CN112774449A - 一种中空纤维膜超声波浇铸装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种中空纤维膜超声波浇铸装置及方法，所述装置包括支撑板、水浴池、浇铸夹具和超声波发生装置，所述支撑板平行于水浴池的底部且固定安装在水浴池的内侧中部，支撑板的表面阵列设置有若干卡接通孔，所述浇铸夹具卡接在卡接通孔内，超声波发生装置固定安装在水浴池的外侧表面，所述水浴池的底部设置有进料通孔，进料通孔与浇铸夹具内侧相互连通。本发明能够实现采用超声波辅助的方式对浇筑的胶水进行除泡，从而提高膜组件的浇铸质量，且浇筑的方式简单，适合批量生产，具有良好应用前景。

Description

一种中空纤维膜超声波浇铸装置及方法

技术领域

本发明中空纤维膜生产技术领域，尤其涉及一种中空纤维膜超声波浇铸装置及方法。

背景技术

中空纤维膜组件在封灌浇铸的时候，通常采用静态浇铸或者离心浇铸，静态浇铸中，胶液中的气泡难以排出，胶液在固化后，其中残存的气泡会导致浇铸层的机械强度降低，密封性能变差，而采用离心浇铸则需要借助离心机，这不仅增加了生产工序和时长，而且让企业生产成本增加，不利于企业大规模生产。

因此亟需一种提高静态浇铸效果的浇铸装置及对应的浇铸方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种中空纤维膜超声波浇铸装置及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种中空纤维膜超声波浇铸装置，包括支撑板、水浴池、浇铸夹具和超声波发生装置，所述支撑板平行于水浴池的底部且固定安装在水浴池的内侧中部，支撑板的表面阵列设置有若干卡接通孔，所述浇铸夹具卡接在卡接通孔内，超声波发生装置固定安装在水浴池的外侧表面，所述水浴池的底部设置有进料通孔，进料通孔与浇铸夹具内侧相互连通。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括缓冲水罐和水泵，所述水浴池位于支撑板下方的侧面开设有进水口，所述缓冲水罐通过水泵与进水口相互连通。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述浇铸夹具包括浇铸筒体、底座和至少一个浇铸流道，所述浇铸筒体为一端开口另一端封闭的筒体结构，浇铸筒体封闭一端外侧固定安装有底座，底座嵌入在卡接通孔内，且浇铸筒体开口的一端朝向水浴池开口的方向，浇铸流道贯穿底座与浇铸筒体闭口的一端，并连通浇铸筒体内侧和外侧，浇铸流道与进料通孔相互连通。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述浇铸夹具还包括定位夹持凸起，所述定位夹持凸起固定安装在底座的侧面，所述卡接通孔沿周向设置有定位凹槽，所述定位夹持凸起与定位凹槽的形状相匹配，通过将定位夹持凸起嵌入在定位凹槽内，旋转错开定位夹持凸起与定位凹槽的位置达到锁定浇铸夹具与支撑板的目的。

更进一步优选的，所述定位夹持凸起远离底座的端部开设有夹持凹槽，当定位夹持凸起嵌入在定位凹槽内时，所述支撑板选择性地嵌入在夹持凹槽内，达到对浇铸夹具进行限位支撑的作用。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述进料通孔的数量与浇铸流道的数量相同，不同浇铸流道的高度不相同，相同浇铸流道均与同一个进料通孔相互连通。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述超声波发生装置为超声波震板，超声波震板的工作频率为1-40KHz，超声波功率为0.75-4.5Kw。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括加热装置，所述加热装置固定安装在水浴池内。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括膜组件支架，所述膜组件支架选择性地盖设在水浴池的上方，膜组件支架上阵列开设有若干限位孔，所述限位孔的位置与卡接通孔的位置相对应，限位孔与卡接通孔在水平方向的投影具有相同圆心。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括弹簧夹，所述弹簧夹固定安装在膜组件支架上，弹簧夹位于限位孔的侧面用于夹持贯穿限位孔的膜壳。

本发明还提供一种郭立勇上述浇铸装置进行浇铸的方法，包括如下步骤：

步骤一、将待浇铸的膜丝装入膜壳内，将浇铸夹具紧固安装在支撑板上，将膜壳的端部嵌入在浇铸夹具内，并使膜丝的端部抵持在浇铸夹具的底部，安装膜组件支架，使膜壳贯穿限位孔，利用弹簧夹夹持固定膜壳；

步骤二、开启水泵，向水浴池内加水，加至水位没过浇铸夹具；

步骤三、通过进料通孔向浇铸夹具内注入浇铸用胶；

步骤四、浇铸完毕，开启超声波发生装置进行超声震荡处理，处理完毕，待浇铸用胶固化；

步骤五、浇铸用胶固化后，开启水泵，将水浴池内的水抽至缓冲水罐内，依次拆下浇铸夹具和膜壳，得到浇铸完毕的膜组件。

本发明的中空纤维膜超声波浇铸装置及方法相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明的中空纤维膜超声波浇铸装置采用水浴的方式将中空纤维膜组件进行浸泡，在浇铸的同时使用超声波对膜组件浇铸的部分进行震荡处理，有效避免机械震荡带来的膜丝不整齐问题，同时通过水浴传递超声震荡的能量，使震荡传递更加均匀，有效去除浇铸胶中的气泡；

(2)整个装置结构简单，能够在采用常规浇铸方式的情况下，保证浇铸的质量，同时本发明的浇铸装置采用了可以拆卸更换的浇铸夹具，从而能够适应于不同规格的膜组件的浇铸。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的中空纤维膜超声波浇铸装置的局部爆炸图；

图2为本发明的中空纤维膜超声波浇铸装置的爆炸图；

图3为本发明的中空纤维膜超声波浇铸装置的浇铸夹具的轴测图；

图4为本发明的中空纤维膜超声波浇铸装置的浇铸夹具的主视图；

图5为本发明的中空纤维膜超声波浇铸装置的浇铸夹具的仰视图；

图6为本发明的中空纤维膜超声波浇铸装置的支撑板局部放大的轴测图。

图中：1-支撑板、2-水浴池、3-浇铸夹具、4-超声波发生装置、5-缓冲水罐、6-水泵、7-膜组件支架、8-弹簧夹、11-卡接通孔、12-进水口、13-定位凹槽、21-进料通孔、31-浇铸筒体、32-底座、33-浇铸流道、34-定位夹持凸起、35-夹持凹槽、71-限位孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，结合图2-6，本发明的中空纤维膜超声波浇铸装置，其包括支撑板1、水浴池2、浇铸夹具3和超声波发生装置4，支撑板1平行于水浴池2的底部且固定安装在水浴池2的内侧中部，支撑板1的表面阵列设置有若干卡接通孔11，所述浇铸夹具3卡接在卡接通孔11内，超声波发生装置4固定安装在水浴池2的外侧表面，所述水浴池2的底部设置有进料通孔21，进料通孔21与浇铸夹具3内侧相互连通。

以上实施方式中，支撑板1用于支撑待浇铸的膜组件以及浇铸夹具3，通过设置卡接通孔11用于紧固安装浇铸夹具3，并为浇铸夹具3提供浇铸用通道，支撑板1上下相互连通。

水浴池2用于提供超声波浇铸的环境，通过灌注水，可以让相邻的膜组件之间充满水，从而便于超声波的能量传递。

浇铸夹具3用于提供膜组件封端用的胶液容纳空间，通过浇铸夹具3对膜组件的端部进行封闭，并向内浇铸胶液，达到对膜丝与膜丝之间以及膜丝与膜壳之间的密封连接。

超声波发生装置4用于产生超声波，从而对膜丝与膜丝之间的胶液进行超声震荡除泡。

在具体实施方式中，还包括缓冲水罐5和水泵6，水浴池2位于支撑板1下方的侧面开设有进水口12，所述缓冲水罐5通过水泵6与进水口12相互连通。

以上实施方式中，缓冲水罐5用于提供水浴池2内超声震荡时传递超声波的介质水的，通过水泵6对缓冲水罐5以及水浴池2内的水进行来回抽吸，当需要进行超声震荡处理时，水泵6将缓冲水罐5内的水输送至水浴池2内，当需要拆除或者安装膜组件时，通过水泵6将水浴池2内的水抽吸至缓冲水罐5内。

在具体实施方式中，浇铸夹具3包括浇铸筒体31、底座32和至少一个浇铸流道33，浇铸筒体31为一端开口，另一端封闭的筒体结构，浇铸筒体31封闭一端的外侧固定安装有底座32，底座32嵌入在卡接通孔11内，且浇铸同体1开口一端朝向水浴池2开口的方向，浇铸流道33贯穿底座32与浇铸同体31闭口的一端，同时连通浇铸筒体31内侧和外侧，浇铸流道33与进料通孔21相互连通。

以上实施方式中，浇铸筒体31用于封闭膜组件的端部，并抵持膜丝的端部和容纳浇铸用胶，底座32用于连接浇铸筒体31与支撑板1，浇铸流道33为管道结构，其垂直于浇铸筒体31的底面，且连通浇铸筒体31的内侧与外侧，通过浇铸流道33与进料通孔21连通，实现外部供胶设备向浇铸夹具3内浇铸胶液。

在具体实施方式中，浇铸夹具3还包括定位夹持凸起34，所述定位夹持凸起34固定安装在底座32的侧面，所述卡接通孔11沿周向设置有定位凹槽13，定位夹持凸起34与定位凹槽13的形状相互匹配，通过将定位夹持凸起34嵌入在定位凹槽13内，然后旋转错开定位夹持凸起34与定位凹槽13，实现紧固连接浇铸夹具3与支撑板1，作为优选的，定位夹持凸起34数量可以不少于2个，定位凹槽13的数量以及设置的位置与定位夹持凸起34均相互对应。

以上实施方式可以让浇铸夹具3相对支撑板1可以拆卸和紧固连接，便于更换不同规格的浇铸解决3从而适应不同的膜组件的浇铸。

在具体实施方式中，定位夹持凸起34远离底座32的端部开设有夹持凹槽35，当定位夹持凸起34嵌入在定位凹槽13内时，所述支撑板1选择性地嵌入在夹持凹槽34内，达到对浇铸夹具3进行限位支撑的作用。

以上实施方式中，作为优选的方案，定位凹槽13的宽度与支撑板1的厚度相同，通过将支撑板1嵌入在定位凹槽13内，可以使浇铸夹具3相对支撑板1的固定效果更好。

在具体实施方式中，所述进料通孔21的数量与浇铸流道33的数量相同，不同浇铸流道33的高度不相同，相同浇铸流道33均与同一个进料通孔21相互连通。

在具体实施方式中，所述超声波发生装置4为超声波震板。

在具体实施方式中，还包括膜组件支架7，所述膜组件支架7选择性地盖设在水浴池2的上方，膜组件支架7上阵列开设有若干限位孔71，所述限位孔71的位置与卡接通孔11的位置相对应，限位孔71与卡接通孔11在水平方向的投影具有相同圆心。

以上实施方式中，膜组件支架7用于对水浴池2的开口进行掩盖，同时用于固定浇铸处理的膜组件，通过将膜组件贯穿限位孔71然后嵌入在浇铸夹具3内，实现更好的固定效果。

在具体实施方式中，还包括弹簧夹8，所述弹簧夹8固定安装在膜组件支架7上，弹簧夹8位于限位孔71的侧面用于夹持贯穿限位孔71的膜壳。

以上实施方式中，弹簧夹8用于对膜组件的膜壳进行夹持，作为优选的，为了适应不同规格的膜组件的浇铸，限位孔71的孔径较大，因此设置弹簧夹8对不同的膜组件的膜壳进行夹持固定。

在具体实施方式中，本发明的水浴池2内还固定安装有加热装置，加热装置可以将水浴池2内的水加热至0-100℃，从而提高浇铸硬化的速度。

在具体实施方式中，本发明还提供一种采用上述中空纤维膜超声波浇铸装置进行膜组件浇铸的方法，包括如下步骤：

步骤一、将待浇铸的膜丝装入膜壳内，将浇铸夹具3紧固安装在支撑板1上，紧固安装的方式是通过将底座32嵌入在卡接通孔11内，再通过转动底座32将定位夹持凸起34嵌入在支撑板1的下方，或者进一步地，将支撑板1嵌入在夹持凹槽35内，实现固定效果，再将膜壳的端部嵌入在浇铸夹具3的浇铸筒体31内，并使膜丝的端部抵持在浇铸夹具3的底部，安装膜组件支架7，将膜组件支架7放置在水浴池2的开口位置，并使限位孔71对准卡接通孔11，从而使对应的膜壳贯穿限位孔71，通过弹簧夹8夹持固定膜壳。

步骤二、开启水泵6，向水浴池2内加水，加至水位没过浇铸夹具3。

步骤三、通过进料通孔21向浇铸夹具3内注入浇铸用胶，进料通孔21通过管道与对应的浇铸流道33相互连通。

步骤四、浇铸完毕，开启超声波发生装置4进行超声震荡处理，处理完毕，待浇铸用胶固化；

步骤五、浇铸用胶固化后，开启水泵，将水浴池内的水抽至缓冲水罐内，拆下浇铸夹具3，分离浇铸夹具和膜壳，得到端部浇铸完毕的膜组件。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中空纤维膜超声波浇铸装置，其特征在于，包括支撑板(1)、水浴池(2)、浇铸夹具(3)和超声波发生装置(4)，所述支撑板(1)平行于水浴池(2)的底部且固定安装在水浴池(2)的内侧中部，支撑板(1)的表面阵列设置有若干卡接通孔(11)，所述浇铸夹具(3)卡接在卡接通孔(11)内，超声波发生装置(4)固定安装在水浴池(2)的外侧表面，所述水浴池(2)的底部设置有进料通孔(21)，进料通孔(21)与浇铸夹具(3)内侧相互连通。

2.如权利要求1所述的中空纤维膜超声波浇铸装置，其特征在于，还包括缓冲水罐(5)和水泵(6)，所述水浴池(2)位于支撑板(1)下方的侧面开设有进水口(12)，所述缓冲水罐(5)通过水泵(6)与进水口(12)相互连通。

3.如权利要求1所述的中空纤维膜超声波浇铸装置，其特征在于，所述浇铸夹具(3)包括浇铸筒体(31)、底座(32)和至少一个浇铸流道(33)，所述浇铸筒体(31)为一端开口另一端封闭的筒体结构，浇铸筒体(31)封闭一端外侧固定安装有底座(32)，底座(32)嵌入在卡接通孔(11)内，且浇铸筒体(31)开口的一端朝向水浴池(2)开口的方向，浇铸流道(33)贯穿底座(32)与浇铸筒体(31)闭口的一端，并连通浇铸筒体(31)内侧和外侧，浇铸流道(33)与进料通孔(21)相互连通。

4.如权利要求3所述的中空纤维膜超声波浇铸装置，其特征在于，所述浇铸夹具(3)还包括定位夹持凸起(34)，所述定位夹持凸起(34)固定安装在底座(32)的侧面，所述卡接通孔(11)沿周向设置有定位凹槽(13)，所述定位夹持凸起(34)与定位凹槽(13)的形状相匹配，通过将定位夹持凸起(34)嵌入在定位凹槽(13)内，旋转错开定位夹持凸起(34)与定位凹槽(13)的位置达到锁定浇铸夹具(3)与支撑板(1)的目的。

5.如权利要求4所述的中空纤维膜超声波浇铸装置，其特征在于，所述定位夹持凸起(34)远离底座的端部开设有夹持凹槽(35)，当定位夹持凸起(34)嵌入在定位凹槽(13)内时，所述支撑板(1)选择性地嵌入在夹持凹槽(35)内，达到对浇铸夹具(3)进行限位支撑的作用。

6.如权利要求3所述的中空纤维膜超声波浇铸装置，其特征在于，所述进料通孔(21)的数量与浇铸流道(33)的数量相同，不同浇铸流道(33)的高度不相同，相同浇铸流道(33)均与同一个进料通孔(21)相互连通。

7.如权利要求1所述的中空纤维膜超声波浇铸装置，其特征在于，所述超声波发生装置(4)为超声波震板。

8.如权利要求1所述的中空纤维膜超声波浇铸装置，其特征在于，还包括膜组件支架(7)，所述膜组件支架(7)选择性地盖设在水浴池(2)的上方，膜组件支架(7)上阵列开设有若干限位孔(71)，所述限位孔(71)的位置与卡接通孔(11)的位置相对应，限位孔(71)与卡接通孔(11)在水平方向的投影具有相同圆心。

9.如权利要求8所述的中空纤维膜超声波浇铸装置，其特征在于，还包括弹簧夹(8)，所述弹簧夹(8)固定安装在膜组件支架(7)上，弹簧夹(8)位于限位孔(71)的侧面用于夹持贯穿限位孔(71)的膜壳。

10.采用权利要求1-9任一所述的中空纤维膜超声波浇铸装置浇铸的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将待浇铸的膜丝装入膜壳内，将浇铸夹具(3)紧固安装在支撑板(1)上，将膜壳的端部嵌入在浇铸夹具(3)内，并使膜丝的端部抵持在浇铸夹具(3)的底部，安装膜组件支架(7)，使膜壳贯穿限位孔(71)，利用弹簧夹(8)夹持固定膜壳；

步骤二、开启水泵(6)，向水浴池(2)内加水，加至水位没过浇铸夹具(3)；

步骤三、通过进料通孔(21)向浇铸夹具(3)内注入浇铸用胶；

步骤四、浇铸完毕，开启超声波发生装置(4)进行超声震荡处理，处理完毕，待浇铸用胶固化；

步骤五、浇铸用胶固化后，开启水泵，将水浴池内的水抽至缓冲水罐内，依次拆下浇铸夹具(3)和膜壳，得到浇铸完毕的膜组件。

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