CN101426564B - 膜元件用密封件保持部件以及膜元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使中心管的外径尺寸存在偏差，仍能够将中心管保持于中央且容易进行中心管的插入的膜元件用密封件保持部件及使用该部件的膜元件。该膜元件用密封件保持部件具备：由螺旋式的膜元件的中心管所插入的中央开口部19、用于将原液向膜元件的膜端部流入的周边开口部15a以及将环状的密封件保持的外周部18，其中，中央开口部19具有大于所插入的中心管的外径的圆筒状的内周面16a，并且上述内周面16a的三处以上的位置上形成有突起21，上述突起在中心管6的插入一侧具有倾斜面21a，并且在将外径大于内切圆的中心管6进行内嵌时能够发生变形。

Description

膜元件用密封件保持部件以及膜元件

技术领域

本发明涉及安装在螺旋式的膜元件的端部并将阻断与压力容器的间隙的密封件进行保持的密封件保持部件及使用该部件的膜元件。

背景技术

一直以来，将螺旋式分离膜元件被使用在咸水或海水的脱盐、纯净水的制造以及排水处理等广泛的用途中。螺旋式分离膜元件，如图7所示是将螺旋式分离膜元件E收容到压力容器1内的构造，为使所供给的原液7能够高效地流入到元件E内，利用环状的密封件4来阻断压力容器1与元件E的间隙。

流入到元件E内的原液，一边沿着元件E的供给侧流路件流向下游侧一边由分离膜所分离，透过了分离膜的透过液，沿着透过侧流路件流动而聚集到中心管6。此外，元件E的膜部的构造，是将层叠有供给侧流路件、分离膜和透过侧流路件的膜层压体2以螺旋状缠绕于中心管6上的。

另外，元件E的端部具备密封件保持部件10，且在其外周部保持有环状的密封件4。密封件4是由截面为U字形或V字形形状的橡胶等制作而成的，在遇有水流时因压力而向外侧扩张，并以该状态来密封其与压力容器1的间隙(例如，参见专利文献1)。

密封件保持部件10的中央设置有供中心管6插入的中央开口部19，并且其内周面或是具有平坦的表面的圆筒形、或是沿轴向具有多条凸条(凸棱)的圆筒形。此外，将凸条的高度等设计成可使中心管6的外周面与中央开口部19的内周面或者凸条内接的尺寸。

然而，中心管6的外径尺寸在制造过程中有时会出现偏差，特别是即便在日本和美国外径为相同的设计尺寸，也很明显在外径的平均值上产生约为0.8mm的差值。考虑到该偏差，如果增大余隙，有时会有中心管6相对密封件保持部件10容易偏心，外观较差而出现商品价值下降的情况。另外，如果中心管6发生偏心，则压力容器1的构造会使得膜元件的装配操作变得复杂，在将多个膜元件连结进行使用的情况下，存在连接操作繁琐等问题。

专利文献1：日本特开平11-76757号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供即便中心管的外径尺寸存在偏差，仍能够将中心管保持在中央、且能够容易地进行中心管的插入的膜元件用密封件保持部件及使用该部件的膜元件。

上述目的可以通过下述的本发明来实现。

即，本发明的膜元件用密封件保持部件，具备：由螺旋式膜元件的中心管所插入的中央开口部；用于将原液向膜元件的膜端部流入的周边开口部；以及将环状的密封件保持的外周部，其特征在于，上述中央开口部具有大于所插入的中心管的外径的圆筒状的内周面，并且上述内周面的三处以上的位置形成有突起，上述突起在中心管的插入一侧具有倾斜面，并且在将外径大于突起的中心管进行内嵌时能够发生变形。

根据本发明的密封件保持部件，由于在供中心管插入的中央开口部的内周面，形成有在将外径大于内切圆的中心管进行内嵌时能够发生变形的突起，因此即使中心管的尺寸存在偏差，仍可以根据突起的变形进行应对。此时，由于在内周面的三处以上的位置设置了突起，因此能够保持于中央开口部的中央。另外，由于突起在中心管的插入一侧具有倾斜面，因此在插入时中心管受到倾斜面的引导而被插入，能够顺滑地使突起变形，而且，由于突起在变形后与内周面相比接触面积也较小，因此，能够容易进行中心管的插入。

上述之中，优选地，将上述突起的轴向长度形成为上述内周面的轴向长度的一半以下。这样通过将突起的轴向长度很小地形成，便于突起的变形，能够减小与中心管的接触面积，因此能够更加容易地进行中心管的插入。另外，通过缩小突起的长度，使得在组装后突起很难从外部被看到，不会使外观恶化。

另外，优选地，在上述内周面形成有高度比上述突起更低的辅助突起。利用该辅助突起，即便在上述多个突起的变形量增大的情况下，仍能够减少各个突起的变形量的偏差，能够更加可靠地将中心管保持在中央。

另外，优选地，上述辅助突起在中心管的插入一侧具有倾斜面，并且底面的宽度比上述突起大。采用该构造，由于上述辅助突起的底面的宽度较大，因此成为更加难以变形的构造，即便在上述多个突起的变形量较大的情况下(中心管的外径较大的情况)，仍能够更为可靠地将中心管保持在中央。然而，插入时中心管受到倾斜面的引导，能够容易进行中心管的插入。

另外，本发明的膜元件，特征是具备上述任意一项所述的膜元件用密封件保持部件、在上述突起发生变形的状态所插入的中心管以及螺旋状地缠绕于该中心管的膜层压体。根据本发明的膜元件，由于使用本发明的密封件保持部件，因此如上述的作用效果那样，即便中心管的外径尺寸存在偏差，仍能够将中心管保持在密封件保持部件的中央，而且能够容易地进行中心管的插入。因此，中心管不会偏心，形成美观的商品，能够提供出可顺利地进行对压力容器的装配操作、或多个膜元件的连结操作的膜元件。

附图说明

图1表示本发明的膜元件用密封件保持部件的一例的安装状态的半剖视图。

图2是表示本发明的膜元件用密封件保持部件的一例的图，(a)为左侧视图，(b)为A-A向剖视图，(c)为右侧视图。

图3是表示本发明的膜元件用密封件保持部件中的突起和辅助突起的要部放大图。

图4是表示本发明的膜元件用密封件保持部件的其它例子的图，(a)为左侧视图，(b)为I-I向剖视图，(c)为右侧视图。

图5是表示本发明的膜元件用密封件保持部件的其它例子的要部图。

图6是表示本发明的膜元件用密封件保持部件的其它例子的要部图。

图7是表示以往的膜元件用密封件保持部件的安装状态的局部剖视图。

符号说明：2-膜元件的膜部(膜层压体)；4-密封件；5-外装部件；6-中心管；10-密封件保持部件；15a-周边开口部；16a-内周面；18-外周部；19-中央开口部；21-突起；21a-倾斜面；22-辅助突起；22a-倾斜面；E-膜元件。

具体实施方式

下面，参见附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的膜元件用密封件保持部件的一例的安装状态的半剖视图。图2是表示本发明的膜元件用密封件保持部件的一例的图，(a)为左侧视图，(b)为A-A向剖视图，(c)为右侧视图。图3(a)～(d)是表示本发明的膜元件用密封件保持部件中的突起和辅助突起的要部放大图。

本发明的密封件保持部件如图1所示，具备：供螺旋式的膜元件E的中心管6插入的中央开口部19；用于将原液流向膜元件E的膜端部的周边开口部15a；以及保持环状的密封件4的外周部18。另外，本发明的膜元件具备：本发明的密封件保持部件10、在突起21变形后的状态下所插入的中心管6以及以螺旋状缠绕于该中心管6的膜层压体2。

膜元件E只要是所谓的被称作螺旋式膜元件的部件可为任意的。例如，该膜层压体2是把将供给侧流路件、分离膜和透过侧流路件层叠后的膜层压体(单个或多个膜叶片)以螺旋状缠绕于中心管6上的物体。另外，具有封存构造，防止原液不直接从供给侧流路流到透过侧流路。由此，流入到膜元件E内的原液，一边沿着元件E的供给侧流路件流动到下游侧一边被分离膜所分离，透过分离膜后的透过液，沿着透过侧流路件流动而聚集于中心管6。

密封件4由安装于膜元件E的端部的密封件保持部件10所保持。另外，密封件4也可以是剖面呈圆形、椭圆形、四方形等，但在本发明中，优选地使用具有其剖面呈U字形、V字形、C字形等的附带开放部的形状的密封件4。优选地，密封件4的材料，通过橡胶、弹性体橡胶、树脂等的弹性体制作出来。U字形、V字形等的密封件4，在遇有水流时受到压力而向外侧扩张，从而能够在该状态下密封与压力容器间的间隙。

作为外装部件5，例如能够使用将纤维强固树脂的天线扫掠、胶带、薄板等直接缠绕于膜元件E的构造等。优选地，外装部件5的端部利用粘接等手段连接于密封件保持部件10的第一环状部11。

中心管6，以适当的间隔设置有多个孔，并由树脂等形成。中心管6的上游侧端，为防止原液的流入使用活塞来塞住，并和另一膜元件E经由适当的连结部件连结到一起。

密封件保持部件10的外周部18，例如如图2所示具备：第一环状部11，其具有与膜元件E的上游侧膜端部相对的侧壁11a，并用于外插膜元件E的外装部件5的端部；环状凸部12，其形成在该第一环状部11的上游侧，并能够将外装部件5的端面和密封件4的下游侧端面卡定于两侧壁上；第二环状部13，其形成在该环状凸部12的上游侧，并用于外插密封件4；以及第三环状部14，其形成在该第二环状部13的上游侧，并能够卡定上述密封件的上游侧端面。

对于上述各部的尺寸(在平行于膜元件E的轴向的方向上的宽度)，优选地，环状凸部12的宽度小于第二环状部13的宽度。另外，优选地第三环状部14的宽度小于第二环状部13的宽度。

具体而言，优选为：第一环状部11的宽度为5～8mm，环状凸部12的宽度为3～5mm，第二环状部13的宽度为7～9mm，第三环状部14的宽度为3～5mm。根据该各部的尺寸，能够确保安装密封件4的槽和外装部件5的粘接余量，并且能够将密封件保持部件的整体的宽度(厚度)设定在15～30mm。

在本发明中，优选为第三环状部14的外径比环状凸部12的外径小，由此密封件4的保持槽的上游侧变低，形成密封件4容易接受到水流的构造。

在本实施方式中，作为将原液流入到膜元件E的膜端部的构造，以具备具有多个周边开口部15a的开口板15为例子进行表示。当采用开口板15时，根据周边开口部15a的大小、配置、密度等，容易控制流入向膜元件E的膜部的原液的流量分布。但是，本发明并未受此限定，也可以是具备放射状的轮辐来代替开口板15的任意的构造。

优选地，在上述开口板15的中央设置有圆筒部16，在将中心管6插入到该圆筒部16的中央开口部19中的状态下，配置密封件保持部件10。在图示的例子中，突起21的轴向的形成位置和开口板15的轴向的形成位置位于重复的位置。由此，当在圆筒部16具有中心管6时，开口板15将中心管6加强，从而能够不使中心管6变形而顺利地使突起21变形。另外，通过将开口板15设置在密封件保持部件10的轴向的中央位置的靠膜侧(下游侧)，使得外周部18的上游侧内周面的轴向长度变大，方便通过勾指来运送。基于该观点，优选为将突起21设置在密封件保持部件10的轴向的中心位置的靠膜侧。

在本发明中，如图1所示中央开口部19具有比所插入的中心管6的外径更大的圆筒状的内周面16a。考虑到中心管6的外径的偏差，中心管6和内周面16a的余隙，可以设定在例如0.3～2mm左右。

在本发明中，如图2～图3所示，中央开口部19的内周面16a的三处以上的位置形成有突起21，其在中心管6的插入一侧具有倾斜面21a，且当内嵌有外径大于内切面的中心管6时可产生变形。突起21也可以是不同于形成内周面16a的材料的材料，但优选为以跟内周面16a为同种材料来一体成型。此外，突起21的变形即可是塑性变形也可是弹性变形。

优选地，将形成突起21的位置无偏斜地配置于内周面16a，且更优选地，为几乎等分内周面16a，最好是等分的位置。另外，优选地形成的突起21的个数为3～10，更理想为3～6。本实施方式中，示出在三等分内周面16a的位置形成突起21的例子。

突起21如图3(a)和(c)所示，在中心管6的插入一侧具有倾斜面21a，基于顺利地进行中心管6的插入和突起21的变形的观点，优选地倾斜面21a的倾斜角度θ1为10～45°，更理想为15～35°，最好是20～30°。

突起21的倾斜面21a，只要是朝向中心管6的插入一侧其高度越来越低的形状即可，优选地，主视形状为直线或者大致直线的倾斜面21a。倾斜面21a可以是平面，但优选为侧视形状呈圆弧状。

为使突起21可变形，作为密封件保持部件10的成型材料，优选地使用ABS树脂、PE、PP等聚烯烃树脂、变性PPE树脂、聚氯乙烯树脂、聚砜树脂等比较柔软的树脂。另外，作为突起21的形状，有效的是做成厚度在底面增大到最大的形状，而且减小侧向看的底面宽度W1，例如突起21的底面的宽W1优选为0.3～1mm。而且有效的是减小突起21的主体部21b的主视下的长L1，优选将长L1做成1～10mm，更理想为2～7mm。

另外，突起21的整体的轴向长度，基于容易发生突起的变形并与中心管的接触面积也缩小的观点出发，优选为比内周面16a的轴向长度短，最好在内周面16a的轴向长度的一半以下。

突起21的主体部21b的上面，基于与中心管的接触面积也减小的观点，优选为曲面，最好是圆弧状的曲面(例如，曲率半径0.2mm)。

在本发明中，如图2所示，优选地，在内周面16a形成有高度低于突起21的辅助突起22。形成辅助突起22的位置，虽然可以是任意的位置，但就设计而言，优选为与突起21一起等分内周面16a的位置。在图示的例子中，两等分突起21的形成位置的中间的位置形成有共三个辅助突起22。

如果考虑到中心管6的偏差，优选地，突起21和辅助突起22的高度差为0.2～0.8mm，更理想为0.3～0.6mm。此外，辅助突起22的高度理想为0.2～1.2mm。

在辅助突起22上，如图3(b)和(d)所示，优选地，在中心管6的插入一侧具有倾斜面22a。另外，辅助突起22，也可以具有和突起21同等程度的变形容易度，但为了使辅助突起22难于变形，优选为与突起21的宽W1相比增大底面宽度W2。优选地，底面的宽度W2和底面的宽度W1的比(W2/W1)为1.1～3。

辅助突起22的整体的轴向的长度、主体部22b的主视的长L2、倾斜面22a的倾斜角度θ2等，可以分别和突起21设定成相同。

开口板15的两侧形成有多个从半径方向倾斜而延伸出来的凸棱17，该凸棱17将开口板15增强。上游侧的凸棱17，虽然是与圆筒部16的上游侧端面相同的高度，但下游侧的凸棱17，其内周侧的端部被较低地形成，且该部分与圆筒壁16的下游侧端面呈相同高度。

第三环状部14的端面设置有多个从内周延伸到外周的端面槽部14e。端面槽部14e，为顺利地进行膜元件内外的生水的去来，优选以均等的间隔呈放射状地设置四处以上，更优选设置6～16处。

密封件保持部件10，可以使用热可塑性树脂、热固化性树脂、耐热性树脂等，通过注射成型等公知的方法来形成。

其它的实施方式：

下面，将对于本发明的其它实施方式进行说明。

(1)上述的实施方式中，所示例是在三等分中央开口部的内周面的位置形成突起，并在二等分突起的形成位置的中间形成三个辅助突起，但如图4(a)～(c)所示，还可以将突起和辅助突起形成在轴向的前后位置。另外，也可以省略形成辅助突起，还可以形成三种以上的高度的突起，且形成在3处以上(例如高突起3处+略低的突起3处+低突起3处)。

图示的例子中，突起21和辅助突起22，在四等分中央开口部19的内周面16a的位置上分别形成了四个。另外，在该例中，凸棱17的形状或周边开口部15a的形状等和上述的实施方式不同。这样，对于突起21和辅助突起22之外的其它构成，均可以采用以往公知的技术。

(2)上述的实施方式中，虽然示出了设置有图3所示的形状的突起等的例子，但本发明中的突起，只要是在中心管的插入一侧具有倾斜面，在将外径大于内接圆的中心管进行内嵌时可发生变形，也可以是任意的材料、形状。

例如，如图5(a)～(d)所示，主视下的突起21的形状也可以是圆弧形、三角形、梯形、斜边是圆弧状的梯形。另外，如图6(a)～(c)所示，侧视下的突起21的形状也可以是四边形、梯形、三角形等。

Claims (5)

1.一种膜元件用密封件保持部件，具备：由螺旋式膜元件的中心管所插入的中央开口部；用于将原液向膜元件的膜端部流入的周边开口部；以及将环状的密封件保持的外周部，其特征在于，

上述中央开口部具有大于所插入的中心管的外径的圆筒状的内周面，并且上述内周面的三处以上的位置形成有第一突起，上述第一突起在中心管的插入一侧具有倾斜面，并且当将外径大于上述第一突起的内切圆的中心管进行内嵌时能够发生变形。

2.根据权利要求1所述的膜元件用密封件保持部件，其特征在于，上述第一突起的轴向长度是上述内周面的轴向长度的一半以下。

3.根据权利要求1或2所述的膜元件用密封件保持部件，其特征在于，上述内周面形成有高度比上述第一突起低的第二突起。

4.根据权利要求3所述的膜元件用密封件保持部件，其特征在于，上述第二突起在中心管的插入一侧具有倾斜面，并且底面的宽度比上述第一突起大。

5.一种膜元件，具备：权利要求1至4中任意一项所述的膜元件用密封件保持部件；在上述第一突起发生变形的状态所插入的中心管；以及螺旋状地缠绕于上述中心管的膜层压体。

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