CN101623596B - 应力缓冲端头中空纤维膜组件 - Google Patents

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Abstract

一种应力缓冲端头中空纤维膜组件属于膜分离过滤技术领域，其特征在于，在所述中空纤维膜组件的壳体5两端处分别开有预留注胶孔10A和10B，用于自第二次封装起以后各次，从该孔注入柔性胶粘剂，以便通过包括离心浇铸在内的浇铸工艺，在中空纤维膜丝束1根部和所述组件的封头2之间形成锥形柔性封装层3，以防止所述中空纤维膜丝束在根部形成应力集中，加强其抗震机械强度，尤其适用于水处理领域。

Description

应力缓冲端头中空纤维膜组件
技术领域
本发明涉及利用中空纤维膜处理液体的中空纤维膜组件，具体地说，本发明涉及可在能源、环保、生物工程等领域的液体分离中使用的中空纤维膜组件。
背景技术
中空纤维膜是一种非常先进的过滤材料，它利用中空的纤维膜壁的渗透作用，对液体进行分离、萃取、净化、浓缩、富集等处理，根据中空纤维膜的孔径和选择透过的物质不同可分为：微滤膜、超滤膜等，用中空纤维膜束的中空纤维膜组件具有装填密度高、过滤面积大、单位膜面积的制造费用低、耐压稳定性高等特点，已经被广泛应用于环保、化工、冶金、电力、海水淡化、医疗等领域。
膜分离过程要在外界驱动力的作用下才能进行，因此在膜组件的设计中要特别注意密封与粘结问题，中空纤维膜组件采用粘结剂将数千根甚至数万根中空纤维膜丝粘结密封在一起，又将中空纤维膜丝束与壳体内壁粘结密封在一起形成封头，一个结构合理、性能良好的封头对中空纤维膜组件的性能起着十分重要的作用。
在大多数中空纤维膜组件制作和使用过程中发现：无论采用离心浇铸或超声波振荡等浇铸方法都采用一种环氧树脂粘结剂封装，这种粘结剂通过调节环氧树脂、固化剂、交联剂、增韧剂、稀释剂和填料等的配比，力争形成一种既有良好的刚性又有良好的韧性等性能较完美的粘结剂，但由于环氧树脂本身的脆性缺陷，膜丝根部成为一个应力集中点，在使用或者在清洗过程中极易折断，膜丝的断裂大大降低中空纤维膜组件的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服或改善现有技术的缺点，提供一种能够防止在使用或清洗时中空纤维膜丝易断裂的中空纤维膜组件。
本发明提出的一种中空纤维膜组件，含有：壳体，所述壳体内装的中空纤维膜丝束，位于中空纤维膜丝束中间的多孔中心管，分别用于固定所述中空纤维膜丝束和中心管，两端端部的由首次封装层形成的封头，与所述壳体的一端相连且具有进水口的第一端盖，与所述壳体的另一端相连且具有浓水出口以及与所述中心管相通的净水出口的第二端盖，其特征在于，在沿所述壳体纵向的两端分别开有预留注胶孔各一个，为自第二次封装起各次封装目的，注入物能在所述中空纤维膜丝束端部和所述首次封装层之间形成锥形二次软胶封装层的柔性胶粘剂，所述锥形的底部在所述中空纤维膜丝束的根部，所述预留注胶孔在封装结束后是被封堵的。
本发明的中空纤维膜组件，由于采用两种或多种材料进行两次或多次封装，加强了中空纤维膜丝的机械强度，防止在使用或清洗过程中发生断丝现象，特别适用于水处理领域，也可用于其它能源、环保、生物工程等领域的液体过滤中。
附图说明
图1为本发明的一实施方案的中空纤维膜组件的纵剖面示意图，是表示作为水处理中的内压式中空纤维膜组件的纵剖面示意图。
图2为表示在图1中的封头在膜丝根部的局部剖面示意图。
具体实施方式
本发明提出的中空纤维膜组件具有一个开有预留注胶孔的壳体、内装于该壳体的中空纤维膜丝束、将该中空纤维膜丝束两端固定在壳体内壁上的封头，开有进水口或出水口的端盖，且中空纤维膜丝束经过两次或多次浇铸，第一次用环氧树脂粘接剂使纤维丝之间以及纤维丝束与壳体之间进行封装固定，以后各次从壳体的预留注胶孔注入软性胶进行封装，使纤维丝与封装根部形成锥形韧性体，起到应力缓冲作用，用于保护中空纤维膜丝根部，封装完成后将预留注胶孔封堵。
以下结合实施例及附图对本发明进行详细叙述。
本实施例为本发明的非限定性实施例。
图1是对本发明的中空纤维膜组件在水处理应用中的一例进行表示的示意图。在图1中，中空纤维膜组件是具备在两端部具有预留注胶孔10A和10B的壳体5，内装于该壳体5的中空纤维膜丝束1，在中空纤维膜丝束1中间即壳体5的中心位置设置的多孔中心管6，用于将该中空纤维膜丝束1和中心管6的两端部固定的封头2，与上述壳体5的一端相连接，且具有进水口7的端盖11，与上述壳体5的另一端相连接，具有浓水出口4和与中心管6连接的净水出口8的端盖9。第一次封装采用环氧树脂进行常规技术封装形成封头2，第二次和以后每次把柔性胶粘剂从壳体5上两端的预留注胶孔10A和10B注入，采用离心浇铸或其它方法浇铸固化形成二次封装层3，用于保护中空纤维膜丝根部，封装完成后将预留注胶孔10A和10B封好。
过滤净化时，原水通过进水口7进入中空纤维膜丝中心侧，透过膜丝壁的净水进入膜丝外侧，再经过多孔中心管6从净水出口8排出，没有透过膜丝的浓水沿膜丝内壁的中心通道流到膜丝的另一端，从浓水口4排出，端盖11可以改成端盖9的形式，这时净化物排出口有两个，分别位于两个端盖的中心位置，与中心管6相连。
图2表示在图1中的封头在膜丝根部的局部剖面图。在图2中，在中空纤维膜丝1的根部具有一次封装层2和二次封装层3，一次封装层用环氧树脂胶粘剂与常规方法相同，二次封装层采用柔性胶粘剂，从壳体两端的预留孔注胶，用常规离心浇铸或其它工艺使其形成软性封装层3，起到应力缓冲保护膜丝根部的作用。
在上述实施例中的中空纤维膜组件被设为内压式，具体地说原水是从中空纤维膜丝1的中心进入，净水透过中空纤维膜丝壁到膜丝外侧从产水口排出，污染物不能透过中空纤维膜丝壁，沿中空纤维膜丝内壁从一端流到另一端的过程中不断被浓缩，最后从浓水出口排出。上述实施例的中空纤维膜组件也可以采用外压式，具体地说，上述实施例中端盖11改为端盖9的形式，上述实施例的进水口7和浓水口4改为净水口，上述实施例中的两个净水出口的其中一个改为进水口，另一个改为浓水出口，原水从中空纤维膜丝外侧进入，净水透过中空纤维膜丝壁到膜丝中心侧从净水出口排出，浓水沿中空纤维膜丝外壁流到中空纤维膜丝另一端从浓水出口排出。
本发明的中空纤维膜组件，由于采用两次或多次封装，加强了中空纤维膜的机械强度，防止在使用和清洗过程中发生断丝现象，特别适用于水处理领域，也可用于其它能源、环保、生物工程等领域的液体过滤中。

Claims (2)

1.一种应力缓冲端头中空纤维膜组件，含有：壳体，内装于所述壳体的中空纤维膜丝束、位于中空纤维膜丝束中间的多孔中心管、分别用于固定所述中空纤维膜丝束和中心管的，两端端部的由首次封装层形成的封头，与所述壳体的一端相连且具有进水口的第一端盖，与所述壳体的另一端相连且具有浓水出口以及与所述中心管相通的净水出口的第二端盖，其特征在于，在沿所述壳体纵向的两端分别开有预留注胶孔各一个，为自第二次封装起各次封装目的，注入物能在所述中空纤维膜丝束端部和所述首次封装层之间形成锥形二次软胶封装层的柔性胶粘剂，所述锥形的底部在所述中空纤维膜丝束的根部。
2.根据权利要求1所述的一种应力缓冲端头中空纤维膜组件，其特征在于，所述预留注胶孔在封装结束后是被封堵的。
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