採用梳式膜框的板框式膜組件的製作方法
2023-05-14 06:41:46 2
專利名稱：採用梳式膜框的板框式膜組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於滲透汽化、微濾、超濾、納濾以及反滲透等過程的採用梳式膜框的板框式膜組件，屬膜分離技術領域。
板框式膜組件是膜分離過程包括滲透汽化、微濾、超濾、納濾、反滲透等分離過程的一類常用設備，它的基本構件是膜框與支撐板，通常，一塊膜框與一塊支撐板構成一個組件的單元，起分離作用的膜夾在膜框與支撐板之間，若干個單元組成一個板框式膜組件。膜框的作用是將被處理的料液從膜組件的料液主流道送入框內，並流經膜的表面，經歷一定的分離作用後，從框內流出。支撐板的作用是支撐膜，並收集透過膜的物質(液體或氣體)，然後從膜組件流出。膜框結構的優劣對於膜組件的分離效果、造價和經濟效益有決定性的影響。迄今已在工業上應用的有多種結構的膜框，例如瑞典DDS公司用於超濾與反滲透的板框式膜組件，德國GFT公司用於滲透汽化的板框式膜組件，但它們的共同特點是料液從一個小的料液口進入大的膜框空間，然後從一個小的出料口流出，這類膜框的共同缺點是(1)料液由小口進入大框，導致料液在框內分布不均；(2)料液流經小口的阻力大；(3)膜框結構複雜，框的厚度大，加工與組裝難度大。
本申請人發明的用於滲透汽化過程的板框式膜組件(以下簡稱JVP組件)(中國專利申請號98100833.X)中，對膜框結構作了改進，改善了液體在膜框中的流動，但這種膜框由二塊或三塊拼合而成，加工複雜，使用的材料受限制(受拼合時的焊接所限)，造價高，而且框的厚度大。
本發明的目的是設計一種採用梳式膜框的板框式膜組件，對已有技術的結構作出改進，它與目前常用的板框式膜組件的膜框比較，從根本上改進了膜框的進料與出料孔道。
本發明設計的採用梳式膜框的板框式膜組件，該膜組件由支撐板、膜、膜框、膜、支撐板依次相互疊壓而成，膜框為梳式膜框，該膜框由框板、壓緊片和墊片組成，所述的框板厚0.5～3mm，框板的兩端呈梳齒狀，壓緊片置於梳齒端兩側，構成料液進入膜框的通道，梳齒的齒寬n＝2～3mm，齒間寬m＝2～5mm，墊片為中空形，上、下端開有流體通道，墊片厚度為0.8～2mm，壓緊片厚為0.2～0.5mm。
本發明所用的框板四周開有直徑為1～2mm的小孔，或寬1～1.5mm，深0.5mm的小溝。所用的壓緊片上開在直徑為為1～2mm的小孔。所用的墊片為中空形，上端開有流體通道，上、下端同時設有壓緊片。
上述的墊片有二種，直通墊片與折流墊片，當料液需多次流經膜框時，可使用由直通墊片和折流墊片混合組成的串聯組合的膜組件，墊片由0.8～2mm的彈性材料組成。
本發明的膜組件從根本上改進了膜框的進料與出料孔道，與JPV膜組件比較，簡化了結構，可以用塑料和金屬等多種材料的薄板製成，加工簡單，造價低，而且框的厚度小，可以減小膜組件的體積，增大單位膜組件體積中的膜面積。
圖1為本發明膜組件的剖面圖。
圖2為本發明梳式膜框的結構示意圖。
圖3為本發明的組件中梳式膜框的框板的結構示意圖。
圖4為梳式膜框中墊片的結構示意圖，圖4b是圖4a的A-A、B-B斷面圖。
圖5為梳式膜框壓緊片的結構示意圖。
圖6為串聯組合的膜組件結構示意圖。
圖7為串聯組合的膜組件中所用的墊片的結構示意圖。圖7b是圖7a的側視圖。
下面詳細介紹本發明的內容。
圖1～圖7中，1是膜框，2是支撐板，3是框板，4是墊片，5是壓緊片，6是膜，7是墊片，8是壓緊片，9是主流道，10是膜框通道，11是折流膜框，12是框板周圍的小孔，13是壓緊片上的小孔，14是框板邊的小溝。
本發明設計的膜框由框板、壓緊片和墊片組成，圖1是膜框1與支撐板2構成的膜組件的剖面圖，圖2是膜框的正視圖，圖3、圖4、圖5分別為框板3、墊片4和壓緊片5。二片壓緊片夾住框板的梳齒構成料液從主流道進入膜框的通道。如圖1所示，料液從膜組件的主流道9通過膜框的通道10進入膜框，平行的流過膜框而與膜面6接觸，通過膜的透過物由支撐板2流出(支撐板可以用各種形式)，滲餘液經膜框通道10而由主流道9流出。當料液需要多次經過膜框時，可以採用如圖6所示的串聯組合的膜組件。這種結構的特點是用一個折流膜框11，在主流道上形成屏障，使料液流經一個膜框後，能繼續進入下一個膜框。折流膜框與圖1所示的膜框(可以稱為直流膜框)的不同點是它使用一個折流墊片7(如圖7所示)和相應的折流壓緊片8。
板框3由厚度均勻的薄板製成，可以用金屬或塑料，框板上的齒寬2～3mm，二齒間寬2～5mm，齒長根據框板的大小而定，框板大，齒長，一般為30～50mm。框板厚度根據工藝要求取0.5～3mm。當分離過程的操作壓力較高時，為了防止墊片移動，在板框四周，根據操作壓力的高低，開直徑2mm左右的防墊片移動的小孔或寬1～1.5mm，深0.5mm的小溝，孔間距根據操作壓力大小而定，壓力高，間距小，一般為20～50mm。
墊片4和7由彈性材料製成，厚0.8～2mm。壓緊片5和8由不鏽鋼薄片製成，厚度0.2～0.5mm，壓緊片上必要時也可開直徑2mm左右的小孔。
具體實施例方式不鏽鋼框板，外形尺寸長500mm，寬250mm，板厚1.5mm，齒寬2mm，齒間寬3mm，壓緊片厚0.3mm，墊片厚1.2mm。
權利要求
1.一種採用梳式膜框的板框式膜組件，該膜組件由支撐板、膜、膜框、膜、支撐板依次相互疊壓而成，其特徵在於，其中所述的膜框為梳式膜框，該膜框由框板、壓緊片和墊片組成，所述的框板厚0.5～3mm，框板的兩端呈梳齒狀，壓緊片置於梳齒端兩側，構成料液進入膜框的通道，梳齒的齒寬n＝2～3mm，齒間寬m＝2～5mm，墊片為中空形，上、下端開有流體通道，墊片厚度為0.8～2mm，壓緊片厚為0.2～0.5mm。
2.如權利要求1所述的膜組件，其特徵在於，其中所述的框板四周開有直徑為1～2mm的小孔，或寬1～1.5mm，深0.5mm的小溝。
3.如權利要求1所述的膜組件，其特徵在於，其中所述的壓緊片上開在直徑為為1～2mm的小孔。
4.如權利要求1所述的膜組件，其特徵在於，其中所述的墊片為中空形，上端開有流體通道，上、下端同時設有壓緊片。
全文摘要
本發明涉及一種採用梳式膜框的板框式膜組件,該膜組件由支撐板、膜、膜框、膜、支撐板依次相互疊壓而成,膜框為梳式膜框,該膜框由框板、壓緊片和墊片組成。本發明的膜組件從根本上改進了膜框的進料與出料孔道,與JPV膜組件比較,簡化了結構,可以用塑料和金屬等多種材料的薄板製成,加工簡單,造價低,而且框的厚度小,可以減小膜組件的體積,增大單位膜組件體積中的膜面積。
文檔編號B01D63/08GK1254614SQ9912635
公開日2000年5月31日 申請日期1999年12月17日 優先權日1999年12月17日
發明者蔣維鈞, 李繼定, 陳翠仙, 餘立新 申請人:清華大學