一种叠层式反渗透膜的装置及制备方法与流程

1.本发明涉及一种水质净化技术，尤其是涉及一种叠层式反渗透膜的装置及制备方法。


背景技术：

2.水质净化是一项改善地球上人类居住环境的重要技术，而在工业发展越来越发达的今天，污水的处理、生活用水的净化以及污水地区通过净化水源获得水资源的技术都是使人类能够继续在这个地球生存下去的一种必要的技术。在水质净化的技术中，通过反渗透膜技术来获得净化水源的方式是一种最为经济和有效的方式。反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。但是反渗透膜装置一般是采用卷筒式的结构，在前端的进水后，通过卷收的渗透膜的分流，获得分离净化的产品水和保留有污染物的浓水；通过收集产品水获得新的水资源。
3.常用的反渗透膜装置，还有采用环状的上下折叠固定的形式，无论是环状上下层叠还是竖直方向折叠的，在外筒内部的反渗透膜一般都与外筒的内侧壁紧密接触，在进化过程中，进水端和出水端的反渗透膜因为水流阻碍的问题，会导致进水端和出水端的水压不同，降低了反渗透膜整体的净化水的产水率，降低了净化效率。而且，反渗透膜折叠后紧密接触，虽然有隔网隔开，但是由于压力较大，每个反渗透膜折叠页之间的空间极小，也进一步地阻碍了水流，导致压力不均衡，也会导致进水端容易被污染堵塞，导致整个反渗透膜使用寿命短。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是提供一种叠层式反渗透膜的装置及制备方法，降低反渗透膜使用过程中压力不平衡的影响，提高净化效率。
5.本发明的技术解决方案是：
6.一种叠层式反渗透膜的制备方法，其中，包括步骤：
7.一，将反渗透膜制成环形的两端封口的筒状结构，所述筒状结构侧面沿长度方向呈多个连续s型外轮廓形状；沿长度方向以侧面依次内凹和外凸的方式折叠所述反渗透膜，形成沿垂直于长度方向叠层的柱状结构，各个叠层为一个反渗透膜页，所述柱状结构的中心轴位置设有中心通道；
8.二，于各个反渗透膜页之间放置有外隔网，于所述反渗透膜也内放置有内隔网，各所述内隔网于所述中心通道位置设有通孔；
9.三、于各所述反渗透膜页的外端部固定设置多个滑动环结构；
10.四、于外筒内侧对应各所述滑动环结构的位置设有多根沿长度方向设置的滑动导
杆，所述滑动导杆为弹性金属杆结构；
11.五、将外筒套于所述反渗透膜的柱状结构外，所述滑动导杆对应穿过各所述滑动环结构的滑动环中，将中心管插入至所述中心通道中，所述反渗透膜的最前端一层与所述中心管外侧壁密封连接；将进水端盖与所述中心管前端固定连接，出水端盖经由密封轴承与所述中心管之间，以及与所述外筒之间密封滑动连接，所述出水端盖形成活塞阀结构；
12.六、将所述反渗透膜最后端一层密封固定于所述出水端盖上，所述最后端的反渗透膜页外固定的各所述滑动环结构固定于所述出水端盖上，制成叠层式反渗透膜的装置。
13.如上所述的叠层式反渗透膜的制备方法，其中，在步骤五中还包括于所述中心管上套设有多个中间滑动环，各所述中间滑动环与各个内隔网固定连接。
14.如上所述的叠层式反渗透膜的制备方法，其中，在步骤五中还包括将最前端一层的反渗透膜页外的滑动环结构固定于所述进水端盖上。
15.如上所述的叠层式反渗透膜的制备方法，其中，所述出水端盖后端固定连接有出水套管，所述出水套管套设于所述中心管外，其延伸距离大于反渗透膜后端至所安装的压力容器的后端的出水口之间的距离。
16.如上所述的叠层式反渗透膜的制备方法，其中，所述外筒后端、出水端盖、出水套管和压力容器之间形成压力腔，所述压力腔连接外部压力驱动装置。
17.本发明还提供了一种叠层式反渗透膜的装置，其中，其为如上所述的方法制作出来的叠层式反渗透膜的装置。
18.由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：
19.本发明的叠层式反渗透膜的制备方法，在采用层叠式的反渗透膜的结构形式外，为了更好地避免因反渗透膜高压集中而导致的压力不平衡，原水进入后无法均衡地到达反渗透膜后端的情况，设计了能够进行伸缩活动的层叠式的结构，通过对后端的出水端盖的前后驱动，带动反渗透膜在外筒内进行前后的拉伸和压缩；在进行净化水的过程中，通过驱动出水端盖向前端挤压，使反渗透膜保持紧密贴合的层叠式结构；在需要进行调节的时候，驱动出水端盖向后端放开，拉动反渗透膜拉伸，从而使得外筒内的原水能够到达反渗透膜的后端位置；更进一步的，可以平衡前端和后端的压力，提高反渗透膜的整体工作效率；也进一步避免了前端的反渗透膜容易过度积聚污染物而导致堵塞的情况。
附图说明
20.图1为本发明的较佳实施例的结构示意图；
21.图2为本发明的较佳实施例的方法流程示意图。
22.主要元件标号说明：
23.本发明：
24.1：反渗透膜
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2：外筒
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3：进水端盖
25.4：出水端盖
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5：中心管
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6：滑动环结构
26.7：出水套管
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8：压力容器
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9：滑动导杆
27.10：中间滑动环
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11：外隔网
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12：内隔网
28.13：压力腔
具体实施方式
29.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
30.本发明提出的一种叠层式反渗透膜的制备方法，其较佳的实施例中，请参阅图1至图2所示，本发明的叠层式反渗透膜的制备方法包括步骤：
31.s101步骤一，将反渗透膜1制成环形的两端封口的筒状结构，所述筒状结构侧面沿长度方向呈多个连续s型外轮廓形状；沿长度方向以侧面依次内凹和外凸的方式折叠所述反渗透膜1，形成沿垂直于长度方向叠层的柱状结构，各个叠层为一个反渗透膜页，所述柱状结构的中心轴位置设有中心通道。较佳的，本发明的反渗透膜1折叠的方式可以与常规的反渗透膜环状层叠的方式相同，保证反渗透膜形成可拉伸的管状结构即可，相似于例如可拉伸管的折叠结构。
32.s102步骤二，于各个反渗透膜页之间放置有外隔网11，于所述反渗透膜也内放置有内隔网12，各所述内隔网12于所述中心通道位置设有通孔。较佳地，通过将折叠后的相邻的反渗透膜之间设置有隔网，用于保证当反渗透膜被挤压在一起时，依然具有让水流通的通道。
33.s103步骤三、于各所述反渗透膜页的外端部固定设置多个滑动环结构6；如图所示，较佳的，在所述反渗透膜页的外侧固定有滑动环结构6，滑动环结构6中的滑动环的孔是沿长度方向设置的，以便于使滑动环能够沿长度方向上移动。当然，各所述滑动环结构6为于各所述反渗透膜页外周缘均匀分布，且前后相邻的滑动环结构6相对设置，使其能够在一条直线上滑动。
34.s104步骤四、于外筒2内侧对应各所述滑动环结构6的位置设有多根沿长度方向设置的滑动导杆9，所述滑动导杆9为弹性的金属杆结构。如图所示，较佳的，在对应所述滑动环结构6的位置设置有金属杆结构，主要是用于限位所述滑动环结构6的移动范围和方向，当然也用于拉住所述反渗透膜页，防止其朝中心管5方向粘连过去。
35.s105步骤五、将外筒2套于所述反渗透膜的柱状结构外，所述滑动导杆9对应穿过各所述滑动环结构6的滑动环中，将中心管5插入至所述中心通道中，中心管5上设有允许净化水通过的通孔，原水由进水端盖3进入后经由反渗透膜的过滤后进入到反渗透膜页内，再通过通孔进入中心管5中，再从出水端盖4输出。所述反渗透膜的最前端一层与所述中心管5外侧壁密封连接；将进水端盖3与所述中心管5前端固定连接，出水端盖4经由密封轴承与所述中心管5之间，以及与所述外筒2之间密封滑动连接，所述出水端盖4形成活塞阀结构。较佳的，外筒2套在所述反渗透膜外之后，将各滑动环结构6对应套如所述滑动导杆9上，以便于滑动导杆9能够限位滑动环，使各个反渗透膜页在被拉伸和压缩过程中后能够具有类似于扩张和收缩的动作形态。更进一步的，所述出水端盖4的设置，则形成了活塞阀的结构，可以通过外力驱动所述出水端盖4，而带动外筒2内的各个反渗透膜页的扩张和收缩。
36.s106步骤六、将所述反渗透膜最后端一层密封固定于所述出水端盖4上，所述最后端的反渗透膜页外固定的各所述滑动环结构6固定于所述出水端盖4上。较佳的，将最后端的反渗透膜页外所设置的各个滑动环结构6固定于出水端盖4上，能够保证在反渗透膜页拉伸和收缩的过程中，最后端的滑动环结构6不会朝向中心管5方向移动，借由弹性的滑动导杆9的设置，当出水端盖4向外滑动距离越来越大时，反渗透膜被拉伸，并且各中部的各所述
滑动环结构6除了沿长度方向向后端移动以外，还会因为滑动导杆9的具有一定的弹性，而使滑动环结构6朝向中心管5方向靠近一小段距离，借此，有效地使得反渗透膜页外端部和外筒2内侧之间让出一个可以供原水流动的空间，除了可以很好的平衡压力外，还可以减少原水聚集在前端的反渗透膜上的情况，使得反渗透膜的工作能够更加均衡，延长了反渗透膜的整体使用寿命，提高了反渗透膜的净化效率。
37.当然，较佳的，各所述滑动导杆9与所述出水端盖4之间采用密封轴承连接，即滑动导杆9穿过所述出水端盖4，且能够密封地相对滑动。
38.如上所述的本发明的叠层式反渗透膜的制备方法，其较佳的实施例中，在步骤五中还包括于所述中心管5上套设有多个中间滑动环10，各所述中间滑动环10与各个内隔网12固定连接。如图所示，各所述内隔网12中部套有中间滑动环10，能够保证当反渗透膜页被拉伸后，不会因为反渗透膜页内部空间拉大而发生翻转的情况，保证反渗透膜页收缩后依然保持在相邻反渗透膜之间起提供水路的作用。当然，外隔网11也同样可以设置有滑动环固定，并套在滑动导杆9上，保证反渗透膜收缩后回到原来的位置。
39.如上所述的本发明的叠层式反渗透膜的制备方法，其较佳的实施例中，在步骤五中还包括将最前端一层的反渗透膜页外的滑动环结构6固定于所述进水端盖3上。较佳的，可以将最前端的反渗透膜页外的滑动环结构6也固定在进水端盖3上，借此，更好地保证前端的反渗透膜的形状和完整，避免前端的反渗透膜被拉扯损坏。
40.如上所述的本发明的叠层式反渗透膜的制备方法，其较佳的实施例中，所述出水端盖4后端固定连接有出水套管7，所述出水套管7套设于所述中心管5外，其延伸距离大于反渗透膜后端至所安装的压力容器8的后端的出水口之间的距离。如图所示，设置有出水套管7，能保证净化水能够不受出水端盖4滑动变化的影响，保证净化水正常输出。
41.如上所述的本发明的叠层式反渗透膜的制备方法，其较佳的实施例中，所述外筒2后端、出水端盖4、出水套管7和压力容器8之间形成压力腔13，所述压力腔13连接外部压力驱动装置。较佳的，通过利用所述压力腔13，能够利用压力容器8中的压力控制，从而直接驱动出水端盖4在外筒2内执行位移动作，从而减少了增加外部驱动机构的情况，节省了成本和降低了结构的复杂性。
42.本发明还提供了一种叠层式反渗透膜的装置，其较佳的，为如上所述的叠层式反渗透膜的制备方法制作出来的叠层式反渗透膜的装置。
43.本发明的叠层式反渗透膜的制备方法，在采用层叠式的反渗透膜的结构形式外，为了更好地避免因反渗透膜高压集中而导致的压力不平衡，原水进入后无法均衡地到达反渗透膜后端的情况，设计了能够进行伸缩活动的层叠式的结构，通过对后端的出水端盖4的前后驱动，带动反渗透膜在外筒2内进行前后的拉伸和压缩；在进行净化水的过程中，通过驱动出水端盖4向前端挤压，使反渗透膜保持紧密贴合的层叠式结构；在需要进行调节的时候，驱动出水端盖4向后端放开，拉动反渗透膜拉伸，从而使得外筒2内的原水能够到达反渗透膜的后端位置；更进一步的，可以平衡前端和后端的压力，提高反渗透膜的整体工作效率；也进一步避免了前端的反渗透膜容易过度积聚污染物而导致堵塞的情况。
44.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

技术特征：
1.一种叠层式反渗透膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：一，将反渗透膜制成环形的两端封口的筒状结构，所述筒状结构侧面沿长度方向呈多个连续s型外轮廓形状；沿长度方向以侧面依次内凹和外凸的方式折叠所述反渗透膜，形成沿垂直于长度方向叠层的柱状结构，各个叠层为一个反渗透膜页，所述柱状结构的中心轴位置设有中心通道；二，于各个反渗透膜页之间放置有外隔网，于所述反渗透膜也内放置有内隔网，各所述内隔网于所述中心通道位置设有通孔；三、于各所述反渗透膜页的外端部固定设置多个滑动环结构；四、于外筒内侧对应各所述滑动环结构的位置设有多根沿长度方向设置的滑动导杆，所述滑动导杆为弹性金属杆结构；五、将外筒套于所述反渗透膜的柱状结构外，所述滑动导杆对应穿过各所述滑动环结构的滑动环中，将中心管插入至所述中心通道中，所述反渗透膜的最前端一层与所述中心管外侧壁密封连接；将进水端盖与所述中心管前端固定连接，出水端盖经由密封轴承与所述中心管之间，以及与所述外筒之间密封滑动连接，所述出水端盖形成活塞阀结构；六、将所述反渗透膜最后端一层密封固定于所述出水端盖上，所述最后端的反渗透膜页外固定的各所述滑动环结构固定于所述出水端盖上，制成叠层式反渗透膜的装置。2.如权利要求1所述的叠层式反渗透膜的制备方法，其特征在于，在步骤五中还包括于所述中心管上套设有多个中间滑动环，各所述中间滑动环与各个内隔网固定连接。3.如权利要求2所述的叠层式反渗透膜的制备方法，其特征在于，在步骤五中还包括将最前端一层的反渗透膜页外的滑动环结构固定于所述进水端盖上。4.如权利要求3所述的叠层式反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述出水端盖后端固定连接有出水套管，所述出水套管套设于所述中心管外，其延伸距离大于反渗透膜后端至所安装的压力容器的后端的出水口之间的距离。5.如权利要求4所述的叠层式反渗透膜的制备方法，其特征在于，所述外筒后端、出水端盖、出水套管和压力容器之间形成压力腔，所述压力腔连接外部压力驱动装置。6.一种叠层式反渗透膜的装置，其特征在于，其为如权利要求1至5任意一项所述的叠层式反渗透膜的方法制作出来的叠层式反渗透膜的装置。

技术总结
一种叠层式反渗透膜的制备方法，包括将反渗透膜制成环形的两端封口的筒状结构，沿长度方向以侧面依次内凹和外凸的方式折叠反渗透膜，柱状结构的中心轴位置设有中心通道；于各反渗透膜页的外端部固定设置多个滑动环结构；于外筒内侧对应各滑动环结构的位置设有多根沿长度方向设置的滑动导杆；将外筒套于反渗透膜外，滑动导杆对应穿过各滑动环结构，将中心管插入至中心通道中；将进水端盖与中心管前端固定连接，出水端盖经由密封轴承与中心管之间，以及与外筒之间密封滑动连接；将反渗透膜最后端一层密封固定于出水端盖上，最后端的反渗透膜页外固定的各滑动环结构固定于出水端盖上。本发明降低反渗透膜使用时压力不平衡的影响，提高净化效率。提高净化效率。


技术研发人员：余景海 赵晓阳 叶俊东 宋涛
受保护的技术使用者：重庆海通环保科技有限公司
技术研发日：2022.11.19
技术公布日：2023/7/21