CN111501116A - 一种中空纤维膜喷丝装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中空纤维膜喷丝装置，包括导流模块、芯液流量控制模块、料液流量控制模块和独立喷丝体，所述导流模块包括导流基座、芯液导流板和料液导流板，所述独立喷丝体贯穿于设置在料液导流板上的安装孔和设置在芯液导流板上的芯液腔，并与之同轴。本方案的结构简单，操作方便，可对每个喷丝孔进行单独控制，芯液和料液流动的一致好，降低生产组装难度，在发生问题时可实现单个喷丝头的维护和更换，减少维护的时间和材料成本，非常方便进行多头扩展，从而模块化、定制化、不同规格产品同一设备同一时间的柔性化生产，促使生产效率突破性的提高。

Description

一种中空纤维膜喷丝装置

技术领域

本发明涉及中空纤维膜技术领域，尤其涉及一种中空纤维膜喷丝装置。

背景技术

中空纤维膜是水处理、血透析、气体分离等领域设备的核心部件，应用于微滤膜，纳滤膜和超滤膜等方面的一种重要新材料，在环保水处理、血透析、气体分离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，需求量的增大，国内现有的生产工艺和设备越来越难于满足生产需求，大部分依赖进口。如何能生产出高性能中空纤维膜并提高生产效率，降低生产成本，已成为研究中空纤维膜领域最热门、也是最关键的问题之一。

从整个制造中空纤维膜的生产过程来看，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，优质的喷丝头设计是首要任务。

目前国内现有的多孔喷丝头不能够保证进入到各芯液管的芯液和进入各喷丝孔的料液保持相同的压力和均匀性，因而也影响产品质量的稳定性和一致性，如专利文献CN204570108U，CN101372765A。

在有些多孔喷丝头中，芯液管为固定设计，这样如遇个别芯液管堵塞或损坏，必须连同料液、芯液的输入和存储部分一起更换，浪费极大且更换不方便，如专利文献CN204803446U。

另外，在多数多孔喷丝头中，不论是芯液管为可拆卸设计，如专利文献CN101372765A，还是用多个单孔小喷丝头组合而成的多孔喷丝头，如专利文献CN204570108U，在遇到个别芯液管或单孔小喷头堵塞或损坏，必需停机维修，同时维修时，需要拆开整个多孔喷丝头，维修时间长，难度大，极大地影响了生产效率。

许多喷丝头的设计为单孔设计，例如：专利CN2734778、 CN201120028181.0、CN203768512U、CN204570108U，CN101372765A、 CN204803446U等。

诸多以上的专利及常用设计，具有如下不足：

1、对多个独立喷丝装置进行成倍效率的多头扩展时，对流道模组设计、生产要求非常高，多孔的一致性要求很难实现，产品的合格率会受生产参数影响而波动非常大，合格率较低；其一致性差的中空纤维膜膜丝组装成膜组后，单位体积内的膜丝的滤水的面积将大打折扣，通量达不到设计标准；此外其所环设的进料槽可能会导致料液残留结块，不易清洗干净，影响产品的多次重复使用。

2、清洗维护不方便，浪费停机时间，浪费大量原材料及人工成本；生产线上有异常情况，往往需地停机检修。

3、不能对每个出丝孔进行单独控制，从而不能调节及优化生产工艺等等。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种中空纤维膜喷丝装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种中空纤维膜喷丝装置，包括导流模块、芯液流量控制模块、料液流量控制模块和独立喷丝体，所述导流模块包括导流基座、芯液导流板和料液导流板，所述独立喷丝体贯穿于设置在料液导流板上的安装孔和设置在芯液导流板上的芯液腔，并与之同轴。

进一步地，所述导流基座上设置有芯液进口、料液进口、固定孔一、芯液分流道和料液流量控制模块导向孔，所述芯液流量控制模块贯穿于固定孔一。

进一步地，所述芯液导流板上设置有料液口、芯液腔、固定孔二、料液分流道一、料液导流槽和安装螺纹一，所述料液流量控制模块贯穿于料液流量控制模块导向孔设置在固定孔二中。

进一步地，所述料液导流板上设置有料液缓存槽、料液分流道二、料液腔一、安装孔。

进一步地，所述芯液流量控制模块通过螺纹或卡扣与导流模块相连接，所述芯液流量控制模块设置有密封圈一与导流模块相密封

进一步地，所述料液流量控制模块通过螺纹或卡扣与导流模块相连接，所述料液流量控制模块设置有密封圈三与导流模块相密封。

进一步地，所述的独立喷丝体设置有芯液进口、芯液出口、导料孔、料液腔二、料液出口、安装螺纹二、密封圈二，所述的独立喷丝体通过安装螺纹二与导流模块相联接。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明中独立喷丝头组件的数量为多个，形成多孔组合式，结构简单，制造工艺简单，维护方便，在喷丝的生产过程中，芯液料液的流动更均匀，膜丝厚度更均匀，一致性更好。

2、本发明多个独立喷丝头组件构成喷丝模组设计，能大大提高在喷丝模组上喷丝孔数量的扩展性，从而实现一个喷丝模组上可以同时出上百上千根膜丝，突破性提高生产效率。

3、本发明中采用了流量控制模块设计，结构简单，操作方便，可对每个喷丝孔进行单独控制，芯液料液流动的一致好，非常方便进行多头扩展，从而模块化、定制化、不同规格产品同一设备同一时间的柔性化生产。

4、本发明中的芯液料液流道均采取对称式设计，且芯液料液分流口均为等距排列，从而保证了芯液料液流动的均匀性和一致性；进而，每一根膜丝都是通过独立喷丝头组件自身料液流道最终形成的，因此只要是合格的独立喷丝头安装到喷丝模组上，就能够保证得到合格的膜丝，不需要再做其他调节，大大减少了工作量，提高了生产稳定性。

5、本发明组合式的结构设计，降低了生产组装难度，当个别独立喷丝头组件堵塞或损坏时，可以在生产线上不拆下或不拆开多孔喷丝装置的前提下，实现单个喷丝头组件的维护和更换，减少维护的时间和材料成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提出的一种中空纤维膜喷丝装置的整体结构示意图；

图2为导流基座的结构示意图；

图3为芯液导流板的结构示意图；

图4为料液导流板的结构示意图；

图5为芯液流量控制模块与导流模块的设置示意图；

图6为独立喷丝体与导流模块的设置示意图；

图7为芯液流量控制模块的例1示意图；

图8为芯液流量控制模块的例2示意图；

图9为芯液流量控制模块的例3示意图；

图10为芯液流量控制模块的例4示意图；

图11为芯液流量控制模块的例5示意图；

图12为芯液流量控制模块的例6示意图；

图13为芯液流量控制模块的例7示意图；

图14为芯液流量控制模块的例8示意图；

图15为芯液流量控制模块的例99示意图；

图16为芯液流量控制模块的例10示意图；

图17为芯液流量控制模块的例11示意图；

图18为芯液流量控制模块的例12示意图；

图19为芯液流量控制模块的例13示意图；

图20为芯液流量控制模块的例14示意图；

图21为独立喷丝体的例1示意图；

图22为独立喷丝体的例2示意图；

图23为独立喷丝体的例3示意图；

图24为独立喷丝体的例4示意图；

图25为独立喷丝体的例5示意图；

图26为独立喷丝体的例6示意图；

图27为独立喷丝体的例7示意图；

图28为独立喷丝体的例8示意图。

图中：1导流基座、2芯液导流板、3芯液流量控制模块、4独立喷丝体、5料液导流板、6料液流量控制模块、11芯液进口、12料液进口、13固定孔一、14芯液分流道、15料液流量控制模块导向孔、 21料液口、22芯液腔、23固定孔二、24料液分流道一、25料液导流槽、26安装螺纹一、51料液缓存槽、52料液分流道二、53料液腔一、54安装孔、31密封槽、32螺纹二、41芯液进口、42芯液出口、 43导料孔、44料液腔二、45料液出口、46安装螺纹二、7密封圈一、 8密封圈二、9密封圈三。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。

参照图1-6，一种中空纤维膜喷丝装置，包括导流模块、芯液流量控制模块3、料液流量控制模块6和独立喷丝体4，导流模块包括导流基座1、芯液导流板2和料液导流板5，独立喷丝体4贯穿于设置在料液导流板5上的安装孔54和设置在芯液导流板2上的芯液腔22，并与之同轴。

进一步地，导流基座1上设置有芯液进口11、料液进口12、固定孔一13、芯液分流道14和料液流量控制模块导向孔15，芯液流量控制模块3贯穿于固定孔一13。

并通过调节芯液流量控制模块3的位置及角度控制芯液分流道 14的开启和通量的大小。

进一步地，芯液导流板2上设置有料液口21、芯液腔22、固定孔二23、料液分流道一24、料液导流槽25和安装螺纹一26，料液流量控制模块6贯穿于料液流量控制模块导向孔15设置在固定孔二 23中。

并通过调节料液流量控制模块6的位置及角度控制料液分流道一24的开启和通量的大小。

进一步地，料液导流板5上设置有料液缓存槽51、料液分流道二52、料液腔一53、安装孔54。

进一步地，芯液流量控制模块3通过螺纹或卡扣与导流模块相连接，芯液流量控制模块3设置有密封圈一7与导流模块相密封。

进一步地，料液流量控制模块6通过螺纹或卡扣与导流模块相连接，料液流量控制模块6设置有密封圈三9与导流模块相密封。

进一步地，的独立喷丝体4设置有芯液进口41、芯液出口42、导料孔43、料液腔二44、料液出口45、安装螺纹二46、密封圈二 8，的独立喷丝体4通过安装螺纹二46与导流模块相联接。

在喷丝过程中，由于导流模块中的导流基座1、芯液导流板2、料液导流板5、芯液流量控制模块3、料液流量控制模块6和独立喷丝体4彼此皆为密封连接，而且独立喷丝体4通过螺纹46紧固在导流模块上，料液从导流基座1的料液进口12流入，在压力及重力作用下，流向料液口21，经过料液分流道一24流向料液导流槽25。

当料液流量控制模块6旋转开启时，料液分流道一24与料液导流槽25相通，料液在压力的作用下通过料液导流槽25流入料液缓存槽51，经过与之相连通的料液分流道二52流入料液腔一53，并依次通过设置在独立喷丝体4上的导料孔43和料液腔二44，从料液出口45喷出。

当料液流量控制模块6施转关闭时，料液分流道一24与流量控制模块通过紧密接触与料液导流槽25隔离，料液无法通过料液导流槽25流入料液缓存槽51，从而起到关闭作用，同时可通过调节料液流量控制模块6与料液分流道24与料液导流槽25相对位置，可起到调节料液流量的作用。

另一方面，芯液从导流基座1的芯液进口11流入，在压力及重力作用下，经过芯液分流道14流入固定孔一13，当芯液流量控制模块3向上开启时，芯液分流道14与芯液腔22相通，芯液在压力的作用下通过芯液腔22流入料芯液进口41，并从芯液出口42喷出。

当芯液流量控制模块3向下关闭时，芯液分流道14与固定孔一13 通过设置在芯液流量控制模块3上的密封圈一7相密封，芯液无法通过芯液分流道14流向固定孔一13，进而流入芯液进口41，从而起到关闭作用，同时可通过调节芯液流量控制模块3与芯液分流道14与固定孔一13相对位置，可起到调节料液流量的作用。

由于芯液出口42的直径比料液出口45的直径小，因此芯液被料液流围绕，从而在之后工序中形成所需的中空膜纤维丝。

因为固定孔一13的直径比芯液腔22可大可小，也因为芯液流量控制模块3与导流模块的连接方式有卡扣、螺纹、密封圈、过盈配合等多种方式，所以流量控制模块的设计形式也会相应的有多种方案，均在本发明思想及应用保护范围之内；

同理，料液流量控制模块导向孔15的直径与固定孔二23可大可小，也因为料液流量控制模块3与导流模块的连接方式有卡扣、螺纹、密封圈、过盈配合等多种方式，所以流量控制模块的设计形式也会相应的有多种方案，均在本发明思想及应用保护范围之内，其形式不限于图7-图20中的举例。

同理，因为芯液腔22的直径比安装孔54可大可小，也因为独立喷丝体4与导流模块的连接方式有卡扣、螺纹、密封圈、过盈配合等多种方式，所以独立喷丝体的设计形式也会相应的有多种方案，均在本发明思想及应用保护范围之内，其形式不限于图21-图28中的举例。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种中空纤维膜喷丝装置，包括导流模块、芯液流量控制模块(3)、料液流量控制模块(6)和独立喷丝体(4)，其特征在于，所述导流模块包括导流基座(1)、芯液导流板(2)和料液导流板(5)，所述独立喷丝体(4)贯穿于设置在料液导流板(5)上的安装孔(54)和设置在芯液导流板(2)上的芯液腔(22)，并与之同轴。

2.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜喷丝装置，其特征在于，所述导流基座(1)上设置有芯液进口(11)、料液进口(12)、固定孔一(13)、芯液分流道(14)和料液流量控制模块导向孔(15)，所述芯液流量控制模块(3)贯穿于固定孔一(13)。

3.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜喷丝装置，其特征在于，所述芯液导流板(2)上设置有料液口(21)、芯液腔(22)、固定孔二(23)、料液分流道一(24)、料液导流槽(25)和安装螺纹一(26)，所述料液流量控制模块(6)贯穿于料液流量控制模块导向孔(15)设置在固定孔二(23)中。

4.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜喷丝装置，其特征在于，所述料液导流板(5)上设置有料液缓存槽(51)、料液分流道二(52)、料液腔一(53)、安装孔(54)。

5.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜喷丝装置，其特征在于，所述芯液流量控制模块(3)通过螺纹或卡扣与导流模块相连接，所述芯液流量控制模块(3)设置有密封圈一(7)与导流模块相密封。

6.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜喷丝装置，其特征在于，所述料液流量控制模块(6)通过螺纹或卡扣与导流模块相连接，所述料液流量控制模块(6)设置有密封圈三(9)与导流模块相密封。

7.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜喷丝装置，其特征在于，所述的独立喷丝体(4)设置有芯液进口(41)、芯液出口(42)、导料孔(43)、料液腔二(44)、料液出口(45)、安装螺纹二(46)、密封圈二(8)，所述的独立喷丝体(4)通过安装螺纹二(46)与导流模块相联接。

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