CN117398850A - 一种中空纤维膜的自由端封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中空纤维膜的自由端封装方法，包括以下步骤：中空纤维膜对折，U型端放入封装盒，加入封装胶水静置固化；切除封装盒底部，露出中空纤维膜内孔，放入胶水槽中，加入封装胶水，静置固化；沿着中空纤维膜与第一次封装胶水的界面将中空纤维膜切断，得到一端为自由端封装的中空纤维膜。本发明通过第一次封装在中空纤维膜之间形成胶水层，起到密封作用，在第二次加封装胶水时，封装胶水只能从中空纤维膜的内孔中流入，实现中空纤维膜端头的密封；而在中空纤维膜之间没有胶水流入，避免切丝后中空纤维膜之间相互粘结，从而实现可以同时对大量中空纤维膜进行自由端封装，而不像现有技术那样只能同时封装几根膜丝，大幅提高生产效率。

Description

一种中空纤维膜的自由端封装方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及中空纤维膜，尤其涉及一种中空纤维膜的自由端封装方法。

背景技术

中空纤维膜由于具有填充面积大、自支撑结构以及成本低廉等特点，已经广泛应用于地表水水质净化、双膜法工艺的预处理等领域。

中空纤维过滤模块可用于多种过滤过程，并且一般适用于浸入待过滤的流体中。标准的中空纤维过滤模块含有中空纤维膜的束，其在每个端用一个顶盖(header)件固定。

通常通过灌封混合物将中空纤维膜在顶盖中固定在原位，所述灌封混合物在每个端附近包裹所述纤维，将它们相对于其他中空纤维膜和顶盖固定在原位，并且形成包裹所述膜的密封。

常规的中空纤维膜组件中膜丝的两端都被胶水所固定。

另一种中空纤维膜组件，膜丝只有一端被胶水固定，另一端则只是用胶水做了密封但没有固定，膜丝可以相对于彼此自由活动。由于膜丝的自由度大幅提高，可以自由摆动，因而在膜丝之间不容易积聚污染物，从而使得污染速率下降，系统的整体运行稳定性和使用寿命都得以提高。

中国专利公布号CN202246243U，名称为一种低负压抽吸结构新型MBR膜组件的实用新型，公开了中空纤维膜丝的另一端闭合呈自由端，可在水中自由飘散、悬浮、摆动。

中国专利公开号CN104902986A，名称为含具有自由端的浸没式中空纤维膜单元组件的盒式中空纤维膜组件和含能够间歇/连续曝气的空气扩散器装置的浸没式水处理装置及其曝气方法的发明专利，公开了一含具有自由端的中空纤维膜单元组件和盒框架的盒式中空纤维膜组件和含配置在所述中空纤维膜组件下方的能够间歇和连续曝气的空气扩散器装置的浸没式水处理装置，其中使用粗气泡产生与空气积聚管连接的能够间歇/连续曝气的空气扩散器装置的具有自由端的盒式膜组件可通过调整空气室的体积和流入空气的量控制曝气/非曝气周期并基于膜分离罐中原水负荷和固体浓度的变化实施连续曝气。

中国专利公开号CN111099733A，名称为人工水草单元及集成装置和使用工艺的发明专利，公开了人工水草单元包括底托、设置在所述的底托内的人工水草束、以及与所述的底托连接的外壳；所述的人工水草束由多条膜丝组成；所述的膜丝中间设置有通孔，且在膜丝表面设置有多个孔洞；所述的膜丝的一端延伸至底托内部并固定在底托上，另一端为自由端且为封口端；所述的膜丝固定在底托上的一端为开口端；所述的外壳底部设置有供氧口；所述的供氧口、膜丝内部的通孔以及膜丝表面的孔洞形成供氧通道。本申请的人工水草，通过氧气管进入底托内部后进入膜丝的内部的通孔形成氧气通道，之后从膜丝表面的孔洞排出为表面生长的藻类与菌类等提供氧气，帮助生长。

但是上述专利都不涉及自由端的封装方法。

目前，仅有科氏滤膜系统公司公开了一种用于密封中空纤维膜的方法(公开号CN104168986A)，所述方法通过将所述膜的一端浸入低粘度可光固化粘合剂并将所述粘合剂固化进行。但是该方法只支持同时封端2到9根膜丝，尽管投入了价格高昂的自动化设备，生产效率仍然很低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种简单、高效的中空纤维膜的自由端封装方法，中空纤维膜之间没有粘结，自由端封装爆破强度大于0.4MPa，本发明的自由端封装方法简单易行，对封装胶水的没有特殊要求，同时避免了对工艺过程的复杂控制。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种中空纤维膜的自由端封装方法，所述自由端封装方法包括以下步骤：

1)将若干根中空纤维膜对折，并将对折后的中空纤维膜的U型端放入封装盒中，第一次加入封装胶水，静置固化；

2)切除封装盒底部，露出中空纤维膜内孔，胶水的剩余高度设置为第一高度，封装盒的剩余高度设置为第二高度；

3)将切头后的封装盒连同中空纤维膜一起放入胶水槽中，第二次加入封装胶水，静置固化，封装胶水浸没封装盒的高度设置为第三高度；

4)沿着中空纤维膜与第一次封装胶水的界面将中空纤维膜切断，得到一端为自由端封装的中空纤维膜。

作为本发明的一种优选方案，步骤1)中，封装胶水浸没中空纤维膜U型端10-50mm。

在本技术方案中，为了确保所有中空纤维膜之间都被封装胶水浸没，固化后起到密封作用，从而在第二次加封装胶水时，封装胶水只能从中空纤维膜的内孔中流入，实现中空纤维膜端头的密封；而在中空纤维膜之间没有胶水流入，避免步骤4)切丝后中空纤维膜之间相互粘结。

若高度小于10mm，难以保证每一根中空纤维膜的U型端都被浸没，且在步骤2)切头时容易把胶水层全部切除，起不到密封效果；若高度大于50mm，原料成本过高。

作为本发明的一种优选方案，所述第二高度大于所述第一高度，所述第二高度与所述第一高度的差值为2-10cm。

在本技术方案中，防止步骤3)加入封装胶水后，封装胶水漫过封装盒，流到中空纤维膜之间，导致自由端封装失败。

作为本发明的一种优选方案，所述第三高度小于所述第二高度，所述第三高度与所述第二高度的差值为1-8cm。

在本技术方案中，防止步骤3)加入封装胶水后，封装胶水漫过封装盒，流到中空纤维膜之间，导致自由端封装失败。

作为本发明的一种优选方案，所述第三高度大于所述第一高度，所述第三高度与所述第一高度的差值为1-5cm。

在本技术方案中，在步骤3)中，封装胶水会沿着中空纤维膜切头端的内孔流入中空纤维膜内部，最终略高于外部封装胶水的高度。所述第三高度大于所述第一高度，可以确保中空纤维膜内部胶水高度高于第一次封装层的高度，切丝后实现自由端密封。差值小于1cm，切丝后可能有部分膜丝没有密封，或者密封栓的长度太短，无法保证自由端封装爆破强度大于0.4MPa；差值大于5cm，密封栓过长，浪费膜丝和封装胶水。

作为本发明的一种优选方案，所述一端为自由端封装的中空纤维膜，其自由端由密封栓密封，密封栓长度为5-20mm。

在本技术方案中，密封栓的长度小于5mm，无法保证自由端封装爆破强度大于0.4MPa；密封栓的长度大于20mm，浪费膜丝和封装胶水。

作为本发明的一种优选方案，所述中空纤维膜的膜丝直径为0.2-5mm。

作为本发明的一种优选方案，所述中空纤维膜包括均质膜或复合膜，材质为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚异戊二烯中的任意一种。

作为本发明的一种优选方案，所述封装胶水为环氧树脂胶、聚氨酯胶、酚醛树脂胶、聚异氰酸酯胶、聚乙酸乙烯酯胶、聚乙烯-乙酸乙烯酯胶、丙烯酸酯胶、聚苯乙烯类胶、醇酸树脂胶、纤维素类胶中的任意一种。

作为本发明的一种优选方案，所述封装盒包括长方形或正方形。

在本技术方案中，多个长方形或正方形可以紧密排列在所述胶水槽中，提高胶水槽空间利用率，减少封装胶水使用量，降低成本。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明通过第一次封装在中空纤维膜之间形成胶水层，起到密封作用，在第二次加封装胶水时，封装胶水只能从中空纤维膜的内孔中流入，实现中空纤维膜端头的密封；而在中空纤维膜之间没有胶水流入，避免切丝后中空纤维膜之间相互粘结，从而实现可以同时对大量中空纤维膜进行自由端封装，而不像现有技术那样只能同时封装几根膜丝，大幅提高生产效率。

2)本发明通过控制第三高度与第一高度的高度差，能够方便地调控自由端密封栓的长度，保证自由端封装爆破强度大于0.4MPa。

3)本发明自由端封装方法简单易行，对封装胶水的没有特殊要求，同时避免了对工艺过程的复杂控制。

附图说明

图1是本发明的中空纤维膜自由端封装的示意图。

图2是本发明的另一个视图。

图中，1.中空纤维膜；2.封装盒；3.第一次封装胶水；4.中空纤维膜内孔；5.第二次封装胶水；6.胶水槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。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。

本发明中，中空纤维膜可以为均质膜或复合膜，对其不做限定，中空纤维膜的材质可以为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)、聚异戊二烯(PMP)中的任意一种。

本发明中，对所用到的封装胶水的没有特殊要求，可以为环氧树脂胶、聚氨酯胶、酚醛树脂胶、聚异氰酸酯胶、聚乙酸乙烯酯胶、聚乙烯-乙酸乙烯酯胶、丙烯酸酯胶、聚苯乙烯类胶、醇酸树脂胶、纤维素类胶中的任意一种。

实施例

参见图1与图2，本发明提供的是一种中空纤维膜的自由端封装方法，所述自由端封装方法包括以下步骤：

1)将若干根(数量不做限定，根据实际需要来，例如10根，20根，49根等等)中空纤维膜1(中空纤维膜丝直径0.2-5mm)对折，并将对折后的中空纤维膜的U型端放入封装盒2(本发明中的封装盒可以是任意形状，为了提高胶水槽6的利用率，减少封装胶水的使用量，封装盒2的形状优选为长方形或者正方形，在本实施例中，封装盒2采用正方形)中，加入第一次封装胶水3，静置固化；

2)切除封装盒2底部，露出中空纤维膜内孔4，胶水的剩余高度设置为第一高度，封装盒2的剩余高度设置为第二高度；(第二高度大于第一高度2-10cm，以防止封装胶水漫过封装盒，流到中空纤维膜之间)；

3)将切头后的封装盒2连同中空纤维膜1一起放入胶水槽6中，加入第二次封装胶水5，静置固化，第二次封装胶水5浸没封装盒2的高度设置为第三高度；(第三高度小于第二高度1-8cm，第三高度大于第一高度1-5cm；封装胶水会沿着中空纤维膜切头端的内孔流入中空纤维膜内部，最终略高于外部封装胶水的高度。第三高度大于第一高度，可以确保中空纤维膜内部胶水高度高于第一次封装层的高度，切丝后实现自由端密封。差值小于1cm，切丝后可能有部分膜丝没有密封，或者密封栓的长度太短，无法保证自由端封装爆破强度大于0.4MPa；差值大于5cm，密封栓过长，浪费膜丝和封装胶水。)

4)沿着中空纤维膜1与第一次封装胶水3的界面将中空纤维膜1切断，得到一端为自由端封装的中空纤维膜。(自由端由密封栓密封，密封栓长度为5-20mm，密封栓的长度小于5mm，无法保证自由端封装爆破强度大于0.4MPa；密封栓的长度大于20mm，浪费膜丝和封装胶水。)

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种中空纤维膜的自由端封装方法，其特征在于，所述自由端封装方法包括以下步骤：

1)将若干根中空纤维膜对折，并将对折后的中空纤维膜的U型端放入封装盒中，第一次加入封装胶水，静置固化；

2)切除封装盒底部，露出中空纤维膜内孔，胶水的剩余高度设置为第一高度，封装盒的剩余高度设置为第二高度；

3)将切头后的封装盒连同中空纤维膜一起放入胶水槽中，第二次加入封装胶水，静置固化，封装胶水浸没封装盒的高度设置为第三高度；

4)沿着中空纤维膜与第一次封装胶水的界面将中空纤维膜切断，得到一端为自由端封装的中空纤维膜。

2.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜的自由端封装方法，其特征在于，步骤1)中，封装胶水浸没中空纤维膜U型端10-50mm。

3.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜的自由端封装方法，其特征在于，所述第二高度大于所述第一高度，所述第二高度与所述第一高度的差值为2-10cm。

4.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜的自由端封装方法，其特征在于，所述第三高度小于所述第二高度，所述第三高度与所述第二高度的差值为1-8cm。

5.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜的自由端封装方法，其特征在于，所述第三高度大于所述第一高度，所述第三高度与所述第一高度的差值为1-5cm。

6.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜的自由端封装方法，其特征在于，所述一端为自由端封装的中空纤维膜，其自由端由密封栓密封，密封栓长度为5-20mm。

7.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜的自由端封装方法，其特征在于，所述中空纤维膜的膜丝直径为0.2-5mm。

8.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜的自由端封装方法，其特征在于，所述中空纤维膜包括均质膜或复合膜，材质为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚异戊二烯中的任意一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种中空纤维膜的自由端封装方法，其特征在于，所述封装胶水为环氧树脂胶、聚氨酯胶、酚醛树脂胶、聚异氰酸酯胶、聚乙酸乙烯酯胶、聚乙烯-乙酸乙烯酯胶、丙烯酸酯胶、聚苯乙烯类胶、醇酸树脂胶、纤维素类胶中的任意一种。

10.根据权利要求9所述的一种中空纤维膜的自由端封装方法，其特征在于，所述封装盒包括长方形或正方形。