CN102553448A

CN102553448A - 一种外压式中空纤维膜的封装方法

Info

Publication number: CN102553448A
Application number: CN2011104579537A
Authority: CN
Inventors: 葛明明
Original assignee: PURIFICATION EQUIPMENT (SUZHOU) CO Ltd
Current assignee: PURIFICATION EQUIPMENT (SUZHOU) CO Ltd
Priority date: 2011-12-31
Filing date: 2011-12-31
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明的一种外压式中空纤维膜的封装方法，包括以下步骤：a)把外压式中空纤维膜的端部放置在一容器中；b)使用可硬化的第一树脂材料将外压式中空纤维膜的端部浇筑在容器内，该第一树脂材料硬化后形成第一层胶封；c)在第一层胶封完全硬化之后，使用可硬化的第二树脂材料围绕外压式中空纤维膜浇筑在第一层胶封上，该第二树脂材料硬化后形成第二层胶封；d)当第二层胶封完全硬化之后，使用激光对容器端部进行切割，切割面经过容器、外压式中空纤维膜和第一层胶封，切割后外压式中空纤维膜端部的出水口露出；其中，第二层胶封硬化后的材料硬度小于第一层胶封硬化后的材料硬度；第二层胶封比第一层胶封具有更高的柔性；激光的功率范围为85～110瓦。本发明抗拉伸、抗冲击，使所封装的外压式中空纤维膜不易断裂。

Description

一种外压式中空纤维膜的封装方法

技术领域

本发明属于给水处理领域所使用的净化设备，具体涉及一种外压式中空纤维膜的封装方法。

背景技术

当今世界由于环境污染，水资源不断匮乏，迫使水处理技术快速发展。由于中空纤维膜技术具有很多优点（包括过滤面积较大、较易反向清洗以及成本较低等），因此在给水处理、污水处理和中水回用等领域都有广泛的应用。

中空纤维膜技术中的中空纤维膜的结构为中空管状，中空管的长度远远大于其管径，看上去就像一根丝，因此中空纤维膜被形象的称为膜丝。膜丝的管壁为具有微小孔径的高分子薄膜，此即为起过滤作用的滤膜。使用时以外界能量或化学位差为推动力，利用膜丝管壁滤膜对来水进行过滤，对来水的溶质和溶剂进行分离，得到净化出水。由于中空纤维膜系统中作用的膜丝数量通常为数千根，因此即使少量膜丝发生破损，也不会影响系统整体使用，运行较可靠。

中空纤维膜系统分为外压式和内压式。其中外压式是指来水从膜丝外部穿过膜丝管壁滤膜后进入膜丝中空管腔中，而内压式的水流方向正相反，来水是从膜丝中空管腔中穿过管壁滤膜后至膜丝外部。目前在给水处理领域所使用的几乎都为内压式中空纤维膜系统，相比于外压式系统，内压式系统对膜丝的强度要求不高，但是由于外压式系统具有卫生死角少、膜丝不易堵、清洗和反冲彻底、不易滋生细菌和不易残留有害物质等优点，因此非常适合用于给水处理领域（特别是适用于水质安全性要求高的饮用水制水工艺中）。具体使用时，一束外压式中空纤维膜膜丝（通常为呈片状的膜丝束）的端部置入用于封装的容器中，每一端对应置入一容器，使用可硬化的树脂材料将膜丝端部浇筑固定在容器中，再对每一容器的端部进行切割以露出容器中膜丝的中空管腔，此即膜丝的出水口，将两容器置入两集水装置中，各容器中的膜丝的出水口与相对应集水装置中的水流通道连通，组装好以后，将集水装置和膜丝均浸没在曝气的水池水体中，集水装置的水流通道通过管道与抽吸泵连接。产水阶段，抽吸泵开启，使水池中的水穿过膜丝束中每一膜丝的管壁滤膜后进入膜丝管腔中，沿膜丝管腔经膜丝端部出水口进入集水装置的水流通道中，再通过管道进入后续清水池中。在产水时，水池水体中的颗粒物质（即污染物，包括细菌等）被膜丝管壁滤膜截留后聚积在膜丝管壁外侧，膜丝被水池的水流和气流不断冲击以带走膜丝管壁外侧聚积的污染物。膜丝本身是具有增强结构的增强型外压膜丝，能够经受的住水流气流的反复冲击，但是在与容器中的树脂材料交汇的膜丝端部受到更大的拉扯冲击。

可见，对用于浇筑膜丝端部的树脂材料的要求是硬化后既要具有足够的强度，以对膜丝端部提供足够的支撑，又要具有一定的柔性，以缓冲膜丝端部所受到的冲击，减少拉扯力，避免交汇部位膜丝的断裂，而这两种要求却相矛盾。例如现有技术中所使用的单一的加入了固化剂的环氧树脂、聚氨酯或硅材料形成的单一的封胶材料，即会产生上述问题。

发明内容

本发明目的是提供一种抗拉伸、抗冲击、使所封装的外压式中空纤维膜不易断裂的封装方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种外压式中空纤维膜的封装方法，该方法包括以下步骤：

a) 把外压式中空纤维膜的端部放置在一容器中；

b) 使用可硬化的第一树脂材料将所述外压式中空纤维膜的端部浇筑在所述容器内，该第一树脂材料硬化后形成第一层胶封；

c) 在所述第一层胶封完全硬化之后，使用可硬化的第二树脂材料围绕所述外压式中空纤维膜浇筑在所述第一层胶封上，该第二树脂材料硬化后形成第二层胶封；

d) 当所述第二层胶封完全硬化之后，使用激光对所述容器端部进行切割，切割面经过所述容器、外压式中空纤维膜和第一层胶封，切割后所述外压式中空纤维膜端部的出水口露出；

其中，所述第二层胶封4硬化后的材料硬度小于第一层胶封3硬化后的材料硬度；

其中，所述激光的功率范围为85～110瓦。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述第一树脂材料是由添加了第一固化剂的环氧树脂制成的。

2、上述方案中，所述第二树脂材料是由添加了第二固化剂的环氧树脂制成的。

3、上述方案中，所述第一层胶封与第二层胶封的厚度比范围为2～4:1。

本发明工作原理是：第一层胶封的硬度高，可对外压式中空纤维膜的端部提供足够的支撑，第二层胶封具有柔性，当外压式中空纤维膜受到水流气流的反复强烈冲击时，第二层胶封对膜的端部提供缓冲，使其不易断裂，能够抗拉伸和抗冲击；另外，大功率激光可轻松切割不同材质的材料，不会产生毛口，亦无絮状物掉落，可避免堵塞水流通道，影响出水水质和水量。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明通过增加柔性高的第二胶封层使得所封装的外压式中空纤维膜端部更抗拉伸和抗冲击，不易断裂，且结构简单，易于实施，亦降低了维护成本。

2、本发明采用激光同时对容器、外压式中空纤维膜和胶封层三种材质的材料进行切割，其中中空纤维膜（通常使用偏四氟乙烯材质）遇热迅速收口，无絮状物掉落，其他两种材质的材料的切口亦完好，不会产生毛口，亦无絮状物掉落，均不会堵塞或影响水流通道；使用在给水处理领域的此种外压式中空纤维膜膜丝的强度大，是管壁中具有支撑层的增强膜丝，而此功率范围的激光对其的切割效率高，可快速完成切割，对其他两种材料的切割效率亦很高，避免了传统技术中使用刀具切割、因三种材质的材料所需力度不同、不易控制而不能得到完好切口的弊病。

附图说明

附图1为根据本发明的封装方法将外压式中空纤维膜端部浇筑固定在容器中的结构示意图；

附图2为根据本发明的封装方法将附图1中的容器端部切割后的结构示意图；

附图3为附图1的A-A剖视图；

附图4为附图2的B-B剖视图。

以上附图中：1、外压式中空纤维膜；2、容器；3、第一层胶封；4、第二层胶封。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1-4，一种外压式中空纤维膜的封装方法，该方法包括以下步骤：

a) 把外压式中空纤维膜1的端部放置在一容器2中；

b) 使用可硬化的第一树脂材料将所述外压式中空纤维膜1的端部浇筑在所述容器2内，该第一树脂材料硬化后形成第一层胶封3；

c) 在所述第一层胶封3完全硬化之后，使用可硬化的第二树脂材料围绕所述外压式中空纤维膜1浇筑在所述第一层胶封3上，该第二树脂材料硬化后形成第二层胶封4；

d) 当所述第二层胶封4完全硬化之后，使用激光对所述容器2端部进行切割，切割面经过所述容器2、外压式中空纤维膜1和第一层胶封3，切割后所述外压式中空纤维膜1端部的出水口露出；

其中，所述激光的功率范围为85～110瓦。

第一树脂材料是由添加了第一固化剂的环氧树脂制成的；第二树脂材料是由添加了第二固化剂的环氧树脂制成的。其中第一固化剂和第二固化剂均是与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，把复合材料骨材包络在网状体之中，使线型树脂变成坚韧的体型固体的添加剂。第一固化剂和第二固化剂包括多种类型，例如改性脂肪胺类、酸性固化剂（有机酸、酸酐、三氟化硼及其络合物等）、加成型或催化型固化剂、显在型和潜伏型固化剂（双氰胺、己二酸二酰肼等），属于本领域技术人员所能想到的配比和选择方法。通过调整第一固化剂和第二固化剂的种类或者添加量，使第一树脂材料和第二树脂材料的硬化时间和硬化后的硬度不同，第二树脂材料硬化后所形成的第二层胶封4比第一树脂材料硬化后所形成的第一层胶封3具有更高的柔性。另外采用环氧树脂还可避免浇筑时膜丝与胶封材料之间产生密封缺陷。

第一层胶封3与第二层胶封4的厚度比范围为2～4:1，本实施例中为3:1。

附图中外压式中空纤维膜丝的每一端部显示相并列的两个容器，而使用时是数个容器插入固定在集水装置中，容器中的膜丝中空管腔的出水口与集水装置中的水流通道连通。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种外压式中空纤维膜的封装方法，该方法包括以下步骤：

a) 把外压式中空纤维膜（1）的端部放置在一容器（2）中；

b) 使用可硬化的第一树脂材料将所述外压式中空纤维膜（1）的端部浇筑在所述容器（2）内，该第一树脂材料硬化后形成第一层胶封（3）；

c) 在所述第一层胶封（3）完全硬化之后，使用可硬化的第二树脂材料围绕所述外压式中空纤维膜（1）浇筑在所述第一层胶封（3）上，该第二树脂材料硬化后形成第二层胶封（4）；

d) 当所述第二层胶封（4）完全硬化之后，使用激光对所述容器（2）端部进行切割，切割面经过所述容器（2）、外压式中空纤维膜（1）和第一层胶封（3），切割后所述外压式中空纤维膜（1）端部的出水口露出；

其中，所述第二层胶封（4）硬化后的材料硬度小于第一层胶封（3）硬化后的材料硬度；

其中，所述激光的功率范围为85～110瓦。

2.根据权利要求1所述的外压式中空纤维膜的封装方法，其特征在于：所述第一树脂材料是由添加了第一固化剂的环氧树脂制成的。

3.根据权利要求1所述的外压式中空纤维膜的封装方法，其特征在于：所述第二树脂材料是由添加了第二固化剂的环氧树脂制成的。

4.根据权利要求1所述的外压式中空纤维膜的封装方法，其特征在于：所述第一层胶封（3）与第二层胶封（4）的厚度比范围为2～4:1。