一种反渗透膜元件和净水器的制作方法

1.本发明涉及净水器技术领域，具体涉及一种反渗透膜元件和净水器。


背景技术：

2.反渗透膜元件是由进水隔网、反渗透膜片、纯水导流布卷绕在中心管上密封连接而成。原水从反渗透膜元件的端面一侧进入，其中，一部分原水在压力的作用下透过膜片的膜面将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯水。
3.反渗透膜元件在制水过程中，原水沿着进水隔网布满膜面，在压力作用下透过膜片生成纯水，沿着纯水导流布汇集到中心管，再经由中心管一端或两端流出；而未能透过膜片的浓水，继续沿着进水隔网从膜元件的另一端面流出。
4.反渗透膜元件的核心性能指标之一是使用寿命。传统的反渗透膜元件存在水通量低、使用寿命短的缺点。
5.影响反渗透膜元件寿命的主要原因为膜元件运行过程中发生浓差极化现象，具体为：反渗透膜元件在工作过程中发生3种运动，其一是原水在压力驱动下透过反渗透膜从原水流向低浓度的纯水侧；其二是溶质(颗粒物等杂质)被原水裹带向膜面流动，再被反渗透膜截留；其三是被截留的溶质在反渗透膜表面处的浓度逐渐高于溶质在原水溶液主体中的浓度，在浓度梯度的作用下，溶质(杂质)由膜面向原水扩散运动。当溶质向膜面流动(其二)的速度与浓度梯度使溶质向原水本体溶液扩散(其三)的速度达到平衡时，在膜面形成一个稳定的相应于浓度差的边界层，成为浓差极化边界层。
6.浓差极化会给水净化系统的稳定运行带来如下方面的危害：
7.1)当膜表面溶质浓度达到其饱和度时，会使膜表面形成沉积或凝胶层，增加透过阻力，从而增加系统的运行压力；
8.2)严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞流道，造成系统运行恶化。
9.由于现有技术中的反渗透膜元件在运行过程中存在由于浓差极化现象而导致膜元件寿命缩短等技术问题，因此本发明研究设计出一种反渗透膜元件和净水器。


技术实现要素：

10.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的反渗透膜元件在运行过程中存在由于浓差极化现象而导致膜元件寿命缩短的缺陷，从而提供一种反渗透膜元件和净水器。
11.为了解决上述问题，本发明提供一种反渗透膜元件，其包括：
12.中心管、第一反渗透膜片、第二反渗透膜片和第三反渗透膜片，所述第一反渗透膜片、所述第二反渗透膜片和所述第三反渗透膜片依次叠置为一体，并卷制到所述中心管上，所述第一反渗透膜片与所述第二反渗透膜片之间形成第一纯水流道，所述第二反渗透膜片与所述第三反渗透膜片之间形成第二纯水流道，所述第一反渗透膜片与所述第三反渗透膜片之间形成第三纯水流道，所述第三纯水流道同时位于所述第一纯水流道和所述第二纯水
流道的下游，以使得所述第一纯水流道流至所述第三纯水流道中的水，与所述第二纯水流道中流至所述第三纯水流道中的水进行混合，且所述第三纯水流道的流通截面积小于所述第一纯水流道的流通截面积与所述第二纯水流道的流通截面积之和。
13.在一些实施方式中，
14.所述第三纯水流道的流通截面积小于等于所述第一纯水流道的流通截面积，所述第三纯水流道的流通截面积小于等于所述第二纯水流道的流通截面积。
15.在一些实施方式中，
16.所述第一反渗透膜片、所述第二反渗透膜片和所述第三反渗透膜片各自分别对折，所述第一反渗透膜片的两个相对的面为正面，所述第一反渗透膜片的两个相对的正面之间形成第一原水流道，所述第一反渗透膜片的与所述第二反渗透膜片相对的背面、与所述第二反渗透膜片的与所述第一反渗透膜片相对的背面之间形成所述第一纯水流道，所述第二反渗透膜片的两个相对的正面之间形成第二原水流道，所述第三反渗透膜片的两个相对的正面之间形成第三原水流道，所述第二反渗透膜片的与所述第三反渗透膜片相对的背面、与所述第三反渗透膜片的与所述第二反渗透膜片相对的背面之间形成所述第二纯水流道，所述第一反渗透膜片的与所述第三反渗透膜片相对的背面、与所述第三反渗透膜片的与所述第一反渗透膜片相对的背面之间形成所述第三纯水流道。
17.在一些实施方式中，
18.所述第二反渗透膜片对折后沿着其原水流动方向的长度小于所述第一反渗透膜片对折后沿着其原水流动方向的长度，所述第二反渗透膜片对折后沿着其原水流动方向的长度小于所述第三反渗透膜片对折后沿着其原水流动方向的长度。
19.在一些实施方式中，
20.所述第一反渗透膜片对折后沿着其原水流动方向的长度等于所述第三反渗透膜片对折后沿着其原水流动方向的长度。
21.在一些实施方式中，
22.所述第一反渗透膜片对折形成第一折边，所述第二反渗透膜片对折形成第二折边，所述第三反渗透膜片对折形成第三折边，所述第一折边与所述中心管贴合而进行卷制，所述第三折边与所述第一折边相对，所述第二折边与所述第一折边不相对，且所述第二折边与所述第一折边之间间隔预设距离l，即所述第二折边以所述第一折边朝所述第一反渗透膜片的开口端移动预设距离l而设置。
23.在一些实施方式中，
24.所述第一纯水流道、所述第二纯水流道和所述第三纯水流道形成一个纯水单元，所述反渗透膜元件包括n个纯水单元，其中n≥1，且相邻两个纯水单元之间共用一个反渗透膜片和共用该反渗透膜片的原水流道。
25.在一些实施方式中，
26.包括第一段滤芯和第二段滤芯，所述第一段滤芯包括一个所述中心管、一个所述第一反渗透膜片、一个所述第二反渗透膜片和一个所述第三反渗透膜片，所述第二段滤芯也包括一个所述中心管、一个所述第一反渗透膜片、一个所述第二反渗透膜片和一个所述第三反渗透膜片，且所述第一段滤芯的原水流道与所述第二段滤芯的原水流道连通，所述第二段滤芯的原水流道位于所述第一段滤芯的原水流道的下游，以使得所述第一段滤芯的
原水流道中的水能流至所述第二段滤芯的原水流道中；并且在所述第一段滤芯的原水流道与所述第二段滤芯的原水流道之间设置有段间湍流发生器，以能使得所述第一段滤芯的原水流道中的水流经所述段间湍流发生器时产生湍流，进而流至所述第二段滤芯的原水流道中。
27.在一些实施方式中，
28.所述第一段滤芯的中心管为第一段滤芯中心管，所述第二段滤芯的中心管为第二段滤芯中心管，所述第一段滤芯的反渗透膜片为第一段滤芯卷膜，所述第二段滤芯的反渗透膜片为第二段滤芯卷膜；
29.所述段间湍流发生器包括双向转接件和双向支撑件，所述双向转接件卡接在所述第一段滤芯中心管与所述第二段滤芯中心管之间，以对所述第一段滤芯中心管与所述第二段滤芯中心管连接；所述双向支撑件卡设在所述第一段滤芯卷膜与所述第二段滤芯卷膜的外周，以将所述第一段滤芯卷膜与所述第二段滤芯卷膜连接，使得沿轴向所述第一段滤芯卷膜与所述第二段滤芯卷膜之间形成间隔空间。
30.在一些实施方式中，
31.所述双向转接件包括筒体，所述筒体的至少部分结构插设于所述第一段滤芯中心管的内周，所述筒体的至少部分结构插设于所述第二段滤芯中心管的内周，所述筒体的外周上还朝径向外侧凸出设置有第一凸起，所述第一凸起卡设在所述第一段滤芯中心管与所述第二段滤芯中心管之间，所述双向支撑件为环形筒体结构，其内周还朝径向内侧凸出地设置有第二凸起，所述第二凸起卡设在所述第一段滤芯卷膜与所述第二段滤芯卷膜之间，以形成所述间隔空间。
32.在一些实施方式中，
33.所述段间湍流发生器还包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件设置在所述双向转接件的筒体的外周与所述第一段滤芯中心管的内周之间，所述第一密封件还设置在所述双向转接件的筒体的外周与所述第二段滤芯中心管的内周之间，所述筒体具有中空连通通道，以能连通所述第一段滤芯中心管内部的纯水和所述第二段滤芯中心管内部的纯水；所述第二密封件分别设置于所述双向支撑件的外周与所述第一段滤芯卷膜的外周，所述第二密封件还分别设置于所述双向支撑件的外周与所述第二段滤芯卷膜的外周。
34.在一些实施方式中，
35.所述间隔空间中还设置有活性炭颗粒，所述活性炭颗粒能被水流冲击而产生运动；所述第一密封件为密封圈，所述第二密封件为密封胶带；所述第一凸起为圆柱体环状结构，所述第二凸起为多个在圆周方向间隔设置的结构；所述双向支撑件的外周还径向朝外凸出地间隔设置有多个第三凸起。
36.本发明还提供一种净水器，其包括前述的反渗透膜元件。
37.本发明提供的一种反渗透膜元件和净水器具有如下有益效果：
38.1.本发明通过第一、第二和第三反渗透膜片之间的独有设置关系，即在滤芯卷膜工艺上进行优化流道设计，将若干个等长纯水流道通过流道合并的方式有效减少了流道数量，由于多个反渗透膜片进行叠置，从而有效使得位于纯水流道方向的下游的第三纯水流道的流通截面积小于第一和第二纯水流道的流通截面积，进而有效增大了纯水的膜面流速，实现了纯水端膜面流速成倍提高(合并的后流道可以使膜面纯水流速提升100％)，使纯
水能够快速地通过中心管流向出水口，有利于提高原水与纯水间的压力差，使原水更容易透过反渗透膜，提高膜片的水通量，从而有效减小由于浓差极化现象而导致膜元件杂质堆积而致使膜元件寿命缩短的现象，提高膜元件的过滤效果，延长其使用寿命。
39.2.本发明还通过将反渗透膜元件设置为至少两段的滤芯结构，并且在两段滤芯的原水流道之间设置段间湍流发生器，从而能够有效影响从第一段滤芯进入第二段滤芯的水流场分布，扰乱/打破浓差极化层，达到增加溶质扩散系数的效果，减缓水垢生成速度和膜片流量衰减速度，进而增强滤芯的过滤效果，提高膜元件的使用寿命，相同条件下该膜元件的使用寿命能够提升20％以上。
附图说明
40.图1是现有技术的滤芯卷膜工艺的流道结构图；
41.图2是本发明的反渗透膜元件的流道结构图；
42.图3是本发明的反渗透膜元件的水路结构图；
43.图4是本发明的反渗透膜元件的层流与湍流解决浓差极化的对比示意图；
44.图5是本发明的反渗透膜元件的结构剖视图；
45.图6是本发明的反渗透膜元件中的第一段滤芯的结构剖视图；
46.图7是本发明的反渗透膜元件中的第二段滤芯的结构剖视图；
47.图8a是本发明的反渗透膜元件中的段间湍流发生器的局部剖视图；
48.图8b是本发明的反渗透膜元件中的段间湍流发生器的立体结构图；
49.图8c是图8b的反渗透膜元件中的段间湍流发生器的从左至右看的侧视图。
50.附图标记为：
51.100、中心管；1、第一反渗透膜片；2、第二反渗透膜片；3、第三反渗透膜片；101、第一纯水流道；102、第二纯水流道；103、第三纯水流道；201、第一原水流道；202、第二原水流道；203、第三原水流道；11、第一折边；21、第二折边；31、第三折边；4、第一段滤芯；41、第一段滤芯中心管；42、第一段滤芯卷膜；5、第二段滤芯；51、第二段滤芯中心管；52、第二段滤芯卷膜；6、段间湍流发生器；61、双向转接件；62、双向支撑件；63、筒体；64、第一凸起；65、第二凸起；66、第一密封件；67、第二密封件；68、第三凸起；7、间隔空间。
具体实施方式
52.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
53.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
54.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表
达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
56.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
57.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
58.如图1-8c所示，本发明提供一种反渗透膜元件，其包括：
59.中心管100、第一反渗透膜片1、第二反渗透膜片2和第三反渗透膜片3，所述第一反渗透膜片1、所述第二反渗透膜片2和所述第三反渗透膜片3依次叠置为一体，并一体卷制到所述中心管100上，所述第一反渗透膜片1与所述第二反渗透膜片2之间形成第一纯水流道101，所述第二反渗透膜片2与所述第三反渗透膜片3之间形成第二纯水流道102，所述第一反渗透膜片1与所述第三反渗透膜片3之间形成第三纯水流道103，所述第三纯水流道103同时位于所述第一纯水流道101和所述第二纯水流道102的下游，以使得所述第一纯水流道101流至所述第三纯水流道103中的水，与所述第二纯水流道102中流至所述第三纯水流道103中的水进行混合，且所述第三纯水流道103的流通截面积小于所述第一纯水流道101的流通截面积与所述第二纯水流道102的流通截面积之和。
60.本发明通过第一、第二和第三反渗透膜片之间的独有设置关系，即在滤芯卷膜工艺上进行优化流道设计，将若干个等长纯水流道通过流道合并的方式有效减少了流道数量，由于多个反渗透膜片进行叠置，从而有效使得位于纯水流道方向的下游的第三纯水流道的流通截面积小于第一和第二纯水流道的流通截面积，进而有效增大了纯水的膜面流速，实现了纯水端膜面流速成倍提高(合并的后流道可以使膜面纯水流速提升100％)，使纯水能够快速地通过中心管流向出水口，有利于提高原水与纯水间的压力差，使原水更容易
透过反渗透膜，提高膜片的水通量，从而有效减小由于浓差极化现象而导致膜元件杂质堆积而致使膜元件寿命缩短的现象，提高膜元件的过滤效果，延长其使用寿命。
61.在一些实施方式中，
62.所述第三纯水流道103的流通截面积小于等于所述第一纯水流道101的流通截面积，所述第三纯水流道103的流通截面积小于等于所述第二纯水流道102的流通截面积。这是本发明的第三纯水流道分别与第一和第二纯水流道之间的关系，通过将第三纯水流道的流通截面积分别小于第一和第二纯水流道的流通截面积，能够进一步使得纯水流动至第三纯水流道中时的速度增大，进一步提高了膜片的水通量，增大了纯水产水量，进一步提高了膜元件的过滤效果，进一步提高了使用寿命。
63.本发明针对膜元件运行过程中发生浓差极化现象导致膜元件寿命缩短的问题，提出一种全新的反渗透膜元件结构方案。膜元件存在一个进水端(原水)和2个出水端(纯水、浓水)，本发明从2个出水端进行优化，提升滤芯寿命。
64.1.针对纯水出水端，本发明通过滤芯卷膜工艺上优化流道设计，即通过长短膜流道优化设计，将常见的若干个等长流道，通过流道合并的方式减少流道数量，即若干个等长流道改变为若干个前流道+(若干/2)个后流道，提高纯水膜面流速,使纯水能够快速地通过中心管流向出水口，有利于提高原水与纯水间的压力差，使原水更容易透过反渗透膜，提高膜片的水通量，合并的后流道可以使膜面流速提升100％。
65.2.针对浓水出水端，本发明将滤芯设计为一级两段，包含第一段滤芯、第二段滤芯，两段之间增设段间湍流发生器，利用两段滤芯之间的段间湍流发生器产生湍流，影响从第一段滤芯进入第二段滤芯的水流场分布，扰乱/打破浓差极化层，达到增加溶质扩散系数的效果，减缓水垢生成速度和膜片流量衰减速度。
66.本发明的反渗透膜元件结构方案实现了纯水端膜面流速成倍提高，同时通过段间湍流达到扰乱/打破浓差极化层，使相同条件下该膜元件的使用寿命提升20％以上。
67.在一些实施方式中，
68.所述第一反渗透膜片1、所述第二反渗透膜片2和所述第三反渗透膜片3各自分别对折，所述第一反渗透膜片1的两个相对的面为正面，所述第一反渗透膜片1的两个相对的正面之间形成第一原水流道201，所述第一反渗透膜片1的与所述第二反渗透膜片2相对的背面、与所述第二反渗透膜片2的与所述第一反渗透膜片1相对的背面之间形成所述第一纯水流道101，所述第二反渗透膜片2的两个相对的正面之间形成第二原水流道202，所述第三反渗透膜片3的两个相对的正面之间形成第三原水流道203，所述第二反渗透膜片2的与所述第三反渗透膜片3相对的背面、与所述第三反渗透膜片3的与所述第二反渗透膜片2相对的背面之间形成所述第二纯水流道102，所述第一反渗透膜片1的与所述第三反渗透膜片3相对的背面、与所述第三反渗透膜片3的与所述第一反渗透膜片1相对的背面之间形成所述第三纯水流道103。
69.这是本发明的第一、第二和第三反渗透膜片之间的进一步优选关系，即第二反渗透膜片位于第一和第三反渗透膜片之间，在第一和第二反渗透膜片之间形成第一纯水流道，第一反渗透膜片内部形成第一原水流道，第二和第三反渗透膜片之间形成第二纯水流道，第二反渗透膜片内部形成第二原水流道，第一和第三反渗透膜片之间形成第三纯水流道，第三反渗透膜片内部形成第三原水流道，有效使得第一和第二纯水流道中的纯水流至
第三纯水流道中进行混合的同时缩小了流通截面积，提高了纯水流速，增大了膜片的水通量，减小了由于浓差极化引气的水通量降低的情况，进一步提高了膜片的使用寿命。
70.在一些实施方式中，
71.所述第二反渗透膜片2对折后沿着其原水流动方向的长度小于所述第一反渗透膜片1对折后沿着其原水流动方向的长度，所述第二反渗透膜片2对折后沿着其原水流动方向的长度小于所述第三反渗透膜片3对折后沿着其原水流动方向的长度。这是本发明的第二反渗透膜片的结构布置形式，通过将其沿原水流动方向的长度设置为分别小于第一和第三反渗透膜片的长度，能够在长度相差的位置形成第三纯水流道，有效减小第三纯水流道的流通截面积(如图2所示，三个膜片叠置后第三纯水流道被压缩至比第一和第二纯水流道的流通截面积之和小，由于第一和第三反渗透膜片之间无第二反渗透膜片的阻挡)，提高了膜片的通水量，提高了过滤效果，增大了使用寿命。
72.在一些实施方式中，
73.所述第一反渗透膜片1对折后沿着其原水流动方向的长度等于所述第三反渗透膜片3对折后沿着其原水流动方向的长度。这是本发明的第一和第三反渗透膜片的进一步优选结构形式，优选使得第一和第三反渗透膜片的长度相等，从而形成如图2所示的第三纯水流道103，防止第三纯水流道的流通截面积增大。
74.在一些实施方式中，
75.所述第一反渗透膜片1对折形成第一折边11，所述第二反渗透膜片2对折形成第二折边21，所述第三反渗透膜片3对折形成第三折边31，所述第一折边11与所述中心管100贴合而进行卷制，所述第三折边31与所述第一折边11相对，所述第二折边21与所述第一折边11不相对，且所述第二折边21与所述第一折边11之间间隔预设距离l，即所述第二折边21以所述第一折边11朝所述第一反渗透膜片1的开口端移动预设距离l而设置。
76.这是本发明的第二反渗透膜片与第一和第三反渗透膜片之间的进一步优选结构关系，通过将第二反渗透膜片的第二折边设置为相对于第一和第三折边朝膜片开口端的方向缩进，能够有效地形成如图2所示的第三纯水流道，使得第二反渗透膜片的长度分别小于第一和第三反渗透膜片的长度，从而使得第三纯水流道的流通截面积小于第一和第二纯水流道的流通截面积之和，提高了纯水流速，增大了通水量，提高了膜片的过滤效果和使用寿命。
77.在一些实施方式中，
78.所述第一纯水流道101、所述第二纯水流道102和所述第三纯水流道103形成一个纯水单元，所述反渗透膜元件包括n个纯水单元，其中n≥1，且相邻两个纯水单元之间共用一个反渗透膜片和共用该反渗透膜片的原水流道。这是本发明的反渗透膜元件的进一步优选结构形式，即可以包括多个纯水单元，以形成多个沿纯水流动方向流通截面积减小的结构，形成多个纯水流速增大的结构，进一步增大了膜片的通水量，进一步提高了膜片整体的过滤效果和使用寿命。
79.在一些实施方式中，
80.包括第一段滤芯4和第二段滤芯5，所述第一段滤芯4包括一个所述中心管100、一个所述第一反渗透膜片1、一个所述第二反渗透膜片2和一个所述第三反渗透膜片3，所述第二段滤芯5也包括一个所述中心管100、一个所述第一反渗透膜片1、一个所述第二反渗透膜
片2和一个所述第三反渗透膜片3，且所述第一段滤芯4的原水流道与所述第二段滤芯5的原水流道连通，所述第二段滤芯5的原水流道位于所述第一段滤芯4的原水流道的下游，以使得所述第一段滤芯4的原水流道中的水能流至所述第二段滤芯5的原水流道中；并且在所述第一段滤芯4的原水流道与所述第二段滤芯5的原水流道之间设置有段间湍流发生器6，以能使得所述第一段滤芯4的原水流道中的水流经所述段间湍流发生器6时产生湍流，进而流至所述第二段滤芯5的原水流道中。
81.本发明还通过将反渗透膜元件设置为至少两段的滤芯结构，并且在两段滤芯的原水流道之间设置段间湍流发生器，从而能够有效影响从第一段滤芯进入第二段滤芯的水流场分布，扰乱/打破浓差极化层，达到增加溶质扩散系数的效果，减缓水垢生成速度和膜片流量衰减速度，进而增强滤芯的过滤效果，提高膜元件的使用寿命，相同条件下该膜元件的使用寿命能够提升20％以上。
82.如图2所示，本发明滤芯卷膜工艺上优化流道设计图说明：第一段滤芯和第二段滤芯在卷膜工艺上，都采用优化流道设计，将常见的若干个等长流道，通过流道合并的方式减少流道数量，即若干个等长流道改变为若干个前流道+(若干/2)个后流道，合并的后流道可以使膜面流速提升100％，高流速使纯水能够快速地通过中心管流向出水口，有利于提高原水与纯水间的压力差，使原水更容易透过反渗透膜，提高膜片的水通量。
83.如图3、图4所示，本发明反渗透膜元件为前后2段滤芯组成，由于在滤芯之间设置适当段间湍流发生器，使从第一段滤芯流出的原水产生湍流，扰乱/打破浓差极化层，达到增加溶质扩散系数的效果，减缓水垢生成速度和膜片流量衰减速度。
84.如图5所示，一实施例中的一种反渗透膜元件，包含第一段滤芯、第二段滤芯和段间湍流发生器组成。
85.如图6、图7所示，第一段滤芯、第二段滤芯均是通过进水隔网、反渗透膜片、纯水导流布卷绕在中心管上密封连接而成。
86.在一些实施方式中，
87.所述第一段滤芯4的中心管为第一段滤芯中心管41，所述第二段滤芯5的中心管为第二段滤芯中心管51，所述第一段滤芯4的反渗透膜片为第一段滤芯卷膜42，所述第二段滤芯5的反渗透膜片为第二段滤芯卷膜52；
88.所述段间湍流发生器6包括双向转接件61和双向支撑件62，所述双向转接件61卡接在所述第一段滤芯中心管41与所述第二段滤芯中心管51之间，以将所述第一段滤芯中心管41与所述第二段滤芯中心管51连接；所述双向支撑件62卡设在所述第一段滤芯卷膜42与所述第二段滤芯卷膜52的外周，并将所述第一段滤芯卷膜42与所述第二段滤芯卷膜52连接，使得沿轴向所述第一段滤芯卷膜42与所述第二段滤芯卷膜52之间形成间隔空间7。
89.这是本发明的段间湍流发生器的优选结构形式，即包括双向转接件和双向支撑件的结构，双向转接件用于将两段中心管进行连接并在二者之间限定出间隙，双向支撑件用于将两段滤芯卷膜进行连接，并有效限定出两段卷膜之间的间隔空间，使得原水从第一段卷膜流出而进入间隔空间中时由于流通面积等突然变化，而导致产生湍流效果，有效扰乱/打破浓差极化层，有效增加溶质扩散系数的效果，减缓水垢生成速度和膜片流量衰减速度，进而增强滤芯的过滤效果，提高膜元件的使用寿命。
90.如图8a-8c所示，段间湍流发生器是由双向转接件、双向支撑件组成，同时与第一
段滤芯、第二段滤芯连接。连接部位的密封方式如下：(1)双向转接件两端设置密封圈，实现与两段滤芯的中心管连接密封；(2)双向支撑件与滤芯的连接处通过缠绕盐水密封胶带实现密封。
91.在一些实施方式中，
92.所述双向转接件61包括筒体63，所述筒体63的至少部分结构插设于所述第一段滤芯中心管41的内周，所述筒体63的至少部分结构插设于所述第二段滤芯中心管51的内周，所述筒体63的外周上还朝径向外侧凸出设置有第一凸起64，所述第一凸起64卡设在所述第一段滤芯中心管41与所述第二段滤芯中心管51之间，所述双向支撑件62为环形筒体结构，其内周还朝径向内侧凸出地设置有第二凸起65，所述第二凸起65卡设在所述第一段滤芯卷膜42与所述第二段滤芯卷膜52之间，以形成所述间隔空间7。优选双向转接件61与双向支撑件62之间为分体结构，二者分体设置，双向转接件与两段中心管进行接合装配，双向支撑件与两段卷式膜进行接合装配。
93.这是本发明的段间湍流发生器的进一步优选结构形式，通过筒体结构的双向转接件能够分别插设进入第一和第二段中心管中，以对二者形成连接，通过第一凸起的设置有效对两段中心管之间限定出间隙，通过环形筒体结构的双向支撑件能够包设于第一和第二段滤芯卷膜的部分结构的外周，通过第二凸起能够有效限定出第一和第二段滤芯卷膜之间的间隔空间。
94.在一些实施方式中，
95.所述段间湍流发生器6还包括第一密封件66和第二密封件67，所述第一密封件66设置在所述双向转接件61的筒体63的外周与所述第一段滤芯中心管41的内周之间，所述第一密封件66还设置在所述双向转接件61的筒体63的外周与所述第二段滤芯中心管51的内周之间，所述筒体63具有中空连通通道，以能连通所述第一段滤芯中心管41内部的纯水和所述第二段滤芯中心管51内部的纯水；所述第二密封件67分别设置于所述双向支撑件62的外周与所述第一段滤芯卷膜42的外周，所述第二密封件还分别设置于所述双向支撑件62的外周与所述第二段滤芯卷膜52的外周，以能对所述第二密封件67分别与所述第一段滤芯卷膜42和所述第二段滤芯卷膜52相接处进行密封。
96.本发明通过第一密封件能够有效地对两段中心管内部的纯水与中心管外部的原水起到有效密封的作用，防止混合，通过第二密封件能够有效地对第一和第二段滤芯卷膜外周的原水和内周的浓水进行有效的密封作用，防止二者产生混合的作用，有效保证过滤效果，提高膜片的使用寿命。
97.在一些实施方式中，
98.所述间隔空间7中还设置有活性炭颗粒，所述活性炭颗粒能被水流冲击而产生运动，进而增大湍流效果；所述第一密封件66为密封圈，所述第二密封件67为密封胶带；所述第一凸起64为圆柱体环状结构，所述第二凸起65为多个在圆周方向间隔设置的结构；所述双向支撑件62的外周还径向朝外凸出地间隔设置有多个第三凸起68。
99.本发明进一步优选在间隔空间中设置能够随水流运动的活性炭颗粒，能够进一步增大对水流的扰动作用，进一步提高了湍流效果，进一步减缓了水垢生成速度和膜片流量衰减速度，进一步增强滤芯的过滤效果和提高膜元件的使用寿命；本发明的第一密封件优选为密封圈，优选为多个密封圈，对筒体的外周进行套设；第二密封件优选为密封胶带(进
一步优选为盐水密封胶带)，缠绕于双向支撑件的外周和部分第一段和第二段滤芯卷膜的外周，能够进一步增强密封效果；第二凸起优选为多个间隔设置的结构，能够对两段卷膜进行分隔的同时还不至于过多的影响卷膜的过滤面积；通过第三凸起能够与外部的外壳起到连接固定的作用，进而有效地固定反渗透膜元件。
100.本发明还提供一种净水器，其包括前述的反渗透膜元件。
101.本发明方案具体实施步骤：
102.一、第一段滤芯、第二段滤芯卷膜操作如下
103.1.先将膜片(原材料为卷料)裁切为规定尺寸的片状膜片；
104.2.如图2所示将片状膜片按规定尺寸等长对折；
105.3.将进水隔网放置在长膜组中间；(长膜组：长膜片对折+进水隔网，长模组即第一或第三反渗透膜片)；
106.4.将进水隔网放置在短膜组中间；(短膜组：短膜片对折+进水隔网，短模组即第二反渗透膜片)；
107.5.平整铺放长膜组一，再将一张纯水导布铺放在其上，然后沿着膜片的3侧边施胶；
108.6.将短膜组一铺放在长膜组一之上，要求短膜组一的开口端对齐长膜组一的开口端，通过胶粘剂使长短膜组粘接在一起；
109.7.又取一张纯水导布铺放在短膜组一上面，然后沿着膜片的3侧边施胶；
110.8.另外取一张长膜组二，将长膜组二铺放在短膜组一之上，要求长膜组二对齐长膜组一，通过胶粘剂使长短膜组的膜片粘接在一起；
111.9.另外取一张短膜组二，重复6的操作步骤；
112.10.长膜组、短膜组的数量依据产品设计而定，重复长膜组、短膜组的铺放操作。
113.11.将铺放完毕的膜片围绕中心管、导流布卷制成为滤芯。
114.二、第一段滤芯、第二段滤芯组装操作如下
115.1.双向连接件安装套入密封圈；
116.2.如图5所示，使用双向连接件、双向支撑件将第一段滤芯和第二段滤芯连接，再使用盐水密封胶带缠绕在双向支撑件与滤芯的交界处，将其密封，形成一级两段结构的膜元件。
117.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种反渗透膜元件，其特征在于：包括：中心管(100)、第一反渗透膜片(1)、第二反渗透膜片(2)和第三反渗透膜片(3)，所述第一反渗透膜片(1)、所述第二反渗透膜片(2)和所述第三反渗透膜片(3)依次叠置为一体，并卷制到所述中心管(100)上，所述第一反渗透膜片(1)与所述第二反渗透膜片(2)之间形成第一纯水流道(101)，所述第二反渗透膜片(2)与所述第三反渗透膜片(3)之间形成第二纯水流道(102)，所述第一反渗透膜片(1)与所述第三反渗透膜片(3)之间形成第三纯水流道(103)，所述第三纯水流道(103)同时位于所述第一纯水流道(101)和所述第二纯水流道(102)的下游，以使得所述第一纯水流道(101)流至所述第三纯水流道(103)中的水，与所述第二纯水流道(102)中流至所述第三纯水流道(103)中的水进行混合，且所述第三纯水流道(103)的流通截面积小于所述第一纯水流道(101)的流通截面积与所述第二纯水流道(102)的流通截面积之和。2.根据权利要求1所述的反渗透膜元件，其特征在于：所述第三纯水流道(103)的流通截面积小于等于所述第一纯水流道(101)的流通截面积，所述第三纯水流道(103)的流通截面积小于等于所述第二纯水流道(102)的流通截面积。3.根据权利要求1或2所述的反渗透膜元件，其特征在于：所述第一反渗透膜片(1)、所述第二反渗透膜片(2)和所述第三反渗透膜片(3)各自分别对折，所述第一反渗透膜片(1)的两个相对的面为正面，所述第一反渗透膜片(1)的两个相对的正面之间形成第一原水流道(201)，所述第一反渗透膜片(1)的与所述第二反渗透膜片(2)相对的背面、与所述第二反渗透膜片(2)的与所述第一反渗透膜片(1)相对的背面之间形成所述第一纯水流道(101)，所述第二反渗透膜片(2)的两个相对的正面之间形成第二原水流道(202)，所述第三反渗透膜片(3)的两个相对的正面之间形成第三原水流道(203)，所述第二反渗透膜片(2)的与所述第三反渗透膜片(3)相对的背面、与所述第三反渗透膜片(3)的与所述第二反渗透膜片(2)相对的背面之间形成所述第二纯水流道(102)，所述第一反渗透膜片(1)的与所述第三反渗透膜片(3)相对的背面、与所述第三反渗透膜片(3)的与所述第一反渗透膜片(1)相对的背面之间形成所述第三纯水流道(103)。4.根据权利要求3所述的反渗透膜元件，其特征在于：所述第二反渗透膜片(2)对折后沿着其原水流动方向的长度小于所述第一反渗透膜片(1)对折后沿着其原水流动方向的长度，所述第二反渗透膜片(2)对折后沿着其原水流动方向的长度小于所述第三反渗透膜片(3)对折后沿着其原水流动方向的长度。5.根据权利要求4所述的反渗透膜元件，其特征在于：所述第一反渗透膜片(1)对折后沿着其原水流动方向的长度等于所述第三反渗透膜片(3)对折后沿着其原水流动方向的长度。6.根据权利要求3所述的反渗透膜元件，其特征在于：所述第一反渗透膜片(1)对折形成第一折边(11)，所述第二反渗透膜片(2)对折形成第二折边(21)，所述第三反渗透膜片(3)对折形成第三折边(31)，所述第一折边(11)与所述中心管(100)贴合而进行卷制，所述第三折边(31)与所述第一折边(11)相对，所述第二折边(21)与所述第一折边(11)不相对，且所述第二折边(21)与所述第一折边(11)之间间隔预设距离l，即所述第二折边(21)以所述第一折边(11)朝所述第一反渗透膜片(1)的开口端移动
预设距离l而设置。7.根据权利要求1所述的反渗透膜元件，其特征在于：所述第一纯水流道(101)、所述第二纯水流道(102)和所述第三纯水流道(103)形成一个纯水单元，所述反渗透膜元件包括n个纯水单元，其中n≥1，且相邻两个纯水单元之间共用一个反渗透膜片和共用该反渗透膜片的原水流道。8.根据权利要求1-7中任一项所述的反渗透膜元件，其特征在于：包括第一段滤芯(4)和第二段滤芯(5)，所述第一段滤芯(4)包括一个所述中心管(100)、一个所述第一反渗透膜片(1)、一个所述第二反渗透膜片(2)和一个所述第三反渗透膜片(3)，所述第二段滤芯(5)也包括一个所述中心管(100)、一个所述第一反渗透膜片(1)、一个所述第二反渗透膜片(2)和一个所述第三反渗透膜片(3)，且所述第一段滤芯(4)的原水流道与所述第二段滤芯(5)的原水流道连通，所述第二段滤芯(5)的原水流道位于所述第一段滤芯(4)的原水流道的下游，以使得所述第一段滤芯(4)的原水流道中的水能流至所述第二段滤芯(5)的原水流道中；并且在所述第一段滤芯(4)的原水流道与所述第二段滤芯(5)的原水流道之间设置有段间湍流发生器(6)，以能使得所述第一段滤芯(4)的原水流道中的水流经所述段间湍流发生器(6)时产生湍流，进而流至所述第二段滤芯(5)的原水流道中。9.根据权利要求8所述的反渗透膜元件，其特征在于：所述第一段滤芯(4)的中心管为第一段滤芯中心管(41)，所述第二段滤芯(5)的中心管为第二段滤芯中心管(51)，所述第一段滤芯(4)的反渗透膜片为第一段滤芯卷膜(42)，所述第二段滤芯(5)的反渗透膜片为第二段滤芯卷膜(52)；所述段间湍流发生器(6)包括双向转接件(61)和双向支撑件(62)，所述双向转接件(61)卡接在所述第一段滤芯中心管(41)与所述第二段滤芯中心管(51)之间，以将所述第一段滤芯中心管(41)与所述第二段滤芯中心管(51)连接；所述双向支撑件(62)卡设在所述第一段滤芯卷膜(42)与所述第二段滤芯卷膜(52)的外周，并将所述第一段滤芯卷膜(42)与所述第二段滤芯卷膜(52)连接，使得沿轴向所述第一段滤芯卷膜(42)与所述第二段滤芯卷膜(52)之间形成间隔空间(7)。10.根据权利要求9所述的反渗透膜元件，其特征在于：所述双向转接件(61)包括筒体(63)，所述筒体(63)的至少部分结构插设于所述第一段滤芯中心管(41)的内周，所述筒体(63)的至少部分结构插设于所述第二段滤芯中心管(51)的内周，所述筒体(63)的外周上还朝径向外侧凸出设置有第一凸起(64)，所述第一凸起(64)卡设在所述第一段滤芯中心管(41)与所述第二段滤芯中心管(51)之间，所述双向支撑件(62)为环形筒体结构，其内周还朝径向内侧凸出地设置有第二凸起(65)，所述第二凸起(65)卡设在所述第一段滤芯卷膜(42)与所述第二段滤芯卷膜(52)之间，以形成所述间隔空间(7)。11.根据权利要求10所述的反渗透膜元件，其特征在于：所述段间湍流发生器(6)还包括第一密封件(66)和第二密封件(67)，所述第一密封件(66)设置在所述双向转接件(61)的筒体(63)的外周与所述第一段滤芯中心管(41)的内周之间，所述第一密封件(66)还设置在所述双向转接件(61)的筒体(63)的外周与所述第二段滤芯中心管(51)的内周之间，所述筒体(63)具有中空连通通道，以能连通所述第一段滤芯
中心管(41)内部的纯水和所述第二段滤芯中心管(51)内部的纯水；所述第二密封件(67)分别设置于所述双向支撑件(62)的外周与所述第一段滤芯卷膜(42)的外周，所述第二密封件还分别设置于所述双向支撑件(62)的外周与所述第二段滤芯卷膜(52)的外周。12.根据权利要求11所述的反渗透膜元件，其特征在于：所述间隔空间(7)中还设置有活性炭颗粒，所述活性炭颗粒能被水流冲击而产生运动；所述第一密封件(66)为密封圈，所述第二密封件(67)为密封胶带；所述第一凸起(64)为圆柱体环状结构，所述第二凸起(65)为多个在圆周方向间隔设置的结构；所述双向支撑件(62)的外周还径向朝外凸出地间隔设置有多个第三凸起(68)。13.一种净水器，其特征在于：包括权利要求1-12中任一项所述的反渗透膜元件。

技术总结
本发明提供一种反渗透膜元件和净水器，反渗透膜元件包括：中心管、第一反渗透膜片、第二反渗透膜片和第三反渗透膜片，第一反渗透膜片与第二反渗透膜片之间形成第一纯水流道，第二反渗透膜片与第三反渗透膜片之间形成第二纯水流道，第一反渗透膜片与第三反渗透膜片之间形成第三纯水流道，第三纯水流道同时位于第一纯水流道和第二纯水流道的下游，第三纯水流道的流通截面积小于第一纯水流道的流通截面积与第二纯水流道的流通截面积之和。根据本发明能够提高膜片的水通量，从而有效减小由于浓差极化现象而导致膜元件杂质堆积而致使膜元件寿命缩短的现象，提高膜元件的过滤效果，延长其使用寿命。其使用寿命。其使用寿命。


技术研发人员：李博 郑志楠 马小飞 耿瑞雪 陆宇铖 施豪
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/9/12