CN217068593U - 一种中空纤维膜芯液配料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中空纤维膜芯液配料系统，包括配料罐、芯液罐、若干个原料罐以及PLC控制器，原料罐与配料罐之间设有原料供料管，配料罐和芯液罐之间设有配料供料管，芯液罐的出口处设有芯液供料管，原料供料管、配料供料管和芯液供料管均设有电磁阀和计量泵；配料罐和芯液罐均设有搅拌组件和液位计，配料罐设有温控加热组件和超声波脱泡装置，电磁阀、计量泵、搅拌组件、液位计、温控加热组件和超声波脱泡装置均与PLC控制器信号连接。因此，实现了芯液配料的自动化，配制准确可靠，降低了人工工作量并提高了配制效率。

Description

一种中空纤维膜芯液配料系统

技术领域

本实用新型涉及膜分离技术领域，更具体地说，涉及一种中空纤维膜新料配液系统。

背景技术

中空纤维膜具有有效膜面积大、过滤分离效率高、运行性压力低等优点，广泛应用于污水深度处理、给水净化处理、食品及生物制药净化、浓缩分离等领域。

采用非溶剂致相变化法制备中空纤维膜，外凝固液和芯液的组分、浓度、温度以及芯液内部是否存在气泡对中空纤维膜的结构和性能具有绝对性作用。

其中，外凝固液使用量大，其组分、浓度和温度在生产过程中较为平稳，对中空纤维膜的性能影响较小；而芯液用量少，其组分混合程度、浓度、温度稳定以及芯液内部是否存在气泡是中空纤维膜制备的关键控制环节。

目前，芯液的配制及浓度、温度控制均以手动控制为主，而手动配制芯液需要长时间搅拌，工作量大、生产效率低，且存在芯液组分混合不均匀、液体中存在气泡以及浓度、温度波动大的问题，严重影响中空纤维膜的性能。同时，芯液配合过程中人员与溶剂直接或间接接触，存在较高的职业健康危害等风险。

综上所述，如何精确可靠地完成芯液的配制，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种中空纤维膜芯液配料系统，实现了芯液的自动配料，配制精确可靠，配料效率高。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种中空纤维膜芯液配料系统，包括配料罐、芯液罐、若干个原料罐以及PLC控制器，所述原料罐与所述配料罐之间设有原料供料管，所述配料罐和所述芯液罐之间设有配料供料管，所述芯液罐的出口处设有芯液供料管，所述原料供料管、所述配料供料管和所述芯液供料管均设有电磁阀和计量泵；

所述配料罐和所述芯液罐均设有搅拌组件和液位计，所述配料罐设有温控加热组件和超声波脱泡装置，所述电磁阀、所述计量泵、所述搅拌组件、所述液位计、所述温控加热组件和所述超声波脱泡装置均与所述PLC控制器信号连接。

优选的，所述芯液罐为双层夹套式结构，所述芯液罐包括筒体和用于隔绝芯液和循环水的夹套，所述夹套设置于所述筒体内，且所述夹套与所述筒体不连通；

所述筒体的下侧设有循环水进水口，所述筒体的上侧设有循环水出水口。

优选的，所述夹套的底部设有低于所述夹套的溢流板，所述溢流板与所述夹套的内底面和内表面连接，所述配料供料管设置于所述溢流板与所述夹套之间。

优选的，所述配料罐的顶部和所述芯液罐的顶部均设有用于平衡内外压力的自动排气阀。

优选的，所述搅拌组件包括螺旋搅拌杆和用于驱动所述螺旋搅拌杆的驱动电机，所述螺旋搅拌杆与所述驱动电机的输出轴连接；

所述螺旋搅拌杆安装于所述配料罐或所述芯液罐的顶部，且所述螺旋搅拌杆的轴线与所述配料罐或所述芯液罐的轴线共线。

优选的，所述温控加热组件包括设置于所述配料罐的出料侧的温度传感器和设置于所述配料罐下侧的电加热管，当所述温度传感器检测到温度达到设定温度时，所述PLC控制器控制所述电加热管停止加热。

优选的，所述超声波脱泡装置包括若干个设置于所述配料罐底部的超声波振子。

本实用新型提供的中空纤维膜芯液配料系统中，将原料供料管、配料供料管和芯液供料管可统称为供料管，PLC控制器可通过控制各供料管上的计量泵精确控制各组分的比例，通过搅拌组件使芯液内各组分充分混合均匀，通过温控加热组件精确控制芯液的温度，通过超声波脱泡装置除去芯液内的气泡，实现了对芯液的准确可靠配制。

同时，PLC控制器控制完成芯液的原料添加、混合、加热和脱泡过程，实现了芯液配料的自动化，无需人工操作，有效地降低了人工工作量，提高了芯液配制效率，并杜绝了溶剂等对员工的生命健康损害。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的中空纤维膜芯液配料系统的具体实施例的结构示意图；

图2为配料罐的结构示意图；

图3为芯液罐的结构示意图。

图1-图3中：

1为原料罐、2为配料罐、3为芯液罐、301为筒体、3011为循环水进水口、3012为循环水出水口、302为夹套、303为溢流板、4为供料管、401为原料供料管、402为配料供料管、403为芯液供料管、5为电磁阀、6为计量泵、7为螺旋搅拌杆、8为驱动电机、9为液位计、10为自动排气阀、11为温度传感器、12为电加热管、13为超声波振子。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种中空纤维膜芯液配料系统，实现了芯液的自动配料，配制精确可靠，配料效率高。

请参考图1-图3，图1为本实用新型所提供的中空纤维膜芯液配料系统的具体实施例的结构示意图；图2为配料罐的结构示意图；图3为芯液罐的结构示意图。

本实用新型提供的中空纤维膜芯液配料系统，包括配料罐2、芯液罐3、若干个原料罐1以及PLC控制器，原料罐1与配料罐2之间设有原料供料管401，配料罐2和芯液罐3之间设有配料供料管402，芯液罐3的出口处设有芯液供料管403，原料供料管401、配料供料管402和芯液供料管403均设有电磁阀5和计量泵6；配料罐2和芯液罐3均设有搅拌组件和液位计9，配料罐2设有温控加热组件和超声波脱泡装置，电磁阀5、计量泵6、搅拌组件、液位计9、温控加热组件和超声波脱泡装置均与PLC控制器信号连接。

请参考图1，原料罐1用于盛放溶剂或水，原料罐1的上方设有原料加料口，原料罐1的数量与实际生产中配料的组分数量确定；配料罐2用于对通过原料供料管401输送的各种原料进行配制；芯液罐3用于暂时储存配制好的芯液。原料罐1、配料罐2和芯液罐3的种类、结构和尺寸根据实际生产的需要确定，在此不再赘述。

原料供料管401一端与原料罐1的底部的出料口连接，另一端与配料罐2的顶部的进料口连接；配料供料管402一端与配料罐2的底部的出料口连接，另一端与芯液罐3的底部的进料口连接；芯液供料管403与芯液罐3底部的出料口连接。

原料供料管401、配料供料管402和芯液供料管403可统称为供料管4。供料管4上的电磁阀5用于控制供料管4的通断；原料供料管401上的计量泵6用于控制输出的原料的流量，以精确控制芯液组分比例。

根据计量泵6的转速和计量泵6的出口截面积，PLC控制器可计算获取输出原料的流量，通过控制进入配料罐2的各原料的流量控制芯液内各组分的比例。

为了方便PLC控制器控制芯液组分的比例，优选的，可以设置各原料供料管401的计量泵6的型号一致，以便通过控制计量泵6的转速比实现对配料罐2中芯液各组分的比例控制。

配料供料管402和芯液供料管403二者上的计量泵6用于控制输出的芯液流量，可配合PLC控制器和液位计9对配料罐2和芯液罐3进行液位监测。

配料罐2上设有搅拌组件、温控加热组件和超声波脱泡装置，以完成对芯液的搅拌配制、温度控制和除泡处理；配料罐2上设有液位计9，液位计9用于配合PLC控制器进行原料的进料控制。

搅拌组件用于对配料罐2内的芯液进行搅拌，使芯液的各组分充分混合、形成混合液。搅拌组件包括桨叶搅拌器、螺带式搅拌器（螺旋搅拌杆7）等搅拌器和搅拌器的动力源，搅拌器的具体种类、结构和型号根据实际生产中的需要参考现有技术确定。

优选的，搅拌组件可以包括螺旋搅拌杆7和用于驱动螺旋搅拌杆7的驱动电机8，螺旋搅拌杆7与驱动电机8的输出轴连接；螺旋搅拌杆7安装于配料罐2或芯液罐3的顶部，且螺旋搅拌杆7的轴线与配料罐2或芯液罐3的轴线共线。螺旋搅拌杆7设置于配料罐2或芯液罐3的顶部中央，有利于对配料罐2或芯液罐3内的芯液进行有效搅拌。

配料罐2的液位计9用于监测配料罐2内的液面高度，当液位计9检测到高液位时，PLC控制器控制各原料供料管401上的电磁阀5和计量泵6同时关闭，以停止进料；反之，当液位计9检测到低液位时，PLC控制器控制各原料供料管401上的电磁阀5和计量泵6同时开启，以进行进料。

芯液罐3的液位计9用于检测芯液罐3内的液面高度，当液位计9检测到高液位时，PLC控制器控制配料供料管402上的电磁阀5关闭，以停止芯液进液；反之，当液位计9检测到低液位时，PLC控制器控制配料供料管402的电磁阀5打开，以补充芯液罐3内的芯液。

温控加热组件用于对配料罐2内芯液进行加热，温控加热组件由温度传感器11和电加热管12等加热元件组成。

优选的，请参考图2，温控加热组件包括设置于配料罐2的出料侧的温度传感器11和设置于配料罐2下侧的电加热管12，当温度传感器11检测到温度达到设定温度时，PLC控制器控制电加热管12停止加热。

温度传感器11的种类、型号以及电加热管12的种类、型号和尺寸根据实际生产中的需要参考现有技术确定，在此不再赘述。

超声波脱泡装置用于除去配料罐2中芯液内的气泡，以免气泡过多影响中空纤维膜的质量。优选的，超声波脱泡装置包括若干个设置于配料罐2底部的超声波振子13。

超声波振子13的具体数量和分布根据实际生产中配料罐2的底面形状和尺寸确定，在此不再赘述。

本实施例提供的中空纤维膜芯液配料系统的芯液配料过程如下：

当配料罐2的液位计9检测到低液位时，PLC控制器控制各原料供料管401上的电磁阀5和计量泵6同时开启，将各原料罐1内的溶剂和水输送至配料罐2内；当配料罐2的液位计9检测到高液位时，PLC控制器控制各原料供料管401上的电磁阀5和计量泵6同时关闭，完成原料的加料过程。

PLC控制器控制配料罐2上的搅拌组件开启，对配料罐2内的混合液进行混合，并同时控制温控加热组件开启；待混合液搅拌均匀且混合液温度到达设定温度后，PLC控制器控制搅拌组件和温控加热组件关闭，完成芯液的配制过程。

当芯液罐3内的液位计9检测到低液位时，PLC控制器控制超声波振子13工作、对配料罐2内的芯液进行脱泡处理，到达脱泡时间后，PLC控制器关闭超声波振子13，并控制配料供料管402上的电磁阀5和计量泵6打开，以补充芯液罐3内的芯液；当芯液罐3内的液位计9检测到高液位时，PLC控制器控制配料供料管402上的电磁阀5和计量泵6关闭，完成芯液罐3的加料过程。

在本实施例中，PLC控制器可通过控制各供料管4上的计量泵6精确控制芯液各组分的比例，通过搅拌组件使芯液内各组分充分混合均匀，通过温控加热组件精确控制芯液的温度，通过超声波脱泡装置除去芯液内的气泡，实现了对芯液的准确可靠配制。

同时，PLC控制器控制完成芯液的原料添加、混合、加热和脱泡过程，实现了芯液配料的自动化，无需人工操作，有效地降低了人工工作量，提高了芯液配制效率，并杜绝了溶剂等对员工的生命健康损害。

优选的，请参考图1，配料罐2的顶部和芯液罐3的顶部均设有用于平衡内外压力的自动排气阀10。自动排气阀10的种类和型号根据实际生产的需要参考现有技术确定，在此不再赘述。

在上述实施例的基础上，为了保持芯液罐3内芯液的温度相对恒定，可以设置芯液罐3为双层夹套式结构，芯液罐3包括筒体301和用于隔绝芯液和循环水的夹套302，夹套302设置于筒体301内，且夹套302与筒体301不连通；筒体301的下侧设有循环水进水口3011，筒体301的上侧设有循环水出水口3012。

如图3所示，循环水由筒体301下侧的循环水进水口3011进入筒体301和夹套302之间，对夹套302内的芯液进行传热保温，并由筒体301下侧的循环水出水口3012流出，经加热器加热后循环水通过回流管道再次流入循环水进水口3011。

在本实施例中，循环水在筒体301和夹套302之间循环流动，对夹套302内的芯液进行保温，循环水保温的方式可避免因局部加热造成芯液内二次产生气泡的问题，芯液温度波动小，有利于提高产品性能稳定程度。

优选的，夹套302的底部设有低于夹套302的溢流板303，溢流板303与夹套302的内底面和内表面连接，配料供料管402设置于溢流板303与夹套302之间。

因此，芯液罐3进料时，配料供料管402内的芯液首先进入溢流板303与夹套302之间的区域，直到芯液超过溢流板303的高度后流入夹套302内，芯液注入速度相对缓慢，避免了因芯液快速注入芯液罐3造成二次气泡的产生，有利于进一步提高产品性能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的中空纤维膜芯液配料系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种中空纤维膜芯液配料系统，其特征在于，包括配料罐（2）、芯液罐（3）、若干个原料罐（1）以及PLC控制器，所述原料罐（1）与所述配料罐（2）之间设有原料供料管（401），所述配料罐（2）和所述芯液罐（3）之间设有配料供料管（402），所述芯液罐（3）的出口处设有芯液供料管（403），所述原料供料管（401）、所述配料供料管（402）和所述芯液供料管（403）均设有电磁阀（5）和计量泵（6）；

所述配料罐（2）和所述芯液罐（3）均设有搅拌组件和液位计（9），所述配料罐（2）设有温控加热组件和超声波脱泡装置，所述电磁阀（5）、所述计量泵（6）、所述搅拌组件、所述液位计（9）、所述温控加热组件和所述超声波脱泡装置均与所述PLC控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜芯液配料系统，其特征在于，所述芯液罐（3）为双层夹套式结构，所述芯液罐（3）包括筒体（301）和用于隔绝芯液和循环水的夹套（302），所述夹套（302）设置于所述筒体（301）内，且所述夹套（302）与所述筒体（301）不连通；

所述筒体（301）的下侧设有循环水进水口（3011），所述筒体（301）的上侧设有循环水出水口（3012）。

3.根据权利要求2所述的中空纤维膜芯液配料系统，其特征在于，所述夹套（302）的底部设有低于所述夹套（302）的溢流板（303），所述溢流板（303）与所述夹套（302）的内底面和内表面连接，所述配料供料管（402）设置于所述溢流板（303）与所述夹套（302）之间。

4.根据权利要求1-3任一项所述的中空纤维膜芯液配料系统，其特征在于，所述配料罐（2）的顶部和所述芯液罐（3）的顶部均设有用于平衡内外压力的自动排气阀（10）。

5.根据权利要求1-3任一项所述的中空纤维膜芯液配料系统，其特征在于，所述搅拌组件包括螺旋搅拌杆（7）和用于驱动所述螺旋搅拌杆（7）的驱动电机（8），所述螺旋搅拌杆（7）与所述驱动电机（8）的输出轴连接；

所述螺旋搅拌杆（7）安装于所述配料罐（2）或所述芯液罐（3）的顶部，且所述螺旋搅拌杆（7）的轴线与所述配料罐（2）或所述芯液罐（3）的轴线共线。

6.根据权利要求1-3任一项所述的中空纤维膜芯液配料系统，其特征在于，所述温控加热组件包括设置于所述配料罐（2）的出料侧的温度传感器（11）和设置于所述配料罐（2）下侧的电加热管（12），当所述温度传感器（11）检测到温度达到设定温度时，所述PLC控制器控制所述电加热管（12）停止加热。

7.根据权利要求1-3任一项所述的中空纤维膜芯液配料系统，其特征在于，所述超声波脱泡装置包括若干个设置于所述配料罐（2）底部的超声波振子（13）。

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