CN107081071B - 一种螺旋卷式膜元件的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种螺旋卷式膜元件的制作方法，所述螺旋卷式膜元件包括集水管和缠绕在所述集水管外围的至少一个膜袋，所述制作方法包括步骤：S10、将用于形成膜袋的薄膜片材焊接至所述集水管上；S20、将用于形成单个膜袋的薄膜片材沿着边线焊接到一起，形成单个膜袋；S30、将所述至少一个膜袋卷制到所述集水管上。本发明的螺旋卷式膜元件的制作方法可以精确控制反渗透膜、纳滤膜、超滤膜等平板膜螺旋卷式膜元件膜袋边线宽度，从而使有效的膜面积更大，同时膜袋边线可以短时间结合完成，缩短生产周期。
Description
技术领域
本发明涉及一种净水设备技术领域，具体涉及一种螺旋卷式膜元件的制作方法。
背景技术
现有技术中，螺旋卷式膜元件的制作方法主要包括以下步骤：1-平铺第一层膜片；2-在第一层膜片的边线处涂胶水；3-平铺一层产水导布；4-平铺第二层膜片；5-将带有胶水的膜片和产水导布卷制到集水管上，在胶水固化后形成膜袋。由于胶水固化需要一定的时间，因此，现有技术中的螺旋卷式膜元件在卷制完毕后需要停放较长时间方可进入下一道工序，整个生产周期较长；另外，涂胶水后再铺膜片的作业方式很难精确控制膜袋的边线宽度，在卷制过程中胶水仍然容易浸渍到其它部位，由此导致膜袋的有效面积不能准确控制，往往比预计的要小。
发明内容
基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种螺旋卷式膜元件的制作方法，其能够解决上述问题中的至少一个。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种螺旋卷式膜元件的制作方法，所述螺旋卷式膜元件包括集水管和缠绕在所述集水管外围的至少一个膜袋，所述制作方法包括步骤：
S10、将用于形成膜袋的薄膜片材焊接至所述集水管上；
S20、将用于形成单个膜袋的薄膜片材沿着边线焊接到一起，形成单个膜袋；
S30、将所述至少一个膜袋卷制到所述集水管上。
优选地，步骤S10中，采用第一焊头组件将薄膜片材焊接至所述集水管上。
优选地，所述第一焊头组件的焊接面为内圆弧面，与所述集水管的形状相匹配。
优选地，用于形成单个膜袋的薄膜片材包括顺次叠置的第一膜片、产水导布和第二膜片，其中，步骤S10之前还包括步骤：
S01、将所述集水管放置在所述第一膜片和所述产水导布之间，或者放置在所述产水导布和所述第二膜片之间。
优选地，步骤S20中，采用第二焊头组件将薄膜片材沿着边线焊接到一起，其中，所述第二焊头组件包括一对第二焊头，分别用于在所述薄膜片材的两侧对所述薄膜片材进行焊接。
优选地，所述第二焊头组件的焊接面为一对平面或者一对相互匹配的曲面。
优选地，所述曲面的弯曲方向与所述螺旋卷式膜元件中膜袋的卷制方向一致。
优选地，步骤S20之前，还包括步骤：
S02、将形成单个膜袋的薄膜片材按照膜袋的卷制方向进行预先弯曲处理。
优选地，步骤S02中，采用圆辊对薄膜片材进行预先弯曲处理。
优选地，所述焊接包括超声波焊接或热熔连接，和/或，所述焊接为分段焊接或连续焊接；和/或，所述焊接所用焊头的焊接面为光滑面或滚花面。
优选地，步骤S20中，薄膜片材的边线焊接宽度在3-20mm之间。
优选地，所述螺旋卷式膜元件所用的膜片包括反渗透膜、纳滤膜、或超滤膜。
优选地，所述螺旋卷式膜元件中膜袋的页数为1-30页。
本发明的螺旋卷式膜元件的制作方法相比于现有的涂胶水的制作方法的优点包括：可以精确控制反渗透膜、纳滤膜、超滤膜等平板膜螺旋卷式膜元件膜袋边线宽度，从而使有效的膜面积更大，同时膜袋边线可以短时间结合完成，缩短生产周期。特别地，在焊接膜袋边线之前对薄膜片材进行预先弯曲处理，能够有效避免膜袋卷制时产生褶皱，提高螺旋卷式膜元件的质量。
附图说明
以下将参照附图对根据本发明的螺旋卷式膜元件的制作方法的优选实施方式进行描述。图中：
图1为根据本发明的一种优选实施方式的螺旋卷式膜元件的制作方法流程图；
图2为第一焊头组件的工作过程示意图；
图3为第二焊头组件工作过程的一种实施方式的示意图；
图4为第二焊头组件工作过程的另一种实施方式的示意图。
具体实施方式
本发明通过对反渗透膜、纳滤膜、超滤膜等平板膜螺旋卷式膜元件的卷制方式进行研究，提出了一种新的螺旋卷式膜元件的制作方法。通过本发明的制作方法，反渗透膜、纳滤膜、超滤膜等平板膜膜元件的制作过程能够快速、精确地完成，比传统胶水粘接制成的膜袋的有效膜面积更大、并可省去胶水原材料的消耗和胶水固化所需的停放时间，因而更容易实现自动化连续生产。
本发明所涉及的螺旋卷式膜元件包括集水管和缠绕在所述集水管外围的至少一个膜袋，本发明的制作方法主要涉及膜袋的制作成型及膜袋与集水管的连接等方面。
如图1-4所示，本发明的螺旋卷式膜元件的制作方法包括步骤：
S10、将用于形成膜袋的薄膜片材焊接至所述集水管1上；
S20、将用于形成单个膜袋的薄膜片材沿着边线焊接到一起，形成单个膜袋；
S30、将所述至少一个膜袋卷制到所述集水管1上。
当然，在卷制之前，还须在膜袋之间加入原水格网，并将其与膜袋一起缠绕在集水管1上，从而制成膜元件。
其中，形成一个膜袋所需的薄膜片材包括两层膜片(分别为第一膜片4和第二膜片6)和设置在两层膜片之间的产水导布5。两层膜片例如可以是反渗透膜、纳滤膜或超滤膜等平板膜。
其中，步骤S20中，膜袋的边线包括除集水管1所在边之外的三个边，即，包括位于两端的两个边胶线、以及远离集水管1的底胶线。
具体地，本发明中所涉及的焊接，包括超声波焊接或者热熔连接。也就是说，可以用超声波焊接或热熔连接等方法将两层膜片和产水导布连接在集水管上，并用超声波焊接或热熔连接等方法将膜片和产水导布沿边线进行焊接以制成相应的膜袋。
本发明的制作方法相比于现有技术的涂胶水的制作方法的优点包括：可以精确控制反渗透膜、纳滤膜、超滤膜等平板膜螺旋卷式膜元件膜袋边线宽度，从而使有效的膜面积更大，同时膜袋边线可以短时间结合完成，缩短生产周期。
优选地，步骤S10中，采用第一焊头组件2将薄膜片材焊接至所述集水管1上。其中，如图2所示，在包括一个或两个膜袋的情况下，所述第一焊头组件2包括一对第一焊头21、22，分别用于在所述集水管1的两侧对所述薄膜片材进行焊接。例如，一对第一焊头21和22上下对置，并且优选地，位于下方的第一焊头22固定不动，位于上方的第一焊头21可上下移动，以便于完成焊接作业。
具体操作时，可以将第二膜片6和产水导布5依次布置在位于下方的第一焊头22上，然后将集水管1放置在产水导布5上，再将第一膜片5布置在集水管1和产水导布5上，随后，位于上方的第一焊头21向下进给，直至将薄膜片材和集水管1夹在一对第一焊头21之间并保压一定的时间后，即可完成步骤S10的焊接任务。
当然，在实际操作中，也可以将集水管1放置在第二膜片6上，然后再布置产水导布5和第一膜片4，得到的膜袋并无实际区别。
在包括三个或三个以上膜袋的情况下，所述第一焊头组件2包括三个或三个以上第一焊头，第一焊头的数量与膜袋的个数一致，相邻的两个第一焊头共同完成一个膜袋与集水管1之间的焊接作业。
优选地，如图2所示，所述第一焊头组件2的焊接面(即两个第一焊头21、22的工作面)为内圆弧面，与所述集水管1的形状相匹配。这样，能够保证薄膜片材与集水管1之间的焊接宽度，进而保证焊接强度。当然，第一焊头组件2的焊接面也可以是平面。
优选地，步骤S20中，采用第二焊头组件3将薄膜片材沿着边线焊接到一起，其中，如图3所示，所述第二焊头组件3包括一对第二焊头31、32，分别用于在所述薄膜片材的两侧对所述薄膜片材进行焊接。
例如，一对第二焊头31和32上下对置，并且优选地，位于下方的第二焊头32固定不动，位于上方的第二焊头31可上下移动，以便于完成焊接作业。
具体操作时，可以将相应的薄膜片材放置在位于下方的第二焊头32上，使薄膜片材的边线对应着第二焊头32的焊接面，随后，位于上方的第二焊头31向下进给，直至将薄膜片材夹在一对第一焊头21之间并保压一定的时间后，即可完成步骤S20的焊接任务。
本发明中，所述第二焊头组件3的焊接面(即两个第二焊头31、32的工作面)可以为一对平面。
优选地，如图3所示，所述第二焊头组件3的焊接面为一对相互匹配的曲面。与平面相比，曲面焊接面在焊接时能够使得薄膜片材发生较大的变形量，因而焊接更为牢固。
优选地，所述曲面的弯曲方向与所述螺旋卷式膜元件中膜袋的卷制方向一致。如图3所示，在卷制膜袋时，膜袋的缠绕方向为逆时针方向，因此，位于左侧的第二焊头组件3的焊接面为向上拱起的曲面，而位于右侧的第二焊头组件3的焊接面则为向下凹进的曲面。由于焊接后膜袋的焊接区域为与焊头组件的焊接面形状一致的曲面，且会局部变硬，因此，在完成卷制后，膜袋的曲面状焊接边线能够达到更好的贴合度，从而提高螺旋卷式膜元件的质量。
优选地，第二焊头组件3的焊接面的弯曲程度可以与螺旋卷式膜元件的外表面的弯曲程度大致相同，也即，第二焊头组件3的焊接面的曲率半径可以大致等于螺旋卷式膜元件的外表面的半径。
考虑到薄膜片材的每一层材料都有厚度，在卷制过程中因各层的曲率半径不一样，导致层与层之间会发生少量的滑移。当膜袋的缠绕圈数较小时，滑移不足以对螺旋卷式膜元件产生影响，因此可以将薄膜片材直接平铺来焊接膜袋边线。然而，随着膜袋缠绕圈数的增加，这种滑移的积累有可能导致内侧的膜片出现细微的褶皱，甚至有可能会损坏膜片，从而对螺旋卷式膜元件产生不利影响。为此，可以在焊接前先使各层材料产生圆弧弯曲，待各层材料之间发生滑移后再进行焊接，以减少褶皱的出现，特别是防止明显褶皱的出现。
也即，步骤S20之前，优选还可以包括步骤：
S02、将形成单个膜袋的薄膜片材按照膜袋的卷制方向进行预先弯曲处理。例如，如图4所示，至少薄膜片材的边线处的焊接区域被预先弯曲处理。具体地，可以采用圆辊对薄膜片材进行预先弯曲处理。
本发明的制作方法中，在具体实施焊接时，可以采用分段焊接或连续焊接，每一个焊头可以仅包括一段，也可以包括多段。
另外，每一个焊头的焊接面可以为光滑面，也可以为滚花面。
优选地，步骤S20中，薄膜片材的边线焊接宽度在3-20mm之间，也即，第二焊头的焊接面的宽度可以在3-20mm之间。
优选地，当采用本发明的制作方法制作螺旋卷式膜元件时，该膜元件中膜袋的页数可以为1-30页，附图中所示的实施例中，膜袋页数为2页。随着膜袋页数的增加，单个膜袋的缠绕圈数下降，因而对薄膜片材进行预先弯曲处理时的弯曲程度相应下降，操作相对容易。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。
Claims (13)
1.一种螺旋卷式膜元件的制作方法，所述螺旋卷式膜元件包括集水管和缠绕在所述集水管外围的至少一个膜袋，其特征在于，包括步骤：
S10、将用于形成膜袋的薄膜片材焊接至所述集水管上；
S20、将用于形成单个膜袋的薄膜片材沿着边线焊接到一起，形成单个膜袋；
S30、将所述至少一个膜袋卷制到所述集水管上。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S10中，采用第一焊头组件将薄膜片材焊接至所述集水管上。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述第一焊头组件的焊接面为内圆弧面，与所述集水管的形状相匹配。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，用于形成单个膜袋的薄膜片材包括顺次叠置的第一膜片、产水导布和第二膜片，其中，步骤S10之前还包括步骤：
S01、将所述集水管放置在所述第一膜片和所述产水导布之间，或者放置在所述产水导布和所述第二膜片之间。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S20中，采用第二焊头组件将薄膜片材沿着边线焊接到一起，其中，所述第二焊头组件包括一对第二焊头，分别用于在所述薄膜片材的两侧对所述薄膜片材进行焊接。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述第二焊头组件的焊接面为一对平面或者一对相互匹配的曲面。
7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述曲面的弯曲方向与所述螺旋卷式膜元件中膜袋的卷制方向一致。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，步骤S20之前，还包括步骤：
S02、将形成单个膜袋的薄膜片材按照膜袋的卷制方向进行预先弯曲处理。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，步骤S02中，采用圆辊对薄膜片材进行预先弯曲处理。
10.根据权利要求1-9之一所述的制作方法，其特征在于，所述焊接包括超声波焊接或热熔连接，和/或，所述焊接为分段焊接或连续焊接；和/或，所述焊接所用焊头的焊接面为光滑面或滚花面。
11.根据权利要求1-9之一所述的制作方法，其特征在于，步骤S20中，薄膜片材的边线焊接宽度在3-20mm之间。
12.根据权利要求1-9之一所述的制作方法，其特征在于，所述螺旋卷式膜元件所用的膜片包括反渗透膜、纳滤膜、或超滤膜。
13.根据权利要求1-9之一所述的制作方法，其特征在于，所述螺旋卷式膜元件中膜袋的页数为1-30页。
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