CN106362595A - 一种柱状中空纤维膜组件制作方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种柱状中空纤维膜组件制作方法及其装置，属于分离膜技术领域。U型膜丝束制作步骤：将中空纤维膜丝缠绕形成所需长度、一端头部弯折的U型膜丝束；注胶步骤：U型膜丝束分别进行单端(弯折头部的另一端)注胶形成相互独立的浇注单元束；装配步骤：将浇注单元束装入膜壳(压力式膜组件)或者膜框架(浸没式组件)中固定；进胶浇注步骤:直接在浇注单元束头部弯折的U型一端安装注胶端盖，进行进胶浇注；固化切割步骤:待胶水固化后，切割胶面使膜丝通孔即完成膜组件的制作。本发明的优点是提高柱状中空纤维膜组件制作过程中中空纤维膜丝的利用率和膜组件浇注封端质量，降低膜丝堵孔率；降低工作强度、提高效率、节省成本、简单方便。

Description

一种柱状中空纤维膜组件制作方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种柱状中空纤维膜组件制作方法及其装置，属于分离膜技术领域。

背景技术

膜分离是利用天然或人工制备的具有选择透过性的膜,以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。膜及其相关技术在自然界中扮演着越来越重要的角色，它的产生和发展与人类的生活密切相关。膜与膜过程是当代新型高效的分离技术，是多学科交叉的产物，特别适合于现代工业对节能、提高生产效率、低品位原材料再利用和消除环境污染的需要、成为实现经济可持续发展战略的重要组成部分。

目前世界各国都非常重视废水、污水和海水资源化问题，这使得能真正实现废水零排放、水资源回收利用的成熟工业化技术——分离膜技术大显身手。分离膜技术正在替代各种传统水处理方法，成为21世纪处理方式的主流。

中空纤维膜组件由于其装填密度高；造价相对较低；寿命长；耐压性能好等优点成为膜技术中最为广泛应用的一种形式。在柱状膜中空纤维组件制作过程中，最关键的是膜丝的进胶浇注。目前现有的浇注工艺主要为静态浇注和离心浇注，这两种工艺方法都是先将制得的膜组件膜丝固定；然后切割膜丝使膜丝端面平齐，再用某种堵孔材料堵塞膜孔封端以防止浇注胶水吸入膜孔，切割后无法形成通孔进行产水；封端后将膜丝端面打散；最后进行进胶浇注。专利申请201410650176.1介绍了一种中空纤维膜的制作方法，先将单位数量中空纤维膜丝捋顺捆扎成束状，装入膜壳；然后将束状中空纤维膜膜丝一端或两端切平；用乳胶漆配置成的堵孔胶水均匀涂在已切平的膜丝束端面上，最后进行浇注工序。

现有的制作工艺，在膜组件制作浇注前先将膜丝固定后切齐，造成了膜丝的浪费、成本的上升，此外由于中空纤维膜组件装填面积大、膜丝数量多，膜丝端面难以切齐，而且近年来大量使用带内衬的高强度膜丝进一步加大了切齐的难度和劳动强度；切齐后还要使用特有的堵孔材料进行堵孔，堵孔后还需将膜丝端面打散，制作工序繁琐，尤其是堵孔材料易掉落(尤其使用在带内衬膜丝上)会造成膜孔被浇注胶水堵塞切割后无法形成通孔损失膜面积，打散效果不好的情况下膜丝聚集又会导致浇注过程中膜丝间进胶不充分，以至于切割后胶面出现漏水、漏气现象造成膜组件性能下降甚至报废等不可挽回的损失。综上所述，现有的工艺主要是制作工序繁琐，劳动强度大，膜丝利用率低、成本高，产品质量受操作影响大、不稳定。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种柱状中空纤维膜组件制作方法及其装置。

一种柱状中空纤维膜组件，U型膜丝单元束分布在注胶腔体中，U型膜丝单元束的上部连接膜组件上端盖，U型膜丝单元束的下部收集装入膜组件下端盖，膜组件下端盖的下部连接注胶端盖，U型膜丝单元束有U型膜丝端头。

一种制作U型膜丝束的装置，送丝机上有送丝轮，中空纤维膜丝通过送丝轮连接牵引机上的牵引辊，中空纤维膜丝通过牵引辊连接收丝机的收丝装置，收丝机通过旋转轴连接收丝装置的旋转圆盘，旋转轴能够横向伸缩，旋转圆盘分别连接两个收丝杆，收丝杆平行排列且能够沿旋转圆盘的径向移动。

一种柱状中空纤维膜组件制作方法，含有以下步骤；

U型膜丝束制作步骤：将中空纤维膜丝缠绕形成所需长度、一端头部弯折的U型膜丝束；

注胶步骤：U型膜丝束分别进行单端(弯折头部的另一端)注胶形成相互独立的浇注单元束；

装配步骤：将浇注单元束装入膜壳(压力式膜组件)或者膜框架(浸没式组件)中固定；

进胶浇注步骤:直接在浇注单元束头部弯折的U型一端安装注胶端盖，进行进胶浇注；

固化切割步骤:待胶水固化后，切割胶面使膜丝通孔即完成膜组件的制作。

装配步骤中含有：将所需长度单端(U型弯折头部的另一端)注胶形成的U型单元束固定在膜组件的上端盖内；

规定数量的U型单元束固定好之后，将膜丝捋顺，U型膜丝端头收集装入膜组件下端盖中；

在膜组件下端盖上安装注胶端盖；然后进行进胶浇注；

U型膜丝端头长度长于膜组件下端盖下沿5～10mm(U型膜丝长度偏差在5mm以内)，注胶端盖和膜组件下端盖安装之后形成的注胶腔体的深度为12～15mm。

U型膜丝束制作含有以下步骤；

将中空纤维膜丝通过牵引机上的牵引辊输送到收丝机的收丝装置上，卷绕形成U型膜丝束；

控制收丝杆沿旋转圆盘的径向移动，调节两个收丝杆之间的距离；

控制旋转轴在旋转过程中，在一定范围内沿垂直于收丝方向上进行缓慢伸缩，调节卷绕在收丝杆上膜丝的排布；

收集到所需膜丝根数后，微调缩小两个收丝杆之间距离，将收集的膜丝束取下两端捆绑固定即完成U型膜丝束的收集。

本发明的优点是提高柱状中空纤维膜组件制作过程中中空纤维膜丝的利用率和膜组件浇注封端质量，降低膜丝堵孔率；降低工作强度、提高效率、节省成本、简单方便。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1为本发明的柱状中空纤维膜组件浇注制作装置示意图。

图2为弯折形成U型膜丝束装置示意图。

图3为U型膜丝收丝轮装置示意图。

膜组件上端盖1，U型膜丝单元束2，膜组件下端盖3，注胶端盖4，U型膜丝端头5，注胶腔体6，送丝机7，送丝轮8，牵引机9，牵引辊10，收丝机11，收丝装置12(12-1旋转轴，12-2旋转圆盘，12-3收丝杆)，中空纤维膜丝13。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例1：如图1所示，一种柱状中空纤维膜组件，U型膜丝单元束2分布在注胶腔体6中，U型膜丝单元束2的上部连接膜组件上端盖1，U型膜丝单元束2的下部收集装入膜组件下端盖3，膜组件下端盖3的下部连接注胶端盖4，U型膜丝单元束2有U型膜丝端头5。

一种制作U型膜丝束的装置，中空纤维膜丝送丝机7，送丝机7上有送丝轮8，中空纤维膜丝13通过送丝轮8连接牵引机9上的牵引辊10，中空纤维膜丝13通过牵引辊10连接收丝机11的收丝装置12，中空纤维膜丝13卷绕形成U型膜丝束，

收丝机11通过旋转轴12-1连接旋转圆盘12-2，旋转圆盘12-2分别连接两个收丝杆12-3，收丝杆12-3平行排列且能够沿旋转圆盘的径向移动，调节两个收丝杆12-3之间的距离。

实施例2：一种柱状中空纤维膜组件制作方法，含有以下步骤；

U型膜丝束制作步骤：将中空纤维膜丝13缠绕形成所需长度、一端头部弯折的U型膜丝束；

注胶步骤：U型膜丝束分别进行单端(弯折头部的另一端)注胶形成相互独立的浇注单元束；

装配步骤：将浇注单元束装入膜壳(压力式膜组件)或者膜框架(浸没式组件)中固定；

进胶浇注步骤:直接在浇注单元束头部弯折的U型一端安装注胶端盖，进行进胶浇注；

固化切割步骤:待胶水固化后，切割胶面使膜丝通孔即完成膜组件的制作。

实施例3：一种实现膜丝一端头部弯折形成U型膜丝束的装置，包括按顺序布置的输送中空纤维膜丝的送丝机7、牵引机9、收丝机11，送丝机7上有送丝轮8，送丝轮8用于输送缠绕好的中空纤维膜丝；牵引机9上有五辊牵引装置；五辊牵引装置为现有技术产品，

收丝机11有可调直径的矩形收丝装置12，矩形收丝装置12由图3中所示的旋转轴12-1、旋转圆盘12-2和两个可以径向移动的收丝杆12-3组成，两个收丝杆12-3形成的收丝机构构成一矩形，故可表述成矩形收丝装置。

一种柱状中空纤维膜组件制作方法，含有以下步骤；

装配步骤中含有：将所需长度单端(U型弯折头部的另一端)注胶形成的U型单元束2固定在膜组件的上端盖1内；

规定数量的U型单元束2固定好之后，将膜丝捋顺，U型膜丝端头5收集装入膜组件下端盖3中；

在膜组件下端盖3上安装注胶端盖4；然后进行进胶浇注；

U型膜丝端头5长度长于膜组件下端盖3下沿5～10mm(U型膜丝长度偏差在5mm以内)，注胶端盖4和膜组件下端盖3安装之后形成的注胶腔体6的深度为12～15mm。

实施例4：一种柱状中空纤维膜组件制作装置，含有中空纤维膜丝送丝机7，送丝机7上有送丝轮8，中空纤维膜丝13通过牵引机9上的牵引辊10输送到收丝机的收丝装置12上，卷绕形成U型膜丝束。

收丝装置12有一旋转轴12-1一端安装于收丝机11的上，另一端安装旋转圆盘12-2；旋转圆盘12-2上安装有两个收丝杆12-3，收丝杆12-3平行排列且可沿旋转圆盘的径向移动调节两个收丝杆之间的距离。

旋转轴12-1在旋转过程中可在一定范围内沿垂直于收丝11方向上进行缓慢伸缩，来调节卷绕在收丝杆12-3上膜丝的排布，避免收丝过程中膜丝在同一位置重叠排布导致膜丝长度不均。

收集到所需膜丝根数后，微调缩小两个收丝杆12-3之间距离，将收集的膜丝束取下两端捆绑固定即完成U型膜丝束的收集。

实施例5：一种柱状中空纤维膜组件制作方法，U型膜丝束制作含有以下步骤；

将中空纤维膜丝13通过牵引机9上的牵引辊10输送到收丝机的收丝装置12上，卷绕形成U型膜丝束；

控制收丝杆12-3沿旋转圆盘的径向移动，调节两个收丝杆之间的距离；

控制旋转轴12-1在旋转过程中，在一定范围内沿垂直于收丝11方向上进行缓慢伸缩，调节卷绕在收丝杆12-3上膜丝的排布；

收集到所需膜丝根数后，微调缩小两个收丝杆12-3之间距离，将收集的膜丝束取下两端捆绑固定即完成U型膜丝束的收集。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种柱状中空纤维膜组件，其特征在于U型膜丝单元束分布在注胶腔体中，U型膜丝单元束的上部连接膜组件上端盖，U型膜丝单元束的下部收集装入膜组件下端盖，膜组件下端盖的下部连接注胶端盖，U型膜丝单元束有U型膜丝端头。

2.一种制作U型膜丝束的装置，其特征在于送丝机上有送丝轮，中空纤维膜丝通过送丝轮连接牵引机上的牵引辊，中空纤维膜丝通过牵引辊连接收丝机的收丝装置，收丝机通过旋转轴连接收丝装置的旋转圆盘，旋转轴能够横向伸缩，旋转圆盘分别连接两个收丝杆，收丝杆平行排列且能够沿旋转圆盘的径向移动。

3.一种柱状中空纤维膜组件制作方法，其特征在于含有以下步骤；

U型膜丝束制作步骤：将中空纤维膜丝缠绕形成所需长度、一端头部弯折的U型膜丝束；

注胶步骤：U型膜丝束分别进行单端(弯折头部的另一端)注胶形成相互独立的浇注单元束；

装配步骤：将浇注单元束装入膜壳(压力式膜组件)或者膜框架(浸没式组件)中固定；

进胶浇注步骤:直接在浇注单元束头部弯折的U型一端安装注胶端盖，进行进胶浇注；

固化切割步骤:待胶水固化后，切割胶面使膜丝通孔即完成膜组件的制作。

4.根据权利要求3所述的一种柱状中空纤维膜组件制作方法，其特征在于装配步骤中含有：将所需长度单端(U型弯折头部的另一端)注胶形成的U型单元束固定在膜组件的上端盖内；

规定数量的U型单元束固定好之后，将膜丝捋顺，U型膜丝端头收集装入膜组件下端盖中；

在膜组件下端盖上安装注胶端盖；然后进行进胶浇注；

U型膜丝端头长度长于膜组件下端盖下沿5～10mm(U型膜丝长度偏差在5mm以内)，注胶端盖和膜组件下端盖安装之后形成的注胶腔体的深度为12～15mm。

5.根据权利要求3所述的一种柱状中空纤维膜组件制作方法，其特征在于U型膜丝束制作含有以下步骤；

将中空纤维膜丝通过牵引机上的牵引辊输送到收丝机的收丝装置上，卷绕形成U型膜丝束；

控制收丝杆沿旋转圆盘的径向移动，调节两个收丝杆之间的距离；

控制旋转轴在旋转过程中，在一定范围内沿垂直于收丝方向上进行缓慢伸缩，调节卷绕在收丝杆上膜丝的排布；

收集到所需膜丝根数后，微调缩小两个收丝杆之间距离，将收集的膜丝束取下两端捆绑固定即完成U型膜丝束的收集。