專利名稱：反滲透水處理系統(tǒng)的水流控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用反滲透膜分離的方法生產(chǎn)飲用水的系統(tǒng)，更具體地是涉及用于此系統(tǒng)的可方便拆換的一種水流控制模塊。
背景技術(shù)：
可置換的反滲透過濾器濾芯已在飲用水的凈化領(lǐng)域中使用多年。使用反滲透過濾器濾芯的系統(tǒng)可做成各種尺寸，并在反滲透過濾之前和之后結(jié)合其他不同類型的過濾裝置連接組成一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的系統(tǒng)用于綜合處理并去除污染物。一個(gè)在現(xiàn)有技術(shù)中已發(fā)展為有多濾芯的典型的系統(tǒng)包括三個(gè)按順序連接的過濾單元，三者都被放置在相似的過濾器外殼中，可拆卸地連接在一個(gè)共同的用于管理各種水流分配管線和連接件的頭部。還在一個(gè)互通的儲(chǔ)蓄池中提供凈化水的儲(chǔ)存，這樣可生產(chǎn)出比直接從典型的反滲透過濾器獲得的水量更大要求量的已濾過水。除了有一個(gè)常規(guī)的開關(guān)閥，用戶用它得到濾過水，此系統(tǒng)還包括內(nèi)部閥門和水流控制器用于當(dāng)儲(chǔ)蓄池被充滿時(shí)提供自動(dòng)供水關(guān)閉，反滲透膜單元中的反壓控制用來維持一個(gè)合適的水流平衡，以及一個(gè)止回閥用于阻止凈化水再回流進(jìn)入反滲透過濾器單元。各種水流通路和控制器完全地導(dǎo)致復(fù)合流動(dòng)的模式和閥門的配置。
現(xiàn)有技術(shù)已嘗試過在多過濾單元系統(tǒng)中為所有的過濾單元提供共同的頭部。而且多功能閥或模塊閥門的配置也已在現(xiàn)有技術(shù)中公開。但使用一個(gè)共同的頭部沒有充分地提出和解決關(guān)于連接各種水流控制裝置的問題。相反地，使用模塊式的水流控制單元要求用許多分離的連接器來安裝復(fù)雜的管線。無論怎樣，水流控制組件需要定期維護(hù)或更換，而且接近這些組件也是比較困難和耗時(shí)的。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明，一個(gè)可以有前反滲透過濾和后反滲透過濾單元的半滲透膜過濾系統(tǒng)，采用一個(gè)多元集合體和一個(gè)包括系統(tǒng)的全部基本閥門和水流控制組件的整體控制模塊(除了用戶使用的開關(guān)控制)?？刂颇K有易于操作維護(hù)和替換的優(yōu)點(diǎn)。多元集合體可操作地連接膜過濾單元，而且含有一個(gè)供水路徑用于引導(dǎo)有壓的未處理水流向膜過濾單元，一個(gè)滲透水流路徑用于引導(dǎo)膜滲透液(凈化水)流向一個(gè)壓力儲(chǔ)罐，及一個(gè)鹽水路徑用于引導(dǎo)膜濃縮液流向排出管?？刂颇K包括一個(gè)直接連在多元集合體上的可拆卸的外殼，還提供一個(gè)壓力響應(yīng)的供水流關(guān)閉閥裝置，一個(gè)鹽水流控制閥，和一個(gè)滲透水流止回閥，以及多元集合體與各閥門之間的內(nèi)部連接。膜過濾單元更適宜包括一個(gè)反滲透過濾器濾芯，它可拆卸地放置在一個(gè)有開口端的過濾器外殼中。多元集合體平放在過濾單元上，包括一個(gè)向下延伸的絲扣凸起，與過濾器外殼的有螺紋的開口端絲扣相接。控制模塊安裝于多元集合體中，在絲扣凸起上，控制模塊的外殼包括一個(gè)供水出口與多元集合體凸起中的供水開口直接相接，一個(gè)滲透流入口直接與多元集合體凸起中的滲透流開口相接，還有一個(gè)鹽水流入口直接與多元集合體凸起中的鹽水流開口相接。
在優(yōu)選實(shí)施例中，多元集合體凸起包括一個(gè)圓柱形外部套筒，進(jìn)而還有一個(gè)與外部套筒同心的圓柱形中間套筒以及兩者圍成的一個(gè)第一環(huán)狀空間，一個(gè)與所述的中間套筒同心的圓柱形內(nèi)部套筒以及兩者圍成的一個(gè)第二環(huán)狀空間。鹽水流開口與第一環(huán)狀空間相連，供水流開口與第二環(huán)狀空間相連，而滲透水流開口被限定在內(nèi)部套筒的里面。在優(yōu)選實(shí)施例中，過濾器濾芯包括一個(gè)膜，它圍繞在一個(gè)中空管狀核心的外表面，在它的外面再覆蓋一層不可滲透層。膜被處理為上下端開口，濾芯放置在過濾器外殼中，在外面的不可滲透層、濾芯的下部開口端和外殼的內(nèi)壁之間形成一個(gè)開放的空間。凸起中的第一環(huán)狀空間連著前述的開放空間，第二環(huán)狀空間連著膜的上部開口端，內(nèi)部套筒的里面連著反滲透膜的中空管狀核心。第一密封件阻止了第一環(huán)狀空間與第二環(huán)狀空間之間液體的橫向流動(dòng)，第二密封件阻止了第二環(huán)狀空間與內(nèi)部套筒內(nèi)部之間液體的橫向流動(dòng)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，控制模塊外殼有一個(gè)模制塑料體，在體內(nèi)整體模制有供水流內(nèi)部連接、滲透流內(nèi)部連接、鹽水流內(nèi)部連接和一個(gè)用于關(guān)閉閥的凹槽；還提供了用于把模塊體安裝到多元集合體同時(shí)實(shí)現(xiàn)各自內(nèi)部連接的附件。


圖1是一個(gè)應(yīng)用本發(fā)明的反滲透水凈化系統(tǒng)的典型實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖2是圖1所示系統(tǒng)的一個(gè)分解透視圖。
圖3是圖1所示系統(tǒng)去除進(jìn)口蓋的一個(gè)俯視圖。
圖4同圖3類似，但是去除模塊的蓋板的俯視圖。
圖5是圖4的5-5剖面詳圖。
圖6是圖4的6-6剖面詳圖。
圖7是圖4的7-7剖面詳圖。
圖8是圖4的8-8剖面詳圖。
圖9是圖4的9-9剖面詳圖。
圖10是圖4的10-10剖面詳圖。
圖11是圖4的11-11剖面詳圖。
圖12是圖4所示的控制模塊的俯視詳圖。
圖13是橫切控制模塊體的水平截面詳圖。
圖14是水流控制模塊的一個(gè)分解透視圖。
圖15A和15B是圖12的15AB-15AB剖面詳圖，分別是關(guān)閉閥在打開和關(guān)閉的狀態(tài)。
圖16A和16B是圖1所示的反滲透水凈化系統(tǒng)的流程示意圖，分別體現(xiàn)了關(guān)閉閥在打開和關(guān)閉的運(yùn)行狀態(tài)，與圖15A和15B剖面詳圖相一致。
具體實(shí)施例方式
圖1描述的是一個(gè)水過濾系統(tǒng)10，包括一個(gè)反滲透膜過濾單元11，在水過濾系統(tǒng)10內(nèi)部反滲透膜過濾單元11還通過共同的多元集合體14依次連接了一個(gè)預(yù)過濾單元12和一個(gè)后過濾單元13。這些過濾單元11、12和13分別包括一個(gè)開口圓柱形外殼15、16和17，各有一個(gè)有螺紋的上部接口，用于可拆卸地與多元集合體14連接，都使用現(xiàn)有技術(shù)已公開的方法。
多元集合體14優(yōu)選為一個(gè)整體注模結(jié)構(gòu)，提供了過濾單元11、12和13的運(yùn)轉(zhuǎn)連接以及它們內(nèi)部?jī)烧咧g的連接，還有與未過濾源水的連接，以及與一個(gè)濾后水的儲(chǔ)罐9、一個(gè)配送水至用戶的水龍頭19(見圖16A和16B)的連接。盡管本發(fā)明沒有必要描述，但水過濾系統(tǒng)10在預(yù)過濾單元12中還是提供了一個(gè)源水的預(yù)處理，一般可使用顆?；钚蕴繛V料；而且把直接從反滲透膜過濾單元11的出水或從儲(chǔ)罐9的出水通過含有活性炭塊濾料的后過濾單元13作最終處理。
處于中間的反滲透膜過濾單元11和壓力儲(chǔ)罐的使用需要控制水流，而這在僅使用傳統(tǒng)活性炭的過濾系統(tǒng)中是不必要的，如那些分別應(yīng)用在預(yù)過濾單元12和后過濾單元13中的活性炭中。因此，依照本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)，一個(gè)整體控制模塊18為反滲透膜過濾單元11提供了一個(gè)方便的、易于達(dá)到的和耐用的水流控制器?？刂颇K18可直接附在多元集合體14上，它提供多元集合體與反滲透膜過濾單元之間的直接內(nèi)部連接，同時(shí)容納有系統(tǒng)必要的水流控制元件。
參見圖2-6，位于三個(gè)過濾單元11、12和13之上的多元集合體14包括一個(gè)直立的外壁20，在其上連接著一個(gè)可拆卸的進(jìn)口蓋21。一個(gè)未處理源水進(jìn)水管23在多元集合體14的連接端口22上，通過外壁20上的一個(gè)洞口伸入，然后在多元集合體中延伸并連到與多元集合體相對(duì)的插口端25上的一個(gè)多元集合體源水入口24。多元集合體的連接端口22還包括一個(gè)用于連接壓力儲(chǔ)罐9的產(chǎn)水出/入口26和一個(gè)與配水龍頭19連接的最終出水口27。
來自市政供水管的源水由源水入口24進(jìn)入，然后通過進(jìn)水管23流入位于多元集合體的插口端25附近的一個(gè)預(yù)過濾器入口30。一個(gè)絲扣連接的預(yù)過濾器凸起31，直接地位于預(yù)過濾器入口30的下面，從多元集合體的底部向下伸入，用于與內(nèi)含有一個(gè)預(yù)過濾器濾芯32的預(yù)過濾器外殼16絲扣連接。預(yù)過濾器入口30垂直向下通過多元集合體與預(yù)過濾器濾芯32和外殼16內(nèi)壁之間的環(huán)形空隙相連通。在工業(yè)上眾所周知，未處理源水徑向向內(nèi)流動(dòng)，通過預(yù)過濾器濾芯32進(jìn)入一個(gè)沿軸向延伸的中心管33(提供了入口的模型)，然后垂直向上通過中心管33到一個(gè)密封的連接口，再通過一個(gè)在絲扣連接的預(yù)過濾器凸起31內(nèi)部的中心套筒34流到多元集合體。預(yù)過濾后的出水繼續(xù)沿著一個(gè)預(yù)濾水連接管35流到多元集合體14的中心，在這里水進(jìn)入控制模塊18。預(yù)濾水連接管內(nèi)壁為漸縮形，以便于一個(gè)錐形模制中心銷，在插頭銷末端處堵住。(見插頭銷29)
如前所述，控制模塊18控制了在多元集合體14與反滲透膜過濾單元11之間的各種水流內(nèi)部連接，還容納有大量的控制反滲透膜過濾單元操作的閥門。控制模塊18有一個(gè)可從多元集合體14拆卸下的外殼，用一些螺絲釘37或類似的緊固件連接于多元集合體14上的直立的小裝配凸起38中的合適的螺孔。
參見圖12-14，控制模塊18包括一個(gè)主體40，其上表面上有許多個(gè)水流通道41(將作進(jìn)一步詳細(xì)描述)，水流通道被一個(gè)密封蓋盤42蓋住而形成水流通路。預(yù)濾水連接管35的下游端在一個(gè)小入口套管43(圖7)內(nèi)終止，小入口套管43固定在控制模塊18上，與第一入口通路44相連，第一入口通路44是控制模塊體中的水流通道41形成的一種通路，它定義了多元集合體14與反滲透膜過濾單元11之間供水流內(nèi)部連接的第一條支路。通路44在它的下游端通過一個(gè)入口孔39與位于控制模塊18的主體40相對(duì)側(cè)的一個(gè)向下邊延伸的圓柱形凹槽45內(nèi)側(cè)相連接。一個(gè)雙隔膜關(guān)閉閥46位于圓柱形凹槽45內(nèi)，由一個(gè)杯狀低閉合板47固定。
雙隔膜關(guān)閉閥46具有現(xiàn)有技術(shù)公知的方便結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)上隔膜50和一個(gè)下隔膜51，兩者內(nèi)部互相連接，這樣由水壓引起的一個(gè)隔膜的運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致另一隔膜在同一方向作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。第一入口通路44的下游端通過入口孔39進(jìn)入凹槽45連著上隔膜50，因此使上隔膜受到進(jìn)水水壓的影響。第二入口通路52(在控制模塊主體40的上表面形成的一種水流通道41)上游端也通過一個(gè)來自凹槽45的出口孔59與上隔膜50相連，因此當(dāng)壓力差足夠移動(dòng)上隔膜向下離開它的位置頂向圓柱形凹槽45底部的環(huán)形緣69時(shí)，水就流入而且通過第二入口通路52。沿著第二入口通路的下游端，水流向下進(jìn)入一個(gè)在多元集合體14上的小出口套管53。小出口套管53的下端開口向著一個(gè)在連接反滲透膜過濾器的凸起54內(nèi)部的供水開口55，連接反滲透膜過濾器的凸起54從多元集合體14的底端向下延伸提供與反滲透膜過濾單元外殼15的絲扣連接。
圖2和7還專門描述了一個(gè)反滲透膜過濾器的濾芯56，它可以是一種公知的結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)內(nèi)螺旋盤繞半滲透膜57，它有一個(gè)中間分離層。膜57盤繞在中空產(chǎn)水管58上，水通過膜滲透得以凈化。產(chǎn)水管58的長(zhǎng)度與濾芯56相同，在它盤繞著膜的外表面上還分布有一些通孔60。膜被一種塑料或其它合適的材料制成的不透水的外纏繞層61包住。產(chǎn)水管58的上端延伸超過膜57形成一個(gè)圓柱形頸部63。產(chǎn)水管58的下端包括一個(gè)延伸段用于支撐外殼15底部上的濾芯56。用此方法，膜57的兩端敝開都有液流。膜57的上端開口接著未處理水的入流，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說更準(zhǔn)確的是預(yù)濾后的入流，然后通過多元集合體上的供水開口55進(jìn)入由連接反滲透膜過濾器的凸起54限定的開放空間。盡管這里描述的膜過濾器濾芯56的類型能通過任一端來接納未處理水流，但本實(shí)施例中的濾芯是把上端作為未處理水入口的。
連接反滲透膜過濾器的凸起54由一個(gè)圓柱形套管66確定，圓柱形套管66的外徑壁上有絲扣用于連接反滲透膜過濾器外殼15上端開口的內(nèi)徑絲扣，內(nèi)表面還用一個(gè)大O形密封圈65密封。此凸起的主要部分，即圓柱形外層套管66，包括絲扣外壁和圓柱形內(nèi)壁67。凸起還有一個(gè)與外層套管同心的圓柱形中間套管68，兩者之間形成了第一環(huán)狀空間70。在凸起54的內(nèi)部中心的一個(gè)圓柱形內(nèi)層套管71和圓柱形中間套管68之間形成第二環(huán)狀空間72。圓柱形內(nèi)層套管71內(nèi)部的尺寸大小能合適地容納反滲透膜濾芯產(chǎn)水管58的圓柱形管頸63，在兩者之間的表面用一對(duì)O型密封圈73密封。
一個(gè)圓柱形鹽水環(huán)74被固定在外殼15的內(nèi)壁75的上端。鹽水環(huán)74包括一個(gè)圓柱形套管76，它的外壁上延伸多個(gè)環(huán)形地間隔的筋77，這些筋77可用超聲焊接或卡口連接使鹽水環(huán)安全固定在外殼的內(nèi)壁75上。鹽水密封78環(huán)形地附著在反滲透膜過濾器濾芯56的外纏繞層61上，并用現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式靠在鹽水環(huán)套管76的內(nèi)壁上。鹽水環(huán)套管76的上端伸入凸起內(nèi)的第二環(huán)狀空間72，并用一對(duì)O型密封環(huán)80與中間套管68的圓柱內(nèi)表面相密封。裝配件還可包括一個(gè)鎖緊環(huán)81用于固定住外殼16內(nèi)的反滲透膜過濾器濾芯56，這樣當(dāng)外殼從凸起脫絲扣時(shí)(換濾芯時(shí))，外殼和濾芯將一起移動(dòng)，后者將不會(huì)被掛在圓柱形內(nèi)層套管71上。這整個(gè)裝置是本領(lǐng)域的公知技術(shù)并在美國專利5,891,334中有更詳細(xì)的描述。
引入的預(yù)濾水從供水開口55通過第二環(huán)狀空間72進(jìn)入反滲透膜的上端，然后沿著套管內(nèi)壁垂直向下流入。由本領(lǐng)域公知常識(shí)可知，膜滲透液即要求生產(chǎn)的凈化水是流沿徑向向內(nèi)流入，最終通過產(chǎn)水管58上的多個(gè)孔60，然后沿著產(chǎn)水管內(nèi)壁垂直向上流去。鹽水流或高含鹽量膜濃縮液和溶解固體不能通過膜，它們將垂直向下流去，在濾芯56的底部排出。鹽水量可以占到總引入的預(yù)濾水量的80％，但是比例可隨系統(tǒng)運(yùn)行的其它變化而改變，這將在下文作更詳細(xì)的討論。
參見圖15A，膜滲透液(生產(chǎn)的凈化水)從產(chǎn)水管58向上流入一個(gè)由控制模塊18的主體40內(nèi)的閉合板47的側(cè)壁49和凹槽45結(jié)合形成的室48。液體是通過閉合板47上的開口79流入室48中的，開口79由一個(gè)傘型止回閥82關(guān)閉用于阻止凈化水倒流入反滲透膜元件中。同時(shí)，濾芯56下端外部的鹽水流(膜濃縮液)向上沿著濾芯56和外殼15內(nèi)壁之間的環(huán)狀空間流入鹽水環(huán)74和外殼內(nèi)側(cè)之間的空間，然后進(jìn)入第一環(huán)狀空間70，接著流入一個(gè)豎直穿過多元集合體14的鹽水流開口93(圖8所示)。
凈化水(膜滲透液)向上流過隔膜關(guān)閉閥46的外側(cè)，通過一個(gè)室48內(nèi)的環(huán)狀空間84，在關(guān)閉閥和圓柱形凹槽45與閉合板47的聯(lián)合內(nèi)壁之間。由閉合板47的圓柱形側(cè)壁49直接限定的控制模塊18的底部置于一個(gè)多元集合體14中的大圓柱形埋頭孔85中，該埋頭孔與圓柱形內(nèi)層套管71的內(nèi)部相連接。埋頭孔85和閉合板47的圓柱形側(cè)壁49之間的表面用一個(gè)雙層O型密封圈86密封。
參見圖9，滲透液(凈化水)由環(huán)狀空間84通過一個(gè)滲透液出流開口87流到一個(gè)滲透液出流通路88的上游端，通路88是控制模塊主體40的上表面形成的一種水流通道41。滲透液出流通路88的下游端連著一個(gè)穿過多元集合體14中的一個(gè)小入口套管91的滲透液開口90。用這種方式，通過傘型止回閥82、環(huán)狀空間84、滲透液出流開口87和滲透液出流通路88的路徑提供了過濾單元54和多元集合體14中的滲透流主路徑92之間的內(nèi)部連接。
同時(shí)，凈化水流(或滲透液)通過控制模板后進(jìn)入滲透流主路徑92，在圖8中也有描述，鹽水流(膜濃縮液)通過第一環(huán)狀空間70再在第一環(huán)狀空間70的基礎(chǔ)上流過一個(gè)穿過多元集合體中的一個(gè)小鹽水套管94的鹽水流開口93。鹽水流開口93直接與一個(gè)在控制模塊主體40上的鹽水流入口95相連。鹽水流入口95接著與也屬于控制模塊主體40的上表面形成的一種水流通道41的鹽水出流通路96相連。在鹽水出流通路96的下游端連著一個(gè)向下的在一個(gè)鹽水排出套管98中形成的鹽水排出通路97。鹽水排出套管98的下端延伸通過一個(gè)多元集合體的排水開口101。排出套管98的開口更適宜包括一個(gè)可伸縮管連接以直接排出鹽水。
在鹽水出流通路96下游端，一個(gè)水流控制閥100被插入豎直的鹽水排出通路97中。水流控制閥100可以是包括一個(gè)球體89和一個(gè)閥座99的傳統(tǒng)節(jié)流閥，其中有一小槽允許限制的鹽水流通過。水流控制閥100被設(shè)計(jì)為產(chǎn)生一種濃縮液的反壓，足夠使要求的一定水量被迫透過反滲透膜產(chǎn)生出凈化水，通常要求濃縮液與透過液的比率平均是5∶1到4∶1。比率將會(huì)變化，由開始啟動(dòng)時(shí)來自壓力儲(chǔ)罐作為增加滲透量的反壓抵銷入口管線壓力，因此一定程度上減少了滲透液流量。
濾過的凈化水從控制模塊18進(jìn)入滲透流主路徑92，通常通過產(chǎn)水出入口26排出多元集合體14，流入壓力儲(chǔ)罐9。這種儲(chǔ)罐是本領(lǐng)域公知的，內(nèi)部可包括一個(gè)可變形的氣囊或內(nèi)壁，它的一側(cè)是凈化水，另一側(cè)是空氣。當(dāng)凈化水充滿了儲(chǔ)罐，壓向氣囊時(shí)，另一側(cè)的空氣被壓縮因此凈化水在壓力下得以儲(chǔ)存。在本領(lǐng)域中也公開了另一種方法即提供鹽水給囊的另一側(cè)壁來向儲(chǔ)存在罐中的凈化水施加壓力。參見圖15B，當(dāng)儲(chǔ)罐中的壓力達(dá)到一個(gè)給定值時(shí)，儲(chǔ)罐反壓作用在控制模塊中的關(guān)閉閥46的下隔膜51上，用來克服作用在對(duì)應(yīng)的上隔膜50上的預(yù)濾水入流的反壓力，使得上隔膜向上移動(dòng)然后截住預(yù)濾水入流。上下隔膜50和51各自的面積可選擇為和要求的最大儲(chǔ)罐壓力與普通管線壓力如市政給水管壓力相匹配。例如，典型的市政給水管壓力為60psi和要求的儲(chǔ)罐壓力為40psi，那么下隔膜51的面積(相對(duì)儲(chǔ)罐壓力)將是上隔膜面積的三分之二。此時(shí)，在儲(chǔ)罐壓力為40psi時(shí)，60psi的入流管線壓力將被克服而且關(guān)閉閥46將關(guān)閉。
圖3和9-11專門提到，當(dāng)一位用戶打開連接在多元集合體的最終出水口27上的開關(guān)時(shí)，儲(chǔ)罐中的有壓水通過產(chǎn)水出入口26反相流回多元集合體然后進(jìn)入滲透流主路徑92?？刂颇K18中的傘型止回閥82阻止有壓凈化水回到反滲透膜過濾單元11中。而一個(gè)在滲透流主路徑92中的凈化水橫向流通路102引導(dǎo)水流從儲(chǔ)罐進(jìn)入后過濾器外殼17和通過后過濾單元13，然后通過一個(gè)多元集合體上的最終出水通路103流向最終出水口27，最后流至配水開關(guān)(圖中未表示)。多元集合體包括一個(gè)連接后過濾器的凸起104，它與后過濾器外殼17絲扣相接。后過濾器元件105可以是任一種適合的類型，如顆粒碳濾芯或多孔碳?jí)K濾層元件。橫向流通路102引導(dǎo)水流進(jìn)入外殼17內(nèi)部的環(huán)狀空間，然后通過后過濾器元件105流到一個(gè)位于連接后過濾器的凸起104的中心的出流套管106，而后直接流入最終出水通路103。
如果當(dāng)儲(chǔ)罐反壓還沒能阻止通過了反滲透膜過濾單元11的水流流入儲(chǔ)罐時(shí)，用戶打開配水開關(guān)，反滲透膜過濾單元流出的凈化水將通過橫向流通路102直接進(jìn)入后過濾單元13，通過后過濾器，然后流出系統(tǒng)到配水開關(guān)，與前一段描述相同。
系統(tǒng)也適用于利用測(cè)量進(jìn)入反滲透膜單元之前的預(yù)濾水和排出反滲透膜單元的凈化水的電導(dǎo)率來提供反滲透膜單元相對(duì)處理效率的指示。圖2-4、16A和16B所示，在多元集合體的預(yù)濾水連接管35中形成的第一探頭插入通道107，用于接入一個(gè)電導(dǎo)率探頭110。同樣地，在滲透流主路徑92中形成的第二探頭插入通道108，用于接入一個(gè)第二電導(dǎo)率探頭111。用于使用電導(dǎo)率探頭108和111的電源和電路板的安裝槽112與多元集合體整體模制并且位于多元集合體的外壁20內(nèi)。電路板提供微處理器控制并與外壁的外監(jiān)控?zé)?13的連接和一個(gè)按鈕114使用戶可定期測(cè)試電導(dǎo)率。決定反滲透膜過濾器的相對(duì)固體去除率的電導(dǎo)率監(jiān)測(cè)儀的類型是舊的，也是本領(lǐng)域非常公知的常識(shí)。
參見圖14，當(dāng)控制模塊18通過用安裝螺絲釘37插入在控制模塊主體40上的合適的安裝孔36，再插入多元集合體上的裝配凸起38，然后絲扣擰緊，安裝在多元集合體14上，控制模塊主體40上的各通路與各自的入流套管43、53、91和94之間的水流連接處是用小密封環(huán)115密封的。盡管控制模塊18可以容易地拆卸(通過拆安裝螺絲釘37)使整個(gè)模塊替換，但也可以個(gè)別地替換關(guān)閉閥46、止回閥82或水流控制閥100中的任一種。不過，優(yōu)選的是蓋盤42和閉合板47永久地安裝在控制模塊主體40上，這樣限制關(guān)閉閥46、止回閥82或水流控制閥100的個(gè)別替換。
一個(gè)小過濾器濾網(wǎng)元件116(見圖15A和15B)可放置在位于連接反滲透膜過濾器的凸起54中心的圓柱形內(nèi)層套管71的上端。同樣的，另一個(gè)小過濾器濾網(wǎng)元件117(見圖8)可放置在鹽水出流通路96內(nèi)，正好在鹽水流控制閥100的上游端。這個(gè)小濾網(wǎng)117用來阻止鹽水流中的小顆粒堵塞水流控制閥100的閥座99內(nèi)的限流槽。過濾器濾網(wǎng)116和117的孔隙率可取大約50-100微米的范圍。
權(quán)利要求
1.一個(gè)水過濾系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)半透膜過濾單元、一個(gè)操作地連接于膜過濾單元的多元集合體，所述的多元集合體有一個(gè)供水流路徑用于引導(dǎo)有壓的未處理水流入膜過濾單元，一個(gè)滲透流路徑用于引導(dǎo)膜滲透液流入一個(gè)壓力儲(chǔ)罐，和一個(gè)鹽水流路徑用于引導(dǎo)膜濃縮液流向一個(gè)排出管，該系統(tǒng)還包括一個(gè)整體控制模塊，該模塊包括一個(gè)可拆卸地連在多元集合體上的控制模塊外殼，和在供水流路徑與過濾單元之間提供一個(gè)供水流內(nèi)部連接，一個(gè)在過濾單元與滲透流路徑之間的滲透流內(nèi)部連接，以及一個(gè)在過濾單元與鹽水流路徑之間的鹽水流內(nèi)部連接；一個(gè)在控制模塊外殼上的壓力響應(yīng)關(guān)閉閥，用于響應(yīng)供水流內(nèi)部連接中的水壓與滲透水流內(nèi)部連接中的儲(chǔ)罐壓力之間壓力差來控制未處理水量；一個(gè)在鹽水流內(nèi)部連接中的水流控制閥，用于產(chǎn)生一個(gè)要求的膜反壓力；和一個(gè)在滲透水流內(nèi)部連接中的止回閥，用于阻止?jié)B透液回流進(jìn)入過濾單元。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中膜過濾單元包括一個(gè)反滲透過濾器濾芯，它可拆卸地放置入一個(gè)有開口端的過濾器外殼中，所述的過濾器外殼有一個(gè)絲扣的上開口端，所述的多元集合體平放在過濾單元上并包括一個(gè)向下延伸的絲扣連接凸起，所述的過濾器外殼的絲扣開口端可拆卸地連在多元集合體凸起上，使得過濾器濾芯中的運(yùn)行流體與控制模塊相連，還有一個(gè)在所述控制模塊外殼中的供水流出口，用于引導(dǎo)水流與多元集合體凸起中的一個(gè)供水流開口相連；一個(gè)在所述控制模塊外殼中的滲透流入口，用于引導(dǎo)水流與多元集合體凸起中的一個(gè)滲透流開口相連；以及一個(gè)在所述控制模塊外殼中的鹽水流入口，用于引導(dǎo)水流與多元集合體凸起中的一個(gè)鹽水流開口相連。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中多元集合體凸起包括一個(gè)圓柱形外部套筒，一個(gè)與所述外部套筒同心的圓柱形中間套筒以及兩者圍成的一個(gè)第一環(huán)狀空間，一個(gè)與所述中間套筒同心的圓柱形內(nèi)部套筒以及兩者圍成的一個(gè)第二環(huán)狀空間；以及所述鹽水流開口與所述第一環(huán)狀空間相連，所述供水流開口與所述第二環(huán)狀空間相連，和所述滲透水流開口限定在所述內(nèi)部套筒的內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述過濾器濾芯包括一個(gè)膜，它圍繞在一個(gè)中空管狀核心的外表面，在它的外面再覆蓋一層不可滲透層，所述的膜為上下端開口，所述濾芯放置在過濾器外殼中，在外層、濾芯的下部開口端和外殼的內(nèi)壁之間形成一個(gè)開放的空間；所述第一環(huán)狀空間連著所述的開放空間，所述第二環(huán)狀空間連著膜的上部開口端，所述內(nèi)部套筒的內(nèi)部連著中空管狀核心；第一密封件用于阻止所述第一環(huán)狀空間與所述第二環(huán)狀空間之間液體的橫向流動(dòng)，第二密封件用于阻止所述第二環(huán)狀空間與所述內(nèi)部套筒之間液體的橫向流動(dòng)。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述控制模塊外殼包括一個(gè)模制塑料體，在體內(nèi)整體模制有所述供水流內(nèi)部連接、所述滲透流內(nèi)部連接、所述鹽水流內(nèi)部連接和一個(gè)用于所述關(guān)閉閥的凹槽；還提供了用于把模塊體安裝到多元集合體上實(shí)現(xiàn)各自內(nèi)部連接的附件。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述內(nèi)部連接包括模制在控制模塊主體的一個(gè)共同表面上的各種水流通道和一個(gè)用于平放在水流通道上并關(guān)閉通道形成水流通路的蓋板。
7.一個(gè)反滲透凈化系統(tǒng)，其包括一個(gè)管狀反滲透膜過濾器濾芯，在軸的一端有一個(gè)進(jìn)水口，在管軸的另一端有一個(gè)鹽水出口，和一個(gè)位于中心軸向延伸的產(chǎn)水管，它有一個(gè)開口端用于凈化水從濾芯出流；一個(gè)有開口端的外殼包住所述濾芯，產(chǎn)水管的開口端位于外殼的開口端處，所述外殼的開口端為一個(gè)絲扣的管頸；一個(gè)水流分配多元集合體平放在外殼和過濾器濾芯上，所述多元集合體包括一個(gè)向下延伸的具有外絲扣端的連接凸起，正好與外殼的有螺紋的管頸相接，所述凸起和外殼和濾芯限定了相互分開的密封的進(jìn)水、鹽水和凈化水空間，分別與所述的進(jìn)水口、鹽水口和產(chǎn)水出口相連，所述的多元集合體有水流開口與各空間相連；和一個(gè)可拆裝地連在多元集合體上的整體控制模塊，直接與所述水流開口相連，它提供一個(gè)在所述進(jìn)水空間與有壓進(jìn)水源之間的第一水流內(nèi)部連接，一個(gè)在所述鹽水空間于一個(gè)排出管之間的第二水流內(nèi)部連接，和一個(gè)在凈化水空間與一個(gè)有壓凈化水儲(chǔ)罐之間的第三水流內(nèi)部連接，一個(gè)差壓關(guān)閉閥，它有一個(gè)操作連接件與所述第一水流內(nèi)部連接相接和一個(gè)對(duì)應(yīng)的操作連接件與所述第三水流內(nèi)部連接相接，一個(gè)在第三水流內(nèi)部連接中的止回閥，用于阻止凈化水回流入所述產(chǎn)水空間，和一個(gè)在第二水流內(nèi)部連接中的水流控制閥用于施加反壓力在所述膜濾芯的鹽水出口端。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，所述多元集合體包括一個(gè)多元集合體水流開口從所述進(jìn)水、鹽水和凈化水空間垂直向上延伸的整體模制結(jié)構(gòu)；所述控制模塊是一個(gè)模制塑料體，在體內(nèi)整體模制有所述的第一、第二和第三水流內(nèi)部連接，所述塑料體平放在多元集合體上，提供所述各水流內(nèi)部連接和多元集合體水流開口之間的直接連接；和可拆卸的緊固件，插入所述控制模塊體，用于控制模塊體與多元集合體的連接固定。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，所述水流內(nèi)部連接包括在控制模塊體的一個(gè)上表面上的各種水流通道，和一個(gè)平放在通道上并關(guān)閉通道以形成密封的水流通路的分開的蓋板。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，所述關(guān)閉閥、止回閥和水流控制閥都安裝在控制模塊體內(nèi)。
11.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中進(jìn)水的來源包括一個(gè)在所述多元集合體中的預(yù)過濾水連接，通過在多元集合體中的一個(gè)在上游連接與預(yù)過濾器出口的相連。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中多元集合體包括一個(gè)連接后過濾器的凸起，用于限定所述的上游連接，并且可拆卸地與預(yù)過濾單元相連接。
13.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)在多元集合體中的產(chǎn)水流路徑，用于連接所述第三水流內(nèi)部連接和凈化水儲(chǔ)罐。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)在所述產(chǎn)水流路徑中的橫向流通路，用于形成一個(gè)進(jìn)入后過濾單元的入口。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中多元集合體包括一個(gè)連接后過濾器的凸起，用于形成所述橫向流通路，并且可拆卸地與所述后過濾單元相連接。
全文摘要
一個(gè)用于反滲透水凈化系統(tǒng)的整體多功能控制模塊，該模塊在一個(gè)單一的可移動(dòng)和易替換的單元中提供各種必要的水流控制功能。該模塊直接和一個(gè)整體注模式多元集合體連接，它提供多元集合體與供水、滲透水、和鹽水流路徑之間的內(nèi)部連接，同時(shí)容納有供水關(guān)閉閥、反滲透膜水流控制器和滲透回流止回閥。
文檔編號(hào)B01D63/06GK1458857SQ01815752
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2001年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月8日
發(fā)明者羅伯特·R·岡德拉姆, 邁克爾·J·庫爾思, 邁克爾·D·斯坦哈特 申請(qǐng)人:克利根國際公司