CN103239994A

CN103239994A - 圆筒状壳体收纳用夹具

Info

Publication number: CN103239994A
Application number: CN2013100440219A
Authority: CN
Inventors: 板仓正则; 伊藤正则
Original assignee: Mitsubishi Chemical Cleansui Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Cleansui Corp
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: JP2013158690A; CN103239994B; JP5871127B2

Abstract

本发明提供能够便宜且简单地进行具有不同的外径的圆筒状壳体的中空纤维膜组件的制造的圆筒状壳体收纳用夹具。本发明的夹具使用于离心装置，该离心装置收纳圆筒状壳体，该圆筒状壳体收纳中空纤维膜束，将粘接用树脂填充到壳体的底板附近，离心装置具备收纳板，该收纳板在开口部收纳壳体，并且能够从初始位置移动到离心位置，具有大致圆筒形状，外周具备：具有与收纳板的开口部的内径大致相等的外径的外侧支撑部（54）；具有比外侧支撑部大的外径的外侧大径部（56）；以及连接外侧支撑部与外侧大径部的外侧台阶部（58），内周具备：内侧大径部（64）；具有比内侧大径部小的内径的内侧中径部（66）；以及连接内侧大径部与内侧中径部的内侧台阶部（68）。

Description

圆筒状壳体收纳用夹具

技术领域

概括来说，本发明涉及圆筒状壳体收纳用夹具，详细来说，涉及在净水器所使用的中空纤维膜组件的制造中使用于在填充粘接剂时所使用的离心装置的夹具。

背景技术

近年来，在各家庭等中，通常使用净化自来水的净水器。在这种净水器中，例如在圆筒状壳体10内将中空纤维膜组件18（图1）作为过滤材料来使用，就中空纤维膜组件18而言，中空纤维膜12的圆柱体14的一端14a被粘接剂16固定。

在制造这种中空纤维膜组件18的情况下，首先，在将中空纤维膜12以一定的长度折回多次而形成板状之后，使用聚酯原丝（Polyester filament yarn）等的纺织纤维20来编织中空纤维膜12的两端附近的部分，从而形成长条状编织物22（图2）。

接着，将该长条状编织物22切断成规定长度，以如图3所示的树脂注入用中心管24为中心在与中空纤维膜12的长度方向正交的方向卷绕而成为圆柱状14（图4）。

并且，将该圆柱体14收纳在一端被底板10a封闭的圆筒状壳体10的底部。另外，将在下部一体形成有排出管26的树脂灌注筒（液态树脂储存容器）28的排出管26插入被卷绕圆柱状的中空纤维膜（圆柱体）22的中心的中心管24中，并且，将固定用液态树脂注入树脂灌注筒28内（图5），成为中空纤维膜组件的中间体M。将该中间体M安装在离心装置上，通过中心管24将树脂灌注筒28内的树脂填充到圆筒状壳体10的底部，从而在圆筒状壳体10的底部形成粘接剂（树脂）层16。

另外，该圆筒状壳体10的与底部邻接的部分为小径部10b，该小径部10b通过台阶部10c与上侧部分连接。

利用该粘接剂（树脂）层16将圆柱体14固定在圆筒状壳体10的内周面上，并且圆柱体14内的各中空纤维膜12相互粘接而一体化。

作为在上述那样的树脂填充中所使用的离心装置，例如具有图6及图7所示那样的、具备配置在铅直方向上的旋转轴30和在保持中间体M的状态下以旋转轴30为中心旋转的部分的装置（专利文献1）。

该离心装置收纳在离心机的框体内，是成为离心机的主要部分的装置，具备：转动部件34，其具备中心固定在旋转轴30上并从旋转轴30沿水平方向放射线状地延伸的六个臂32；以及六个料斗36，其以跨越相邻的两个臂32的前端的方式吊设，能以与臂32的连接部为中心向径向外侧摆动地设置。

各料斗36具备水平地配设且形成有能够收纳中间体M的圆筒状壳体10的四个开口部38的保持板40、和吊设保持板40的一对吊设部件42，通过将中间体M的圆筒状壳体10的底部嵌合在各开口部38中，能够以其长度方向为铅直方向的方式固定、保持圆筒状壳体10。

如图5所示那样将在内部配置有中空纤维膜的圆柱体14与收纳了树脂R的树脂筒28的壳体10嵌合在该保持板40的开口部38中，使转动部件34以旋转轴30为中心进行转动。

通过该转动，转动部件34的吊设在六个臂32的前端的料斗36利用由旋转产生的离心力以与臂32的连接部为中心向径向外侧摆动。其结果，嵌合在料斗36的保持板40的开口中的中间体M的圆筒状壳体10向外侧倾斜（图8）。

并且，通过这种倾斜，树脂灌注筒28内的树脂液R利用离心力从树脂灌注筒28的排出管26通过中心管24填充到圆筒状壳体10的底部，在圆筒状壳体10的底部形成粘接剂（树脂）层16。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4095800号公报

发明内容

在此，净水器的中空纤维膜组件（中间体）所使用的圆筒状壳体的外径尺寸根据所安装的净水器的尺寸等而不同。因此，作为中空纤维膜组件的制造工序的一部分的填充工序也需要与具有不同的外径的圆筒状壳体对应。

但是，在专利文献1等的离心装置中，由于是通过将圆筒状壳体10嵌合在各料斗36的保持板40的开口部38中，以其长度方向为铅直方向的方式固定、保持圆筒状壳体10并进行填充工序的结构，因此无法相对于不同的外径的圆筒状壳体进行粘接剂的填充作业。

另外，也考虑了准备形成有不同的直径的开口部的多张保持板，根据作为对象的圆筒状壳体的外径更换保持板的方法，但由于保持板是金属部件，因此价格高，并且根据作为对象的圆筒状壳体的外径更换保持板的作业存在生产效率下降之类的问题。

本发明是为了解决这种问题而完成的，其目的在于提供能够便宜且简单地进行具有不同的外径的圆筒状壳体的中空纤维膜组件的制造的圆筒状壳体收纳用夹具。

根据本发明，提供一种夹具，是使用于离心装置的圆筒状壳体收纳用夹具，该离心装置收纳圆筒状壳体，该圆筒状壳体收纳有由多根中空纤维膜构成的中空纤维膜束并在一端形成有底板，上述离心装置利用伴随以旋转轴为中心的旋转所产生的离心力使上述圆筒状壳体以上述底板朝向转动的径向外侧的方式配置，从而将粘接用树脂填充到上述圆筒状壳体的底板附近，该离心装置具备收纳板，该收纳板在开口部收纳上述圆筒状壳体，并且能够从在上下方向支撑上述圆筒状壳体的初始位置移动到上述圆筒状壳体的底板利用上述离心力配置为朝向转动的径向外侧的离心位置，该圆筒状壳体收纳用夹具的特征在于，

具有至少一端开口的大致圆筒形状，

该夹具的外周具备：具有与上述收纳板的上述开口部的内径大致相等的外径的外侧支撑部；配置在该外侧支撑部的上述一端侧且具有比上述外侧支撑部大的外径的外侧大径部；以及连接上述外侧支撑部与外侧大径部的外侧台阶部，

上述夹具的内周具备：配置在上述一端侧的内侧大径部；配置在该内侧大径部的另一端侧且具有比上述内侧大径部小的内径的内侧中径部；以及连接上述内侧大径部与内侧中径部的内侧台阶部。

根据这种结构，由于在夹具内部设有内径不同的部分，因此只要是具备具有与这些内径的任一个对应的外径的壳体的中空纤维膜组件，都能够通过该夹具安装在离心装置上，进行粘接剂的填充作业。

根据本发明的另一优选方式，在内周具备：配置在上述内侧中径部的另一端侧且具有比上述内侧中径部小的内径的内侧小径部；以及连接上述内侧中径部与内侧小径部的第二内侧台阶部。

根据本发明的又一优选方式，利用合成树脂一体形成。

本发明的效果如下。

根据本发明，能够提供能够便宜且简单地进行具有不同的外径的圆筒状壳体的中空纤维膜的制造的圆筒状壳体收纳用夹具。

附图说明

图1是使用本发明的优选方式的夹具制造的中空纤维膜组件的剖视图。

图2是图1的中空纤维膜组件所使用的中空纤维膜的长条状编织物的俯视图。

图3是在制造图1的中空纤维膜组件时所使用的中心管的立体图。

图4是在图1的中空纤维膜组件中所使用的中空纤维膜的圆柱体的立体图。

图5是用于说明图1的中空纤维膜组件的制造工序的、中空纤维膜组件的中间体的剖视图。

图6是本发明的优选方式的夹具所使用的离心装置的立体图。

图7是本发明的优选方式的夹具所使用的离心装置的俯视图。

图8是说明本发明的优选方式的夹具所使用的离心装置的动作的侧视图。

图9是本发明的优选方式的夹具的立体图。

图10是本发明的优选方式的夹具的纵剖视图。

图11是将本发明的优选方式的夹具安装在支撑板上的状态的立体图。

图12是将中空纤维膜组件的中间体安装在本发明的优选方式的夹具上的状态的纵剖视图。

图13是将中空纤维膜组件的另一中间体安装在本发明的优选方式的夹具上的状态的纵剖视图。

图14是将中空纤维膜组件的又一中间体安装在本发明的优选方式的夹具上的状态的纵剖视图。

图中：

38-开口部，40-保持板，50-夹具，52-开口端，54-外侧支撑部，56—外侧大径部，58—外侧台阶部，60—外侧小径部，62—第二外侧台阶部，64—内侧大径部，66—内侧中径部，68—内侧台阶部，70—内侧小径部，72—第二内侧台阶部。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的优选的实施方式的夹具50进行说明。该夹具能在例如专利文献1所记载的离心装置中使用，但也能用于其他形式的离心装置。

如图9及图10所示，夹具50具有一端为开口端52的大致圆筒形状，是利用合成树脂一体成形的杯状部件。

在夹具50的外周设有圆筒状的外侧支撑部54，该外侧支撑部54设在夹具50的长度方向（轴线方向）中央，并且具有与离心装置的保持板40的开口部38的内径大致相等的外径。另外，在夹具50的外周设有圆筒状的外侧大径部56，该外侧大径部56配置在外侧支撑部54的开口端52侧，并且具有比外侧支撑部54大的外径。

在外侧支撑部54与外侧大径部56之间形成有外侧台阶部58。外侧台阶部58具有在夹具50的径向延伸的环状部分，连结外侧支撑部54的上端与外侧大径部56的下端。

另外，在夹具50的外周设有圆筒状的外侧小径部60，该外侧小径部60配置在外侧支撑部54的另一端侧，并且具有比外侧支撑部54小的外径。

在外侧支撑部54与外侧小径部60之间形成第二外侧台阶部62。第二外侧台阶部62与外侧台阶部58相同地具有在夹具50的径向上延伸的朝向下方的环状部分，连结外侧支撑部54的下端与外侧小径部60的上端。

通过这种结构，当将夹具50收纳在离心装置的保持板40的开口部38中时，与外侧台阶部58相同，在夹具50的径向上延伸的环状部分与收纳板40的上表面抵接，夹具50嵌合在开口部38上（图11）。

另一方面，在夹具50的内周设有：配置在一端（开口端）侧并具有圆筒状的内周壁的内侧大径部64；以及配置在内侧大径部64的另一端侧且具有比内侧大径部64小的内径的圆筒状的内周壁的内侧中径部66。在内侧大径部64与内侧中径部66之间形成有内侧台阶部68。

内侧台阶部68具有在夹具50的径向上延伸的环状部分，连结内侧部大径部64的下端与内侧中径部66的上端。

另外，在内侧中径部66的另一端侧设有内侧小径部70，该内侧小径部70具有比内侧中径部66小的内径的圆筒状的内周壁。在内侧中径部64与内侧小径部70之间设有第二内侧台阶部72。

第二内侧台阶部72与内侧台阶部68相同地具有在夹具50的径向上延伸的朝向上方的环状部分，连结内侧中径部66的下端与内侧小径部70的上端。

在本实施方式中，内侧小径部70的内径设定为与邻接于圆筒状的壳体10的底部10a的小径部10b的外径大致相等，内侧中径部66的内径设定为与圆筒状壳体10的主体部的外径大致相等的尺寸。

根据这种结构，当使图5所示的中空纤维膜组件的中间体M底部朝下地从夹具50的开口端52插入夹具50内时，构成中间体M的圆筒状壳体10的小径部10b与夹具50的内侧小径部70的内周面抵接，并且，通过圆筒状壳体10的小径部10b与主体部之间的台阶部10c与夹具50的第二内侧台阶部72配合，使中间体M保持在夹具50内（图12）。

另外，具有壳体的中间体M’能够保持在内侧小径部70内，该壳体整体具有比夹具50的内侧小径部70小的外径（图13）。

另外，具有壳体的中间体M”能够保持在内侧大径部64内，该壳体具有比夹具50的内侧大径部64大的外径（图14）。

如果这样使用本实施方式的夹具，则能够将具有不同的外径的圆筒状壳体的中间体M等设置在离心装置上。

在将中间体M等设置于离心装置上后，使离心装置进行动作，如图8所示，使离心力作用在中间体M等上，将树脂R从树脂灌注筒28填充到圆筒状壳体10的底部。

另外，离心装置通常是将图6至图8所示的离心装置收纳在能够控制内部的温度等的筐体80中而构成离心机。

离心机82具备配置在筐体80的内部的加热器与风扇，控制为筐体内为均匀的期望温度。

作为在上述中空纤维膜组件18、中间体M、M’、M”等中所使用的中空纤维膜能够使用多种，例如能够使用由例如纤维素系、聚烯烃系、聚乙烯醇系、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）系、聚砜系等各种材料构成的中空纤维膜。尤其优选由聚乙烯等强度和伸长率高的材质构成的中空纤维膜。

另外，中空纤维膜的孔径、孔隙率、膜厚、外径等只要是能将中空纤维膜作为过滤膜使用的尺寸，则未特别地限定，例如优选外径20～2000μm，孔径0.01～1μm，孔隙率20～90%，膜厚5～300μm左右。

另外，壳体10的材质只要具有机械强度及耐久性即可，例如可以使用聚碳酸酯、聚砜、聚烯烃、PVC（聚氯乙烯）、丙烯树脂、ABS树脂、改性PPE（聚丙乙烯）等。

作为固定用树脂，能够使用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、硅酮系填充材料、各种热熔树脂等，能适当选定。另外，固化前的固定用树脂的粘度也未特别地限定，优选500～5000mPa·s，更优选2000～3000mPa·s的范围。

在固定用树脂的粘度小于500mPa·s时，固定用树脂流动到中空纤维膜的开口端部，有可能成为堵塞该开口端部的原因。当固定用树脂的粘度超过5000mPa·s时，由于难以浸渍在中空纤维膜间，因此不是优选的。

通过离心装置的动作，料斗36向径向外侧摆动，收纳在料斗中的中间体M配置为壳体10的底面侧朝向外侧，开口端侧朝向内侧，并受到离心力。由于该离心力，液状树脂储存容器28内的液态树脂如箭头C所示那样通过中心管24到达壳体10的底部。

在该离心工序中，在筐体内使加热器及风扇进行动作，控制为筐体内为均匀的期望温度。

经过规定时间后，停止离心装置等，从离心装置取出壳体10，使到达壳体10的底部的液态树脂固化，在壳体10底部形成在轴线方向上封闭壳体10的内部空间的树脂（粘接剂）层16。

利用该树脂层16，将圆柱体14固定在壳体10的内周面，并在圆柱体14内接合中空纤维膜12彼此。

最后，在壳体10的底板10a附近，在壳体10的径向上切断利用树脂层16与壳体10一体化的圆柱体14，使构成圆柱体14的中空纤维膜12的开口端向外部露出，结束中空纤维膜组件18（图1）的制造。

在本实施方式的夹具中，根据中空纤维膜组件的圆筒状壳体的外径，圆筒状壳体相对于夹具50的高度位置不同。

因此，在使用相同的夹具的情况下，离心工序的离心装置的旋转轴与圆筒状壳体间的距离根据圆筒状壳体相对于夹具50的高度位置的差不同，根据圆筒状壳体的外径，作用在中空纤维膜组件上的离心力的大小也不同。即，在使用相同的夹具的情况下，能够使较大的离心力施加在外径小的圆筒状壳体上。

另一方面，通过改变外侧台阶部、内侧台阶部、第二内侧台阶部等的高度位置，能够改变作用在中空纤维膜组件上的离心力的大小。

本发明未限定于上述实施方式，能在权利要求书所记载的技术思想的范围内进行多种改变、变形。

Claims

1.一种夹具，是使用于离心装置的圆筒状壳体收纳用夹具，该离心装置收纳圆筒状壳体，该圆筒状壳体收纳有由多根中空纤维膜构成的中空纤维膜束并在一端形成有底板，上述离心装置利用伴随以旋转轴为中心的旋转所产生的离心力使上述圆筒状壳体以上述底板朝向转动的径向外侧的方式配置，从而将粘接用树脂填充到上述圆筒状壳体的底板附近，该离心装置具备收纳板，该收纳板在开口部收纳上述圆筒状壳体，并且能够从在上下方向支撑上述圆筒状壳体的初始位置移动到上述圆筒状壳体的底板利用上述离心力配置为朝向转动的径向外侧的离心位置，该夹具的特征在于，

具有至少一端开口的大致圆筒形状，

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，

在内周具备：配置在上述内侧中径部的另一端侧且具有比上述内侧中径部小的内径的内侧小径部；以及连接上述内侧中径部与内侧小径部的第二内侧台阶部。

3.根据权利要求1或2所述的夹具，其特征在于，

利用合成树脂一体形成。