CN112316730A - 一种将中空纤维膜粘结成片的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及并公开了一种将中空纤维膜粘结成片的装置，依次包括：放卷装置、排丝机构、打胶机构、切丝机构。本发明还公开了将中空纤维膜粘结成片的方法，包括如下步骤：1）排丝：将若干个前处理过的中空纤维膜丝卷放卷并连续牵引到后续装置，按照特定间距均匀整齐排列；2）粘结：多根中空纤维膜丝表面分别喷涂粘合剂后，通过模具上下模压合的方式将粘合剂同膜丝进行熔敷粘结，形成胶条固定；3）切断：使用切丝装置进行平整切断。本发明的一种将中空纤维膜粘结成片的装置和方法，通过自动放卷、排丝、打胶、切断装置的运行，得到的膜片膜丝的排布整齐均匀、具有自动化程度高、生产成本低，产品品质好的优点。

Description

一种将中空纤维膜粘结成片的装置和方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种将中空纤维膜粘结成片的装置和方法。

背景技术

使用中空纤维膜片的膜分离废水处理技术，已被广泛地运用到市政、电力、钢铁、石化、纺织、食品等多个行业，这也是水资源逐渐减少的现状所迫切需要的。中空纤维膜片作为上述膜分离行业的关键部件，其加工制造方法和制备装置在中空纤维膜片的使用上具有重要作用。

目前，中空纤维膜片常通过手工方式装填，具有装填密集大，膜丝排布随机，膜片不均匀性强的缺点。在实际的灌胶封装过程中，排布不均匀的膜丝对膜片的灌胶性能造成极大的影响，胶水容易流动不到位，较严重时甚至出现穿孔现象，导致膜片的整体性能下降或报废品的产生。另外，排布无序的膜丝在实际的废水处理过程中，水流分布容易不均，膜片容易污堵，导致性能的快速下降。

因此，如何对中空纤维膜片中的膜丝进行规整排布和装填，研发出一种灌胶封装时胶水容易流动到位，实际使用过程中抗污染性能高的膜丝排布方式，是十分紧迫的任务。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种膜丝间距整齐排布、膜片生产的自动化程度高、产品品质好、生产成本低的将中空纤维膜粘结成片的装置和方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种将中空纤维膜粘结成片的装置，依次包括：

放卷装置：用于将前处理过的中空纤维膜丝卷放卷并连续牵引到后续装置；

排丝机构：用于将放卷后的膜丝按照特定间距整齐排列；

打胶机构：用于将整齐排列的膜丝进行定位压紧后，通过上下模压合表面粘合剂的方式完成膜丝的打胶固定；

切丝机构：用于将打胶后的膜片按需切割，形成打胶切割后膜片。

集成机构，用于将打胶切割后膜片集成叠加形成膜束。

膜丝间距整齐排布，放卷、排丝、打胶固定均为自动化流程进行，自动化程度高，产品品质好、生产成本低。

作为优选，所述的放卷装置包括若干个料卷架、动力辊轮和牵丝机构，若干个中空纤维膜丝卷置于料卷架上，动力辊轮设置在料卷架和排丝机构之间，动力辊轮本体上开设若干均匀的凹槽，每个料卷架放卷的膜丝经过凹槽进入排丝机构，牵丝机构位于切丝机构之后，动力辊轮和牵丝机构为整个装置提供动能。自动放卷，膜丝间距整齐。

作为优选，所述的排丝机构依次包括转向槽轮和穿丝板，经过转向和穿丝后形成特定间距整齐均匀排列。不仅克服了膜丝随机排布的缺陷，还可控制膜丝间间距。

作为优选，打胶机构包括两组打胶固定辊轮、上模具和下模具，上模具与下模具位置对应，两组打胶固定辊轮分别位于上模具、下模具）两边，打胶固定辊轮轴向与膜丝前进方向垂直，打胶固定辊轮固定压紧待打胶位置两端，上模具与下模具对打胶位置的膜丝进行压合打胶，形成与膜丝前进方向垂直的胶条。上模具与下模具各具有两个对应的打胶位，可以同时对两个位置进行打胶，形成分隔的两条胶条，打胶固定辊轮的上轮为压轮，下轮为槽轮。

作为优选，所述的切丝机构包括两组切丝固定辊轮、刀片，两组切丝固定辊轮分别位于刀片两边，切丝固定辊轮轴向与膜丝前进方向垂直，切丝固定辊轮固定压紧待切割位置两端，刀片对待切割位置的膜丝进行切割，形成打胶切割后膜片，切丝固定辊轮的上轮为压轮，下轮为槽轮。

作为优选，所述集成机构包括穿针固定板、穿针，两根穿针竖直固定在穿针固定板上，打胶切割后膜片上的胶条两端穿过两根穿针进行限位，多片叠加形成膜束。

一种将中空纤维膜粘结成片的方法，包括如下步骤：

1）排丝：将若干个前处理过的中空纤维膜丝卷放卷并连续牵引到后续装置，按照特定间距均匀整齐排列；

2）粘结：将均匀整齐排列的多根中空纤维膜丝在输送方向上隔开预定间隔，表面分别喷涂粘合剂后，通过模具上下模压合的方式将粘合剂同膜丝进行熔敷粘结，形成与膜丝前进方向垂直的胶条；

3）切断：将粘结固定的中空纤维膜片使用切丝装置4进行平整切断。

作为优选，还包括步骤4）集成：将步骤3）得到的膜片限位集结，形成胶条位置对应的膜束。

作为优选，所述中空纤维膜丝卷为10-300卷，膜丝直径为0.1-5mm，排丝后相邻两根膜丝间距为0.1-5mm。

作为优选，步骤2）中，膜丝上下表面的粘合剂采用分别独立喷涂的方式，膜丝下表面的粘合剂采用灌胶的形式快速注入下模具胶水腔内，膜丝上表面使用涂胶的方式。膜丝上表面涂使用窄缝型胶嘴的胶枪，通过计量泵精确控制打胶量，喷嘴处能够调整喷胶的宽度。

作为优选，步骤2）中，一次同时对两个位置进行打胶粘结，形成分隔的两根胶条。胶条厚度为0.1~10mm，宽度为5~50mm，两根胶条距离为40~300mm。所述的粘合剂材料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯嵌段弹性体、聚烯烃、聚酰胺、聚酯中的一种。

作为优选，步骤（3）中使用两组混轮压紧两胶条，切断位置位于两根胶条的中间，切断后的胶条位置到单个膜片的一端端部的距离为20~150mm。

本发明的一种将中空纤维膜粘结成片的装置和方法，通过自动放卷、排丝、打胶、切断装置的运行，得到的膜片、集结成的膜束中膜丝的排布整齐均匀、具有自动化程度高、生产成本低，产品品质好的优点。

附图说明

图1为本发明实施例一种将中空纤维膜粘结成片的装置的主视示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明实施例上、下模打胶示意图。

图4为本发明实施例打胶固定辊轮固定膜丝示意图。

图5为本发明实施例打胶完成后膜片结构示意图。

图6为本发明实施例切丝机构结构示意图。

图7为本发明实施例集成机构结构示意图。

图中1、放卷装置；2、排丝机构；3、打胶机构；4、切丝机构；5、集成机构；6、膜丝；7、料卷架；8、动力辊轮；9、转向槽轮；10、穿丝板；11、牵丝机构；12、打胶固定辊轮；13、上模具；14、下模具；15、刀片；16、切丝固定辊轮；17、预留孔；18、打胶切割后膜片；19、上模胶水；20下模胶水；21、胶条；22、穿针；23、穿针固定板。

具体实施方式

下面结合图 1-7与具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种将中空纤维膜粘结成片的装置，如附图1、2所示，依次包括：

放卷装置1：用于将前处理过的中空纤维膜丝6卷放卷并连续牵引到后续装置；所述的放卷装置1包括若干个料卷架7、动力辊轮8和牵丝机构11，若干个中空纤维膜丝6卷置于料卷架7上，动力辊轮8设置在料卷架7和排丝机构2之间，动力辊轮8本体上开设若干均匀的凹槽，每个料卷架7放卷的膜丝6经过凹槽进入排丝机构2，牵丝机构11位于切丝机构4之后，动力辊轮8和牵丝机构11为整个装置提供动能。

排丝机构2：用于将放卷后的膜丝6按照特定间距整齐排列；排丝机构2依次包括转向槽轮9和穿丝板10，经过转向和穿丝后形成特定间距整齐排列。

打胶机构3：用于将整齐排列的膜丝6进行定位压紧后，通过上下模压合表面粘合剂的方式完成膜丝6的打胶固定；打胶机构3包括两组打胶固定辊轮12、上模具13和下模具14，上模具13与下模具14位置对应，两组打胶固定辊轮12分别位于上模具13、下模具14两边，打胶固定辊轮12轴向与膜丝6前进方向垂直，打胶固定辊轮12固定压紧待打胶位置两端，上模具13与下模具14对打胶位置的膜丝6进行压合打胶，形成与膜丝6前进方向垂直的胶条21。

如附图4所示，打胶固定辊轮12或切丝固定辊轮16的上轮为压轮，下轮为槽轮。

所述上模具13与下模具14各具有两个对应的打胶位，可以同时对两个位置进行打胶，如附图5所示，形成分隔的两条胶条21。

切丝机构4：用于将打胶后的膜片按需切割，形成打胶切割后膜片18。

所述的切丝机构4包括两组切丝固定辊轮16、刀片15，如附图6所示，两组切丝固定辊轮16分别位于刀片15两边，切丝固定辊轮16轴向与膜丝6前进方向垂直，切丝固定辊轮16固定压紧待切割位置两端，刀片15对待切割位置的膜丝6进行切割，形成打胶切割后膜片18。

还包括集成机构5，用于将打胶切割后膜片18集成叠加形成膜束。

集成机构5包括穿针固定板23、穿针22，如附图7所示，两根穿针22竖直固定在穿针固定板23上，打胶切割后膜片18上的胶条21两端穿过两根穿针22进行限位，多片叠加形成膜束。

一种将中空纤维膜粘结成片的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）排丝：将若干个前处理过的中空纤维膜丝卷放卷并连续牵引到后续装置，按照特定间距均匀整齐排列；本实施例使用涂覆法制备的聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜丝卷134卷，膜丝直径为2mm，排丝后相邻两根膜丝间距为1mm。

2）粘结：将均匀整齐排列的多根中空纤维膜丝6在输送方向上隔开预定间隔，表面分别喷涂粘合剂后，通过模具上下模压合的方式将粘合剂同膜丝进行熔敷粘结，形成与膜丝前进方向垂直的胶条21；

如附图3所示，膜丝6上下表面的粘合剂采用分别独立喷涂的方式，膜丝6下表面的粘合剂采用灌胶的形式快速注入下模具14胶水腔内，膜丝6上表面使用涂胶的方式。

膜丝6上表面涂胶的胶枪使用窄缝型胶嘴，通过计量泵精确控制打胶量，喷嘴处能够调整喷胶的宽度。

下模具14胶水腔和胶枪具有温度控制单元，温度控制单元控制温度，确保下模具14胶水腔内的粘合剂在上模具13压合前不完全固化，上模具13压合后快速冷却，能够监测控制胶枪中熔融状态下粘合剂的温度。

将下膜具14加热至60℃，并通过灌胶方式在下膜具14型腔中均匀喷涂乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）粘合剂胶层厚度2mm，将按照1mm等间距整齐排列的134根PVDF中空纤维复合膜丝6牵引穿过打胶固定辊轮12下的槽轮的轮槽，通过两侧轮槽的定位确保两辊轮之间的膜丝6间距为1mm，牵丝机构11将膜丝6牵引至打胶位后，压轮执行下压动作压紧膜丝6防止打胶时膜丝6位置变动，使用窄缝胶嘴在膜丝6上表面喷涂乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）粘合剂，通过计量泵控制均匀喷胶厚度2mm，胶水宽度20mm，涂胶完成后通过上下模具压合的方式将EVA胶水同PVDF中空纤维复合膜丝进行熔敷粘结，模具压合时下膜具14温度降温至常温，加快粘结效率，从而形成与膜丝6前进方向垂直的胶条21，一次同时对两个位置进行打胶粘结，形成分隔的两根胶条21，两根胶条21之间的间距为150mm。

3）切断：将粘结固定的中空纤维膜片使用切丝装置4进行平整切断。

将粘结固定的PVDF中空纤维膜片牵引至切断位置处，将切丝固定辊轮16位置设置成与两处打胶位置重合，膜丝6通过下部槽轮的轮槽，确保膜丝6之间的间隙1mm，收到膜丝6牵引到位信号后上部压轮执行下压动作，完成膜丝6的固定，使用切丝装置4进行平整切断，切断后各个膜丝的内孔圆整。切断后的膜片，胶条21距离端部尺寸为75mm。

4）集成：将步骤3）得到的膜片上胶条21两端的预留孔17穿过穿针22，多片叠加形成膜束。

实施例2

一种将中空纤维膜粘结成片的装置和方法其他部分和实施例1相同，其不同之处在于：

本实施例使用溶液相转化法制备的聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜卷50卷，膜丝直径为1.3mm，排丝后相邻两根膜丝间距为0.5mm。

将下膜具14加热至50℃，并通过灌胶方式在下膜具14型腔中均匀喷涂聚乙烯（PE）粘合剂，粘合剂胶层厚度1.2mm，将按照0.5mm等间距整齐排列的50根PVDF中空纤维复合膜丝6牵引穿过打胶固定辊轮12下的槽轮的轮槽，通过两侧轮槽的定位确保两辊轮之间的膜丝6间距为0.5mm，牵丝机构11将膜丝6牵引至打胶位后，压轮执行下压动作压紧膜丝6防止打胶时膜丝6位置变动，使用窄缝胶嘴在膜丝6上表面喷涂聚乙烯（PE）粘合剂，通过计量泵控制均匀喷胶厚度1.2mm，胶水宽度30mm，涂胶完成后通过上下模具压合的方式将PE胶水同PVDF中空纤维复合膜丝进行熔敷粘结，模具压合时下膜具14温度降温至常温，加快粘结效率，从而形成与膜丝6前进方向垂直的胶条21，一次同时对两个位置进行打胶粘结，形成分隔的两根胶条21，两根胶条21之间的间距为100mm。切断后的膜片，膜丝6间距为0.5mm，胶条21距离端部尺寸为50mm。

实施例3

一种将中空纤维膜粘结成片的装置和方法其他部分和实施例1相同，其不同之处在于：

本实施例使用绕包烧结法制备的聚四氟乙烯（PTFE）中空纤维膜卷30卷，膜丝直径为2.5mm，排丝后相邻两根膜丝间距为1.2mm。

将下膜具14加热至90℃，并通过灌胶方式在下膜具14型腔中均匀喷涂聚烯烃粘合剂，粘合剂胶层厚度2mm，将按照1.2mm等间距整齐排列的30根PTFE 中空纤维复合膜丝6牵引穿过打胶固定辊轮12下的槽轮的轮槽，通过两侧轮槽的定位确保两辊轮之间的膜丝6间距为1.2mm，牵丝机构11将膜丝6牵引至打胶位后，压轮执行下压动作压紧膜丝6防止打胶时膜丝6位置变动，使用窄缝胶嘴在膜丝6上表面喷涂聚烯烃粘合剂，通过计量泵控制均匀喷胶厚度2mm，胶水宽度25mm，涂胶完成后通过上下模具压合的方式将聚烯烃同PTFE 中空纤维复合膜丝进行熔敷粘结，模具压合时下膜具14温度降温至常温，加快粘结效率，从而形成与膜丝6前进方向垂直的胶条21，一次同时对两个位置进行打胶粘结，形成分隔的两根胶条21，两根胶条21之间的间距为90mm。切断后的膜片，膜丝6间距为1.2mm，胶条21距离端部尺寸为45mm。

实施例4

一种将中空纤维膜粘结成片的装置和方法其他部分和实施例1相同，其不同之处在于：

本实施例使用熔融拉伸法制备的聚乙烯中空纤维膜卷200卷，膜丝直径为0.5mm，排丝后相邻两根膜丝间距为0.3mm。

将下膜具14加热至50℃，并通过灌胶方式在下膜具14型腔中均匀喷涂苯乙烯嵌段弹性体粘合剂，粘合剂胶层厚度0.6mm，将按照0.3mm等间距整齐排列的200根聚乙烯中空纤维复合膜丝6牵引穿过打胶固定辊轮12下的槽轮的轮槽，通过两侧轮槽的定位确保两辊轮之间的膜丝6间距为0.3mm，牵丝机构11将膜丝6牵引至打胶位后，压轮执行下压动作压紧膜丝6防止打胶时膜丝6位置变动，使用窄缝胶嘴在膜丝6上表面喷涂苯乙烯嵌段弹性体粘合剂，通过计量泵控制均匀喷胶厚度0.6mm，胶水宽度20mm，涂胶完成后通过上下模具压合的方式将苯乙烯嵌段弹性体同聚乙烯中空纤维复合膜丝进行熔敷粘结，模具压合时下膜具14温度降温至常温，加快粘结效率，从而形成与膜丝6前进方向垂直的胶条21，一次同时对两个位置进行打胶粘结，形成分隔的两根胶条21，两根胶条21之间的间距为60mm。切断后的膜片，膜丝6间距为0.3mm，胶条21距离端部尺寸为30mm。

综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (12)

1.一种将中空纤维膜粘结成片的装置，其特征在于：依次包括：

放卷装置（1）：用于将前处理过的中空纤维膜丝（6）卷放卷并连续牵引到后续装置；

排丝机构（2）：用于将放卷后的膜丝（6）按照特定间距整齐排列；

打胶机构（3）：用于将整齐排列的膜丝（6）进行定位压紧后，通过上下模压合表面粘合剂的方式完成膜丝（6）的打胶固定；

切丝机构（4）：用于将打胶后的膜片按需切割，形成打胶切割后膜片（18）；

集成机构（5）：用于将打胶切割后膜片（18）集成叠加形成膜束。

2.根据权利要求1所述的一种将中空纤维膜粘结成片的装置，其特征在于：所述的放卷装置（1）包括若干个料卷架（7）、动力辊轮（8）和牵丝机构（11），若干个中空纤维膜丝（6）卷置于料卷架（7）上，动力辊轮（8）设置在料卷架（7）和排丝机构（2）之间，动力辊轮（8）本体上开设若干均匀的凹槽，每个料卷架（7）放卷的膜丝（6）经过凹槽进入排丝机构（2），牵丝机构（11）位于切丝机构（4）之后，动力辊轮（8）和牵丝机构（11）为整个装置提供动能。

3.根据权利要求1所述的一种将中空纤维膜粘结成片的装置，其特征在于：所述的排丝机构（2）依次包括转向槽轮（9）和穿丝板（10），经过转向和穿丝后形成特定间距整齐均匀排列。

4.根据权利要求1所述的一种将中空纤维膜粘结成片的装置，其特征在于：打胶机构（3）包括两组打胶固定辊轮（12）、上模具（13）和下模具（14），上模具（13）与下模具（14）位置对应，两组打胶固定辊轮（12）分别位于上模具（13）、下模具（14）两边，打胶固定辊轮（12）轴向与膜丝（6）前进方向垂直，打胶固定辊轮（12）固定压紧待打胶位置两端，上模具（13）与下模具（14）对打胶位置的膜丝（6）进行压合打胶，形成与膜丝（6）前进方向垂直的胶条（21），上模具（13）与下模具（14）各具有两个对应的打胶位，可以同时对两个位置进行打胶，形成分隔的两条胶条（21），打胶固定辊轮（12）上轮为压轮，下轮为槽轮。

5.根据权利要求1所述的一种将中空纤维膜粘结成片的装置，其特征在于：所述的切丝机构（4）包括两组切丝固定辊轮（16）、刀片（15），两组切丝固定辊轮（16）分别位于刀片（15）两边，切丝固定辊轮（16）轴向与膜丝（6）前进方向垂直，切丝固定辊轮（16）固定压紧待切割位置两端，刀片（15）对待切割位置的膜丝（6）进行切割，形成打胶切割后膜片（18），切丝固定辊轮（16）的上轮为压轮，下轮为槽轮。

6.根据权利要求1所述的一种将中空纤维膜粘结成片的装置，其特征在于：所述集成机构（5）包括穿针固定板（23）、穿针（22），两根穿针（22）竖直固定在穿针固定板（23）上，打胶切割后膜片（18）上的胶条（21）两端穿过两根穿针（22）进行限位，多片叠加形成膜束。

7.一种将中空纤维膜粘结成片的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）排丝：将若干个前处理过的中空纤维膜丝卷放卷并连续牵引到后续装置，按照特定间距均匀整齐排列；

2）粘结：将均匀整齐排列的多根中空纤维膜丝在输送方向上隔开预定间隔，表面分别喷涂粘合剂后，通过模具上下模压合的方式将粘合剂同膜丝进行熔敷粘结，形成与膜丝前进方向垂直的胶条；

3）切断：将粘结固定的中空纤维膜片使用切丝装置4进行平整切断。

8.根据权利要求7所述的一种将中空纤维膜粘结成片的方法，其特征在于：还包括步骤4）集成：将步骤3）得到的膜片限位集结，形成胶条位置对应的膜束。

9.根据权利要求7所述的一种将中空纤维膜粘结成片的方法，其特征在于：所述中空纤维膜丝卷为10-300卷，膜丝直径为0.1-5mm，排丝后相邻两根膜丝间距为0.1-5mm。

10.根据权利要求7所述的一种将中空纤维膜粘结成片的方法，其特征在于：步骤2）中，膜丝上下表面的粘合剂采用分别独立喷涂的方式，膜丝下表面的粘合剂采用灌胶的形式快速注入下模具胶水腔内，膜丝上表面使用涂胶的方式，膜丝上表面涂胶使用窄缝型胶嘴的胶枪，通过计量泵精确控制打胶量，喷嘴处能够调整喷胶的宽度。

11.根据权利要求7所述的一种将中空纤维膜粘结成片的方法，其特征在于：步骤（2）中，一次同时对两个位置进行打胶粘结，形成分隔的两根胶条，所述胶条厚度为0.1~10mm，宽度为5~50mm，两根胶条距离为40~300mm，所述粘合剂材料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯嵌段弹性体、聚烯烃、聚酰胺、聚酯中的一种。

12.根据权利要求7所述的一种将中空纤维膜粘结成片的方法，其特征在于：步骤（3）中使用两组混轮压紧两胶条，切断位置位于两根胶条的中间，切断后的胶条位置到单个膜片的一端端部的距离为20~150mm。

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