CN110052168A - 中空纤维膜组件浇注装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了中空纤维膜组件浇注装置及浇注方法，涉及膜组件技术领域。中空纤维膜组件浇注装置，包括：用于放置中空纤维膜丝的膜壳、用于固定膜壳的膜组件固定架，中空纤维膜丝的待浇注端设置有树脂固化槽，树脂固化槽连通有树脂浇注储槽，在树脂固化槽下方设置有可上下移动的低温冷却槽。浇注方法，包括：将待浇注中空纤维膜丝分组成捆装入中空纤维膜组件膜壳中，对中空纤维膜丝待浇注端密封；安装好后，将环氧树脂注入树脂固化槽；将中空纤维膜组件带有环氧树脂浇注端全部浸润在冷却液中进行低温固化；低温固化后，将中空纤维膜组件移出冷却液，对中空纤维膜组件进行常温固化。以克服现有中空纤维膜组件制作过程中的各种粘接剂的缺点。

Description

中空纤维膜组件浇注装置

技术领域

本发明涉及膜组件的技术领域，尤其是涉及中空纤维膜组件浇注装置及浇注方法。

背景技术

现有中空纤维膜组件的制作过程一般是先把中空纤维膜丝分组成捆装入膜壳内，然后用粘接剂封其两端而成。

考虑到膜组件需要承压运行，通常所用粘接剂为热熔胶、聚氨酯或环氧树脂。中空纤维膜组件在使用热熔胶作为粘接剂时，膜组件不能够在高温高湿环境下使用，且涂胶工艺因手工操作难以控制涂胶效果必须使用价格较高的专用涂胶设备，提高了中空纤维膜组件的制造成本，限制了中空纤维膜组件的推广和使用。聚氨酯在作为中空纤维膜组件粘接剂时，因聚氨酯对潮气敏感，毒性较大，且耐湿热型差，造成对中空纤维膜丝干燥程度和粘接环境温湿度严格的管控要求，不利于中空纤维膜组件的大规模化生产。环氧树脂粘接剂因其对中空纤维膜膜丝和粘接环境温湿度管控要求低，在实际的生产过程中得到了广泛的应用。但反应型环氧树脂在固化时放热较多，对于温度敏感的膜丝元件会产生不可逆的破坏,而且由于放热不均匀、不可控造成成型的树脂中包含大量气泡，强度不均匀。在大尺寸的中空纤维膜组件或需承受较大运行压力的中空纤维膜组件浇注过程中这一问题会更加突出，因为此情况下需要使用大量环氧树脂，固化时放出的热量也会造成膜丝不可逆的破坏，形成的树脂泡沫化，强度急剧下降。这在一定程度上也限制了中空纤维膜组件的应用和推广。

基于以上问题，提出一种新型的用于中空纤维膜组件的浇注方法显得尤为重要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中空纤维膜组件浇注装置及浇注方法，以克服现有中空纤维膜组件制作过程中用到的各种粘接剂的缺点。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术手段为：

本发明提供的一种中空纤维膜组件浇注装置，包括：用于放置中空纤维膜丝的膜壳和用于固定所述膜壳的膜组件固定架，中空纤维膜丝的待浇注端设置有树脂固化槽，树脂固化槽连通有树脂浇注储槽，在所述树脂固化槽下方设置有可上下移动的低温冷却槽。

本发明提供的一种用于中空纤维膜组件的浇注方法，包括如下步骤：

步骤A，将待浇注的中空纤维膜丝分组成捆装入中空纤维膜组件的膜壳中，对中空纤维膜丝的待浇注端密封；

步骤B，安装好待浇注的中空纤维膜丝后，将环氧树脂注入树脂固化槽；

步骤C，将中空纤维膜组件带有环氧树脂的浇注端全部浸润在冷却液中进行低温固化；

步骤D，低温固化后，将中空纤维膜组件移出冷却液，对中空纤维膜组件进行常温固化。

作为一种进一步的技术方案，所述中空纤维组件为一端的环氧树脂使用总量≥1.0Kg的中空纤维膜组件。

作为一种进一步的技术方案，步骤C中，低温固化的温度范围是 -10℃～10℃。

作为一种进一步的技术方案，步骤D中，设定低温固化温度≥冷却液冰点+5℃；室温固化时间范围是3～8小时。

作为一种进一步的技术方案，所述树脂固化槽为金属制件；或者，所述树脂固化槽为导热性良好的非金属制件。

作为一种进一步的技术方案，步骤A中，采用密封胶对待浇筑端进行密封。

作为一种进一步的技术方案，所述低温冷却槽内的冷却液为凝固点低于设定低温浇注温度的液体。

作为一种进一步的技术方案，所述低温冷却槽内的冷却液为水。

与现有技术相比，本发明提供的用于中空纤维膜组件的浇注方法所具有的技术优势为：

本发明提供的中空纤维膜组件浇注装置，包括：用于放置中空纤维膜丝的膜壳和用于固定所述膜壳的膜组件固定架，中空纤维膜丝的待浇注端设置有树脂固化槽，树脂固化槽连通有树脂浇注储槽，在所述树脂固化槽下方设置有可上下移动的低温冷却槽。本发明提供的一种用于中空纤维膜组件的浇注方法，包括步骤A，将待浇注的中空纤维膜丝分组成捆装入中空纤维膜组件的膜壳中，对中空纤维膜丝的待浇注端密封；步骤B，安装好待浇注的中空纤维膜丝后，将环氧树脂注入树脂固化槽；步骤C，将中空纤维膜组件带有环氧树脂的浇注端全部浸润在冷却液中进行低温固化；步骤D，低温固化后，将中空纤维膜组件移出冷却液，对中空纤维膜组件进行常温固化。采用本发明的中空纤维膜组件浇注装置及浇注方法，能够克服热熔胶、聚氨酯和环氧树脂作为中空纤维膜组件粘接剂的缺点，通过在低温下进行环氧树脂浇注，避免了对膜丝的损坏，且树脂成型更加均匀、气泡极少，大幅提高了膜组件产品一次性检验合格率，降低产品制造成本。拓展了对温度敏感型的特种中空纤维膜产品的应用范围，并且使大尺寸或特大尺寸中空纤维膜组件的生产制造成为可能，具有较高的市场应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的中空纤维膜组件浇注装置的结构示意图。

图标：

1-膜组件固定架；2-中空纤维膜丝；3-膜壳；4-树脂浇注储槽； 5-树脂浇注软管；6-树脂固化槽；7-低温冷却槽；8-冷却液升降台。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子对本发明做进一步的详细描述。

如图1所示，为本发明提供的中空纤维膜组件浇注装置，包括用于放置中空纤维膜丝2的膜壳3和用于固定所述膜壳3的膜组件固定架1，中空纤维膜丝2的待浇注端设置有树脂固化槽6，树脂固化槽 6连通有树脂浇注储槽4，具体的，树脂固化槽6通过树脂浇注软管5与树脂浇注储槽4连通，在所述树脂固化槽6下方设置有可上下移动的低温冷却槽7，具体的，低温冷却槽7设置在冷却液升降台8上，冷却液升降台8能够带动低温冷却槽7上下移动。以便于实现新型的中空纤维膜组件的浇注方法，浇注方法如下：

本发明提供的一种用于中空纤维膜组件的浇注方法，包括将待浇注的中空纤维膜丝2分组成捆装入中空纤维膜组件的膜壳3中，中空纤维膜丝2的待浇注端使用密封胶密封；在膜组件固定架1上安装好待浇注组件后，将环氧树脂从树脂浇注储槽4经由树脂浇注软管5 注入树脂固化槽6；中空纤维膜丝2组成的膜组件下方设置有低温冷却槽7，将中空纤维膜组件树脂浇注端全部浸润在冷却液中；低温固化一段时间后，移除低温冷却槽7，对组件进行常温固化并完成后续生产工艺。

优选的，冷却液中的低温固化的温度范围是-10℃～10℃；对中空纤维膜组件的常温固化设定的低温固化温度≥冷却液冰点+5℃；室温固化时间范围是3～8小时

实施例1-4及其对照组实施方式选用同一种环氧树脂，技术指标为：双酚A型环氧树脂，固化剂类型为脂肪族多元胺，AB组份配比为50:40,初始粘度1100cP，室温固化时间约两小时。

实施例1

按照本发明所述改进型中空纤维膜组件浇注方法，选用中空纤维超滤膜膜丝和2寸中空纤维超滤膜膜壳3，膜丝装填密度56％，树脂使用量80g/次，低温冷却槽7设定温度-2℃，低温固化时间4h，常温固化时间6h后，卸掉树脂固化槽6，切除中空纤维膜膜丝密封胶端多余环氧树脂，检查记录切割面中空纤维超滤膜膜丝和环氧树脂的粘接固化情况。

实施例2

按照本发明所述改进型中空纤维膜组件浇注方法，选用中空纤维超滤膜膜丝和10寸中空纤维超滤膜膜壳3，膜丝装填密度54％，树脂使用量1280g/次，低温冷却槽7设定温度-2℃，低温固化时间4h，常温固化时间6h后，卸掉树脂固化槽6，切除中空纤维膜膜丝密封胶端多余环氧树脂，检查记录切割面中空纤维超滤膜膜丝和环氧树脂的粘接固化情况。

实施例3

按照本发明所述改进型中空纤维膜组件浇注方法，选用中空纤维纳滤膜膜丝和2寸中空纤维纳滤膜膜壳3，膜丝装填密度54％，树脂使用量100g/次，低温冷却槽7设定温度-2℃，低温固化时间4h，常温固化时间6h后，卸掉树脂固化槽6，切除中空纤维膜膜丝密封胶端多余环氧树脂，检查记录切割面中空纤维纳滤膜膜丝和环氧树脂的粘接固化情况。

实施例4

按照本发明所述改进型中空纤维膜组件浇注方法，选用中空纤维纳滤膜膜丝和10寸中空纤维纳滤膜膜壳3，膜丝装填密度52％，树脂使用量2100g/次，低温冷却槽7设定温度-2℃，低温固化时间4h，常温固化时间6h后，卸掉树脂固化槽6，切除中空纤维膜膜丝密封胶端多余环氧树脂，检查记录切割面中空纤维纳滤膜膜丝和环氧树脂的粘接固化情况。

实施例5

按照本发明所述改进型中空纤维膜组件浇注方法，选用超薄皮层中空纤维膜膜丝和4寸中空纤维膜膜壳3，膜丝装填密度40％；所用环氧树脂为改性双酚A型环氧树脂，固化剂类型为脂肪族多元胺，AB 组份配比为60:40,初始粘度1000cP，50g量混合树脂40℃凝胶时间为65分钟，树脂使用量360g/次；低温冷却槽7设定温度-5℃，低温固化时间6h，常温固化时间6h后，卸掉树脂固化槽6，切除中空纤维膜膜丝密封胶端多余环氧树脂，检查记录切割面超薄皮层中空纤维膜膜丝和环氧树脂的粘接固化情况。

实施例1-5及其对应的对照组实施方式除不采用低温固化工艺方法外，其余实施方式均与对应实施例一致，以上对比结果总结如下表所示：

其中：环氧树脂对中空纤维膜膜丝的适用性采用完整膜丝比例来衡量，量化方式采用统计非圆整端面膜丝根数占膜丝总根数百分比确定；环氧树脂对固化工艺的适用性采用切割面气泡面积比例衡量，量化方式采用统计切割面气泡总面积占整体浇注面面积百分比确定。

由上述表格可知：对于小尺寸中空纤维膜组件，常温、低温浇注性能差别不大。而对于大尺寸中空纤维超滤膜组件，低温下浇注膜组件性能较常温浇注有明显提高。对于大尺寸中空纤维纳滤膜组件和属于温度敏感型的超薄皮层中空纤维产品，常温浇注几乎得不到可以使用的产品，必须采用低温浇注方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种中空纤维膜组件浇注装置，其特征在于，包括：用于放置中空纤维膜丝的膜壳和用于固定所述膜壳的膜组件固定架，中空纤维膜丝的待浇注端设置有树脂固化槽，树脂固化槽连通有树脂浇注储槽，在所述树脂固化槽下方设置有可上下移动的低温冷却槽。

2.一种基于权利要求1的中空纤维膜组件浇注装置的用于中空纤维膜组件的浇注方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A，将待浇注的中空纤维膜丝分组成捆装入中空纤维膜组件的膜壳中，对中空纤维膜丝的待浇注端密封；

步骤B，安装好待浇注的中空纤维膜丝后，将环氧树脂注入树脂固化槽；

步骤C，将中空纤维膜组件带有环氧树脂的浇注端全部浸润在冷却液中进行低温固化；

步骤D，低温固化后，将中空纤维膜组件移出冷却液，对中空纤维膜组件进行室温固化。

3.根据权利要求2所述的用于中空纤维膜组件的浇注方法，其特征在于，所述中空纤维组件为一端的环氧树脂使用总量≥1.0Kg的中空纤维膜组件。

4.根据权利要求2所述的用于中空纤维膜组件的浇注方法，其特征在于，步骤C中，低温固化的温度范围是-10℃～10℃。

5.根据权利要求2所述的用于中空纤维膜组件的浇注方法，其特征在于，步骤D中，设定低温固化温度≥冷却液冰点+5℃；室温固化时间范围是3～8小时。

6.根据权利要求2所述的用于中空纤维膜组件的浇注方法，其特征在于，所述树脂固化槽为金属制件；或者，所述树脂固化槽为导热性良好的非金属制件。

7.根据权利要求2所述的用于中空纤维膜组件的浇注方法，其特征在于，步骤A中，采用密封胶对待浇筑端进行密封。

8.根据权利要求5所述的用于中空纤维膜组件的浇注方法，其特征在于，所述低温冷却槽内的冷却液为凝固点低于设定低温浇注温度的液体。

9.根据权利要求5所述的用于中空纤维膜组件的浇注方法，其特征在于，所述低温冷却槽内的冷却液为水。