一种卷式膜元件及其制备方法

1.本发明涉及一种卷式膜元件及其制备方法。


背景技术：

2.卷式膜元件是市场使用最为广泛的一种膜元件结构。卷式膜元件为多层结构，包括依次叠合的浓水流道布、膜片、产水流道布卷制在中心集水管而成，通过外驱动力使原水透过膜片，然后从产水流道布收集到中心管后形成产水。
3.然而，卷式膜元件的卷制过程为利用卷膜机进行，首先将准备好的膜片、浓水流道布、产水流道布按照规定位置分别进行摆放，之后利用密封胶水将折叠后的膜片与集水管相连的另外三端密封，形成收集产水的膜袋，再一起卷制，从而卷制形成膜元件。传统工艺，具有以下缺点：
①
涂胶工艺一般通过控制涂胶的用量、涂胶的走线、压胶的力度来控制打胶的宽度，这对于涂胶工艺各个环节的操作要求很高，因此实际上膜元件的涂胶边线宽度难以精确控制，目前市面上膜元件的打胶宽度都至少大于2 cm，以保证膜元件在使用中不会发生渗漏，但这也浪费了大量的膜面积，间接提高了生产的原材料成本；
②
使用的密封胶水为特制ab胶，需要现配现用、需要精确控制a胶和b胶的配比、且胶水的保存非常麻烦，尤其是a胶容易在室温条件下吸潮固化，一般需要低温或是充氮保存；
③
胶水固化需要至少1-2天的时间，生产周期长；
④
集水中心管与膜片间的连接方式，同样采用胶水连接，为了确保产水侧不发生淡水和浓水的混合，传统工艺一般在中心管处需要大量涂胶；
⑤
胶水有有害物质释放风险，对操作者、使用者和环境均有潜在危害。
4.目前，已有一些改进的卷式膜制作方法。cn 105479732.b“一种ro膜中心管与纱布粘结机构”提出使用超声焊接法与卷粘技术相结合的方法，先用超声焊接法使ro膜中心管与纱布焊接在一起，之后使用粘合技术将纱布卷制在中心管上；该法步骤繁琐，需要同时应用焊接法和卷粘法。cn 207081071.b
ꢀ“
一种螺旋卷式膜元件的制作方法”，分为三个步骤，先将膜片材料焊接在中心管上，之后将薄膜材料沿边线焊接，形成膜袋，最后将膜袋卷制在中心管上；该法
①
步骤繁琐，
②
在s20步骤应用时，需要先对膜片材料进行预弯曲处理，
③
需要用到两组焊头，且第一焊头和第二焊头都必须适配所使用的中心管形状尺寸、膜元件的形状尺寸，一旦中心管尺寸和膜元件尺寸改变，则需要重新制作焊头，生产成本高，
④
焊头是曲面的，加工难度很大，
⑤
超声波焊接法由于焊面难以做到完全光滑，在实际操作中，很容易因为焊面的瑕疵突起造成超声波能量的过于集中，从而导致焊面的意外穿透，造成渗漏点。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种卷式膜元件及其制备方法。
6.本发明通过以下技术方案来实现：一种卷式膜元件，所述卷式膜元件包括卷式层状结构和设置在卷式层状结构中央的集水中心管，所述卷式层状结构缠绕在集水中心管外侧，所述卷式膜元件的前端为进水端，所述卷式膜元件的后端为产水端和浓水端，所述卷式
层状结构包括产水流道布、第一膜片、浓水流道布和第二膜片，所述集水中心管放置在所述产水流道布和所述第一或第二膜片之间，所述集水中心管与所述第一或第二膜片直接接触熔接；所述产水流道布放置在所述第一膜片和所述第二膜片之间，所述产水流道布的上下表面分别包括非设置集水中心管的第一边、第二边和第三边，所述产水流道布的上、下表面的第一边、第二边和第三边分别与所述第一膜片和所述第二膜片直接接触熔接以形成产水膜袋。
7.较佳的，所述膜片朝向所述浓水流道布的一侧设置脱盐层，在所述膜片朝向所述产水流道布的一侧设置导水层。
8.较佳的，所述第一边、第二边或第三边的焊接边线宽度在10-25000 μm之间。
9.本发明还提供了一种卷式膜元件的制备方法，包括以下步骤，s10，将用于形成至少一个膜袋的第一膜片、产水流道布、第二膜片、浓水流道布和布置于待焊接处的金属丝一起卷制到所述集水管上；s20，通过一焊接装置使金属丝发热，使两个待焊接材料的待焊接处高分子材料熔融，两个待焊接材料相焊接形成膜元件。
10.较佳的，在步骤s10之前，还包括步骤一，将膜片对折折叠，形成n型，形成第一膜片和第二膜片； 步骤二，在对折后的膜片上放置产水流道布、浓水流道布和集水中心管；步骤三，在产水流道布的第一边、第二边、第三边布置金属丝，并延伸卷绕到集水中心管上。
11.较佳的，所述步骤二中，将所述集水中心管放置在所述第一膜片和所述产水流道布之间，或是放置在所述产水流道布和所述第二膜片之间。
12.较佳的，在步骤s20之后，还包括，步骤一，将金属丝抽出卷制的膜元件；步骤二，在卷制的膜元件外缠绕防水胶带或是防水覆膜；步骤三，在卷制的膜元件外设置防水密封套圈。
13.较佳的，所述金属丝的材质为铜、铝、铁或是镍的一种或几种金属的合金，所述金属丝的外层覆有铁氟龙，所述金属丝的宽度为10-20000 μm，厚度为10-1000 μm，长度为所述膜袋内所述产水流道布的第一边、第二边、第三边的焊接长度和延伸卷绕在集水中心管上的长度之和。
14.较佳的，所述焊接为高分子焊接，包括金属丝通电加热法或是金属丝电磁感应加热法。
15.较佳的，所述焊接装置为金属丝外联工业电的供电装置或是外联工业电的高频电磁感应线圈装置。
16.较佳的，步骤s20中，两个待焊材料的焊接边线宽度为10-25000 μm之间。
17.较佳的，所述焊接通过所述金属丝发热使焊接处高分子材料熔融，待高分子材料冷却后焊接面间的材料发生原子扩散，焊接高分子材料间为化学键连接方式。
18.较佳的，焊接的温度不高于230 ℃。
19.较佳的，所述膜片的材料为醋酸纤维素类、醋酸纤维素酯类、聚乙烯类、聚砜类、聚酰胺类、芳香族聚酰胺类、芳香族聚酰胺—酰肼以及一些含氮芳香聚合物等低熔点高分子材料。
20.较佳的，所述产水流道布的材料为pp聚丙烯类低熔点高分子材料。
21.较佳的，所述浓水流道布的材料为pet热塑性聚酯类高熔点高分子材料。
22.较佳的，所述集水中心管的材料为abs塑料。
23.应用本发明制备方法来制备卷膜元件，具有以下有益效果：1. 本发明的卷式膜元件，具有较传统膜元件更窄的的边线焊接连接区域面积，可以在固定外形下获得更大的有效膜使用面积；本发明通过直接将膜片与集水中心管、产水流道布与膜片直接接触熔接形成新型卷式膜元件结构，无需如传统的方式那样需要使用胶水连接，且能够减少膜片边线连接区域的宽度，使得膜片的有效过滤面积大大增加，从而提高卷式膜元件的过滤效率，实用性强。
24.2. 采用高分子焊接法，金属丝发热的范围即为焊接材料的焊接区域（即焊接区域指的是焊接金属丝布置的区域或焊接边线），可以精确控制膜元件单个膜袋焊接边线宽度，在膜元件外形尺寸固定的条件下大大提高有效使用的膜面积，降低膜元件的生产成本。
25.3. 采用高分子焊接法，膜袋的边线焊接可以短时间快速完成，典型焊接时间在30秒内，大大缩短膜元件生产周期；相较于现有的连接方式，本发明集水中心管与膜片间利用高分子焊接的方式进行连接，其使得各个卷膜曲面处的连接均匀性高且连接强度高，不会产生现有技术中卷膜过程中所产生的中心管与膜片之间的连接处用料过多、连接过厚的问题，同时能够满足卷膜过程中的膜片的曲率要求，不会造成膜片的损坏，提高产品的良率。
26.4. 高分子焊接法一般通过控制焊接温度和焊接压力调控焊接面的焊接牢度，本技术方案的焊接温度通过金属丝的材质、横截面积、通道电流、感应电流频率等控制，焊接压力则由膜元件卷制过程中的布料间的张力、以及卷制后外覆防水覆膜或是胶带的固定力控制，因此本技术方案膜元件的卷制和材料的焊接是同步完成的，从而减少了操作步骤。
27.5. 多个膜袋的焊接可以同时完成，缩短膜元件生产周期。
28.6. 采用高分子焊接法，高分子材料先熔融再冷却凝固，焊接材料间的连接为化学键连接，快速、牢固、永久。
29.7. 采用金属丝作为焊接元件，金属丝具有很好的形变性，可以随着膜元件的卷制过程一起随之形变，可以很好地适配膜片间的弯曲变化和位移变化，并且无论膜元件的外形尺寸如何改变，都可以很好地适应，无需像其他工艺方法需要调整夹具或是焊接头等适配元件。
30.8. 高分子材料熔融在冷却有一定的时间差，典型时间是在30秒内，因此可以在膜元件卷制并且膜元件内部待焊接高分子材料已熔融但尚未冷却时，迅速将金属丝抽离膜元件，金属丝表面覆有铁氟龙，耐高温且不粘附材料，因此金属丝可以重复使用，降低生产成本。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
32.图1为根据本技术的第一实施例提供的卷式膜元件的外形结构示意图。
33.图2为根据本技术的第一实施例提供的卷式膜元件制备的工艺流程图。
34.图3为根据本技术的第一实施例提供的卷式膜元件内部结构示意图。
35.图4为根据本技术的第二实施例提供的卷式膜元件制备的工艺流程图。
36.图5为根据本技术的第二实施例提供的卷式膜元件制内部结构示意图。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
38.参考说明书附图1，一种卷式膜元件，包括卷式层状结构、设置在卷式层状结构中央的集水中心管(6)、设置在卷式层状结构外侧的防水密封配件，所述卷式层状结构缠绕在集水中心管(6)外侧，所述卷式膜元件的前端为进水端(7)，靠近进水端的位置设置有密封套圈(5)，所述卷式膜元件的后端为产水端(8)和浓水端(9)，所述卷式层状结构包括产水流道布(4)、第一膜片(2)、浓水流道布(1)和第二膜片（3），所述集水中心管放置(6)在所述第一膜片(2)和所述产水流道布(4)之间，或是放置在所述产水流道布(4)和所述第二膜片(3)之间；在所述第一膜片(2)朝向所述浓水流道布(1)的一侧设置脱盐层，在所述第一膜片(2)朝向所述产水流道布(4)的一侧设置导水层，将卷式层状结构缠绕在集水中心管(6)的外侧，产水流道布(4)的上下表面分别包括非设置集水中心管的第一边（41）、第二边（42）和第三边（43），该产水流道布(4)的上表面的第一边（41）、第二边（42）和第三边（43）与第一膜片（2）直接接触熔接，该产水流道布(4)的下表面的第一边（41）、第二边（42）和第三边（43）与第二膜片（3）直接接触熔接，同时，该产水流道布（4）也与集水中心管（6）的焊接区域直接相互接触熔接，即产水流道布(4)上下表面的第一边、第二边和第三边与第一膜片（2）、第二膜片（3）的相对接触面以无胶的方式直接接触熔接在一起，并与集水中心管的焊接区域连接在一起，形成单个产水膜袋，所述集水中心管的表面设有轴向的通孔，所述通孔与产水膜袋的产水侧和集水中心管的产水端相通。
39.进一步的，上述第一边（41）、第二边（42）或第三边（43）的焊接边线宽度在10-25000 μm之间。
40.进一步的，还在可在卷式层状结构外缠绕防水胶带或是防水覆膜。
41.进一步的，该膜元件中的膜袋个数可为1-30个，附图4中所示的实施例，依次叠放的膜袋页数为2页，随着膜袋页数的增加，可以按照附图的示意图在中心管上的依次叠放膜袋。
42.进一步的，所述第一膜片或第二膜片为反渗透卷式膜元件、纳滤卷式膜元件以及超滤卷式膜元件中的一种。
43.进一步的，第一膜片（2）和第二膜片（3）为利用膜片对折折叠所形成，该第一膜片（2）和第二膜片（3）对折形成n型样态。
44.本发明的卷式膜元件直接将膜片与集水中心管、产水流道布与膜片直接接触熔接形成新型卷式膜元件结构，无需如传统的方式那样需要使用胶水连接，且能够减少膜片边线连接区域的宽度，使得膜片的有效过滤面积大大增加，从而提高卷式膜元件的过滤效率，降低成本，实用性强。
45.下面将对该卷式膜元件的制备方式做一详细说明。
46.第一实施例图2为本技术第一实施例提供的第一种卷式膜元件的制备工艺流程图。
47.请参照图2和图3，在本实施例中，卷式膜元件的制备工艺是这样实现的：步骤s001，将膜片对折折叠，形成n型，形成第一膜片（2）和第二膜片（3）；步骤s002，将所述集水中心管（6）放置在所述第一膜片（2）和所述产水流道布（4）之间；步骤s003，在产水流道布（4）的第一边（41）、第二边（42）、第三边（43）布置金属丝（a），并延伸卷绕到集水中心管（6）上；步骤s10，将用于形成膜袋的膜片、产水流道布（4）、浓水流道布（1）和布置于待焊接处的金属丝（a）一起卷制到所述集水中心管（6）上；步骤s20，通过一焊接装置使金属丝（a）发热，使两个待焊接材料（即产水流道布和膜片、膜片与集水中心管）的待焊接处高分子材料熔融，两个待焊接材料相连接形成膜袋；步骤s301，将金属丝抽出卷制的膜元件；步骤s302，在卷制的膜元件外缠绕防水胶带或是防水覆膜；步骤s303，在卷制的膜元件外设置防水的密封套圈。
48.在步骤s001中，在对折折叠而成n型的膜片中，形成了第一膜片（2）和第二膜片（3），二者相对的表面分别设置了导水层，并在所述相对的第一膜片（2）和第二膜片（3）间夹设产水流道布（4），在所述第一膜片（2）外侧或是所述第二膜片（3）外侧放置浓水流道布（1），所述第一膜片外侧和第二膜片外侧设置了脱盐层.在步骤s002中，集水中心管插设在弯折的对折折叠膜片内。
49.在步骤s003中，金属丝分别布置于所述产水流道布上、下两个表面的第一边（41）、第二边（42）和第三边（43），并延伸卷绕于集水中心管（6）上。
50.在步骤s10中，形成单个膜袋的材料以从上之下为浓水流道布（1）、第一膜片（2）、产水流道布（4）、第二膜片（3）和布置在产水流道布上的金属丝（a）一起卷绕在所述集水中心管（6）上；在步骤s10中，要控制好形成单个膜袋材料卷绕在所述集水中心管上时材料间的张力大小，这将影响后续焊接过程的焊接压力。
51.在步骤s20中，通过调节焊接装置的通电电流大小、供应电压大小、和/或电磁感应频率，调节金属丝的发热温度，从而使焊接表面的高分子材料熔融，再冷却后固化连接在一起，焊前需要准备一些参数计算，遵循计算公式，其中r为金属丝电阻值，c为修正系数 (设定值为1到2之间)，ｕ为电压，t为焊接时间 (控制在30秒内)，m为焊接部位重量 (设定为焊缝横截面积
×
焊缝长度
×
焊缝密度)，c
p
为焊接材料的比热容，t为焊接件初始温度 (设定为室温25 ℃)，t0为焊接件熔点；根据可以计算金属丝的电阻，其中ρ为金属丝选用的材质的电阻率，l为金属丝长度，s为金属丝的截面面积；通过以上两式，根据前期规定的金属丝长度与截面积、材质、焊接高分子材质等，可以设定好焊接的电压；根据以上方法，本发明可方便地针对不同焊接高分子材料、不同的膜元件尺寸实现快速焊接。
52.通过上述卷式膜元件的快速制备方法得到的膜元件结构示意图见图3：
该膜元件包括一个膜袋，形成单个膜袋的材料以从上至下为浓水流道布、第一膜片、产水流道布、第二膜片依次叠合并卷绕在所述集水中心管上；所述产水流道布的上、下表面的第一边、第二边和第三边均通过所述焊接法与所述膜片连接，所述弯折在集水中心管上的相对的膜片通过所述焊接法与集水中心管相连，从而形成以第一膜片和第二膜片的u型折叠位置为出口，中间夹设产水流道布的三侧密封的一体式信封结构，所述信封的产水侧和集水中心管的产水端相通。
53.所述金属丝的材质为铜、铝、铁或是镍的一种或是几种金属的合金，所述金属丝的外层覆有铁氟龙，所述金属丝的宽度为10-20000 μm，厚度为10-1000 μm，长度为所述膜袋内所述产水流道布的第一边、第二边、第三边的焊接长度和延伸卷绕在集水中心管上的长度之和。
54.所述焊接指的是高分子焊接法，包括金属丝通电加热法或是金属丝电磁感应加热法。所述焊接法通过所述金属丝发热使焊接处高分子材料熔融，待高分子材料冷却后焊接面间的材料发生原子扩散，焊接高分子材料间为化学键连接方式；焊接温度不高于230 ℃。
55.所述卷式膜元件的快速制备方法还包括所述焊接装置为金属丝外联工业电的供电装置或是外联工业电的高频电磁感应线圈装置。
56.所述膜片的材料为醋酸纤维素类、醋酸纤维素酯类、聚乙烯类、聚砜类、聚酰胺类、芳香族聚酰胺类、芳香族聚酰胺—酰肼以及一些含氮芳香聚合物等低熔点高分子材料。
57.所述产水流道布的材料为pp聚丙烯类低熔点高分子材料。
58.所述浓水流道布的材料为pet热塑性聚酯类高熔点高分子材料。
59.所述集水中心管的材料为abs塑料。
60.第二实施例图4为本技术第二实施例提供的第一种卷式膜元件的制备方法工艺流程图。
61.请参照图4和图5，在本实施例中，卷式膜元件的制备工艺与第一实施例的区别在于：步骤s002，将所述集水中心管放置在所述产水流道布和所述第二膜片之间；其他步骤与第一实施例相同，在此不再赘述。
62.但有些步骤的操作细节并不相同，在此一一列出：在步骤s001中，在对折折叠而成n型的膜片中，形成了第一膜片和第二膜片，二者相对的表面分别设置了脱盐层，并在所述相对的第一膜片和第二膜片间夹设浓水流道布，在所述第一膜片外侧或是所述第二膜片外侧放置产水流道布，所述第一膜片外侧和第二膜片外侧设置了导水层；在步骤s002中，集水中心管放置在弯折的对折折叠膜片之上，也就是所述产水流道布和第二膜片之间；在步骤s003中，金属丝分别布置于所述产水流道布上、下两个表面的第一边、第二边和第三边，并延伸卷绕于集水中心管上；在步骤s10中，形成单个膜袋的材料以从上之下为产水流道布（4）、第二膜片（3）、浓水流道布（1）、第一膜片（2）和布置在产水流道布上的金属丝（a）一起卷绕在所述集水中心管（6）上；通过上述卷式膜元件的快速制备方法得到的膜元件结构示意图见图4：
该示意图显示，形成单个膜袋的材料以从上之下为产水流道布（4）、第二膜片（3）、浓水流道布（1）、第一膜片（2）依次叠合并卷绕在所述集水中心管（6）上；所述产水流道布（4）的上、下表面的第一边（41）、第二边（42）和第三边（43）均通过所述焊接法与所述膜片连接，所述弯折的膜片通过所述焊接法与集水中心管（3）相连，从而形成以第一膜片和第二膜片的u型折叠位置为出口，中间夹设产水流道布的三侧密封的信封结构，所述信封的产水侧和中心管的产水端相通。
63.优选地，当采用本实施例的制备方法制作卷式膜元件时，该膜元件中的膜袋个数可为1-30页，附图5中所示的实施例，依次叠放的膜袋页数为2页，随着膜袋页数的增加，可以按照附图的示意图在中心管上的依次叠放膜袋。
64.我们接下来对相同外形尺寸，但制备方法为传统胶水黏接法和本技术方法所述的高分子焊接法制备的膜元件，进行了反渗透脱盐的测试，实验结果如下所述。
65.操作条件参考gb/t 32373-2015 《反渗透膜测试方法》，为5.5 mpa的反渗透操作压力，反渗透原水进水为32000 mg/l 的氯化钠水溶液，测试水温25 ℃，进水流量450 l/h。具体测试数据见表1。
66.表1不同制备方法制备的膜元件反渗透脱盐制淡实验其中，脱盐率=（进水电导率－产水电导率）／进水电导率
×
100 %。
67.从数据可得，高分子焊接法，在膜元件外形尺寸相同的情况下，因为有效使用膜面积更大，在单位时间内获得了更大的产水水量，为传统方法产水水量的一倍。
68.上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种卷式膜元件，其特征在于，所述卷式膜元件包括卷式层状结构和设置在卷式层状结构中央的集水中心管，所述卷式层状结构缠绕在集水中心管外侧，所述卷式膜元件的前端为进水端，所述卷式膜元件的后端为产水端和浓水端，所述卷式层状结构包括产水流道布、第一膜片、浓水流道布和第二膜片，所述集水中心管放置在所述产水流道布和所述第一或第二膜片之间，所述集水中心管与所述第一或第二膜片直接接触熔接；所述产水流道布放置在所述第一膜片和所述第二膜片之间，所述产水流道布的上下表面分别包括非设置集水中心管的第一边、第二边和第三边，所述产水流道布的上、下表面的第一边、第二边和第三边分别与所述第一膜片和所述第二膜片直接接触熔接以形成产水膜袋。2.根据权利要求1所述的卷式膜元件，其特征在于，所述膜片朝向所述浓水流道布的一侧设置脱盐层，在所述膜片朝向所述产水流道布的一侧设置导水层。3.根据权利要求1所述的卷式膜元件，其特征在于，所述第一边、第二边或第三边的焊接边线宽度在10-25000 μm之间。4.一种卷式膜元件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，s10，将用于形成至少一个膜袋的第一膜片、产水流道布、第二膜片、浓水流道布和布置于待焊接处的金属丝一起卷制到所述集水管上；s20，通过一焊接装置使金属丝发热，使两个待焊接材料的待焊接处高分子材料熔融，两个待焊接材料相焊接形成膜元件。5.根据权利要求4所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，在步骤s10之前，还包括步骤一，将膜片对折折叠，形成n型，形成第一膜片和第二膜片； 步骤二，在对折后的膜片上放置产水流道布、浓水流道布和集水中心管；步骤三，在产水流道布的第一边、第二边、第三边布置金属丝，并延伸卷绕到集水中心管上。6.根据权利要求5所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，将所述集水中心管放置在所述第一膜片和所述产水流道布之间，或是放置在所述产水流道布和所述第二膜片之间。7.根据权利要求4所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，在步骤s20之后，还包括，步骤一，将金属丝抽出卷制的膜元件；步骤二，在卷制的膜元件外缠绕防水胶带或是防水覆膜；步骤三，在卷制的膜元件外设置防水密封套圈。8.根据权利要求4所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，所述金属丝的材质为铜、铝、铁或是镍的一种或几种金属的合金，所述金属丝的外层覆有铁氟龙，所述金属丝的宽度为10-20000 μm，厚度为10-1000 μm，长度为所述膜袋内所述产水流道布的第一边、第二边、第三边的焊接长度和延伸卷绕在集水中心管上的长度之和。9.根据权利要求4所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，所述焊接为高分子焊接，包括金属丝通电加热法或是金属丝电磁感应加热法。10.根据权利要求4所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，所述焊接装置为金属丝外联工业电的供电装置或是外联工业电的高频电磁感应线圈装置。11.根据权利要求4所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，步骤s20中，两个待焊材料的焊接边线宽度为10-25000 μm之间。12.根据权利要求4所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，所述焊接通过所述金属丝发热使焊接处高分子材料熔融，待高分子材料冷却后焊接面间的材料发生原子扩散，
焊接高分子材料间为化学键连接方式。13.根据权利要求4所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，焊接的温度不高于230 ℃。14.根据权利要求4所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，所述膜片的材料为醋酸纤维素类、醋酸纤维素酯类、聚乙烯类、聚砜类、聚酰胺类、芳香族聚酰胺类、芳香族聚酰胺—酰肼以及一些含氮芳香聚合物等低熔点高分子材料。15.根据权利要求1所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，所述产水流道布的材料为pp聚丙烯类低熔点高分子材料。16.根据权利要求1所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，所述浓水流道布的材料为pet热塑性聚酯类高熔点高分子材料。17.根据权利要求1所述的卷式膜元件的制备方法，其特征在于，所述集水中心管的材料为abs塑料。

技术总结
本发明公开了一种卷式膜元件及其制备方法，所述卷式膜元件包括卷式层状结构和集水中心管，所述卷式层状结构包括产水流道布、第一膜片、浓水流道布和第二膜片，所述集水中心管放置在所述产水流道布和所述第一或第二膜片之间，所述集水中心管与所述第一或第二膜片直接接触熔接；所述产水流道布放置在所述第一膜片和所述第二膜片之间，所述产水流道布的上下表面分别包括非设置集水中心管的第一边、第二边和第三边，所述产水流道布的上、下表面的第一边、第二边和第三边分别与所述第一膜片和所述第二膜片直接接触熔接以形成产水膜袋。本发明的卷式膜元件，具有较传统膜元件更窄的连接区域面积，可以在固定外形下获得更大的有效膜使用面积。使用面积。使用面积。


技术研发人员：陈江萍 郑煜铭 郭朝阳
受保护的技术使用者：中国科学院城市环境研究所
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2023/8/9