电去离子滤芯以及包括该电去离子滤芯的净水机的制作方法

1.本发明涉及净水滤芯技术领域，具体提供一种电去离子滤芯以及包括该电去离子滤芯的净水机。


背景技术：

2.现有普通的净水机通常采用反渗透滤芯将水中的细菌、无机盐、有机物等拦截过滤，但在实际使用过中，反渗透滤芯受到污染结垢后降低了反渗透滤芯的过滤效果。
3.电渗析是在直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性，带电离子透过离子交换膜定向迁移，从水溶液和其他不带电组分中分离出来，从而实现对溶液的浓缩、淡化、精制和提纯的目的。滤芯使用上述方法进行产水时，水中的离子容易在阴极出现结垢的情况，降低了电渗析法在滤芯中净化纯水的效率，用户体验不佳。
4.相应地，本领域需要一种新的电去离子滤芯来解决上述问题。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的上述问题，即，解决现有电去离子滤芯阴极结垢降低滤芯净化纯水效率的问题。
6.在第一方面，本发明提供一种电去离子滤芯，该电去离子滤芯包括壳体、设在所述壳体上的第一接水口和第二接水口、至少一组位于所述第一接水口与所述第二接水口之间的电渗析组件以及除垢组件；所述电渗析组件包括沿所述壳体的中心轴向依次设置的透水阴极板、质子交换膜以及透水阳极板；其中，所述除垢组件的一端贴靠在所述透水阴极板的表面，转动所述除垢组件以将聚集在所述透水阴极板表面上的沉积物除去。
7.在上述的电去离子滤芯的优选技术方案的情况下，所述除垢组件包括刮刷杆、固定在所述刮刷杆的毛刷以及透水转轴管，所述透水转轴管位于所述壳体的中心轴上并且与所述壳体转动连接，所述毛刷贴靠在所述透水阴极板的表面，所述透水转轴管带动所述刮刷杆在所述透水阴极板的表面转动。
8.在上述的电去离子滤芯的优选技术方案的情况下，所述电渗析组件的数量为多组，多组所述电渗析组件沿所述壳体的中心轴向依次堆叠设置，所述透水转轴管至少穿过一组所述电渗析组件中的所述透水阴极板、所述质子交换膜以及所述透水阳极板。
9.在上述的电去离子滤芯的优选技术方案的情况下，所述电渗析组件还包括支撑壳，所述支撑壳将所述透水阴极板、所述透水阳极板以及所述质子交换膜固定。
10.在上述的电去离子滤芯的优选技术方案的情况下，所述支撑壳与所述壳体之间具有间隙通道，所述间隙通道包括第一间隙通道和第二间隙通道，所述支撑壳的侧壁上设有第一开口和第二开口；所述第一开口与所述透水阴极板相对，所述第二开口与所述透水阳极板相对；其中，所述第一接水口和所述第一开口均与所述第一间隙通道连通，所述第二开口与所述第二间隙通道连通，所述第二开口还与所述第二接水口连通。
11.在上述的电去离子滤芯的优选技术方案的情况下，所述刮刷杆的数量为多个，多
个所述刮刷杆均匀分布在所述透水转轴管的周向上。
12.在上述的电去离子滤芯的优选技术方案的情况下，所述透水转轴管具有通孔，所述通孔与所述毛刷相对设置。
13.在上述的电去离子滤芯的优选技术方案的情况下，沿所述透水转轴管的径向上，所述刮刷杆与所述透水转轴管的径向具有倾斜夹角的直线结构或者所述刮刷杆设为弧形结构。
14.在上述的电去离子滤芯的优选技术方案的情况下，所述透水阴极板包括阴极接线端，所述透水阳极板包括阳极接线端，所述阴极接线端和所述阳极接线端均穿过所述支撑壳和所述壳体与供电单元电连接。
15.在第二方面，本发明提供一种净水机，该净水机包括所述的电去离子滤芯。
16.本领域技术人员能够理解的是，本发明的电去离子滤芯包括壳体、设在壳体上的第一接水口和第二接水口、至少一组位于第一接水口与第二接水口之间的电渗析组件以及除垢组件；电渗析组件包括沿壳体的中心轴向依次设置的透水阴极板、质子交换膜以及透水阳极板；其中，除垢组件的一端贴靠在透水阴极板的表面，转动除垢组件以将聚集在透水阴极板表面上的沉积物除去。通过这样的设置，当透水阳极板和透水阴极板接通电源并对原水进行电渗析过滤提纯时，水中的离子在电场作用下沉积在透水阴极板表面上，借助除垢组件将聚集在透水阴极板表面上的沉积物除去，提高了清理沉积物的便利性和滤芯的电渗析效率，提升了用户体验。
17.进一步地，除垢组件包括刮刷杆、固定在刮刷杆的毛刷以及透水转轴管，透水转轴管位于壳体的中心轴上并且与壳体转动连接，毛刷贴靠在透水阴极板的表面，透水转轴管带动刮刷杆在透水阴极板的表面转动。通过这样的设置，借助透水转轴管能够将外界的动力源传递至刮刷杆上，同时沉积物借助透水转轴管排出壳体的腔室，提高了滤芯除垢的便利性。
18.进一步地，电渗析组件的数量为多组，多组电渗析组件沿壳体的中心轴向依次堆叠设置，透水转轴管至少穿过一组电渗析组件中的透水阴极板、质子交换膜以及透水阳极板。通过这样的设置，通过一根透水转轴管能够将动力源传递至每组电渗析组件中透水阴极板上的刮刷杆上，简化并节约了设计成本。
19.进一步地，电渗析组件还包括支撑壳，支撑壳将透水阴极板、透水阳极板以及质子交换膜固定。通过这样的设置，将透水阴极板、透水阳极板以及质子交换膜固定组装为一个可装配单元，提高了电渗析组件在壳体内安装和拆卸的便利性。
20.进一步地，支撑壳与壳体之间具有间隙通道，间隙通道包括第一间隙通道和第二间隙通道，支撑壳的侧壁上设有第一开口和第二开口；第一开口与透水阴极板相对，第二开口与透水阳极板相对；其中，第一接水口和第一开口均与第一间隙通道连通，第二开口与第二间隙通道连通，第二开口还与第二接水口连通。通过这样的设置，支撑壳与壳体之间分隔为第一间隙通道和第二间隙通道，便于多组电渗析组件在壳体内并联设置，提高滤芯的产水效率和产生量。
21.进一步地，透水转轴管具有通孔，通孔与毛刷相对设置。通过这样的设置，便于被毛刷清理后沉积物经过通孔进入透水转轴管内向外排出，提高了滤芯的除垢冲洗的效率。
22.进一步地，刮刷杆与透水转轴管的径向具有倾斜夹角的直线结构或者刮刷杆设为
弧形结构。通过这样的设置，调节刮刷杆旋转方向使得透水阴极板表面上的沉积物沿刮刷杆朝透水转轴管的中心汇集，以便将沉积物快速地进入透水转轴管的通孔并冲洗排出。
23.此外，本发明在上述技术方案的基础上进一步提供的净水机由于包括了上述的电去离子滤芯，进而具备了上述的电去离子滤芯所具备的技术效果，相比于改进前的净水机，本发明的净水机的除垢更加方便，提升了用户体验。
附图说明
24.下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
25.图1是本发明的电去离子滤芯的实施例一的产水状态示意图；
26.图2是本发明的电去离子滤芯的实施例一的清洗状态示意图；
27.图3是本发明的电去离子滤芯的实施例二的产水状态示意图；
28.图4是本发明的电去离子滤芯的实施例二的清洗状态示意图；
29.图5是本发明的电去离子滤芯的除垢组件的优选实施方式一的结构示意图；
30.图6是本发明的电去离子滤芯的除垢组件的优选实施方式二的结构示意图。
31.附图标记列表：
32.1、壳体；11、第一接水口；12、第二接水口；131、第一间隙通道；132；第二间隙通道；2、支撑壳；21、第一开口；22、第二开口；3、透水阴极板；31、狭缝；4、透水阳极板；41、第一透水孔；5、质子交换膜；51、第二透水孔；61、刮刷杆；62、毛刷；63、透水转轴管；631、中空通道；632、通孔；71、阴极接线柱；72、阳极接线柱。
具体实施方式
33.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
34.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示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。
35.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.基于背景技术指出的解决现有电去离子滤芯阴极结垢降低滤芯净化纯水效率的问题。本发明提供了一种电去离子滤芯，通过设置除垢组件旨在除去电去离子滤芯内阴极表面的沉积物，进而提升用户体验。
37.具体地，如图1至图6所示，本发明的电去离子滤芯包括壳体1、设置在壳体1上端的第一接水口11(即进水口)和设置在壳体1下端第二接水口12(即出水口)、至少一组位于第一接水口11与第二接水口12之间的电渗析组件以及除垢组件。其中，壳体1具有圆筒状结构。电渗析组件包括透水阴极板3、透水阳极板4以及位于透水阴极板3与透水阳极板4之间
的质子交换膜5；透水阴极板3、质子交换膜5以及透水阳极板4沿壳体1的中心轴向依次设置。除垢组件的一端贴靠在透水阴极板3的表面，当透水阳极板4和透水阴极板3接通电源并对原水进行电渗析过滤提纯时，水中的离子在电场作用下沉积在透水阴极板3表面上，转动除垢组件能够将聚集在透水阴极板3表面上的沉积物除去。
38.下面通过两个实施例详细介绍该电去离子滤芯的结构。
39.实施例一
40.如图1至图2所示，本实施例的电去离子滤芯包括壳体1以及设置在壳体1内7组电渗析组件。其中，除垢组件包括刮刷杆61、固定在刮刷杆61的毛刷62以及透水转轴管63，透水转轴管63位于壳体1的中心轴上并且与壳体1转动连接，毛刷62贴靠在透水阴极板3的表面，透水转轴管63带动刮刷杆61在透水阴极板3的表面转动。透水转轴管63的上端位于壳体1的外侧，该为动力输入端。
41.更具体地，如图1至图2所示，电渗析组件还包括支撑壳2，支撑壳2将7组电渗析组件中的透水阴极板3、透水阳极板4以及质子交换膜5串联固定。其中，上述的7组电渗析组件沿壳体1的中心轴向依次堆叠设置，透水转轴管63从上至下穿过6组电渗析组件中的透水阴极板3、质子交换膜5以及透水阳极板4。透水转轴管63上固定7组刮刷杆61，7组刮刷杆61分别与7组电渗析组件中的透水阴极板3相对设置。透水转轴管63具有多个通孔632，每个通孔632与每组刮刷杆61上的毛刷62相对设置，透水转轴管63具有中空通道631，清理滤芯时，毛刷62贴将透水阴极板3的表面沉积物刮起后，沉积物能够借助水流通过透水转轴管63的通孔632进入中空通道631向外排出。
42.如图1至图2所示，透水阳极板4上具有多个第一透水孔41，质子交换膜5上具有多个第二透水孔51，多个第一透水孔41与多个第二透水孔51相对设置。透水阴极板3上具有多个狭缝31，多个狭缝31与质子交换膜5上的多个第二透水孔51错位分布设置。这样一来，水流经过透水阴极板3和质子交换膜5后能够快速向下游流动。
43.继续参阅如图1至图2，透水阴极板3包括阴极接线端，透水阳极板4均包括阳极接线端，每个阴极接线端均穿过支撑壳2并联汇集成一个阴极接线柱71后穿过壳体1与供电单元的负极电连接，每个阳极接线端均穿过支撑壳2并联汇集成一个阳极接线柱72后穿过壳体1与供电单元的正极电连接。
44.如图1所示，在透水阴极板3和透水阳极板4接通直流电源的工作状态下，原水经壳体1上的第一接水口11依次经过7组电渗析组件进行电渗析过滤，过滤后的纯水最后经第二接水口12流出。通过这样的设置，原水经过7组电渗析组件逐级过滤后，滤芯的产生的纯水质量更高。
45.如图2所示，当对滤芯进行清洗时，关闭第二接水口12，打开并保持透水转轴管63的中空通道631畅通，转动透水转轴管63以使刮刷杠上的毛刷62将透水阴极板3的表面上的沉积物刮起，沉积物顺水流经过透水转轴管63上的通孔632进入中空通道631向壳体1外排出完成对滤芯的冲洗。
46.实施例二
47.如图3至图4所示，本实施例的电去离子滤芯包括壳体1以及设置在壳体1内7组电渗析组件。其中，除垢组件包括刮刷杆61、固定在刮刷杆61的毛刷62以及透水转轴管63，透水转轴管63位于壳体1的中心轴上并且与壳体1转动连接，毛刷62贴靠在透水阴极板3的表
面，透水转轴管63带动刮刷杆61在透水阴极板3的表面转动。透水转轴管63的上端位于壳体1的外侧，该端作为动力源的输入端。
48.更具体地，如图3至图4所示，电渗析组件还包括支撑壳2，支撑壳2将7组电渗析组件中的透水阴极板3、透水阳极板4以及质子交换膜5并联固定。其中，上述的7组电渗析组件沿壳体1的中心轴向依次堆叠设置，透水转轴管63从上至下穿过6组电渗析组件中的透水阴极板3、质子交换膜5以及透水阳极板4。透水转轴管63上固定7组刮刷杆61，7组刮刷杆61分别与7组电渗析组件中的透水阴极板3相对设置。透水转轴管63具有多个通孔632，每个通孔632与每组刮刷杆61上的毛刷62相对设置，透水转轴管63具有中空通道631，清理滤芯时，毛刷62贴将透水阴极板3的表面沉积物刮起后，沉积物能够借助水流通过透水转轴管63的通孔632进入中空通道631向外排出。
49.如图3至图4所示，支撑壳2与壳体1之间具有间隙通道，支撑壳2沿壳体1长度方向将间隙通道分隔为第一间隙通道131和第二间隙通道132，支撑壳2的侧壁上设有多个第一开口21和多个第二开口22；每个第一开口21与每组电渗析组件中透水阴极板3相对设置，每个第二开口22与每组电渗析组件中透水阳极板4相对设置。其中，第一接水口11和每个第一开口21均与第一间隙通道131连通，每个第二开口22均与第二间隙通道132连通，第二开口22中的一个(最下方一组电渗析组件的支撑壳2上)还与第二接水口12连通。
50.如图3至图4所示，透水阳极板4上具有多个第一透水孔41，质子交换膜5上具有多个第二透水孔51，多个第一透水孔41与多个第二透水孔51相对设置。透水阴极板3上具有多个狭缝31，多个狭缝31与质子交换膜5上的多个第二透水孔51错位分布设置。这样一来，水流经过透水阴极板3和质子交换膜5后能够快速向下游流动。
51.需要说明的是，透水阴极板3包括阴极接线端，透水阳极板4包括阳极接线端，其阴极接线端和阳极接线端的具体接线方法与实施例一的接线方式相同，故不赘述。
52.如图3所示，在透水阴极板3和透水阳极板4接通直流电源的工作状态下，原水经壳体1上的第一接水口11进入第一间隙通道131内，进入第一间隙通道131内的水经过多个第一开口21分流进入每组电渗析组件内进行电渗析过滤。每组电渗析组件内过滤后的纯水分别经第二开口22汇集在第二间隙通道132内向下流动，纯水在经过最下方的第二开口22后向第二接水口12流出。水流经过上述并联的电渗析组件过滤后，大大提高了滤芯的产水量和出水效率。
53.如图4所示，当对滤芯进行清洗时，关闭第二接水口12，打开并保持透水转轴管63的中空通道631畅通，转动透水转轴管63以使刮刷杠上的毛刷62将透水阴极板3的表面上的沉积物刮起，沉积物顺水流经过透水转轴管63上的通孔632进入中空通道631向壳体1外排出完成对滤芯的冲洗。
54.需要说明的是，上述实施例一和实施例二中的透水阳极板4的材料采用导电石墨，透水阴极板3的材料采用不锈钢。
55.需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员也可以将阴极接线柱71和阳极接线柱72替换性地设置为触碰式的触点结构，这种灵活地调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。
56.继续参阅如图5至图6，透水转轴管63上与每组电渗析组件内的透水阴极板3相对设置刮刷杆61的数量为两个，两个刮刷杆61以透水转轴管63为中心对此设置。
57.需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员可以与每组电渗析组件内的透水阴极板3相对设置刮刷杆61的数量为1个，或者设置3个，再或者3个以上等等，这种对刮刷杆61的数量灵活地调整和改变并不偏离本发明的原理和范围，均应限定在本发明的保护范围之内。当然，优选刮刷杆61的数量为多个，多个刮刷杆61均匀分布在透水转轴管63的周向上，以实现快速清除透水阴极板3上的沉积物。
58.如图5所示，在一种优选的实施方式中，刮刷杆61为直线结构，刮刷杆61与透水转轴管63的径向具有倾斜夹角。如图6所示，在另一种优选的实施方式中，刮刷杆61设置为弧形结构。
59.在上述两种实施方式中，当透水转轴管63旋转带动刮刷杆61转动时，调节刮刷杆61的旋转方向，使得刮刷杆61上的毛刷62将透水阴极板3上的沉积物刮起后，沉积物能够沿透水转轴管63的径向移动并靠近透水转轴管63的通孔632，以便冲洗时将沉积物快速从通孔632冲入中空通道631内并向壳体1外排出。
60.需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员还可以将透水转轴管63的上端接入步进电机以实现滤芯除垢的自动化。
61.最后，本发明提供一种净水机，该净水机采用了上述的电去离子滤芯，该净水机工作过程中可以产生一定浓度的羟基自由基、活性氧等物质有效抑制净水机中微生物的滋生，同时整个净水机的管路承压小、运行无振动噪音，提高了净水机的整机品质。
62.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电去离子滤芯，其特征在于，包括壳体(1)、设在所述壳体(1)上的第一接水口(11)和第二接水口(12)、至少一组位于所述第一接水口(11)与所述第二接水口(12)之间的电渗析组件以及除垢组件；所述电渗析组件包括沿所述壳体(1)的中心轴向依次设置的透水阴极板(3)、质子交换膜(5)以及透水阳极板(4)；其中，所述除垢组件的一端贴靠在所述透水阴极板(3)的表面，转动所述除垢组件以将聚集在所述透水阴极板(3)表面上的沉积物除去。2.根据权利要求1所述的电去离子滤芯，其特征在于，所述除垢组件包括刮刷杆(61)、固定在所述刮刷杆(61)的毛刷(62)以及透水转轴管(63)，所述透水转轴管(63)位于所述壳体(1)的中心轴上并且与所述壳体(1)转动连接，所述毛刷(62)贴靠在所述透水阴极板(3)的表面，所述透水转轴管(63)带动所述刮刷杆(61)在所述透水阴极板(3)的表面转动。3.根据权利要求2所述的电去离子滤芯，其特征在于，所述电渗析组件的数量为多组，多组所述电渗析组件沿所述壳体(1)的中心轴向依次堆叠设置，所述透水转轴管(63)至少穿过一组所述电渗析组件中的所述透水阴极板(3)、所述质子交换膜(5)以及所述透水阳极板(4)。4.根据权利要求1所述的电去离子滤芯，其特征在于，所述电渗析组件还包括支撑壳(2)，所述支撑壳(2)将所述透水阴极板(3)、所述透水阳极板(4)以及所述质子交换膜(5)固定。5.根据权利要求4所述的电去离子滤芯，其特征在于，所述支撑壳(2)与所述壳体(1)之间具有间隙通道，所述间隙通道包括第一间隙通道(131)和第二间隙通道(132)，所述支撑壳(2)的侧壁上设有第一开口(21)和第二开口(22)；所述第一开口(21)与所述透水阴极板(3)相对，所述第二开口(22)与所述透水阳极板(4)相对；其中，所述第一接水口(11)和所述第一开口(21)均与所述第一间隙通道(131)连通，所述第二开口(22)与所述第二间隙通道(132)连通，所述第二开口(22)还与所述第二接水口(12)连通。6.根据权利要求2所述的电去离子滤芯，其特征在于，所述刮刷杆(61)的数量为多个，多个所述刮刷杆(61)均匀分布在所述透水转轴管(63)的周向上。7.根据权利要求2所述的电去离子滤芯，其特征在于，所述透水转轴管(63)具有通孔(632)，所述通孔(632)与所述毛刷(62)相对设置。8.根据权利要求2所述的电去离子滤芯，其特征在于，所述刮刷杆(61)与所述透水转轴管(63)的径向具有倾斜夹角的直线结构或者所述刮刷杆(61)设为弧形结构。9.根据权利要求4所述的电去离子滤芯，其特征在于，所述透水阴极板(3)包括阴极接线端，所述透水阳极板(4)包括阳极接线端，所述阴极接线端和所述阳极接线端均穿过所述支撑壳(2)和所述壳体(1)与供电单元电连接。10.一种净水机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电去离子滤芯。

技术总结
本发明涉及净水滤芯技术领域，具体提供一种电去离子滤芯以及包括该电去离子滤芯的净水机，该电去离子滤芯包括壳体、设在壳体上的第一接水口和第二接水口、至少一组位于第一接水口与第二接水口之间的电渗析组件以及除垢组件；电渗析组件包括沿壳体的中心轴向依次设置的透水阴极板、质子交换膜以及透水阳极板；其中，除垢组件的一端贴靠在透水阴极板的表面，转动除垢组件以将聚集在透水阴极板表面上的沉积物除去。通过这样的设置，水中的离子在电场作用下沉积在透水阴极板表面上，借助除垢组件将聚集在透水阴极板表面上的沉积物除去，提高了清理沉积物的便利性和滤芯的电渗析效率，提升了用户体验。提升了用户体验。提升了用户体验。


技术研发人员：李日升 庄长宇 宋健 刘忠旭
受保护的技术使用者：海尔智家股份有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/8/1