支撐式管式膜組件的製作方法

2023-10-07 05:21:24

專利名稱：支撐式管式膜組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及環境水處理技術和膜分離技術領域，特別涉及一種支撐式管式膜組件。
背景技術：
膜分離技術是以半透膜為選擇障礙層，以膜兩側的壓力差為傳質動力，利用各組 分透過膜的孔徑不同，允許混合物中某些組分透過而保留其他組分，從而達到分離目的的 技術。 現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，不適用於高粘度、高固 含量及進水水質要求低的體系；管式膜過濾性能較強且裝卸簡單、不易堵塞，因此，常用於 高粘度、高固含量及進水水質要求低的體系。 現有的管式膜組件由三部分組成外殼、管式膜和環氧樹脂。由於管式膜的直徑較 大，導致管式膜組件的裝填密度小於中空纖維組件和巻式膜組件，因此，管式膜組件往往以 加大長度的方式彌補這一不足，其長度一般在3600mm至5000mm之間。當多根管式膜相互 平行的、裸露的放置在外殼內，僅靠外殼兩端固化的環氧樹脂提供一點微量的支撐力時，工 作中的管式膜元件就易發生彎曲變形，從而導致待濾液流體在管式膜組件內通過方式也因 此發生改變，在管壁內部產生額外摩擦力。 現有管式膜的膜體外側支撐多採用無紡材料帶子螺旋纏繞而成，在製造時相鄰無 紡材料帶子之間有相鄰的邊，通過熱封工藝把無紡材料螺旋纏繞時重疊的邊焊接到一起形 成管狀支撐體，最後在管內側塗覆鑄膜液形成管式膜。這種管式膜製備工藝導致相鄰無紡 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。當管式膜組件內管式膜 發生彎曲變形後，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，常規管式膜組件端頭多採用環氧樹脂密封，這主要考 慮到環氧樹脂固化後其優良的物化惰性。但採用環氧密封方式的管式膜組件有兩個缺點 其一，隨著料液體系溫度的增加，環氧樹脂與膜組件之間的黏附力會減弱，從而導致整個管 式膜組件的強度變弱，這就限制了管式膜組件用於高溫物料體系的處理；其二，這種技術最 大的缺點是膜組件的一次性使用，由於環氧樹脂固化後有很好的物化惰性，管式膜組件成 為一體，在膜組件使用中，當整個膜組件中一隻或幾隻管式膜破裂將導致整個組件無法使 用，這一技術弱點既增加了使用成本，也浪費了大部分可用資源。

發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有管式膜組件通用性低、使用壽命短的技術問
題，提供一種過濾效果好、通用性強、拆裝方便、結實耐用的支撐式管式膜組件。 為解決上述技術問題，本發明所採用的技術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口端蓋、外殼和待濾液出口端蓋，外殼內設有平行放置的管式膜，
3外殼上還設有透過液出口 ，外殼內還設有與外殼軸平行的支撐管，其數量與管式膜相同，每 根支撐管內放置一根管式膜，支撐管管壁上設有至少一個的小孔，管式膜長於支撐管；待濾 液進口端蓋和外殼之間、外殼和待濾液出口端蓋之間均設有固定裝置，固定裝置包含蓋板 以及位於蓋板外側的花盤和壓板，花盤位於蓋板和壓板之間，三者緊貼並通過緊固件連接； 所述蓋板、花盤和壓板上均設有位置對應的孔，蓋板上孔的直徑等於支撐管的外徑，花盤和 壓板上孔的直徑不小於管式膜的外徑；支撐管的兩端分別插入蓋板上位置對應的孔中，支 撐管與蓋板的連接處為密封連接，管式膜的兩端穿過蓋板和花盤上的孔，插入壓板上位置 對應的孔中。 工作時，從待濾液進口端蓋向管式膜組件內倒入待濾液，通過管式膜過濾待濾液， 過濾後的透過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，最終 從透過液出口排出。在管式膜外套上一層支撐管，能夠加大對管式膜的支撐力，從而克服管 式膜易彎曲變形的缺點，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，而本發明管式膜組件能耐受lMPa的壓強；外殼兩端的固定裝 置能起到固定支撐管和管式膜的作用，同時又進一步增強了支撐管對管式膜的支撐作用， 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。花盤和壓板主要起支撐、固定管式膜的作用。花盤較軟，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，壓在花盤上能加強對管式膜的固定作用。因此，花盤和壓板上孔的直徑不會大於管式膜 外徑太多，能達到緊配合的效果最好。當管式膜損壞時，只要鬆開固定裝置上的緊固件，將 花盤和壓板取下，即可拔掉壞的管式膜，換入新的、型號相同的管式膜繼續使用，裝卸便捷。 此外，這種僅需替換管式膜、其它部件均能反覆使用的結構，也延長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，而本發明管式膜組件的使用壽命為三年，大大節約 了生產成本。 此外，為了提高過濾效果，防止過濾時待濾液直接滲漏到支撐管內，所述支撐管兩
端的管口與管式膜之間還設有密封件，所述密封件由密封圈和襯圈組成。這樣，即使管式膜
與花盤和壓板之間有空隙，待濾液也會被擋在密封圈之上，不會進入支撐管。 為進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，由於一般的
管式膜直徑在5-50mm之間，而支撐管直徑比管式膜略粗，因此，支撐管上小孔直徑範圍在
0. l-2mm之間。當支撐管越粗時，管壁上設置的小孔可以適當的大一點。 為進一步為加大支撐管的支撐力度、保證管式膜組件的過濾效果，支撐管的內徑
與管式膜的外徑比值大於l，小於等於1. 5。支撐管的內徑與管式膜外徑的大小相差太大，
不僅支撐力度會減弱，而且會減少整個管式膜組件中裝載的管式膜數量，從而影響管式膜
組件的過濾效果，因此，越細的管式膜，選用的支撐管也越細，例如，5mm的管式膜可選用
5. 5mm的支撐管。 為進一步加強對管式膜的支撐、密封作用，花盤和壓板上孔的直徑等於管式膜的 外徑。 本發明的優點在於管式膜組件的通用性強，即能夠在高壓的情況下使用、使用壽 命長、構造簡單、拆裝方便且便於維修。


圖1是本發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是本發明支撐式管式膜組件的截面圖。 圖4是本發明密封件、花盤和壓板局部放大的剖視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明。 如圖1所示，本發明支撐式管式膜組件通過螺栓4將待濾液進口端蓋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外壁上還設有 透過液出口 19，待處理的待濾液通過待濾液進口端蓋8-1及待濾液出口端蓋8-2進出管式 膜組件，待濾液過濾後得到的透過液通過透過液出口 19排出外殼。 外殼5內設有37根平行於外殼5內壁放置的管式膜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 有固定裝置，固定裝置包含蓋板6、花盤10和壓板11，三者上設有位置相對應的開孔，其中， 蓋板6可採用焊接技術固化在外殼5兩端。 蓋板6用於固定支撐管7，支撐管7的兩端分別插入蓋板6上位置對應的孔中，蓋 板6上孔的直徑等於支撐管7的外徑，兩者連接處通過焊接固定，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，同時也更易於使支撐管 7平行於外殼5，達到增強支撐管對管式膜支撐力的效果。 花盤10和壓板11用以固定管式膜9的位置，管式膜9的兩端穿過蓋板6和花盤 10上的孔，插入壓板11上位置對應的孔中，花盤10和壓板11上孔的直徑等於管式膜9的 外徑。 如圖2所示，蓋板6的四周設有6個孔2，通過孔2可以將蓋板6、花盤10和壓板 11用螺栓3順次緊貼固定，蓋板中部設有37個孔l，可用以容納支撐管7的插入。
如圖3所示，支撐管7管壁上開設有均勻的小孔18，該小孔的直徑一般在0. l-2mm 之間，分離後得到的過待濾液順著小孔可流入外殼5內。 如圖4所示，每一個支撐管7兩端的管口與管式膜9之間，均設有一組密封件保證 管式膜9端頭的密封，密封件由密封圈15和襯圈16。 組件運行時，從待濾液進口端蓋8-l進入管式膜組件的待濾液通過壓板ll的開孔 流入管式膜9，通過管式膜9分離出需要的過待濾液，過待濾液透過管式膜9進入支撐管7， 再通過支撐管7上的小孔18流入外殼5內匯集，最終由透過液出口 19流出。未透過管式 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，進行循環過濾。 一旦有管式膜 損壞，將花盤10和壓板11取下，裝入新的管式膜9，再將花盤10和壓板11裝上，即可繼續 使用。
權利要求
一種支撐式管式膜組件，包括順次固定連接的待濾液進口端蓋(8-1)、外殼(5)和待濾液出口端蓋(8-2)，外殼(5)內設有平行放置的管式膜(9)，外殼(5)上還設有透過液出口(19)，其特徵是外殼(5)內還設有與外殼(5)軸向平行的支撐管(7)，其數量與管式膜(9)相同，每根支撐管(7)內放置一根管式膜(9)，支撐管(7)管壁上設有至少一個的小孔，管式膜(9)長於支撐管；待濾液進口端蓋(8-1)和外殼(5)之間、外殼(5)和待濾液出口端蓋(8-2)之間均設有固定裝置，固定裝置包含蓋板(6)、花盤(10)和壓板(11)，由外殼(5)向兩個端蓋方向依次為蓋板(6)、花盤(10)和壓板(11)，三者緊貼並通過緊固件連接；所述蓋板(6)、花盤(10)和壓板(11)上均設有位置對應的孔，蓋板(6)上孔的直徑等於支撐管(7)的外徑，花盤(10)和壓板(11)上孔的直徑不小於管式膜(9)的外徑；支撐管(7)的兩端分別插入蓋板(6)上位置對應的孔中，支撐管(7)與蓋板的連接處為密封連接，管式膜(9)的兩端穿過蓋板(6)和花盤(10)上的孔，插入壓板(11)上位置對應的孔中。
2. 根據權利要求1所述的支撐式管式膜組件，其特徵是所述支撐管(7)兩端的管口與管式膜(9)之間還設有密封件。
3. 根據權利要求2所述的支撐式管式膜組件，其特徵是所述密封件由密封圈(15)和襯圈(16)組成。
4. 根據權利要求1或2或3所述的支撐式管式膜組件，其特徵是支撐管(7)管壁上小孔直徑範圍在0. l-2mm之間。
5. 根據權利要求1或2或3所述的支撐式管式膜組件，其特徵是支撐管(7)的內徑與管式膜(9)的外徑比值大於l，小於等於1. 5。
6. 根據權利要求1或2或3所述的支撐式管式膜組件，其特徵是花盤(10)和壓板(11)上孔的直徑等於管式膜(9)的外徑。
全文摘要
本發明公開了一種支撐式管式膜組件，包括順次固定連接的待濾液進口端蓋、外殼和待濾液出口端蓋，外殼內設有平行放置的管式膜，外殼上設有透過液出口，外殼內還設有與管式膜數量相同的支撐管，一根支撐管內放置一根管式膜，外殼的兩端均設有固定裝置，固定裝置包含蓋板、花盤和壓板。本發明通用性強，即能夠在高壓的情況下使用、使用壽命長、構造簡單、拆裝方便且便於維修。
文檔編號B01D69/10GK101703891SQ20091021309
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月10日 優先權日2009年11月10日
發明者史軍, 王懷林 申請人:南京凱米科技有限公司