CN104707483A - 一种分离膜膜片的密封组件和制作方法 - Google Patents

Abstract

一种分离膜膜片的密封组件；包括分离膜膜片和能与配合部件密闭固定的安装件，所述分离膜膜片内设有贯穿两端的通道，所述安装件设置在所述分离膜膜片上，所述安装件的外轮廓大于所述分离膜膜片的外轮廓。采用直接在分离膜膜片上成型出具有确定几何形状和尺寸的密封圈，降低对膜片几何尺寸精度的要求，从而降低膜片的生产成本和机械修整成本，只要批量的分离膜膜片在形状(平整度)和尺寸等方面差异不超过安装件几何形状和尺寸的容忍范围，这些分离膜膜片就可以方便地装配到集液器(箱)上，并且具有可靠的密封性。

Description

一种分离膜膜片的密封组件和制作方法

技术领域

本发明涉及环境保护水处理和膜分离技术领域，尤其涉及一种分离膜膜片的密封组件和制作方法。

背景技术

分离膜是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物体，它能使流体内的一种或几种物质透过，而其他物质不透过，从而起到浓缩和分离纯化的作用。膜分离技术具有分离效率高、工作能耗低、工艺过程简单、投资少、污染小等优点，因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面得到了广泛前景。

分离膜设备的核心装置是分离膜组件。分离膜组件通常由分离膜膜片、密封件和隔离容器等部分组成。商品分离膜膜片的形式多样，包括平板、管状、中空纤维和卷式薄膜等等。分离膜膜片需要通过隔离容器进行固定，并形成良好的密封状态，才能保证分离物料与被分离物料的隔离，保证分离膜设备的有效运行。

对于不同形式及不同材料的分离膜膜片会采用相应有效的密封方式。例如，管式分离膜膜片，一般在管件末端套上O形橡胶密封圈，然后插入隔离容器的圆孔中，将分离膜膜片固定密封，使其外壁和两端隔离。一般来说，O形橡胶密封圈是预先加工成一定形状和尺寸的，因此需要管式分离膜膜片的末端具有匹配的形状和尺寸。对于某些类型的分离膜膜片，例如陶瓷分离膜膜片，由于原料批次差异可能导致烧成产品的收缩率存在批次差异，可能给装配带来困难，因此需要对烧成的产品进行后期修整，使其末端形状和尺寸与密封圈匹配。

多通道平板分离膜是一种新型的分离膜形式。这种大尺寸的二维形体，不可避免地存在不平整现象；而且由于平板分离膜很薄，难以利用机械加工的方式对其末端进行尺寸修整。对于陶瓷质的平板分离膜，这种现象可能更加明显，例如原料性质，以及混合、成型、干燥和烧成等工艺的控制都可能对产品的几何尺寸产生影响。其影响程度远远超过管状形式的陶瓷分离膜。基于这些问题，本发明提出一种高效、低成本的多通道平板分离膜密封解决方案，并以此装配平板分离膜组件。

发明内容

本发明的目的在于提出发明一种分离膜膜片的密封组件和制作方法，从而不需要对分离膜膜片的末端进行修整使其达到一定的几何形状和尺寸，而对分离膜膜片实现快速安装。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种分离膜膜片的密封组件；包括分离膜膜片和能与配合部件密闭固定的安装件，所述分离膜膜片内设有贯穿两端的通道，所述安装件设置在所述分离膜膜片上，所述安装件的外轮廓大于所述分离膜膜片的外轮廓。

优选的，所述安装件设置在所述分离膜膜片的端部。

优选的，所述安装件设置在所述分离膜膜片的一端或两端。

优选的，同一端面上，所述分离膜膜片的端面低于所述安装件的端面。

优选的，所述安装件沿所述通道长度方向的截面为四边形或梯形或工字型。

一种分离膜膜片的密封组件的制作方法；包括以下步骤：

1)模具准备：模具内腔的截面面积大于所述分离膜膜片的截面面积；

2)膜片插入：将所述分离膜膜片垂直插入所述模具并固定；

3)填料：在所述分离膜膜片和所述模具内壁之间填入热塑性或热固定性的密封材料；

4)加热、加压：对所述模具进行加热、加压，使得密封材料熔化固定在所述分离膜膜片周围；

5)脱模：成型完成后，将模具和密封组件脱离。

本发明根据上述内容，采用直接在分离膜膜片上成型出具有确定几何形状和尺寸的密封圈，降低对膜片几何尺寸精度的要求，从而降低膜片的生产成本和机械修整成本，只要批量的分离膜膜片在形状(平整度)和尺寸等方面差异不超过安装件几何形状和尺寸的容忍范围，这些分离膜膜片就可以方便地装配到集液器(箱)上，并且具有可靠的密封性。

附图说明

图1是本发明分离膜膜片的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明分离膜膜片和安装件的安装方式的一个实施例的结构示意图；

图3是本发明分离膜膜片和安装件的一个实施例的装配示意图；

图4是本发明安装件的一个实施例的结构示意图；

图5是本发明安装件的一个实施例的结构示意图。

其中：分离膜膜片100，通道101，安装件2。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的实施方案进行详细描述。本领域技术人员将会理解，以下附图和具体实施方式仅为本发明的优选实施方式，以便于更好地理解本发明，因而不应视为限定本发明的范围。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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

如图1及图3所示，本发明中的一种分离膜膜片的密封组件；包括分离膜膜片100和安装件2，所述分离膜膜片100内设有贯穿两端的通道101；所述安装件2设置在所述分离膜膜片100上，所述安装件2的外轮廓大于所述分离膜膜片100的外轮廓；所述分离膜膜片100安装时，所述安装件2与配合部件密闭固定，所述配合部件为类似于集液器的配合所述分离膜组件完成分离工序的部件。

本实施例中，集液器(箱)是收集滤出液的容器，将滤出液与原液分离。集液器(箱)的出口用软管与收集滤出液的主管道相连。膜片与集液器(箱)装配后，构成一个分离膜组件。该分离膜膜片可用于废污水的处理，尤其是与传统的微生物处理技术相结合，构成膜生物反应器(MBR)，可大大提高水处理效率，降低水处理运行费用。在实际应用中，根据液体处理量的需要，可将多个分离膜膜片100并联到主管道中。

分离膜膜片100通常是大尺寸的薄型长方体，其厚度一般小于10mm，其中壁厚小于2mm，所述分离膜膜片100内设有贯穿两端的通道101。这类分离膜膜片100采用浸没式工作方式。分离膜膜片100组装时，需要将通道101两端密封在集液器(箱)中，使通道101与分离膜膜片100表面所处的液体区域隔离。分离膜膜片100的密封可以使用胶粘剂或密封圈：

1)胶粘剂粘接是一种简便的密封方式，但在进行大量膜片密封装配时，耗费大量工时，效率低下，因此密封圈方式是分离膜大规模装配的首选。

2)使用密封圈进行密封，一般要将密封圈按设计的尺寸加工成配件。由于密封圈的尺寸确定，需要分离膜膜片100的通道101两端的尺寸与之匹配，否则无法达到良好的密封效果。对分离膜膜片100尺寸的严格要求必然增大膜片生产工艺的难度，增加机械修整的费用。为此，本发明采用直接在分离膜膜片100上成型出具有确定几何形状和尺寸的密封圈，降低对膜片几何尺寸精度的要求，从而降低膜片的生产成本和机械修整成本。

同时，由于原料批次不同、窑炉温度分布的不均匀等因素，也会导致分离膜膜片100在长度和宽度等尺寸上存在差异。对于长度的差异，可通过打磨、切割使较长的膜片变成较短的标准尺寸。对于宽度的差异，则无法通过机械修整的方式使膜片达到统一的尺寸。同样，本发明通过直接在分离膜膜片100上成型的具有确定几何形状和尺寸的安装件2，弥补分离膜膜片100在长度和宽度上的差异，需要修整时，只需对安装件2进行修整即可，而不必对分离膜膜片100进行机械修整。

这样，只要批量的分离膜膜片100在形状(平整度)和尺寸等方面差异不超过安装件2几何形状和尺寸的容忍范围，这些分离膜膜片100就可以方便地装配到集液器(箱)上，并且具有可靠的密封性。

相比于将所述安装件2设置在所述分离膜膜片100的中间位置，优选的是将所述安装件2设置在所述分离膜膜片100的端部。

本实施例中，所述安装件2设置在所述分离膜膜片100的端部；当分离膜膜片100封接时，两端之间分离膜膜片100的距离可以在安装件2成型时进行精确定位，使每片分离膜膜片100的两端安装件2保持设计规定的距离。这样，当一组分离膜膜片100装配到配合部件时，两端的配合部件可使每片分离膜膜片100获得可靠的密封，而不会因为分离膜膜片100长度上的差异导致部分分离膜膜片100无法密封。

实施例1

所述分离膜膜片100内所有所述通道101的两端为导通状态。

滤液通过分离膜膜片100的侧壁进入所述通道101，再从所述通道101的端口流入收集滤液的容器中收集，当滤液经过所述通道101的侧壁时，将不需要的成分隔离在所述分离膜膜片100之外，即完成分离。

所述分离膜膜片100的两端都设有收集滤液的容器，滤液从所述通道101的两端流出后进入其内收集，提高滤液分离和收集的效率。

实施例2

得所述分离膜膜片100内所有所述通道101的一端为导通状态。

滤液通过分离膜膜片100的侧壁进入所述通道101，再从所述通道101的端口流入收集滤液的容器中收集，当滤液经过所述通道101的侧壁时，将不需要的成分隔离在所述分离膜膜片100之外，即完成分离。

本实施例中，所述通道101一端为封堵状态，而只有一端为导通状态，故而在这一端连通集滤液的容器，故而滤液只能从所述通道101的一端流出后进入所述集液器3收集，这样的设计，只需从所述分离膜膜片100的一端集中收集滤液，布设简单，节省了空间；所述通道101的一端为开放状态，另一端被封堵，故而所述通道201的内压比两端封堵的情况要大，则缓冲了分离的速度，提高了分离的质量。

如图2所示，图2为分离膜膜片100和安装件2安装时的截面图，同一端面上，所述分离膜膜片100的端面低于所述安装件2的端面，一方面保护了所述分离膜膜片100的两端不会由于安装时的摩擦造成损坏，另一方面，安装件2选用更利于密封的材料制成，保证密封强度，另外，所述安装件2可以对所述分离膜膜片的长度进行补充，提高安装精度。

所述密封组件通过热压或熔铸或注塑方法成型，其制作方法包括以下步骤：

1)模具准备：模具内腔的截面面积大于所述分离膜膜片100的截面面积；

2)膜片插入：将所述分离膜膜片100垂直插入所述模具并固定；

3)填料：在所述分离膜膜片100和所述模具内壁之间填入热塑性或热固定性的密封材料；

4)加热、加压：对所述模具进行加热、加压，使得密封材料熔化固定在所述分离膜膜片周围。

5)脱模：成型完成后，将模具和密封组件脱离。

以热压的方式成型安装件，需要使用热压成型设备和模具，模具的内腔形状和尺寸就是安装件的最终形状和尺寸。模具内腔尺寸大于膜片的截面尺寸，即膜片可插入模具中，且存在一定的空隙。在空隙中填入热塑性或热固性密封材料，然后对模具加热、加压，使密封材料固着到膜片周围。

熔铸是一种更简单的成型方式，不需专门的成型设备，只需一副合适的模具。成型时，将分离膜膜片100插入模具中，并固定垂直固定，然后把熔融的密封材料注入模具中，填充分离膜膜片100与模具间的空隙。模具冷却后，即可脱模。

用于安装件2的材料，可以是热塑性材料，也可以是热固性材料，包括塑料、橡胶、无机粘结剂，及各类复合材料。这类材料应该满足应用所要求的耐溶剂性、耐化学腐蚀性、抗生物降解、耐候性等性能，并且与分离膜膜片100、集液器(箱)等部件具有良好的粘接、密封性能，能承受一定的重量压力和冲击力。

安装件2的形状以方便装配合密封为宜，图2到图4示例的是三种常见的安装件2纵截面形状，依次分别为四边形或梯形或工字型。

将本发明具体的应用到以氧化铝粉烧结成的多通道平板分离膜膜片，其尺寸为：长400mm，宽108mm，厚3.6mm。膜片的壁厚为0.9mm。膜片两端的平整度偏差约为0.2mm，长度偏差约为2.0mm，宽度偏差约为0.5mm，垂直度偏差约为2.0mm。在膜片两端热压成型如图2所示的密封圈。

密封圈的成型流程如下：1.用橡胶预成型机制作密封圈胶坯，胶坯尺寸稍大于密封圈最终尺寸；2.将胶坯套入膜片上，将膜片连同胶坯放入硫化机模具中，固定膜片位置；3.启动硫化机，使胶坯压缩为密封圈尺寸，并硫化定形。

在膜片一端成型了密封圈之后，按同样方式在膜片另一端成型密封圈。成型时，保证两端密封圈之间的距离为设计值，控制尺寸偏差在0.1mm以内。

一套分离膜组件由两个集液器(箱)和20片分离膜膜片组成。膜片介于这两个集液器(箱)之间，利用集液器(箱)上的槽位得以固定密封。装配时，将膜片的两端分别插入两个集液器(箱)对应的槽位，使20片膜片平行排列，然后拧紧集液器(箱)四角的螺杆使分离膜组件定形，确保每片膜片不发生移动。

装配好的分离膜组件经过水通量测试，检查是否存在密封不严实等问题。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种分离膜膜片的密封组件，其特征在于：包括分离膜膜片和能与配合部件密闭固定的安装件，所述分离膜膜片内设有贯穿两端的通道，所述安装件设置在所述分离膜膜片上，所述安装件的外轮廓大于所述分离膜膜片的外轮廓。

2.根据权利要求1所述的一种分离膜膜片的密封组件，其特征在于：所述安装件设置在所述分离膜膜片的端部。

3.根据权利要求2所述的一种分离膜膜片的密封组件，其特征在于：所述安装件设置在所述分离膜膜片的一端或两端。

4.根据权利要求1所述的一种分离膜膜片的密封组件，其特征在于：同一端面上，所述分离膜膜片的端面低于所述安装件的端面。

5.根据权利要求1所述的一种分离膜膜片的密封组件，其特征在于：所述安装件沿所述通道长度方向的截面为四边形或梯形或工字型。

6.根据权利要求1所述的一种分离膜膜片的密封组件的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)模具准备：模具内腔的截面面积大于所述分离膜膜片的截面面积；

2)膜片插入：将所述分离膜膜片垂直插入所述模具并固定；

3)填料：在所述分离膜膜片和所述模具内壁之间填入热塑性或热固定性的密封材料；

4)加热、加压：对所述模具进行加热、加压，使得密封材料熔化固定在所述分离膜膜片周围；

5)脱模：成型完成后，将模具和密封组件脱离。