CN105592914B - 中空纤维膜模块、其制造方法、用于中空纤维膜模块的头部装置和中空纤维膜约束装置 - Google Patents

中空纤维膜模块、其制造方法、用于中空纤维膜模块的头部装置和中空纤维膜约束装置 Download PDF

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Abstract

提供了一种中空纤维膜约束装置、包括中空纤维膜约束装置的头部装置、中空纤维膜模块、以及用于制造中空纤维膜模块的方法，中空纤维膜约束装置包括：第一水平壁部件和第二水平壁部件，具有穿过其中的狭缝，其中，内壁面向彼此；以及两个竖直壁部件，直立面向第一水平壁部件在横轴方向上的两个端部部件，其中，垫堆叠部件形成并堆叠在第一水平壁部件上，使得其上成一行地布置有中空纤维膜的垫的端部部件能够对准，并且通过推动和约束垫堆叠部件将第二水平壁部件锁定在竖直壁部件上。

Description

中空纤维膜模块、其制造方法、用于中空纤维膜模块的头部装 置和中空纤维膜约束装置
技术领域
本公开的实施方式涉及水处理技术，并且更具体地，涉及一种中空纤维膜模块、用于制造中空纤维膜模块的方法、以及头部装置和用于中空纤维膜模块的中空纤维膜捆绑(binding，约束)装置。
背景技术
将通过膜选择性分离材料的技术用于水处理，诸如水净化和工业用水、再生水、废水等的处理。为了提高水净化的生产率，中空纤维膜通常用作膜。使用中空纤维膜的组件或过滤装置可具有其中一束中空纤维膜固定至头部(header)并且由头部收集过滤水的结构。可通过浸渍方式或压缩方式操作中空纤维膜模块，尽管需要用于流体循环的分离系统，但这能够在产出水的处理方面提供优异的能力。
中空纤维膜单元包括其中布置有多个中空纤维膜的束(bundle)。中空纤维膜中的每一个的一端的侧部通过灌封材料固定到头部，从而形成模块。为了防止中空纤维膜的端部的暴露中空部分被灌封材料堵塞，在将中空纤维膜耦接至头部时需要一个复杂过程，诸如通过引入暂时堵塞中空纤维膜的端部并且在后续工艺中去除的非永久性材料来执行灌封工艺、普及引入灌封材料的工艺、或者引入用于部分切割中空纤维膜的灌封端的切割工艺。
发明内容
技术问题
本公开的实施方式提供了一种用于制造中空纤维膜模块的方法、由该方法制造的中空纤维膜模块、用于中空纤维膜模块的中空纤维膜捆绑装置、以及包括中空纤维膜捆绑装置的头部装置，在该中空纤维膜模块中，将用于捆绑中空纤维膜中的每一个的一端的中空纤维膜捆绑装置用作夹具而使中空纤维膜更牢固地耦接至头部。
技术方案
根据本公开的一个方面，提供了一种中空纤维膜模块，包括：中空纤维膜垫层压件(mat laminate)；头部，提供水收集通道并提供插入空间，垫层压件的远端暴露于该水收集通道，垫层压件的一端插入该插入空间中；中空纤维膜捆绑单元，挤压并捆绑垫层压件的一端并且插入插入空间中并耦接至插入空间；以及灌封层，粘合地保持垫层压件的一端以密封水收集通道。
中空纤维膜捆绑单元可以包括：第一纵向壁部和第二纵向壁部，各自具有贯穿狭缝，其中，第一纵向壁部的内壁和第二纵向壁部的内壁面向彼此以挤压并捆绑垫层压件的一端；以及横向壁部，将第一纵向壁部的两端分别连接至第二纵向壁部的两端。
灌封层可以穿过贯穿狭缝并粘附至头部的内壁。
垫层压件可以包括其中并排地布置有中空纤维膜的垫；并且中空纤维膜模块可以进一步包括从第一纵向壁部的内壁伸出并用作对准垫的一端所相对的参考的第一伸出柱。
第一伸出柱可以包括从第一纵向壁部的内壁伸出并布置在第一纵向壁部的纵轴方向上的多个第一伸出柱。
多个第一伸出柱可以伸出为在它们的端部处耦接至第二纵向壁部的内壁。
垫可以进一步包括粘合地保持中空纤维膜的一端的侧部的第一保持带，并且第一伸出柱可以支撑第一保持带的边缘。
中空纤维膜模块可以进一步包括与第一伸出柱间隔开并从第一纵向壁部的内壁伸出以在垫的中空纤维膜之间通过的第二伸出柱。
第二伸出柱可以伸出为在它的端部处耦接至第二纵向壁部的内壁。
垫可以进一步包括粘合地保持中空纤维膜的一端的侧部的第一保持带以及与第一保持带间隔开的第二保持带；第一伸出柱可以支撑第一保持带的边缘；并且第二伸出柱可以在中空纤维膜之间伸出以支撑垫的在第一保持带与第二保持带之间的一部分。
第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个可以进一步包括从它的入口侧边缘向内伸出的上垫保持部，在该入口侧边缘处，垫层压件的中空纤维膜向外延伸，其中，上垫保持部挤压并保持垫层压件。
上垫保持部可以包括从第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个的边缘向内伸出的多个突出部。
第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个可以进一步包括从它的邻近垫层压件的一端的敞开底部侧边缘向内伸出的下垫保持部，其中，下垫保持部挤压并保持垫层压件。
下垫保持部可以包括在第一纵向壁部和第二纵向壁部的纵轴方向上延伸的伸出杆。
第二纵向壁部可以进一步包括耦接槽，横向壁部的边缘插入该耦接槽中以耦接至此。
头部可以包括：第一壳体部分，提供水收集通道；以及第二壳体部分，连接至第一壳体部分并提供插入空间，第一纵向壁部和第二纵向壁部插入该插入空间中。
第一纵向壁部和第二纵向壁部可以与第二壳体部分的内壁间隔开。
中空纤维膜模块可以进一步包括在横向壁部中的每一个的外壁上用于耦接至第二壳体部分的端部耦接部。
中空纤维膜模块可以进一步包括从第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个的邻近垫层压件的一端的敞开底部侧边缘向第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个的外壁之外伸出的密封部，其中，密封部在它的端部处压在第二壳体部分的内壁上，以密封第二壳体部分的内壁与第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个之间的空间的下端。
中空纤维膜模块可以进一步包括设置在密封部下面并插入第二壳体部分的纵向耦接凹槽中的纵向耦接杆。
第一纵向壁部和第二纵向壁部可以进一步包括设置在它的邻近垫层压件的一端的敞开底部侧边缘处并耦接至设置在第二壳体部分内部的横向耦接凹槽的中间耦接部。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于中空纤维膜模块的头部装置，包括：第一壳体部分，提供水收集通道；第二壳体部分，连接至第一壳体部分并且提供插入空间；以及中空纤维膜捆绑单元，挤压并捆绑中空纤维膜垫层压件的一端并且插入插入空间中且包括第一纵向壁部、第二纵向壁部、以及横向壁部，其中，第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个具有贯穿狭缝，并且第一纵向壁部的内壁和第二纵向壁部的内壁面向彼此。
第一纵向壁部和第二纵向壁部可以耦接成与第二壳体部分的内壁间隔开。
第一纵向壁部和第二纵向壁部可以与第二壳体部分一体形成为与第二壳体部分的内壁间隔开。
根据本公开的再一方面，提供了一种中空纤维膜捆绑装置，包括：第一纵向壁部和第二纵向壁部，各自具有贯穿狭缝，其中，它们的相应内壁面向彼此；以及两个横向壁部，在第一纵向壁部的纵轴方向上在它的两端处设置为面向彼此，其中，通过并排地布置中空纤维膜获得的垫一个堆叠在另一个上，使得垫中的每一个的一端与另一垫的一端对准以在第一纵向壁部上形成垫层压件，并且第二纵向壁部耦接至横向壁部以挤压并捆绑垫层压件。
中空纤维膜捆绑装置可以进一步包括：在横向壁部的外壁上用于耦接至头部的端部耦接部，其中，垫层压件固定至头部。
第一纵向壁部和第二纵向壁部可以进一步包括：从它的邻近垫的一端的敞开底部侧边缘向它的外壁之外伸出的密封部，其中，密封部在它的端部处压在头部的内壁上，以密封第一纵向壁部和第二纵向壁部的外壁与头部的内壁之间的空间的下端，垫层压件固定至该头部。
第一纵向壁部和第二纵向壁部可以进一步包括：设置在它的邻近垫的一端的敞开底部侧边缘处的中间耦接部，其中，中间耦接部将第一纵向壁部和第二纵向壁部耦接至头部，垫层压件固定至该头部。
根据本公开的又一方面，提供了一种用于制造中空纤维膜模块的方法，包括：通过中空纤维膜捆绑单元挤压并捆绑中空纤维膜垫层压件的一端；将中空纤维膜捆绑单元插入提供水收集通道和插入空间的头部的插入空间中以将中空纤维膜捆绑单元耦接至头部；以及形成粘合地保持垫层压件的一端以密封水收集通道的灌封层。
在该方法中，中空纤维膜捆绑单元可以包括：第一纵向壁部和第二纵向壁部，各自具有贯穿狭缝，其中，它们的内壁面向彼此；以及两个横向壁部，在第一纵向壁部的纵轴方向上在它的两端处设置为面向彼此，其中，第二纵向壁部耦接至横向壁部以挤压并捆绑垫层压件。
在该方法中，形成灌封层可以包括将灌封材料引入第一纵向壁部与头部的本体的内壁之间的空间中，使得引入的灌封材料穿过第一纵向壁部的贯穿狭缝、在垫层压件的中空纤维膜之间渗透、穿过第二纵向壁部的贯穿狭缝、并填充第二纵向壁部与头部的本体的内壁之间的空间。
在该方法中，中空纤维膜捆绑单元可以进一步包括：从第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个的邻近垫的一端的敞开底部侧边缘向第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个的外壁之外伸出的密封部，以在它的端部处压在头部的内壁上，从而密封第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个的外壁与头部的内壁之间的空间的下端，其中，通过密封部防止引入的灌封材料流入水收集通道中。
有益效果
本公开的实施方式提供了一种用于制造中空纤维膜模块的方法、由该方法制造的中空纤维膜模块、用于中空纤维膜模块的中空纤维膜捆绑装置、以及包括中空纤维膜捆绑装置的头部装置，在该中空纤维膜模块中，将用于捆绑中空纤维膜中的每一个的一端的中空纤维膜捆绑装置用作夹具而使中空纤维膜更牢固地耦接至头部。
附图说明
图1至图4是示出了根据本公开的一个实施方式的中空纤维膜模块的视图。
图5至图7是示出了根据本公开的一个实施方式的中空纤维膜模块的头部装置的视图。
图8至图12是示出了根据本公开的一个实施方式的中空纤维膜模块的中空纤维膜捆绑装置的视图。
图13至图20是示出了根据本公开的一个实施方式的中空纤维膜模块以及用于制造该中空纤维膜模块的方法的视图。
具体实施方式
一种根据本公开的一个实施方式的中空纤维膜模块，包括：中空纤维膜垫层压件；头部，提供水收集通道并提供插入空间，垫层压件的远端暴露于该水收集通道，垫层压件的一端插入该插入空间中；中空纤维膜捆绑单元，挤压并捆绑垫层压件的一端并且插入插入空间中并耦接至插入空间；以及灌封层，粘合地保持垫层压件的一端以密封水收集通道。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式。通过举例提供以下实施方式从而将本公开的精神完全传达给本公开所属领域的技术人员。因此，本公开不限于本文中公开的实施方式并且还可以以不同的形式实现。在附图中，为了清楚和描述的目的，可以放大元件的宽度、长度、厚度等。将理解的是，当一元件被称为在另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上或者可以存在中间元件。贯穿本说明书，相似参考标号表示具有相同或相似功能的相似元件。除非上下文另外明确地指示，如本文中所使用的，单数形式“一(a)”、“一个(an)”、以及“该(the)”也可以包括复数形式。术语“包含(comprises)”、“含有(comprising)”、“包括(including)”、以及“具有(having)”是包容性的，并且因此指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或增加。如本文中所使用的，诸如“上部”和“下部”的空间相对术语参考附图定义，并且可以互换地使用。如本文中所使用的，“中空纤维膜模块”是指包括中空纤维膜的装置和保持中空纤维膜的头部，并且可以进一步包括中空纤维膜被引入其中的模块壳体。此外，中空纤维膜模块可以进一步包括构成包括中空纤维膜的过滤装置的附加特征。
参考图1至图3，中空纤维膜模块可以包括头部100(图1)、中空纤维膜捆绑单元200、以及中空纤维膜垫层压件300(图3)。如在图1中示出的，头部100可以耦接至中空纤维膜捆绑单元200以形成头部模块。中空纤维膜捆绑单元200可以插入头部100中或固定至头部100。可替换地，头部100可以与中空纤维膜捆绑单元200一体形成。
参考图1和图2，中空纤维膜捆绑单元200可以用作用于捆绑或捆扎中空纤维膜垫层压件300(图3)的一端的夹具。中空纤维膜捆绑单元200 或装置可以包括第一纵向壁部210、第二纵向壁部230、以及两个横向壁部250。第一纵向壁部210和第二纵向壁部230可以呈现长的带或板的形式并且具有穿过其本体的多个贯穿狭缝211、231。贯穿狭缝211、231可以提供在后续的灌封工艺中由此引入灌封材料的通道。
横向壁部250可以在第一纵向壁部210的纵轴方向上设置在中空纤维膜捆绑单元的两端处。横向壁部250可以用作第一纵向壁部210和第二纵向壁部230由此彼此耦接并且借以支撑第一纵向壁部和第二纵向壁部的部分。在一个实施方式中，横向壁部250可以与第一纵向壁部210分开地设置。在另一个实施方式中，横向壁部250可以与第一纵向壁部210形成一体。可替换地，第一纵向壁部210、第二纵向壁部230、以及横向壁部250 可以彼此形成一体。
如在图1中示出的，横向壁部250中的每一个可以在其外壁上设置有端部耦接部253，以在将中空纤维膜捆绑单元200插入头部100中时将中空纤维膜捆绑单元200耦接至头部100。第一纵向壁部210和第二纵向壁部230中的每一个可以在其下端处提供有密封部223，该密封部的端部压在头部100的内壁上，以密封头部100(图1)的内壁与第一纵向壁部和第二纵向壁部的外壁之间的空间的下端。密封部223可以以从第一纵向壁部210和第二纵向壁部230中的每一个的下端向外伸出的杆的形式提供，以防止灌封材料渗透到下面的水收集通道121(图3)中，其中，引入灌封材料以形成灌封层400(图3)。
此外，第一纵向壁部210和第二纵向壁部230中的每一个可以在中空纤维膜捆绑单元的敞开底部侧边缘处提供有多个中间耦接部221，以将第一纵向壁部210和第二纵向壁部230耦接至头部100(图1)。
再次参考图3，中空纤维膜捆绑单元200可以允许中空纤维膜垫层压件300插入头部100中。如在图2中示出的，构成中空纤维膜垫层压件300 的中空纤维膜301中的每一个的一端可以由中空纤维膜捆绑单元200捆绑。此时，其余的中空纤维膜可以从头部100向外延伸以插入头部100将与之连接的模块壳体部件(未示出)中。中空纤维膜垫层压件300可以通过将一个或多个中空纤维膜垫一个堆叠在另一个上来形成，其中，中空纤维膜垫可具有其中并排地布置有多个中空纤维膜301的结构。换言之，中空纤维膜301可以并排地布置以形成片或垫形状，并且这样的中空纤维膜垫可以一个堆叠在另一个上以形成具有块的形式的垫层压件300。
此外，例如可以通过诸如热熔胶层的粘合层来实现粘合地保持垫的一端的侧部的第一保持带310以及与第一保持带330间隔开的第二保持带 330。
头部100可以包括：第一壳体部分120，提供水收集空间或通道121，中空纤维膜垫层压件300的端部暴露于该水收集空间或通道；以及第二壳体部分130，提供插入空间，该插入空间连接至水收集通道121使得中空纤维膜捆绑单元200插入该插入空间中。包括第一壳体部分120和第二壳体部分130的壳体部分120、130可以通过注射成型一体形成。插入头部100的第二壳体部分130中的中空纤维膜捆绑单元200可以用作挤压和捆绑中空纤维膜垫层压件300的一端并且大致引导垫层压件300的一端以插入头部100中的夹具。
参考图3和图4，垫层压件300可以通过灌封层400结合并固定至头部100和中空纤维膜捆绑单元200，灌封层通过固化引入到头部100与中空纤维膜捆绑单元200之间的空间中的灌封材料而获得。水收集通道121 可以由灌封层400密封，水收集通道121布置在头部100下方使得垫层压件300的远端暴露于水收集通道121。通过构成垫层压件300的中空纤维膜301过滤的净化水可以从中空纤维膜301的暴露于水收集通道121的端部的中空部流入水收集通道121中并收集在水收集通道121中，并且然后可以通过连接至水收集通道121的出水口110回收。可以通过灌封层400 防止其中浸渍有中空纤维膜301的污染水或原水流入水收集通道121中。
连同图1一起参考图5，中空纤维膜捆绑单元200固定地插入其中的头部100可具有半圆柱形状。此外，头部在其中可以设置有用于耦接至中空纤维膜捆绑单元200的耦接部。例如，头部100可以在其内底中设置有用于耦接至中空纤维膜捆绑单元200的横向耦接槽135。此外，如图6中示出的，头部100可以在它的邻近插入空间131的横向壁部132的内壁中设置有用于耦接至中空纤维膜捆绑单元200的端部耦接槽133，中空纤维膜捆绑单元200插入该插入空间中，其中，端部耦接槽133用于耦接至端部耦接部253(图2)。此外，如图6和图7中示出的，头部可以在其纵向壁部的内壁中设置有用于耦接至中空纤维膜捆绑单元200的纵向耦接槽 134。当在下面进一步说明中空纤维膜捆绑单元200的形式时，将更完整地描述设置在头部100内部的这样的耦接部。
连同图1一起参照图8，构成中空纤维膜模块的中空纤维膜捆绑单元 200可以用作用于捆绑或捆扎中空纤维膜垫层压件300(图3)的一端的夹具。中空纤维膜捆绑单元或装置200可以包括第一纵向壁部210、第二纵向壁部230、以及两个横向壁部250。第一纵向壁部210和第二纵向壁部 230可以呈现长的带或板的形式并且具有穿过其本体的多个贯穿狭缝211、 231。第一纵向壁部210的第一贯穿狭缝211和第二纵向壁部230的第二贯穿狭缝231可以设置成面向彼此。尽管第一贯穿狭缝可以具有与第二贯穿狭缝不同的形状，应当理解的是，第一贯穿狭缝也可以具有与第二贯穿狭缝基本相同的大小、形式、以及位置。这样的贯穿狭缝211、231可以提供在后续的灌封工艺中由此引入灌封材料的通道。
横向壁部250可以在第一纵向壁部210的纵轴方向上设置在中空纤维膜捆绑单元的两端处。横向壁部250可以用作由中空纤维膜捆绑单元200 捆绑的中空纤维膜垫层压件300的两个侧边彼此对准所相对的参考，使得构成垫层压件300的垫可以更准确地堆叠并对准。在一个实施方式中，横向壁部250可以与从头第一纵向壁部210分开地设置。在另一个实施方式中，横向壁部250可以与第一纵向壁部210一体形成。
连同图8一起参照图6和图9，横向壁部250中的每一个可以在其外壁上设置有端部耦接部253(图9)以将中空纤维膜捆绑单元200耦接至头部100。端部耦接部253可以呈现闩锁的形式，该闩锁耦接至形成在头部100的横向壁部132(图6)上的端部耦接槽133(图6)，使得可以通过与闩锁耦接的钩将中空纤维膜捆绑单元200耦接至头部100。
再次参考图8和图9，作为用于耦接至横向壁部250的耦接部，第二纵向壁部230在其在纵轴方向上的两端处设置有耦接槽238，横向壁部250 的边缘部251将插入该耦接槽中。例如，横向壁部250的边缘部251插入耦接槽238中，由此第二纵向壁部230可以耦接至横向壁部250。在这种情况下，可以设置具有盒子形状的中空纤维膜捆绑单元200，该中空纤维膜捆绑单元在入口侧和与入口侧相对的敞开底部侧两者处敞开，其中，中空纤维膜垫层压件300(图3)从入口侧插入。
参考图8和图10，第一纵向壁部210和第二纵向壁部230可以分别设置有从入口侧边缘向内伸出的上垫保持部215、235。上垫保持部可以包括从第一纵向壁部210伸出的多个第一突出部形状的上垫保持部215。此外，上垫保持部可以包括从第二纵向壁部230伸出并且设置成面对第一上垫保持部215或从第一上垫保持部215偏离的多个第二突出部形状的上垫保持部235。当中空纤维膜捆绑单元200捆绑中空纤维膜垫层压件300(图 2)时，上垫保持部215、235用于挤压垫层压件300的一端的侧表面以提高捆绑力，从而限制垫层压件300的流动。
第一纵向壁部210和第二纵向壁部230可以在其敞开底部侧边缘处分别设置有挤压垫层压件300的一端的侧部以提供附加固定的下垫保持部 213、233。当中空纤维膜捆绑单元200捆绑中空纤维膜垫层压件300(图 3)时，下垫保持部213、233用于挤压垫层压件300的一端的侧表面以提高捆绑力，从而限制垫层压件300的流动。以从第一纵向壁部210伸出的伸出杆的形式设置的第一下垫保持部213可以在第一纵向壁部210的纵轴方向上延伸，以用作支撑第一纵向壁部210以防止第一纵向壁部翘曲的翘曲防止部。以从第二纵向壁部230伸出的伸出杆的形式设置的第二下垫保持部233可以在第二纵向壁部230的纵轴方向上延伸，以用作支撑第二纵向壁部230以防止第二纵向壁部翘曲的翘曲防止部。在一个实施方式中，两个或更多个下垫保持部213、233可以设置成面向彼此。
再次参考图8和图10，第一纵向壁部210可以设置有从它的第一内壁伸出的多个第一伸出柱217。第一伸出柱217可以用作在对准中空纤维膜垫层压件300时对准垫层压件300的一端所相对的参考。当第二纵向壁部230耦接至横向壁部250时，第一伸出柱217的端部可以插入形成在第二纵向壁部230的第二内壁232上的第一柱耦接凹槽237中。第一纵向壁部可以设置有与第一伸出柱217间隔开的多个第二伸出柱219。第二伸出柱219可以从第一纵向壁部210的第一内壁212伸出，以插入形成在第二纵向壁部230的第二内壁232上的第二柱耦接凹槽239中并且耦接至第二柱耦接凹槽239。
第一伸出柱217和第二伸出柱219可以分别用于支撑和保持中空纤维膜垫层压件300的保持带310、330(图3)。第一伸出柱217可以支撑第一保持带310的边缘，该第一保持带粘合地保持中空纤维膜301(图3) 中的每一个的一端的侧部，从而提供对准垫层压件300所相对的参考。此外，第二伸出柱219可以在中空纤维膜301的设置于第一保持带310(图 3)与和第一保持带间隔开的第二保持带330(图3)之间的部分之间伸出并且可以支撑第二保持带330。因此，通过允许第二保持带330由第二伸出柱219支撑，垫层压件300的端部可以彼此精确地对准。
第一伸出柱217和第二伸出柱219可以在第一纵向壁部210的纵轴方向上以一定间隔设置。因此，第一伸出柱和第二伸出柱可以用作用于将第二纵向壁部230直接耦接至第一纵向壁部210的装置。此外，由于第一伸出柱217和第二伸出柱219分别插入第一柱耦接凹槽237和第二柱耦接凹槽239中，因此可以防止第一纵向壁部210和第二纵向壁部230翘曲或弯曲，或者可以防止在第一纵向壁部和第二纵向壁部之间在其中部处的任何间隙。
参考图8和图11，第一纵向壁部210和第二纵向壁部230中的每一个可以设置有从其敞开底部侧边缘向它的外壁之外伸出并且在其端部处压在头部100的内壁上以密封头部100的内壁与第一纵向壁部和第二纵向壁部中的每一个的外壁之间的空间的下端的密封部223，垫层压件300(图 3)将固定至头部的内壁。密封部223可以以从第一纵向壁部210和第二纵向壁部230中的每一个的下端向外伸出的杆的形式设置，以防止灌封材料渗透到下面的水收集通道121(图3)中，其中，引入灌封材料以形成灌封层400(图3)。当说明下面描述的灌封工艺时，将另外描述密封部223。
连同图5一起参照图8和图12，第一纵向壁210和第二纵向壁230 可以在其敞开底部侧边缘处设置有用于将头部100(图5)耦接至第一纵向壁部210和第二纵向壁部230的中间耦接部221。头部100可以设置有用于耦接至中间耦接部分221的横向耦接凹槽135(图5)。在一个实施方式中，可以设置一个或多个中间耦接部和横向耦接凹槽。
如在图1中示出的，中空纤维膜捆绑单元200可以被引入头部100 中以形成头部装置并且还可以形成中空纤维膜模块，如在图3中示出的。此时，中空纤维膜捆绑单元200可以引导中空纤维膜垫层压件300(图3) 精确地对准并且能够约束中空纤维膜垫层压件以防未对准。在这种情况下，中空纤维膜捆绑单元可以用作在将垫层压件300插入头部100中或者形成灌封层400(图3)过程中禁止垫层压件300中的中空纤维膜301(图 3)从垫层压件流出或未对准或者抑制灌封失败的夹具。尽管中空纤维膜捆绑单元200可以与头部100分开地设置并且然后插入头部中并且耦接至头部，应当理解的是，中空纤维膜捆绑单元也可以与头部100一体形成。
接下来，将描述制造中空纤维膜模块的过程，并且在这个过程中，将另外描述中空纤维膜模块、用于中空纤维膜模块的中空纤维膜捆绑单元、以及包括中空纤维膜捆绑单元的头部装置。
参照图13，一种用于制造中空纤维膜模块的方法包括提供中空纤维膜垫350。使用用于制造中空纤维膜垫的装置形成其中并排地布置有一个或多个中空纤维膜301的垫350。构成垫350的多个中空纤维膜301(例如，264个中空纤维膜)可以并排地布置，随后引入保持带310、330、311、 331并且将保持带310、330、311、331固定至一组中空纤维膜的两端，从而形成垫350。例如，引入至垫350的一端的第一保持带310和第二保持带330以及与之对应的第三保持带311和第四保持带331可以由诸如热熔胶的粘合剂形成。
参照图14，在设置多个中空纤维膜垫350之后，将垫350依次堆叠在中空纤维膜捆绑单元200的第一纵向壁部210上。因此，如在图15中示出的，可以形成其中一个或多个垫350以对准的方式堆叠在第一纵向壁部210上的中空纤维膜垫层压件300。此时，中空纤维膜垫350可以对准成使得一个或多个第一伸出柱217(图8)支撑设置在中空纤维膜垫350 的一端303处的第一保持带310。此外，如在图16中示出的，垫350绕在一个或多个第二伸出柱219上，使得第二伸出柱219在中空纤维膜301的位于第一保持带310与第二保持带330之间的部分之间通过，由此垫350 可以通过使得第二保持带330由第二伸出柱219支撑的方式以对准的方式堆叠。因此，垫350的端部可以彼此精确地对准，如在图15中示出的。随着垫堆叠，第一保持带310以对准的方式一个堆叠在另一个上以形成第一带块，并且第二固定带330以对准的方式一个堆叠在另一个上以形成第二带块。
参照图17和图18，中空纤维膜捆绑单元200的第二纵向壁部230耦接至横向壁部250以挤压并捆绑中空纤维膜垫层压件300的一端的侧表面。因此，能够得到一端被第一纵向壁部210和第二纵向壁部230以及横向壁部250捆绑并且因此防止未对准的中空纤维膜垫层压件300。中空纤维膜捆绑单元200可以用作用于将中空纤维膜堆叠到中空纤维膜垫层压件中并捆绑中空纤维膜垫层压件300的夹具。
参照图19和图20，将由此已捆绑中空纤维膜垫层压件300的一端的中空纤维膜捆绑单元200插入头部100的第二壳体部分130中。将提供给中空纤维膜捆绑单元200的耦接部耦接至头部，使得中空纤维膜捆绑单元 200可以耦接至头部100的第二壳体部分130。中空纤维膜捆绑单元200 的密封部223可以在其端部处压在头部100的第二壳体部分130的内壁上。对于此，密封部223可以在其下端处设置有呈现伸出纵向耦接杆的形式的底部耦接部224，该底部耦接部用于插入设置在第二壳体部分130内部的纵向耦接凹槽134中。密封部223可以呈现在第一纵向壁部210和第二纵向壁部230的纵轴方向上延伸的伸出杆的形式并且因此还可以用作防止第一纵向壁部210和第二纵向壁部230翘曲的翘曲防止部。
可以将中空纤维膜捆绑单元200的第一纵向壁部210和第二纵向壁部 230插入为与第二壳体部分130的内壁分开预定距离，从而在第二壳体部分的内壁与第一纵向壁部和第二纵向壁部之间提供灌封材料将流入其中的流入空间135。密封部223可用于堵塞并密封灌封材料流入空间135的下端，从而防止已流入空间中的灌封材料渗透到下面的水收集通道121中。
连同图3一起参照图20，可以将灌封材料引入中空纤维膜捆绑单元 200的第一纵向壁部210和第二纵向壁部230与第二壳体部分130的内壁之间的流入空间135中的任一个流入空间135中，例如，引入第一纵向壁部210与第二壳体部分130的内壁之间的流入空间135中。
灌封材料可以包括例如聚氨脂。引入的灌封材料可以穿过第一纵向壁部210的第一贯穿狭缝211(图8)、在垫层压件300的中空纤维膜301之间渗透、穿过第二纵向壁部230的相对的第二贯穿狭缝231、并且填充第二纵向壁部230与第二壳体部分130的内壁之间的流入空间135。然后，对灌封材料进行固化以形成灌封层400(图3)，固定垫层压件300或以垫层压件300的形式捆绑的中空纤维膜301。
由于密封部223防止灌封材料渗透到下面的水收集通道121中并且构成垫层压件300的中空纤维膜301被中空纤维膜捆绑单元200捆绑并且形成在垫层压件的一端处的第一保持带310被中空纤维膜捆绑单元200捆绑并且压在中空纤维膜捆绑单元上，因此可以防止灌封材料流动或渗透到下面的水收集通道121中。此外，由于形成了垫层压件300，第一保持带310 一个堆叠在另一个上以形成第一带块，该第一带块压在第一纵向壁部210 和第二纵向壁部230以及横向壁部250上并耦接至第一纵向壁部210和第二纵向壁部230以及横向壁部250，从而防止灌封材料朝向水收集通道121 流动。在形成灌封层400之后，通过目测或泄漏试验可以确认灌封材料不会流动或渗透到下面的水收集通道121中。此外，通过实验可以确认甚至在应用气动压力时灌封材料不会泄漏。
根据本公开内容的中空纤维膜捆绑单元200可以用作将中空纤维膜 301中的每一个的一端堆叠并捆绑到垫层压件300中的夹具，在垫层压件中，垫350一个堆叠在另一个上。包括中空纤维膜捆绑单元200的头部装置可以呈现其中中空纤维膜捆绑单元200插入头部100中并耦接至头部 100的形式，并且允许中空纤维膜垫层压件300由中空纤维膜捆绑单元200 更加固定地保持。因此，采用包括中空纤维膜捆绑单元或装置200的头部装置的中空纤维膜模块能够消除对非永久性材料的需要、能够在不用消耗过多灌封材料的情况下制造同时有效减少灌封工艺所需的时间、并且能够有效防止灌封层的泄漏。
尽管本文中已描述了一些实施方式，本领域技术人员应当理解的是，在不背离在所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以做出各种修改、改变和变更。
<参考标号列表>
100：头部 200：中空纤维膜捆绑单元
210、230：纵向壁部 250：横向壁部
211、231：贯穿狭缝 233：密封部
300：中空纤维膜垫层压件 400：灌封层。

Claims (29)

1.一种中空纤维膜模块，包括：
中空纤维膜垫层压件；
头部，提供水收集通道并提供插入空间，所述垫层压件的远端暴露于所述水收集通道，所述垫层压件的一端插入所述插入空间中；
中空纤维膜捆绑单元，挤压并捆绑所述垫层压件的一端并且插入所述插入空间中并耦接至所述插入空间；以及
灌封层，粘合地保持所述垫层压件的一端以密封所述水收集通道，
其中，所述中空纤维膜捆绑单元包括：
第一纵向壁部和第二纵向壁部，各自具有贯穿狭缝，所述第一纵向壁部的内壁和所述第二纵向壁部的内壁面向彼此以挤压并捆绑所述垫层压件的一端；以及
横向壁部，将所述第一纵向壁部的两端分别连接至所述第二纵向壁部的两端，并且
其中，所述中空纤维膜模块进一步包括：
上垫保持部，从所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的入口侧边缘向内伸出，在所述入口侧边缘处，所述垫层压件的中空纤维膜向外延伸，其中，所述上垫保持部挤压并保持所述垫层压件。
2.根据权利要求1所述的中空纤维膜模块，其中，所述灌封层穿过所述贯穿狭缝并粘附至所述头部的内壁。
3.根据权利要求1所述的中空纤维膜模块，其中，所述垫层压件包括并排地布置有中空纤维膜的垫；并且所述中空纤维膜模块进一步包括从所述第一纵向壁部的内壁伸出并用作对准所述垫的一端所相对的参考的第一伸出柱。
4.根据权利要求3所述的中空纤维膜模块，其中，所述第一伸出柱包括从所述第一纵向壁部的内壁伸出并布置在所述第一纵向壁部的纵轴方向上的多个第一伸出柱。
5.根据权利要求4所述的中空纤维膜模块，其中，所述多个第一伸出柱伸出为在它们的端部处耦接至所述第二纵向壁部的内壁。
6.根据权利要求3所述的中空纤维膜模块，其中，所述垫进一步包括粘合地保持所述中空纤维膜的一端的侧部的第一保持带，并且所述第一伸出柱支撑所述第一保持带的边缘。
7.根据权利要求3所述的中空纤维膜模块，进一步包括：
第二伸出柱，与所述第一伸出柱间隔开并从所述第一纵向壁部的内壁伸出以在所述垫的所述中空纤维膜之间通过。
8.根据权利要求7所述的中空纤维膜模块，其中，所述第二伸出柱伸出为在它的端部处耦接至所述第二纵向壁部的内壁。
9.根据权利要求7所述的中空纤维膜模块，其中，所述垫进一步包括粘合地保持所述中空纤维膜的一端的侧部的第一保持带以及与所述第一保持带间隔开的第二保持带；
所述第一伸出柱支撑所述第一保持带的边缘；并且
所述第二伸出柱在所述中空纤维膜之间伸出以支撑所述垫的在所述第一保持带与所述第二保持带之间的一部分。
10.根据权利要求1所述的中空纤维膜模块，其中，所述上垫保持部包括从所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的边缘向内伸出的多个突出部。
11.根据权利要求1所述的中空纤维膜模块，进一步包括：
下垫保持部，从所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的邻近所述垫层压件的一端的敞开底部侧边缘向内伸出，
其中，所述下垫保持部挤压并保持所述垫层压件。
12.根据权利要求11所述的中空纤维膜模块，其中，所述下垫保持部包括在所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部的纵轴方向上延伸的伸出杆。
13.根据权利要求1所述的中空纤维膜模块，其中，所述第二纵向壁部进一步包括耦接槽，所述横向壁部的边缘插入所述耦接槽中以耦接至此。
14.根据权利要求1所述的中空纤维膜模块，其中，所述头部包括：
第一壳体部分，提供所述水收集通道；以及
第二壳体部分，连接至所述第一壳体部分并提供插入空间，所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部插入所述插入空间中。
15.根据权利要求14所述的中空纤维膜模块，其中，所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部与所述第二壳体部分的内壁间隔开。
16.根据权利要求14所述的中空纤维膜模块，进一步包括：
端部耦接部，在所述横向壁部中的每一个的外壁上，用于耦接至所述第二壳体部分。
17.根据权利要求14所述的中空纤维膜模块，进一步包括：
密封部，从所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的邻近所述垫层压件的一端的敞开底部侧边缘向所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的外壁之外伸出，
其中，所述密封部在它的端部处压在所述第二壳体部分的内壁上，以密封所述第二壳体部分的内壁与所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个之间的空间的下端。
18.根据权利要求17所述的中空纤维膜模块，进一步包括：
纵向耦接杆，设置在所述密封部下面并插入所述第二壳体部分的纵向耦接凹槽中。
19.根据权利要求14所述的中空纤维膜模块，进一步包括：
中间耦接部，设置在所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的邻近所述垫层压件的一端的敞开底部侧边缘处并耦接至设置在所述第二壳体部分内部的横向耦接凹槽。
20.一种用于中空纤维膜模块的头部装置，包括：
第一壳体部分，提供水收集通道；
第二壳体部分，连接至所述第一壳体部分并提供插入空间；以及
中空纤维膜捆绑单元，挤压并捆绑中空纤维膜垫层压件的一端并且插入所述插入空间中且包括第一纵向壁部、第二纵向壁部、以及横向壁部，
其中，所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个具有贯穿狭缝，并且所述第一纵向壁部的内壁和所述第二纵向壁部的内壁面向彼此，
其中，所述头部装置进一步包括：
上垫保持部，从所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的入口侧边缘向内伸出，在所述入口侧边缘处，所述垫层压件的中空纤维膜向外延伸，其中，所述上垫保持部挤压并保持所述垫层压件。
21.根据权利要求20所述的头部装置，其中，所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部耦接成与所述第二壳体部分的内壁间隔开。
22.根据权利要求20所述的头部装置，其中，所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部与所述第二壳体部分一体形成为与所述第二壳体部分的内壁间隔开。
23.一种中空纤维膜捆绑装置，包括：
第一纵向壁部和第二纵向壁部，各自具有贯穿狭缝，其中，它们的相应内壁面向彼此；以及
两个横向壁部，在所述第一纵向壁部的纵轴方向上在它的两端处设置为面向彼此，
其中，通过并排地布置中空纤维膜获得的垫一个堆叠在另一个上，使得所述垫中的每一个的一端与另一垫的一端对准以在所述第一纵向壁部上形成垫层压件，并且
所述第二纵向壁部耦接至所述横向壁部以挤压并捆绑所述垫层压件，
其中，所述中空纤维膜捆绑装置进一步包括：
上垫保持部，从所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的入口侧边缘向内伸出，在所述入口侧边缘处，所述垫层压件的中空纤维膜向外延伸，其中，所述上垫保持部挤压并保持所述垫层压件。
24.根据权利要求23所述的中空纤维膜捆绑装置，进一步包括：
端部耦接部，在所述横向壁部的外壁上，用于耦接至头部，其中，所述垫层压件固定至所述头部。
25.根据权利要求24所述的中空纤维膜捆绑装置，进一步包括：
密封部，从所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的邻近所述垫的一端的敞开底部侧边缘向所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的外壁之外伸出，
其中，所述密封部在它的端部处压在所述头部的内壁上以密封所述第一纵向壁部的外壁和所述第二纵向壁部的外壁与所述头部的内壁之间的空间的下端，所述垫层压件固定至所述头部。
26.根据权利要求24所述的中空纤维膜捆绑装置，进一步包括：
中间耦接部，设置在所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的邻近所述垫的一端的敞开底部侧边缘处，
其中，所述中间耦接部将所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部耦接至所述头部，所述垫层压件固定至所述头部。
27.一种用于制造中空纤维膜模块的方法，包括：
通过中空纤维膜捆绑单元挤压并捆绑中空纤维膜垫层压件的一端；
将所述中空纤维膜捆绑单元插入提供水收集通道和插入空间的头部的所述插入空间中以将所述中空纤维膜捆绑单元耦接至所述头部；以及
形成粘合地保持所述垫层压件的一端以密封所述水收集通道的灌封层，
其中，所述中空纤维膜捆绑单元包括：
第一纵向壁部和第二纵向壁部，各自具有贯穿狭缝，其中，它们的内壁面向彼此；以及
两个横向壁部，在所述第一纵向壁部的纵轴方向上在它的两端处设置为面向彼此，
所述第二纵向壁部耦接至所述横向壁部以挤压并捆绑所述垫层压件，并且
其中，所述中空纤维膜模块进一步包括：
上垫保持部，从所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的入口侧边缘向内伸出，在所述入口侧边缘处，所述垫层压件的中空纤维膜向外延伸，其中，所述上垫保持部挤压并保持所述垫层压件。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，形成灌封层包括将灌封材料引入所述第一纵向壁部与所述头部的本体的内壁之间的空间中，使得引入的灌封材料穿过所述第一纵向壁部的所述贯穿狭缝、在所述垫层压件的中空纤维膜之间渗透、穿过所述第二纵向壁部的所述贯穿狭缝、并填充所述第二纵向壁部与所述头部的本体的内壁之间的空间。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述中空纤维膜捆绑单元进一步包括：
密封部，从所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的邻近所述垫的一端的敞开底部侧边缘向所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的外壁之外伸出，以在它的端部处压在所述头部的内壁上，从而密封所述第一纵向壁部和所述第二纵向壁部中的每一个的外壁与所述头部的内壁之间的空间的下端，
所述密封部防止引入的灌封材料流入所述水收集通道中。
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