CN108031294A - 中空纤维膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中空纤维膜组件，包括：膜束，包括多根中空纤维膜；上集水端头，上集水端头设有第一集水腔道，中空纤维膜内腔与第一集水腔道连通；第一集水腔道包括两个第一子集水腔道，第一子集水腔道的远离另一个第一子集水腔道的一侧设有输出口；下集水端头，下集水端头设有第二集水腔道，中空纤维膜内腔与第二集水腔道连通；第二集水腔道包括两个第二子集水腔道；支撑杆，设于上集水端头和下集水端头之间，用于限位支撑上集水端头和下集水端头；第一集水腔道和第二集水腔道通过支撑杆连通。上述中空纤维膜组件，第一集水腔道和第二集水腔道过流长度减小，管道阻力减小，从而使膜束过滤流速分布更均匀，提升中空纤维膜使用效能。

Description

中空纤维膜组件

技术领域

本发明涉及净水技术领域，特别涉及一种中空纤维膜组件。

背景技术

一般中空纤维膜组件广泛应用于水的净化处理或液体的过滤分离等领域，根据膜过滤系统的结构形式不同，可以分为壳体加压式膜组件和浸没式膜组件，其中浸没式膜组件按外形结构不同主要分为帘片状、柱状两大类。其中帘片状的浸没式膜组件通常在上下两端均设有过滤液收集的集水端头部件，例如中国专利申请号CN201120014796.8揭示的中空纤维膜组件，在膜过滤系统中单个膜组件包含的中空纤维膜越多时过滤水量越高，相同规模大小的膜过滤系统用到的膜组件数量及连接口就越少，安装使用也越简单。

帘片状的浸没式膜组件上下集水端头壳体长度尺寸越大时可填装的中空纤维膜就越多，但同时也会存在集水端头壳体扁长易变形、内部集水腔道较长管道阻力增加使膜束过滤流速分布不均影响中空纤维膜使用效能。

发明内容

基于此，有必要针对膜束过滤流速分布不均影响中空纤维膜使用效能的问题，提供一种中空纤维膜组件。

一种中空纤维膜组件，包括：

膜束，包括多根中空纤维膜；

上集水端头，与所述膜束的上端连接，所述上集水端头设有第一集水腔道，所述中空纤维膜内腔与所述第一集水腔道连通；所述第一集水腔道包括左右设置的两个互不连通的第一子集水腔道，所述第一子集水腔道的远离另一个所述第一子集水腔道的一侧设有输出口；

下集水端头，与所述膜束的下端连接，所述下集水端头设有第二集水腔道，所述中空纤维膜内腔与所述第二集水腔道连通；所述第二集水腔道包括左右设置的两个互不连通的第二子集水腔道；

支撑杆，设于所述上集水端头和所述下集水端头之间，用于限位支撑所述上集水端头和所述下集水端头；位于左侧的第一子集水腔道和位于左侧的第二子集水腔道通过所述支撑杆连通，位于右侧的第一子集水腔道和位于右侧的第二子集水腔道通过所述支撑杆连通。

上述中空纤维膜组件，第一集水腔道包括左右设置的两个第一子集水腔道，第一子集水腔道的远离另一个第一子集水腔道的一侧设有输出口，从而使第一集水腔道过流长度减小，管道阻力减小。同样的，第二集水腔道也采用与第一集水腔道相同的结构。从而使膜束过滤流速分布更均匀，提升中空纤维膜使用效能。

在其中一个实施例中，所述膜束的上端末端置于所述上集水端头内，并由浇注材料层密封固定；所述膜束的下端末端置于所述下集水端头之内，并由浇注材料层密封固定；

所述膜束的上端端面与所述上集水端头底部之间的空隙构成第一集水腔道；所述膜束的下端端面与所述下集水端头底部之间的空隙构成第二集水腔道。

在其中一个实施例中，所述上集水端头和所述下集水端头均呈纵长状，所述上集水端头与所述浇注材料层相接触的侧壁在纵长方向上为交错起伏的曲面；所述下集水端头与所述浇注材料层相接触的侧壁在纵长方向上为交错起伏的曲面。

在其中一个实施例中，所述上集水端头的第一集水腔道内部设有第一隔断筋板，所述第一集水腔道被所述第一隔断筋板分隔为互不连通的两个第一子集水腔道；

所述下集水端头的第二集水腔道内部设有第二隔断筋板，所述第二集水腔道被所述第二隔断筋板分隔为互不连通的两个第二子集水腔道。

在其中一个实施例中，所述第一隔断筋板与所述上集水端头一体成型；或所述第一隔断筋板具有与所述第一集水腔道内壁匹配的第一贴合面，所述第一隔断筋板的第一贴合面与所述第一集水腔道的内壁密封连接；

所述第二隔断筋板与所述下水端头一体成型；或所述第二隔断筋板具有与所述第二集水腔道内壁匹配的第二贴合面，所述第二隔断筋板的第二贴合面与所述第二集水腔道的内壁密封连接。

在其中一个实施例中，所述支撑杆设置有至少两根，分别位于以所述第一隔断筋板和所述第二隔断筋板为分界的中空纤维膜组件的左右两侧，每一侧各设置至少一根支撑杆。

在其中一个实施例中，所述膜束还包括包裹在多根所述中空纤维膜两端的保护薄膜。

在其中一个实施例中，所述支撑杆与所述上集水端头和所述下集水端头均可拆卸连接。

在其中一个实施例中，所述支撑杆与所述上集水端头和所述下集水端头均螺纹连接。

在其中一个实施例中，所述支撑杆与所述上集水端头和所述下集水端头之间均设有两个密封圈。

附图说明

图1为本发明实施例一的中空纤维膜组件的主视剖视图。

图2为图1所示中空纤维膜组件的左视图。

图3为图1所示的中空纤维膜组件的B-B向视图。

图4为图3的局部放大图。

图5为图1的局部放大图。

图6为图1所示中空纤维膜组件的局部立体图。

图7为本发明实施例二的中空纤维膜组件的局部剖视图。

图8为图7所示中空纤维膜组件的局部立体图。

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。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，说明本发明的中空纤维膜组件的较佳实施方式。

如图1至图6所示，本发明实施例一提供的中空纤维膜组件100，包括若干个膜束110、与膜束110上端连接的上集水端头130、与膜束110下端连接的下集水端头150以及设于上集水端头130和下集水端头150之间的用于限位支撑上集水端头130和下集水端头150的支撑杆170。其中，膜束110包括多根中空纤维膜111。

上集水端头130设有第一集水腔道，中空纤维膜111内腔与第一集水腔道连通。具体的，第一集水腔道包括左右设置的两个互不连通的第一子集水腔道131。第一子集水腔道131的远离另一个第一子集水腔道131的一侧设有输出口133。即位于左侧的第一子集水腔道131的左侧设有输出口133，位于右侧的第一子集水腔道131的右侧设有输出口133，从而使第一集水腔道过流长度减小，管道阻力减小。

优选的，输出口133朝向对应的第一子集水腔道131内水流流动的方向。

下集水端头150设有第二集水腔道，中空纤维膜111内腔与第二集水腔道连通。具体的，第二集水腔道包括左右设置的两个互不连通的第二子集水腔道151。第二集水腔道与第一集水腔道具有类似的结构，同样的也可以使第二集水腔道过流长度减减小，管道阻力减小。从而使膜束过滤流速分布更均匀，提升中空纤维膜使用效能。

中空纤维膜111在上集水端头130和下集水端头150之间有序展开并且具有一定的松弛度，松弛度优选值为1～80mm。中空纤维膜111上下两端面保持开口以能够与第一集水腔道和第二集水腔道连通。

第一集水腔道和第二集水腔道均与支撑杆170连通。支撑杆170在上集水端头130和下集水端头150之间起限位支撑作用的同时还具有连通管道功能。具体的，位于左侧的第一子集水腔道131和位于左侧的第二子集水腔道151通过支撑杆170连通，位于右侧的第一子集水腔道131和位于右侧的第二子集水腔道151通过支撑杆170连通。

本实施例中，膜束110的上部末端置于上集水端头130内，并由浇注材料层190密封固定。膜束110的下部末端置于下集水端头150之内，并由浇注材料层190密封固定。膜束110的上端端面与上集水端头130底部之间的空隙构成第一集水腔道；膜束110的下端端面与下集水端头150底部之间的空隙构成第二集水腔道。

本实施例中，上集水端头130和下集水端头150均呈纵长状。上集水端头130与浇注材料层190相接触的侧壁在纵长方向上为交错起伏的曲面；下集水端头150与浇注材料层190相接触的侧壁在纵长方向上为交错起伏的曲面。如图4所示，下集水端头150的左右方向为纵长方向，与下集水端头150相接触的内壁在左右方向上呈波浪状。上集水端头130与下集水端头150为相同的结构。

相对于平面结构，交错起伏的曲面结构可以增加纵长状的上集水端头130和下集水端头150的结构强度，避免上集水端头130和下集水端头150在长期使用中因受力变形而导致膜束110与上集水端头130或下集水端头150内的浇注材料层190剥离而密封失效。

优选的，上集水端头130与下集水端头150的曲面结构部分均呈规律的交错起伏。一方面便于加工，另一方面使得上集水端头130与下集水端头150的曲面结构部分的结构强度均匀。

本实施例中，上集水端头130的第一集水腔道内部设有第一隔断筋板135，第一集水腔道被第一隔断筋板135分隔为互不连通的两个第一子集水腔道131。位于左侧的第一子集水腔道131内的过滤水由该第一子集水腔道131的位于左侧的输出口133流出，位于右侧的第一子集水腔道131内的过滤水由该第一子集水腔道131的位于右侧的输出口133流出。

具体的，第一隔断筋板135与上集水端头130一体成型。或第一隔断筋板135具有与第一集水腔道内壁匹配的第一贴合面，第一隔断筋板135的第一贴合面与第一集水腔道的内壁密封连接。第一隔断筋板135的第一贴合面与第一集水腔道的内壁密封连接的方式可以是胶粘或焊接等。

同样的，本实施例中，下集水端头150的第二集水腔道内部设有第二隔断筋板155，第二集水腔道被第二隔断筋板155分隔为互不连通的两个第二子集水腔道151。

具体的，第二隔断筋板155与下集水端头150一体成型。或第二隔断筋板155具有与第二集水腔道内壁匹配的第二贴合面，第二隔断筋板155的第二贴合面与第一集水腔道的内壁密封连接。第二隔断筋板155的第二一贴合面与第二集水腔道的内壁密封连接的方式可以是胶粘或焊接等。

优选的，两个第一子集水腔道131的大小相同，从而使得两个第一子集水腔道131的过流长度，管道阻力相同。同样的，两个第二子集水腔道151的大小相同。

本实施例中，第一子集水腔道131和第二子集水腔道151内均设有至少一个加强筋。加强筋与对应的集水腔道的水流流动的方向垂直。加强筋在不影响第一子集水腔道131和第二子集水腔道151内水流流动的前提下，还能提高第一子集水腔道131和第二子集水腔道151的强度，有效防止第一子集水腔道131和第二子集水腔道151的变形。

具体的，加强筋可以与上集水端头130和下集水端头150一体成型，也可以与第一子集水腔道131和第二子集水腔道151的内壁固定连接。

优选的，支撑杆170设置有至少两根，分别位于以第一隔断筋板135和第二隔断筋板155为分界的中空纤维膜组件100的左右两侧，每一侧各设置至少一根支撑杆170。

具体的，本实施例中，支撑杆170设置有两根，分别位于以第一隔断筋板135和第二隔断筋板155为分界的中空纤维膜组件100的左右两侧的位置。换言之，若干个膜束110均位于两个支撑杆170之间。

位于左侧的第一子集水腔道131和位于左侧的第二子集水腔道151由位于左侧的支撑杆170上下连通。位于右侧的第一子集水腔道131和位于右侧的第二子集水腔道151由位于右侧的支撑杆170上下连通。经过中空纤维膜111过滤后的过滤水同时汇集到第一子集水腔道131和第二子集水腔道151。其中，左右两侧的第二子集水腔道151内的过滤水分别通过两侧的支撑杆170流通到对应侧的第一子集水腔道131，再通过对应的输出口133输出。

另外，与经过中空纤维膜111过滤后的过滤水汇集到第一子集水腔道131相比，经过中空纤维膜111过滤后的过滤水同时汇集到第一子集水腔道131和第二子集水腔道151，减轻了中空纤维膜111的压力，提高了中空纤维膜的使用寿命。

本实施例中，膜束110还包括包裹在多根中空纤维膜111两端的保护薄膜113。一方面保护中空纤维膜111保护薄膜113高出上下集水端头外露于浇注材料层190。需要说明的是，保护薄膜113也可以与上下集水端头平齐或者低于上下集水端头，此时保护薄膜2.1全部内置于浇注材料层190中。保护薄膜113的材质不作限定，可选用塑料、橡胶、无纺布和织物的至少一种。

本实施例中，膜束110设置有多个且间距排列。这样在膜束110之间预留空隙位置，有利于减少中空纤维膜组件在使用中上下根部的污染淤积。具体的，膜束110根部横截面为圆形。同样的，多个膜束110也可以是彼此相切的方式排列。

优选的，本实施例中支撑杆170与上集水端头130和下集水端头130均可拆卸连接，便于运输和存放。

具体的，本实施例中，支撑杆170与上集水端头130和下集水端头150均螺纹连接。

更具体的，本实施例中，支撑杆170的上端设置有限位块171。支撑杆170上套设有活套螺帽180，活套螺帽180由限位块171限位，以避免从支撑杆170上滑脱，但可以自由旋转。上集水端头130在与支撑杆170装配的位置设置有固定接头137。固定接头137具有与所述活套螺帽180匹配的外螺纹。

优选的，支撑杆170与上集水端头130之间设有两个密封圈160，以达到更好的密封效果。具体的，密封圈160固定套设在固定接头137末端。更有选的，密封圈160的最大外径小于固定接头137的外螺纹的内径，以避免装配过程中被损伤。

本实施例中，密封圈160的密封形式为径向密封，即套设在固定接头137上，并与支撑杆170的内壁贴合。当然，密封圈的密封形式还可以采用轴向密封，即通过密封圈两侧分别与支撑杆和固定接头137的端面贴合。

更优选的，支撑杆170上端内部设于与密封圈160匹配的凹槽，以达到更好的密封效果，且能更好的确定支撑杆170与上集水端头130之间的位置。

装配时，将支撑杆170的限位块171与固定接头137同轴对准后平移集水端头至密封圈10全部装入支撑杆170的内孔中，再旋转活套螺帽180以与固定接头137上的外螺纹旋合拧紧，完成支撑杆170与上集水端头130的固定连接。

同样的，支撑杆170与下集水端头150也采用相同的连接结构。

与支撑杆与上集水端头和下集水端头使用浇注材料固定连接的方式相比，支撑杆与上集水端头和下集水端头采用可拆卸连接的方式，可有效缓解长期使用中的松动或脱落的隐患。

如图7和图8所述，本发明实施例二提供的中空纤维膜组件，与中空纤维膜组件100不同的是，支撑杆270与上集水端头230和下集水端头之间的连接方式不同。

具体的，支撑杆270上端设有具有外螺纹的第一固定接头271。上集水端头230上设有第二固定接头237，第二固定接头237具有与第一固定接头271的外螺纹匹配的内螺纹。

密封圈260固定套设在第一固定接头271上。优选的，密封圈260的外径小于第一固定接头271的外螺纹的内径。

装配时，旋转支撑杆270以完成支撑杆270与上集水端头230的固定连接。

同样的，支撑杆270与下集水端头也采用相同的连接结构。但支撑杆270的下端的第一固定接头的外螺纹与支撑杆270上端的第一固定接头271的外螺纹的旋向相反，从而可以通过旋转支撑杆270，将支撑杆270同步安装至上集水端头230和下集水端头上。

当然，支撑杆与上集水端头和下集水端头还可以采用其他的方式固定连接，如卡合连接或其他结构的螺纹连接等。

上述中空纤维膜组件，第一集水腔道包括左右设置的两个第一子集水腔道，第一子集水腔道的远离另一个第一子集水腔道的一侧设有输出口，从而使第一集水腔道过流长度减减小，管道阻力减小。同样的，第二集水腔道也采用与第一集水腔道相同的结构。从而使膜束过滤流速分布更均匀，提升中空纤维膜使用效能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种中空纤维膜组件，其特征在于，包括：

膜束，包括多根中空纤维膜；

上集水端头，与所述膜束的上端连接，所述上集水端头设有第一集水腔道，所述中空纤维膜内腔与所述第一集水腔道连通；所述第一集水腔道包括左右设置的两个互不连通的第一子集水腔道，所述第一子集水腔道的远离另一个所述第一子集水腔道的一侧设有输出口；

下集水端头，与所述膜束的下端连接，所述下集水端头设有第二集水腔道，所述中空纤维膜内腔与所述第二集水腔道连通；所述第二集水腔道包括左右设置的两个互不连通的第二子集水腔道；

支撑杆，设于所述上集水端头和所述下集水端头之间，用于限位支撑所述上集水端头和所述下集水端头；位于左侧的第一子集水腔道和位于左侧的第二子集水腔道通过所述支撑杆连通，位于右侧的第一子集水腔道和位于右侧的第二子集水腔道通过所述支撑杆连通。

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述膜束的上端末端置于所述上集水端头内，并由浇注材料层密封固定；所述膜束的下端末端置于所述下集水端头之内，并由浇注材料层密封固定；

所述膜束的上端端面与所述上集水端头底部之间的空隙构成第一集水腔道；所述膜束的下端端面与所述下集水端头底部之间的空隙构成第二集水腔道。

3.根据权利要求2所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述上集水端头和所述下集水端头均呈纵长状，所述上集水端头与所述浇注材料层相接触的侧壁在纵长方向上为交错起伏的曲面；所述下集水端头与所述浇注材料层相接触的侧壁在纵长方向上为交错起伏的曲面。

4.根据权利要求1、2或3所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述上集水端头的第一集水腔道内部设有第一隔断筋板，所述第一集水腔道被所述第一隔断筋板分隔为互不连通的两个第一子集水腔道；

所述下集水端头的第二集水腔道内部设有第二隔断筋板，所述第二集水腔道被所述第二隔断筋板分隔为互不连通的两个第二子集水腔道。

5.根据权利要求4所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述第一隔断筋板与所述上集水端头一体成型；或所述第一隔断筋板具有与所述第一集水腔道内壁匹配的第一贴合面，所述第一隔断筋板的第一贴合面与所述第一集水腔道的内壁密封连接；

所述第二隔断筋板与所述下水端头一体成型；或所述第二隔断筋板具有与所述第二集水腔道内壁匹配的第二贴合面，所述第二隔断筋板的第二贴合面与所述第二集水腔道的内壁密封连接。

6.根据权利要求4所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述支撑杆设置有至少两根，分别位于以所述第一隔断筋板和所述第二隔断筋板为分界的中空纤维膜组件的左右两侧，每一侧各设置至少一根支撑杆。

7.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述膜束还包括包裹在多根所述中空纤维膜两端的保护薄膜。

8.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述支撑杆与所述上集水端头和所述下集水端头均可拆卸连接。

9.根据权利要求8所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述支撑杆与所述上集水端头和所述下集水端头均螺纹连接。

10.根据权利要求9所述的中空纤维膜组件，其特征在于，所述支撑杆与所述上集水端头和所述下集水端头之间均设有两个密封圈。