CN1843593A

CN1843593A - 管式过滤器膜管的制造方法和装置

Info

Publication number: CN1843593A
Application number: CN 200610039090
Authority: CN
Inventors: 黄夫照; 吴敖泉
Original assignee: 黄黎耀
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: CN100428983C

Abstract

管式过滤器膜管的制造方法和装置，在一根芯轴上以滤材条与芯轴中心线倾斜一个角度绕制，在后绕制的滤材条与前圈绕制的滤材条有迭合区，同时在后绕制的滤材条与前圈绕制的滤材条的迭合缝上以超声波焊头在焊缝上连续焊接，形成滤管，同时从芯轴内孔均匀注液于滤管的内壁形成液膜；绕制滤材条并剥离膜管的旋转动力的设置是：在芯轴的前端设有3只旋转的磨擦靠轮与滤材条滤管的管壁接触从而带动膜管旋转并向前拖拽，三个磨擦靠轮的转速和直径相同；使成品膜管剥离出芯轴。本发明以一种简易的方法和装置制造过滤和超滤膜管。方法和产品的自动化程度高，产品的质量完全符合要求。

Description

管式过滤器膜管的制造方法和装置

技术领域

本发明涉及管式过滤器膜管的制造方法和装置。

背景技术

超滤分为卷式、中空、板式、管式四类，其用途各有千秋。管式超滤膜管主要用于高浓度物料的浓缩分离。该技术在20世纪50年代即在医药、食品、化工、电子、中药等众多行业中应用。膜的过滤是固液分离过程，它是以膜孔把液体滤过，将液体中物质截留，其最大优点是无相变化，是处理工艺简易的方法和技术。在当今世界上能源短缺，水资源匮乏和环境污染日益严重的情况下，膜技术更得到高度重视，已经成为推动国家支柱产业发展，改善人类生存环境，提高和完善产品质量、提高人类生活质量的共性技术。

CN200510046676.5聚酰亚胺膜管及其制造方法，耐高温、高绝缘、高耐磨、高模量等特殊需求，通过加热处理进行亚胺化闭环反应的完成制造聚酰亚胺薄膜管，以各类聚酰亚胺为主要成分的薄膜管。

CN90105634.0公开了双向超滤膜管，主要构成是一个双层超滤膜管，将待滤液注入双层超滤膜管中加压过滤，待滤液中比滤孔孔径小的物质分别透入内层超滤膜管和外层超滤膜管外，成为滤出液，待滤液中比滤孔孔径大的物质截留在夹套中，从排出口排出。CN02148821.5涉及一种PET无纺布过滤膜管及其制造方法和应用，使用无纺布作为废水处理用的过滤材质，废水处理用无纺布过滤膜管，包括无纺布支撑体，该膜管具有孔隙率高、膜粘合性好。采用超声波双焊头焊接PET无纺布已经是一种成熟的加工方法。但未见有采用超声波双焊头制造该膜管的报导。

发明内容

本发明目的是提出一种制造过滤和超滤膜管的方法。尤其是采用超声波双焊头制造PET超滤膜管。

本发明的技术方案是：管式过滤器膜管的制造方法，在一根芯轴上以滤材条与芯轴中心线倾斜一个角度绕制，在后绕制的滤材条与前圈绕制的滤材条有迭合区，以超声波焊头在滤材条搭接缝上连续焊接，形成滤管，同时从芯轴的内孔均匀注液于滤管的内壁形成滤膜，绕制滤材条并剥离膜管的旋转动力是：在芯轴的前端设有3只旋转的磨擦靠轮与滤材条滤管的管壁接触带动膜管旋转，并向前拖拽，使成品膜管剥离出芯轴。

本发明的改进是：在芯轴上以两根滤材条与芯轴中心线倾斜一个角度绕制，在后绕制的滤材条与前圈绕制的滤材条有迭合区，同时在后绕制的滤材条与前圈绕制的滤材条的迭合缝上以两只超声波焊头在上述两根滤材条的缝上连续焊接形成焊缝，形成有焊缝的滤管，这样焊成双层滤管。

所述滤材条是两条在1MPa压力下不易破裂的无纺布(其宽度约25mm，当然并非限定于此宽度)同时在两条无纺布条的边缝上焊接。其管径大小可以任意选择。

改进还包括：两只超声波焊头在上述两条滤材条焊接时，在后面和上面绕制的滤材条(相对外表面的滤材条)的两侧边上连续焊接形成焊缝。保证第二无纺布条上的一条缝焊在第一条滤材条的中间形成二个焊头的焊缝相互交叉。

本发明的改进还包括：绕制滤材条并剥离膜管的旋转动力装置的结构是，芯轴的前端设有3只旋转的磨擦靠轮，磨擦靠轮的旋转轴与芯轴中心线夹角为30-45度，(视无纺布的宽度可任意调节)，用于成品滤管拖拽，剥离出芯轴。并根据无纺布的厚薄设定磨擦轮的转速和磨擦压力将成品滤管拖拽。

本发明的改进还包括：在芯轴内壁设置冷却装置和注膜装置，冷却装置主要是消除PET无纺布在绕管时磨擦轮产出的热量，可使膜管顺利剥离出芯轴，注膜装置主要是当膜管剥离出芯轴时，芯轴前端设有刮膜头，当膜管剥离芯轴时，经计量泵输出的膜液在刮膜头利用膜管剥离出芯轴速度自行刮膜，然后进入水槽凝固成膜。

本发明的装置是：包括传动系统、双焊头、冷却装置、芯轴、刮膜头、注膜装置、冷却装置构成。由芯轴作为绕制滤材条的工作主轴，而且双焊头设置在芯轴的壁面，用于在滤材条的边缝上连续焊接形成焊缝、压力注膜装置是加压注射出膜液的压力容器，其出口设置在芯轴内部传递的，刮膜头设置在膜管(滤管)的拖拽出口处、冷却装置设置在膜管(滤管)拖拽出口的外侧，传动系统是指在芯轴的前端设有3只旋转的磨擦靠轮与芯轴绕制的膜管的圆周接触，从而将成品滤管拖拽，剥离出芯轴。

设有两只超声波焊头分别垂直排在芯轴的壁面。

滤管内壁匀膜装置是刮膜头，通过旋转均匀的注液于滤管的内壁形成膜管。

本发明的改进还包括：传动装置是芯轴的前端设有3只旋转的磨擦靠轮，磨擦靠轮的旋转轴与芯轴中心线的夹角为30-45度，用于成品滤管拖拽，剥离出芯轴。磨擦靠轮的旋转轴通过皮带或齿轮传递动力。三个磨擦靠轮的转速和直径相同。旋转方向亦相同。

滤管内壁匀膜装置是从芯轴前端的刮膜头，与滤管内壁接触刮膜。用PET无纺布为滤材，即无纺布绕制成膜管或滤管，最高压力1MPa，为内压式，膜面流速高，减少浓差极化，适用于果汁、海带、茶叶、猪血等高粘度物料的提取工艺，膜面流速：3m/s，超滤后浊度≤3NTU，透光率625mm＞95％。生产过程中破损率低，提高了强度，膜管的绕制工艺采用超声波双焊头自动焊接绕管。绕管设备由主轴箱、工作台、中心架、传动系统、双焊头、冷却装置、芯轴、刮膜头、注膜系统、冷却池。本发明超滤膜管可以用于医药、食品、化工、电子等行业过滤或超滤(一般施加压力)。

本发明的特点是：以一种简易的方法和装置制造过滤和超滤膜管。自动化程度高，产品的质量完全符合要求，采用超声波双焊头制造PET超滤膜管具有较高的承压能力和较好的外观。本发明装置值得推广应用。

附图说明

图1是本发明装置结构示意图

图2是本发明磨擦轮与芯轴截面结构示意图，即图1中A-A的截面图。

传动系统1、超声波双焊头2、冷却装置3、芯轴4、刮膜头5、注膜装置6、传动轮7、滤材条8、中心架9、工作台10、主轴箱11、传动轴12，压力调节机构13、磨擦靠轮14。

具体实施方式

如图所示，传动系统、双焊头、冷却装置、芯轴、刮膜头、注膜装置、冷却装置构成。由芯轴作为绕制滤材条的工作主轴，而且双焊头设置在芯轴的壁面，用于在滤材条的边缝上连续焊接形成焊缝、压力注膜装置是加压注射出膜液的压力容器，其出口设置在芯轴内部传递的，刮膜头设置在膜管(滤管)的拖拽出口处、冷却装置设置在膜管(滤管)拖拽出口的外侧，传动系统是指在芯轴的前端设有3只旋转的磨擦靠轮与芯轴绕制的膜管的圆周壁接触，从而带动膜管旋转并将成品膜管拖拽，剥离出芯轴。设有两只超声波焊头一前一后分别垂直排在芯轴的壁面。

膜管拖拽，剥离出芯轴的传动滚轮、磨擦靠轮14更详细的结构参见图2，传动系统1、超声波双焊头2、冷却装置3、芯轴和中心架9以及磨擦靠轮是本发明装置的关键组件，其结构是芯轴位于中心架9中央孔内，磨擦靠轮14装在中心架9内，中心架是一个圆周状的安装框；三个磨擦靠轮包围在芯轴的外侧，大致在芯轴外圆外侧均匀等分包围。磨擦靠轮的旋转轴线与芯轴中心线的夹角为30-45度，就是磨擦靠轮以一个倾斜的角度在芯轴表面磨擦旋转，带动滤材条卷绕成膜管并带动整个膜管向前滑动，与磨擦轮轴的调节装置安装结构：磨擦轮轴安装在一个支架上，在支架上安装轴座，从而在轴座上安装磨擦轮轴。支架又安装在中心架9安装框上，支架通过固定支撑杆安装在安装框上，安装框上安装一支撑杆座，支撑杆座上安装支撑杆，支撑杆座上设有调节螺纹，用于调节压力构成了压力调节机构13。通过传动皮带12、传动齿轮等将动力传递到三个磨擦靠轮上。

支架是一叉形结构，在叉上安装轴座。

芯轴4、刮膜头5、注膜装置6、传动齿轮7、滤材条8、中心架9、工作台10、主轴箱11、传动皮带12，压力调节机构13，磨擦靠轮14。

本发明膜管的用途是：用于高浓度物料中的浓缩分离或澄清过滤。1.发酵、酶制剂工业、制药工业的浓缩、纯化与澄清；2.果汁澄清、分离；3.大豆、乳品、茶汁、醋等的分离、浓缩与澄清；4.工业废水与生活污水的净化和回收；5.中草药澄清过滤；6.海带中提取甘露醇，猪血中提取SOD，骨头中提取软骨素；7.电泳漆回收等领域。

膜材料：PP(聚丙烯)，PVDF、PES、PE膜等，孔径：0.01～30μm(可以调节)；膜的外观尺寸：壁厚40～50μm；；破裂强度：≥1.0MPa；截留分子量：3000～30万道尔顿。

通过旋转均匀拖拽膜管，从芯轴的内孔注液于滤管的内壁形成膜管。

Claims

1、管式过滤器膜管的制造方法，在一根芯轴上以滤材条与芯轴中心线倾斜一个角度绕制，在后绕制的滤材条与前圈绕制的滤材条有迭合区，同时在后绕制的滤材条与前圈绕制的滤材条的迭合缝上以超声波焊头在焊缝上连续焊接，形成滤管，同时从芯轴内孔均匀注液于滤管的内壁形成液膜；绕制滤材条并剥离膜管的旋转动力的设置是：在芯轴的前端设有3只旋转的磨擦靠轮与滤材条滤管的管壁接触从而带动膜管旋转并向前拖拽，三个磨擦靠轮的转速和直径相同；使成品膜管剥离出芯轴。

2、根据权利要求1所述的管式过滤器膜管的制造方法，其特征是在芯轴上以两根滤材条与芯轴中心线倾斜一个角度绕制，在后绕制的滤材条与前圈绕制的滤材条有迭合区，两只超声波焊头在上述两根滤材条的缝上连续焊接形成焊缝，形成有焊缝的滤管，这样焊成双层滤管。

3、根据权利要求1所述的膜管的制造方法，其特征是两只超声波焊头在上述两条滤材条焊接时，在后面和上面绕制的滤材条的两侧边上连续焊接形成焊缝。保证第二无纺布条上的一条焊缝同时焊在第一条滤材条的中间，形成二个焊头的焊缝相互交叉；磨擦靠轮的旋转轴线与芯轴中心线的夹角为30-45度；磨擦靠轮以一个倾斜的角度在芯轴表面磨擦旋转，带动滤材条卷绕成膜管并带动整个膜管向前滑动。

4、根据权利要求1所述的膜管的制造方法，其特征是绕制滤材条并剥离膜管的旋转动力装置的结构是，芯轴的前端设有3只旋转的磨擦靠轮，磨擦靠轮的旋转轴与芯轴中心线夹角为30-45度，用于成品滤管拖拽，剥离出芯轴；根据无纺布的厚薄设定磨擦轮的转速和磨擦压力将成品滤管拖拽。

5、根据权利要求1所述的膜管的制造方法，其特征是从芯轴内孔进行注膜，芯轴前端设有刮膜头，当膜管剥离芯轴时，经计量泵输出的膜液在刮膜头利用膜管剥离出芯轴的速度自行刮膜，然后进入水槽凝固成膜。

6、根据权利要求1所述的膜管的制造方法，其特征是所述滤材条是两条在1MPa压力下不易破裂的无纺布，其宽度为20-30mm，同时在两条无纺布条的边缝上交叉焊接。

7、管式过滤器膜管的制造装置，包括传动系统、双焊头、冷却装置、芯轴、刮膜头、注膜装置、冷却装置构成，由芯轴作为绕制滤材条的工作主轴，而且双焊头设置在芯轴的壁面，用于在滤材条的边缝上连续焊接形成焊缝、压力注膜装置是加压注射出膜液的压力容器，其膜液设置从芯轴内部传递，刮膜头设置在膜管的拖拽出口处、冷却装置设置在膜管拖拽出口的外侧，传动系统是指在芯轴的前端设有3只旋转的磨擦靠轮与芯轴绕制的膜管的圆周壁接触，从而带动膜管旋转并将成品膜管拖拽，剥离出芯轴；设有两只超声波焊头一前一后分别垂直排在芯轴的壁面。

8、根据权利要求7所述的管式过滤器膜管的制造装置，其特征是磨擦靠轮的旋转轴与芯轴中心线的夹角为30-45度，磨擦轮轴安装在一个支架上，在支架上安装轴座，从而在轴座上安装磨擦轮轴；支架又安装在中心架(9)的安装框上，支架通过固定支撑杆安装在安装框上，安装框上安装一支撑杆座，支撑杆座上安装支撑杆，支撑杆座上设有调节螺纹，构成压力调节机构(13)。

9、根据权利要求7所述的制造过滤和超滤膜管的装置，其特征是滤管内壁匀膜装置是从芯轴内孔注膜并通过芯轴前端的刮膜头，与滤管内壁接触刮膜。

10、根据权利要求7所述的制造过滤和超滤膜管的装置，其特征是上述支架是一叉形结构，在叉上安装轴座。