CN220633763U - 一种分体式中空纤维柱式膜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及过滤膜技术领域，公开了一种分体式中空纤维柱式膜，包括上端盖、筒体、超滤膜滤芯、下端盖，分体式铸胶件上端与上端盖可拆卸密封连接，下端与筒体可拆卸连接密封连接，膜丝位于筒体的内部，筒体的下端与下端盖可拆卸密封连接，上端盖上设置有产水口，产水口与膜丝的出水口连通，所上端盖上设置有浓水出口，分体式铸胶件上开设有浓水通道，浓水出口通过浓水通道与筒体连通，下端盖上设置有进水口和进气口，进水口和进气口与筒体连通。本实用新型提供一种结构更简单，拆卸更方便，运行更稳定，清洗更彻底，能有效节约资源的分体式中空纤维柱式膜。

Description

一种分体式中空纤维柱式膜

技术领域

本实用新型涉及过滤膜技术领域，特别涉及一种分体式中空纤维柱式膜。

背景技术

2020年我国膜工业总产值达到3100亿元，并持续保持15％左右的年增长率，在膜产品领域的产品国产化率达到65％以上。中空纤维柱式膜产品，作为工业领域应用最广泛的膜产品之一，是中水回用的核心设备。

目前市场上的柱式膜产品大部分是一次性使用，当膜丝到达使用寿命后，整支膜一起更换。

中国专利CN212188612U公开了一种新型超滤膜组件，包括承压外壳和超滤膜组，该结构形式是市面上最常见的柱式膜的结构形式。包括陶氏化学，GE等进口品牌和众多国产品牌均为这种结构形式，所不同之处，在于进出水口的位置和膜柱的直径长度，封装面积和做工优劣的区别。

中国专利CN208049717U公开了跨温差可拆卸式滤膜组件，其主要特点是组合灵活，可通过打开进出水的控制阀门或者封盖，使大孔的膜原件参与产水作业，满足低温时的通量要求。但其并未解决膜丝和膜壳分离的问题，更换时也需要进行整体更换。

中国专利CN 216572476 U公开了滤芯可拆洗的柱式膜组件，膜壳的内部设置有由膜丝均匀分散浇铸的滤芯，滤芯的两端均设置有密封板，膜壳的两端均设置有水封头，水封头的端部贯穿有空芯螺丝，通过设计的空芯螺丝、膜壳、滤芯和水封头，空芯螺丝、膜壳、滤芯和水封头，通过机械连接，进而可以将其拆分为多个部件进行清洗维护，实现部件的重复利用，降低使用成本。但其拆分的多个部件中，过滤膜部分并不能拆分出来进行独立清洗。

中国专利CN202237812U公开了一种可拆卸式柱式膜组件，该可拆卸式柱式膜组件外部、内部可拆卸，能降低膜壳的报废处置，但该结构的产品制作工序复杂，拆装工序繁多，同时存在着容易漏水的风险，由于存在诸多缺陷，市场上并未见到有该结构的产品推广使用。

通过对市场上销售的产品及相关文献资料的记载，现有的中空纤维柱式膜组件普遍存在一次性使用，膜丝老化后进行整体更换等问题，少数文献提到可拆卸，但大幅度增加了生产难度，拆装的方式复杂，缺陷较多，并不具备市场推广的前景。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种分体式中空纤维柱式膜，具有能耗低，抗污染能力强，结构更简单，拆卸更方便，清洗更彻底的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：包括上端盖、筒体、超滤膜滤芯、下端盖，所述超滤膜滤芯包括分体式铸胶件和膜丝，所述膜丝的一端与分体式铸胶件封装固定，所述膜丝与分体式铸胶件固定的一端设置有出水口，所述膜丝延伸至分体式铸胶件端面，且出水口和外界连通。

所述膜丝远离分体式铸胶件的一端封闭，所述分体式铸胶件上端与上端盖可拆卸密封连接，下端与筒体可拆卸连接密封连接，所述膜丝位于筒体的内部，所述筒体的下端与下端盖可拆卸密封连接，所述上端盖上设置有产水口，所述产水口与膜丝的出水口连通，所述上端盖上设置有浓水出口，所述分体式铸胶件上开设有浓水通道，所述浓水出口通过浓水通道与筒体连通，所述下端盖上设置有进水口和进气口，所述进水口和进气口与筒体连通。

通过采用上述技术方案，超滤膜滤芯通过与上端盖和筒体都采用可拆卸连接的方式连接，当需要对超滤膜滤芯进行更换或者清洗的时候，将超滤膜滤芯拆卸出来，从筒体中取出，进行清洗或更换，非常方便。

作为本实用新型的进一步设置，所述下端盖中可拆卸设置有曝气器，所述曝气器与进气口连通。

通过采用上述技术方案，在使用的过程中，膜丝上会附着污垢，导致柱式膜的过滤效果变差，曝气器可以将进气口输送进筒体的气体进行均匀释放，从而对所有膜丝表面进行冲洗，避免污垢粘附在膜丝表面，提升过滤效果。

作为本实用新型的进一步设置，所述曝气器包括圆柱形的外壳，所述外壳上端设置有分气腔，将外壳的上端封闭，所述外壳的下端敞开，所述分气腔下方设置有进气管，所述进气管与分气腔连通，所述进气管与进气口连通，所述进气管与外壳之间设置有若干隔板，所述隔板将外壳内部分隔为若干个独立的曝气腔，每个所述曝气腔中设置有进气支管，所述进气支管与分气腔连通，每个曝气腔中还设置有曝气支管，所述分气腔相对应的位置设置有曝气支管插孔，所述曝气支管包括支管一和支管二，所述支管一和支管二的底部通过弧形管连通，所述支管一通过曝气支管插孔穿过分气腔延伸至曝气器的上端，所述进气支管的底部低于弧形管的底部。

通过采用上述技术方案，曝气器能够达到放大气量的效果，具体来说，进气时，压缩空气通过进气口进入进气管，进气管将空气引入分气腔中，分气腔再将空气分配给每个进气支管，进气支管将空气排出到每个独立的曝气腔中，空气从进气支管中排出之后，向上运动至曝气腔的顶部，随着空气的越来越多，空气将曝气腔中的原水排出，当曝气腔中充满原水时，曝气支管中也是充满原水的，当空气将曝气腔中的原水排出时，也将曝气支管中的原水挤出，而曝气腔的原水高度是和曝气支管中原水的高度是保持一致的，当曝气腔的原水高度高于曝气支管中弧形管的最低点时，曝气支管中的原水无法排净，导致空气无法经过曝气支管进入筒体内部，当曝气腔的原水高度低于曝气支管中弧形管的最低点时，空气会将曝气支管中的原水完全排净，空气会从支管二通过弧形管再经过支管一通入到筒体内部，空气通过曝气支管通入到筒体内部时，这个过程中，曝气腔中的液面逐渐身高，由于曝气支管的结构，只有液面到达支管二的端口时，原液才能通过支管二进入到曝气支管中，那么在这个过程中，空气会持续的从曝气腔通过曝气支管进入到筒体内部，从而大大增加了曝气器的排气量，起到放大气量的效果，而当曝气腔中的空气通过曝气支管排空之后，曝气支管再次灌注原液，等待曝气腔中的液面低于曝气支管最低端时，再次进行排气。

作为本实用新型的进一步设置，所述曝气器位于进水口的下方。

通过采用上述技术方案，避免进水口的水流影响到曝气效果。

作为本实用新型的进一步设置，所述曝气支管一插入曝气支管插孔与曝气器连接的方式包括卡扣连接或密封圈连接。

作为本实用新型的进一步设置，所述膜丝远离分体式铸胶件的一端为自由分散状态。

通过采用上述技术方案，一端为分散状态的膜丝可以使超滤膜运行过程中，在下端拥有更好的自由度，特别是当进行气洗的过程中，从进气口进入的气体能更好的冲刷膜丝的外表面，从而提升了气洗的效率。

作为本实用新型的进一步设置，所述膜丝远离分体式铸胶件的一端为有序结构。

作为本实用新型的进一步设置，所述膜丝分成若干组，每组膜丝远离分体式铸胶件的一端封装在软胶条中。

通过采用上述技术方案，膜丝在使用过程中不容易缠绕，水流和气流的流动更加通畅，能有效的提高膜产品的抗污染能力和产品使用通量。

作为本实用新型的进一步设置，所述浓水通道包括设置在分体式铸胶件上端的连接孔，所述连接孔不贯穿分体式铸胶件，所述分体式铸胶件底部位于连接孔的外侧设置有环形槽，所述连接孔与环形槽之间的分体式铸胶件侧壁上开设有若干分布孔，所述分布孔沿连接孔的径向均匀分布。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用分体式结构，膜丝可以从筒体中单独取出，当膜丝被污染通量降低需要清洗时可以将包超滤膜滤芯单独取出进行清洗，从而更好的恢复膜产品的通量。由于膜丝本身比较脆弱，复杂的拆装过程不仅容易损坏膜丝，更会让拆装的成本大于实际的收益，使得产品无法实际应用，本实用新型设计的结构更加合理，装拆更加方便，膜丝更容易清洗通量恢复更彻底，同时膜丝不容易受损伤，具备极高的应用价值。

2、膜丝的使用寿命一般在3年以上，而膜壳的使用寿命一般在10年以上，本实用新型通过将传统柱式膜的一体式结构改为分体式结构，当膜丝的使用寿命到期时可以将膜丝进行更换而保留膜壳继续使用，从而大幅度降低了更换成本，减少了对有效资源的浪费。

3、采用气量放大的曝气结构，能够在提升产品曝气效率延缓膜污染速度的同时，有效的降低设备运行的成本。

4、超滤膜滤芯采用下端多个条状分开封装的有序结构，膜产品在使用过程中不容易缠绕，水流和气流的流动更加通畅，能有效的提高膜产品的抗污染能力和产品使用通量。

5、本实用新型中的下端条状分开封装的有序结构，配合气量放大的曝气结构，运行过程中相互协同，能极大的提升膜产品的设计通量、抗污染能力和使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例整体结构剖切视图；

图2是是本实施例超滤膜滤芯结构示意图；

图3是本实施例曝气器结构示意图；

图4是本实施例曝气器剖切结构示意图；

图中1、上端盖，11、产水口，12、浓水出口，13、浓水通道，131、连接孔，132、环形槽，133、分布孔，2、筒体，3、超滤膜滤芯，31、分体式铸胶件，32、膜丝，33、出水口，4、下端盖，41、进水口，42、进气口，5、曝气器，51、外壳，52、分气腔，53、进气管，54、隔板，55、曝气腔，56、进气支管，57、曝气支管，571、支管一，572、支管二，573、弧形管。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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。

实施例一

一种分体式中空纤维柱式膜，参考图1至图4，包括上端盖1、筒体2、超滤膜滤芯3、下端盖4，超滤膜滤芯3包括分体式铸胶件31和膜丝32，膜丝32的一端与分体式铸胶件31封装固定，膜丝32与分体式铸胶件31固定的一端设置有出水口33，膜丝32延伸至分体式铸胶件31端面，且出水口33和外界连通，膜丝32远离分体式铸胶件31的一端封闭，具体来说，膜丝32上端与分体式铸胶件31封装固定的方式包括用胶水封装，使膜丝32一端固定，分体式铸胶件31下方的部分设置在筒体2中，原水进入筒体2之后，原水经过膜丝32过滤之后，过滤水进入膜丝32内部，并从膜丝32的出水口33流出，得到过滤水；

分体式铸胶件31上端与上端盖1可拆卸密封连接，下端与筒体2可拆卸连接密封连接，膜丝32位于筒体2的内部，筒体2的下端与下端盖4可拆卸密封连接，具体来说，可拆卸连接的方式包括通过卡箍进行固定，上端盖1、分体式铸胶件31、筒体2以及下端盖4连接的部分均设置有类卡盘的结构，然后使用两个半圆形卡箍将类卡盘结构卡接固定，同时，在两个类卡盘结构相接时，在其中设置密封圈，从而达到密封的效果，从而实现可拆卸密封连接，而通过这种可拆卸连接的结构形式，当需要对超滤膜滤芯3进行过滤时，只需将卡箍拆卸，上端盖1、超滤膜滤芯3和筒体2即可分离，从而可以非常方便的取出超滤膜滤芯3，对超滤膜滤芯3进行更换和清洗；

上端盖1上设置有产水口11，产水口11与膜丝32的出水口33连通，上端盖1上设置有浓水出口12，分体式铸胶件31上开设有浓水通道13，浓水出口12通过浓水通道13与筒体2连通，下端盖4上设置有进水口41和进气口42，进水口41和进气口42与筒体2连通，在具体的工作过程中，进水口41连接原水通道，原水经过进水口41进入筒体2中，进气口42向筒体2内部输入空气，对膜丝32进行气洗，原水经过膜丝32的过滤之后，通过膜丝32内部的通道向膜丝32的出水口33流出，在经过上端盖1的产水口11流出，得到过滤水，至于原水过滤之后剩余的污垢液，则通过分体式铸胶件31上的浓水通道13流出，再通过上端盖1上的浓水出口12排出，进气口42输入的用于气洗的空气也从浓水出口12排出；

作为进一步的设置，为了避免浓水通道13的堵塞，使浓水能够更加均匀的从筒体2流入浓水通道13再从浓水出口12排出，在浓水通道13处设置有液体分布结构，具体来说，浓水通道13包括设置在分体式铸胶件31上端的连接孔131，连接孔131不贯穿分体式铸胶件31，分体式铸胶件31底部位于连接孔131的外侧设置有环形槽132，连接孔131与环形槽132之间的分体式铸胶件31侧壁上开设有若干分布孔133，分布孔133沿连接孔131的径向均匀分布，通过这种设置，能够让水流更均匀，里面的污染物更容易均匀流出。

下端盖4中可拆卸设置有曝气器，曝气器与进气口42连通，进气口42通入的空气经过曝气器排入筒体2中，曝气器可以将进气口42输送进筒体2的气体进行均匀释放，从而对所有膜丝32表面进行冲洗。

而为了气洗的效果更好，曝气器具有放大气量的功能，具体来说，曝气器包括圆柱形的外壳51，外壳51上端设置有分气腔52，将外壳51的上端封闭，外壳51的下端敞开，分气腔52下方设置有进气管53，进气管53设置在外壳51的中心轴线上，进气管53一端与分气腔52连通，另一端与进气口42连通，进气管53与外壳51之间沿外壳51的径向方向设置有若干隔板54，隔板54将外壳51内部分隔为若干个独立的曝气腔55，每个曝气腔55中设置有进气支管56，进气支管56与分气腔52连通，进气支管56的长度不超过外壳51的底部，每个曝气腔55中还设置有曝气支管57，分气腔52相对应的位置设置有曝气支管57插孔，曝气支管57包括竖直设置的支管一571和支管二572，支管一571和支管二572的底部通过弧形管573连通，使得支管一571、支管二572弧形管573形成U形结构，且支管一571长于支管二572，支管一571通过曝气支管57插孔穿过分气腔52延伸至曝气器的上端，支管二572则位于曝气腔55室中，并且支管二572的端口靠近分气腔52侧壁，进气支管56的底部低于弧形管573的底部；

该曝气器的结构能够达到放大气量的效果，具体来说，进气时，压缩空气通过进气口42进入进气管53，进气管53将空气引入分气腔52中，分气腔52再将空气分配给每个进气支管56，进气支管56将空气排出到每个独立的曝气腔55中，空气从进气支管56中排出之后，向上运动至曝气腔55的顶部，随着空气的越来越多，空气将曝气腔55中的原水排出，当曝气腔55中充满原水时，曝气支管57中也是充满原水的，当空气将曝气腔55中的原水排出时，也将曝气支管57中的原水挤出，而曝气腔55的原水高度是和曝气支管57中原水的高度是保持一致的，当曝气腔55的原水高度高于曝气支管57中弧形管573的最低点时，曝气支管57中的原水无法排净，导致空气无法经过曝气支管57进入筒体2内部，当曝气腔55的原水高度低于曝气支管57中弧形管573的最低点时，空气会将曝气支管57中的原水完全排净，空气会从支管二572通过弧形管573再经过支管一571通入到筒体2内部，空气通过曝气支管57通入到筒体2内部时，这个过程中，曝气腔55中的液面逐渐身高，由于曝气支管57的结构，只有液面到达支管二572的端口时，原液才能通过支管二572进入到曝气支管57中，那么在这个过程中，空气会持续的从曝气腔55通过曝气支管57进入到筒体2内部，从而大大增加了曝气器的排气量，起到放大气量的效果，而当曝气腔55中的空气通过曝气支管57排空之后，曝气支管57再次灌注原液，等待曝气腔55中的液面低于曝气支管57最低端时，再次进行排气；

更进一步的设置为，曝气器位于进水口41的下方，避免进水口41的水流影响到曝气效果。

需要说明的是，支管一571插入曝气支管57插孔与曝气器连接的方式包括卡扣连接或密封圈连接。

对于筒内的膜丝32，本实施例中膜丝32远离分体式铸胶件31的一端为有序结构，膜丝32分成若干组，每组膜丝32远离分体式铸胶件31的一端设置有软胶条，软胶条将膜丝32单独分隔成一组一组的簇状结构，通过这种设置，膜丝32在使用过程中不容易缠绕，水流和气流的流动更加通畅，能有效的提高膜产品的抗污染能力和产品使用通量，而且在超滤膜滤芯3被抽出时清洗和安装的过程中，由于膜丝32是有序排列，且多根封装在一起，膜丝32更不容易受到损伤。

实施例二

与实施例一的区别在于，本实施例中，膜丝32远离分体式铸胶件31的一端为自由分散状态，一端为分散状态的膜丝32可以使超滤膜运行过程中，在下端拥有更好的自由度，特别是当进行气洗的过程中，从进气口42进入的气体能更好的冲刷膜丝32的外表面，从而提升了气洗的效率。

实施例三

与实施例一的区别在于，本实施例中，曝气器为普通的橡胶曝气盘，不具备放大气量的作用。

对比例

一种中空纤维柱式膜，包括上端盖、筒体、膜丝和下端盖，所述的上端盖与筒体的上端通过拷贝林密封连接，所述的膜丝被封装在筒体中，膜丝产水端位于筒体的上端，所述的下端盖通过拷贝林与筒体的下端密封连接。

下端盖上设有进水口，上端盖上设有浓水口和产水口。工作时，原水通过进水口进入，被膜丝分离，过滤后的产水通过产水口排出，被浓缩的浓水通过浓水口排出。压缩空气从下端的进气口进入，从浓水口排出。

通过测试实施例1-3以及对比例中的柱式膜产品的运行状态，测试结果如下：

原水为河塘水，稳定运行通量是在同样的进水水质情况下，保持跨膜压差在0.02MPa不产生波动时，膜产品能稳定产水的通量。能耗对比是在以对比例2.2Kw压缩机耗能做为100％的情况下，实施例能在上述通量稳定运行时，耗能的对比，耗气量和能耗成正比。

从测试结果可以看出，放大曝气不仅可以降低膜产品的运行能耗，将放大曝气与膜丝单头密封结合起来，增加另外一端排列的有序度和运动的自由度，能极大的提升柱式膜稳定运行的时间，降低洗膜的周期。和对比例相比，通过加速试验推导出的使用寿命，实施例1和实施例2的使用寿命均超过5年，而对比例为2.5年。

Claims (10)

1.一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：包括上端盖（1）、筒体（2）、超滤膜滤芯（3）、下端盖（4），所述超滤膜滤芯（3）包括分体式铸胶件（31）和膜丝（32），所述膜丝（32）的一端与分体式铸胶件（31）封装固定，所述膜丝（32）与分体式铸胶件（31）固定的一端设置有出水口（33），所述膜丝（32）延伸至分体式铸胶件（31）端面，且出水口（33）和外界连通，所述膜丝（32）远离分体式铸胶件（31）的一端封闭，所述分体式铸胶件（31）上端与上端盖（1）可拆卸密封连接，下端与筒体（2）可拆卸连接密封连接，所述膜丝（32）位于筒体（2）的内部，所述筒体（2）的下端与下端盖（4）可拆卸密封连接。

2.根据权利要求1所述的一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：所述上端盖（1）上设置有产水口（11），所述产水口（11）与膜丝（32）的出水口（33）连通，所述上端盖（1）上设置有浓水出口（12），所述分体式铸胶件（31）上开设有浓水通道（13），所述浓水出口（12）通过浓水通道（13）与筒体（2）连通，所述下端盖（4）上设置有进水口（41）和进气口（42），所述进水口（41）和进气口（42）与筒体（2）连通。

3.根据权利要求2所述的一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：所述下端盖（4）中可拆卸设置有曝气器，所述曝气器与进气口（42）连通。

4.根据权利要求3所述的一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：所述曝气器包括外壳（51），所述外壳（51）上端设置有分气腔（52），将外壳（51）的上端封闭，所述外壳（51）的下端敞开，所述分气腔（52）下方设置有进气管（53），所述进气管（53）与分气腔（52）连通，所述进气管（53）与进气口（42）连通，所述进气管（53）与外壳（51）之间设置有若干隔板（54），所述隔板（54）将外壳（51）内部分隔为若干个独立的曝气腔（55），每个所述曝气腔（55）中设置有进气支管（56），所述进气支管（56）与分气腔（52）连通，每个曝气腔（55）中还设置有曝气支管（57），所述分气腔（52）相对应的位置设置有曝气支管（57）插孔，所述曝气支管（57）包括支管一（571）和支管二（572），所述支管一（571）和支管二（572）的底部通过弧形管（573）连通，所述支管一（571）通过曝气支管（57）插孔穿过分气腔（52）延伸至曝气器的上端，所述进气支管（56）的底部低于弧形管（573）的底部。

5.根据权利要求4所述的一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：所述曝气器位于进水口（41）的下方。

6.根据权利要求4所述的一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：所述支管一（571）插入曝气支管（57）插孔与曝气器连接的方式包括卡扣连接或密封圈连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：所述膜丝（32）远离分体式铸胶件（31）的一端为自由分散状态。

8.根据权利要求1-6任一所述的一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：所述膜丝（32）远离分体式铸胶件（31）的一端为有序结构。

9.根据权利要求8所述的一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：所述膜丝（32）分成若干组，每组膜丝（32）远离分体式铸胶件（31）的一端封装在软胶条中。

10.根据权利要求2所述的一种分体式中空纤维柱式膜，其特征在于：所述浓水通道（13）包括设置在分体式铸胶件（31）上端的连接孔（131），所述连接孔（131）不贯穿分体式铸胶件（31），所述分体式铸胶件（31）底部位于连接孔（131）的外侧设置有环形槽（132），所述连接孔（131）与环形槽（132）之间的分体式铸胶件（31）侧壁上开设有若干分布孔（133），所述分布孔（133）沿连接孔（131）的径向均匀分布。