CN112516800A - 中空纤维膜元件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种中空纤维膜元件，包括壳体及设于壳体内的中空纤维膜和中心管，前述的壳体具有进水口及净水出口，其特征在于所述的中空纤维膜为由多根中空纤维膜丝平行排列后两端粘接并对折再两端粘接而成的呈U型的中空纤维膜片，该中空纤维膜片弯折的一端封闭形成封闭端，粘接的另一端中心孔开口形成敞口端并靠近净水出口布置，所述中空纤维膜片以中心管的中轴线为中心轴卷绕于中心管上，该中心管内贯穿设置有透气纤维膜。本发明还公开了中空纤维膜元件的制作方法。膜元件中心增加了透气纤维膜，使膜元件内部的气体以及使用过程水中附带来的气体不会累积在膜元件的内腔中，影响充水量和中空纤维膜的有效过滤面积，制作方法有利于降低胶粘剂损耗。

Description

中空纤维膜元件及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种水过滤膜组件，尤其涉及一种中空纤维膜组件及其制作方法。
背景技术
目前国内市场上大部分的中空纤维膜元件制作过程大部分为人工制作，自动化程度低，制作工艺设计不合理，导致膜元件结构一致性差，封装端面排布杂乱，局部密集，而且因为采用死端全过滤的方式，无法使膜元件内部的初始的空气完全通过滤膜排除，再加上进水溶解及含有的气体的持续累积，使膜元件内部腔体有效充水量减少，导致无法充满的使膜元件内部部分中空膜纤维无法接触到水，导致膜元件内部中空膜纤维的有效利用率低。
大部分的中空纤维膜元件使用运行过程中，由于过滤液杂质累积，以及在使用时水队膜元件的内部压力使中空纤维滤芯膜变得聚拢集中致密，内部部分中空纤维膜无法充分接触水，降低了膜元件的性能，最终使中空纤维滤芯膜元件使用寿命大大降低。
大部分的中空纤维膜元件的制作工艺需要对中空纤维膜进行多次切割整理，膜元件封装后还需再次切割，中空纤维膜损耗浪费严重，胶粘剂工艺性损耗量也很大，切割封装需要各种设备，切割粉尘容易造成膜元件及环境污染。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种空气能排尽从而中空膜纤维利用率高的中空纤维膜元件。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种空气能排尽从而中空膜纤维利用率高的中空纤维膜元件的制备方法。
本发明所要解决的第三个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种胶粘剂损耗小的中空纤维膜元件的制备方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种中空纤维膜元件，包括壳体及设于壳体内的中空纤维膜和中心管，前述的壳体具有进水口及净水出口，其特征在于所述的中空纤维膜为由多根中空纤维膜丝平行排列后两端粘接并对折再两端粘接而成的呈U型的中空纤维膜片，该中空纤维膜片弯折的一端封闭形成封闭端，粘接的另一端中心孔开口形成敞口端并靠近净水出口布置，所述中空纤维膜片以中心管的中轴线为中心轴卷绕于中心管上，该中心管内贯穿设置有透气纤维膜。
作为优选，所述的壳体包括外壳、底座及设于底座上的集水盖，前述外壳侧壁具有所述的进水口，前述外壳开口的一端与底座连接固定，前述底座轴向中空，所述中空纤维膜片的敞口端定位于底座内，前述的集水盖轴向具有所述的净水出口。
进一步，所述的中空纤维膜片内设有支撑分割网。支撑分割网能使中空纤维膜间隔均匀，内部中空纤维膜充分接触水，提高膜元件的性能，最终使中空纤维膜元件使用寿命大大提高。
本发明解决上述第一个技术问题和第二个技术问题所采用的技术方案为：
①先将一定长度的多根中空纤维膜丝按一定距离有序排列至膜元件所需宽度，然后将胶粘剂分别涂敷在中空纤维膜丝的两端，将中空纤维膜丝两端分别固定连接；
②将多根中空纤维膜丝对折并两端涂胶粘接，使两端合为双层的一端，制成U型的中空纤维膜片，该中空纤维膜片涂胶粘接的一端形成敞口端，另一弯折的一端形成封闭端；
③再在中空纤维膜片的侧表面涂上等宽的胶粘剂，将中空纤维膜片以内置有透气纤维膜的中心管为中心轴，以一定张力，保持中空纤维膜片张紧，将中空纤维膜片整齐卷绕在中心管上，使中空纤维膜片固定于中心管上；
④中空纤维膜片的敞口端用胶带贴住，得到膜组件；
⑤将底座放入封装治具中，再将膜组件的敞口端放入底座中加热，使胶粘剂融化粘结，以填补间隙，取出后冷却后，去掉封装治具，再去掉胶带，完成粘结固定封装；
⑥装配上外壳，再将集水盖封胶于外壳上端，完成膜元件制作。
进一步，步骤③中所述中空纤维膜片卷绕之前中部胶粘有支撑分割网。
作为优选，步骤①中所述中空纤维膜丝粘接固定时满足如下条件：涂覆的粘接剂宽度在25mm～40mm，厚度比中空纤维膜直径大0.5mm以上。
作为优选，步骤⑤中所述的加热条件如下：加热温度为50～75℃，加热时间10～30分钟。
上述提到的胶粘剂可以采用热熔胶，也可以采用聚氨酯树脂或环氧树脂。
与现有技术相比，本发明的优点在于：因为采用了按照一定间距的方法排列中空纤维膜，以及使用一定量的胶粘剂固定中空纤维膜，使其成为具有一定厚度的片状物，使膜元件内部的中空纤维膜在使用时，不会因为内部压力的作用而聚拢，使水无法接触所有中空膜纤维。膜元件中心增加了透气纤维膜，使膜元件内部的气体以及使用过程水中附带来的气体不会累积在膜元件的内腔中，影响充水量和中空纤维膜的有效过滤面积。加热胶粘剂，使其进一步粘结，极大的减少膜元件气孔漏点的可能性，同时减去切割膜元件端头的工序耗时及设备，并且也极大的减少了灌封胶粘剂的使用量。本发明的膜元件结构适用于各类中空纤维膜元件，尤其适用中空纤维超滤和中空纤维微滤膜元件等死端全流量过滤的膜元件。
附图说明
图1为实施例1结构示意图。
图2为图1的剖视图。
图3为图1的横截面示意图。
图4为实施例1中的中空纤维膜的缩小的展开图。
图5为实施例1中的中空纤维膜对折后结构示意图。
图6为实施例1制作方法步骤④时的状态图。
图7为实施例1制作方法步骤⑤时的状态图。
图8为实施例2剖视图。
图9为实施例2横截面示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1，如图1、图2和图3所示，本实施例中的中空纤维膜元件包括壳体及设于壳体内的中空纤维膜5，中空纤维膜5通过胶粘层7设于壳体内。具体地，壳体包括外壳1、底座6及设于底座6上的集水盖2，外壳1侧壁具有进水口11，外壳1开口的一端与底座6连接固定，底座13轴向中空，中空纤维膜片的敞口端53定位于底座13内，集水盖2轴向具有所述的净水出口21，集水盖2在净水出口外周套设有密封圈22。中空纤维膜5为由多根中空纤维膜丝平行排列后两端粘接并对折再两端粘接而成的呈U型的中空纤维膜片，该中空纤维膜片弯折的一端封闭形成封闭端53，粘接的另一端中心孔开口形成敞口端54并靠近净水出口21布置。中空纤维膜片以中心管3的中轴线为中心轴卷绕于中心管3上，该中心管3内贯穿设置有透气纤维膜4。
本实施例中的中空纤维膜元件的制作方法包括如下步骤：
①先将一定长度的多根中空纤维膜丝51按一定距离有序排列至膜元件所需宽度，然后将胶粘剂分别涂敷在中空纤维膜丝51的两端，将中空纤维膜丝51两端分别固定连接，形成胶粘端52，如图4所示；中空纤维膜丝51粘接固定时满足如下条件：涂覆的粘接剂宽度在25mm～40mm，厚度比中空纤维膜5直径大0.5mm以上。
②将多根中空纤维膜丝对折并两端涂胶粘接，使两端合为双层的一端，制成U型的中空纤维膜片，该中空纤维膜片涂胶粘接的一端形成敞口端54，另一弯折的一端形成封闭端53，如图5所示；
③再在中空纤维膜片的侧面涂上等宽的胶粘剂，将中空纤维膜片以内置有透气纤维膜4的中心管3为中心轴，以一定张力，保持中空纤维膜片张紧，将中空纤维膜片整齐卷绕在中心管3上，使中空纤维膜片固定中心管3在；
④中空纤维膜片的敞口端用胶带8贴住，得到膜组件，如图6所示；
⑤将封装底座10放入封装治具中，再将膜组件的敞口端放入封装底座10中加热，如图7所示，加热条件如下：加热温度为50～75℃，加热时间10～30分钟，加热使胶粘剂融化粘结，以填补间隙，取出后冷却后，去掉封装底座10，再去掉胶带8，完成粘结固定封装；
⑥装配上外壳1，再将集水盖2封胶于外壳1上端，完成膜元件制作。
本实施例中的胶粘剂可以采用热熔胶，也可以采用聚氨酯树脂或环氧树脂。
实施例2，如图8和图9所示，本实施例中的中空纤维膜片内设有支撑分割网9。中空纤维膜片缠绕中心管3之前在中空纤维膜片的中部粘接有支撑分割网9。本实施例中的支撑分割网9可以是无纺布，还可以采用网格层。其他结构参考实施例1。

Claims (8)

1.一种中空纤维膜元件，包括壳体及设于壳体内的中空纤维膜(5)和中心管(3)，前述的壳体具有进水口(11)及净水出口(21)，其特征在于所述的中空纤维膜(5)为由多根中空纤维膜丝平行排列后两端粘接并对折再两端粘接而成的呈U型的中空纤维膜片，该中空纤维膜片弯折的一端封闭形成封闭端(53)，粘接的另一端中心孔开口形成敞口端(54)并靠近净水出口(21)布置，所述中空纤维膜片以中心管(3)的中轴线为中心轴卷绕于中心管(3)上，该中心管(3)内贯穿设置有透气纤维膜(4)。
2.根据权利要求1所述的中空纤维膜元件，其特征在于所述的壳体包括外壳(1)、底座(6)及设于底座(6)上的集水盖(2)，前述外壳(1)侧壁具有所述的进水口(11)，前述外壳(1)开口的一端与底座(6)连接固定，前述底座(13)轴向中空，所述中空纤维膜片的敞口端(53)定位于底座(13)内，前述的集水盖(2)轴向具有所述的净水出口(21)。
3.根据权利要求1所述的中空纤维膜元件，其特征在于所述的中空纤维膜片内设有支撑分割网(9)。
4.一种权利要求2所述的中空纤维膜元件的制作方法，其特征在于包括如下步骤：
①先将一定长度的多根中空纤维膜丝按一定距离有序排列至膜元件所需宽度，然后将胶粘剂分别涂敷在中空纤维膜丝的两端，将中空纤维膜丝两端分别固定连接；
②将多根中空纤维膜丝对折并两端涂胶粘接，使两端合为双层的一端，制成U型的中空纤维膜片，该中空纤维膜片涂胶粘接的一端形成敞口端，另一弯折的一端形成封闭端；
③再在中空纤维膜片的侧表面涂上等宽的胶粘剂，将中空纤维膜片以内置有透气纤维膜(4)的中心管(3)为中心轴，以一定张力，保持中空纤维膜片张紧，将中空纤维膜片整齐卷绕在中心管(3)上，使中空纤维膜片固定于中心管(3)上；
④中空纤维膜片的敞口端用胶带(8)贴住，得到膜组件；
⑤将底座(6)放入封装治具(10)中，再将膜组件的敞口端放入底座(6)中加热，使胶粘剂融化粘结，以填补间隙，取出后冷却后，去掉封装治具(10)，再去掉胶带(8)，完成粘结固定封装；
⑥装配上外壳(1)，再将集水盖(2)封胶于外壳(1)上端，完成膜元件制作。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于步骤③中所述中空纤维膜片卷绕之前中部胶粘有支撑分割网(9)。
6.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于步骤①中所述中空纤维膜丝(51)粘接固定时满足如下条件：涂覆的粘接剂宽度在25mm～40mm，厚度比中空纤维膜(5)直径大0.5mm以上。
7.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于步骤⑤中所述的加热条件如下：加热温度为50～75℃，加热时间10～30分钟。
8.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于所述的胶粘剂为快干型胶粘剂或者热溶胶。
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