CN105671660A - 一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头 - Google Patents

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王立峰
伍春兰
舒建存
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    • D01D5/24—Formation of filaments, threads, or the like with a hollow structure; Spinnerette packs therefor

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Abstract

本发明公开了一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，包括喷头基座、喷头体、针管以及喷头盖，喷头基座的中间设置有料液注入口，喷头体的上部设置有圆柱形芯液腔，喷头基座的侧面横向设置有一芯液注入口，喷头基座的内部设置有一与芯液注入口连通的圆环形芯液流道且在圆环形芯液流道的底部设置有环形切口槽，在芯液腔体的底部设置有针管安装孔，喷头盖上设置有圆柱形料液腔，圆柱形料液腔的中部固定设置有一料液稳流板，圆柱形料液腔的底部设置有喷丝成型孔，针管一端承插固定于针管安装孔内，另一端位于喷丝成型孔内，本发明实现从喷丝头顶部进料液的生产模式，同时能够保证出丝厚度、直径一致性较好。

Description

一种新型顶部进料液的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，具体涉及一种新型顶部进料液的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。同时，市场上出售的一些多孔喷丝头，喷出的中空纤维膜丝，厚度，直径大小很难达到一致。而且大部分该类型喷丝头，大都采用的是顶部进芯液或气体，侧向进料液的结构，不能满足不同设备及生产系统的需求，因此很有必要设计一种顶部进料液，且出丝厚度、直径一致的多孔喷丝头，来满足更多的生产需要。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了克服现有技术不足，现提出一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，以实现从喷丝头顶部进料液的生产模式，同时能够保证出丝厚度、直径一致性较好。
(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顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，包括喷头基座、喷头体、针管以及喷头盖，所述喷头基座、喷头体以及喷头盖由上而下依次通过螺丝锁紧固定，所述喷头基座的中间设置有一上下贯穿的料液注入口，所述喷头体的上部设置有一上端敞口的圆柱形芯液腔且在圆柱形芯液腔的中心位置设置有一圆柱形凸台，所述圆柱形凸台的中部设置有与料液注入口连通且同轴心并贯通至喷头体底部的料液流道，所述喷头基座的侧面横向设置有一芯液注入口，喷头基座的内部设置有一与芯液注入口连通的圆环形芯液流道且在圆环形芯液流道的底部设置有与圆柱形芯液腔连通的环形切口槽，在所述芯液腔体的底部呈圆周状均匀设置有若干针管安装孔，所述喷头盖上设置有一上端敞口的圆柱形料液腔，所述圆柱形料液腔的中部固定设置有一料液稳流板，所述圆柱形料液腔的底部以及料液稳流板上分别设置有与针管安装孔位置对应的喷丝成型孔以及针管通道，所述料液稳流板其他位置设置有若干料液稳流孔，所述针管一端承插固定于针管安装孔内，另一端穿过针管通道位于喷丝成型孔内。
作为一种改进，所述喷头基座、喷头体以及喷头盖连接处圆周状对应设置有沉头孔、通孔以及螺纹孔且三者通过锁紧螺丝锁紧固定，另外所述喷头基座、喷头体以及喷头盖对应位置还设置有销孔且销孔内设置有定位销钉。
作为进一步改进，所述针管直径小于针管通道以及喷丝成型孔孔径且针管内设置有芯液流道。
作为进一步改进，所述料液稳流孔的大小以及排布为均匀或非均匀的。
作为进一步改进，所述料液注入口与圆环形芯液流道同轴心。
作为进一步改进，所述环形切口槽的内直径不小于喷头体中心的圆柱形凸台的直径。
(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顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，在不改变膜丝生产机台结构的基础上，实现喷丝头顶部进料液生产模式。在喷丝头内，环形流道的设计，可以很好地保证芯液流动的均匀性，而料液腔内又设置了料液稳流板，可以很好地改善料液流动均匀性，从而解决膜丝厚度的均匀性，使得喷丝头的每个喷丝孔出丝的质量稳定且品质较好。
附图说明
图1是本发明结构的俯视图。
图2是图1中A-A面旋转剖视图。
图3是本发明结构中的料液稳流板的俯视图。
1-喷头基座；2-喷头体；3-针管；4-料液稳流板；5-喷头盖；11-料液注入口；12-圆环形芯液流道；13-芯液注入口；21-圆柱形芯液腔；22-圆柱形凸台；23-料液流道；24-针管安装孔；31-芯液流道；41-针管通道；42-料液稳流孔；51-圆柱形料液腔；52-喷丝成型孔；121-环形切口槽。
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和图2所示的一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，包括喷头基座1、喷头体2、针管3以及喷头盖5，所述喷头基座1、喷头体2以及喷头盖5由上而下依次通过螺丝锁紧固定，所述喷头基座1的中间设置有一上下贯穿的料液注入口11，所述喷头体2的上部设置有一上端敞口的圆柱形芯液腔21且在圆柱形芯液腔21的中心位置设置有一圆柱形凸台22，所述圆柱形凸台22的中部设置有与料液注入口11连通且同轴心并贯通至喷头体2底部的料液流道23，所述喷头基座1的侧面横向设置有一芯液注入口13，喷头基座1的内部设置有一与芯液注入口13连通的圆环形芯液流道12且在圆环形芯液流道12的底部设置有与圆柱形芯液腔21连通的环形切口槽121，在所述芯液腔体21的底部呈圆周状均匀设置有若干针管安装孔24，所述喷头盖5上设置有一上端敞口的圆柱形料液腔51，所述圆柱形料液腔51的中部固定设置有一料液稳流板4，所述圆柱形料液腔51的底部以及料液稳流板4上分别设置有与针管安装孔24位置对应的喷丝成型孔52以及针管通道41，所述料液稳流板4其他位置设置有若干料液稳流孔42，所述针管3一端承插固定于针管安装孔24内，另一端穿过针管通道41位于喷丝成型孔52内。
其中，所述喷头基座1、喷头体2以及喷头盖5连接处圆周状对应设置有沉头孔、通孔以及螺纹孔且三者通过锁紧螺丝锁紧固定，另外所述喷头基座1、喷头体2以及喷头盖5对应位置还设置有销孔且销孔内设置有定位销钉；所述针管3直径小于针管通道41以及喷丝成型孔52孔径且针管3内设置有芯液流道31；所述料液稳流孔42的大小以及排布为均匀或非均匀的，根据不同的芯液以及料液通过技术来进行设定；所述料液注入口11与圆环形芯液流道12同轴心；所述环形切口槽121的内直径不小于喷头体2中心的圆柱形凸台22的直径。
本发明提到的一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，可以按如下进行组装：先将针管3插入针管安装孔24组装成一体，所有针管安装好后，同时把料液稳流板4上的针管通道41与喷丝成型孔52对齐，再把料液稳流板4嵌入圆柱形料液腔51，与喷头盖5焊接或粘接连接成一体；接着把针管3另外一头穿过料液稳流板4上的针管通道41后，插入到喷头盖5上的喷丝成型孔52中，并与喷丝成型孔52同轴；最后再通过销钉压入销孔限位，螺丝依次旋拧入沉头孔、通孔以及螺纹孔锁紧，将喷头基座1、喷头体2和喷头盖5连接安装在一起。
在喷丝过程中，料液从料液注入口11流入喷丝头，在压力及重力作用下经过料液通道23，流入圆柱形料液腔51内经过料液稳流板4，料液均匀后，以料液流的形式从喷丝成型孔52喷出。另一方面，芯液从芯液注入口13流入圆环形芯液流道12，充满整个圆环形芯液流道12以后，通过圆环形芯液流道12下端的环形切口槽121以环状芯液流的形式流进圆柱形芯液腔21，从圆柱形芯液腔21底部流入针管安装孔24内，最后流入针管3内的芯液通道31，以芯液流的形式从芯液通道31中流出。
由于芯液通道31直径比喷丝成型孔52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)

1.一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，包括喷头基座(1)、喷头体(2)、针管(3)以及喷头盖(5)，其特征在于：所述喷头基座(1)、喷头体(2)以及喷头盖(5)由上而下依次通过螺丝锁紧固定，所述喷头基座(1)的中间设置有一上下贯穿的料液注入口(11)，所述喷头体(2)的上部设置有一上端敞口的圆柱形芯液腔(21)且在圆柱形芯液腔(21)的中心位置设置有一圆柱形凸台(22)，所述圆柱形凸台(22)的中部设置有与料液注入口(11)连通且同轴心并贯通至喷头体(2)底部的料液流道(23)，所述喷头基座(1)的侧面横向设置有一芯液注入口(13)，喷头基座(1)的内部设置有一与芯液注入口(13)连通的圆环形芯液流道(12)且在圆环形芯液流道(12)的底部设置有与圆柱形芯液腔(21)连通的环形切口槽(121)，在所述芯液腔体(21)的底部呈圆周状均匀设置有若干针管安装孔(24)，所述喷头盖(5)上设置有一上端敞口的圆柱形料液腔(51)，所述圆柱形料液腔(51)的中部固定设置有一料液稳流板(4)，所述圆柱形料液腔(51)的底部以及料液稳流板(4)上分别设置有与针管安装孔(24)位置对应的喷丝成型孔(52)以及针管通道(41)，所述料液稳流板(4)其他位置设置有若干料液稳流孔(42)，所述针管(3)一端承插固定于针管安装孔(24)内，另一端穿过针管通道(41)位于喷丝成型孔(52)内。
2.根据权利要求1所述的一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于：所述喷头基座(1)、喷头体(2)以及喷头盖(5)连接处圆周状对应设置有沉头孔、通孔以及螺纹孔且三者通过锁紧螺丝锁紧固定，另外所述喷头基座(1)、喷头体(2)以及喷头盖(5)对应位置还设置有销孔且销孔内设置有定位销钉。
3.根据权利要求1所述的一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于：所述针管(3)直径小于针管通道(41)以及喷丝成型孔(52)孔径且针管(3)内设置有芯液流道(31)。
4.根据权利要求1所述的一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于：所述料液稳流孔(42)的大小以及排布为均匀或非均匀的。
5.根据权利要求1所述的一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于：所述料液注入口(11)与圆环形芯液流道(12)同轴心。
6.根据权利要求1所述的一种新型顶部进料液的多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于：所述环形切口槽(121)的内直径不小于喷头体(2)中心的圆柱形凸台(22)的直径。
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