螺旋流水處理裝置制造方法
【專利摘要】一種螺旋流水處理裝置，其包括：具有第一部分和第二部分的中心收集件；沿中心收集件螺旋纏繞的隔離件；沿中心收集件螺旋纏繞并與隔離件交替的分離件；位于分離件外的第一螺旋流道，其與第一部分相連，且容積自遠離到接近中心收集件而縮??；以及，位于分離件內(nèi)的第二螺旋流道，其與第一螺旋流道流體相通，且與第二部分相連。
【專利說明】螺旋流水處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及螺旋流水處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在業(yè)界應(yīng)用的螺旋流水處理裝置的進水流道的容積從頭至尾是一樣大小的。但是，進水在流道中經(jīng)過時，產(chǎn)生的產(chǎn)品水與之分離，導(dǎo)致進水流道中的水量越來越小，在流道容積一定的情況下，流速越來越慢，而且殘留水中物質(zhì)的濃度越來越高，從而極易在流道中結(jié)垢，造成不良后果。
[0003]因此，有必要改進螺旋流水處理裝置以預(yù)防或減少其結(jié)垢。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型涉及一種螺旋流水處理裝置，其包括:具有第一部分和第二部分的中心收集件；沿中心收集件螺旋纏繞的隔離件；沿中心收集件螺旋纏繞并與隔離件交替的分離件；位于分離件外的第一螺旋流道，其與第一部分相連，且容積自遠離到接近中心收集件而縮??；以及，位于分離件內(nèi)的第二螺旋流道，其與第一螺旋流道流體相通，且與第二部分相連。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]通過結(jié)合附圖對于本實用新型的實施例進行描述，可以更好地理解本實用新型，在附圖中:
[0006]圖1所示為本實用新型的一些實施例的螺旋流水處理裝置的局部立體示意圖。
[0007]圖2所示為圖1中的螺旋流水處理裝置的剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0008]以下將對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細描述。為了避免過多不必要的細節(jié)，在以下內(nèi)容中將不會對已知的結(jié)構(gòu)或功能進行詳細的描述。
[0009]除非本實用新型中清楚另行定義，用到的科學(xué)和技術(shù)術(shù)語的含義為本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所通常理解的含義。本實用新型中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來彼此區(qū)分。本實用新型中使用的“包括”、“具有”、“包含”、或“含有”以及類似的詞語是指除了列于其后的項目及其等同物外，其他的項目也可在范圍以內(nèi)。
[0010]在說明書和權(quán)利要求中，除非清楚地另外指出，所有項目的單復(fù)數(shù)不加以限制。除非上下文另外清楚地說明，術(shù)語“或”、“或者”并不意味著排他，而是指存在提及項目(例如成分)中的至少一個，并且包括提及項目的組合可以存在的情況。
[0011]本實用新型所提及的“可”和“可能”表示在一定環(huán)境下發(fā)生的可能性；具有指定的性質(zhì)，特征或者功能的可能性；和/或通過顯示一個或者多個能力、性能而適合于另一種動作，或者與該適合的動作相關(guān)的可能性。因此，用于“可”、和“可能”表示修飾的術(shù)語顯然適合、能夠或者適于所表示的能力，功能，或者用途，同時考慮在一些情況下，所修飾的術(shù)語可能有時不適合、不能或者不合適。例如，在一些情況下，事件或者能力可能是所期望的，而在其它情況下，該事件或者能力不能發(fā)生。這些情形通過術(shù)語“可”和“可能”描述。
[0012]本實用新型說明書中提及“一些實施例”等等，表示所述與本實用新型相關(guān)的一種特定要素(例如特征、結(jié)構(gòu)和/或特點)被包含在本說明書所述的至少一個實施例中，可能或不可能出現(xiàn)于其他實施例中。另外，需要理解的是，所述要素可以任何適合的方式結(jié)合。
[0013]如圖1和圖2所示，根據(jù)本實用新型的一些實施例的螺旋流水處理裝置10包括中心收集件20、隔離件30、分離件40、第一螺旋流道50、以及第二螺旋流道60。中心收集件20具有第一部分21和第二部分22。隔離件30沿中心收集件20螺旋纏繞。分離件40沿中心收集件20螺旋纏繞并與隔離件30交替。第一螺旋流道50位于分離件40外，其與第一部分21相連，且容積自遠離到接近中心收集件20而縮小。第二螺旋流道60位于分離件40內(nèi)，其與第一螺旋流道50流體相通，且與第二部分22相連。
[0014]中心收集件20可以為管狀或者其他任何適宜的形狀和構(gòu)造。在一些實施例中，中心收集件20為延伸于整個水處理裝置長度的管子。所述管子可以是沿一長度方向延伸的具有任意形狀橫截面的結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，所述中心收集件是圓形管。
[0015]中心收集件20可由任何適合的材料制備。適合用作本實用新型所述的螺旋流水處理裝置的中心收集件的管子包括金屬管、塑料管、陶瓷管或類似的其它管。在一些實施例中，中心收集件用熱塑性塑料，如聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯制備。
[0016]本實用新型所涉及的螺旋流水處理裝置的中心收集件可通過各種不同制備方式獲得，比如注射成型法、吹塑法、吸塑注射成型、覆蓋成型、或氣體輔助成型等。
[0017]中心收集件可以是穿孔或開槽的管子，也可以是雖沒有穿孔或開槽，但其本身具有足夠的滲透性可讓與其接觸的螺旋流道中的流體流入管內(nèi)。在一些實施例中，所述中心收集件包括一段用來與螺旋流道連通的多孔管段，和一段不與螺旋流道接觸的非多孔管段。
[0018]根據(jù)需要，第一部分21與第二部分22的材質(zhì)、形狀和構(gòu)造可以相同、也可以不同。在一些實施例中，如圖1和圖2所示，第一部分21與第二部分22是分開的。在一些實施例中，第一部分與第二部分是一體的。
[0019]隔離件30可為由任何材料制備的任何適當(dāng)?shù)男螤詈蜆?gòu)造，其包括第一隔離件表面31和與之相反的第二隔離件表面32。一些實施例中，隔離件的厚度d從遠離至靠近中心收集件而減小。一些實施例中，所述隔離件30可包括一種防止水溶液中溶質(zhì)過量堆積的結(jié)構(gòu)或手段(未圖示)。
[0020]在一些實施例中，適合用來制造隔離件30的材料包括可讓水溶液從其中通過的軟片狀材料。在一些實施例中，所述隔離件30包括穿孔塑料片、穿孔金屬片、多孔復(fù)合材料、塑性織物、塑性網(wǎng)狀物、自然材料如木質(zhì)物、或者其任意組合。對于包括多個隔離件的螺旋流水處理裝置，各隔離件可以用相同的材料制成，也可用不同的材料制成。比如，可以一個隔離件由塑性織物制成而另一個隔離件則由自然材料如木質(zhì)物制成。此外，單個隔離件也可在沿水溶液在其中的流動方向上的不同位置由不同的材料制成。在一些實施例中，比如，隔離件一部分由聚乙烯制成，另一部分由聚丙烯制成。
[0021]分離件40可為由任何材料制備的任何適當(dāng)?shù)男螤詈蜆?gòu)造，其包括與第一隔離件表面31相對的第一分離件表面41和與之相反的與第二隔離件表面32相對的第二分離件表面42。第一螺旋流道50位于第一分離件表面41和第二分離件表面42之間。
[0022]在一些實施例中，分離件40包括折疊膜組件，其含有具有第一分隔件表面41的第一膜層43、具有第二分隔件表面42的第二膜層44、以及位于第一和第二膜層之間的隔離層45。在一些實施例中，分離件40包括反滲透裝置。
[0023]本實用新型的分離件可由任何適合的水處理材料制得。比如，專利號為4，277，344的美國專利描述了一種通過芳香聚胺(aromatic polyamine)與聚酰鹵化物(polyacylhalide)反應(yīng)生成的半滲透膜，其用作分離件時，能有效阻擋鈉、鎂、鈣的陽離子和氯、硫酸鹽及碳酸鹽的陰離子。又比如，專利號為4，277，344的美國專利描述了一種通過芳香聚酰齒化物(aromatic polyacyl halide)與雙功能芳族胺(bifunctional aromatic amine)反應(yīng)生成的一種聚合材料膜，其用作分離件時，能有效阻擋某些鹽類，如硝酸鹽。許多參考資料中描述的各種適合用作滲透膜層的膜和材料都可用作包括本實用新型螺旋流水處理裝置的分離件的膜層。此外，適用于各實施例中分離件的膜也可以通過商業(yè)購買獲得。
[0024]適合用作隔離層45的材料包括可讓產(chǎn)品水從其中通過的軟片狀材料。所述隔離層45所用的材料可以和隔離件30所用的相同也可以不同。在一些實施例中，所述隔離層45包括穿孔塑料片、穿孔金屬片、多孔復(fù)合材料、塑性織物、塑性網(wǎng)狀物、自然材料如木質(zhì)物、或者其任意組合。對于包括多個隔離層的，各隔離層可用相同的材料制成，也可用不同的材料制成，比如，可以一個隔離層由塑性織物制成而另一個隔離層則由自然材料如木質(zhì)物制成。此外，單個隔離層也可在沿產(chǎn)品水在其中的流動方向上的不同位置由不同的材料制成。在一些實施例中，比如，隔離層一部分由聚乙烯制成，另一部分由聚丙烯制成。
[0025]在一些實施例中，螺旋流水處理裝置10包括用于防止第一、第二螺旋流道之間直接流體相通的密封件70。所述密封件70是一條線形的密封劑(一般為固化膠)，用來將隔離層45的最外端密封粘接到其相鄰兩側(cè)的滲透膜層43、44上，該密封線延伸于螺旋流水處理裝置10的整個長度。許多粘性密封劑，比如，膠水、雙面膠，都可以用作密封件的材料。
[0026]通過以下步驟可形成本實用新型的一個實施例的螺旋流水處理裝置:將隔離件30從第一部分21開始螺旋纏繞；將分離件40從第二部分22開始螺旋纏繞；隔離件30與分離件40交替。分離件40外表面41、42之間形成由隔離件30定義的第一螺旋流道50、并在其內(nèi)表面46、47之間形成由隔離層45定義的第二螺旋流道60。
[0027]本實用新型所涉及的螺旋流水處理裝置可用于處理各種水,例如市政用水和工業(yè)用水。一些實施例中，螺旋流水處理裝置用于進行鹽水分離，比如，從海水或鹽水中將鹽分離出來。一般地，所述螺旋流水處理裝置可收容于一個柱狀外殼(未圖示)內(nèi)，該外殼可讓溶液(如鹽水)沿第一螺旋流道從螺旋流水處理裝置的外部向內(nèi)部中心收集件的方向流。
[0028]密封件70用以防止所述溶液直接進入第二螺旋流道。在溶液流動的過程中，溶液中持續(xù)有部分液體(滲透液，產(chǎn)品水)穿過第一和第二分離件表面進入第二螺旋流道，而第一螺旋流道中剩余的溶液最終以濃縮液(有時也稱為濃水)進入中心收集件的第一部分。
[0029]由于分離件的第一和第二分離件表面的阻擋作用，溶質(zhì)不能隨滲透液穿過分離件的第一和第二分離件表面進入第二螺旋流道，而滲透液也不會返回第一螺旋流道。因此，在溶液，比如海水，沿箭頭80所示的方向，從進入第一螺旋流道的開始到向第一部分流動的過程中，溶液中溶質(zhì)，如鹽，的濃度不斷提高，因此，到達第一部分的是溶質(zhì)含量高于最初的溶液的濃縮液，比如，是鹽含量比最初進入第一螺旋流道的海水高的鹽濃縮液。相應(yīng)的，由于阻鹽滲透膜層的作用，進入第二螺旋流道的滲透液與溶液成分是不同的，其鹽含量相對溶液有所降低。
[0030]在溶液沿第一螺旋流道流動的過程中，其總量會由于滲透液的離開而減少。根據(jù)本實用新型的實施例的第一螺旋流道的容積沿著從遠離到靠近中心收集件的方向而縮小。溶液在第一螺旋流道的流速因此能維持在較高的水平，從而降低或消除流道內(nèi)結(jié)垢的可能性。
[0031]由于濃縮液和滲透液是分別沿第一、第二螺旋流道定義的螺旋線路流向中心收集件的第一和第二部分的，其在螺旋流道中的流動可稱為“螺旋流”。
[0032]在圖1和2中，所述螺旋流水處理裝置10的各層之間還存在一些間隙90。此處應(yīng)說明的是，圖1和2中所示的間隙是進行一定夸張或放大后的效果，以便更清晰地顯示或說明螺旋流水處理裝置的結(jié)構(gòu)，這些間隙的實際尺寸可能比圖所顯示的尺寸小，而且在部分實施例中這些間隙也可能并不存在。此外，螺旋流水處理裝置內(nèi)的所有間隙都可以用密封劑來填充以將該間隙消除，用來消除間隙的密封劑可包括固化密封劑、粘性密封劑或類似的其他密封劑。
[0033]本領(lǐng)域技術(shù)人員通過閱讀本申請可知，本實用新型的實施例提供的螺旋流水處理裝置在溶液流向中心收集件的過程中，借由第一螺旋流道容積的變化，不會因為與滲透液的分離而造成的總量的減少而速度顯著減慢，維持較快的流速，從而可以有效消除、降低螺旋流水處理裝置結(jié)垢的可能性。
[0034]雖然結(jié)合特定的實施例對本實用新型進行了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對本實用新型可以作出許多修改和變型。因此，要認識到，權(quán)利要求書的意圖在于覆蓋在本實用新型真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋流水處理裝置，其包括: 具有第一部分和第二部分的中心收集件； 沿中心收集件螺旋纏繞的隔離件； 沿中心收集件螺旋纏繞并與隔離件交替的分離件； 位于分離件外的第一螺旋流道，其與第一部分相連，且容積自遠離到接近中心收集件而縮??；以及， 位于分離件內(nèi)的第二螺旋流道，其與第一螺旋流道流體相通，且與第二部分相連。
2.如權(quán)利要求1所述的螺旋流水處理裝置，其中所述隔離件包括第一隔離件表面和與之相反的第二隔離件表面。
3.如權(quán)利要求2所述的螺旋流水處理裝置，其中所述分離件包括與第一隔離件表面相對的第一分離件表面和與之相反且與第二隔離件表面相對的第二分離件表面。
4.如權(quán)利要求3所述的螺旋流水處理裝置，其中所述第一螺旋流道位于第一分離件表面和第二分離件表面之間。
5.如權(quán)利要求1所述的螺旋流水處理裝置，其中所述分離件包括折疊膜組件，其具有含有第一分離件表面的第一膜層，含有第二分離件表面的第二膜層，以及位于第一和第二膜層之間的隔離層。
6.如權(quán)利要求1所述的螺旋流水處理裝置，其包括用于防止第一、第二螺旋流道之間直接流體相通的密封件。
7.如權(quán)利要求1所述的螺旋流水處理裝置，其中所述分離件包括反滲透裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的螺旋流水處理裝置，其中所述第一部分與第二部分是一體的。
9.如權(quán)利要求1所述的螺旋流水處理裝置，其中所述第一部分與第二部分是分開的。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的螺旋流水處理裝置，其中隔離件的厚度從遠離至靠近中心收集件而減小。
【文檔編號】C02F1/38GK203728608SQ201320759420
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】王晨, 呂蘇, 黎華, 龔雪蓮 申請人:通用電氣公司