CN109957899A - 一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，包括首层入料板、分流板、入料板和喷丝板组成，其特征在于：所述首层入料板、所述分流板、所述入料板和所述喷丝板依次从上至下均设有彼此相通的内衬入孔，所述首层入料板的前侧设有预涂铸膜液入口，该预涂铸膜液入口与设于所述分流板内的铸膜液预涂装置相通，所述铸膜液预涂装置与所述分流板内的内衬入孔相通；所述入料板的前侧设有铸膜液入口，该铸膜液入口与设于所述喷丝板内的铸膜液外层涂覆装置相通；本发明可通过在首层入料板与分流板内设有的铸膜液预涂装置对内衬入孔内的编制管内层进行铸膜液预涂覆，再进行铸膜液外层涂覆，从而膜液与编织管内外层均充分结合，提高膜丝的强度。

Description

一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头
技术领域
本发明涉及污水处理设备领域，具体涉及一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头。
背景技术
中空纤维膜是水处理设备的核心部件，应用于反渗透膜、微滤膜、纳滤膜和超滤膜等方面的一种重要新材料，在环保水处理等领域逐渐得到越来越广泛的应用。随着对中空纤维膜的质量和性能要求的提高，其中膜强度由于直接关系到膜的使用寿命甚至于提高膜通量及处理能力，因而显得十分重要。因此，内衬增强型中空纤维膜应运而生，并广泛应用于膜反应器中的帘式膜组件之上。如何能生产出高性能的内衬增强型中空纤维膜并提高生产效率，降低生产成本，已成为研究领域最热门、也是最关键的问题之一。中空纤维膜的生产成型过程，简要的概述就是将纺丝料液从喷丝头基座的不同位置注入喷丝头，通过喷丝头内部的特殊结构，从喷丝头盖喷出中空纤维膜丝；而内衬增强型中空纤维膜则是实用了编织管等材料作为增强内衬，通过在其上涂覆纺丝形成中空纤维膜丝。从整个制膜过程来看，除制膜设备和工艺参数影响膜丝性能外，喷丝头的优劣直接影响到膜丝的一些关键性能和参数。因此，要获得合适尺寸、外观和性能优良的中空纤维膜丝，优质的喷丝头设计师首要任务。现有技术的内衬增强型中空钎维膜喷丝头生产的膜强度不够会破；例如专利授权公告号CN206127497UD的中国实用新型专利公开了一种内衬增强型中空钎维膜喷丝头其特征在于：包括套管盖板、中心喷头体和喷头套筒三个部分组成；其中，最基础是所述喷头套筒，中间层为所述中心喷头体，最上层是所述套管盖板；所述中心喷头体和喷头套筒组合形成料液腔，所述中心喷头体与套管盖板组合形成预浸润腔；所述预浸润腔内设有内衬增强型中空纤维膜；所述喷头套筒两侧开孔；所述中心喷头体两侧开孔。该专利通过中心喷头和喷头套筒组合形成料液腔，中心喷头体与套管盖板组合形成预浸润腔的方式进行对编制管进行涂覆，但是在此专利案中并没有详细披露预浸润腔的技术特征以及其技术原理，因此存在以下技术问题：一、膜液只是涂覆在编织管的外表面，编织管的缝隙内没有膜液，因此膜液没有与编制管充分牢固的结合，所形成的中空纤维膜丝牢度较低。二、该内衬增强型中空钎维膜喷丝头生产的中空纤维膜丝虽然纵向拉不断，但是横向编织管外的膜液较容易自动剥离，易损坏。三、该内衬增强型中空钎维膜喷丝头生产的中空纤维膜丝的生产效率较低。又如中国发明专利申请公布号为CN104894663A,在2015年9月9日公开了一种新型模块式多孔中空纤维膜喷丝头，其主要通过在一个喷丝头上增加喷丝孔数量从而来提高生产效率，但是并未解决所生产的中空纤维膜丝牢度较低的问题。本发明通过将高分铸膜液通向前端加装的铸膜液预涂装置，用压力让膜液充分渗透进入编制管缝隙内，再在编织管的外层涂覆高分子铸膜液，里外两层铸膜液与编织管充分牢固结合，使得所形成的中空纤维膜丝有非常高的牢度；此外通过本发明的喷丝头生产效率比传统技术的喷丝头生产效率提高两倍以上。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的内衬增强型中空钎维膜喷丝头以下三点技术问题，一、所生产的中空纤维膜丝，膜液没有与编制管充分牢固的结合，所形成的中空纤维膜丝牢度较低，因为所生产的中空纤维膜丝虽然纵向拉不断，但是横向编织管外的膜液较容易自动剥离，易损坏。二、膜液在编织管外涂覆不均匀，从而影响过滤的精度。三、该内衬增强型中空钎维膜喷丝头生产的中空纤维膜丝的生产效率较低的技术问题，提供一种加装有预涂装置，通过用压力让膜液充分渗透进入编制管缝隙内，再在外层涂覆高分子铸膜液，里外两层铸膜液与编织管充分牢固结合，使得所形成的中空纤维膜有非常高的牢度，且生产效率高的内衬增强型中空钎维膜喷丝头。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，包括首层入料板、分流板、入料板和喷丝板组成，所述首层入料板、所述分流板、所述入料板和所述喷丝板依次从上至下均设有彼此相通的内衬入孔，所述首层入料板的前侧设有预涂铸膜液入口，该预涂铸膜液入口与设于所述分流板内的铸膜液预涂装置相通，所述铸膜液预涂装置与所述分流板内的内衬入孔相通；所述入料板的前侧设有铸膜液入口，该铸膜液入口与设于所述喷丝板内的铸膜液外层涂覆装置相通；本发明可通过在首层入料板与分流板内设有的铸膜液预涂装置对内衬入孔内的编制管内层进行铸膜液预涂覆，同时利用铸膜液外层涂覆装置对内衬入孔内的编制管外层进行铸膜液涂覆；所形成的中空钎维膜丝膜液与编织管内外层均充分结合，膜液不易脱离编织管且膜丝的强度高，此外膜液在编织管外涂覆均匀，从而可提高过滤的精度。
作为优选，所述内衬入孔包括设于所述首层入料板上的第一内衬入孔、设于所述分流板上的第二内衬入孔、设于所述入料板上的第三内衬入孔和设于所述喷丝板上的第四内衬入孔，每层板上的内衬入孔的数量均为2个，所述第一内衬、第二内衬入孔、第三内衬入孔和第四内衬入孔在同一中心轴线上且彼此相互接通；设置有两个内衬入孔其目的在于可同时喷射两根中空钎维膜丝增加喷丝头的生产效率。
作为优选，所述首层入料板的第一内衬入孔的顶部设有内衬入口，所述内衬入口为漏斗形状结构；在第一内衬入孔的顶部开设内衬入口主要为方便编制管进入内衬入孔内，尤其内衬入口为漏斗形状结构，编制管可沿内衬入口的漏斗斜面滑入内衬入孔内。
作为优选，所述铸膜液预涂装置包括缓冲腔A、均流流道A和第二内衬入孔，所述缓冲腔A设于所述分流板的顶面，所述缓冲腔A数量为3个，包括1个分流缓冲腔A和2个内层涂覆缓冲腔A,分流缓冲腔A与所述首层入料板上的所述预涂铸膜液入口相接通，另外2个内层涂覆缓冲腔A各分布于分流板的左右第二内衬入孔上，分流缓冲腔A和2个内层涂覆缓冲腔A之间分别通过所述均流流道A相接通；分流缓冲腔A起到对膜液均匀分流至均流流道A的作用；内层涂覆缓冲腔A起到膜液对编制管进行内层预涂覆的作用。
作为优选，所述分流板上的第二内衬入孔为圆锥孔，该圆锥孔与所述缓冲腔相接通形成压力腔，所述圆锥孔的锥度为18°；分流板上的第二内衬入孔设置为圆锥孔与内层涂覆缓冲腔A接通形成压力腔，其作用在于当膜液由缓冲腔内进入压力腔内，而编制管也从压力腔内由上往下进入，因此压力腔内的膜液与编制管形成一种挤压，从而膜液通过压力渗透至编制管的缝隙内，增加了膜丝的强度。
作为优选，所述铸膜液外层涂覆装置包括缓冲腔B、均流流道B、针管和第四内衬入孔，所述缓冲腔B设于所述喷丝板的顶面，所述缓冲腔B数量为3个，包括1个分流缓冲腔B和2个外层涂覆缓冲腔B,分流缓冲腔B与所述入料板上的所述铸膜液入口相接通，另外2个外层涂覆缓冲腔B各分布于喷丝板的左右第四内衬入孔上，所述针管的上端穿设于所述入料板上的第三内衬入孔内彼此过盈配合，该针管的下端穿设于所述喷丝板的第四内衬入孔内，分流缓冲腔B和2个外层涂覆缓冲腔B之间分别通过所述均流流道B相接通。
作为优选，所述针管的管内孔径和所述分流板的第二内衬入孔的直径相同；所述针管的外径小于所述喷丝板内的第四内衬入孔的直径；编制管由分流板的第二内衬入孔进入针管的上端至针管的下端，膜液可通过针管外壁与喷丝板的第四内衬孔间隙流至针管的下端，膜液可涂覆在从针管内出来的编织管外层。
作为优选，所述首层入料板、分流板、入料板和喷丝板的四角均设有定位销孔，在该定位销孔内通过插设固定销由上而下依次将首层入料板、分流板、入料板和喷丝板固定连接一起；通过用固定销在首层入料板、分流板、入料板和喷丝板的四角的定位销孔内进行固定起到精确定位的作用，可以使得首层入料板、分流板、入料板和喷丝板内的内衬入孔都精确对齐，从而膜液在编织管内外层涂覆时更为均匀，确保所生产的膜丝的过滤精度。
作为优选，所述首层入料板、分流板、入料板和喷丝板的四角均设有螺纹孔，所述首层入料板与所述分流板的螺纹孔内通过螺栓由上往下固定连接，所述喷丝板与所述入料板的螺纹孔内通过螺栓由下往上固定连接；通过螺栓分别将首层入料板与分流板和喷丝板与入料板固定连接，可提高首层入料板、分流板、入料板和喷丝板的固定连接性能增加其连接强度，防止在喷丝生产过程中受压力的情况下而分离。
本发明由于采用了上述技术方案与现有技术相比，本发明的益处是：通过将高分铸膜液通向前端加装的铸膜液预涂装置，用压力让膜液充分渗透进入编制管缝隙内，再在编制管的外层涂覆高分子铸膜液，里外两层铸膜液与编织管充分牢固结合，使得所形成的中空纤维膜丝有非常高的牢度；此外通过本发明的喷丝头生产效率比传统技术的喷丝头生产效率提高两倍以上。
附图说明
图1是本发明组合的立体结构示意图；
图2是本发明图1的A-A剖视图；
图3是本发明图1的B-B剖视图；
图4是本发明图3的A向放大图；
图5是本发明的首层入料板的俯视图；
图6是本发明图5的C-C剖视图；
图7是本发明的分流板立体结构示意图；
图8是本发明的入流板的俯视图；
图9是本发明图8的D-D剖视图；
图10是本发明的喷丝板立体结构示意图；
图中所示：1.首层入料板，11.预涂铸膜液入口，2.分流板，3.入料板，31.铸膜液入口，4.喷丝板，5.铸膜液预涂装置，51.缓冲腔A，511.分流缓冲腔A，512.内层涂覆缓冲腔A，52.均流流道A，6.外层涂覆装置，61.缓冲腔B，611.分流缓冲腔B，612.外层涂覆缓冲腔B，62.均流流道B，63.针管，7.内衬入孔，71.第一内衬入孔，72.第二内衬入孔、73.第三内衬入孔、74.第四内衬入孔，75.内衬入口，8.定位销孔,9.螺纹孔。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
本实施例的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，如图1、图2和图3所示，包括首层入料板1、分流板2、入料板3和喷丝板4组成，首层入料板1、分流板2、入料板3和喷丝板4依次从上至下均设有彼此相通的内衬入孔7，如图2和图3所示：内衬入孔7包括设于首层入料板上的第一内衬入孔71、设于分流板上的第二内衬入孔72、设于入料板上的第三内衬入孔73和设于喷丝板上的第四内衬入孔74，每层板上的内衬入孔7的数量均为2个；第一内衬71、第二内衬入孔72、第三内衬入孔73和第四内衬入孔74在同一中心轴线上且彼此相互接通；首层入料板1的顶部开设有与内衬入孔71相通的内衬入口75，内衬入口75为漏斗形状结构；如图1、图3、图5和图6所示：首层入料板1的前侧设有预涂铸膜液入口31，如图3所示该预涂铸膜液入口31与设于分流板2内的铸膜液预涂装置5相通，如图2、图3和图7所示：铸膜液预涂装置5包括缓冲腔A51、均流流道A52和第二内衬入孔72，缓冲腔A51设于分流板2的顶面，缓冲腔A51数量为3个，包括1个分流缓冲腔A511和2个内层涂覆缓冲腔A512,分流缓冲腔A511与首层入料板1上的预涂铸膜液入口11相接通，另外2个内层涂覆缓冲腔A512各分布于分流板2的左右第二内衬入孔72上，分流缓冲腔A511和2个内层涂覆缓冲腔A512之间分别通过均流流道A52相接通；铸膜液预涂装置5与分流板2内的第二内衬入孔72相通；分流板2上的第二内衬入孔72为圆锥孔，该圆锥孔与内层涂覆缓冲腔512相接通形成压力腔，该圆锥孔的锥度为18°；如图8和图9所示：入料板3的前侧设有铸膜液入口31，该铸膜液入口31与喷丝板4内的铸膜液外层涂覆装置6相通；如图2、图3和图10所示铸膜液外层涂覆装置6包括缓冲腔B61、均流流道B62、针管63和第四内衬入孔74，缓冲腔B61设于喷丝板4的顶面，缓冲腔B61数量为3个，包括1个分流缓冲腔B611和2个外层涂覆缓冲腔B612,分流缓冲腔B611与入料板3上的铸膜液入口31相接通，另外2个外层涂覆缓冲腔B612分别分布于喷丝板4的左右第四内衬入孔74上，如图4所示针管63的上端插设于入料板3上的第三内衬入孔73上彼此过盈配合，该针管63的下端插设于喷丝板4的第四内衬入孔74内，如图7所示：分流缓冲腔B611和2个外层涂覆缓冲腔B612之间分别通过均流流道B62相接通；如图2和图3所示针管63的管内孔径和分流板2的第二内衬入孔72的直径相同；针管63的外径小于喷丝板4内的第四内衬入孔(74)的直径；首层入料板(1)、分流板(2)、入料板(3)和喷丝板(4)的四角均设有定位销孔(8)，在该定位销孔(8)内通过插设固定销(图中未示)由上而下依次将首层入料板(1)、分流板(2)、入料板(3)和喷丝板(4)固定连接一起；首层入料板(1)、分流板(2)、入料板(3)和喷丝板(4)的四角均设有螺纹孔(9)，首层入料板(1)与分流板(2)的螺纹孔(9)内通过螺栓(图中未示)由上往下固定连接，喷丝板(4)与入料板(3)的螺纹孔(9)内通过螺栓(图中未示)由下往上固定连接。
本发明的工作原理：在喷丝过程中，铸膜液从设于首层入料板1前侧的铸膜液入口31进入到达内层涂覆缓冲腔A512后再通过左右的均流流道A52流向分流缓冲腔A511内从而进入第二内衬入孔72，该第二内衬入孔72为圆锥孔，该圆锥孔与内层涂覆缓冲腔A512相接通形成压力腔，与此同时由送丝装置将编制管送至内衬入口75处而通过第一内衬入孔71和分流缓冲腔A511到达第二内衬入孔72内，编制管通过第二内衬入孔72内时所形成的挤压力，分流缓冲腔A511和第二内衬入孔72内的铸膜液对编制进行挤压预涂覆，铸膜液在压力的作用下渗透进入编制管的缝隙内；此时一方面编制管继续再通过第二内衬入孔72进入入料板3的针管63内到达位于喷丝板4底部的针管63口，另一方面铸膜液再由设于入料板3前侧的铸膜液入口31进入到达612外层涂覆缓冲腔A后再通过左右的均流流道B62流向分流缓冲腔B611内从而进入第四内衬入孔74，第四内衬入孔74内穿设有针管63从而铸膜液环绕针管63外壁向下流，对从第四内衬入孔74下端的针管63内出来已经通过预涂覆的编制管进行外层膜液涂覆，这样经过里外两层铸膜液与编织管充分牢固结合，使得所形成的中空纤维膜丝有非常高的牢度，膜丝无论纵向和横向膜液都不易与编制管玻璃，此外通过本发明的喷丝头生产效率比传统技术的喷丝头生产效率提高两倍以上。

Claims (9)

1.一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，包括首层入料板(1)、分流板(2)、入料板(3)和喷丝板(4)组成，其特征在于：所述首层入料板(1)、所述分流板(2)、所述入料板(3)和所述喷丝板(4)依次从上至下均设有彼此相通的内衬入孔(7)，所述首层入料板的前侧设有预涂铸膜液入口(31)，该预涂铸膜液入口(31)与设于所述分流板(2)内的铸膜液预涂装置(5)相通，所述铸膜液预涂装置(5)与所述分流板(2)内的内衬入孔(7)相通；所述入料板(3)的前侧设有铸膜液入口(31)，该铸膜液入口(31)与设于所述喷丝板(4)内的铸膜液外层涂覆装置(6)相通。
2.根据权利要求1所述的一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，其特征在于：所述内衬入孔(7)包括设于所述首层入料板(1)上的第一内衬入孔(71)、设于所述分流板(2)上的第二内衬入孔(72)、设于所述入料板(3)上的第三内衬入孔(73)和设于所述喷丝板(4)上的第四内衬入孔(74)，每层板上的内衬入孔(7)的数量均为2个，所述第一内衬(71)、第二内衬入孔(72)、第三内衬入孔(73)和第四内衬入孔(74)在同一中心轴线上且彼此相互接通。
3.根据权利要求2所述的一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，其特征在于：所述首层入料板(1)的第一内衬入孔(71)的顶部设有内衬入口(75)，所述内衬入口(75)为漏斗形状结构。
4.根据权利要求1所述的一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，其特征在于：所述铸膜液预涂装置(5)包括缓冲腔A(51)、均流流道A(52)和第二内衬入孔(72)，所述缓冲腔A(51)设于所述分流板(2)的顶面，所述缓冲腔A(51)数量为3个，包括1个分流缓冲腔A(511)和2个内层涂覆缓冲腔A(512),分流缓冲腔A(511)与所述首层入料板(1)上的所述预涂铸膜液入口(31)相接通，另外2个内层涂覆缓冲腔A(512)各分布于分流板(2)的左右第二内衬入孔(72)上，分流缓冲腔A(511)和2个内层涂覆缓冲腔A(512)之间分别通过所述均流流道A(52)相接通。
5.根据权利要求2所述的一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，其特征在于：所述分流板(2)上的第二内衬入孔(72)为圆锥孔，该圆锥孔与所述内层涂覆缓冲腔A(512)相接通形成压力腔，所述圆锥孔的锥度为18°。
6.根据权利要求1所述的一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，其特征在于：所述铸膜液外层涂覆装置(612)包括缓冲腔B(61)、均流流道B(62)、针管(63)和第四内衬入孔(74)，所述缓冲腔B(61)设于所述喷丝板(4)的顶面，所述缓冲腔B(61)数量为3个，包括1个分流缓冲腔B(61)和2个外层涂覆缓冲腔B(612),分流缓冲腔B(611)与所述入料板(3)上的所述铸膜液入口(31)相接通，另外2个外层涂覆缓冲腔B(612)各分布于喷丝板(4)的左右第四内衬入孔(74)上，所述针管(63)的上端穿设于所述入料板(3)上的第三内衬入孔(73)内彼此过盈配合，该针管(63)的下端穿设于所述喷丝板(4)的第四内衬入孔(74)内，分流缓冲腔B(611)和2个外层涂覆缓冲腔B(612)之间分别通过所述均流流道B(62)相接通。
7.根据权利要求6所述的一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，其特征在于：所述针管(63)的管内孔径和所述分流板(2)的第二内衬入孔(72)的直径相同；所述针管(63)的外径小于所述喷丝板(4)内的第四内衬入孔(74)的直径。
8.根据权利要求1所述的一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，其特征在于：所述首层入料板(1)、分流板(2)、入料板(3)和喷丝板(4)的四角均设有定位销孔(8)，在该定位销孔(8)内通过插设固定销(图中未示)由上而下依次将首层入料板(1)、分流板(2)、入料板(3)和喷丝板(4)固定连接一起。
9.根据权利要求1所述的一种新型的内衬增强型中空钎维膜喷丝头，其特征在于：所述首层入料板(1)、分流板(2)、入料板(3)和喷丝板(4)的四角均设有螺纹孔(9)，所述首层入料板(1)与所述分流板(2)的螺纹孔(9)内通过螺栓(图中未示)由上往下固定连接，所述喷丝板(4)与所述入料板(3)的螺纹孔(9)内通过螺栓(图中未示)由下往上固定连接。
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