CN220950386U - 一种主动可控的膜元件缠绕装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型包括机体、测速装置、张力控制装置、定位装置、夹持运动装置及自动控制系统；所述夹持运动装置设于所述机体上，其中包括滑动设于所述机体内的缠绕电机、设于所述电机上的主动转轴、滑动设于所述转动轴上的膜卷、设于所述膜卷一侧用于缠绕膜卷的第一单辊轴、设于所述膜卷另一侧用于缠绕膜卷的第二单辊轴；所述测速装置设于所述膜卷的一端，其中包括设于所述膜卷一端的圆片、设于所述膜卷一端的外侧且轴线与圆片圆心偏心设置的激光发射器。本实用新型的自动化缠绕装置旨在替代人工操作，实现自动化缠绕过程，并确保缠绕张力可控和速度可调。这种生产方式具备高效稳定可靠的优点，可大幅提高生产效率并降低人力成本，同时确保产品质量稳定可靠。

Description

一种主动可控的膜元件缠绕装置

技术领域

本实用新型涉及污水膜元件生产装置领域，尤其涉及一种主动可控的膜元件缠绕装置。

背景技术

膜分离技术作为一种新型高效的分离技术,是多学科交叉的产物,由于其具有分离效率高、能耗低、操作方便、环境友好、便于与其他技术集成等优点,因此成为近20年来发展最为迅速的分离技术之一,在污水处理、饮用水净化、海水淡化等诸多领域中的应用日益广泛。

现有的缠绕装置在进行缠绕操作时，其缠绕过程属于被动缠绕。这意味着，定位系统的转动轴与膜卷之间的距离是恒定的。在成卷的玻璃纤维网格带通过气胀轴固定在转动轴上后，工作过程中通过膜卷的转动来带动玻璃纤维网格带转动。这种转动速度是一个固定值，不会发生变化。然而，随着玻璃纤维网格带的消耗，转动轴与膜卷之间的实际距离会增加。这种情况导致玻璃纤维网格带与缠绕体之间的张力增大，进而可能导致玻璃纤维网格带的断裂以及膜卷受力不均的问题。最终，这将会使得膜卷轴向受力不均，卷径不一，对工艺稳定性产生不利影响。

因此，现在亟需研发出一种主动可控的膜元件缠绕装置，以解决现有方案中所存在的上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种主动可控的卷式膜元件的缠绕装置，尤其适用于高流量或高渗透压的卷式膜元件的应用体系。在保证膜通量和分离效率的前提下，本实用新型的关键是采取一种自动化的缠绕装置代替人工，且实现自动缠绕、张力可控、速度可调的高效稳定可靠的生产方式。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种主动可控的膜元件缠绕装置，其特征在于，包括机体、测速装置、张力控制装置、定位装置、夹持运动装置及自动控制系统；所述夹持运动装置设于所述机体内，其中包括滑动设于所述机体内的缠绕电机、设于所述电机上的主动转轴、滑动设于所述主动转轴上的膜卷、设于所述膜卷一侧用于缠绕膜卷的第一单辊轴、设于所述膜卷另一侧用于缠绕膜卷的第二单辊轴；所述测速装置设于所述膜卷的一端，其中包括设于所述膜卷一端的圆片、设于所述膜卷一端的外侧且轴线与圆片圆心偏心设置的激光发射器；所述张力控制装置设于机体侧上方且与膜卷接触，其中包括始终与膜卷抵触的张力辊、设于所述机体一侧且与第一单辊轴方向相同的旋转轴、穿设于所述旋转轴上的张力控制杆、套设于所述张力控制杆一端的滑块；所述自动控制系统包括设于所述机体上的报警器、设于所述机体上的控制面板、设于所述机体内的系统元件。

进一步的，所述机体上还设置一个滑动导轨，缠绕电机通过轴承支座与此滑动导轨连接，所述缠绕电机固定在轴承支座上，所述轴承支座通过设置在其底部位于滑动导轨上滑动设置。

进一步的，所述圆片的边缘还开有定位槽，且激光发生器的轴线位于此定位槽内，所述圆片设置在膜卷的一端并与膜卷同步转动。

进一步的，所述定位装置包括定位轮，所述定位轮固定设置在滑动导轨的上方。

进一步的，控制面板与控制系统连接，所述控制面板包括触控屏、自动启动按键、自动停止按键及紧急停止按键。

进一步的，所述机体的底部分别设置四个导向轮及四个支撑脚。

进一步的，所述系统元件为PLC控制系统的元件。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过定位轮可以使收卷相对位置保持不变，实现缠绕厚度可控；本实用新型通过测速轮来测定玻璃纤维网格带的实际的缠绕速度，从而控制玻璃纤维网格带的传递速度及松紧程度，通过张力控制机构测定收卷时的张力大小来控制实际收卷速度，使膜卷各处受力均匀，通过夹持机构的轴转动及左右往复移动，保证玻璃纤维网格带层层均匀缠绕，保证膜体轴向分布缠绕厚度一致；本实用新型采用了对膜卷具有自黏性的玻璃纤维网格带，并且改善了玻璃纤维网格的单元格结构，将网格带的几何形状由正方形改成沿着轴向分布的菱形结构，这样可以有效改善膜元件外壳轴向受力不均易破裂的问题；本实用新型通过张力控制装置和测速装置可实现对膜卷缠绕张力和卷绕强度的调节设置，通过监测收卷时的张力大小来控制实际收卷速度，通过测定收卷实际的缠绕速度，可实现对玻璃纤维网格带的传递速度和收卷力度的控制，由于玻璃纤维网格带的传递速度和收卷力度是相互影响和作用的，通过调节这两个因素可以实现玻璃纤维网格带收卷时的强度和厚度均匀；本实用新型通过控制系统的算法控制卷式膜元件缠绕装置的收卷工作，替代传统的手工生产控制，克服了现有技术的缺点，实现了卷式膜元件收卷的自动化生产；本实用新型改善了玻璃纤维网格带的收卷几何形状，使得玻璃纤维网格带收卷后成型更为精确，没有外形直径误差，这样可以有效避免膜元件外壳轴向受力不均易破裂的问题；本实用新型的自动卷式膜元件缠绕装置不仅保证了玻纤网格带收卷排列的均匀性、收卷时所受张力恒定性，同时还大大提高了生产效率，解放了生产力，节约了劳动成本。

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为本实用新型的结构示意图。

图中：1、机体；2、测速装置；3、张力控制装置；4、定位装置；5、夹持运动装置；6自动控制系统；51、缠绕电机；52、主动转轴；53、膜卷；54、第一单辊轴；55、第二单辊轴；21、圆片；22、激光发射器；31、张力辊；32、旋转轴；33、张力控制杆；34、滑块；41、定位轮、61、报警器；62、控制面板；63、系统元件。

实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结 合附图对本实用新型实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本实用新型 一部实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本实用新型实施例，并不用于限定本实用新型实施 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 发明保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”“中”“上”“下”“左”“右”“内”“外”“顶”“底”“侧”“竖直”“水平”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，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“一”“第一”“第二”“第三”“第四”“第五”“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以具体情况理解所述术语 在本实用新型中的具体含义。

出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多 具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员， 这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和 结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

本实用新型所述的一种主动可控的膜元件缠绕装置，包括机体1、测速装置2、张力控制装置3、定位装置4、夹持运动装置5及自动控制系统6；所述夹持运动装置5设于所述机体1内，其中包括滑动设于所述机体1内的缠绕电机51、设于所述电机51上的主动转轴52、滑动设于所述主动转轴52上的膜卷53、设于所述膜卷53一侧用于缠绕膜卷53的第一单辊轴54、设于所述膜卷53另一侧用于缠绕膜卷53的第二单辊轴55；所述测速装置2设于所述膜卷53的一端，其中包括设于所述膜卷53一端的圆片21、设于所述膜卷53一端的外侧且轴线与圆片21圆心偏心设置的激光发射器22；所述张力控制装置3设于机体1侧上方且与膜卷53接触，其中包括始终与膜卷53抵触的张力辊31、设于所述机体1一侧且与第一单辊轴54方向相同的旋转轴32、穿设于所述旋转轴32上的张力控制杆33、套设于所述张力控制杆33一端的滑块34；所述自动控制系统6包括设于所述机体1上的报警器61、设于所述机体1上的控制面板62、设于所述机体1内的系统元件63。所述夹持运动装置包含设置在机体外的缠绕机构及设置在机体内的缠绕驱动机构；所述缠绕机构包括缠绕膜卷的第一单辊轴、连接结构，缠绕膜卷的第一单辊轴上方设置有连接杆装置，所述连接机构包括第二单辊轴，在所述连接结构的第二单辊轴的一端侧面上设置有测速装置。

本实用新型的所述夹持运动装置中的主动转轴采用气胀设计形式，用于固定和引导玻璃纤维网格带匀速往复运动，所述主动转正轴与缠绕驱动机构连接，所述缠绕驱动机构包括缠绕电机、轴承支座和滑动导轨，缠绕电机通过轴承支座与此滑动导轨连接，所述缠绕电机固定在轴承支座上，所述轴承支座通过设置在其底部位于滑动导轨上滑动设置。

本实用新型的所述测速装置包括圆片、激光发生器，所述圆片的边缘开设有定位槽，所述圆片设置在膜卷的一端并与膜卷同步转动。借助边缘开了定位槽的圆片，将圆片安装在膜卷卷装的一端，圆片跟随膜卷同步转动，通过激光发生器将一束光打在圆片边缘，通过检测光信号的变化，测定膜卷卷装的缠绕速度。

本实用新型的所述定位装置包括定位轮，所述定位轮固定设置在所述夹持运动装置的导轨的上方，玻璃纤维网格带从其下方穿出。

为实现张力的调整和控制，本实用新型的所述张力控制装置包括张力控制轮和线摆装置，所述线摆装置包含旋转轴、张力控制杆以及可移动滑块，所述张力控制杆穿设在旋转轴上，所述可移动滑块套设在张力控制杆的一端，张力控制装置通过旋转张力控制杆及调整滑块的位置，来调节张力的大小范围。

所述控制面板包括触控屏、自动启动按键、自动停止按键及紧急停止按键，通过控制面板的触控屏，可以实现控制参数的可视化输入，方便人员操作。

为了给机体提供稳定的支撑并便于机体的移动，所述机体的底部分别设置四个导向轮及至少四个支撑脚。

本实用新型采用了对膜卷具有自黏性的玻璃纤维网格带，并且改善了玻璃纤维网格的单元格结构，将网格带的几何形状由正方形改成沿着轴向分布的菱形结构，这样可以有效改善膜元件外壳轴向受力不均易破裂的问题。

本实用新型的所述自动控制系统为PLC控制系统，也可以是其他合适类型的可编程控制系统，只要能实现对整改缠绕过程的可编程控制即可，本实用新型对控制系统的具体类型并不作过多限制。自动控制系统与缠绕装置的连接可以是有线或者无线连接，同时，控制面板上还设置有多种数据接口，便于与外接设备进行数据通信。

本实用新型的工作过程为：先将成卷的玻璃纤维网格带通过气胀轴固定在夹持运动装置上，并依次经由定位轮和张力控制机构的张力控制轮引入到膜卷上，然后根据实际收卷强度和厚度的需要，调整测速轮的旋转速度到合适大小，调整张力控制机构的线摆装置到合适位置。启动控制系统，由缠绕电机驱动膜卷的单辊轴转动带动气胀轴进行轴向转动，通过定位轮使收卷相对位置保持不变，由滑动导轨带动气胀轴及玻璃纤维网格带进行左右往复直线移动，实现网格带的层层均匀缠绕。

本实用新型通过定位轮可以使收卷相对位置保持不变，实现缠绕厚度可控。本实用新型通过测速轮来测定玻璃纤维网格带的实际的缠绕速度，从而控制玻璃纤维网格带的传递速度及松紧程度，通过张力控制机构测定收卷时的张力大小来控制实际收卷速度，使膜卷各处受力均匀，通过夹持机构的轴转动及左右往复移动，保证玻璃纤维网格带层层均匀缠绕，保证膜体轴向分布缠绕厚度一致。本实用新型采用了对膜卷具有自黏性的玻璃纤维网格带，并且改善了玻璃纤维网格的单元格结构，将网格带的几何形状由正方形改成沿着轴向分布的菱形结构，这样可以有效改善膜元件外壳轴向受力不均易破裂的问题。本实用新型通过张力控制装置和测速装置可实现对膜卷缠绕张力和卷绕强度的调节设置，通过监测收卷时的张力大小来控制实际收卷速度，通过测定收卷实际的缠绕速度，可实现对玻璃纤维网格带的传递速度和收卷力度的控制，由于玻璃纤维网格带的传递速度和收卷力度是相互影响和作用的，通过调节这两个因素可以实现玻璃纤维网格带收卷时的强度和厚度均匀。本实用新型通过控制系统的算法控制卷式膜元件缠绕装置的收卷工作，替代传统的手工生产控制，克服了现有技术的缺点，实现了卷式膜元件收卷的自动化生产。本实用新型改善了玻璃纤维网格带的收卷几何形状，使得玻璃纤维网格带收卷后成型更为精确，没有外形直径误差，这样可以有效避免膜元件外壳轴向受力不均易破裂的问题。本实用新型的自动卷式膜元件缠绕装置不仅保证了玻纤网格带收卷排列的均匀性、收卷时所受张力恒定性，同时还大大提高了生产效率，解放了生产力，节约了劳动成本。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其配方、工艺所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

虽然本实用新型已以实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种主动可控的膜元件缠绕装置，其特征在于，包括机体（1）、测速装置（2）、张力控制装置（3）、定位装置（4）、夹持运动装置（5）及自动控制系统（6）；所述夹持运动装置（5）设于所述机体（1）内，其中包括滑动设于所述机体（1）内的缠绕电机（51）、设于所述电机（51）上的主动转轴（52）、滑动设于所述主动转轴（52）上的膜卷（53）、设于所述膜卷（53）一侧用于缠绕膜卷（53）的第一单辊轴（54）、设于所述膜卷（53）另一侧用于缠绕膜卷（53）的第二单辊轴（55）；所述测速装置（2）设于所述膜卷（53）的一端，其中包括设于所述膜卷（53）一端的圆片（21）、设于所述膜卷（53）一端的外侧且轴线与圆片（21）圆心偏心设置的激光发射器（22）；所述张力控制装置（3）设于机体（1）侧上方且与膜卷（53）接触，其中包括始终与膜卷（53）抵触的张力辊（31）、设于所述机体（1）一侧且与第一单辊轴（54）方向相同的旋转轴（32）、穿设于所述旋转轴（32）上的张力控制杆（33）、套设于所述张力控制杆（33）一端的滑块（34）；所述自动控制系统（6）包括设于所述机体（1）上的报警器（61）、设于所述机体（1）上的控制面板（62）、设于所述机体（1）内的系统元件（63）。

2.根据权利要求1所述的一种主动可控的膜元件缠绕装置，其特征在于，所述机体上还设置一个滑动导轨，缠绕电机通过轴承支座与此滑动导轨连接，所述缠绕电机固定在轴承支座上，所述轴承支座通过设置在其底部位于滑动导轨上滑动设置。

3.根据权利要求1所述的一种主动可控的膜元件缠绕装置，其特征在于，所述圆片的边缘还开有定位槽，且激光发生器的轴线位于此定位槽内，所述圆片设置在膜卷的一端并与膜卷同步转动。

4.根据权利要求1所述的一种主动可控的膜元件缠绕装置，其特征在于，所述定位装置包括定位轮（41），所述定位轮固定设置在滑动导轨的上方。

5.根据权利要求1所述的一种主动可控的膜元件缠绕装置，其特征在于，所述控制面板包括触控屏、自动启动按键、自动停止按键及紧急停止按键。

6.根据权利要求1所述的一种主动可控的膜元件缠绕装置，其特征在于，所述机体的底部分别设置四个导向轮及四个支撑脚。

7.根据权利要求1所述的一种主动可控的膜元件缠绕装置，其特征在于，所述系统元件为PLC控制系统的元件。