水处理结构和净水设备制造技术

本发明专利技术提出了一种水处理结构和净水设备，其中，水处理结构包括多段相串联的膜堆，每段膜堆内设有多组膜组，膜组包括阳离子交换膜和阴离子交换膜，在阳离子交换膜和阴离子交换膜之间设有第一离子隔板，在阴离子交换膜远离第一离子隔板的一侧设有第二离子隔板；第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别设于多段膜堆的两侧，且第一电极和第二电极的极性相异，其中，流体能够沿由第一电极至第二电极的方向在多段膜堆内流动。通过本发明专利技术的技术方案，靠近第一电极的膜堆中的间距大于靠近第二电极的膜堆中的间距，可增加靠近出水侧的流体流速，从而提升极限电流密度，有利于降低膜堆极化风险，以提升膜堆寿命。以提升膜堆寿命。以提升膜堆寿命。

【技术实现步骤摘要】
水处理结构和净水设备


[0001]本专利技术涉及净水领域，具体而言，涉及一种水处理结构和一种净水设备。

技术介绍

[0002]家用净水器一般采用活性炭或是外置过滤器来实现水中杂质的去除，然而在实际生活中，活性炭和过滤器均属于耗材类，用户常常由于需要更换耗材而不得不额外支出，影响产品的使用，现有技术中，通常选用电渗析的技术实现净化，然而通过电渗析进行净化时，其脱盐率存在一定的不足，无法满足用户的高质量水质的使用需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0004]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提供一种水处理结构。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提供一种净水设备。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种水处理结构，包括：多段相串联的膜堆，每段膜堆内设有多组膜组，膜组包括阳离子交换膜和阴离子交换膜，在阳离子交换膜和阴离子交换膜之间设有第一离子隔板，在阴离子交换膜远离第一离子隔板的一侧设有第二离子隔板；第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别设于多段膜堆的两侧，且第一电极和第二电极的极性相异，其中，流体能够沿由第一电极至第二电极的方向在多段膜堆内流动，靠近第一电极的膜堆中第一离子隔板与第二离子隔板之间的间距大于靠近第二电极的膜堆中第一离子隔板与第二离子隔板之间的间距。
[0007]根据本专利技术的第一方面技术方案提出的水处理结构，包括多段膜堆、第一电极和第二电极，具体地，多段互相串联的膜堆可使得水可从多段膜堆的一侧流向另一侧，形成水路的串联，进一步地，每段膜堆内设有多组膜组，使得水流入到每段膜堆中时通过多组膜组对水进行渗析，此外，还通过设置极性不同且分别设于多段膜堆的两侧的第一电极和第二电极，以形成笼罩多段膜堆的电场，而在膜组的作用下，可对流入膜堆的水进行电渗析，以实现对水的净化。
[0008]其中，膜组包括阳离子交换膜、阴离子交换膜以及第一离子隔板和第二离子隔板，其中，阳离子交换膜和阴离子交换膜分别能够选择性透过阳离子和阴离子，并在第一离子隔板和第二离子隔板的作用下分隔呈离子浓度不同的两条水路，更利于对流入水处理结构的水予以电渗析净化以及对电极电压发生转变时的倒极。
[0009]进一步地，每个膜组中交换膜和离子隔板的相对位置沿水的流动方向依次为阳离子交换膜、第一离子隔板、阴离子交换膜和第二离子隔板。
[0010]需要强调的是，每个膜堆中的第一离子隔板和第二离子隔板之间的间距可以相同可以不同，沿流体的流动方向，间距呈下降的趋势，具体地，在流体沿第一电极向第二电极流动时，入口侧的间距大于出口侧的间距，即靠近第一电极的膜堆中的间距大于靠近第二电极的膜堆中的间距。可增加靠近出水侧的流体流速，从而提升极限电流密度，有利于降低
膜堆极化风险，以提升膜堆寿命。
[0011]从原理上说，由于多个膜堆的水路连接方式为串联，故而在多个膜堆中水的流量是固定的，而由于水在流动过程中，截面积呈变小趋势，从而在后段膜堆中的流速会有所提高，故而在流体依次流经不同的膜堆时，间距沿流动方向呈下降趋势，将置于后侧的膜堆中的膜组数量减小，以增加流速，从而提高后侧的极限电流密度，降低膜堆极化风险，提升膜堆寿命。
[0012]其中，可以理解，在中间部分的相邻两段膜堆的间距可以相同，还可小幅度增长，但最靠近入口侧的间距一定要大于最靠近出口侧的间距，对膜堆寿命的提升效果最好。
[0013]在上述技术方案中，每个膜堆中第一离子隔板与第二离子隔板之间的间距相同；或每个膜堆中第一电极的第一离子隔板与第二离子隔板之间的间距，沿由第一电极至第二电极的方向逐渐减小。
[0014]在该技术方案中，每个膜堆中控制两个离子隔板之间的间距相同，即膜堆中存在多组膜组，每个膜组内或是膜组与膜组之间的隔板间距保持一致，从而便于加工，也利于多个膜堆之间的流速控制，还可以地，对于每个膜堆而言，其内部的间距沿第一电极至第二电极的方向逐渐减小，从而使得在膜堆内部流体的流速就已经发生了变化，更利于流速的渐变。
[0015]在上述技术方案中，沿由第一电极至第二电极的方向，任意相邻的两段膜堆中后一膜堆的膜组数量小于或等于前一膜堆的膜组数量，且多段膜堆中，靠近第一电极的膜堆的膜组数量大于靠近第二电极的膜堆中的膜组数量。
[0016]在该技术方案中，通过限定沿流体的流动方向，对于相邻的两段膜堆而言，后一膜堆的膜组数量不大于前一膜堆的膜组数量，使得多段膜堆整体的膜组数量呈下降趋势，可能中间部分存在数量不变，但在入口侧的膜组数量大于出口侧的膜组数量的基础上，即可实现延长膜堆使用寿命的效果。
[0017]在上述技术方案中，还包括：膜堆隔板，设于相邻的两段膜堆之间，流体能够沿由第一电极至第二电极的方向，由前一膜堆经膜堆隔板流向后一膜堆。
[0018]在该技术方案中，通过膜堆隔板可实现水路分隔，具体地，在相邻的两段膜堆之间通过膜堆隔板分隔开，流体在流动时，沿由第一电极至第二电极的方向，通过膜堆隔板在相邻的两段膜堆之间流动，以便于对水的分段净化。
[0019]其中，水在每段膜堆中流动时，均沿第一离子隔板和第二离子隔板的延伸方向流动，在流动过程中可使得离子会穿过阳离子交换膜和阴离子交换膜以形成不同离子浓度的腔室，而通过膜堆隔板，可使得水在流经一段膜堆后，继续流向下一段膜堆。
[0020]在上述技术方案中，膜堆隔板上设有流通孔，多段膜堆中后一膜堆隔板的流通孔的孔径小于前一膜堆隔板的流通孔的孔径。
[0021]在该技术方案中，在膜堆隔板上设有流通孔，通过对不同膜堆隔板上的流通孔的孔径进行改变，可改变流体经过膜堆隔板时的流速，可以理解，孔径越小，流速越快，具体地，将沿第一电极至第二电极的方向上，较后的膜堆隔板的孔径设置为大于较前的孔径，从而可提高进入后段膜堆的极限电流密度，从而也可实现降低膜堆极化风险，提升膜堆使用寿命的效果。
[0022]在上述技术方案中，膜组中至少部分设于第一电极和第二电极之间形成的电场。
[0023]在该技术方案中，通过限定膜组中至少部分设于电场内，即离子交换膜可在电场作用下使得流体中的离子选择性的通过离子交换膜，即电场可驱动流体中离子的移动，从而实现在不同的离子隔板之间内流体的离子浓度的变化。
[0024]当然，可以理解，相邻的两个离子交换膜在电场中的重合区域越多，对流体的净化效果越高。
[0025]在上述技术方案中，还包括：进水口，设于多段膜堆中靠近第一电极的一侧；出水口，设于多段膜堆中靠近第二电极的一侧。
[0026]在该技术方案中，通过在多段膜堆中靠近第一电极的一侧设置进水口，靠近第二电极的一侧设置出水口，流体可由进水口流向多段膜堆，并通过出水口向外流出，以实现水路的流通。
[0027]其中，进水口和出水口可以分别设于第一电极和第二电极的相同的一侧，或者可以分别设于第一电极和第二电极的相反的两侧，例如第一电极和第二电极均沿上下方向设置，进水口设于第一电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水处理结构，其特征在于，包括：多段相互串联的膜堆，每段所述膜堆内设有多组膜组，所述膜组包括阳离子交换膜和阴离子交换膜，在所述阳离子交换膜和所述阴离子交换膜之间设有第一离子隔板，在所述阴离子交换膜远离所述第一离子隔板的一侧设有第二离子隔板；第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设于多段所述膜堆的两侧，且所述第一电极和所述第二电极的极性相异，其中，流体能够沿由所述第一电极至所述第二电极的方向在多段所述膜堆内流动，靠近所述第一电极的膜堆中第一离子隔板与所述第二离子隔板之间的间距大于靠近所述第二电极的膜堆中第一离子隔板与所述第二离子隔板之间的间距。2.根据权利要求1所述的水处理结构，其特征在于，每个所述膜堆中所述第一离子隔板与所述第二离子隔板之间的间距相同；或每个所述膜堆中所述第一电极的所述第一离子隔板与所述第二离子隔板之间的间距，沿由所述第一电极至所述第二电极的方向逐渐减小。3.根据权利要求1所述的水处理结构，其特征在于，沿由所述第一电极至所述第二电极的方向，任意相邻的两段膜堆中后一膜堆的膜组数量小于或等于前一膜堆的膜组数量，且多段所述膜堆中，靠近所述第一电极的膜堆的膜组数量大于靠近所述第二电极的膜堆中的膜组数量。4.根据权利要求1所述的水处理结构，其特征在于，还包括：膜堆隔板，设于相邻的两段膜堆之间，流体能够沿由所述第一电极至所述第二电极的方向，由前一膜堆经所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳鹤，刘梦薇，孙天厚，孟繁轲，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：