CN214051187U - 气体处理装置、用于制膜的干程设备和制膜设备 - Google Patents

Abstract

一种气体处理装置、用于制膜的干程设备和制膜设备，气体处理装置包括加湿部、干燥部、缓冲部和温度控制部，加湿部用于加湿气体，干燥部用于干燥气体，加湿部的出气口和干燥部的出气口均与缓冲部连通；缓冲部的出气口与温度控制部的进气口连通，温度控制部用于控制混合气体的温度。气体处理装置能够对气体进行处理，控制气体的温度、湿度，从而能够保持干程阶段气体的稳定性。用于制膜的干程设备采用上述的气体处理装置进行供气，因此干程设备的气体能够保持平稳的温度、湿度变化，有效控制干程阶段膜的表层、亚层结构，提高成膜质量。制膜设备采用上述的干程设备，因此能够有效控制干程阶段膜的表层、亚层结构，提高成膜质量。

Description

气体处理装置、用于制膜的干程设备和制膜设备

技术领域

本实用新型涉及制膜技术领域，具体而言，涉及一种气体处理装置、用于制膜的干程设备和制膜设备。

背景技术

膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术，其中半透膜又称分离膜或滤膜，半透膜是膜分离技术的核心。

根据膜孔径的不同，半透膜被分为多种，其中包括微滤膜和超滤膜。

微滤膜是指膜平均孔径大于或等于0.1μm的分离膜；超滤膜由起分离作用的一层极薄表皮层和较厚的起支撑作用的海绵状或指状孔层组成，切割分子量在几百至几百万的膜。

非溶剂致相分离法，即NIPS法，是一种现有的制膜方法，将聚合物溶于溶剂中形成均相溶液，以刮刀或者模头制成均匀液膜，入凝胶浴实现溶剂与非溶剂的交换，得到具有一定孔结构的聚合物。NIPS法可以用于平板膜制备，也可以用于中空纤维膜的制备。

在NIPS法制备平板膜和中空纤维膜的过程中，总会有一段在空气中暴露的过程，这段过程称为干程。

干程是指铸膜液从喷丝板或者涂布头或刮刀形成液膜到进入凝胶浴前经过空气段，又称为空气间隙或入水间隙。

在干程阶段，会发生溶剂蒸发和蒸汽诱导相分离。溶剂蒸发即液膜中的溶剂在干程中蒸发，使膜表面形成致密皮层膜孔。蒸汽诱导相分离，即VIPS，是指在干程阶段，空气中的水蒸气和溶剂蒸汽缓慢交换，即延迟分相过程，可以获得相对较大的皮层膜孔和亚层膜孔。

溶剂蒸发和蒸汽诱导相分离会在膜液进入凝胶浴前就影响膜液，若环境不够稳定，则膜的表面开孔会受到显著影响，进而影响整体膜结构和通量，对产品的生产稳定性极为不利。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种气体处理装置，其能够对气体进行处理，控制气体的温度、湿度，从而能够保持干程阶段气体的稳定性。

本实用新型的另一目的在于提供一种用于制膜的干程设备，其采用上述的气体处理装置进行供气，因此干程设备的气体能够保持平稳的温度、湿度变化，有效控制干程阶段膜的表层、亚层结构，提高成膜质量。

本实用新型的另一目的在于提供一种制膜设备，其采用上述的干程设备，因此能够有效控制干程阶段膜的表层、亚层结构，提高成膜质量。

本实用新型是这样实现的：

一种气体处理装置，包括加湿部、干燥部、缓冲部和温度控制部，加湿部用于加湿气体，干燥部用于干燥气体，加湿部的出气口和干燥部的出气口均与缓冲部连通；缓冲部的出气口与温度控制部的进气口连通，温度控制部用于控制混合气体的温度。

本实用新型的气体处理装置采用加湿部对空气加湿，制造湿空气，并采用干燥部对空气去湿，制造干空气，并将得到的干空气与湿空气在缓冲部内混合，根据不同的混合比例即可制造出不同湿度的空气，混合空气由温度控制部调整温度，得到预定温度和预定湿度的气体，从而为干程阶段提供温度和湿度稳定的气体。

进一步地，气体处理装置还包括空气净化器，空气净化器的出气口与加湿部的进气口和干燥部的进气口均连通。

进一步地，加湿部包括第一换热器、水箱、雾化器和加热器，第一换热器的出气口与水箱连通，雾化器和加热器均设置在水箱内。

进一步地，干燥部包括气水分离器。

进一步地，缓冲部包括混合室、第二换热器和循环泵，第二换热器的出气口与混合室连通，循环泵设置在混合室内。

进一步地，加湿部的出气口与缓冲部之间设置有第一流量泵，干燥部的出气口与缓冲部之间设置有第二流量泵。

一种用于制膜的干程设备，其包括气体处理装置和干程罩，气体处理装置为上述的气体处理装置，气体处理装置的出气口与干程罩的进气口连通。

本实用新型的干程设备采用上述的气体处理装置为干程罩供气，因此能够在干程罩内形成温度、湿度稳定的环境，有效控制干程阶段膜的表层、亚层结构，提高成膜质量。

进一步地，干程罩包括罩体和至少一根排气管，罩体内形成干程腔，排气管设置在干程腔内，排气管的管壁上设置有多个气孔，位于排气管的轴向中部的气孔的孔径小于位于排气管的轴向端部的气孔的孔径。

进一步地，排气管的两端分别固定在罩体的内壁上，排气管的两端均设置有阀门，阀门能够调节开度。

一种制膜设备，包括驱动部、涂膜部、干程设备和反应部，干程设备为上述的干程设备，驱动部用于驱动基材依次通过涂膜部、干程设备和反应部，涂膜部用于在基材上设置成膜原料，干程设备对基材上的成膜原料进行预处理，使得成膜原料发生溶剂蒸发相转化和蒸汽诱导相转化。

本实用新型的制膜设备采用了上述的干程设备，使得干程阶段的空气温度、湿度稳定，有效控制干程阶段膜的表层、亚层结构，提高成膜质量。

本实用新型的有益效果主要在于：气体处理装置能够对气体进行处理，控制气体的温度、湿度，从而能够保持干程阶段气体的稳定性。用于制膜的干程设备采用上述的气体处理装置进行供气，因此干程设备的气体能够保持平稳的温度、湿度变化，有效控制干程阶段膜的表层、亚层结构，提高成膜质量。制膜设备采用上述的干程设备，因此能够有效控制干程阶段膜的表层、亚层结构，提高成膜质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型的气体处理装置的实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的干程设备的干程罩的实施例的结构示意图；

图3为本实用新型的干程罩的排气管的实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的干程罩的排气管的实施例的局部示意图；

图5为本实用新型的干程罩的实施例的竖直设置的示意图；

图6为本实用新型的干程罩的实施例的水平设置的示意图；

图7为本实用新型的干程罩的实施例的倾斜设置的示意图；

图8为本实用新型的制膜设备的实施例的结构示意图。

图中：

10-空气净化器；20-加湿部；21-第一换热器；22-水箱；23-雾化器；24-加热器；31-气水分离器；40-缓冲部；50-温度控制部；61-第一流量泵；62-第二流量泵；63-第三流量泵；70-控制部；71-加湿部反馈回路；72-缓冲部反馈回路；73-温度控制部反馈回路；74-气体温湿度反馈回路；80-温湿度传感器；100-干程罩；110-罩体；120-排气管；121-气孔；122-阀门；200-滚筒；300-基材；400-涂膜头；510-第一反应槽；520-第二反应槽；530-第三反应槽；610-放卷辊；620-收卷辊。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型提供了一种气体处理装置，以为干程阶段提供温度、湿度稳定的气源。

如图1示出的实施例，气体处理装置包括加湿部20和干燥部，加湿部20用于加湿空气以制造湿空气，干燥部用于干燥空气以制造干空气。加湿部20的出气口和干燥部的出气口均与缓冲部40连通，干空气和湿空气被输送至缓冲部40内进行混合，根据混合比例的不同，混合得到不同湿度的空气。

进入气体处理装置的空气首先经过空气净化器10的处理，空气净化器10包括三相出气口，其中一相与加湿部20的进气口连通，第二相与干燥部的进气口连通，第三相则与缓冲部40的进气口连通。

空气净化器10可以采用活性炭、玻璃纤维等初效、高效过滤器。

当生产环境满足生产要求时，即环境空气的湿度足够稳定且满足生产要求时，则不必要采用加湿部20和干燥部对空气进行处理，气体处理装置可以将过滤后的空气直接输送至缓冲室，从而简化空气处理流程。

加湿部20与缓冲部40连通的管路上设置有第一流量泵61，干燥部与缓冲部40连通的管路上设置有第二流量泵62，空气净化器10与缓冲部40联通的管路上设置有第三流量泵63。

第一流量泵61、第二流量泵62和第三流量泵均与控制部70电连接，控制部70能够接收流量泵的信息，也能够控制流量泵的运行，从而控制进入缓冲部40的湿空气与干空气的比例。

气体处理装置还包括温度控制部50，缓冲部40的出气口与温度控制部50的进气口连通，温度控制部50用于控制混合气体的温度。

干空气和湿空气在缓冲部40内充分混合，形成的混合气被输送到温度控制部50，温度控制部50用于将混合气调整到预定的温度，使得气体处理装置输出的气体的湿度和温度均受到控制。

温度控制部50的出气口处设置有温湿度传感器80，用于检测输出气体的温度和湿度，温湿度传感器80与控制部70通过气体温湿度反馈回路74电连接，向控制部70反馈输出气体的温度和湿度，控制部70能够根据温湿度传感器80的反馈数据对气体处理装置的运行状态进行调整。

在图1示出的实施例中，加湿部20包括第一换热器21、水箱22、雾化器23和加热器24，第一换热器21的出气口与水箱22连通，雾化器23和加热器24均设置在水箱22内。

经过空气净化器10处理过的空气首先进入加湿部20的第一换热器21进行加热，加热后的空气进入水箱22。

加热器24用于给水箱22内的水加热，雾化器23用于使水发生雾化，从而与进入水箱22的空气充分混合，形成高湿度状态或者湿度过饱和状态。

加湿部20与控制部70通过加湿部反馈回路71电连接，向控制部70反馈各种信息，例如各部件的工作状态和水箱22内的环境参数，并且接收控制部70的控制信号。

在其他实施例中，加湿部20还可以采用电极加湿或蒸汽加湿等方式为空气加湿。

干燥部包括气水分离器31，气水分离器31能够将空气中的水蒸气分离，从而得到干燥的空气。

在其他实施例中，干燥部还可以采用干燥器，或空气压缩冷凝等方式等使空气脱水。

缓冲部40包括混合室、第二换热器和循环泵，第二换热器的出气口与混合室连通，循环泵设置在混合室内。

从空气净化器10、加湿部20和干燥部输入缓冲部40的气体，均进入混合室，在混合室内充分混合，得到目标湿度的气体。

第二换热器用于加热气体，使得气体温度高于使用需求的温度，避免凝露失水，保障空气含湿量的稳定。在本实施例中，第二换热器加热气体使得气体的温度高于需求温度5℃至10℃。

含湿量是指每千克质量的干空气中所混合的水蒸气的质量，温度越高，相对湿度越高，则含湿量越高。含湿量是个绝对值，单位为克，又称为含水量。

缓冲部40与控制部70通过缓冲部反馈回路72电连接，向控制部70反馈各种信息，例如各部件的工作状态和混合室内的环境参数，并且接收控制部70的控制信号。

温度控制部50包括水温控制部和水浴管，从缓冲部40输入到温度控制部50的空气流经水浴管进行恒温水浴换热，温度降低湿度升高达到目标值。水温控制部用于控制进入水浴管的水的温度。

温度控制部50与控制部70通过温度控制部反馈回路73电连接，以反馈运行状态并接收控制部70的控制信号。

在其他实施例中，温度控制部50可以通过蒸汽加热、电加热等方式，以翅片换热等有效换热形式实现。

通过以上各个部件，气体处理装置能够输出预定温度和预定湿度的空气，从而作为制膜干程阶段的空气，为干程阶段提供稳定的气体环境。

如图1所示，气体处理装置的出气口与干程设备的干程罩100连通。

本实用新型还提供了一种用于制膜的干程设备，如图1至图4所示，干程设备包括气体处理装置和干程罩100，气体处理装置为上述的气体处理装置，气体处理装置的出气口与干程罩100的进气口连通。

干程罩100包括罩体110和至少一根排气管120，罩体110内形成干程腔，排气管120设置在干程腔内。

经过气体处理装置处理过的气体通过排气管120进入干程腔，在干程腔内形成稳定的温湿度环境。

罩体110包括壳体和保温夹层，罩体110的四壁均设置有保温夹层，从而可以保持干程腔内的温度。保温夹层可以包括水、导热油等介质。

干程罩100包括多跟排气管120，多跟排气管120并列均匀地设置在干程腔内。

干程腔内形成微正压，即干程腔内的气压大于环境气压。根据干程腔容量、进出口的缝隙以及风量调节的匹配，实现干程腔内的气压大于环境气压的范围在0KPa至5KPa。

排气管120的两端分别固定在罩体110的内壁上，如图3所示，排气管120的两端均设置有阀门122，阀门122开度根据不同的流量下按需调节，可手动调节也可自动计算调节，保证每一根排气管120的进气量是一致的。

排气管120的管壁上设置有多个气孔121，采用激光打孔成型。

排气管120可以选用不同的材质，如不锈钢、塑料、玻璃等。开孔方式除了激光开孔，也可以采用多种机械开孔方式或者模具加工的方式。

排气管120的直径与数量，气孔121的直径与数量均根据总体流量需求经过流体力学模拟计算求得。本实施例中气孔121的直径小于或等于5mm。

如图4所示，位于排气管120的轴向中部的气孔121的孔径小于位于排气管120的轴向端部的气孔121的孔径，以达到均匀的布风效果。

排气管120上的气孔121的直径呈梯度，从两端至中间逐渐变大，靠近两端进风口的区域的气孔121较大，直径为3mm至5mm，中间区域的气孔121较小，直径为1mm至3mm。

在其他实施例中，气孔的直径相同，间距不同，靠近两端进风口的区域的气孔间距较小，中间区域的气孔间距较大，以达到均匀的布风效果。

干程罩100的设置姿态包括图5示出的竖直状态、图6示出的水平状态和图7示出的倾斜状态。干程罩100的两侧各设置有一个滚筒200，干程罩100设置在基材300的正面，即涂有膜液的一面，滚筒200设置在基材300的背面，使得基材300处于与干程罩100配合的位置。

本实用新型的干程设备能够提供可控的干程环境，干程环境中的气体的温度和湿度均可控，气体温度的可控范围为5℃至80℃，湿度的可控范围为相对湿度20％至80％。

相比现有的干程环境，本实用新型的干程设备的供气的波动较小，温度精度从±1℃提高到±0.5℃，湿度精度从±5％RH提高到±3％RH。

在制膜过程中，铸膜液始终与含湿量稳定的空气在同等条件下进行传质和传热，解决了干程空气边界层问题。

本实用新型还提供了一种制膜设备，包括驱动部、涂膜部、干程设备和反应部，干程设备为上述的干程设备，驱动部用于驱动基材300依次通过涂膜部、干程设备和反应部，涂膜部用于在基材上设置成膜原料，干程设备对基材上的成膜原料进行处理，使得成膜原料发生溶剂蒸发相转化和蒸汽诱导相转化。

如图8所示，驱动部用于驱动基材300从放卷辊610运动至收卷辊620。

基材300首先经过涂膜部的涂膜头400，涂膜头400将用于成膜的原料均匀地涂抹在基材300的正面。

涂有膜液的基材300经过干程设备的干程罩100，干程罩100与上述的气体处理装置连通，气体处理装置为干程罩100供气。

经过干程罩100的基材300依次进入第一反应槽510、第二反应槽520和第三反应槽530，进行非溶剂致相分离，即NIPS，基材300上的膜液形成超微滤膜。

基材300与滤膜经过烘干后，收纳于收卷辊620。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气体处理装置，其特征在于，包括加湿部(20)、干燥部、缓冲部(40)和温度控制部(50)，所述加湿部(20)用于加湿气体，所述干燥部用于干燥气体，所述加湿部(20)的出气口和所述干燥部的出气口均与所述缓冲部(40)连通；所述缓冲部(40)的出气口与所述温度控制部(50)的进气口连通，所述温度控制部(50)用于控制混合气体的温度。

2.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，所述气体处理装置还包括空气净化器(10)，所述空气净化器(10)的出气口与所述加湿部(20)的进气口和所述干燥部的进气口均连通。

3.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，所述加湿部(20)包括第一换热器(21)、水箱(22)、雾化器(23)和加热器(24)，所述第一换热器(21)的出气口与所述水箱(22)连通，所述雾化器(23)和所述加热器(24)均设置在所述水箱(22)内。

4.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，所述干燥部包括气水分离器(31)。

5.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，所述缓冲部(40)包括混合室、第二换热器和循环泵，所述第二换热器的出气口与所述混合室连通，所述循环泵设置在所述混合室内。

6.根据权利要求1所述的气体处理装置，其特征在于，所述加湿部(20)的出气口与所述缓冲部(40)之间设置有第一流量泵(61)，所述干燥部的出气口与所述缓冲部(40)之间设置有第二流量泵(62)。

7.一种用于制膜的干程设备，其特征在于，包括气体处理装置和干程罩(100)，所述气体处理装置为权利要求1至6中任一项所述的气体处理装置，所述气体处理装置的出气口与所述干程罩(100)的进气口连通。

8.根据权利要求7所述的干程设备，其特征在于，所述干程罩(100)包括罩体(110)和至少一根排气管(120)，所述罩体(110)内形成干程腔，所述排气管(120)设置在所述干程腔内，所述排气管(120)的管壁上设置有多个气孔(121)，位于所述排气管(120)的轴向中部的所述气孔(121)的孔径小于位于所述排气管(120)的轴向端部的所述气孔(121)的孔径。

9.根据权利要求8所述的干程设备，其特征在于，所述排气管(120)的两端分别固定在所述罩体(110)的内壁上，所述排气管(120)的两端均设置有阀门(122)，所述阀门(122)能够调节开度。

10.一种制膜设备，其特征在于，包括驱动部、涂膜部、干程设备和反应部，所述干程设备为权利要求7至9中任一项所述的干程设备，所述驱动部用于驱动基材依次通过涂膜部、干程设备和反应部，所述涂膜部用于在所述基材上设置成膜原料，所述干程设备对所述基材上的成膜原料进行预处理，使得成膜原料发生溶剂蒸发相转化和蒸汽诱导相转化。

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