CN104084051A - 一种具有立体结构的中空纤维膜滤芯密封层制作方法 - Google Patents

Abstract

一种具有立体结构的中空纤维膜滤芯密封层制作方法，所述密封层由粘接材料浇铸而成，多根中空纤维膜丝的开口端从密封层外表面穿过密封层到其内表面，其特征是所述立体密封层的制造包括以下步骤：向模具内浇铸粘合材料形成平面状中空纤维膜密封层；由一片或一片以上的平面状中空纤维膜密封层，卷曲贴合形成立体状的中空纤维膜密封层。本发明方法具有减少劳作，节约成本，提高效率，便于规模化生产的特点。

Description

一种具有立体结构的中空纤维膜滤芯密封层制作方法

技术领域

本发明涉及一种中空纤维膜滤芯制作，具体涉及一种中空纤维膜滤芯密封层制作方法。

背景技术

膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而大分子溶质被膜截留，达到物质分离及浓缩的目的。在净水行业中，使用中空纤维膜做成滤芯来过滤净化水质的技术被广泛运用。

公知的中空纤维膜滤芯有二种形式，一种是将多根中空纤维膜丝聚集在一起，用密封材料密封中空纤维膜丝两端。让中空纤维膜丝均匀分散在密封材料中。并让中空纤维膜丝一端内管保持封闭，另一端膜丝内管的保持畅通。膜丝两端分别与滤芯壳体用密封材料密封固定；另一种滤芯是将中纤维膜丝绕成“U”形，多根中空纤维膜丝聚集在一起，用密封材料密封固定“U”形开口端，并保持膜丝管畅通。中空纤维膜丝均匀分散在密封材料中，膜丝“U”形开口端与滤芯壳体用密封材料密封固定。这二种中空纤维膜滤芯的共同特点是，滤芯形状均为长管状，未净化水经过膜丝管壁滤膜过滤后，所得净水化从中空纤维膜管开口端流出；中空纤维膜内管开口端与壳体间的密封固定材料制作的密封层为平板状结构；中空纤维膜管开口端在净水装置下端固定。

传统的中空纤维膜滤芯密封层为平面结构，其制造方法为立式静置浇铸法或卧式离心浇铸法。先将中空纤维膜束放入筒状壳体内，中空纤维束密封端长度超过壳体密封端长度，用一活动密封盖密封端部，壳体和活动密封盖构成完整浇铸模。然后向模具内注入液态密封材料如环氧树脂、聚氨脂树脂、聚烯烃树脂等，液态密封材料在重力或者离心力作用下固化形成密封层。从壳体端部剪切去除多余的中空纤维膜开口端及多余密封层，制得滤芯。

发明专利201310474735.3公开了一种中空纤维膜滤芯，包括净水单元、产水管、滤芯壳，净水单元包括中空纤维膜、密封层。所述中空纤维膜由多条中空纤维膜丝汇聚而成，中空纤维膜丝绕成“U形”，其特征是所述密封层结构为密闭中空立方体，密封层上设有开口，开口贯通密封层，所述密封层中空立方体安放在滤芯中，密封层在滤芯中间固定，密封层底部外表面与滤芯壳底上表面保持间距。本发明滤芯具有中空纤维膜组件填充密度高、料液侧压降低的特征。同时具有框板式滤芯料液流速高、抗污染、易清洗的特征。滤芯制作成本低，有较高的产水速度，膜的使用效率高，污垢不易沉积，便于清洗维护。

传统的平面状中空纤维膜密封层制造方法，其浇铸模具由滤芯的筒状壳体端部与活动密封盖构成，密封层浇铸完成后需要剪截去除超过壳体端部的多余密封层，浪费材料；其次传统的滤芯制作方法要密封多根中空纤维膜密封端，手工作业多，不便于大规模的生产。还有，传统方法制作的滤芯其中空纤维膜管在产水端表面分布不均匀、不规整；再有传统的滤芯制造方法也不适宜制造具有立体结构的中空纤维膜滤芯的密封层。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种具有立体结构的中空纤维膜滤芯密封层制作方法。

为达上述目的，本发明的技术方案是：一种具有立体结构的中空纤维膜滤芯密封层制作方法,所述密封层（1）由粘接材料浇铸而成，多根中空纤维膜丝的开口端从密封层外表面穿过密封层到其内表面,其特征是所述立体密封层的制造包括以下步骤：

（1）向模具内浇铸粘合材料形成平面状中空纤维膜密封层。如图5所示，向制好的模具内浇铸粘合材料，浇铸方法采用传统的立式静置浇铸法或卧式离心浇铸法；等待密封层完全固化后，剪开模具底部的中空纤维膜（2），向下取出模具，得到如图1、图7所示的平面状中空纤维膜密封层；所述浇铸粘合材料包括液态聚氨酯、硅橡胶，所述密封层固化后的硬度在邵氏A20-A75之间；

（2)由一片或一片以上的平面状中空纤维膜密封层,卷曲贴合形成立体形状的中空纤维膜密封层。先沿虚线c剪切打开中空纤维膜密封端，剪切处距密封层距离h,h大小为0-2cm；如图2、图4所示将一片或一片以上平面状中空纤维膜密封层的一非开孔面（a面）及其相对面（b面）环绕并贴合在一起，形成密封贴合面（7），从而得到如图1所示的具有立体结构的中空纤维膜密封层；所述贴合方法可以是热融贴合法或者粘接剂粘贴法；所述粘接剂包括硅橡胶、聚氨酯胶或者紫外线胶。

在制好的立体状中空纤维膜密封层上安装上密封端盖，并将其安装在滤芯外壳上，完成中空纤维膜未过滤水和过滤水的密封分隔，制成如图8、图9所示的本发明所述的具有立体密封层结构的中空纤维膜滤芯。后经产品试压，检测，实现商品化。

本发明滤芯，未净化水从中空纤维膜丝外表面进入中空纤维膜内管，中空纤维膜内管的净化水通过产水管(6)收集在一起，过滤除去细菌或微生物在内的直径在0.1um或者更细微的微粒，达到净化水质目的。

本发明制作方法，所述密封层在模具内浇铸而成，密封层制成后不用剪切除掉多余密封材料，相比传统方法节约了材料，减少了工时。

其次，所述中空纤维膜通过模具固定，规整了中空纤维膜膜丝的整齐分布，可以制作出各种理想形状，排列整齐的中空纤维膜出水端。

再者所述模具便于制作，所述中空纤维膜的绕线，可以是一根中空纤维膜完成整个绕线，一方面减少了密封多根中空纤维膜密封端的劳动，另一方面可以引入机械绕线，提高中空纤维膜滤芯生产效率。

进一步，本发明制作方法，密封层制作过程中，可以全方位观测各部位的密封情况，可以很好地避免生产中残次品产生，这在传统生产方法上是不行的。

本发明方法具有减少劳作，节约成本，提高效率的，便于规模化生产的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明平面形状中空纤维膜密封层示意图一

图2是本发明中空纤维膜滤芯密封层制造示意图一

图3是本发明中空纤维膜滤芯密封层生产模具示意图

图4是本发明中空纤维膜滤芯密封层制造示意图二

图5是本发明中空纤维滤膜芯密封层浇铸实例图

图6是本发明中空纤维膜滤芯密封层拆模后示意图

图7是本发明平面形状中空纤维膜密封层B向视图

图8是本发明中空纤维膜滤芯密封层滤芯示意图

图9是本发明中空纤维膜滤芯A-A剖视图。

具体实施方式

一种具有立体结构的中空纤维膜滤芯密封层制作方法,所述密封层（1）由粘接材料浇铸而成，多根中空纤维膜（2）的开口端从密封层外表面穿过密封层到其内表面,以圆筒状立体密封层的制造为例，包括以下步骤：

（1）制作浇铸模具。首先制作一内空为长方体的模具（9），如图3所示，所述内空长方体长度为圆筒状密封层周长，宽为密封层高度，高为密封层厚度，模具底部均布若干通孔（10）。所述通孔横向序号为Dn，纵向序号Gn。所述通孔直径小于中空纤维膜丝外径；所述模具材质为硅橡胶、聚氨酯等弹性体材料。

其次让中空纤维膜丝穿过模具底部所有通孔，如图4、图5所示，先将中空纤维膜丝两端密封，端口（9）密封方法可以是热融或填封石膏粉或填封密封胶,其密封长度小于模具底部孔板高度。所述中空纤维膜可使用反渗透膜、纳米滤膜、超滤膜和微滤膜。材料包括聚乙烯、聚丙烯、纤维素，醋酸纤维素、聚偏氟乙烯等，以及他们的复合材料。然后将中空纤维膜丝从模具底部向上穿过模具边沿序号为（D1,G1)的通孔，穿过长度到达H后，折返穿过底模序号为（D2,G1)通孔，再从模具底部向上穿过(D3,G1)的通孔，穿过长度到达H，如此循环操作，让中空纤维膜丝穿过模具所有通孔，最后让膜丝从上到下穿过模具通孔并密封膜丝开口端。膜丝绕线方法可以是手工针线牵引，也可以是机械牵引。

为充分发挥中空纤维膜性能，H应大于1cm，此案例中H为3cm。

（2）向模具内浇铸粘合材料形成平面形状中空纤维膜密封层，如图5所示，通过浇铸管（11）向制好的模具内浇铸粘合材料，浇铸方法采用传统的立式静置浇铸法或卧式离心浇铸法；等待密封层完全固化后，剪开模具底部的中空纤维膜，向下取出模具，得到如图1、图7所示的平面形状中空纤维膜密封层；所述粘合材料包括液态聚氨酯、硅橡胶等弹性材料；所述密封层固化后的硬度在邵氏A20-A75之间。

（3）由一片或一片以上的平面状中空纤维膜密封层,卷曲贴合形成立体状的中空纤维膜密封层。如图6所示，先沿虚线c剪切打开中空纤维膜密封端，密封端开口处距密封层距离h,h大小为0-2cm；将一片或一片以上平面状中空纤维膜密封层的一非开孔面（a面）及其相对面（b面）环绕并贴合在一起形成密封贴合面（7），从而得到圆筒体形状中空纤维膜密封层；所述贴合方法采用粘接剂粘贴法，所述粘接剂包括硅橡胶、聚氨酯胶或者紫外线胶。

图2所示案例是由一片平面状中空纤维膜密封层,卷曲贴合形成圆筒状的中空纤维膜密封层。

图4所示具体案例是由二片平面状中空纤维膜密封层,卷曲贴合形成圆筒状的中空纤维膜密封层。

(4)安装滤芯端盖、外壳等附件，制成本发明所述的具有立体结构的中空纤维膜滤芯。如图8所示，先在制好的圆筒状中空纤维膜滤芯密封层上安装上密封层端盖（3），将密封层（1）安装在滤芯外壳（4）上，连接产水管（6），制成如图8、图9所示的本发明所述的具有立体密封层结构的中空纤维膜滤芯。

滤芯将未过滤水和过滤水的密封分隔，未净化水从中空纤维膜丝外表面进入中空纤维膜内管，中空纤维膜内管的净化水通过产水管(6)收集在一起，过滤除去细菌或微生物在内的直径在0.1um或者更细微的微粒，达到净化水质目的。

(5)产品经试压，检测，实现商品化。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种具有立体结构的中空纤维膜滤芯密封层制作方法,所述密封层由粘接材料浇铸而成，多根中空纤维膜丝的开口端从密封层外表面穿过密封层到其内表面,其特征是所述立体密封层的制造包括以下步骤：

（1）向模具内浇铸粘合材料形成平面状中空纤维膜密封层；

（2）由一片或一片以上的平面状中空纤维膜密封层，卷曲贴合形成立体状的中空纤维膜密封层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述浇铸粘合材料包括液态聚氨酯、硅橡胶。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述平面状中空纤维膜密封层由粘合材料固化形成，所述平面状中空纤维膜密封层固化后的硬度在邵氏A20-A75之间。

4.根据权利要求1所述的方法，所述卷曲贴合形成立体状的中空纤维膜密封层，其特征是所述贴合法是热融贴合法或者粘接剂粘贴法，贴合使用粘接剂包括硅橡胶、聚氨酯胶或者紫外线胶。