膜片装夹装置以及采用此装置的水处理膜片用检测设备
技术领域
本发明涉及检测技术领域,尤其涉及一种膜片装夹装置以及采用此装置的水处理膜片用检测设备。
背景技术
近年来,水资源不足和水体污染是制约各国社会正常发展的主要因素之一。水资源短缺和污水排放越来越受各国政府和民众的重视。我国就为人均水资源严重不足和水体污染严重的国家之一,为了解决水资源不足和水体污染的问题,水处理技术研究正在不断发展。
膜法是水处理工艺中一种较为常用的处理方法,它具有占地面积小、处理效率高等优点,其中平板膜又具有抗污染性强,组件膜面积大等优点,从而被广泛使用。
然而,平板膜组件的性能又很大程度的依赖于膜片的性能,因此膜片的性能将会影响水处理的能力。因而,对水处理膜片的质量进行检测就显得尤为重要。水处理膜片性能中最重要的几个性能为截留能力、水通量和抗污染性。
申请号为201310077427.7的专利申请一种便携式膜片测试机,包括膜组件,由上盖和下盖组成,所述膜片测试机还包括料液箱和透过液箱,所述上盖上设有原液进口和浓缩液出口,所述料液箱利用原液进料管与原液进口相连,所述料液箱利用浓缩液回料管与浓缩液出口相连,所述原液进料管上设有泵,所述浓缩液回料管上设有阀门;所述下盖上设有渗透液出口,所述透过液箱利用渗透液出水管与渗透液出口相连。此种装置仅仅用于测试膜片的截留率,且一次只能对单一膜片进行测试,不适合多组膜片的测试,使用不方便。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种结构精简、安装和拆卸方便的膜片装夹装置,具体技术方案如下:
一种膜片装夹装置,包括烧结滤板、由上至下平行设置的上夹板和下夹板以及用于固定所述上夹板和所述下夹板的锁紧卡箍;
所述上夹板上沿上下方向设置有第一通孔,所述下夹板的上表面上设有凹槽,所述凹槽设置在所述第一通孔的正下方,且两者的尺寸均为待检测膜片的尺寸的0.7-0.95倍;
所述凹槽的内壁上端设有用于固定所述烧结滤板的第一卡槽,其侧壁上设有与外界连通的第二通孔,所述烧结滤板的上表面与所述下夹板的上表面位于同一平面上。
以上技术方案中优选的,所述上夹板的下表面上设有用于固定密封部件的第二卡槽,所述第二卡槽为环形结构,且所述第一通孔设置在其内侧;所述第二通孔设置在所述凹槽的中下部。
以上技术方案中优选的,所述上夹板的边缘以及所述下夹板的边缘均为与所述锁紧卡箍相匹配的楔面形状。
以上技术方案中优选的,所述烧结滤板上的通孔的孔径为0.5微米-3.0毫米,优选为1.0微米-1.0毫米。
应用本发明的膜片装夹装置,具有以下技术效果:
(1)本发明的膜片装夹装置包括烧结滤板、由上至下平行设置的上夹板和下夹板以及用于固定所述上夹板和所述下夹板的锁紧卡箍,整体结构精简;上夹板上沿上下方向设置有第一通孔,下夹板的上表面上设有凹槽,凹槽设置在第一通孔的正下方,且两者的尺寸均为待检测膜片的尺寸的0.7-0.95倍,待检测膜片固定后能很好地对其相关性能进行检测;烧结滤板的设置便于承受待检测膜片的重量以及上部所施加的压力等,确保待检测膜片不被损坏;通过第一卡槽以及锁紧卡箍进行装配,安装和拆卸方便。
(2)本发明中上夹板的下表面上设有用于固定密封部件的第二卡槽,第一通孔设置在第二卡槽的内侧,实现密封作用,提高检测准确度;第二通孔设置在所述凹槽的中下部,便于凹槽内部的液体流出,从而方便收集。
(3)本发明中上夹板的边缘以及下夹板的边缘均为楔面形状,方便锁紧卡箍的快速锁紧,且固定效果好。
(4)本发明中烧结滤板的孔径为0.5微米-3.0毫米中的任意尺寸,优选为1.0微米-1.0毫米之间任意尺寸,满足待检测膜在不同条件下的性能检测,实用性强。
本发明的第二目的在于公开一种包括上述膜片装夹装置的水处理膜片用检测设备,具有以下特点:此设备不但可以检测出待检测水处理膜片的水通量,而且还可以根据待检测水处理膜片的产水与被检测液的电导率来计算待检测水处理膜片的截留能力,从而实现对被检测水处理膜片性能的判定;通过不断的向耐压水箱中注入相应浓度的检测液,可以实现检测设备的长期运行,通过测试同一水处理膜片不同时间段的相关性能,进行对比,便可测试出待检测水处理膜片的抗污染性;整体设备结构精简,生产方便,使用安全高效,从而便于实施推广应用。
具体技术方案如下:
一种水处理膜片用检测设备,包括水平设置的耐压水箱、设置在所述耐压水箱内部的如上述的膜片装夹装置、膜片产水导流管路、压力流体输入系统以及磁力搅拌装置;
所述膜片装夹装置中的上夹板以及下夹板均垂直于所述耐压水箱的内部底面设置;
所述压力流体输入系统包括流体供压部件以及与其出口端连通的第一管道,所述第一管道与所述耐压水箱的上部连通且其上设有包括调压阀以及压力表的入口压力控制部件;
所述磁力搅拌装置包括设置在所述耐压水箱正下方的磁力驱动部件以及设置在所述耐压水箱内部的磁子;
所述膜片产水导流管路的进水端与所述膜片装夹装置上的第二通孔连通,其出水端设置在所述耐压水箱的外侧且其上设有阀门。
以上技术方案中优选的,所述耐压水箱的上端设有尺寸大于所述膜片装夹装置的尺寸的开口,且所述开口处设有可拆卸盖板;所述耐压水箱的内部底面上设有用于固定所述膜片装夹装置的卡座,所述卡座围绕所述耐压水箱的中心部位环形排列;所述膜片产水导流管路的数量与所述膜片装夹装置的数量相同且两者一一对应连接。
以上技术方案中优选的,所述可拆卸盖板上设有进水口,所述第一管道与所述进水口连通。
以上技术方案中优选的,所述耐压水箱的可拆卸盖板上设有观察窗;所述流体供压部件包括流体压力泵或者流体压力蓄能部件或者空压机。
以上技术方案中优选的,所述耐压水箱的耐压范围、调压阀的调压范围以及所述压力表的显示范围均为0~1000psi,且所述调压阀的调压精度以及所述压力表的显示误差小于等于3%。
为了达到更好的技术效果,还包括集水箱,所述集水箱的上端开口处设置在所述膜片产水导流管路中出水端的正下方;所述集水箱通过第二管道以及设置其上的水泵与所述流体供压部件连通。
应用本发明的水处理膜片用检测设备,具有以下技术效果:
(1)本发明的用于检测水处理膜片性能的设备包括水平设置的耐压水箱、设置在所述耐压水箱内部的上述膜片装夹装置、膜片产水导流管路、压力流体输入系统以及磁力搅拌装置,整体结构精简;压力流体输入系统包括流体供压部件以及与其出口端连通的第一管道,第一管道上设有包括调压阀以及压力表的入口压力控制部件,入口压力控制部件的设计主要用于控制耐压水箱内的压力到设定值并保证压力恒定,从而确保待检测水处理膜片的测试条件恒定;磁力搅拌装置包括设置在耐压水箱正下方的磁力驱动部件以及设置在耐压水箱内部的磁子,通过磁力驱动部件带动磁子高速转动,从而保证耐压水箱内被检测液的均一性,避免在水处理膜片表面区域出现浓差极化现象,进而确保装夹在各个膜片装夹装置中的待检测水处理膜片测试环境相同,避免因测试环境不同而造成的系统误差;膜片产水导流管路包括与膜片装夹装置连通的管路以及设置在管路出口端的阀门,便于有选择地使用各个膜片装夹装置,从而实现各个膜片装夹装置的单个独立运行,满足不同的需求,实用性强。
(2)本发明中耐压水箱的上端设有尺寸大于膜片装夹装置的尺寸的开口,且开口处设有可拆卸盖板,便于膜片装夹装置的安装和拆卸;耐压水箱的内部底面上设有用于固定膜片装夹装置的卡座,卡座围绕耐压水箱的中心部位环形排列,卡座的设置便于固定膜片装夹装置,其设置方式可以确保整个待检测水处理膜片的测试环境相同,提高检测精准度;膜片产水导流管路的数量与膜片装夹装置的数量相同且两者一一对应连接,更好地确保各个膜片装夹装置的独立运行。
(3)本发明可拆卸盖板上设有进水口,第一管道与进水口连通,既方便进水口的加工,又方便连接。
(4)本发明中耐压水箱的可拆卸盖板上设有观察窗,便于使用者掌握耐压水箱内检测液液位、膜片运行情况、磁子运行的情况;流体供压部件包括流体压力泵或者流体压力蓄能部件或者空压机,满足不同的检测需求,实用性强。
(5)本发明中耐压水箱的耐压范围、调压阀的调压范围以及压力表的显示范围均为0~1000psi,满足不同条件下对待检测各种水处理膜片的相关参数的设定;调压阀的调压精度以及压力表的显示误差小于等于3%,保证检测的精准度。
(6)本发明中还包括集水箱,集水箱用于收集各个膜片产水导流管路的产水,方便产水量的统计以及后续废液的处理;集水箱通过第二管道以及设置其上的水泵与流体供压部件连通,从而实现液路的循环,保证耐压水箱中检测液浓度不变,实现设备的长期运行。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例1中膜片装夹装置的结构示意图;
图2是本发明优选实施例2中水处理膜片用检测设备的整体结构示意图;
图3是图2中局部俯视图;
1-耐压水箱,11-开口,12-可拆卸盖板,13-卡座,14-进水口,15-观察窗,2-膜片装夹装置,21-烧结滤板,C-第二卡槽,22-上夹板,221-第一通孔,23-下夹板,231-凹槽,A-第一卡槽,B-第二通孔,24-锁紧卡箍,3-膜片产水导流管路,31-出水端,32-阀门,4-压力流体输入系统,41-流体供压部件,42-第一管道,5-磁力搅拌装置,51-磁力驱动部件,52-磁子,6-入口压力控制部件,61-调压阀,62-压力表,7-密封部件,8-待检测膜片,9-集水箱,91-第二管道,92-水泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1:
一种膜片装夹装置2,其结构详见图1,具体包括烧结滤板21、由上至下平行设置的上夹板22和下夹板23以及用于固定所述上夹板22和所述下夹板23的锁紧卡箍24,其中,所述上夹板22的边缘以及所述下夹板23的边缘均设置成与所述锁紧卡箍24相匹配的楔面形状,方便锁紧卡箍的快速锁紧,且固定效果好。
所述上夹板22上沿上下方向设置有第一通孔221,所述下夹板23的上表面上设有凹槽231,所述凹槽231设置在所述第一通孔221的正下方,且两者的尺寸均为待检测膜片8的尺寸的0.7-0.95倍,即当待检测膜片8固定在所述上夹板22和下夹板23之间时,待检测膜片8的中间部位刚好与第一通孔221的中间部位以及凹槽231的中间部位对应设置,提高检测的精准度。
所述凹槽231的内壁上端设有用于固定所述烧结滤板21的第一卡槽A,其侧壁上设有与外界连通的第二通孔B,所述烧结滤板21的上表面与所述下夹板23的上表面位于同一平面上,采用第一卡槽A固定烧结滤板21,安装和拆卸方便;烧结滤板21的上表面与下夹板23的上表面位于同一平面上,便于承受待检测膜片8自身的重量以及上部所施加的压力等,确保待检测膜片8不被损坏;第二通孔B的设置便于将凹槽231内的液体排出,方便收集。
所述上夹板22的下表面上设有用于固定密封部件7的第二卡槽C(密封部件7采用橡胶密封圈),所述第二卡槽C为环形结构,且所述第一通孔221设置在其内侧,第二卡槽C的设计,便于安装和拆卸密封部件7;第一通孔221设置在第二卡槽C的内侧,便于实现密封,具体是防止凹槽231内部和外部的液体发生混合,影响检测精度;所述第二通孔B设置在所述凹槽231的中下部,便于凹槽内部的液体流出,从而方便收集。
所述烧结滤板21上设有通孔,且通孔的孔径为0.5微米-3.0毫米之间的任意尺寸,优选为1.0微米-1.0毫米之间的任意尺寸,满足待检测膜在不同条件下的性能检测,实用性强。
本发明的膜片装夹装置的具体安装过程如下:将所述烧结滤板21设置在所述第一卡槽A内;将待检测膜片8设置在所述上夹板22和下夹板23之间;将密封部件7设置在上夹板22下表面上的第二卡槽C内;通过锁紧卡箍24锁紧上夹板22和下夹板23。
应用本发明的膜片装夹装置,整体结构精简,生产方便;安装和拆卸方便;待检测膜片不容易被损坏,提高检测效果。
实施例2:
一种水处理膜片用检测设备,详见图2和图3,具体包括水平设置的耐压水箱1、设置在所述耐压水箱1内部的如实施例1所述的膜片装夹装置2、膜片产水导流管路3、压力流体输入系统4以及磁力搅拌装置5,整体结构精简。
所述膜片装夹装置2中的上夹板22以及下夹板23均垂直于耐压水箱1的内部底面设置。
所述耐压水箱1的上端设有尺寸大于所述膜片装夹装置2的尺寸的开口11,且所述开口11处设有可拆卸盖板12,可拆卸盖板12上设有进水口14(此处的进水口14还可以根据实际需求设置在耐压水箱1的侧壁上),开口11和可拆卸盖板12的设计便于将膜片装夹装置2的安装和拆卸;进水口14的设置便于往耐压水箱1的内部增加检测用溶液等物质,尽可能避免外界的污染等,提高检测精度。
所述耐压水箱1的内部底面上设有用于固定所述膜片装夹装置2的卡座13,所述卡座13围绕所述耐压水箱1的中心部位环形排列,当耐压水箱1的内腔为正四面体结构时,共设置8个均布的膜片装夹装置2,详见图3,可以确保整个待检测水处理膜片的测试环境相同,提高检测精准度。当耐压水箱为圆柱形结构时,可设置多个膜片装夹装置2,环形排布。
所述压力流体输入系统4包括流体供压部件41以及与其出口端连通的第一管道42,所述第一管道42与所述进水口14连通,且其上设有包括调压阀61以及压力表62的入口压力控制部件6,所述耐压水箱1的耐压范围、调压阀61的调压范围以及所述压力表62的显示范围均为0~1000psi,且所述调压阀61的调压精度以及所述压力表62的显示误差小于等于3%,满足不同条件下对待检测水处理膜片的相关参数的设定且能保证检测的精准度;所述流体供压部件41可为流体压力泵或者流体压力蓄能部件或者空压机,满足不同的检测需求,实用性强。
所述磁力搅拌装置5包括设置在所述耐压水箱1正下方的磁力驱动部件51以及设置在所述耐压水箱1内部的磁子52,所述磁子52在所述耐压水箱1内腔的中部位置转动,通过磁力驱动部件带动磁子高速转动,从而保证耐压水箱内被检测液的均一性,避免在水处理膜片表面区域出现浓差极化现象,进而确保装夹在各个膜片装夹装置中的待检测水处理膜片测试环境相同,避免因测试环境不同而造成的系统误差。
所述膜片产水导流管路3的进水端与所述膜片装夹装置2上的第二通孔B连通,其出水端31设置在所述耐压水箱1的外侧且其上设有阀门32,最好是:所述膜片产水导流管路3的数量与所述膜片装夹装置2的数量相同且两者一一对应连接,便于有选择地使用各个膜片装夹装置,从而实现各个膜片装夹装置的独立运行(可以实现1-8片乃至于更多被检测膜片的单独测试),满足不同的需求,实用性强。
所述耐压水箱1的可拆卸盖板12上设有观察窗15(也可以根据实际需求将观察窗15设置在耐压水箱1的侧壁上等等),便于使用者掌握耐压水箱内检测液的液位、膜片运行情况、磁子运行的情况。
本发明的水处理膜片用检测设备还包括集水箱9,所述集水箱9的上端开口处设置在所述膜片产水导流管路3中出水端31的正下方;所述集水箱9通过第二管道91以及设置其上的水泵92与所述流体供压部件41连通,集水箱用于收集各个膜片产水导流管路的产水,方便产水量的统计以及后续废液的处理;集水箱通过第二管道以及设置其上的水泵与流体供压部件连通,从而实现液路的循环,保证耐压水箱中检测液浓度不变,实现设备的长期运行。
采用本发明水处理膜片用检测设备对水处理膜片的纯水通量、截留能力以及抗污染性能测试的具体过程如下:
1、水处理膜片的纯水通量的测定,具体为:首先打开膜片装夹装置2(共8组),将待检测水处理膜片8装入其中,并将膜片装夹装置2放入耐压水箱1的卡座13中,联接好膜片产水导流管路3,向耐压水箱1中注入适量纯水,盖上可拆卸盖板12;启动流体供压部件41,可直接接入压缩空气,并调整入口压力控制部件6中的调压阀61和压力表62使其达到测试压力,也可启动流体供压部件41的压力泵直接泵入纯水;待设备运行稳定后,可用量筒等其他计量仪器收集膜片产水导流管路3的出水端31的水,对待检测水处理膜片8单位时间内的产水量进行测试。
测试参数为:测试对象为一种平板超滤膜片,测试压力为14.5psi,测试时间为1min,测试液为超纯水,测试液温度25℃,产水量如表1所示:
表1 8组待检测水处理膜片的纯水通量测试参数及结果
膜片编号/参数 |
测试压力(psi) |
测试时间(min) |
产水量(ml) |
1 |
14.5 |
1 |
31.7 |
2 |
14.5 |
1 |
33.0 |
3 |
14.5 |
1 |
32.2 |
4 |
14.5 |
1 |
33.7 |
5 |
14.5 |
1 |
32.0 |
6 |
14.5 |
1 |
33.9 |
7 |
14.5 |
1 |
32.5 |
8 |
14.5 |
1 |
31.8 |
从表1中可以看出,在测试过程中测试压力控制平稳,压力始终保持在14.3~14.7psi之间,同一批膜片测试结果非常接近,设备检测性能较好。
2、水处理膜片的截留性能的测定,具体为:首先打开膜片装夹装置2(共8组),将待检测水处理膜片8装入其中,并将膜片装夹装置2放入耐压水箱1的卡座13中,联接好膜片产水导流管路3,同时投入磁子52,向耐压水箱1中注入适量被检测液,盖上可拆卸盖板12;启动流体供压部件41,可直接接入压缩空气,并调整入口压力控制部件6中的调压阀61和压力表62使其达到测试压力,也可启动流体供压部件41的压力泵直接泵入被检测液或纯水,同时打开磁力搅拌装置5中的磁力驱动部件51;待设备运行稳定后,可用量筒等其他计量仪器收集各个膜片产水导流管路3的出水端31的水和检测液,通过对膜片产水和被检测液的对比评估即可得到待检测水处理膜片8的截留性能。
测试参数为:测试对象为一种平板反渗透膜片,测试压力为150psi,测试时间为8min,测试液为1500ppm的NaCl溶液,测试液温度25℃,通量和截留率如表2所示:
表2 8组待检测水处理膜片的通量和截留率的测试参数及结果
膜片编号/参数 |
测试压力(psi) |
测试时间(min) |
通量(ml/min) |
截留率 |
1 |
150 |
8 |
21.41 |
95.94% |
2 |
150 |
8 |
21.55 |
96.18% |
3 |
150 |
8 |
20.34 |
96.20% |
4 |
150 |
8 |
21.82 |
96.48% |
5 |
150 |
8 |
21.68 |
95.48% |
6 |
150 |
8 |
25.72 |
95.76% |
7 |
150 |
8 |
25.59 |
95.14% |
8 |
150 |
8 |
26.80 |
95.52% |
从表2中可以看出,在测试过程中测试压力控制平稳,压力始终保持在148~152psi之间,同一批膜片测试结果非常接近,设备检测性能较好。
3、水处理膜片的抗污染性能的测定,具体为:首先打开膜片装夹装置2(共8组),将待检测水处理膜片8装入其中,并将膜片装夹装置2放入耐压水箱1的卡座13中,联接好膜片产水导流管路3,同时投入磁子52,向耐压水箱1中注入适量被检测液,盖上可拆卸盖板12;启动流体供压部件41中的压力泵,同时启动磁力搅拌装置5中的磁力驱动部件51;并将各个膜片产水导流管路3的出水端31的产水通过第二管道91以及水泵92导回到流体供压部件41中,如此便可在保证耐压水箱1内部被检测液浓度不变的情况下,实现长期运行,在设备运行过程中,可以分时段对各个待检测水处理膜片8的产水性能和流量进行跟踪检测,如此便可得到待检测水处理膜片8的抗污染性能。
测试参数为:测试对象为一种平板反渗透膜片,测试压力为150psi,测试时间为8min,测试液为1500ppm的NaCl和200ppm的牛奶的混合溶液,测试液温度25℃,待检测水处理膜片的通量如表1所示:
表3 8组待检测水处理膜片的通量测试参数及结果
从表3中可以看出,在测试过程中测试压力控制平稳,压力始终保持在148~152psi之间,同一批膜片测试结果非常接近,设备检测性能较好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。