專利名稱：支撐式管式膜組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境水處理技術(shù)和膜分離技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種支撐式管式膜組件。
背景技術(shù)：
膜分離技術(shù)是以半透膜為選擇障礙層，以膜兩側(cè)的壓力差為傳質(zhì)動(dòng)力，利用各組 分透過(guò)膜的孔徑不同，允許混合物中某些組分透過(guò)而保留其他組分，從而達(dá)到分離目的的 技術(shù)。 現(xiàn)有的膜分離組件形式主要有平板式、中空式、巻式和管式。平板膜單位膜面積 小、過(guò)濾效率差且裝卸膜困難；中空膜和巻式膜易堵塞且不易清洗，不適用于高粘度、高固 含量及進(jìn)水水質(zhì)要求低的體系；管式膜過(guò)濾性能較強(qiáng)且裝卸簡(jiǎn)單、不易堵塞，因此，常用于 高粘度、高固含量及進(jìn)水水質(zhì)要求低的體系。 現(xiàn)有的管式膜組件由三部分組成外殼、管式膜和環(huán)氧樹(shù)脂。由于管式膜的直徑較 大，導(dǎo)致管式膜組件的裝填密度小于中空纖維組件和巻式膜組件，因此，管式膜組件往往以 加大長(zhǎng)度的方式彌補(bǔ)這一不足，其長(zhǎng)度一般在3600mm至5000mm之間。當(dāng)多根管式膜相互 平行的、裸露的放置在外殼內(nèi)，僅靠外殼兩端固化的環(huán)氧樹(shù)脂提供一點(diǎn)微量的支撐力時(shí)，工 作中的管式膜元件就易發(fā)生彎曲變形，從而導(dǎo)致待濾液流體在管式膜組件內(nèi)通過(guò)方式也因 此發(fā)生改變，在管壁內(nèi)部產(chǎn)生額外摩擦力。 現(xiàn)有管式膜的膜體外側(cè)支撐多采用無(wú)紡材料帶子螺旋纏繞而成，在制造時(shí)相鄰無(wú) 紡材料帶子之間有相鄰的邊，通過(guò)熱封工藝把無(wú)紡材料螺旋纏繞時(shí)重疊的邊焊接到一起形 成管狀支撐體，最后在管內(nèi)側(cè)涂覆鑄膜液形成管式膜。這種管式膜制備工藝導(dǎo)致相鄰無(wú)紡 材料帶子焊接的地方在外界壓力下容易斷裂造成膜組件不能使用。當(dāng)管式膜組件內(nèi)管式膜 發(fā)生彎曲變形后，更增加了焊縫斷裂的可能，必將影響管式膜的使用。 在常用幾種膜組件形式中，常規(guī)管式膜組件端頭多采用環(huán)氧樹(shù)脂密封，這主要考 慮到環(huán)氧樹(shù)脂固化后其優(yōu)良的物化惰性。但采用環(huán)氧密封方式的管式膜組件有兩個(gè)缺點(diǎn) 其一，隨著料液體系溫度的增加，環(huán)氧樹(shù)脂與膜組件之間的黏附力會(huì)減弱，從而導(dǎo)致整個(gè)管 式膜組件的強(qiáng)度變?nèi)?，這就限制了管式膜組件用于高溫物料體系的處理；其二，這種技術(shù)最 大的缺點(diǎn)是膜組件的一次性使用，由于環(huán)氧樹(shù)脂固化后有很好的物化惰性，管式膜組件成 為一體，在膜組件使用中，當(dāng)整個(gè)膜組件中一只或幾只管式膜破裂將導(dǎo)致整個(gè)組件無(wú)法使 用，這一技術(shù)弱點(diǎn)既增加了使用成本，也浪費(fèi)了大部分可用資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有管式膜組件通用性低、使用壽命短的技術(shù)問(wèn)
題，提供一種過(guò)濾效果好、通用性強(qiáng)、拆裝方便、結(jié)實(shí)耐用的支撐式管式膜組件。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種支撐式管式膜組件，包括
順次固定連接的待濾液進(jìn)口端蓋、外殼和待濾液出口端蓋，外殼內(nèi)設(shè)有平行放置的管式膜，
3外殼上還設(shè)有透過(guò)液出口 ，外殼內(nèi)還設(shè)有與外殼軸平行的支撐管，其數(shù)量與管式膜相同，每 根支撐管內(nèi)放置一根管式膜，支撐管管壁上設(shè)有至少一個(gè)的小孔，管式膜長(zhǎng)于支撐管；待濾 液進(jìn)口端蓋和外殼之間、外殼和待濾液出口端蓋之間均設(shè)有固定裝置，固定裝置包含蓋板 以及位于蓋板外側(cè)的花盤(pán)和壓板，花盤(pán)位于蓋板和壓板之間，三者緊貼并通過(guò)緊固件連接； 所述蓋板、花盤(pán)和壓板上均設(shè)有位置對(duì)應(yīng)的孔，蓋板上孔的直徑等于支撐管的外徑，花盤(pán)和 壓板上孔的直徑不小于管式膜的外徑；支撐管的兩端分別插入蓋板上位置對(duì)應(yīng)的孔中，支 撐管與蓋板的連接處為密封連接，管式膜的兩端穿過(guò)蓋板和花盤(pán)上的孔，插入壓板上位置 對(duì)應(yīng)的孔中。 工作時(shí)，從待濾液進(jìn)口端蓋向管式膜組件內(nèi)倒入待濾液，通過(guò)管式膜過(guò)濾待濾液， 過(guò)濾后的透過(guò)液流入管式膜與支撐管之間，再順著支撐管管壁上的小孔流入外殼內(nèi)，最終 從透過(guò)液出口排出。在管式膜外套上一層支撐管，能夠加大對(duì)管式膜的支撐力，從而克服管 式膜易彎曲變形的缺點(diǎn)，也使得管式膜組件能夠在高壓的情況下使用，普通的管式膜組件 只能耐受O. 4-0. 6MPa的壓強(qiáng)，而本發(fā)明管式膜組件能耐受lMPa的壓強(qiáng)；外殼兩端的固定裝 置能起到固定支撐管和管式膜的作用，同時(shí)又進(jìn)一步增強(qiáng)了支撐管對(duì)管式膜的支撐作用， 而蓋板與支撐管之間的密封連接，如焊接，更能起到密封效果，使待濾液不能順著蓋板與支 撐管之間的間隙流入外殼內(nèi)?；ūP(pán)和壓板主要起支撐、固定管式膜的作用?；ūP(pán)較軟，墊在 壓板和蓋板中間，能使三者更容易緊貼，且還能在管式膜端頭起到一定的密封作用；壓板較 重，壓在花盤(pán)上能加強(qiáng)對(duì)管式膜的固定作用。因此，花盤(pán)和壓板上孔的直徑不會(huì)大于管式膜 外徑太多，能達(dá)到緊配合的效果最好。當(dāng)管式膜損壞時(shí)，只要松開(kāi)固定裝置上的緊固件，將 花盤(pán)和壓板取下，即可拔掉壞的管式膜，換入新的、型號(hào)相同的管式膜繼續(xù)使用，裝卸便捷。 此外，這種僅需替換管式膜、其它部件均能反復(fù)使用的結(jié)構(gòu)，也延長(zhǎng)了管式膜組件的使用壽 命。 一般管式膜組件的使用壽命為一年，而本發(fā)明管式膜組件的使用壽命為三年，大大節(jié)約 了生產(chǎn)成本。 此外，為了提高過(guò)濾效果，防止過(guò)濾時(shí)待濾液直接滲漏到支撐管內(nèi)，所述支撐管兩
端的管口與管式膜之間還設(shè)有密封件，所述密封件由密封圈和襯圈組成。這樣，即使管式膜
與花盤(pán)和壓板之間有空隙，待濾液也會(huì)被擋在密封圈之上，不會(huì)進(jìn)入支撐管。 為進(jìn)一步為加大支撐管的支撐力度，支撐管管壁上的小孔不能太大，由于一般的
管式膜直徑在5-50mm之間，而支撐管直徑比管式膜略粗，因此，支撐管上小孔直徑范圍在
0. l-2mm之間。當(dāng)支撐管越粗時(shí)，管壁上設(shè)置的小孔可以適當(dāng)?shù)拇笠稽c(diǎn)。 為進(jìn)一步為加大支撐管的支撐力度、保證管式膜組件的過(guò)濾效果，支撐管的內(nèi)徑
與管式膜的外徑比值大于l，小于等于1. 5。支撐管的內(nèi)徑與管式膜外徑的大小相差太大，
不僅支撐力度會(huì)減弱，而且會(huì)減少整個(gè)管式膜組件中裝載的管式膜數(shù)量，從而影響管式膜
組件的過(guò)濾效果，因此，越細(xì)的管式膜，選用的支撐管也越細(xì)，例如，5mm的管式膜可選用
5. 5mm的支撐管。 為進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)管式膜的支撐、密封作用，花盤(pán)和壓板上孔的直徑等于管式膜的 外徑。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于管式膜組件的通用性強(qiáng)，即能夠在高壓的情況下使用、使用壽 命長(zhǎng)、構(gòu)造簡(jiǎn)單、拆裝方便且便于維修。


圖1是本發(fā)明支撐式管式膜組件的剖面圖。 圖2是圖1沿A-A向的截面圖。 圖3是本發(fā)明支撐式管式膜組件的截面圖。 圖4是本發(fā)明密封件、花盤(pán)和壓板局部放大的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。 如圖1所示，本發(fā)明支撐式管式膜組件通過(guò)螺栓4將待濾液進(jìn)口端蓋8-l、外殼5 和待濾液出口端蓋8-2順次固定連接，其連接處也可使用0型圈密封，外殼5外壁上還設(shè)有 透過(guò)液出口 19，待處理的待濾液通過(guò)待濾液進(jìn)口端蓋8-1及待濾液出口端蓋8-2進(jìn)出管式 膜組件，待濾液過(guò)濾后得到的透過(guò)液通過(guò)透過(guò)液出口 19排出外殼。 外殼5內(nèi)設(shè)有37根平行于外殼5內(nèi)壁放置的管式膜9，每一根管式膜9上均套有 一根支撐管7 ;待濾液進(jìn)口端蓋8-1和外殼5之間、外殼5和待濾液出口端蓋8-2之間均設(shè) 有固定裝置，固定裝置包含蓋板6、花盤(pán)10和壓板11，三者上設(shè)有位置相對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔，其中， 蓋板6可采用焊接技術(shù)固化在外殼5兩端。 蓋板6用于固定支撐管7，支撐管7的兩端分別插入蓋板6上位置對(duì)應(yīng)的孔中，蓋 板6上孔的直徑等于支撐管7的外徑，兩者連接處通過(guò)焊接固定，這樣不僅起到端頭密封的 作用，防止待濾液順著蓋板6與支撐管7之間的間隙流入外殼5內(nèi)，同時(shí)也更易于使支撐管 7平行于外殼5，達(dá)到增強(qiáng)支撐管對(duì)管式膜支撐力的效果。 花盤(pán)10和壓板11用以固定管式膜9的位置，管式膜9的兩端穿過(guò)蓋板6和花盤(pán) 10上的孔，插入壓板11上位置對(duì)應(yīng)的孔中，花盤(pán)10和壓板11上孔的直徑等于管式膜9的 外徑。 如圖2所示，蓋板6的四周設(shè)有6個(gè)孔2，通過(guò)孔2可以將蓋板6、花盤(pán)10和壓板 11用螺栓3順次緊貼固定，蓋板中部設(shè)有37個(gè)孔l，可用以容納支撐管7的插入。
如圖3所示，支撐管7管壁上開(kāi)設(shè)有均勻的小孔18，該小孔的直徑一般在0. l-2mm 之間，分離后得到的過(guò)待濾液順著小孔可流入外殼5內(nèi)。 如圖4所示，每一個(gè)支撐管7兩端的管口與管式膜9之間，均設(shè)有一組密封件保證 管式膜9端頭的密封，密封件由密封圈15和襯圈16。 組件運(yùn)行時(shí)，從待濾液進(jìn)口端蓋8-l進(jìn)入管式膜組件的待濾液通過(guò)壓板ll的開(kāi)孔 流入管式膜9，通過(guò)管式膜9分離出需要的過(guò)待濾液，過(guò)待濾液透過(guò)管式膜9進(jìn)入支撐管7， 再通過(guò)支撐管7上的小孔18流入外殼5內(nèi)匯集，最終由透過(guò)液出口 19流出。未透過(guò)管式 膜9的料液順著管式膜9由待濾液出口端蓋8-2流出組件，進(jìn)行循環(huán)過(guò)濾。 一旦有管式膜 損壞，將花盤(pán)10和壓板11取下，裝入新的管式膜9，再將花盤(pán)10和壓板11裝上，即可繼續(xù) 使用。
權(quán)利要求
一種支撐式管式膜組件，包括順次固定連接的待濾液進(jìn)口端蓋(8-1)、外殼(5)和待濾液出口端蓋(8-2)，外殼(5)內(nèi)設(shè)有平行放置的管式膜(9)，外殼(5)上還設(shè)有透過(guò)液出口(19)，其特征是外殼(5)內(nèi)還設(shè)有與外殼(5)軸向平行的支撐管(7)，其數(shù)量與管式膜(9)相同，每根支撐管(7)內(nèi)放置一根管式膜(9)，支撐管(7)管壁上設(shè)有至少一個(gè)的小孔，管式膜(9)長(zhǎng)于支撐管；待濾液進(jìn)口端蓋(8-1)和外殼(5)之間、外殼(5)和待濾液出口端蓋(8-2)之間均設(shè)有固定裝置，固定裝置包含蓋板(6)、花盤(pán)(10)和壓板(11)，由外殼(5)向兩個(gè)端蓋方向依次為蓋板(6)、花盤(pán)(10)和壓板(11)，三者緊貼并通過(guò)緊固件連接；所述蓋板(6)、花盤(pán)(10)和壓板(11)上均設(shè)有位置對(duì)應(yīng)的孔，蓋板(6)上孔的直徑等于支撐管(7)的外徑，花盤(pán)(10)和壓板(11)上孔的直徑不小于管式膜(9)的外徑；支撐管(7)的兩端分別插入蓋板(6)上位置對(duì)應(yīng)的孔中，支撐管(7)與蓋板的連接處為密封連接，管式膜(9)的兩端穿過(guò)蓋板(6)和花盤(pán)(10)上的孔，插入壓板(11)上位置對(duì)應(yīng)的孔中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支撐式管式膜組件，其特征是所述支撐管(7)兩端的管口與管式膜(9)之間還設(shè)有密封件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的支撐式管式膜組件，其特征是所述密封件由密封圈(15)和襯圈(16)組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的支撐式管式膜組件，其特征是支撐管(7)管壁上小孔直徑范圍在0. l-2mm之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的支撐式管式膜組件，其特征是支撐管(7)的內(nèi)徑與管式膜(9)的外徑比值大于l，小于等于1. 5。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的支撐式管式膜組件，其特征是花盤(pán)(10)和壓板(11)上孔的直徑等于管式膜(9)的外徑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種支撐式管式膜組件，包括順次固定連接的待濾液進(jìn)口端蓋、外殼和待濾液出口端蓋，外殼內(nèi)設(shè)有平行放置的管式膜，外殼上設(shè)有透過(guò)液出口，外殼內(nèi)還設(shè)有與管式膜數(shù)量相同的支撐管，一根支撐管內(nèi)放置一根管式膜，外殼的兩端均設(shè)有固定裝置，固定裝置包含蓋板、花盤(pán)和壓板。本發(fā)明通用性強(qiáng)，即能夠在高壓的情況下使用、使用壽命長(zhǎng)、構(gòu)造簡(jiǎn)單、拆裝方便且便于維修。
文檔編號(hào)B01D69/10GK101703891SQ20091021309
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者史軍, 王懷林 申請(qǐng)人:南京凱米科技有限公司