一種有機氣體滲透過濾膜的製作方法

2024-04-15 14:44:05

1.本發明涉及有機氣體過濾領域，具體涉及一種有機氣體滲透過濾膜。


背景技術：

2.氣體膜分離的基本原理是利用膜兩側氣體分壓差為驅動力，根據膜對不同滲透氣體的選擇性，使不同氣體以不同速率滲透通過膜材料，從而達到分離、淨化某種氣體的目的，對不同結構的膜，氣體通過膜的擴散方式不同，因此氣體膜分離技術與傳統的吸附冷凍、冷凝分離相比，具有節能高效、操作簡單、不產生二次汙染以及使用範圍更廣等優點，已經廣泛應用於石化行業廢氣處理、油品儲運的油氣回收以及其他多種化工行業。然而由於目前所使用的氣體滲透膜分離器均是在兩側膜處於壓差狀態下，需要將分離膜與氣泵管路連通才能完成分離任務，造成過濾膜在管狀殼體中長時間被管道內向一端流動的氣體擠壓，過濾膜整體存在收縮問題，容易造成過濾膜在流動方向壓力降的作用下喪失過濾能力甚至損壞。


技術實現要素：

3.本發明的目的就在於為了解決上述問題而提供一種有機氣體滲透過濾膜，將現有膜袋長度方向與中心管軸線垂直的卷繞結構替換為沿螺旋狀的擋片進行錐形卷繞，改善現有膜袋沿中心管外圓周切向卷繞容易被氣流擠壓損壞的問題，延長設備使用壽命，詳見下文闡述。
4.為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：本發明提供的一種有機氣體滲透過濾膜，包括殼體和中心管，所述殼體為中空圓筒結構且所述中心管同軸穿設於該殼體內部，所述殼體兩端分別設置有支撐中心管的進氣端蓋和排氣端蓋；所述中心管外側螺旋卷繞設置有多組膜袋，所述膜袋從所述進氣端蓋一側向所述排氣端蓋一側卷繞錐度逐漸擴大，且多組所述膜袋沿所述中心管長度方向依次嵌套分布，所述中心管外側設置有多組集氣孔，且所述膜袋靠近所述進氣端蓋一側設置有粘接固定於中心管外側並與集氣孔連通的袋口。
5.採用上述一種有機氣體滲透過濾膜，將需要過濾的氣體沿進氣端蓋的進氣孔導入殼體與中心管之間的氣體分離通道中，同時將淨化管外端部連通抽氣泵，以將淨化管和連通狀態的膜袋內部抽吸為負壓狀態，此時進入螺旋狀氣體分離通道中的混合氣受到負壓作用而被膜袋進行過濾篩選，可通過膜袋的淨化氣體沿袋口和集氣孔進入中心管中，並依次沿導管和淨化管向抽氣泵位置排出，無法通過膜袋的氣體受到持續輸入氣體分離通道內部氣體的推進作用，以在持續過濾過程中將無法透過膜袋的雜質氣體依次沿固定孔和活動孔向外排出，完成氣體過濾分離過程。
6.作為優選，所述殼體內側與所述膜袋外側相抵緊，所述殼體與所述進氣端蓋一體成型，所述進氣端蓋外徑大於所述殼體外徑，且所述殼體外側的所述進氣端蓋上環繞設置
有多組法蘭連接孔。
7.作為優選，所述進氣端蓋中部橫向貫通有多組環繞分布的進氣孔，所述進氣端蓋內側設置有封閉中心管埠的密封蓋，所述密封蓋包括伸入所述中心管埠內側並與該中心管螺紋配合的螺柱，且所述螺柱穿出所述中心管一端固定有抵緊於所述進氣端蓋內側的蓋板。
8.作為優選，所述膜袋為三邊封閉一邊開口形成袋口的中空袋體，該膜袋為信封狀結構，且所述膜袋為多孔膜結構，所述膜袋內部設置有支撐該膜袋保持撐開狀態的氣隔網。
9.作為優選，所述氣隔網固定於所述膜袋內部並跟隨該膜袋沿所述中心管卷繞分布，所述中心管外側固定有螺旋延伸的擋片，所述膜袋設置於所述擋片內側以通過該擋片引導膜袋螺旋分布，所述氣隔網外表面設置有多條蛇形延伸的引導條。
10.作為優選，所述擋片外側與所述殼體內側相抵緊，所述中心管與所述殼體之間腔體被所述擋片分隔形成螺旋狀延伸的氣體分離通道，且多組膜袋沿所述氣體分離通道均勻排布。
11.作為優選，所述排氣端蓋內側設置有固定中心管的連通件，所述連通件包括伸入所述中心管埠內側的導管，所述導管與所述中心管螺紋配合，所述導管中部外側固定有密封圈。
12.作為優選，所述導管另一端固定於所述排氣端蓋中部，所述密封圈端面與所述中心管端部相抵緊，且所述密封圈外側與所述導管外圓周側相平齊。
13.作為優選，所述排氣端蓋靠近所述殼體一側固定有拆裝套，所述拆裝套延伸到所述殼體外側並與該殼體螺紋配合，所述排氣端蓋外側中部橫向固定有淨化管，所述淨化管通過所述導管與所述中心管相連通，所述排氣端蓋外圓周側環繞設置有多組法蘭連接孔。
14.作為優選，所述淨化管端部外側固定有限位環，所述排氣端蓋上環繞淨化管設置有多組固定孔，所述淨化管外側套設有活動盤，該活動盤與所述淨化管間隙配合，且所述活動盤上環繞設置有多組匹配所述固定孔以連通所述氣體分離通道的活動孔，且所述限位環靠近所述殼體一側的所述淨化管外部套設有頂推活動盤抵緊排氣端蓋的彈簧。
15.有益效果在於：本發明通過將現有膜袋長度方向與中心管軸線垂直的卷繞結構替換為沿螺旋狀的擋片進行錐形卷繞，從而通過擋片內側多組依次嵌套卷繞以填充氣體分離通道的膜袋實現氣體過濾，通過擋片作為膜袋沿中心管長度方向上的支撐結構，改善現有膜袋沿中心管外圓周切向卷繞容易被氣流擠壓損壞的問題，延長設備使用壽命；並通過螺旋狀的氣體分離通道代替現有分離器的直線型氣體分離通道，增加有機氣體在殼體內的流動距離，進而提高分離效果；同時氣體分離通道的排氣口開閉狀態可調，以便於在過濾過程中關閉排氣端蓋從而增加殼體與中心管之間氣壓，提高過濾速度。
附圖說明
16.為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
17.圖1是本發明的主視結構圖；圖2是本發明a-a處的結構剖視圖；圖3是本發明的立體結構圖;圖4是本發明的立體結構剖視圖;圖5是本發明的局部結構拆分示意圖;圖6是本發明的整體結構拆分示意圖;圖7是本發明膜袋的卷繞狀態結構示意圖;圖8是本發明氣隔網的展開攤平狀態結構示意圖;圖9是本發明排氣端蓋的結構拆分示意圖。
18.附圖標記說明如下：1、殼體；2、中心管；201、集氣孔；202、擋片；3、膜袋；301、袋口；302、氣隔網；303、引導條；4、密封蓋；401、螺柱；402、蓋板；5、進氣端蓋；501、進氣孔；6、連通件；601、導管；602、密封圈；7、排氣端蓋；701、淨化管；702、彈簧；703、活動盤；704、限位環；705、固定孔；706、活動孔；707、邊槽。
具體實施方式
19.為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的技術方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬於本發明所保護的範圍。
20.參見圖1-圖9所示，本發明提供了一種有機氣體滲透過濾膜，包括殼體1和中心管2，殼體1為中空圓筒結構且中心管2同軸穿設於該殼體1內部，殼體1兩端分別設置有支撐中心管2的進氣端蓋5和排氣端蓋7。中心管2外側螺旋卷繞設置有多組膜袋3，膜袋3用以過濾有機氣體中的不同組分，以實現多種混合氣的有機氣體分離提純，膜袋3從進氣端蓋5一側向排氣端蓋7一側卷繞錐度逐漸擴大，且多組膜袋3沿中心管2長度方向依次嵌套分布，中心管2外側設置有多組集氣孔201，且膜袋3靠近進氣端蓋5一側設置有粘接固定於中心管2外側並與集氣孔201連通的袋口301，確保透過膜袋3的氣體可沿袋口301和集氣孔201進行中心管2中完成分離。
21.具體的參考圖6-圖8，膜袋3為三邊封閉一邊開口形成袋口301的中空袋體，該膜袋3為信封狀結構，且膜袋3為多孔膜結構，該膜袋3為聚合物膜材質，且膜袋3材料包括聚二甲基矽氧烷（plms）、聚碸（pse）、醋酸纖維素（ea）、聚碳酸酯（pc）中的任意一種，通過選取不同的膜袋3材質能夠過濾出不同的有機氣體，以實現不同產物的分離過程，膜袋3內部設置有支撐該膜袋3保持撐開狀態的氣隔網302，氣隔網302固定於膜袋3內部並跟隨該膜袋3沿中心管2卷繞分布，中心管2外側固定有螺旋延伸的擋片202，膜袋3設置於擋片202內側以通過該擋片202引導膜袋3螺旋分布，氣隔網302外表面設置有多條蛇形延伸的引導條303，以便於通過引導條303對膜袋3內側進行撐開，確保進入膜袋3中的氣體能夠沿引導條303撐開的通道向袋口301方向流動並匯入中心管2中，擋片202外側與殼體1內側相抵緊，中心管2與殼體1之間腔體被擋片202分隔形成螺旋狀延伸的氣體分離通道，且多組膜袋3沿氣體分離通道均勻排布。
22.作為可選的實施方式，殼體1內側與膜袋3外側相抵緊，殼體1與進氣端蓋5一體成型，進氣端蓋5外徑大於殼體1外徑，且殼體1外側的進氣端蓋5上環繞設置有多組法蘭連接孔，以便於通過向法蘭連接孔內穿設螺栓從而將進氣端蓋5與外界供氣管道連通，進氣端蓋5中部橫向貫通有多組環繞分布的進氣孔501，進氣端蓋5內側設置有封閉中心管2埠的密封蓋4，密封蓋4包括伸入中心管2埠內側並與該中心管2螺紋配合的螺柱401，且螺柱401穿出中心管2一端固定有抵緊於進氣端蓋5內側的蓋板402，通過密封蓋4對中心管2靠近進氣端蓋5一端進行封閉；進一步的參考圖9，排氣端蓋7內側設置有固定中心管2的連通件6，連通件6包括伸入中心管2埠內側的導管601，導管601與中心管2螺紋配合，導管601中部外側固定有密封圈602，導管601另一端固定於排氣端蓋7中部，密封圈602端面與中心管2端部相抵緊，且密封圈602外側與導管601外圓周側相平齊，排氣端蓋7靠近殼體1一側固定有拆裝套，拆裝套延伸到殼體1外側並與該殼體1螺紋配合，確保排氣端蓋7可拆卸固定到殼體1上，排氣端蓋7外側中部橫向固定有淨化管701，淨化管701通過導管601與中心管2相連通，排氣端蓋7外圓周側環繞設置有多組法蘭連接孔，以便於通過向該法蘭連接孔內穿設螺栓從而將排氣端蓋7固定連通到外界廢氣管道，淨化管701端部外側固定有限位環704，排氣端蓋7上環繞淨化管701設置有多組固定孔705，淨化管701外側套設有活動盤703，該活動盤703與淨化管701間隙配合，且活動盤703上環繞設置有多組匹配固定孔705以連通氣體分離通道的活動孔706，活動盤703外圓周側環繞設置有多組邊槽707，且限位環704靠近殼體1一側的淨化管701外部套設有頂推活動盤703抵緊排氣端蓋7的彈簧702，通過彈簧702保持活動盤703對排氣端蓋7外側的抵緊狀態，在需要調整固定孔705與活動孔706的重疊範圍進而改變排氣端蓋7的排氣速度時，通過扣緊邊槽707並帶的活動盤703與排氣端蓋7分離，之後轉動活動盤703以改變活動孔706位置，進而調整活動孔706與固定孔705的重疊範圍，之後再次通過彈簧702頂推活動盤703抵緊排氣端蓋7，完成固定孔705和活動孔706所組成的排氣通道的尺寸調節過程，進而便於調整氣體分離通道內混合氣的排放速度，以調節氣體分離通道中壓力，促進氣體分離淨化。
23.採用上述結構，將需要過濾的氣體沿進氣端蓋5的進氣孔501導入殼體1與中心管2之間的氣體分離通道中，同時將淨化管701外端部連通抽氣泵，以將淨化管701和連通狀態的膜袋3內部抽吸為負壓狀態，此時進入螺旋狀氣體分離通道中的混合氣受到負壓作用而被膜袋3進行過濾篩選，可通過膜袋3的淨化氣體沿袋口301和集氣孔201進入中心管2中，並依次沿導管601和淨化管701向抽氣泵位置排出，無法通過膜袋3的氣體受到持續輸入氣體分離通道內部氣體的推進作用，以在持續過濾過程中將無法透過膜袋3的雜質氣體依次沿固定孔705和活動孔706向外排出，完成氣體過濾分離過程。
24.以上方案，通過將現有膜袋3長度方向與中心管2軸線垂直的卷繞結構替換為沿螺旋狀的擋片202進行錐形卷繞，從而通過擋片202內側多組依次嵌套卷繞以填充氣體分離通道的膜袋3實現氣體滲透過濾，通過擋片202作為膜袋3沿中心管2長度方向上的支撐結構，改善現有膜袋3沿中心管2外圓周切向卷繞容易被氣流擠壓損壞的問題，延長設備使用壽命；並通過螺旋狀的氣體分離通道代替現有分離器的直線型氣體分離通道，增加有機氣體在殼體1內的流動距離，進而提高分離效果。同時氣體分離通道的排氣口開閉狀態可調，以便於在過濾過程中關閉排氣端蓋7從而增加殼體1與中心管2之間氣壓，提高滲透過濾速度。
25.以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。