CN105169948A - 一种适于厚尺寸膜片的超滤杯 - Google Patents

一种适于厚尺寸膜片的超滤杯 Download PDF

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陈忠林
王哲
王伟强
常晶
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Abstract

一种适于厚尺寸膜片的超滤杯，本发明涉及一种超滤杯，它为了解决现有超滤杯对膜片厚度适用性较差，耐压强度低的问题。该超滤杯包括杯体、滤杯底座、膜片底座、卡箍、密封圈和过滤膜片，杯体的顶部开有进水口和进气口，滤杯底座的底部开有出水口，在滤杯底座上部的内杯壁开有一圈圆周凹槽，膜片底座由膜片底板和圆环壁连接成一体，在膜片底板上开有导流孔，过滤膜片置于膜片底板的上表面，膜片底座嵌入滤杯底座的圆周凹槽中，杯体和滤杯底座上的凸缘通过卡箍相连接。本发明膜片底座的外缘与膜片底板存在高度差，通过控制该高度差能够放置不同厚度的膜片，对膜厚度适用广，同时耐压强度高。

Description

一种适于厚尺寸膜片的超滤杯
技术领域
本发明涉及一种超滤杯。
背景技术
当前，膜技术已广泛应用于食品、化工、环境、能源等国民生活的各个领域。在种类繁多的膜产品中，尤以超滤膜(典型超滤膜：平均孔径10纳米，截留分子量10万道尔顿)的使用最为频繁。从超滤膜的应用尺寸来讲，除了适于水厂、工厂等大体积过滤的帘式、卷式、中空纤维膜之外，在精细化工、实验室等场所，小型平板膜也应用较广。膜无论尺寸大小，都要放于特制的膜组件中使用，超滤杯正是面向小型平板式膜所开发的一种常见的膜组件。
目前市场上常见的超滤杯，均是面向有机材料的小型平板膜来设计的。有机膜的特点是厚度较小(1mm以下)。为了达到较好的密封效果，超滤杯在设计的时候，一般仅考虑了有机膜的厚度，对膜的厚度适应性较差，较厚的超滤膜往往存在放入超滤杯无法闭合密封的问题。随着膜技术的发展，有机膜本身的一些弊端促使无机材料的膜开始占据膜市场一席之地。无机膜因所选用材料均为脆性材料，抗弯性能差，易碎裂。因此，无机膜在设计时为达到足够的强度均选择增加膜厚度的办法(厚度2-5mm)。这就使得目前市场上常见的超滤杯无法满足无机平板膜的使用需要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有超滤杯对膜片厚度适用性较差，耐压强度低的问题，而提供一种适于厚尺寸膜片的超滤杯。
本发明适于厚尺寸膜片的超滤杯包括杯体、滤杯底座、膜片底座、卡箍、密封圈和过滤膜片，杯体的顶部开有进水口和进气口，在杯体底部的外杯壁上设有杯体凸缘，滤杯底座的底部开有出水口，在滤杯底座上部的内杯壁开有一圈圆周凹槽，在滤杯底座上部的外杯壁上设有底座凸缘，膜片底座由膜片底板和圆环壁连接成一体，在膜片底板上开有多个导流孔，在膜片底板和圆环壁的连接处开有密封圈槽，密封圈置于该密封圈槽中，过滤膜片置于膜片底板的上表面，膜片底座的圆环壁上边沿至膜片底板上表面的高度差为过滤膜片的厚度，膜片底座嵌入滤杯底座的圆周凹槽中，杯体凸缘与底座凸缘对齐并通过卡箍相连接。
本发明所述适于厚尺寸膜片超滤杯的杯体与滤杯底座为分体结构，便于拆装，超滤杯杯体与超滤杯底座之间通过卡箍闭合，在使用时膜片底座放置于超滤杯底座中，二者组合紧密，膜片被其上的超滤杯杯体压住，通过卡箍卡紧杯体与滤杯底座，使整个系统固定密封，耐压强度高。膜片底座的外缘与膜片底板存在高度差，呈阶梯状，通过控制阶梯的高度能够放置不同厚度的膜片。膜片底座的底部开设有导流孔，便于过膜液体的排出。在保证强度的基础上阶梯的高度可灵活设计，通过更换不同阶梯高度的膜片底座，从而适用于不同厚度(0-9mm)超滤膜的设置。
附图说明
图1为杯体的结构示意图；
图2为滤杯底座的结构示意图；
图3为膜片底座的结构示意图；
图4为本发明适于厚尺寸膜片的超滤杯的整体结构示意图；
图5为使用实施例的超滤杯过滤去离子水的效果图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式适于厚尺寸膜片的超滤杯包括杯体1、滤杯底座2、膜片底座3、卡箍4、密封圈9和过滤膜片10，杯体1的顶部开有进水口5和进气口6，在杯体1底部的外杯壁上设有杯体凸缘1-1，滤杯底座2的底部开有出水口7，在滤杯底座2上部的内杯壁开有一圈圆周凹槽2-1，在滤杯底座2上部的外杯壁上设有底座凸缘2-2，膜片底座3由膜片底板3-1和圆环壁3-2连接成一体，在膜片底板3-1上开有多个导流孔11，在膜片底板3-1和圆环壁3-2的连接处开有密封圈槽3-3，密封圈9置于该密封圈槽3-3中，过滤膜片10置于膜片底板3-1的上表面，膜片底座3的圆环壁3-2上边沿至膜片底板3-1上表面的高度差为过滤膜片10的厚度，膜片底座3嵌入滤杯底座2的圆周凹槽2-1中，杯体凸缘1-1与底座凸缘2-2对齐并通过卡箍4相连接。
本实施方式适于厚尺寸膜片的超滤杯具有对膜厚度适用广、可视性好、耐压强度高等特点。测试结果表明，该超滤杯对于直径50mm的膜片，通过搭配不同的膜片底座，适用厚度为0-9mm的过滤膜片。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是杯体1和滤杯底座2的材质为有机玻璃。
本实施方式的超滤杯由一根有机玻璃棒整体加工，不但可视性好，并且耐压强度高。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是杯体1顶部的进水口5和进气口6中设有内螺纹。
本实施方式通过进水口和进气口中的内螺纹与外部接口(带阀门)进行螺纹连接。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是滤杯底座2底部的出水口7中设有内螺纹。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是膜片底座3的圆环壁3-2上边沿至膜片底板3-1上表面的高度差为1～9mm。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是杯体1和滤杯底座2的外径尺寸相同，杯体1的壁厚大于滤杯底座2的壁厚。
本实施方式膜片放入膜片底座后，膜片能够被其上的超滤杯杯体压住，提高系统的密封性。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是杯体1和滤杯底座2的外径尺寸为78mm，杯体1的空腔内径为40mm，滤杯底座2的空腔内径为50mm。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是在杯体1与滤杯底座2的接触面处垫有密封垫12。
本实施方式通过在接触处放置密封垫(硅胶材质)起到密封和缓冲的作用，保证膜片良好的密封效果。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是杯体凸缘1-1与底座凸缘2-2纵截面的形状均为直角梯形。
本实施方式杯体1上的凸缘与滤杯底座2上的凸缘以接触面对称，直角梯形的直角边与水平面平行。杯体下部为了与卡箍连接，其外侧的直角梯形边缘与卡箍连接，能够提高连接强度。
实施例一：本实施例适于厚尺寸膜片的超滤杯包括杯体1、滤杯底座2、膜片底座3、卡箍4、密封圈9和过滤膜片10，杯体1的顶部开有进水口5和进气口6，在杯体1底部的外杯壁上设有杯体凸缘1-1，滤杯底座2的底部开有出水口7，在滤杯底座2上部的内杯壁开有一圈圆周凹槽2-1，在滤杯底座2上部的外杯壁上设有底座凸缘2-2，膜片底座3由膜片底板3-1和圆环壁3-2连接成一体，在膜片底板3-1上开有多个导流孔11，在膜片底板3-1和圆环壁3-2的连接处开有密封圈槽3-3，密封圈9置于该密封圈槽3-3中，过滤膜片10置于膜片底板3-1的上表面，膜片底座3的圆环壁3-2上边沿至膜片底板3-1上表面的高度差为过滤膜片10的厚度，膜片底座3嵌入滤杯底座2的圆周凹槽2-1中，杯体凸缘1-1与底座凸缘2-2对齐并通过卡箍4相连接，杯体凸缘1-1与底座凸缘2-2纵截面的形状均为直角梯形。
本实施例杯体1和滤杯底座2的外径为78mm，超滤杯杯体壁厚为19mm，容积为115ml，滤杯底座2的壁厚为14mm，容积为67.7ml，直角梯形凸缘的斜边倾斜角均为27度。膜片底座的外径为60mm，内径为50mm。
本实施例采用尺寸为的膜片测试超滤杯对去离子水的过滤效果。具体测试过程如下：在膜片底座的凹槽中放入密封圈(高3.5mm)，将膜片放入膜片底座中，膜片底座的圆环壁上边沿至膜片底板上表面的高度差为3mm，膜片上部放置密封垫(高1mm，外径90mm，内径40mm的硅胶圆环)，然后将超滤杯杯体放于密封垫之上，并用卡箍将杯体和滤杯底座整体固定卡紧，通过超滤杯杯体上端的进水口向杯中注满去离子水，关闭进水口阀门，将进气口与氮气瓶连接，测定不同压力下该超滤杯的过滤效果。测试结果如图5所示，该实施例的超滤杯能够承受0.2MPa(2bar)的压力，所测去离子水的压力-流量曲线基本呈一条直线。

Claims (8)

1.一种适于厚尺寸膜片的超滤杯，其特征在于该适于厚尺寸膜片的超滤杯包括杯体(1)、滤杯底座(2)、膜片底座(3)、卡箍(4)、密封圈(9)和过滤膜片(10)，杯体(1)的顶部开有进水口(5)和进气口(6)，在杯体(1)底部的外杯壁上设有杯体凸缘(1-1)，滤杯底座(2)的底部开有出水口(7)，在滤杯底座(2)上部的内杯壁开有一圈圆周凹槽(2-1)，在滤杯底座(2)上部的外杯壁上设有底座凸缘(2-2)，膜片底座(3)由膜片底板(3-1)和圆环壁(3-2)连接成一体，在膜片底板(3-1)上开有多个导流孔(11)，在膜片底板(3-1)和圆环壁(3-2)的连接处开有密封圈槽(3-3)，密封圈(9)置于该密封圈槽(3-3)中，过滤膜片(10)置于膜片底板(3-1)的上表面，膜片底座(3)的圆环壁(3-2)上边沿至膜片底板(3-1)上表面的高度差为过滤膜片(10)的厚度，膜片底座(3)嵌入滤杯底座(2)的圆周凹槽(2-1)中，杯体凸缘(1-1)与底座凸缘(2-2)对齐并通过卡箍(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种适于厚尺寸膜片的超滤杯，其特征在于是杯体(1)和滤杯底座(2)的材质为有机玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种适于厚尺寸膜片的超滤杯，其特征在于杯体(1)顶部的进水口(5)和进气口(6)中设有内螺纹。
4.根据权利要求1所述的一种适于厚尺寸膜片的超滤杯，其特征在于是滤杯底座(2)底部的出水口(7)中设有内螺纹。
5.根据权利要求1所述的一种适于厚尺寸膜片的超滤杯，其特征在于膜片底座(3)的圆环壁(3-2)上边沿至膜片底板(3-1)上表面的高度差为1～9mm。
6.根据权利要求1所述的一种适于厚尺寸膜片的超滤杯，其特征在于杯体(1)和滤杯底座(2)的外径尺寸相同，杯体(1)的壁厚大于滤杯底座(2)的壁厚。
7.根据权利要求1所述的一种适于厚尺寸膜片的超滤杯，其特征在于在杯体(1)与滤杯底座(2)的接触面处垫有密封垫(12)。
8.根据权利要求1所述的一种适于厚尺寸膜片的超滤杯，其特征在于杯体凸缘(1-1)与底座凸缘(2-2)纵截面的形状均为直角梯形。
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