电磁传动使清洗过程更简单直接，其滤膜采用双向螺旋中空纤维超滤膜，过滤效果好，效率高，可广泛应用于中空纤维超滤膜净水器的清洗上。
文档编号B01D65/04GK102010030SQ20101029113
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者卢章跃 申请人:惠州七芯膜净化环保有限公司