CN105297157A - 一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，包含管式单孔喷丝头和喷丝头模组基架两部分，多个管式单孔喷丝头通过嵌入方式安装于喷丝头模组基架上，组成一套可扩展式的多孔中空纤维膜喷丝，本发明的有益效果是：嵌入式的结构设计，降低生产组装难度，在发生问题时可实现单个喷丝头的维护和更换，减少维护的时间和材料成本，一板多孔数量上的突破，促使生产效率突破性的提高。

Description

一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，具体涉及一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头。

背景技术

中空纤维膜是膜分离技术中应用于反渗透膜、微滤膜，纳滤膜和超滤膜等方面的一种重要新材料，在环保水处理等领域逐渐得到越来越广泛的应用。随着对中空纤维膜的质量和性能要求的提高，需求量的增大，国内现有的生产工艺和设备越来越难于满足生产需求，大部分依赖进口。如何能生产出高性能中空纤维膜并提高生产效率，降低生产成本，已成为研究中空纤维膜领域最热门、也是最关键的问题之一。中空纤维膜的生产成型过程，简要的概述就是将纺丝料液和芯液从喷丝头基座的不同位置注入喷丝头，通过喷丝头内部的特殊结构，从喷丝头盖喷出中空纤维丝状物—俗称膜丝。从整个制膜过程来看，除制膜设备和工艺参数影响膜丝性能外，喷丝头的优劣直接影响到膜丝的一些关键性能和参数。因此，要获得合适尺寸、外观和性能优良的中空纤维膜丝，优质的喷丝头设计是首要任务。

目前国内纺制中空纤维膜广泛采用的是单孔喷丝头，而这些现有的喷丝头存在以下问题：

单孔喷丝头纺丝时每次只能出一根丝，生产效率极低，不能规模化大量生产。

大部分该类型喷丝头结构复杂，再次组装精度降低，影响产品质量和浪费大量的调机和维护时间。如专利200420019464.9、2011200281810、、200420019464.9、92215496.1、932222865.8、2013200597367、201420104073公开资料所述。

即使是多孔喷丝头结构，如遇芯液管堵塞或损坏，必须连同料液、芯液的输入和存储部分一起更换，浪费极大且更换不方便；此外，多孔喷丝头对加工工艺和精度要求极高，在现有的生产能力水平上，同一喷丝头喷丝孔的数量很难有突破性的增长。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术不足，在不增加生产加工和组装难度的基础上，提出了多个管式单孔喷丝头嵌入喷丝头模组基架上的设计，可实现一个喷丝头上喷丝孔数量的无限扩展，突破性提高生产效率的新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头。

(二)技术方案

本发明通过如下技术方案实现：本发明提出了一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，包括喷丝头模组基架和管式单孔喷丝头，所述喷丝头模组基架包括通过螺钉由上而下依次锁紧固定的上板、中板以及下板，所述上板的底部设置有一芯液容料腔且其两侧沿中轴线处对称各设置有一个与芯液容料腔连通的芯液注入口，所述中板中部在对应芯液容料腔位置设置有若干管孔，所述下板上表面设置有料液导流槽且其两侧沿中轴线处对称各设置有一个与料液导流槽连通的料液注入口，所述料液导流槽内在对应管孔位置均设置有管道，所述管式单孔喷丝头为圆柱体且其顶部及底部中心位置分别设置有一芯液注入孔和一喷丝成型孔，所述管式单孔喷丝头的侧面圆周均布有多个料液注入孔且其内部设置有与料液注入孔及喷丝成型孔连通的呈环状的料液容料腔，所述管式单孔喷丝头内部中心位置设置有一芯液管，所述芯液管穿设于喷丝成型孔内并与之同轴，所述芯液管内的芯液管孔与芯液注入孔连通，所述管式单孔喷丝头承插固定于管孔及管道内并与之同轴心。

作为一种改进，所述上板、中板以及下板四周边对应位置分别设置有沉头孔、通孔和螺纹孔。

作为进一步改进，所述管式单孔喷丝头圆周外侧上下均设置有一O型槽，所述O型槽内设置有一O型密封圈。

作为进一步改进，所述管道的下端设置有一圆台状凹槽。

作为进一步改进，所述管道内侧底部纵向对称设置有两个导向槽，在所述导向槽的顶部横向设置有与其连通的定位卡槽。

作为进一步改进，所述管式单孔喷丝头侧面底端对称设置有两个凸台，所述凸台能够嵌入导向槽内并旋入定位卡槽。

(三)有益效果

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明提到的一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，在不增加生产、技术、工艺难度的基础上，实现喷丝头多孔数量的突破，可以实现一个喷丝头模组基架上可以同时出上百、上千根膜丝。嵌入式的结构设计，降低生产组装难度，在发生问题时，可以在生产线上不拆下或不拆开多孔喷丝头的前提下，实现单个喷丝头的维护和更换，减少维护的时间和材料成本，一板多孔数量上的突破，促使生产效率突破性的提高。

附图说明

图1是喷丝头模组基架整体结构外形示意图。

图2是本发明喷丝头模组基架嵌入管式单孔喷丝头的局部示意图。

图3是本发明的上板半剖视图。

图4是本发明的中板俯视图。

图5是本发明的下板俯视图。

图6是图5中A-A面阶梯剖视图。

图7是图6中M处局部放大图。

图8是本发明中管式单孔喷丝头俯视图。

图9是图8中B-B面半剖示意图。

1-喷丝头模组基架；2-管式单孔喷丝头；3-O型密封圈；11-上板；12-中板；13-下板；21-芯液注入孔；22-喷丝成型孔；23-料液注入孔；24-料液容料腔；25-芯液管；26-O型槽；27-凸台；111-芯液容料腔；112-芯液注入口；113-沉头孔；121-管孔；122-通孔；131-料液导流槽；132-料液注入口；133-管道；134-螺纹孔；135-圆台状凹槽；136-导向槽；137-定位卡槽；251-芯液管孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图9所示的一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，包括喷丝头模组基架1和管式单孔喷丝头2，所述喷丝头模组基架1包括通过螺钉由上而下依次锁紧固定的上板11、中板12以及下板13，所述上板11的底部设置有一芯液容料腔111且其两侧沿中轴线处对称各设置有一个与芯液容料腔111连通的芯液注入口112，所述中板12中部在对应芯液容料腔111位置设置有若干管孔121，所述下板13上表面设置有料液导流槽131且其两侧沿中轴线处对称各设置有一个与料液导流槽131连通的料液注入口132，所述料液导流槽131内在对应管孔121位置均设置有管道133，所述管式单孔喷丝头2为圆柱体且其顶部及底部中心位置分别设置有一芯液注入孔21和一喷丝成型孔22，所述管式单孔喷丝头2的侧面圆周均布有多个料液注入孔23且其内部设置有与料液注入孔23及喷丝成型孔22连通的呈环状的料液容料腔24，所述管式单孔喷丝头2内部中心位置设置有一芯液管25，所述芯液管25穿设于喷丝成型孔22内并与之同轴，所述芯液管25内的芯液管孔251与芯液注入孔21连通，所述管式单孔喷丝头2承插固定于管孔121及管道133内并与之同轴心。

其中，所述上板11、中板12以及下板13四周边对应位置分别设置有沉头孔113、通孔122和螺纹孔134；所述管式单孔喷丝头2圆周外侧上下均设置有一O型槽26，所述O型槽26内设置有一O型密封圈3；所述管道133的下端设置有一圆台状凹槽135；所述管道133内侧底部纵向对称设置有两个导向槽136，在所述导向槽136的顶部横向设置有与其连通的定位卡槽137；所述管式单孔喷丝头2侧面底端对称设置有两个凸台27，所述凸台27能够嵌入导向槽136内并旋入定位卡槽137。

本发明提到的一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，其在具体使用时，通过螺丝依次穿入沉头孔113、通孔122和螺纹孔134内，将上板11、中板12以及下板13锁紧固定形成喷丝头模组基架1，管式单孔喷丝头2安装好O型密封圈3后，由下而上从圆台状凹槽135出依次插入至管道133及管孔121内，随着管式单孔喷丝头2向上深入，凸台27嵌入至导向槽136，导向槽136起到导向定位的作用，当凸台27到达导向槽136顶部后，旋转管式单孔喷丝头2，使得凸台27旋入定位卡槽137内，可以有效的固定管式单孔喷丝头2，防止其意外脱落。

值得一提的是，安装完管式单孔喷丝头2后，上下两个O型密封圈3分别管孔121以及管道133内壁贴合，保证密封性，另外料液注入孔23露置于料液导流槽131内部槽孔处。

在喷丝过程中，料液从下板13中的料液注入口132流入喷丝头，在压力作用下进入料液导流槽131，由于料液导流槽131上的管道133嵌入了单孔管式单孔喷丝头2，并用O型圈3进行密封，料液在重力和压力的作用下流入管式单孔喷丝头2中的料液注入孔21，进入到它的料液容料腔24中，以料液流的形式从喷丝成型孔22喷出。与此同时，芯液从上板11中的芯液注入口112流入喷丝头，在压力及重力的作用下进入芯液容料腔111，在中板12处流向管孔121，而管孔121内嵌入了管式单孔喷丝头2，并通过用O型圈3密封，流向管孔121的芯液顺势流入管式单孔喷丝头2的芯液注入孔21，以芯液流的形式从管式单孔喷丝头2的芯液管25内的芯液管孔251流出。

由于芯液管25直径比喷丝成型孔22的直径小，因此芯液流被料液流围绕，使得料液流形成管状，从而在之后工序中形成所需的中空膜纤维丝。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (6)

1.一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，包括喷丝头模组基架(1)和管式单孔喷丝头(2)，其特征在于：所述喷丝头模组基架(1)包括通过螺钉由上而下依次锁紧固定的上板(11)、中板(12)以及下板(13)，所述上板(11)的底部设置有一芯液容料腔(111)且其两侧沿中轴线处对称各设置有一个与芯液容料腔(111)连通的芯液注入口(112)，所述中板(12)中部在对应芯液容料腔(111)位置设置有若干管孔(121)，所述下板(13)上表面设置有料液导流槽(131)且其两侧沿中轴线处对称各设置有一个与料液导流槽(131)连通的料液注入口(132)，所述料液导流槽(131)内在对应管孔(121)位置均设置有管道(133)，所述管式单孔喷丝头(2)为圆柱体且其顶部及底部中心位置分别设置有一芯液注入孔(21)和一喷丝成型孔(22)，所述管式单孔喷丝头(2)的侧面圆周均布有多个料液注入孔(23)且其内部设置有与料液注入孔(23)及喷丝成型孔(22)连通的呈环状的料液容料腔(24)，所述管式单孔喷丝头(2)内部中心位置设置有一芯液管(25)，所述芯液管(25)穿设于喷丝成型孔(22)内并与之同轴，所述芯液管(25)内的芯液管孔(251)与芯液注入孔(21)连通，所述管式单孔喷丝头(2)承插固定于管孔(121)及管道(133)内并与之同轴心。

2.根据权利要求1所述的一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于：所述上板(11)、中板(12)以及下板(13)四周边对应位置分别设置有沉头孔(113)、通孔(122)和螺纹孔(134)。

3.根据权利要求1所述的一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于：所述管式单孔喷丝头(2)圆周外侧上下均设置有一O型槽(26)，所述O型槽(26)内设置有一O型密封圈(3)。

4.根据权利要求1所述的一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于：所述管道(133)的下端设置有一圆台状凹槽(135)。

5.根据权利要求1所述的一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于：所述管道(133)内侧底部纵向对称设置有两个导向槽(136)，在所述导向槽(136)的顶部横向设置有与其连通的定位卡槽(137)。

6.根据权利要求1或5所述的一种新型嵌入式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于：所述管式单孔喷丝头(2)侧面底端对称设置有两个凸台(27)，所述凸台(27)能够嵌入导向槽(136)内并旋入定位卡槽(137)。