CN103706254B - 一种中空纤维膜膜组件及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中空纤维膜膜组件及其封装方法，属于膜分离技术领域。包括内螺纹盖帽、硅胶垫片、圆台形硅胶块、外螺纹磨砂承口、中空纤维式膜丝等部件构成。本发明不使用粘结剂，组装方便简单，节约了膜组件的制作时间，也使得除膜丝外的膜组件其他各组成部分便于回收，即膜丝失效后只需更换膜丝，从而提高了材料的使用效率，节约资源和资金投入。采用本发明所制作的膜组件，当产生断丝现象时，可实现对断丝的单丝更换。此外，膜组件中膜丝分布均匀，避免了采用以往粘结方法所造成的膜丝之间分布不均而导致的膜通量降低，同时也有利于膜组件的清洗。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维膜膜组件，属于膜分离技术领域。
背景技术
膜技术是一门崭新的跨学科实用技术，作为一项新型的高分离、浓缩、提纯及净化技术得到广泛应用，膜分离过程是一种无相变、低能耗物理分离过程，具有高效、节能、无污染、操作方便和用途广等特点，被公认为是当代最有前途的高新技术之一。目前膜分离技术的发展主要包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、膜电解、扩散渗析及透析等。
由于中空纤维膜纤细、壁薄易损坏，制造和组装过程仍存在很多问题，但超滤膜的大规模应用将是一种趋势。目前中空纤维膜膜组件的封装过程一般采用灌胶的方式，即通常所称的封胶。在封胶过程中，灌胶后需静置1到2个小时胶水才能凝固，十几个小时才能干透，造成封装效率低下。当胶水调配不当或灌胶过程中稍有不慎，就会使胶水中含有气泡而出现次品。在封装过程或使用过程中，一旦其中有一根膜丝损坏就会影响整个膜组件，不能做到对单一损坏膜丝进行更换。
发明内容
为了克服现有中空纤维膜膜组件封装技术的一些不足，本发明提供了一种中空纤维膜膜组件封装方法，既便于膜丝的组装与更换，也有利于加工制造，提高封装效率，同时也节约了材料和成本投入。
本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种中空纤维膜膜组件，包括内螺纹盖帽、中空纤维式膜丝、圆台形硅胶块；所述内螺纹盖帽开设有内螺纹，其上部开设有用于进水或出水相连的连接口，且所述连接口底部至内螺纹顶端距离为10-50倍中空纤维式膜丝外径；所述内螺纹盖帽内设置有外螺纹承口，所述外螺纹承口的表面开设有与内螺纹盖帽的内螺纹相匹配的外螺纹，所述内螺纹盖帽与外螺纹承口通过内螺纹与外螺纹螺纹连接，并且所述外螺纹承口与连接口相对的一端开设有形状与圆台形硅胶块相同的承口，同时该承口内径比圆台型硅胶块上截面的直径小3mm-5mm；所述圆台型硅胶块设置于外螺纹承口的承口内，并且所述圆台型硅胶块的硅胶块厚度与承口高度相同，而其下截面直径与承口最小处直径相同，其上截面直径与内螺纹盖帽内径相同，同时所述圆台型硅胶块上开设有均匀分布的小孔，所述小孔直径与中空纤维式膜丝外径相同；另外所述圆台型硅胶块与内螺纹盖帽之间设置有硅胶垫片，所述硅胶垫片的直径与内螺纹盖帽内径相同；而所述中空纤维式膜丝设置于圆台型硅胶块的小孔内，且中空纤维式膜丝内撑有钢针，所述钢针长度与圆台型硅胶块相同，其外径与中空纤维式膜丝内径相同，同时其端部与中空纤维式膜丝端部相平。
优选的：所述外螺纹承口的承口内表面经过磨砂处理。
优选的：所述圆台型硅胶块采用硅橡胶制作。
优选的：所述钢针为中空不锈钢针。
优选的：所述小孔数量与中空纤维式膜丝数量相同。
优选的：所述硅胶垫片的截面为椭圆截面，所述椭圆截面的长直径为3mm-5mm。
本发明还提供一种中空纤维膜膜组件的封装方法，包括以下步骤：先将中空不锈钢针插入中空纤维式膜丝一端，并使两者端部相齐平；再将插有中空不锈钢针的中空纤维式膜丝沿圆台形硅胶块下截面至上截面方向穿过圆台型硅胶块上的小孔并保证其端面与圆台型硅胶块上截面相平；然后将装有中空纤维式膜丝的圆台型硅胶块插入外螺纹承口的承口内并压紧；最后在内螺纹盖帽内垫入硅胶垫片，将外螺纹承口与内螺纹盖帽旋紧。
本发明的一种中空纤维膜膜组件，相比现有技术，具有以下有益效果：1.由于包括内螺纹盖帽、中空纤维式膜丝、圆台形硅胶块；所述内螺纹盖帽内设置有外螺纹承口，所述内螺纹盖帽与外螺纹承口通过内螺纹与外螺纹螺纹连接，并且所述外螺纹承口与连接口相对的一端开设有形状与圆台形硅胶块相同的承口，所述圆台型硅胶块设置于外螺纹承口的承口内，所述圆台型硅胶块上开设有均匀分布的小孔，另外所述圆台型硅胶块与内螺纹盖帽之间设置有硅胶垫片；而所述中空纤维式膜丝设置于圆台型硅胶块的小孔内，且中空纤维式膜丝内撑有中空不锈钢针，因此，使用时将中空不锈钢针插入中空纤维式膜丝，再将插有中空不锈钢针的中空纤维式膜丝沿圆台形硅胶块下截面至上截面方向穿过圆台型硅胶块上的小孔并保证其端面与圆台型硅胶块上截面相平，然后将装有中空纤维式膜丝的圆台型硅胶块插入外螺纹承口的承口内并压紧，最后在内螺纹盖帽内垫入硅胶垫片，将外螺纹承口与内螺纹盖帽旋紧，因而其克服了封胶方式的弊端，而本发明的封装不使用粘结剂，组装方便简单，节约了膜组件的制作时间，也使得除膜丝外膜组件其他各组成部分的便于回收，即只膜丝失效后只需更换膜丝，提高了材料的使用效率，节约资源和资金投入。同时采用本发明所制作的膜组件，当产生断丝现象时，可实现对断丝的单丝更换。此外，膜组件中膜丝分布均匀，避免了采用以往粘结方法所造成的膜丝之间分布不均而导致的膜通量降低，同时也有利于膜组件的清洗。
2.由于所述外螺纹承口的承口内表面经过磨砂处理，因此，其密封效果好。
3.由于内撑中空不锈钢针外径与中空纤维式膜丝内径相同并安装于中空纤维式膜丝内部，对中空纤维式膜丝起到支撑作用，防止在中空纤维膜膜组件紧固过程中所造成的膜丝变形或破损现象。
4.由于圆台型硅胶块采用硅橡胶制作，具有一定弹性便于密封，而且化学稳定性好，不会向膜组件滤过液释放杂质。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
其中：1为内螺纹盖帽，2为硅胶垫片，3为圆台形硅胶块，4为内撑中空不锈钢针，5为外螺纹磨砂承口，6为中空纤维式膜丝，7为连接口，8为承口。
具体实施方式
附图非限制性地公开了本发明一个优选实施例的结构示意图，以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。
实施例
本实施例的一种中空纤维膜膜组件，如图1所示，包括内螺纹盖帽、中空纤维式膜丝、圆台形硅胶块；所述内螺纹盖帽开设有内螺纹，其上部开设有用于进水或出水相连的连接口，且所述连接口底部至内螺纹顶端距离为10-50倍中空纤维式膜丝外径；所述内螺纹盖帽内设置有外螺纹承口，所述外螺纹承口的表面开设有与内螺纹盖帽的内螺纹相匹配的外螺纹，所述内螺纹盖帽与外螺纹承口通过内螺纹与外螺纹螺纹连接，并且所述外螺纹承口与连接口相对的一端开设有形状与圆台形硅胶块相同的承口，同时该承口内径比圆台型硅胶块上截面的直径小3mm-5mm；所述圆台型硅胶块设置于外螺纹承口的承口内，并且所述圆台型硅胶块的硅胶块厚度与承口高度相同，而其下截面直径与承口最小处直径相同，其上截面直径与内螺纹盖帽内径相同，同时所述圆台型硅胶块上开设有均匀分布的小孔，所述小孔直径与中空纤维式膜丝外径相同；另外所述圆台型硅胶块与内螺纹盖帽之间设置有硅胶垫片，所述硅胶垫片的截面为椭圆截面，所述椭圆截面的长直径为3mm-5mm，垫片直径与内螺纹盖帽内径相同；而所述中空纤维式膜丝设置于圆台型硅胶块的小孔内，且中空纤维式膜丝内撑有钢针，所述钢针长度与圆台型硅胶块相同，其外径与中空纤维式膜丝内径相同，同时其端部与中空纤维式膜丝端部相平。
所述外螺纹承口的承口内表面经过磨砂处理。
所述圆台型硅胶块采用硅橡胶制作。
所述小孔数量与中空纤维式膜丝数量相同。
所述硅胶垫片的厚度为两毫米。
如图1所示，本实施例主要包括以下几个部分组成：
一个内螺纹盖帽，其上部开有用于与膜组件进水或出水相连的连接口，该连接口底部至螺纹顶端距离为10-50倍中空纤维式膜丝外径；本盖帽内螺纹与磨砂承口外螺纹相匹配。
一个截面为圆形的垫片，垫片采用硅胶制作，其椭圆截面长直径为3mm-5mm，垫片直径与内螺纹盖帽内径相同；
[若干内撑中空不锈钢针，其数量与中空纤维式膜丝数量相同，其长度与圆台型硅胶块相同，其外径与中空纤维式膜丝内径相同。该中空不锈钢针安装于中空纤维式膜丝内部，其端部与膜丝端部相平。
一个圆台型硅胶块，硅胶块厚度与磨砂承口高度相同，其下截面直径与磨砂承口最小处直径相同，其上截面直径与内螺纹盖帽内径相同。该圆台型硅胶块上预先开有均匀分布的小孔，该小孔直径与中空纤维式膜丝外径相同，小孔数量与中空纤维式膜丝数量相同。
一个外螺纹承口，其外螺纹与内螺纹盖帽匹配，其上开有形状与圆台形硅胶块相同的承口，但该承口内径较圆台型硅胶块上截面直径小3mm-5mm；为保证密封效果，该承口内表面经过磨砂处理。
一种中空纤维膜膜组件的封装方法，如图1所示，包括以下步骤：先将中空不锈钢针插入中空纤维式膜丝一端，并使两者端部相齐平；再将插有中空不锈钢针的中空纤维式膜丝沿圆台形硅胶块下截面至上截面方向穿过圆台型硅胶块上的小孔并保证其端面与圆台型硅胶块上截面相平；然后将装有中空纤维式膜丝的圆台型硅胶块插入外螺纹承口的承口内并压紧；最后在内螺纹盖帽内垫入硅胶垫片，将外螺纹承口与内螺纹盖帽旋紧。
由上述可知，本发明可用于封装膜丝呈现中空纤维状的微滤、超滤、纳滤、反渗透等膜材料。
上面结合附图所描述的本发明优选具体实施例仅用于说明本发明的实施方式，而不是作为对前述发明目的和所附权利要求内容和范围的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术和权利保护范畴。
Claims (7)
1.一种中空纤维膜膜组件，包括内螺纹盖帽、中空纤维式膜丝，其特征在于：还包括圆台形硅胶块；所述内螺纹盖帽开设有内螺纹，其上部开设有用于进水或出水相连的连接口，且所述连接口底部至内螺纹顶端距离为10-50倍中空纤维式膜丝外径；所述内螺纹盖帽内设置有外螺纹承口，所述外螺纹承口的表面开设有与内螺纹盖帽的内螺纹相匹配的外螺纹，所述内螺纹盖帽与外螺纹承口通过内螺纹与外螺纹螺纹连接，并且所述外螺纹承口与连接口相对的一端开设有形状与圆台形硅胶块相同的承口，同时该承口内径比圆台形硅胶块上截面的直径小3mm-5mm；所述圆台形硅胶块设置于外螺纹承口的承口内，并且所述圆台形硅胶块的硅胶块厚度与承口高度相同，而其下截面直径与承口最小处直径相同，其上截面直径与内螺纹盖帽内径相同，同时所述圆台形硅胶块上开设有均匀分布的小孔，所述小孔直径与中空纤维式膜丝外径相同；另外所述圆台形硅胶块与内螺纹盖帽之间设置有硅胶垫片，且所述硅胶垫片的直径与内螺纹盖帽内径相同；而所述中空纤维式膜丝设置于圆台形硅胶块的小孔内，且中空纤维式膜丝内撑有钢针，所述钢针长度与圆台形硅胶块相同，其外径与中空纤维式膜丝内径相同，同时其端部与中空纤维式膜丝端部相平。
2.根据权利要求1所述种中空纤维膜膜组件，其特征在于：所述外螺纹承口的承口内表面经过磨砂处理。
3.根据权利要求1所述种中空纤维膜膜组件，其特征在于：所述圆台形硅胶块采用硅橡胶制作。
4.根据权利要求1所述种中空纤维膜膜组件，其特征在于：所述钢针为中空不锈钢针。
5.根据权利要求2所述种中空纤维膜膜组件，其特征在于：所述小孔数量与中空纤维式膜丝数量相同。
6.根据权利要求3所述种中空纤维膜膜组件，其特征在于：所述硅胶垫片的截面为椭圆截面，所述椭圆截面的长直径为3mm-5mm。
7.一种基于权利要求1所述的中空纤维膜膜组件的封装方法，其特征在于：先将中空不锈钢针插入中空纤维式膜丝一端，并使两者端部相齐平；再将插有中空不锈钢针的中空纤维式膜丝沿圆台形硅胶块下截面至上截面方向穿过圆台形硅胶块上的小孔并保证其端面与圆台形硅胶块上截面相平；然后将装有中空纤维式膜丝的圆台形硅胶块插入外螺纹承口的承口内并压紧；最后在内螺纹盖帽内垫入硅胶垫片，将外螺纹承口与内螺纹盖帽旋紧。
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