制備原位嵌入增強(qiáng)中空復(fù)合膜的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于增強(qiáng)中空復(fù)合膜制備裝置領(lǐng)域，本發(fā)明涉及一種位嵌入增強(qiáng)中空復(fù)合膜制備裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于聚合物分離膜膜壁是高空隙率多孔結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用于高壓流體處理或者高頻振動(dòng)時(shí)仍存在力學(xué)強(qiáng)度不足的缺點(diǎn)。為了提高中空纖維聚合物膜的力學(xué)強(qiáng)度，加拿大Zenon公司(US Patent N0.5, 472, 607, US2003/0098275A1, WO 00/78437A1)首次公開(kāi)了一種復(fù)合型聚合物中空纖維膜的制備技術(shù)，由該技術(shù)制備的聚合物復(fù)合中空纖維膜只有薄薄的一層聚合物分離層，其厚度為0.01?0.1mm，因此所得到的膜的水通量大大增加，跨膜壓力大大降低。但是，該中空纖維膜只是將聚合物分離膜復(fù)合在預(yù)先編織的纖維編織管的外表面，因此聚合物分離膜與纖維編織管之間的結(jié)合能力不好，在對(duì)膜進(jìn)行反向清洗過(guò)程中，聚合物分離膜與纖維編織管間易發(fā)生脫落。中國(guó)專利CN100546702C公開(kāi)了在毛細(xì)管狀編織物上涂覆鑄膜液制備復(fù)合膜，使涂覆液滲入到編織物內(nèi)提高復(fù)合膜的強(qiáng)度。中國(guó)專利CN101357303B和CN102784566B公開(kāi)了先對(duì)編織管預(yù)改性涂覆，再二次涂覆制膜液制備復(fù)合膜。雖然該類似技術(shù)在一定程度上加強(qiáng)了分離膜與纖維編織管之間的結(jié)合力，但是沒(méi)有徹底解決復(fù)合中空纖維微孔膜在反洗過(guò)程中聚合物分離膜與纖維編織管脫離的問(wèn)題。上述的方法一般都是先制備好管狀編織管，然后再涂覆鑄膜液來(lái)制備復(fù)合膜，工藝間隙并相對(duì)復(fù)雜。管狀編織物的編織速度較慢，大概是制備復(fù)合膜速度的1/10，需要較多的編織機(jī)。為了管狀編織物的剛性和圓度需要編織管一定的厚度來(lái)保證，相對(duì)應(yīng)制備都得將復(fù)合膜壁厚增加，中空纖維膜相對(duì)高的填充密度優(yōu)選較小的外徑，這樣復(fù)合膜的內(nèi)徑相應(yīng)就比較小，限制了封裝膜組件中的中空纖維膜的可用長(zhǎng)度。還有，管狀編織物原材料和制造成本較高，提高了復(fù)合膜的成本。
[0003]中國(guó)專利CN101543731B公開(kāi)了一種纖維編織管嵌入增強(qiáng)型聚合物中空纖維微孔膜的制備方法，采用了纖維編織-共擠出一體化成膜工藝，即將芯液管固定在編織管中間，同時(shí)將纖維束沿著芯液管編織成為纖維編織管，再將鑄膜液、芯液、纖維編織管通過(guò)擠出模具進(jìn)行共擠出，并通過(guò)相轉(zhuǎn)變法制備纖維編織管嵌入增強(qiáng)型聚合物中空纖維微孔膜。該方法成功地將纖維編織管嵌入在中空纖維膜的本體中，并將芯液引入到編織管的內(nèi)腔，有效地控制了中空纖維膜的內(nèi)徑，從而解決了傳統(tǒng)涂敷工藝制備纖維編織管增強(qiáng)中空纖維膜中聚合物層與編織纖維管易脫離、中空纖維內(nèi)腔易堵塞等技術(shù)難題，但該方法存在纖維編織速度較慢，限制了制膜效率很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。中國(guó)專利CN100393397C和CN101837248B公開(kāi)了先制備中空纖維膜，再外表面上纏繞纖維成網(wǎng)或者粘附纖維絲二次涂覆制膜液制備復(fù)合膜，該類方法所用的裝置相對(duì)復(fù)雜很難控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合膜的抗剝離強(qiáng)度不足、工業(yè)化生產(chǎn)困難及膜材料成本較高的問(wèn)題，提供了一種制備原位嵌入增強(qiáng)中空復(fù)合膜的裝置。
[0005]為了解決技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]提供一種制備原位嵌入增強(qiáng)中空復(fù)合膜的裝置，包括凝膠水浴槽和繞絲機(jī)，該裝置還包括涂覆系統(tǒng)、紗線放線裝置和料液輸送系統(tǒng)；其中，
[0007]涂覆系統(tǒng)包括芯棒、超聲焊接裝置、芯棒固定裝置和涂覆頭；芯棒豎直懸于凝膠水浴槽的上方，其上端部通過(guò)芯棒旋轉(zhuǎn)連接件、旋轉(zhuǎn)接頭與芯液管實(shí)現(xiàn)連接，芯棒旋轉(zhuǎn)連接件則與旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)相接；芯棒向下依次穿過(guò)超聲焊接裝置、芯棒固定裝置和涂覆頭；
[0008]紗線放線裝置包括紗線放線筒和紗線放線旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，每組紗線放線裝置至少有2個(gè)紗線放線筒，且分設(shè)于芯棒上部的兩側(cè)；
[0009]料液輸送系統(tǒng)包括涂覆料液溶解罐和芯液罐，涂覆料液溶解罐的罐底由管路依次連接涂覆料計(jì)量輸送裝置和涂覆頭，芯液罐的罐底由管路依次連接芯液計(jì)量輸送裝置和芯液管。
[0010]本發(fā)明中，所述紗線放線裝置的數(shù)量為I?8組。
[0011]本發(fā)明中，所述涂覆頭為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部空間與涂覆料計(jì)量輸送裝置的輸出管路相連；所述芯棒由上至下穿過(guò)涂覆頭的內(nèi)部空間。
[0012]本發(fā)明中，所述芯棒固定裝置與芯棒之間保持間距，使芯棒在被固定的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)繞軸心旋轉(zhuǎn)。
[0013]本發(fā)明中，所述超聲焊接裝置包括超聲發(fā)生器和超聲焊接頭。
[0014]本發(fā)明中，所述芯棒為不銹鋼中空管或?qū)嵭墓埽鈴綖?.5?12_，優(yōu)選大于3_
中空管。
[0015]本發(fā)明中，所述芯棒上端的外表面均勻分布螺紋狀凹槽作為紗線導(dǎo)向槽，其設(shè)置目的為多股紗線沿導(dǎo)向槽平整交叉纏繞在旋轉(zhuǎn)的芯棒上。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017](I)本發(fā)明的裝置用于制備原位嵌入增強(qiáng)中空復(fù)合膜能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，并能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；
[0018](2)利用本發(fā)明的裝置進(jìn)行原位嵌入增強(qiáng)中空復(fù)合膜制備不存在剝離現(xiàn)象，克服了現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合膜的抗剝離強(qiáng)度不足的缺陷；
[0019](3)利用本發(fā)明的裝置制備原位嵌入增強(qiáng)中空復(fù)合膜時(shí)，能夠生成原位嵌入的網(wǎng)絡(luò)管狀增強(qiáng)基材，其成本較低，可以最終降低膜材料成本。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是原位嵌入增強(qiáng)中空復(fù)合膜制備裝置工藝流程示意圖。
[0021]圖2是原位嵌入增強(qiáng)中空復(fù)合膜制備方法示意圖。
[0022]圖中:涂覆料液溶解罐1、涂覆料計(jì)量輸送裝置2、涂覆料液21、紗線放線裝置3、紗線放線筒31、紗線放線旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)32、芯液罐4、芯液計(jì)量輸送裝置5、芯液管51、芯棒6、芯棒旋轉(zhuǎn)裝置7、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)71、芯棒旋轉(zhuǎn)連接件72、旋轉(zhuǎn)接頭8、超聲焊接裝置9、超聲發(fā)生器91、超聲焊接頭92、芯棒固定裝置10、涂覆頭11、凝膠水浴槽12、繞絲機(jī)13、增強(qiáng)中空復(fù)合膜14ο
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024]本發(fā)明中的制備原位嵌入增強(qiáng)中空復(fù)合膜的裝置，包括凝膠水浴槽12和繞絲機(jī)13，以及涂覆系統(tǒng)、紗線放線裝置和料液輸送系統(tǒng)；其中，
[0025]芯棒涂覆系統(tǒng)包括芯棒6、超聲焊接裝置9、芯棒固定裝置10和涂覆頭11。
[0026]芯棒6為不銹鋼中空管或?qū)嵭墓埽Σ窂綖?.5?12mm，優(yōu)選大于3mm中空管。芯棒6所述芯棒上端的外表面均勻分布螺紋狀凹槽作