一种导流网、反渗透膜滤芯及过滤器
阅读说明：本技术 一种导流网、反渗透膜滤芯及过滤器 (Flow guide net, reverse osmosis membrane filter element and filter ) 是由 李一然 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种导流网、反渗透膜滤芯及过滤器,该导流网入水角度135°-115°,厚度0.12mm-0.38mm,导流网间距550-800μm,导流网筋直径50-100μm,局部流道变窄,局部流速高,纵向筋与横向筋搭接点上下壁面交替出现速度增加区域加大,湍流效果加强,加强了溶质扩散的推动力和传质效应,导流网与膜片接粗面积降低,膜片过滤面积增大,提高滤芯的出水流量及抗污染性能。本发明的抗污染型反渗透膜滤芯用浓水隔网结构简单、易制造,可广泛用于反渗透、纳滤、超滤、渗透汽化等水处理过程中,具有很好的社会效益和经济效益。(The invention provides a flow guide net, a reverse osmosis membrane filter element and a filter, wherein the water inlet angle of the flow guide net is 135-115 degrees, the thickness of the flow guide net is 0.12-0.38 mm, the space between the flow guide nets is 550-800 microns, the diameter of a rib of the flow guide net is 50-100 microns, a local flow channel is narrowed, the local flow velocity is high, the upper wall surface and the lower wall surface of the lap joint of a longitudinal rib and a transverse rib alternately have increased speed increasing areas, the turbulent flow effect is enhanced, the driving force of solute diffusion and the mass transfer effect are enhanced, the joint thick area of the flow guide net and a membrane is reduced, the filtration area of the membrane is increased, and the water outlet flow and the anti-pollution performance of the filter element are improved. The concentrated water separation net for the anti-pollution reverse osmosis membrane filter element has a simple structure, is easy to manufacture, can be widely applied to water treatment processes such as reverse osmosis, nanofiltration, ultrafiltration, pervaporation and the like, and has good social and economic benefits.)
技术领域
本发明涉及水清洁技术领域，特别地涉及一种导流网、反渗透膜滤芯及过滤器。
背景技术
膜污染是反渗透膜元件所面临的最大问题,现有技术对膜污染的成因及其机理的研究注重于反渗透膜片的改性和反渗透膜滤芯结构改进。卷式反渗透膜滤芯结构中，导流网不但起到支撑流道、导流液体的作用，而且可作为滤芯内湍流促进器降低膜面上的浓差极化和污染现象，改善反渗透膜滤芯出水水质及出水流量，因此，导流网厚度、间距、入水角度以及导流网形状等结构特征影响反渗透膜滤芯性能。但是传统导流网厚度较厚，膜面流速较低且膜片极易受损，入水角度较大，湍流效果不佳，筋条丝径较大，与膜片接触面积大，易产生过滤死角，浓水流道布采用的材料为聚丙烯材料，上述几个问题导致反渗透膜滤芯抗污染性差，随着使用时间的延长，反渗透膜滤芯过滤效果及出水流量衰减较快，导致用户换芯成本高。
发明内容
针对上述现有技术中，反渗透膜滤芯抗污染性差的问题，本申请提出了一种导流网、反渗透膜滤芯及过滤器。
本发明的导流网，其特征在于，包括相互交叉的第一筋条与第二筋条，第一筋条与第二筋条之间具有夹角，夹角为钝角，导流网对应的进水方向沿钝角的角平分线。通过本实施方式，使得水流速度增加区域加大，湍流效果加强，滤芯抗污染性加强。
在一个实施方式中，导流网具有由第一筋条与第二筋条构成的多个单元网格，单元网格对应有单元筋条，单元筋条包括细筋段与粗筋段。通过本实施方式，细筋段与粗筋段呈粗细交替结构，导致水流的局部流速增大的区域交替出现，加强了湍流效果和抗浓差极化能力，提高了滤芯的抗污染性。
在一个实施方式中，单元筋条还包括设置于细筋段与粗筋段之间的过渡段，过渡段实现细筋段与粗筋段之间的平滑过渡。通过本实施方式，实现了单元筋条结构的平滑过渡，减少了局部应力，膜面流态稳定，增加了反渗透膜使用寿命。
在一个实施方式中，对于同一单元网格对应的相互平行的两条单元筋条，两条单元筋条上的细筋段与粗筋段的排列方向相同或相反。通过本实施方式，实现了细筋段与粗筋段排列方向的多样性，进一步增加了湍流效果。
在一个实施方式中，细筋段的直径为0.04～0.12mm，粗筋段的直径为0.07～0.15mm。通过本实施方式，隔网丝与膜面接触面积降低，减少了流体在网搭接处的前后死区。
在一个实施方式中，细筋段的长度所述单元筋条总长度的30％～60％。通过本实施方式，进一步降低了隔网丝与膜面接触面积，进一步减少流体在网搭接处的前后死区。
在一个实施方式中，对于位于同一直线上的两个相邻的单元筋条，两个相邻的单元筋条上的细筋段与粗筋段的排列方向相同或相反。通过本实施方式，进一步增加了细筋段与粗筋段排列方向的多样性，进一步增加了湍流效果。
在一个实施方式中，第一筋条与第二筋条的交叉点形成搭接部，搭接部的厚度大于第一筋条与第二筋条的厚度，且搭接部呈朝向导流网表面外侧凸起的凸起结构。通过本实施方式，进一步减小了流体的局部流道面积，增加了局部流体的流速。
在一个实施方式中，搭接部的厚度为0.12mm～0.38mm。
在一个实施方式中，单元筋条的长度为0.5～0.8mm。
在一个实施方式中，第一筋条与第二筋条之间夹角的角度为115°～135°。
第二方面，本申请提出了一种反渗透膜滤芯，包括上述的抗污染型导流网。
第三方面，本申请提出了一种过滤器包括上述的反渗透膜滤芯。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
本发明提供的一种导流网、反渗透膜滤芯及过滤器，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：水流的流道窄，使得整体膜面流速高，膜面受到剪切应力交替变化，湍流效果好，水流的局部流速增大的区域交替出现，进一步加强了湍流效果和抗浓差极化能力，提高了滤芯的抗污染性；导流网丝间距较大，导流网与膜片接触面积降低，膜片过滤面积增大，死角减少，提高滤芯的出水流量及抗污染性能。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为反渗透滤芯原理图；
图2为传统导流网示意图；
图3为本申请导流网示意图；
图4为本申请导流网截面示意图。
附图标记：1-反渗透膜片，2-中心管，3-导流网，4-搭接部，5-粗筋段，6-细筋段，7-第一筋条，8-第二筋条。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种导流网，包括相互交叉的第一筋条7与第二筋条8，第一筋条7与第二筋条8之间具有夹角，夹角中的钝角的角度为115°～135°，导流网3对应的进水方向沿钝角的角平分线。
具体地，本发明的导流网3入水角度C为135°-115°，原水经导流网3过滤时，导流网3上下层隔网流动的扰动最大，相对导流网3而言，水流方向为第一筋条7与第二筋条8夹角的角平分线，反渗透膜实际过滤角度为入水角度的50％，加上导流网3所引起的局部流道变窄，实际过滤角度为57.5°-67.5°，在流道变窄时水流的流速加大，导流网3与上下膜面之间的空隙交替出现增大或减小，导致水流速度变大的区域增加，具有各向同性特征，湍流效果加强，滤芯抗污染性加强。
此外，第一筋条7与第二筋条8可以是相同材料或不同材料，不同单元网格的第一筋条7与第二筋条8的夹角可以相同或不同，保证相应夹角的钝角的角度在115°～135°以内即可。
在一个实施例中，导流网3具有由第一筋条7与第二筋条8构成的多个单元网格，单元网格对应有单元筋条，单元筋条包括细筋段6与粗筋段5；
单元筋条还包括设置于细筋段6与粗筋段5之间的过渡段，过渡段实现细筋段6与粗筋段5之间的平滑过渡。
优选地，细筋段6的直径为0.04～0.12mm，粗筋段5的直径为0.07～0.15mm；细筋段6的长度单元筋条总长度的30％～60％。
具体地，导流网细筋段直径A为0.04-0.12mm，粗筋段直径B为0.07-0.15mm，细筋段长度d占网间距D的30％～60％，粗筋段与膜面接触，粗细过渡段和细筋段与膜面存在间隙，相对于粗细恒定不变的筋条网格，本申请的单元筋条与膜面接触面积相对较低。由于本申请的单元筋条粗筋段、粗细过渡段与细筋段交替出现，且不同方向上三者的交替出现顺序不同，导致流道间隙的大小交替变化，且不同方向的流道间隙的大小交替变化的规律不同，使得局部流速交替出现增大，减少流体在导流网的网格节点前后死区。粗细交替结构，湍流效果加强，抗浓差极化能力加强，提高滤芯的抗污染性。
需要说明的是，细筋段6与粗筋段5之间的过渡段，可以通过连接处表面相切的技术手段实现，也可以通过B样条曲线插值的方法整体实现。
此外，多个单元网格之间的尺寸大小可以是相同或者不同的，不同大小的单元网格可以组成特定的导流网3形状。
优选地，单元筋条的长度为0.5～0.8mm。
具体地，本发明的导流网间距D(单元筋条的长度)为0.5-0.8mm，间距较传统结构更大，导流网3与膜片接触的总面积降低，膜片过滤面积增大，同时网丝搭接处前后死区减少；流道内高流速区域面积增加，有利于提高滤芯的出水流量及抗污染性能。
在一个实施例中，对于同一单元网格对应的相互平行的两条单元筋条，两条单元筋条上的细筋段6与粗筋段5的排列方向相同或相反。在一个实施例中，对于位于同一直线上的两个相邻的单元筋条，两个相邻的单元筋条上的细筋段6与粗筋段5的排列方向相同或相反。
具体地，可以根据仿真模拟的结果去设置细筋段6与粗筋段5的排列方向，以达到最佳的过滤效果。
在一个实施例中，第一筋条7与第二筋条8的交叉点形成搭接部4，搭接部4的厚度大于第一筋条7与第二筋条8的厚度，且搭接部4呈朝向导流网表面外侧凸起的凸起结构。
优选地，搭接部4的厚度为0.12mm～0.38mm。
具体地，本发明的导流网厚度E(搭接部的厚度)为0.12mm-0.38mm,由于本申请的导流网相较于现有技术的导流网厚度较低，筋条对流体的扰动作用也逐步加强，流道中心区域的相对速度也加强，整体膜面流速高，膜面受到剪切应力高，有利于削弱浓差极化层，减轻膜污染。
此外，搭接部4呈朝向导流网表面外侧凸起的凸起结构可以是两侧对称的或不对称的，不对称的凸起结构有利于水流局部流速加快的交替出现，有助于增加湍流效果。
本发明的实施例还提供了一种反渗透膜滤芯，包括上述的导流网3，进而具备其所具备的全部技术效果。
具体地，本发明的反渗透膜滤芯还包括反渗透膜片、纯水导流布与进水管，相邻反渗透膜片1经过折叠外表面形成进水流道，导流网3位于进水流道中；在远离且垂直于进水管方向形成浓水流道；反渗透膜片1相邻内表面之间形成纯水流道，纯水流道含有纯水导流布，且仅具有面向一侧边的一个纯水出口。
反渗透膜片1、导流网3、纯水流道布构成一个膜袋。多个膜袋围绕中心管2卷成成组件。原水经一端面进入膜袋，经导流网3及膜片过滤后，过滤后的纯水经纯水导流布后经纯水出口从中心管2流出，一部分未过滤的浓水从另一端面流出。
本发明的实施例还提供了一种过滤器包括上述的反渗透膜滤芯，进而具备其所具备的全部技术效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的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。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。
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