CN104226116B - 一种膜接触器及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及并公开了一种新型膜接触器，包括中心管、壳体、端盖，还包括多圈缠绕在中心管上的膜卷筒，膜卷筒包括中空纤维膜基面及固定在中空纤维膜基面上的螺旋式隔断，中空纤维膜基面由多根中空纤维膜丝作为横向、编织线为纵向编织形成。本发明还公开了一种新型膜接触器的制造工艺，包括制作布水管、编织中空纤维膜基面并涂胶制作螺旋式隔断、卷绕在中心管上、封装等步骤。本发明的一种新型膜接触器及其制造工艺提高了单位体积的膜面积，增加了流道长度和液体停留时间，加强液体与膜丝的接触，能有效地防止水流短路现象，可以使液体更加流畅均匀的在组件中流动，提高了脱气效率。

Description

一种膜接触器及其制造工艺

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及一种新型膜接触器及其制造工艺。

背景技术

膜接触器内装有大量的中空纤维，纤维的壁上有微小的孔，水分子不能通过这种小孔，而气体分子却能够穿过。膜接触器可以起到多种用途，包括：从液体中去除夹杂气体、去除液体内的气泡、过滤液体、将气体加入液体等。空心纤维膜接触器通常包括一束空心纤维，壳体，壳体包围纤维束。有四个端口：第一流体进口，第一流体出口，第二流体进口，第二流体出口。空心纤维在外壳内两个端面封装，形成封装部位，封装部位及壳体外侧有纤维孔，该纤维孔形成第二流体进口和第二流体出口。

例如公开号为CN1680006A的专利在壳体内设有中心管，该中心管通过端盖，该中心管连通第一流体进口和第一流体出口。该中心管壁上有多个开孔。第一流体进口的流体通过中心管进入壳体内，与纤维平行或垂直流动。

例如公开号为CN103153427A的专利采用隔断式膜接触器，包括开孔中心管，围绕管的中空纤维，固定空心纤维端部的封装部位，位于封装部位之间的隔断，以及围绕中心管、中空纤维、封装部位、隔断的壳体。纤维在隔断处是敞开的，即流体可以从封装部位之间的纤维中穿过。

但是上述两种形式的膜接触器在运行中，没有明确流道，液体与中空纤维接触机会少，易形成死角和液体流动集中的现象。死角处液体流动少，浪费膜丝面积；水流集中使液体与膜丝不能均匀的接触。

发明内容

针对现有技术膜接触器存在液体与中空纤维膜丝接触机会少，脱气效率低的缺陷，本发明提供一种能增加流道长度和流体停留时间，加强液体与膜丝的接触从而提高脱气效率的新型膜接触器及其制造工艺。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种新型膜接触器，包括中心管、壳体、端盖，还包括多圈缠绕在中心管上的膜卷筒，所述的膜卷筒包括中空纤维膜基面及固定在中空纤维膜基面上的螺旋式隔断，中空纤维膜基面由多根中空纤维膜丝作为横向、编织线为纵向编织形成。将膜丝编织成面便于固定螺旋式隔断，同时使膜丝能够卷绕紧密装入壳体中，大幅度的提高了膜的装填密度，同样体积下膜面积增加了30％。螺旋式隔断，可以增加流道长度和流体停留时间，加强液体与膜丝的接触，尤其加强液体与膜丝横向接触，从而提高脱气效率。

作为优选，中心管两端径向向外设置布水管，所述布水管穿过膜卷筒且与中心管相通，布水管外壁设有通孔，中心管内密封设置挡板，挡板位于布水管内侧。液体进入中心管端部后，由于挡板的阻挡，液体进入布水管，通过布水管上的通孔进入到膜卷筒，可以防止液体流动稀疏部位的产生，同时也可以防止水流集中部位的产生。有效的防止了水流短路现象，可以使液体更加流畅均匀的在组件中流动。

作为优选，所述螺旋式隔断的螺旋长度为0.1m～5m，直径为4cm～100cm，周期数为0.5～20。

作为优选，所述的中空纤维膜丝壁厚范围5～1000μm，毛孔细度范围10％～80％。

作为优选，所述的编织线采用丙纶、氨纶、腈纶、棉纶、棉。

作为优选，所述的封装位置预留5cm～10cm，布水管位置离中心管端部10cm～13cm，挡板位置离中心管端部15cm～17cm。

作为优选，所述的布水管的直径选择10mm～40mm。

一种新型膜接触器的制造工艺，包括以下步骤：

1)中心管预留封装位置，封装位置内侧径向向外设置布水管，布水管与中心管相通，布水管外壁设有通孔，中心管内密封设置挡板，挡板位于布水管内侧，封装位置、布水管、挡板在中心管两端均对称设置；

2)按照设计要求，对照中心管的长度和直径，卷出基面模型，然后将基面模型展开，将多根中空纤维膜丝作为横向、编织线为纵向编织形成中空纤维膜基面，中空纤维膜基面与展开的基面模型大小相同；

3)按照预先设计的螺旋式隔断的参数做出隔断模型，将隔断模型展开获得螺旋线轨迹；

4)在中空纤维膜基面上按照步骤3)获得的螺旋线轨迹进行涂胶；

5)将涂胶后形成螺旋形突起的中空纤维膜基面卷绕在中心管上，切割出穿过布水管的通孔并封装在预留的封装位置上，固定在壳体内，形成膜卷筒，此时脱气口是与膜丝孔相通的；

6)将端盖安装到壳体两端。

本发明的一种新型膜接触器及其制造工艺将中空纤维膜编织成面，于其面上设置螺旋式隔断并卷成膜卷筒，可提高单位体积的膜面积，可以增加流道长度和液体停留时间，加强液体与膜丝的接触，从而提高脱气效率。且设置布水管布水并直接进入膜卷筒，比从中心管布水能有效地防止水流短路现象，可以使液体更加流畅均匀的在组件中流动，进一步提高了脱气效率。

附图说明

图1为本发明所述一种新型膜接触器实施例的示意图。

图2为图1中膜卷筒的结构示意图。

图3为本发明所述的一种新型膜接触器的制造工艺实施例中空纤维膜基面模型示意图。

图4为本发明所述的一种新型膜接触器的制造工艺实施例螺旋式隔断模型示意图。

图5为本发明所述的一种新型膜接触器的制造工艺实施例涂胶轨迹示意图。

具体实施方式

下面结合图1-图5与具体实施方式对本发明做进一步的说明。

一种新型膜接触器，如图1、图2所示，包括中心管1、壳体3、端盖4、进液口11、出液口12、第一脱气口13、第二脱气口14，还包括多圈缠绕在中心管1上的膜卷筒2，所述的膜卷筒2包括中空纤维膜基面5及固定在中空纤维膜基面5上的螺旋式隔断6，所述的中空纤维膜基面5由多根中空纤维膜丝9作为横向、编织线为纵向编织形成。膜卷筒2的旋转周期数为3圈。

所述的中空纤维膜丝壁厚范围500μm，毛孔细度范围50％。编织线采用丙纶。螺旋式隔断6的螺旋长度为1m，直径为20cm，周期数为2。

在壳体3内，中心管1两端径向向外设置布水管7，所述布水管7穿过膜卷筒2且与中心管1相通，布水管7外壁设有通孔，中心管1内密封设置挡板8，挡板8位于布水管7内侧。布水管7的直径选择30mm。封装位置10预留8cm，布水管7位置离中心管1端部10cm，挡板8位置离中心管1端部13cm。

一种新型膜接触器的制造工，要做到如图1所示的新型膜接触器，包括以下步骤：

1)中心管1预留封装位置10，封装位置10内侧径向向外设置布水管7，布水管7与中心管1相通，布水管7外壁设有通孔，中心管1内密封设置挡板8，挡板8位于布水管7内侧，封装位置10、布水管7、挡板8在中心管两端均对称设置，布水管7的直径选择30mm，封装位置10预留8cm，布水管7位置离中心管1端部10cm，挡板8位置离中心管1端部17cm；

2)按照设计要求，对照中心管的长度和直径，卷出3圈基面模型16，如图3所示，然后展开，将多根中空纤维膜丝9作为横向、编织线为纵向编织形成中空纤维膜基面5，中空纤维膜基面5与展开的基面模型16大小相同；

3)按照螺旋式隔断6的螺旋长度为1m，直径为20cm，周期数为2的设计要求做出隔断模型17，如图4所示，将隔断模型17展开获得渐变的类似″S″形的螺旋线轨迹15，如图5所示；

4)在中空纤维膜基面5上按照步骤3)获得的螺旋线轨迹15进行涂胶，涂胶采用热熔胶；

4)将涂胶后形成螺旋形突起的中空纤维膜基面5卷绕在中心管1上，分割出穿过布水管7的通孔并封装在预留的封装位置10上，固定在壳体3内，形成膜卷筒2，此时第一脱气口13和第二脱气口14是与膜丝孔相通的；

5)将端盖4安装到壳体3两端。

综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.一种膜接触器，包括中心管(1)、壳体(3)、端盖(4)，其特征在于：还包括多圈缠绕在中心管(1)上的膜卷筒(2)，所述的膜卷筒(2)包括中空纤维膜基面(5)及固定在中空纤维膜基面(5)上的螺旋式隔断(6)，所述的中空纤维膜基面(5)由多根中空纤维膜丝(9)作为横向、编织线为纵向编织形成，中心管(1)两端径向向外设置布水管(7)，所述布水管(7)穿过膜卷筒(2)且与中心管(1)相通，布水管(7)外壁设有通孔，中心管(1)内密封设置挡板(8)，挡板(8)位于布水管(7)内侧。

2.根据权利要求1所述的一种膜接触器，其特征在于：所述螺旋式隔断(6)的螺旋长度为0.1m～5m，直径为4cm～100cm，周期数为0.5～20。

3.根据权利要求1或2所述的一种膜接触器，其特征在于：所述的中空纤维膜丝(9)壁厚5～1000μm，毛孔细度范围10％～80％。

4.根据权利要求1所述的一种膜接触器，其特征在于：所述的织线采用丙纶、氨纶、腈纶、棉纶、棉。

5.根据权利要求1所述的一种膜接触器，其特征在于：所述的中心管(1)预留封装位置(10)5cm～10cm，布水管(7)位置离中心管(1)端部10cm～13cm，挡板(8)位置离中心管(1)端部15cm～17cm。

6.根据权利要求1所述的一种膜接触器，其特征在于：所述的布水管(7)的直径选择10mm～40mm。

7.根据权利要求1-6所述的任一种膜接触器的制造工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)中心管预留封装位置，封装位置内侧径向向外设置布水管，布水管与中心管相通，布水管外壁设有通孔，中心管内密封设置挡板，挡板位于布水管内侧，封装位置、布水管、挡板在中心管两端均对称设置；

2)按照设计要求，对照中心管的长度和直径，卷出基面模型，然后将基面模型展开，将多根中空纤维膜丝作为横向、编织线为纵向编织形成中空纤维膜基面，中空纤维膜基面与展开的基面模型大小相同；

3)按照预先设计的螺旋式隔断的参数做出隔断模型，将隔断模型展开获得螺旋线轨迹；

4)在中空纤维膜基面上按照步骤3)获得的螺旋线轨迹进行涂胶；

5)将涂胶后形成螺旋形突起的中空纤维膜基面卷绕在中心管上，切割出穿过布水管的通孔并封装在预留的封装位置上，固定在壳体内，形成膜卷筒，此时脱气口是与膜丝孔相通的；

6)将端盖安装到壳体两端。