水处理装置的制作方法

本公开涉及水处理技术领域，特别涉及一种水处理装置。

背景技术：

在核电、火电、化工等行业的生产过程中，需要大量淡水或除盐水，由于原水中含盐量比较高，传统离子交换工艺造成酸碱消耗巨大，酸碱再生废水对环境也造成较大负担，因此，需要使用水处理装置对高含盐量的原水进行脱盐处理，减少后续工艺的酸碱再生消耗。

上述水处理装置采用反渗透对原水进行处理，将原水分离成盐浓度较高的浓水和盐浓度较低的淡水，该水处理装置包括：反渗透膜以及套装在该反渗透膜外部的膜壳，将原水输入反渗透膜外壁与膜壳膜壳内壁之间的空间，原水中的水分子在压力作用下透过反渗透膜，进入反渗透膜的内侧，也就是淡水侧，最后再将淡水侧的淡水和处理后的浓水分别输出该装置。

在使用上述水处理装置进行原水处理的过程中，在该装置由运行转变为停运的瞬间，浓水侧的进水阀门关闭后，该浓水继续流出该膜壳，浓水流出量过大会造成浓水侧的压强低于淡水侧的压强，也即是使该装置处于负压状态，该负压状态会对反渗透膜元件造成损害，从而使该设备不再具备合格的水处理能力。

技术实现要素：

本公开实施例提供了一种水处理装置，能够解决目前使用的水处理装置中反渗透膜元件容易因负压损坏的问题。该技术方案如下：

一方面，提供了一种水处理装置，该装置包括：依次连接的进水管路、压力容器以及出水管路；

该进水管路包括进水管和设置在该进水管上的进水阀；

该压力容器包括膜壳和套设于该膜壳的内腔中的反渗透膜；

该出水管路包括：浓水管和淡水管，该浓水管与该膜壳和该反渗透膜之间的空间连通，该淡水管和该反渗透膜的内腔连通；

该浓水管的顶部设有补气阀，该补气阀用于在该浓水管中的压强低于该淡水管中的压强时打开，使外部的气体进入该浓水管。

在一种可能的设计中，该补气阀包括：第一阀体以及设置于该第一阀体的内腔中的阀瓣、导向轴、连接杆以及弹性件；

该导向轴的两端通过连接杆连接于该第一阀体的内壁上；

该阀瓣为圆环形，可滑动地套装在该导向轴上；

该弹性件套装在该导向轴上，用于支撑该阀瓣。

在一种可能的设计中，该补气阀还包括：盖体；

该盖体与该第一阀体可拆卸地连接，该盖体与该第一阀体之间具有气体通道。

在一种可能的设计中，该第一阀体包括：上阀体和与该上阀体可拆卸地连接的下阀体；

该阀瓣与该上阀体相抵。

在一种可能的设计中，该补气阀包括：第二阀体、阀杆和密封座；

该密封座固定在该第二阀体的内壁上；

该阀杆的第一端可移动地设置于该第二阀体的内壁上，与该密封座相抵。

在一种可能的设计中，该膜壳的两端由第一板块和第二板块封闭；

该第一板块上设有多个通孔，用于连通该进水管；

该第二板块上设有通孔，用于连通该出水管路中的淡水管。

在一种可能的设计中，该进水管包括：依次连接的进水总管和多条进水子管，该进水阀设置在该进水总管上，多条该进水子管与该第一板块上的通孔连接。

在一种可能的设计中，该浓水管包括：依次连接的多条浓水子管和浓水总管，该补气阀设置在该浓水总管上，多条该浓水子管与该膜壳的侧壁的通孔连接。

在一种可能的设计中，该浓水总管具有向上弯曲的弯曲段，该弯曲段高于该进水管路和该压力容器。

在一种可能的设计中，该进水总管中的液体的压强为0.7mpa-1.7mpa。

通过在出水管路的浓水管上设置补气阀，浓水管与压力容器的膜壳和反渗透膜之间的空间相连通，出水管路的淡水管与反渗透膜的内腔连通。打开补气阀可以使得压力容器的膜壳和反渗透膜之间的空间与大气相通。在膜壳和反渗透膜之间的空间的压强低于反渗透膜内腔的压强的条件下，通过打开补气阀，补气阀将大气引入到膜壳和反渗透膜之间的空间中，使得压力容器中膜壳和反渗透膜之间的空间的压强不小于反渗透膜内腔的压强，也即该装置中不会出现负压状态，保护反渗透膜元件不受负压的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种水处理装置的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的一种补气阀33的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的另一种补气阀33的结构示意图。

附图中的各个标号说明如下：

1-进水管路；

11-进水管，12-进水阀；

111-进水总管，112-进水子管；

2-压力容器；

21-膜壳，22-反渗透膜；

211-第一板块，212-第二板块；

3-出水管路；

31-浓水管；

311-浓水子管，312-浓水总管；

32-淡水管；

33-补气阀；

331-第一阀体；

3311-上阀体，3312-下阀体；

332-阀瓣；

333-导向轴；

334-连接杆；

3341-第一连接杆，3342-第二连接杆；

335-弹性件；

336-盖体；

3301-第二阀体；

3302-阀杆；

3303-密封座；

3304-第一空腔；

3305-第二空腔。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种水处理装置的结构示意图。参见图1，该装置包括：依次连接的进水管路1、压力容器2以及出水管路3；该进水管路1包括进水管11和设置在该进水管11上的进水阀12；该压力容器2包括膜壳21和套设于该膜壳21的内腔中的反渗透膜22；该出水管路3包括：浓水管31和淡水管32，该浓水管31与该膜壳21和该反渗透膜22之间的空间连通，该淡水管32和该反渗透膜22的内腔连通；该浓水管31的顶部设有补气阀33，该补气阀33用于在该浓水管31中的压强低于该淡水管32中的压强时打开，使外部的气体进入该浓水管31。

下面对该装置各部分结构及工作原理进行详述：

根据浓盐水的流动方向，顺次将进水管路1、压力容器2以及出水管路3连接在一起，水流依次经过进水管路1、压力容器2以及出水管路3。进水管路1上设置的进水阀12用于控制进水管路1中浓盐水的流动，关闭进水阀12可以使水流停止流入压力容器2。压力容器2中设有反渗透膜22，进水管路1与压力容器2的膜壳21和反渗透膜22之间的空间(浓水侧)连通。出水管路3的浓水管31上设有补气阀33。浓盐水经过进水管路1进入浓水侧，浓盐水中不含盐的部分透过反渗透膜22进入反渗透膜22的内腔，从反渗透膜22的内腔(淡水侧)收集得到淡水，未透过反渗透膜22的浓盐水则形成反渗透浓水。淡水通过淡水管32排出压力容器2，反渗透浓水通过浓水管31排出压力容器2。

在进水阀12由开启状态到关闭的瞬间，压力容器2的膜壳21和反渗透膜22之间的浓盐水因为惯性会继续流动，此时浓盐水已经停止进入压力容器2，而反渗透浓水会继续流出膜壳21，导致浓水侧的压强小于反渗透膜22内腔的压强，即膜壳21和反渗透膜22之间的空间出现负压状态。此时，打开补气阀33，将浓水侧和大气连通，进而消除浓水侧的负压状态。该补气阀33可以是手动打开的，也可以是通过负压状态触发补气阀33自动开启的。

通过在浓水管31上设置补气阀33，浓水管31与浓水侧相连通，淡水管32与反渗透膜22的内腔连通。补气阀33使得浓水侧与大气相通。在膜壳21和反渗透膜22之间的空间的压强低于反渗透膜22内腔的压强的条件下，补气阀33将大气引入到膜壳21和反渗透膜22之间的空间中，使得压力容器2中膜壳21和反渗透膜22之间的空间的压强不会小于反渗透膜22内腔的压强，也即该装置中不会出现负压状态。保护反渗透膜22元件不受负压的损坏。

图2是本公开实施例提供的一种补气阀33的结构示意图。参见图2，该补气阀33包括：第一阀体331以及设置于该第一阀体331的内腔中的阀瓣332、导向轴333、连接杆334以及弹性件335；该导向轴333的两端通过连接杆334连接于该第一阀体331的内壁上；该阀瓣332为圆环形，可滑动地套装在该导向轴333上；该弹性件335套装在该导向轴333上，用于支撑该阀瓣332。

其中，该第一阀体331的内腔包括：小径段和大径段，导向轴333的第一端通过第一连接杆3341连接在小径段的内壁上，第二端通过第二连接杆3342连接在大径段的内壁上。阀瓣332可滑动地套装在导向轴333上，阀瓣332的直径大于小径段的直径，小于大径段的直径，因此，阀瓣332可以在大径段内滑动。弹性件335套装导向轴333上，弹性件335的两端分别抵在阀瓣332和第二连接杆3342之间。当阀瓣332面向第二连接杆3342的一面的压强小于阀瓣332面向第一连接杆3341的一面的压强时，阀瓣332向第二连接杆3342的方向运动；当阀瓣332面向第二连接杆3342的一面的压强等于阀瓣332面向第一连接杆3341的一面的压强时，阀瓣332位于小径段和大径段的交界处，且弹性件335在导向轴333上保持伸展的状态。

阀瓣332位于小径段和大径段的交界处时，阀瓣332和导向轴333可以将补气阀33内腔完全封闭。当膜壳21与反渗透膜22之间的空间的压强小于反渗透膜22内侧压强，阀瓣332受到外部大气压强的作用向大径段的第二连接杆3342的方向移动，使得大气通过大径段与阀瓣332之间的孔隙流经补气阀33的内腔。直到膜壳21与反渗透膜22之间的空间的压强与反渗透膜22内侧压强相同，弹性件335推动阀瓣332向小径段的方向移动，使得阀瓣332重新回到小径段和大径段的交界处。

在一种可能的设计中，该补气阀33还包括：盖体336；该盖体336与该第一阀体331可拆卸地连接，该盖体336与该第一阀体331之间具有气体通道。

其中，该盖体336为圆盘形，盖体336的边缘具有沿阀体的方向弯曲的结构，盖体336的直径大于阀体的直径。盖体336通过螺纹孔与第一阀体331连接，盖体336与阀体之间具有多个气体通道，盖体336通过螺纹杆与阀体连接，盖体336和阀体之间的各螺纹杆之间的空隙和阀体上的凹槽形成气体通道，气体可以通过该通道进入第一阀体331的内腔。在出现降雨的情况下，该盖体336可以将降雨倒流到盖体336的边缘，避免降雨进入第一阀体331的内腔中形成积水。

在一种可能的设计中，该第一阀体331包括：上阀体3311和与该上阀体3311可拆卸地连接的下阀体3312；该阀瓣332与该上阀体3311相抵。

其中，上阀体3311为第一阀体331内腔中的小径段，下阀体3312为第一阀体331内腔中的大径段。上阀体3311的第一端通过螺纹杆和盖体336连接，上阀体3311的第二端和下阀体3312之间可以通过多个螺栓连接。阀瓣332的直径大于上阀体3311内腔的直径，小于下阀体3312内腔的直径。弹性件335保持伸展状态，使得阀瓣332与上阀体3311保证相抵的状态。上阀体3311与下阀体3312可拆卸设计，使得第一阀体331内腔中的阀瓣332和弹性件335更易维修，减少了维修成本。

图3是本公开实施例提供的另一种补气阀33的结构示意图。参见图3，该补气阀33包括：第二阀体、阀杆和密封座；该密封座固定在该第二阀体的内壁上；该阀杆的第一端可移动地设置于该第二阀体的内壁上，与该密封座相抵。

其中，第二阀体为t形结构，内部具有t形的空腔，其中，贯穿第二阀体的第一空腔3304为气体流通的通道，密封座也位于该通道中，与该通道垂直的为阀杆所在的第二空腔3305。在阀门关闭的情况下，阀杆将密封座的通孔封闭，空气无法通过密封座；在阀门开启的情况下，阀杆脱离密封座的通孔，空气可以经过密封座的通孔流过第二阀体。该补气阀33的开关过程可以是手动控制的，在关闭进水阀12之前就将该补气阀33打开，使得压力容器2中的膜壳21与反渗透膜22之间的空间和大气保持相通，进而避免了压力容器2中的膜壳21与反渗透膜22之间的空间出现负压状态。

在一种可能的设计中，该膜壳21的两端由第一板块211和第二板块212封闭；该第一板块211上设有多个通孔，用于连通该进水管11；该第二板块212上设有通孔，用于连通该出水管路3中的淡水管32。

其中，第一板块211和第二板块212为圆盘形，第一板块211和第二板块212的直径大于或等于膜壳21的直径，使得第一板块和第二板块212能将膜壳21的两端完全封闭。第一板块211上设有多个通孔，该通孔的分布位置对应于与膜壳21和反渗透膜22之间的空间，第一板块211和第二板块212通过螺纹杆连接到膜壳21的两端。进水管11与第一板块的通孔连接，浓水管31与第二板块212的通孔连接。浓盐水通过进水管11和第一板块的通孔进入膜壳21与反渗透膜22之间的空间。

在一种可能的设计中，该进水管11包括：依次连接的进水总管111和多条进水子管112，该进水阀12设置在该进水总管111上，多条该进水子管112与该第一板块上的通孔连接。

其中，进水总管111的一端与外界浓盐水供给处连接，另一端与多条进水子管112连接。进水子管112的一端与第一板块的通孔连接，另一端与进水总管111连接。进水阀12设置在进水总管111上，可以通过一个开关阀控制整个水处理装置的运作，而浓盐水经过多条进水子管112的分流可以均匀地流入膜壳21与反渗透膜22之间的空间，使得浓盐水可以均匀地分布在膜壳21与反渗透膜22之间的空间，进而提高反渗透处理效率。

在一种可能的设计中，该浓水管31包括：依次连接的多条浓水子管311和浓水总管312，该补气阀33设置在该浓水总管312上，多条该浓水子管311与该膜壳21的侧壁的通孔连接。

其中，多条浓水子管311的一端连接在膜壳21的侧壁的通孔上，另一端与浓水管31连接，浓水子管311均匀地分布在膜壳21的侧壁上。补气阀33连接在浓水总管312上。压力容器2中膜壳21与反渗透膜22之间出现负压状态的区域不一定是均匀的，而可能是局部位置出现负压状态，均匀分布的浓水子管311中距离局部的负压状态区域较近的浓水子管311可以很快地对局部的负压状态区域进行补气，消除局部的负压状态，提高了消除负压状态的效率。

在一种可能的设计中，该浓水总管312具有向上弯曲的弯曲段，该弯曲段高于该进水管路1和该压力容器2。

其中，弯曲段可以是向上弯曲的弧形，或该弯曲段与其余管路之间呈凸形分布，在弧形的顶点处设置补气阀33。一般的进水管路1和压力容器2都安置在地面上，弯曲段的顶点距地面的高度大于进水管路1和压力容器2，即设置在顶点上的补气阀33高于进水管路1和压力容器2。补气阀33的高度使得空气进入浓水侧的速度更快。

在一种可能的设计中，该进水总管111中的液体的压强为0.4mpa-1.05mpa。

其中，反渗透膜22用于将浓液体中的溶剂提取出来，但常压的浓液体的溶剂不会自发的透过反渗透膜22，具有压强的液体才能透过反渗透膜22。例如，具有压强的浓盐水通过反渗透膜22，得到淡水。浓盐水的压强在低于0.4mpa的条件下，其淡水部分无法透过反渗透膜22；浓盐水在高于1.05mpa的条件下，将使反渗透膜22破裂。将液体压强控制在0.4mpa-1.05mpa之间，即可以进行反渗透处理，也可以避免反渗透膜22发生破裂。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

通过在出水管路3的浓水管31上设置补气阀33，浓水管31与压力容器2的膜壳21和反渗透膜22之间的空间相连通，出水管路3的淡水管32与反渗透膜22的内腔连通。打开补气阀33可以使得压力容器2的膜壳21和反渗透膜22之间的空间与大气相通。在膜壳21和反渗透膜22之间的空间的压强低于反渗透膜22内腔的压强的条件下，通过打开补气阀33，补气阀33将大气引入到膜壳21和反渗透膜22之间的空间中，使得压力容器2中膜壳21和反渗透膜22之间的空间的压强不小于反渗透膜22内腔的压强，也即该装置中不会出现负压状态，保护反渗透膜22元件不受负压的损坏。

进一步的，将装有弹性件335的补气阀33安装在浓水管31上，可以使压力容器2在负压状态下自动进行补气。盖体336可以避免补气阀33的内腔因降雨而积水。上阀体3311和下阀体3312的可拆卸结构，便于为补气阀33进行维修。补气阀33还可以是手动开关的阀门，在关闭进水阀12之前就打开补气阀33，避免压力容器2中负压状态的出现。多条进水子管112可以使液体均匀地分布在压力容器2的膜壳21和反渗透膜22之间，多条浓水子管311可以提高消除负压状态的效率。补气阀33的高度大于进水管路1和压力容器2，也可以提高消除负压状态的效率。

上述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。