CN109663388A - 一种用于制备超滤膜的脱泡装置及其脱泡工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于制备超滤膜的脱泡装置及其脱泡工艺，包括第一脱泡室，其特征在于，所述第一脱泡室上端设有真空泵接头和进料口；所述真空泵接头贯穿第一脱泡室；所述进料口包括第一进料管和第二进料管，第一进料管固定在第一脱泡室上端并贯穿第一脱泡室；所述第一脱泡室底端设有第二脱泡室，第二伞形脱泡器贯穿第二脱泡室。脱泡工艺主要包括伞形脱泡器一次脱泡和加热搅拌真空脱泡。本发明的目的是在于提供一种用于制备超滤膜的脱泡装置及其脱泡工艺。本装置采用伞形脱泡和搅拌脱泡的形式对高分子聚合物进行脱泡，多级脱泡的形式能一次性将聚合物的气泡脱离干净，脱泡效率显著提高。

Description

一种用于制备超滤膜的脱泡装置及其脱泡工艺

技术领域

本发明涉及一种脱泡装置，具体是一种用于制备超滤膜的脱泡装置及其脱泡工艺。

背景技术

超滤膜是一种孔径规格一致、额定孔径范围为0.1～0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于5道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一，在60年代超滤装置就实现了工业化。超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一，主要用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中，还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置，在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。超滤膜随着技术的进步，其筛选功能必将得到改进和加强，对人类社会的贡献也将越来越大。超滤膜一般为高分子分离膜，用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。

高分子超滤膜一般通过纺丝工艺制造。由于在超滤膜的制备过程中，高分子聚合物在搅拌过程中会产生大量气泡，影响纺丝成型，因此需要在纺丝前进行脱泡处理，目前的脱泡处理主要有静置脱泡和真空脱泡两种方式。由于高分子聚合物的粘度较大，一般为1500～3500厘泊，导致现有的脱泡方式的生产效率很低，脱泡不干净，会出现纺丝的过程中膜丝断裂或漏气的现象，使得成型中孔径不均匀，部分超滤膜出现破孔的现象。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种用于制备超滤膜的脱泡装置及其脱泡工艺。本装置采用伞形脱泡和搅拌脱泡的形式对高分子聚合物进行脱泡，多级脱泡的形式能一次性将聚合物的气泡脱离干净，脱泡效率显著提高。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于制备超滤膜的脱泡装置，包括第一脱泡室，所述第一脱泡室上端设有真空泵接头和进料口。

所述真空泵接头贯穿第一脱泡室。

所述进料口包括第一进料管和第二进料管，第一进料管固定在第一脱泡室上端并贯穿第一脱泡室。

所述第一进料管外侧靠近底端处分布有呈圆周阵列分布的第三进料管，第三进料管一端连通有第四进料管，第四进料管底端设有引流管。

所述第一脱泡室内设有线性阵列分布的长度不均一的横杆。

所述横杆上端固定有第一伞形脱泡器。

所述第一伞形脱泡器顶端设有第一溢流槽，引流管的出口正对第一溢流槽。

所述第一脱泡室内设有连接杆，连接杆一端连接有第二伞形脱泡器。

所述第二伞形脱泡器顶端设有第二溢流槽，第一伞形脱泡器位于第二伞形脱泡器正上端。

所述第一脱泡室底端设有第二脱泡室，第二伞形脱泡器贯穿第二脱泡室。

所述第二脱泡室内底端中心处设有轴承，轴承内旋转固定有搅拌装置。

所述第一脱泡室和第二脱泡室外侧安装有推动单元。

所述第一进料管一端连通有第二进料管，第二进料管上设有阀门，第二进料管与抽液泵相连。

所述第二脱泡室外侧设有温控器和玻璃观察窗。

所述第二脱泡室外侧靠近底端处设有出料口，出料口上设有密封盖，第二脱泡室底端设有滚轮。

所述搅拌装置包括转轴和叶片，转轴固定在轴承内，转轴一端与安装在第二脱泡室底端的电机的输出端连接，转轴上固定有呈圆周阵列分布的叶片，叶片呈中空状。

所述推动单元包括第一L形连接杆，第一L形连接杆一端与第一脱泡室外侧连接，另一端固定有推动把手，推动把手底端设有对称分布的第一连接杆，第一连接杆之间连接固定有第二连接杆，第二连接杆两端连接有第二L形连接杆，第二L形连接杆一端与第二脱泡室外侧连接。

一种脱泡工艺，所述脱泡工艺的具体步骤如下：

步骤一，利用真空泵将第一脱泡室和第二脱泡室抽真空，第一脱泡室和第二脱泡室内的高真空度≦5Pa；

步骤二，一次脱泡，利用抽液泵将搅拌均匀的聚合物送入进料口内，扭动阀门的角度来控制聚合物落入脱泡室的速度，聚合物经引流管落入第一伞形脱泡器和第二伞形脱泡器的伞面上，聚合物经第一伞形脱泡器和第二伞形脱泡器脱泡后，落入第二脱泡室内，聚合物在第一伞形脱泡器和第二伞形脱泡器上的脱泡时长设定为30-40min；

步骤三，二次脱泡，利用温控器为第二脱泡室加热并设置第二脱泡室内的温度在30-40℃之间，通过玻璃观察窗观察到第二脱泡室内有三分之一的聚合物时，启动电机带动搅拌装置将聚合物搅动均匀，搅拌速度设置在1000-1500r/min,脱泡时长设为20-30min；

步骤四，待聚合物脱泡完成后，打开密封盖，收集聚合物。

本发明的有益效果：

1、本发明采用多级脱泡的形式能一次性将聚合物的气泡脱离干净，脱泡效果显著提高；

2、本发明通过温控器对第二脱泡室进行适当的加热，从而使脱泡室内的液体的粘度随着温度的升高而降低，以便于聚合物内所含液体气泡的溢出，进而加快气泡溢出速率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的的结构示意图；

图3是本发明的内部结构示意图；

图4是本发明的部分结构示意图；

图5是本发明的正视图；

图6是本发明的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1至图6所示，一种用于制备超滤膜的脱泡装置，包括第一脱泡室1，第一脱泡室1上端设有真空泵接头11和进料口12，真空泵接头11贯穿第一脱泡室1，进料口12包括第一进料管121和第二进料管122，第一进料管121固定在第一脱泡室1上端并贯穿第一脱泡室1，第一进料管121一端连通有第二进料管122，第二进料管122上设有阀门1221，第二进料管122与抽液泵相连。第一进料管121外侧靠近底端处分布有呈圆周阵列分布的第三进料管13，第三进料管13位于第一脱泡室1内部，第三进料管13一端连通有第四进料管14，第四进料管14底端设有引流管141。

第一脱泡室1内设有线性阵列分布的长度不均一的横杆15，横杆15两端固定在第一脱泡室1内侧，横杆15上端固定有第一伞形脱泡器2，第一伞形脱泡器2，第一伞形脱泡器2顶端设有第一溢流槽21，引流管141的出口正对第一溢流槽21。抽液泵将液体聚合物抽入进料口12经引流管141落入第一溢流槽21，第一溢流槽21内的液体满后，溢出第一溢流槽21并在第一伞形脱泡器2的伞面上形成液膜，利用真空泵将第一脱泡室1内抽真空，液膜在伞面上自上向下流动时，液膜厚度逐渐减小，又由于抽真空，原液中所含的气泡胀大，从而脱离原液，另外，当液膜较薄，气泡直径大于液膜厚度时，气泡会破裂而脱除。第一脱泡室1内设有连接杆16，连接杆16一端连接有第二伞形脱泡器3，第二伞形脱泡器3顶端设有第二溢流槽31，第一伞形脱泡器2位于第二伞形脱泡器3正上端。第一伞形脱泡器2上的液体薄膜会落入第二溢流槽31内并从第二溢流槽31内溢出在第二伞形脱泡器3的伞面上形成一层薄膜层，在抽真空的作用下，液体聚合物内的气泡脱离原液或是破裂。

第一脱泡室1底端设有第二脱泡室4，第二伞形脱泡器3贯穿第二脱泡室4。第二脱泡室4外侧设有温控器41和玻璃观察窗42，第二脱泡室4外侧靠近底端处设有出料口43，出料口43上设有密封盖431，第二脱泡室4底端设有滚轮44。温控器41主要包括传感器、控制器和加热器，传感器检测第二脱泡室4内温度信息，并传递到控制器由控制器分析处理，当第二脱泡室4内温度达到或超过预先设定的值时，控制器中的继电器触点闭合，加热器接通电源开始工作，对第二脱泡室4内进行加热，一段时间后，第二脱泡室4内温度远离设定值，控制器中的继电器触点断开，加热。第二脱泡室4内底端中心处设有轴承，轴承内旋转固定有搅拌装置5。搅拌装置5包括转轴51和叶片52，转轴51固定在轴承内，转轴51一端与安装在第二脱泡室4底端的电机的输出端连接。转轴51上固定有呈圆周阵列分布的叶片52，叶片52呈中空状，避免叶片上沾有粘性聚合物。利用温控器41对第二脱泡室4进行适当的加热，启动电机带动搅拌装置5将聚合物搅动均匀，第二脱泡室4内的液体的粘度随着温度的升高而降低，以便于聚合物内所含液体气泡的溢出，进而加快气泡溢出速率。

第一脱泡室1和第二脱泡室4外侧安装有推动单元6。推动单元6包括第一L形连接杆61，第一L形连接杆61一端与第一脱泡室1外侧连接，另一端固定有推动把手62，推动把手62底端设有对称分布的第一连接杆63，第一连接杆63之间连接固定有第二连接杆64，第二连接杆64两端连接有第二L形连接杆65，第二L形连接杆65一端与第二脱泡室4外侧连接。

一种脱泡工艺，其具体步骤如下：

步骤一，利用真空泵将第一脱泡室1和第二脱泡室4抽真空，第一脱泡室1和第二脱泡室4内的高真空度≦5Pa。

步骤二，一次脱泡，利用抽液泵将搅拌均匀的聚合物送入进料口12内，扭动阀门1221的角度来控制聚合物落入脱泡室的速度，聚合物经引流管14落入第一伞形脱泡器2和第二伞形脱泡器3的伞面上，聚合物经第一伞形脱泡器2和第二伞形脱泡器3脱泡后，落入第二脱泡室4内，聚合物在第一伞形脱泡器2和第二伞形脱泡器3上的脱泡时长设定为30-40min。

步骤三，二次脱泡，利用温控器41为第二脱泡室4加热并设置第二脱泡室4内的温度在30-40℃之间，通过玻璃观察窗42观察到第二脱泡室4内有三分之一的聚合物时，启动电机带动搅拌装置5将聚合物搅动均匀，搅拌速度设置在1000-1500r/min,脱泡时长设为20-30min。

步骤四，待聚合物脱泡完成后，打开密封盖431，收集聚合物。

使用时，利用真空泵将第一脱泡室1和第二脱泡室4抽真空，再利用抽液泵将聚合物液体送入第一脱泡室1进行一次脱泡，聚合物经一次脱泡后落入第二脱泡室4再进行二次脱泡，聚合物脱泡完成后，打开密封盖431，收集聚合物。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种用于制备超滤膜的脱泡装置，包括第一脱泡室(1)，其特征在于，所述第一脱泡室(1)上端设有真空泵接头(11)和进料口(12)；

所述真空泵接头(11)贯穿第一脱泡室(1)；

所述进料口(12)包括第一进料管(121)和第二进料管(122)，第一进料管(121)固定在第一脱泡室(1)上端并贯穿第一脱泡室(1)；

所述第一进料管(121)外侧靠近底端处分布有呈圆周阵列分布的第三进料管(13)，第三进料管(13)一端连通有第四进料管(14)，第四进料管(14)底端设有引流管(141)；

所述第一脱泡室(1)内设有线性阵列分布的长度不均一的横杆(15)；

所述横杆(15)上端固定有第一伞形脱泡器(2)；

所述第一伞形脱泡器(2)顶端设有第一溢流槽(21)，引流管(141)的出口正对第一溢流槽(21)；

所述第一脱泡室(1)内设有连接杆(16)，连接杆(16)一端连接有第二伞形脱泡器(3)；

所述第二伞形脱泡器(3)顶端设有第二溢流槽(31)，第一伞形脱泡器(2)位于第二伞形脱泡器(3)正上端；

所述第一脱泡室(1)底端设有第二脱泡室(4)，第二伞形脱泡器(3)贯穿第二脱泡室(4)；

所述第二脱泡室(4)内底端中心处设有轴承，轴承内旋转固定有搅拌装置(5)；

所述第一脱泡室(1)和第二脱泡室(4)外侧安装有推动单元(6)。

2.根据权利要求1所述的一种用于制备超滤膜的脱泡装置，其特征在于，所述第一进料管(121)一端连通有第二进料管(122)，第二进料管(122)上设有阀门(1221)，第二进料管(122)与抽液泵相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于制备超滤膜的脱泡装置，其特征在于，所述第二脱泡室(4)外侧设有温控器(41)和玻璃观察窗(42)。

4.根据权利要求1所述的一种用于制备超滤膜的脱泡装置，其特征在于，所述第二脱泡室(4)外侧靠近底端处设有出料口(43)，出料口(43)上设有密封盖(431)，第二脱泡室(4)底端设有滚轮(44)。

5.根据权利要求1所述的一种用于制备超滤膜的脱泡装置，其特征在于，所述搅拌装置(5)包括转轴(51)和叶片(52)，转轴(51)固定在轴承内，转轴(51)一端与安装在第二脱泡室(4)底端的电机的输出端连接，转轴(51)上固定有呈圆周阵列分布的叶片(52)，叶片(52)呈中空状。

6.根据权利要求1所述的一种用于制备超滤膜的脱泡装置，其特征在于，所述推动单元(6)包括第一L形连接杆(61)，第一L形连接杆(61)一端与第一脱泡室(1)外侧连接，另一端固定有推动把手(62)，推动把手(62)底端设有对称分布的第一连接杆(63)，第一连接杆(63)之间连接固定有第二连接杆(64)，第二连接杆(64)两端连接有第二L形连接杆(65)，第二L形连接杆(65)一端与第二脱泡室(4)外侧连接。

7.一种脱泡工艺，其特征在于，所述脱泡工艺的具体步骤如下：

步骤一，利用真空泵将第一脱泡室(1)和第二脱泡室(4)抽真空，第一脱泡室(1)和第二脱泡室(4)内的高真空度≦5Pa；

步骤二，一次脱泡，利用抽液泵将搅拌均匀的聚合物送入进料口(12)内，扭动阀门(1221)的角度来控制聚合物落入脱泡室的速度，聚合物经引流管(14)落入第一伞形脱泡器(2)和第二伞形脱泡器(3)的伞面上，聚合物经第一伞形脱泡器(2)和第二伞形脱泡器(3)脱泡后，落入第二脱泡室(4)内，聚合物在第一伞形脱泡器(2)和第二伞形脱泡器(3)上的脱泡时长设定为30-40min；

步骤三，二次脱泡，利用温控器(41)为第二脱泡室(4)加热并设置第二脱泡室(4)内的温度在30-40℃之间，通过玻璃观察窗(42)观察到第二脱泡室(4)内有三分之一的聚合物时，启动电机带动搅拌装置(5)将聚合物搅动均匀，搅拌速度设置在1000-1500r/min,脱泡时长设为20-30min；

步骤四，待聚合物脱泡完成后，打开密封盖(431)，收集聚合物。