CN219926665U - 一种制膜用液浴处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及膜件成型设备的技术领域，特别是涉及一种制膜用液浴处理装置，包括：液浴箱，用于盛放浴液；输送辊，转动连接于所述液浴箱内部，用于在液浴箱内输送膜件；所述液浴箱内部设置有换热管，所述换热管内通入有换液介质；所述液浴箱外设置有连接于换热管的循环箱；所述换热管与所述膜件之间具有传热空间。本实用新型具有以下效果：将浴液通过换热管的方式加入至液浴箱内，浴液的流动更换均在换热管内进行，首先对于原本位于液浴箱内的浴液几乎没有影响，提高膜件成型质量。

Description

一种制膜用液浴处理装置

技术领域

本实用新型涉及膜件成型设备的技术领域，特别是涉及一种制膜用液浴处理装置。

背景技术

膜体在大量的生物医药、微电子、半导体中使用较多，其中膜体中有两种较为典型的带有微孔的膜体形态，包括中空纤维膜体以及平面型膜体。

其中，中空纤维膜是指外形像纤维状，具有自支撑作用的膜。中空纤维膜是以聚砜、二甲基乙酰胺为原料加工成中空内腔的纤维丝，再除以高渗透性聚合物，具有选择性渗透特性。由于水蒸气、氢、氨和二氧化碳渗透较快,而甲烷、氮、氩、氧和一氧化碳等渗透较慢,这样就使渗透快的与渗透慢的分离。

中空纤维膜的成型过程，可为如申请号为CN202210434903.5的发明申请中记载有一种中空纤维异质膜及其制备方法和应用。以聚-4-甲基-1-戊烯作为膜材料，邻苯二甲酸二辛酯作为稀释剂，通过热致相分离法制备氧合膜。通过在铸膜液中共混两亲嵌段共聚物，混合均匀的铸膜液经喷丝头挤出后在冷却水浴处，发生相分离固化的同时，亲水链段自发向膜表面富集，疏水段则锚定聚合物基体，实现对于膜的原位表面改性，后续再经萃取、干燥等得到具有亲水表面和疏水主体的异质PMP氧合膜。

而平面型膜体的成型过程，可为如申请号为CN200510086337.X的发明申请中公开了热致相分离工艺制备聚偏氟乙烯(PVDF)平板微孔膜的方法，步骤如下：将PVDF与稀释剂加入高温反应器，其中聚偏氟乙烯的质量百分含量为25％～35％，稀释剂的质量百分含量为65％～75％，将两者混合加热并充分搅拌，待聚合物完全溶解成均相溶液后，停止加热，脱泡，静置，制得铸膜液；将模具预热；将铸膜液倒入模具压延成型后立即置于冷却环境中降温冷却，使聚合物结晶固化成膜；将形成的膜片从模具中取出，放入萃取剂中萃取稀释剂，即得聚偏氟乙烯平板微孔膜。

以上为两种膜体较为典型的利用热致相分离的方法，其中对于中空纤维膜中需要在冷却水内进行冷却，在平面平板膜中需要至于冷却环境中进行冷却，同时在制备后，对于膜体还可能进行拉伸的操作，拉伸的操作情况为加热的环境中进行拉伸，使得管状的膜丝拉伸变长，扩大成型孔的孔径，或者使得平板微孔膜的面积扩大，也同样为了扩大孔径；还例如上述的萃取稀释剂的过程，需要在特定的温度中进行的制备工艺，均可通过液浴的方式实现。

以下通过中空纤维膜在挤出后通过冷却水浴的情况举例，在凝固浴时，膜件将会进入至低温的凝固箱内，通过与浴液进行接触，实现定型的效果，随着不断的凝固进行，浴液将会升温，一般情况下需要不断补充或者循环冷换热液体，以使得浴液保持在合适的温度范围内。而一般在循环或者直接补充浴液时，会对原本浴液造成影响，一来液体补充后会导致局部温度较低，局部的温度变化，可能导致膜件部分凝固的温度不同，二来补充液体时也将会导致液体流动，无规则流动可能会造成在定型过程中膜件受到作用力，导致膜件形变。

实用新型内容

为了减小在调节浴液温度时对膜件的影响，本实用新型提供了一种制膜用液浴处理装置。

本申请提供的一种制膜用液浴处理装置，采用如下的技术方案：一种制膜用液浴处理装置，包括：

液浴箱，用于盛放浴液；

输送辊，转动连接于所述液浴箱内部，用于在液浴箱内输送膜件；

所述液浴箱内部设置有换热管，所述换热管内通入有换液介质；

所述液浴箱外设置有连接于换热管的循环箱，所述循环箱设置有用于驱使换液介质在换热管和循环箱之间循环运动的动力泵；所述换热管与所述膜件之间具有传热空间。

通过采用上述技术方案，更换了整体的控温方式，将浴液通过换热管的方式加入至液浴箱内，换热介质的流动更换均在换热管内进行，首先对于原本位于液浴箱内的浴液几乎没有影响，也不会产生上述的对膜件额外的作用力，其次在换热管内的温度较低的换热介质通过换热的方式与温度较高的浴液换热，换热均匀度较高；另外在实际的布置当中，膜件将会在液浴箱内运动一段距离，这样能够对膜件均起到较为均匀的换热效果，提高膜件成型质量。

优选的，令膜件运动的轨迹面为输送面，所述液浴箱内具有平行于所述输送面的换热面，所述换热管位于换热面内，所述输送辊设置有两根，两根所述输送辊之间为换热区，所述换热面为一水平面；或，所述换热面为一水平面以及延伸至输送辊两侧的弯曲面。

通过采用上述技术方案，当液浴对象为多根并列的中空纤维膜或者为一平板膜时，设置两根输送辊，能够使得膜件在两根输送辊之间持续运动一端距离，此时膜件能够较为充分地接触浴液，提升凝固成型的效果，而换热管的存在位置可仅为此段平行处，也可将膜件进入和出液的位置通过弯曲面进行弥补。

优选的，所述换热管呈折线形设置在换热面内。

通过采用上述技术方案，换热管能够通过折线形的方式尽可能将换热面补充，尽可能使得可换热的部分也成面，提升换热的效果。

优选的，所述换热管包括多根依次连接的竖直段和弯曲段，相邻两个所述弯曲段对向设置。

通过采用上述技术方案，在运动的过程中，竖直段内的流体运动将较为均匀，且弯曲段中心对称设置，能够使得整体的换热管能够具有较为均匀的温度面。

优选的，所述弯曲段的内径为a，所述竖直段的内径为b，a小于b，且a大于0.9b，所述竖直段和/或所述弯曲段的端部内壁具有过渡段。

通过采用上述技术方案，由于换热介质将会在换热管内进行循环，而换热介质难免夹杂着一些杂质，流动的过程中在弯曲部能容易留存一些杂质或者形成一些水垢，而同时管内部是很难清理的，在将弯曲段的部分设置为缩径，在内径缩小的情况下，换热管内的流速将会相对加快，从而便于将杂质带出弯曲段，或者减小弯曲段留存杂质的可能性。

优选的，所述竖直段沿膜件运动方向间隔设置。

通过采用上述技术方案，将竖直段如此设置后，能够适配于两端为弯曲的形状，便于换热管整体成型，并且在两根输送辊之间的距离较大时，若膜件具有部分下垂的情况，也可使得总体的便于适配于膜件的实际状态，也就是可以实现适配的调整；此外较短的竖直段内浴液的温度较为均匀，故类似在膜件运动方向上能够有阶梯式的变化，与膜件本身输送过程中的温度可适配，例如调整换热管内的浴液的进向，能够形成对于膜件的运动方向先冷后暖或先暖后冷的液体温度阶梯，适配于不同的定型要求。

优选的，所述换热管呈螺旋状，且所述换热管整体延伸方向平行于膜件运动方向，膜件穿过螺旋状的所述换热管。

通过采用上述技术方案，膜件在运动的过程中，换热管形成的螺旋状结构能够形成一个回环的换热空间，相当于在360°上都能进行降温换热，大大提升降温的效果，此种方式更加适合于单根中空纤维膜在液浴时的使用状态。

优选的，位于首尾位置的竖直段穿过所述液浴箱的侧壁，所述液浴箱外壁设置有用于密封所述竖直段连接处的密封件，所述密封件包括设置在液浴箱外壁上且供竖直段穿设的螺纹套、套设于竖直段且螺纹连接于螺纹套的密封盖，所述螺纹套远离液浴箱的一端设置有形变环，所述形变环远离圆心侧具有形变槽。

通过采用上述技术方案，竖直段穿设在液浴箱的侧壁，密封盖和螺纹套在固定时，能够将竖直段与液浴箱侧壁之间的间隙进行封闭，在密封盖拧紧的过程中，将会挤压在形变环上，由于形变槽的存在，形变环将会朝圆心侧凸起，此时将会抵触在螺纹套与竖直段之间的间隙从而将其进行封堵，实现密封的效果。

优选的，所述形变环的内径小于所述螺纹套。

通过采用上述技术方案，由于在挤压后才会朝圆心侧形变，使得形变环内径较小时，能够在竖直段插入时减小其与形变环抵触的可能性。

优选的，所述形变环远离螺纹套的一侧具有联动环，所述联动环外径小于所述螺纹套，其内径等于所述螺纹套。

通过采用上述技术方案，在密封盖进行抵触时，将会与联动环接触，此时联动环随之滑动，其外径小于螺纹套并不会螺纹接触，仅为滑动，同时由于内径等于螺纹套，联动环能够被限位在竖直段上进行滑动。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：将浴液通过换热管的方式加入至液浴箱内，浴液的流动更换均在换热管内进行，首先对于原本位于液浴箱内的浴液几乎没有影响，也不会产生上述的对膜件额外的作用力，其次在换热管内的温度较低的换热介质通过换热的方式与温度较高的浴液换热，换热均匀度较高；

另外在实际的布置当中，膜件将会在液浴箱内运动一段距离，而换热管的布置位置将会位于与输送运动面平行的换热面中，故热交换的距离和输送面平行，这样能够对各个位置的膜件均起到较为均匀的换热效果，提高膜件成型质量。

附图说明

图1是液浴箱内部的结构示意图；

图2是液浴箱内部结构的主视图，用于展示输送面和换热面；

图3是在膜件上下两侧均设置换热管的结构示意图；

图4是换热管为斜线段时的示意图；

图5是换热管为连续波浪段时的示意图；

图6是换热管的剖视图；

图7是实施例2中液浴箱内部的结构示意图；

图8是实施例3中换热管为螺旋状的结构示意图；

图9是实施例4中换热管与液浴箱侧壁之间的连接关系示意图；

图10是图7中A部分的放大示意图，用于展示密封件。

附图标记说明：100、液浴箱；110、输送辊；120、换热区；121、输送面；122、换热面；130、换热管；131、竖直段；132、弯曲段；133、过渡段；140、循环箱；141、动力泵；150、密封件；151、螺纹套；152、密封盖；153、抵接边；154、形变环；155、形变槽；160、联动环。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

本申请实施例公开了一种制膜用液浴处理装置，参照图1、图2，包括用于盛放浴液的液浴箱100、输送辊110，本实施例中输送辊110设有两根，在其他实施例中也可为单独一根。两根输送辊110均转动连接在液浴箱100的内壁上，在液浴箱100上设置有驱使输送辊110转动的驱动电机，可通过齿轮驱动也可通过皮带传动。

本实施例中以多根中空纤维管状膜进行输送，且为需要将其进行冷却时的工况为例进行说明，膜件贴附在输送辊110下侧，且位于输送辊110的下侧运动，在两根输送辊110之间的区域为换热区120，此部分的膜件将会完全接触于浴液。输送辊110的转动轴线位于一个水平面上，故膜件的运动平面也为水平，令多根膜件运动的轨迹面为输送面121，在液浴箱100内具有平行于输送面121的换热面122，换热面122位于输送面121远离输送辊110的一侧。本实施例中，液浴箱100内还设置有位于换热面122内的换热管130，在换热管130内通入有换热介质，本实施例中换热介质为水，也可为换热气体或其他。在其他实施例中，换热介质可以用来降温、升温或者用于调节温度。

本申请的技术方案可适用于中空管状膜，也可适用于一整张的平板膜的凝固成型方式，而中空管状膜，可为氧合膜件或脱气膜件，同时一般膜件在凝固的过程中，将会并列设置有多根，近似于一个平面。本实施例中换热管130仅设置在输送辊110下方，在其他实施例中也可将换热管130在输送辊110上下两侧均设置(如图3)，也可在上下左右四个侧面均设置输送辊110，其实际的设置方式根据需求不同进行调整。

本实施例中换热面122为一水平面，换热管130呈折线形设置在换热面122内，例如连续多段斜线段(如图4)，也可为连续波浪段(如图5)，折线形的设置能够使得换热管130尽可能完全填充在换热面122内。本实施例中换热管130包括依次连接的竖直段131和弯曲段132，整体呈类似蛇形，而相邻的两个弯曲段132对向设置。其具体的设置方式为竖直段131沿膜件运动方向间隔设置，与竖直段131平行于膜件运动方向的设置方向相比，此种竖直段131相对较短，也能适配于膜件整体的形态，例如当两根输送辊110之间的距离稍大时，膜件中部将会下垂一段距离，在换热区120内的膜件将会呈弧形，此时竖直段131也可适配于弧形的膜件状态，且竖直段131还是保持直线状，提升流动的顺畅性。

参照图1、图6，位于首尾位置的竖直段131穿过液浴箱100的侧壁，这样能够使得换热介质能够尽可能减小在换热面122内的弯折次数，因为在实际的换热液体循环的过程中，杂质可能留存在弯曲段132处，故在本实施例中弯曲段132的内径为a，竖直段131的内径为b，需要设置a小于b，这样弯曲段132的内径小于竖直段131，在内径缩小情况下，将会使得流体加速，从而减小杂质留存的可能性，也能够将管道内的水垢清除。但需要注意的是为了避免缩径的程度过大造成换热管130内的液体紊流，a需大于0.9b，同时竖直段131和/或弯曲段132的端部内壁具有过渡段133，本实施例中在竖直段131和弯曲段132的端部均有过渡段133，用于线性变化管道内径。

参照图1、图2，液浴箱100外设置有连接于换热管130的循环箱140，循环箱140设置有用于驱使换热液体在换热管130和循环箱140之间循环运动的动力泵141，在循环箱140内的换热液体可通过风冷的方式进行降温，例如通过在循环箱140内增加带有气孔的气管，排气的过程中使得液体内部能够进行空气换热，或者可使得循环箱140内的液体倾倒至另一个水箱内，在此过程中与空气换热，等等。值得注意的是，换热液体进入端换热管130的温度较低，离开端温度较高，而为了能够均匀冷却，防止使得膜件温度骤降，靠近膜件进入端为换热管130离开端，此时换热管130内的换热液体温度稍高，不会使得膜件温度骤降，整体能够提升降温均匀性，当然在其他实施例中也可反向设置，根据实际冷却需要或者膜件需要进行变换。

本实施例1的实施原理：膜件在运动的过程中，进入至浴液中，此时换热管130温度相对较高的一端位于膜件下方，通过热传递对膜件进行降温，膜件在换热区120内运动时，能够较为均匀地与浴液进行换热凝固定型。而在换热管130内，换热液体在运动至弯曲段132时，将会加速，从而减小杂质留存在弯道处的可能性。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于，参照图7，本实施例中换热面122为一水平面以及延伸至输送辊110两侧的弯曲面。故在本实施例中换热管130的两端也将呈弯曲形状，得益于竖直段131与弯曲段132的排列方式与方向，换热管130两端能够上翘适配于膜件的运动方向，对于膜件在浴液内的运动路线均可进行凝固定型。

实施例3：

与实施例1的不同之处在于，参照图8，本实施例中的换热管130并非折线形设置，换热管130呈螺旋状设置在液浴箱100内，其形成的螺旋状结构类似于弹簧，整体延伸方向平行于膜件的运动方向，换热管130的首尾也均穿过液浴箱100两侧的侧壁。

本实施例中膜件将会从换热管130中部穿过，换热管130将会形成环状的换热空间，对于膜件周侧均可均匀换热，尤其对于单根膜件的成型方式中，本实施例的换热管130更加适合，同时与实施例1不同的是，非折线形设置，能够减小换热液体中的杂质留存在某个弯曲处的可能性。

实施例4：

与实施例1的不同之处在于，参照图,9、图10，液浴箱100外壁设置有用于密封竖直段131的密封件150，密封件150包括设置在液浴箱100外壁上且供竖直段131穿设的螺纹套151、套设于竖直段131且螺纹连接于螺纹套151的密封盖152。在本实施例中，首尾位置的竖直段131具有抵接边153，其中螺纹套151远离液浴箱100的一端设置有形变环154，形变环154可为塑料材质也可为橡胶材质，其具有挤压形变的性质即可，为了便于其形变，形变环154远离圆心侧具有形变槽155。

同时在形变环154远离螺纹套151的一侧具有联动环160，本实施例中联动环160外径小于螺纹套151，其内径等于螺纹套151。在竖直段131插入时，抵接边153将会抵触在联动环160上，为了减小形变环154的插入时的影响，形变环154的内径小于螺纹套151，同时联动环160的运动其外壁不会与螺纹接触，同时内径能够远着竖直段131进行滑移，从而对形变环154施加作用力，由于形变槽155的存在形变环154将会朝圆心侧运动，实现密封的效果。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种制膜用液浴处理装置，包括：

液浴箱，用于盛放浴液；

输送辊，转动连接于所述液浴箱内部，用于在液浴箱内输送膜件；

其特征在于：所述液浴箱内部设置有换热管，所述换热管内通入有换热介质；

所述液浴箱外设置有连接于换热管的循环箱，所述循环箱设置有用于驱使换热介质在换热管和循环箱之间循环运动的动力泵；所述换热管与所述膜件之间具有传热空间。

2.根据如权利要求1所述的一种制膜用液浴处理装置，其特征在于：令膜件运动的轨迹面为输送面，所述液浴箱内具有平行于所述输送面的换热面，所述换热管位于换热面内，所述输送辊设置有两根，两根所述输送辊之间为换热区，所述换热面为一水平面；或，所述换热面为一水平面以及延伸至输送辊两侧的弯曲面。

3.根据如权利要求2所述的一种制膜用液浴处理装置，其特征在于：所述换热管呈折线形设置在换热面内。

4.根据如权利要求1或3所述的一种制膜用液浴处理装置，其特征在于：所述换热管包括多根依次连接的竖直段和弯曲段，相邻两个所述弯曲段对向设置。

5.根据如权利要求4所述的一种制膜用液浴处理装置，其特征在于：所述弯曲段的内径为a，所述竖直段的内径为b，a小于b，且a大于0.9b，所述竖直段和/或所述弯曲段的端部内壁具有过渡段。

6.根据如权利要求5所述的一种制膜用液浴处理装置，其特征在于：所述竖直段沿膜件运动方向间隔设置。

7.根据如权利要求1所述的一种制膜用液浴处理装置，其特征在于：所述换热管呈螺旋状，且所述换热管整体延伸方向平行于膜件运动方向，膜件穿过螺旋状的所述换热管。

8.根据如权利要求4所述的一种制膜用液浴处理装置，其特征在于：位于首尾位置的竖直段穿过所述液浴箱的侧壁，所述液浴箱外壁设置有用于密封所述竖直段连接处的密封件，所述密封件包括设置在液浴箱外壁上且供竖直段穿设的螺纹套、套设于竖直段且螺纹连接于螺纹套的密封盖，所述螺纹套远离液浴箱的一端设置有形变环，所述形变环远离圆心侧具有形变槽。

9.根据如权利要求8所述的一种制膜用液浴处理装置，其特征在于：所述形变环的内径小于所述螺纹套。

10.根据如权利要求9所述的一种制膜用液浴处理装置，其特征在于：所述形变环远离螺纹套的一侧具有联动环，所述联动环外径小于所述螺纹套，其内径等于所述螺纹套。