專利名稱：中空纖維超濾膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種采用膜分離技術(shù)的超濾裝置，尤其涉及一種中空纖維超濾膜組件。
背景技術(shù)：
膜分離技術(shù)是一種新型高效分離技術(shù)，屬于一種利用分離膜對液體中不同溶質(zhì)進行分離的分子分離技術(shù)，膜分離不同于一般過濾，除具有篩分作用外，它的最大特點是被分離的溶質(zhì)是與膜平行流動的，而過濾中的液體是垂直于過濾介質(zhì)流動的，因此可以減輕膜表面的濃差極化和濃膠層即表面污染，當溶質(zhì)在膜表面的流速達到2米/秒時，便可產(chǎn)生端流，從而起到清洗膜表面的作用，使分離過程中液體通量即透過率的衰減變得緩慢。超濾是膜分離技術(shù)中的一種，通過膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對物質(zhì)進行選擇性分離，當混合物液體在一定壓力下流經(jīng)膜表面時，小分子溶質(zhì)透過膜形成超濾液，而大分子物質(zhì)則被截留，使原液中大分子濃度逐漸提高形成濃縮液，從而實現(xiàn)大、小分子的分離、濃縮和凈化的目的。超濾技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于食品、飲料、醫(yī)藥、化工、紡織、電子、生物工程及環(huán)保各領(lǐng)域，如工業(yè)純水制備、苦咸水淡化，飲用礦泉水制備、藥品及生化制品的純化、濃縮和滅菌等。如圖1所示，目前在超濾裝置中普遍使用的中空纖維超濾膜組件主要包括園筒形殼體3、裝入殼體3中的由數(shù)根中空纖維超濾膜2-1集束形成的中空纖維超濾膜束體2及殼體3兩端對稱設(shè)置的密封端1、帶進液孔6的端蓋5和出液管4，端蓋5與密封端1之間保有間隙，密封端1用以保證壓入的處理液只流入中空纖維超濾膜毛細孔內(nèi)。進行溶液處理時，處理液由端蓋5的進液孔6通過端蓋5與密封端1之間的間隙流入中空纖維超濾膜2-1的毛細孔內(nèi)，在壓力驅(qū)動下，處理液中的溶劑等小分子物質(zhì)透過中空纖維超濾膜2-1而成為超濾液，并通過出液管4輸出，其余大分子物質(zhì)、膠體粒子等則被截留于膜表面，由循環(huán)流動的原液帶走成為濃縮液。目前使用的裝置的主要缺點是因出液管4設(shè)在殼體3頂部，因此外形結(jié)構(gòu)較復雜，占據(jù)空間大，在實際應(yīng)用中連接管路也較復雜，使系統(tǒng)成本提高，尤其只有兩個出水口，殼體須承受較大壓力；另外，殼體3為單層結(jié)構(gòu)，一旦驅(qū)動壓力出現(xiàn)過壓會引發(fā)爆裂，造成不安全事故，又因殼體3直接裸露在空間，容易受外力撞擊而損壞，影響系統(tǒng)正常運行；另外，在超濾過程中起決定作用的是超濾膜，中空纖維超濾膜是以高分子材料采用特殊工藝制成的不對稱半透膜，其結(jié)構(gòu)呈中空毛細管狀，微孔密布管壁，在壓力作用下達到物質(zhì)的分離，濃縮和提純目的。但現(xiàn)在在中空纖維超濾膜組件中普遍使用由聚砜和聚丙烯氰材料制作的中空纖維超濾膜，其主要缺點是分子量小，膜體結(jié)構(gòu)空隙率低，因此透液性差，分離過程中液體通量小，同時增大了膜表面的濃差極化和表面污染，使分離過程中液體通量即透過率的衰減加快，降低出液效率，影響出液量。
實用新型內(nèi)容本實用新型的主要目的在于針對上述問題，提供一種外形結(jié)構(gòu)簡單，連接管路簡捷，降低系統(tǒng)配置成本，減小作用壓力，且具有防爆防損性能的中空超濾纖維膜組件并提高其出液量、減緩中空纖維超濾膜透過率的衰減，提高液體處理效率。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種中空纖維超濾膜組件，包括園筒形殼體、裝入殼體中的由數(shù)根中空纖維超濾膜集束形成的中空纖維超濾膜束體及殼體兩端對稱設(shè)置的密封端、帶進液孔的端蓋和出液管，其特征在于所述的出液管沿殼體軸線貫通殼體設(shè)置于中空纖維超濾膜束體內(nèi)且管壁上開有若干出液孔，在中空纖維超濾膜束端部設(shè)有在其與殼體間、與出液管間及所有中空纖維超濾膜間填充密封材料的密封端，所述的端蓋上同時設(shè)有若干個進液孔和與出液管對應(yīng)的出液孔，所述的中空纖維超濾膜采用由聚氯乙烯材料制作的中空纖維超濾膜，在殼體外部套有與進液端的端蓋密封連接的防護殼，防護殼端部與同時開有進液孔和與出液管對應(yīng)的出液孔的殼蓋密封固定連接，端蓋與殼蓋間保有間隙，端蓋出液孔與殼蓋出液孔套裝在出液管上并分別與其密封連接。
所述的防護殼的材料可采用不銹鋼或玻璃鋼。
所述的密封材料可采用環(huán)氧樹脂。
本實用新型的有益效果是由于提供出一種出液管設(shè)于殼體內(nèi)部的中空纖維超濾膜組件，使其外形結(jié)構(gòu)簡單，配置系統(tǒng)時連接管路簡捷，降低了系統(tǒng)成本，殼體內(nèi)出水壓力分布均勻，并可減小驅(qū)動壓力，有節(jié)能效果；又因在外部增設(shè)了不銹鋼或玻璃鋼防護殼，因此具有良好的防爆及防損壞性能，保證了超濾系統(tǒng)的的正常運行；同時，采用了具有高空隙率結(jié)構(gòu)特點及較強機械強度的聚氯乙烯中空纖維超濾膜，所以透液性好、液體通量大、透過率衰減慢且使用壽命長，從而提高了產(chǎn)液量，達到液體處理過程的節(jié)能效果。


圖1是現(xiàn)有中空纖維超濾膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖(剖視)；圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(剖視)；圖3是圖2的左視圖；圖4是端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖2的A-A剖面視圖。
圖中1密封端，2中空纖維超濾膜束體，2-1中空纖維超濾膜，3殼體，4出液管，5端蓋，6進液孔，7殼蓋，8端蓋，9中空纖維超濾膜束，9-1中空纖維超濾膜，10殼體，11出液孔，12防護殼，13密封圈，14密封圈，15進液端，16出液管，17出液孔，18進液孔，19密封端，20進液孔，21出液孔，22U型卡子，23螺釘，24螺母，25墊圈，26密封圈。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型詳細說明。
具體實施方式
圖2、圖3、圖4及圖5示出了本實用新型提供的中空纖維超濾膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖，包括了現(xiàn)有技術(shù)的主要功能部分園筒形殼體、裝入殼體中的由數(shù)根中空纖維超濾膜集束形成的中空纖維超濾膜束體及殼體兩端對稱設(shè)置的密封端、帶進液孔的端蓋和出液管，但在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進行了改進，其特征在于出液管16沿殼體10軸線貫通殼體設(shè)置于中空纖維超濾膜束體9內(nèi)且管壁上開有若干出液孔11，在中空纖維超濾膜束9端部設(shè)有在其與殼體10間、與出液管16間及所有中空纖維超濾膜9-1間填充密封材料的密封端19，密封材料可采用環(huán)氧樹脂；端蓋8上同時設(shè)有若干個進液孔18和與出液管16對應(yīng)的出液孔17，中空纖維超濾膜9-1采用由聚氯乙烯材料制作的中空纖維超濾膜，在殼體10外部套有與進液端15側(cè)的端蓋8密封連接的防護殼12，這里防護殼12通過密封圈13與端蓋8密封連接，因為處理液是沿驅(qū)動壓力的方向進入端蓋8的進液孔18的，進行密封才能防止處理液在壓力作用下通過防護殼12與端蓋8之間的縫隙進入防護殼12與殼體10之間的空隙中，從而保證超濾過程正常進行。防護殼12端部與同時開有進液孔20和與出液管16對應(yīng)的出液孔21的殼蓋7密封固定連接，在本例中防護殼12與殼蓋7通過密封圈14進行密封連接，并采用兩個U型卡子22通過螺釘23、螺母24及墊圈25在連接處進行固定連接；端蓋8與殼蓋7間保有間隙，一般為1-2mm，這樣使處理液可通過該間隙進入端蓋8上的進液孔18，保證處理液暢通；端蓋8的出液孔17與殼蓋7的出液孔21套裝在出液管16上并分別與其密封連接，本例中，端蓋8的出液孔17與出液管16粘接連接，殼蓋7的出液孔21與出液管16通過密封圈26密封連接。端蓋8與密封端19之間保有間隙，一般為5-6mm；防護殼12的材料可采用不銹鋼或玻璃鋼，由于這兩種材料屬于高強度材料可有效防爆、防損。本例中采用了不銹鋼。端蓋8、殼蓋7、殼體10一般采用工程塑料，如ABS等，所述的聚氯乙烯材料制作的中空纖維超濾膜可以在市場上買到。
本實用新型的工作過程如下如圖1所示，處理液在壓力驅(qū)動下，從中空纖維超濾膜組件的進液端15側(cè)，沿圖2中箭頭所示方向從殼蓋7上的進液孔20進入殼蓋7與端蓋8之間的間隙，繼而通過端蓋8上的若干進液孔18壓入端蓋8與密封端19之間的間隙中，由于密封端19上中空纖維超濾膜束9與殼體10之間、與出液管16之間及所有中空纖維超濾膜9-1之間填充了密封材料，所以處理液不會流入中空纖維超濾膜之間的間隙中，只能進入中空纖維超濾膜毛細孔中，處理液中溶劑等小分子物質(zhì)透過中空纖維超濾膜9-1而成超濾液，并通過出液管16上的孔11進入出液管16內(nèi)并輸出、其余大分子物質(zhì)、膠體粒子等則被截留于膜表面，由循環(huán)流動的原液帶走而成為濃縮液。
由于出液管16設(shè)于殼體內(nèi)部，該組件外形結(jié)構(gòu)簡單，配置系統(tǒng)時連接管路簡捷，降低了系統(tǒng)成本，可減小驅(qū)動壓力，有節(jié)能效果；增設(shè)了防護殼，具有良好的防爆及防損性能，保證了超濾系統(tǒng)的的正常運行；此外，采用了由聚氯乙烯材料制作的中空纖維超濾膜，該膜具有空隙率高的結(jié)構(gòu)特點，所以透液性好、通量大、透過率衰減慢從而提高了產(chǎn)液量，達到液體處理過程中節(jié)能的效果，經(jīng)采用規(guī)格為殼體長度＝1016mm，殼體直徑＝100mm，出水管直徑＝19mm的中空纖維超濾膜組件進行水處理試驗，結(jié)果顯示出，在1.1Mpa壓力作用下出水量達到1～1.5噸/小時，比采用聚砜和聚丙烯氰材料制作的中空纖維超濾膜的0.5-0.7噸/小時出水量提高了一倍；因其還具有較強的機械強度，因此使用效果好，壽命長。本實用新型可廣泛用于食品、飲料、醫(yī)藥、化工、紡織、電子、生物工程及環(huán)保各領(lǐng)域，易于推廣，并會給社會帶來明顯效益。
權(quán)利要求1.一種中空纖維超濾膜組件，包括園筒形殼體、裝入殼體中的由數(shù)根中空纖維超濾膜集束形成的中空纖維超濾膜束體及殼體兩端對稱設(shè)置的密封端、帶進液孔的端蓋和出液管，其特征在于所述的出液管沿殼體軸線貫通殼體設(shè)置于中空纖維超濾膜束體內(nèi)且管壁上開有若干出液孔，在中空纖維超濾膜束端部設(shè)有在其與殼體間、與出液管間及所有中空纖維超濾膜間填充密封材料的密封端，所述的端蓋上同時設(shè)有若干個進液孔和與出液管對應(yīng)的出液孔，所述的中空纖維超濾膜采用由聚氯乙烯材料制作的中空纖維超濾膜，在殼體外部套有與進液端的端蓋密封連接的防護殼，防護殼端部與同時開有進液孔和與出液管對應(yīng)的出液孔的殼蓋密封固定連接，端蓋與殼蓋間保有間隙，端蓋出液孔與殼蓋出液孔套裝在出液管上并分別與其密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空纖維超濾膜組件，其特征在于所述的防護殼的材料可采用不銹鋼或玻璃鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空纖維超濾膜組件，其特征在于所述的密封材料可采用環(huán)氧樹脂。
專利摘要本實用新型涉及一種中空纖維超濾膜組件，包括圓筒形殼體、中空纖維超濾膜束體、密封端、帶進液孔的端蓋和出液管，其特征在于所述的出液管沿殼體軸線貫通殼體設(shè)置于中空纖維超濾膜束體內(nèi)且其上開有若干出液孔，在中空纖維超濾膜束端部設(shè)有其與殼體間、與出液管間及內(nèi)部纖維間密封連接的密封端，端蓋同時設(shè)有進、出液孔，中空纖維超濾膜采用聚氯乙烯材料制作，殼體外部套有防護殼。本實用新型的有益效果是外形結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)連接管路簡捷，降低系統(tǒng)成本，可節(jié)能并具有防爆、防損性能；同時，采用了具有高空隙率結(jié)構(gòu)特點的聚氯乙烯中空纖維超濾膜，透液性好、液體通量大、從而提高了產(chǎn)液量，達到液體處理過程的節(jié)能效果。
文檔編號B01D61/18GK2885393SQ20062002528
公開日2007年4月4日 申請日期2006年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月27日
發(fā)明者谷宗勤 申請人:天津市維信環(huán)境科技有限公司