CN108786472A - 一种中空纤维帘式膜组件的封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了中空纤维帘式膜组件的封装方法：(1)采用表面开设有两个凹槽的收卷轮对生产的中空纤维丝进行收卷，收卷后，对位于开槽处的中空纤维丝涂预封软胶、固化，切断，形成两端固定的单片纤维帘；(2)将两端固定的单片纤维帘的上下两端分别插入已装有封端溶液的集水管中，然后向集水管中加封装胶；(3)加入封装胶之后，静置，待加入的封装胶完全硬化后，取出集水管中的封端溶液进行回收，即完成中空纤维帘式膜组件的封装。该封装方法实现了连续、快速封装，无固废产生，清洁生产；在中空纤维帘式膜得到广泛使用的条件下，大大提高了生产效率、降低了生产成本，为中空纤维帘式膜的大量生产提供了优越的条件，具有很好的应用前景。

Description

一种中空纤维帘式膜组件的封装方法

技术领域

本发明属于过滤膜技术领域，具体涉及一种中空纤维帘式膜组件的封装方法。

背景技术

膜分离技术作为一门新兴的分离、浓缩、提纯及净化技术，在越来越多的分离领域与传统的分离方法相比均显现出强劲的竞争势头。其中的中空纤维膜因其处理效果好，结构紧凑、占地小、能模块化设计、易于组合等优点被广泛应用于化工、环保、医药、水处理等技术领域中。在中空纤维膜使用过程中，以中空纤维膜为核心技术的中空纤维帘式膜组件是浸没反应器的重要组成部分，而组件的端部封装技术则直接影响到处理过程中的处理效果。

公开号为CN103495344B的申请文件公开了一种中空纤维帘式膜组件的封装方法：(1)按公知方法将若干长度一致的中空纤维膜丝悬挂于封头工装机架上，并切除多余膜丝；(2)将中空纤维膜丝伸入MBR集水管中，并依次加入封装物、硬胶以及软胶；(3)待胶水完全硬化后，旋转封头工装机架并重复工序(1)(2)，对中空纤维膜丝的另一端进行封装。另有公开号为CN 106268351 A的申请文件公开了一种帘式膜元件一次浇注成型制作工艺方法，该方法为(1)首先二次一体化浇注：将膜丝排列整齐，两端用密封胶密封，形成封胶条；此时封胶条两端没有出水口或者进水口已被压扁或者出水口被胶堵住；膜丝封胶条与外框组合，形成帘式膜膜元件；(2)气密性检测与封装：将膜元件进行气密性检测，将泄漏处进行修补，然后可包装成成品。以上采用的封装方法在膜组件的制备过程中容易出现以下现象：“爬胶”现象：即密封胶水随膜丝抖动出现的有效分离层“脱皮”现象；在封装操作时，需要切除无效膜丝，产生固废，造成环境污染，增加处理成本；而且上述的制备方法均是将制备的膜丝先进行收集处理、梳理整齐之后再进行封端处理，大大增加了后处理工序，在封装过程中很容易造成膜丝与膜丝之间粘结在一起无法进行无损害剥离，对膜组件造成不可逆转的影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种中空纤维帘式膜组件的封装方法，该方法结合了中空纤维生产过程的连续性，将生产的膜丝直接收集进行封端处理，无需进行收集、整理过程，不存在无效膜丝的产生，同时减少了无效膜丝和切头固废的产生。

本发明是通过以下技术方案实现的

一种中空纤维帘式膜组件的封装方法，该方法包括以下步骤：

(1)采用表面开设有两个相互平行凹槽的收卷轮对中空纤维丝生产系统生产的纤维丝进行收卷，收卷完成后，取下收卷轮，对位于开槽处的中空纤维丝涂预封软胶，然后固化，固化完成后切断，形成两端固定的单片纤维帘；

(2)将步骤(1)得到的两端固定的单片纤维帘的上下两端分别插入预先装有封端溶液的集水管中，插入之后向集水管中加入封装胶；该过程中可以采用步骤(1)所述的方法制备多个两端固定的单片纤维帘，然后同时将多个两端固定的单片纤维帘固定形成一组两端固定的中空纤维帘，然后将两端固定的中空纤维帘上下两端同时插入装有封端溶液的集水管中；

(3)步骤(2)所述加入封装胶之后，静置，待步骤(2)加入的封装胶完全硬化后，将集水管中的封端溶液取出进行回收，即完成中空纤维帘式膜的封端。

所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，步骤(1)所述的收卷轮表面上开设的两个凹槽均与收卷轮的轴线相平行，且两个凹槽之间的圆周距离为4～8cm(表示两个凹槽之间较近的圆周距离为4～8cm)。

所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，步骤(1)所述开设的凹槽的宽度为3～5cm，凹槽的深度为1.5～2cm。

所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，步骤(1)所述的收卷轮表面上还开设有与收卷轮轴线相垂直的多个凹槽a，多个凹槽a之间互相平行，每两个凹槽a之间的距离均为0.4～0.6cm(表示每两个凹槽a之间的垂直距离为0.4～0.6cm)。

所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，步骤(1)所述凹槽a的宽度均为0.5～2mm，凹槽a的深度均为0.5～2mm；优选为凹槽a的深度与凹槽a的宽度尺寸等同。

所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，步骤(1)所述的预封软胶可以为PVC、硅胶、POE或TPES等，所述固化的固化时间为30～40min。

所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，步骤(1)所述的切断具体为：将位于两个凹槽之间的收卷轮上的中空纤维膜丝切断。即由两个凹槽的圆周距离为4～8cm的位置中间切断中空纤维膜丝。

所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，步骤(2)所述的封端溶液可以为甘油、硅油、液体聚乙烯醇或离子液体等，所述的封装胶可以为环氧树脂胶、聚氨酯胶或聚酰亚胺胶等。

所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，步骤(3)所述的封装胶完全硬化所需要的时间为60～70min。

与现有技术相比，本发明具有以下积极有益效果

在本发明的封装方法中，同时制备多个相同的收卷轮，当生产的中空纤维膜丝在一个收卷轮缠绕满之后，立即更换另外一个收卷轮；在收纤维膜丝之后的收卷轮上凹槽对应位置的中空纤维膜丝涂预封软胶，由于凹槽的存在完全可以避免涂布的软胶会影响到其他位置纤维丝，待软胶固化之后，于两凹槽较近距离的中间位置处整齐切断中空纤维膜丝，即形成了两端固定的单片纤维帘。整个过程中不需要任何对于中空纤维丝的额外处理，也不会产生任何无效纤维膜丝，提高了生产效率、降低了生产成本、减少了环境污染；

本发明在中空纤维丝的收卷轮上直接开设两个凹槽，通过凹槽对收卷的中空纤维丝直接进行涂胶，涂胶完成后，在两个凹槽中间切开即得到两端封头的中空纤维帘式膜；即在中空纤维丝的收取过程中就实现了纤维帘式膜的封头，具有很好的连续性，且不存在无效的纤维丝、没有固废的产生，也减少了原料浪费，减少了处理工序、提高了生产效率；另外本发明的封装方法也不存在后续对中空纤维丝的处理，减少了在中空纤维丝处理过程中对纤维丝造成的损坏，大大减少了纤维丝处理耗费的时间，进一步提高了生产效率；

本发明所述的中空纤维帘式膜封端方法实现了连续、快速封装，清洁生产；在中空纤维帘式膜得到广泛使用的条件下，大大提高了生产效率、降低了生产成本，为中空纤维帘式膜的大量生产提供了很好的条件，具有很好的应用前景。

附图说明

图1表示本发明所述中空纤维丝膜组件封装方法中采用的收卷轮的示意图之一；

图2表示本发明所述中空纤维丝膜组件封装方法中采用的收卷轮的示意图之二；

图3表示收卷轮的侧视图；

图4表示涂预封软胶之后的单片中空纤维单帘的剖面示意图；

图5表示封装至集水管之后的单片中空纤维帘式膜的剖面示意图；

图中符号表示的意义为：1表示收卷轮，2表示收卷轮上设置的凹槽，3表示预封软胶固化之后切断中空纤维膜丝的位置，4表示收卷轮上设置的凹槽a，5表示中空纤维膜丝，6表示预封软胶，7表示集水管，8表示封端溶液，9表示封装胶。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。

下面实施例1～5中采用的预封软胶可以为PVC、硅胶、POE或TPES；采用的封端溶液为甘油、硅油、液体聚乙烯醇或离子液体，采用的封装胶为环氧树脂胶、聚氨酯胶或聚酰亚胺胶；每个集水管中所用的封端溶液的密度均大于封装胶的密度，且封装溶液与封装胶之间没有粘结性。

实施例1

一种中空纤维帘式膜组件的封装方法，该方法包括以下步骤：

(1)如图1所示，在收卷中空纤维丝的收卷轮表面上开设两个相互平行的凹槽，收卷轮表面开设的两个凹槽均与收卷轮的轴线相平行，且两个凹槽的圆周距离为4cm(即两个相互平行的凹槽之间距离较近的圆周距离为4cm；根据需要设计的收卷轮的直径大小会有变化，两个相互平行的凹槽之间距离较远的圆周距离会随着发生变化)；所述凹槽的宽度为3cm、凹槽的深度为1.5cm；

采用上述的表面开设有两个凹槽的收卷轮对生产的中空纤维丝进行收卷，收卷完成后，取下收卷轮(纤维丝生产处再安装另外一个同样的收卷轮)，对两个凹槽位置对应的中空纤维丝涂预封软胶(即硅胶)，涂胶完成后固化30min，固化完成后，在两个凹槽圆周距离为4cm的间距中间、沿着与收卷轮轴线相平行的方向切断中空纤维丝，切断之后得到两端固定的单片纤维帘；

(2)取两个集水管，在集水管内装好封端溶液(即甘油)，然后将步骤(1)所得两端固定的单片纤维帘的上下两端分别插入预先装有封端溶液的集水管中，插入完成后向集水管中加入封装胶(即环氧树脂硬胶)；

(3)步骤(2)所述完全加入环氧树脂后静置60min完成环氧树脂的完全硬化，环氧树脂完全硬化后，回收集水管中的甘油。即完成中空纤维帘式膜组件的封装。

实施例2

一种中空纤维帘式膜组件的封装方法，该方法包括以下步骤：

(1)在收卷中空纤维丝的收卷轮表面上开设两个相互平行的凹槽，收卷轮表面开设的两个凹槽均与收卷轮的轴线相平行，且两个凹槽的圆周距离为6cm(即两个相互平行的凹槽之间距离较近的圆周距离为6cm；根据需要设计的收卷轮的直径大小会有变化，两个相互平行的凹槽之间距离较远的圆周距离会随着发生变化)；所述凹槽的宽度为3cm、凹槽的深度为2cm；

采用上述的表面开设有两个凹槽的收卷轮对生产的中空纤维丝进行收卷，收卷完成后，取下收卷轮(纤维丝生产处再安装另外一个同样的收卷轮)，对两个凹槽位置对应的中空纤维丝涂预封软胶(即硅胶)，涂胶完成后固化40min，固化完成后，在两个凹槽圆周距离为6cm的间距中间、沿着与收卷轮轴线相平行的方向切断中空纤维丝，切断之后得到两端固定的单片纤维帘；

(2)取两个集水管，在集水管内装好封端溶液(即甘油)，然后将步骤(1)所得两端固定的单片纤维帘的上下两端分别插入预先装有封端溶液的集水管中，插入完成后向集水管中加入封装胶(即环氧树脂硬胶)；

(3)步骤(2)所述完全加入环氧树脂后静置60min完成环氧树脂的完全硬化，环氧树脂完全硬化后，回收集水管中的甘油。即完成中空纤维帘式膜组件的封装。

实施例3

一种中空纤维帘式膜组件的封装方法，该方法包括以下步骤：

(1)如图1、图2所示，在收卷中空纤维丝的收卷轮表面上开设两个相互平行的凹槽，收卷轮表面开设的两个凹槽均与收卷轮的轴线相平行，且两个凹槽的圆周距离为4cm(即两个相互平行的凹槽之间距离较近的圆周距离为4cm；根据需要设计的收卷轮的直径大小会有变化，两个相互平行的凹槽之间距离较远的圆周距离会随着发生变化)；所述凹槽的宽度为3cm、凹槽的深度为1.5cm；另外，在收卷轮的表面上还设有与收卷轮轴线向垂直的多个相互平行的凹槽a(即沿着收卷轮表面圆周开设)，每两个凹槽a之间的垂直距离为0.5cm，每个凹槽a的宽度为0.5～2mm、深度为0.5～2mm，且凹槽a的宽度与深度的尺寸等同；凹槽a的宽度与深度根据制备的中空纤维丝的直径进行设定；

采用上述的收卷轮对生产的中空纤维丝进行收卷，收卷完成后，取下收卷轮(纤维丝生产处再安装另外一个同样的收卷轮)，对两个凹槽位置对应的中空纤维丝涂预封软胶(即PVC)，涂胶完成后固化30min，固化完成后，在两个凹槽圆周距离为4cm的间距中间、沿着与收卷轮轴线相平行的方向切断中空纤维丝，切断之后得到两端固定的单片纤维帘；

(2)取两个集水管，在集水管内装好封端溶液(即液体聚乙烯醇)，然后将步骤(1)所得两端固定的单片纤维帘的上下两端分别插入预先装有封端溶液的集水管中，插入完成后向集水管中加入封装胶(即聚氨酯胶)；

(3)步骤(2)所述完全加入环氧树脂后静置60min完成聚氨酯胶的完全硬化，聚氨酯胶完全硬化后，回收集水管中的液体聚乙烯醇。即完成中空纤维帘式膜组件的封装。

实施例4

一种中空纤维帘式膜组件的封装方法，该方法包括以下步骤：

(1)在收卷中空纤维丝的收卷轮表面上开设两个相互平行的凹槽，收卷轮表面开设的两个凹槽均与收卷轮的轴线相平行，且两个凹槽的圆周距离为6cm(即两个相互平行的凹槽之间距离较近的圆周距离为6cm；根据需要设计的收卷轮的直径大小会有变化，两个相互平行的凹槽之间距离较远的圆周距离会随着发生变化)；所述凹槽的宽度为5cm、凹槽的深度为1.5cm；另外，在收卷轮的表面上还设有与收卷轮轴线向垂直的多个相互平行的凹槽a(即沿着收卷轮表面圆周开设)，每两个凹槽a之间的垂直距离为0.5cm，每个凹槽a的宽度为0.5～2mm、深度为0.5～2mm，且凹槽a的宽度与深度的尺寸等同；凹槽a的宽度与深度根据制备的中空纤维丝的直径进行设定；

采用上述的收卷轮对生产的中空纤维丝进行收卷，收卷完成后，取下收卷轮(纤维丝生产处再安装另外一个同样的收卷轮)，对两个凹槽位置对应的中空纤维丝涂预封软胶(即硅胶)，涂胶完成后固化30min，固化完成后，在两个凹槽圆周距离为6cm的间距中间、沿着与收卷轮轴线相平行的方向切断中空纤维丝，切断之后得到两端固定的单片纤维帘；

(2)取两个集水管，在集水管内装好封端溶液(即液体聚乙烯醇)，然后将步骤(1)所得两端固定的单片纤维帘的上下两端分别插入预先装有封端溶液的集水管中，插入完成后向集水管中加入封装胶(即聚氨酯胶)；

(3)步骤(2)所述完全加入环氧树脂后静置60min完成聚氨酯胶的完全硬化，聚氨酯胶完全硬化后，回收集水管中的液体聚乙烯醇。即完成中空纤维帘式膜组件的封装。

实施例5

一种中空纤维帘式膜组件的封装方法，该方法包括以下步骤：

(1)在收卷中空纤维丝的收卷轮表面上开设两个相互平行的凹槽，收卷轮表面开设的两个凹槽均与收卷轮的轴线相平行，且两个凹槽的圆周距离为8cm(即两个相互平行的凹槽之间距离较近的圆周距离为8cm；根据需要设计的收卷轮的直径大小会有变化，两个相互平行的凹槽之间距离较远的圆周距离会随着发生变化)；所述凹槽的宽度为5cm、凹槽的深度为2cm；另外，在收卷轮的表面上还设有与收卷轮轴线向垂直的多个相互平行的凹槽a(即沿着收卷轮表面圆周开设)，每两个凹槽a之间的垂直距离为0.5cm，每个凹槽a的宽度为0.5～2mm、深度为0.5～2mm，且凹槽a的宽度与深度的尺寸等同；凹槽a的宽度与深度根据制备的中空纤维丝的直径进行设定；

采用上述的收卷轮对生产的中空纤维丝进行收卷，收卷完成后，取下收卷轮(纤维丝生产处再安装另外一个同样的收卷轮)，对两个凹槽位置对应的中空纤维丝涂预封软胶(PVC)，涂胶完成后固化40min，固化完成后，在两个凹槽圆周距离为8cm的间距中间、沿着与收卷轮轴线相平行的方向切断中空纤维丝，切断之后得到两端固定的单片纤维帘；

(2)取两个集水管，在集水管内装好封端溶液(即甘油)，然后将步骤(1)所得两端固定的单片纤维帘的上下两端分别插入预先装有封端溶液的集水管中，插入完成后向集水管中加入封装胶(即聚酰亚胺)；

(3)步骤(2)所述完全加入环氧树脂后静置60min完成聚酰亚胺的完全硬化，聚酰亚胺完全硬化后，回收集水管中的甘油。即完成中空纤维帘式膜组件的封装。

Claims (9)

1.一种中空纤维帘式膜组件的封装方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)采用表面开设有两个凹槽的收卷轮对中空纤维丝生产系统生产的纤维丝进行收卷，收卷完成后，取下收卷轮，对位于开槽处的中空纤维丝涂预封软胶，然后固化，固化完成后切断，形成两端固定的单片纤维帘；

(2)将步骤(1)所得两端固定的单片纤维帘的上下两端分别插入预先装有封端溶液的集水管中，插入之后向集水管中加入封装胶；

(3)步骤(2)所述加入封装胶之后，静置，待步骤(2)加入的封装胶完全硬化后，将集水管中的封端溶液取出进行回收，即完成中空纤维帘式膜的封装。

2.根据权利要求1所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，其特征在于，步骤(1)所述的收卷轮表面上开设的两个凹槽相互平行，且均与收卷轮的轴线相平行，两个凹槽之间的圆周距离为4～8cm。

3.根据权利要求1或2所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，其特征在于，步骤(1)所述收卷轮上开设的凹槽宽度为3～5cm，凹槽深度为1.5～2cm。

4.根据权利要求1所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，其特征在于，步骤(1)所述的收卷轮表面上还开设有与收卷轮轴线相垂直的多个凹槽a，多个凹槽a之间相互平行，每两个凹槽a之间的垂直距离均为0.4～0.6cm。

5.根据权利要求4所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，其特征在于，所述凹槽a的均宽度为0.5～2mm，凹槽a的深度均为0.5～2mm。

6.根据权利要求1所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，其特征在于，步骤(1)所述的预封软胶为PVC、硅胶、POE或TPES，所述固化的固化时间为30～40min。

7.根据权利要求1或2所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，其特征在于，步骤(1)所述的切断具体为：将位于两个凹槽之间的收卷轮上的中空纤维膜丝切断。

8.根据权利要求1所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，其特征在于，步骤(2)所述的封端溶液为甘油、硅油、聚乙烯醇或离子液体，所述的封装胶为环氧树脂胶、聚氨酯胶或聚酰亚胺胶。

9.根据权利要求1所述的中空纤维帘式膜组件的封装方法，其特征在于，步骤(3)所述的封装胶完全硬化所需要的时间为60～70min。