CN102657958B - 一种超滤膜脱泡装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱泡效率高、脱泡效果好、提高超滤膜的过滤精度、避免纺丝出现破孔的超滤膜脱泡装置，所述超滤膜脱泡装置可一次性将气泡脱离干净，且适用料液的粘度范围广。本发明包括罐体(1)、上盖(2)，所述罐体(1)与所述上盖(2)相连接构成一密闭空间区(100)，所述上盖(2)的顶部中心接有进料管组件(3)，所述罐体(1)的底部中心设有料液出口(14)，所述密闭空间区(100)内上方设有伞形脱泡器(6)，所述伞形脱泡器(6)包括位于顶部中心的溢流凹槽(61)以及位于周围的脱泡流平伞形面(62)，所述溢流凹槽(61)与所述进料管组件(3)的进料口位置相对应，所述罐体(1)的内壁中下部为倾斜的脱泡拉膜斜面。本发明可广泛应用于超滤膜制备领域。

Description

一种超滤膜脱泡装置

技术领域

本发明涉及一种脱泡装置，尤其涉及一种在制备超滤膜过程中对聚合物进行脱泡的脱泡装置。

背景技术

超滤膜是一种孔径规格一致、额定孔径范围为0.1～0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于5道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一，在60年代超滤装置就实现了工业化。超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一，主要用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中，还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置，在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。超滤膜随着技术的进步，其筛选功能必将得到改进和加强，对人类社会的贡献也将越来越大。超滤膜一般为高分子分离膜，用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。

高分子超滤膜一般通过纺丝工艺制造。由于在超滤膜的制备过程中，高分子聚合物在搅拌过程中会产生大量气泡，影响纺丝成型，因此需要在纺丝前进行脱泡处理，目前的脱泡处理主要有静置脱泡和真空脱泡两种方式。由于高分子聚合物的粘度较大，一般为1500～3500厘泊，导致现有的脱泡方式的生产效率很低，脱泡不干净，会出现纺丝的过程中膜丝断裂或漏气的现象，使得成型中孔径不均匀，部分超滤膜出现破孔，最终导致过滤精度降低，如果应用于净化水导致水质变差。为了改善脱泡效果，目前需要反复2～3次脱泡过程，才能将高分子聚合物的气泡脱离干净。另外，目前的静置脱泡和真空脱泡装置难以完成粘度超过4000厘泊的料液的脱泡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种脱泡效率高、脱泡效果好、提高超滤膜的过滤精度、避免纺丝出现破孔的超滤膜脱泡装置，所述超滤膜脱泡装置可一次性将气泡脱离干净，且适用料液的粘度范围广。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括罐体、上盖，所述罐体与所述上盖相连接构成一密闭空间区，所述上盖的顶部中心接有进料管组件，所述罐体的底部中心设有料液出口，所述上盖上还接有真空泵管接头，所述密闭空间区内上方设有伞形脱泡器，所述伞形脱泡器包括位于顶部中心的溢流凹槽以及位于周围的脱泡流平伞形面，所述溢流凹槽与所述进料管组件的出口位置相对应，所述罐体的内壁中下部为倾斜的脱泡拉膜斜面。

所述溢流凹槽与所述脱泡流平伞形面之间设有弧形面过渡的导流区；所述脱泡流平伞形面的锥角为a＝45°～90°；所述脱泡拉膜斜面的倾斜角为b＝5°～10°。

所述上盖设有夹套，所述夹套的上部设有导热介质进口、底部设有导热介质出口，所述夹套的上部还设有排气阀，所述夹套内还设有液位计、导热介质温控探头。

所述密闭空间区内于所述上盖上固定设有若干组吊挂件，所述吊挂件包括调节螺母，所述伞形脱泡器上固定设有若干个吊杆，所述吊杆通过调节螺母连接于所述吊挂件上并可上下调节位置。

所述吊杆的横截面为等腰三角形，所述等腰三角形的对称轴与所述伞形脱泡器的一个母线位于同一平面内；所述吊杆的轴心设有通孔，所述伞形脱泡器上设有与所述通孔的位置和大小相适配的透气孔，所述通孔及所述透气孔连通并分别与所述伞形脱泡器上下方的所述密闭空间区相连通。

所述上盖与所述罐体之间通过法兰组件相连接，并通过石棉盘根密封；所述上盖及所述罐体于所述法兰组件连接处分别设有加强筋。

所述进料管组件与所述上盖通过螺纹连接，所述进料管组件的出口与所述脱泡流平伞形面之间的距离可调；所述进料管组件上接有吹气管。

所述密闭空间区内设有料液温控探头；所述上盖上设有观察窗、安全阀、真空压力表。

所述罐体的底部设有若干个固定支撑件，所述罐体、所述上盖上分别设有吊耳。

所述罐体、所述上盖均采用椭圆形封头。

本发明的有益效果是：由于本发明包括罐体、上盖，所述罐体与所述上盖相连接构成一密闭空间区，所述上盖的顶部中心接有进料管组件，所述罐体的底部中心设有料液出口，所述上盖上还接有真空泵管接头，所述密闭空间区内上方设有伞形脱泡器，所述伞形脱泡器包括位于顶部中心的溢流凹槽以及位于周围的脱泡流平伞形面，所述溢流凹槽与所述进料管组件的出口位置相对应，所述罐体的内壁中下部为倾斜的脱泡拉膜斜面；本发明替代现有的真空脱泡法，通过所述伞形脱泡器和所述脱泡拉膜斜面在同一装置内进行两级脱泡，可一次性将高分子聚合物内的气泡脱离干净，将传统的多次脱泡变成一次脱泡完成，提高了脱泡效率，解决了超滤膜的过滤精度不好和破孔的问题；而且本发明可以适用粘度范围为1000～5000厘泊的料液的脱泡，克服了现有技术难以完成高粘度料液脱泡的弊端，适用料液的粘度范围广；故本发明脱泡效率高、脱泡效果好，能够提高超滤膜的过滤精度、避免纺丝出现破孔。

附图说明

图1是本发明实施例的断面结构示意图；

图2是图1所示M处的放大结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例的超滤膜脱泡装置包括罐体1、上盖2，所述罐体1与所述上盖2相连接构成一密闭空间区100，所述上盖2与所述罐体1之间通过法兰组件22相连接，并通过石棉盘根25密封，以免摩擦产生碎末，所述上盖2及所述罐体1于所述法兰组件22连接处分别设有加强筋24，以避免所述法兰组件22发生形变，所述上盖2与所述罐体1的内壁做表面抛光处理，所述上盖2的顶部中心接有进料管组件3，所述上盖2上还接有真空泵管接头26，所述进料管组件3上接有吹气管31，所述罐体1的底部中心设有料液出口14，以保证料液能一次性全部排放干净，不留死角和存料，所述密闭空间区100内上方设有伞形脱泡器6，所述伞形脱泡器6包括位于顶部中心的溢流凹槽61以及位于周围的脱泡流平伞形面62，所述溢流凹槽61与所述脱泡流平伞形面62之间设有弧形面过渡的导流区63，以使料液往罐体底部流动过程中起导向作用，促使料液沿罐体内壁往下流，避免由于料液流体的冲击而再次产生气泡和泡沫，所述伞形脱泡器6的外表面做镜面抛光处理，所述溢流凹槽61与所述进料管组件3的出口位置相对应，所述进料管组件3与所述上盖2通过螺纹连接，所述进料管组件3采用快接式卡箍，便于操作，所述进料管组件3的出口与所述脱泡流平伞形面62之间的距离可调，以便在外部调节所述进料管组件3与所述脱泡流平伞形面62之间的溢出间隙，通过调节溢出间隙来控制料液的流量，所述脱泡流平伞形面62底部的周圈端面控制在同一水平面上，确保料液能够沿底部端面周圈均匀下流，所述脱泡流平伞形面62的锥角为a＝60°，所述锥角的角度范围一般为a＝45°～90°，所述罐体1的内壁中下部为倾斜的脱泡拉膜斜面10，所述脱泡拉膜斜面10的倾斜角为b＝8°，所述倾斜角的范围为b＝5°～10°，所述密闭空间区100内于所述上盖2上固定设有三组沿周向均布的吊挂件4，所述吊挂件4包括调节螺母41，所述伞形脱泡器6上固定设有三个吊杆5，所述吊杆5通过调节螺母41连接于所述吊挂件4上并可上下调节位置，并可调节所述脱泡流平伞形面62在径向的水平度，所述脱泡流平伞形面62底部的水平面位于所述脱泡拉膜斜面10围成的空间内，即所述脱泡流平伞形面62的底部低于所述脱泡拉膜斜面10的顶部高度，在调节所述调节螺母41时，所述吊杆5及所述伞形脱泡器6的上下位置随之调节，因此所述脱泡流平伞形面62的底部边缘与所述脱泡拉膜斜面10之间的间隙也随之改变，从而进一步控制所述伞形脱泡器6上液料层的厚度和流量，以控制脱泡时间，所述吊杆5的横截面为等腰三角形，所述等腰三角形的对称轴与所述伞形脱泡器6的一个母线位于同一平面内，即所述等腰三角形的中轴的顶点正对所述伞形脱泡器6的轴线，以防止在所述吊杆5与所述伞形脱泡器6连接处阻截料液，避免形成料液流动的死角，有利于料液流平过程中破泡并避免产生次生气泡，所述吊杆5的轴心设有通孔51，所述伞形脱泡器6上设有与所述通孔51的位置和大小相适配的透气孔60，所述通孔51及所述透气孔60连通并分别与所述伞形脱泡器6上下方的所述密闭空间区100相连通，便于在工作过程中，所述伞形脱泡器6的内壁与所述罐体1的内壁之间的空间内产生的气体排出，所述上盖2设有夹套14，所述夹套14的上部设有导热介质进口15、底部设有导热介质出口16，本实施例中所述导热介质采用导热油，所述夹套14用于保持料液的温度均匀一致和稳定，所述夹套14的上部还设有排气阀17，所述夹套14内还设有液位计19、导热介质温控探头20，所述密闭空间区100内设有料液温控探头18，所述上盖2上设有观察窗21、安全阀27、用于检测罐内压力的真空压力表28，所述观察窗21便于观察料液的进料和脱泡情况，所述安全阀27用于在脱泡压力超过工作压力时自动泄压，防止脱泡装置爆破伤人，所述真空泵管接头26和所述真空压力表28安装在所述上盖2的顶部，由于气泡是往上跑，因此此位置有利于脱泡和抽真空，所述罐体1的底部设有三个固定支撑件11，以三脚的形式支撑着地，便于安装和布置，所述罐体1、所述上盖2上分别各设有三个吊耳13、23，以方便拆装，所述罐体1、所述上盖2均采用椭圆形封头。

本发明用于将脱泡之前工艺过程的储存罐中溶解均匀的料液中形成的小气泡快速脱去，以便更好地纺丝，降底膜丝丝漏，提高膜丝强度，同时保持料液的温度均匀一致和稳定。本发明的脱泡形式为分级脱泡，第一级为伞形脱泡，第二级为斜面脱泡。其中，所述伞形脱泡器6的顶部为溢流脱泡结构，所述脱泡流平伞形面62的面积为有效脱泡面积。伞形脱泡原理为：料液经所述进料管组件3引入到所述伞形脱泡器6顶部中心的所述溢流凹槽61，料液以溢流形式经所述导流区63均匀扩散到所述脱泡流平伞形面62上，料液沿所述脱泡流平伞形面62薄层散开，增大脱泡面积，形成料液薄膜，在打料的过程中将气泡脱除干净；所述脱泡拉膜斜面10的区域主要起拉膜作用，目的是进一步脱除在第一级伞形脱泡时残留的细小气泡，所述脱泡拉膜斜面10可以改变料液的流动方向而更新膜面，通过再次拉膜而起到脱泡作用。本发明可以适用粘度范围为1000～5000厘泊的料液的脱泡，克服了现有技术难以完成高粘度料液脱泡的弊端，适用料液的粘度范围广，本发明脱泡效率高、脱泡效果好，能够提高超滤膜的过滤精度、避免纺丝出现破孔。

本发明可广泛应用于超滤膜制备领域。

Claims (9)

1.一种超滤膜脱泡装置，包括罐体（1）、上盖（2），所述罐体（1）与所述上盖（2）相连接构成一密闭空间区（100），其特征在于：所述上盖（2）的顶部中心接有进料管组件（3），所述罐体（1）的底部中心设有料液出口（14），所述上盖（2）上还接有真空泵管接头（26），所述密闭空间区（100）内上方设有伞形脱泡器（6），所述伞形脱泡器（6）包括位于顶部中心的溢流凹槽（61）以及位于周围的脱泡流平伞形面（62），所述溢流凹槽（61）与所述进料管组件（3）的出口位置相对应，所述罐体（1）的内壁中下部为倾斜的脱泡拉膜斜面（10）；所述溢流凹槽（61）与所述脱泡流平伞形面（62）之间设有弧形面过渡的导流区（63）；所述脱泡流平伞形面（62）的锥角为a＝45°～90°；所述脱泡拉膜斜面（10）的倾斜角为b＝5°～10°。

2.根据权利要求1所述的超滤膜脱泡装置，其特征在于：所述罐体（1）设有夹套（12），所述夹套（12）的上部设有导热介质进口（15）、底部设有导热介质出口（16），所述夹套（12）的上部还设有排气阀（17），所述夹套（12）内还设有液位计（19）、导热介质温控探头（20）。

3.根据权利要求1所述的超滤膜脱泡装置，其特征在于：所述密闭空间区（100）内于所述上盖（2）上固定设有若干组吊挂件（4），所述吊挂件（4）包括调节螺母（41），所述伞形脱泡器（6）上固定设有若干个吊杆（5），所述吊杆（5）通过调节螺母（41）连接于所述吊挂件（4）上并可上下调节位置。

4.根据权利要求3所述的超滤膜脱泡装置，其特征在于：所述吊杆（5）的横截面为等腰三角形，所述等腰三角形的对称轴与所述伞形脱泡器（6）的一个母线位于同一平面内；所述吊杆（5）的轴心设有通孔（51），所述伞形脱泡器（6）上设有与所述通孔（51）的位置和大小相适配的透气孔（60），所述通孔（51）及所述透气孔（60）连通并分别与所述伞形脱泡器（6）上下方的所述密闭空间区（100）相连通。

5.根据权利要求1所述的超滤膜脱泡装置，其特征在于：所述上盖（2）与所述罐体（1）之间通过法兰组件（22）相连接，并通过石棉盘根（25）密封；所述上盖（2）及所述罐体（1）于所述法兰组件（22）连接处分别设有加强筋（24）。

6.根据权利要求1所述的超滤膜脱泡装置，其特征在于：所述进料管组件（3）与所述上盖（2）通过螺纹连接，所述进料管组件（3）的出口与所述脱泡流平伞形面（62）之间的距离可调；所述进料管组件（3）上接有吹气管（31）。

7.根据权利要求1所述的超滤膜脱泡装置，其特征在于：所述密闭空间区（100）内设有料液温控探头（18）；所述上盖（2）上设有观察窗（21）、安全阀（27）、真空压力表（28）。

8.根据权利要求1所述的超滤膜脱泡装置，其特征在于：所述罐体（1）的底部设有若干个固定支撑件（11），所述罐体（1）、所述上盖（2）上分别设有吊耳（13、23）。

9.根据权利要求1所述的超滤膜脱泡装置，其特征在于：所述罐体（1）、所述上盖（2）均采用椭圆形封头。

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