单孔中空纤维膜喷丝头及拆卸方法与流程
本发明涉及中空纤维膜制造设备，具体地，涉及一种单孔中空纤维膜喷丝头及拆卸方法。
背景技术：
中空纤维膜是水处理、血透析、海水淡化、气体分离、液体分离等领域设备的核心部件，应用于反渗透膜、微滤膜，纳滤膜和超滤膜等方面的一种重要新材料，在环保水处理、血透析、气体分离等领域逐渐得到越来越广泛的应用。随着对中空纤维膜的质量和性能要求的提高，需求量的增大，国内现有的生产工艺和设备越来越难于满足生产需求，大部分依赖进口。
如何能生产出高性能中空纤维膜并提高生产效率，降低生产成本，已成为研究中空纤维膜领域最热门、也是最关键的问题之一。中空纤维膜的生产成型过程，简要的概述就是将纺丝料液和芯液从喷丝头基座的不同位置注入喷丝头，通过喷丝头内部的特殊结构，从喷丝头盖喷出中空纤维丝状物—俗称膜丝。从整个制膜过程来看，除制膜设备和工艺参数影响膜丝性能外，喷丝头的优劣直接影响到膜丝的一些关键性能和参数。因此，要获得合适尺寸、外观和性能优良的中空纤维膜丝，优质的喷丝头设计是首要任务。
现有技术中的喷丝头，具有如下不足：
第一、现在使用的喷丝头大多没有缓冲环，这样不能很好地解决料液不均匀的情况，料液不均匀，膜丝出来厚薄就不一致，这样一来，膜丝容易断裂，二来，膜丝过滤水的面积大打折扣，通量达不到设计标准；
第二、对于部分设计是采用多孔竖直进料的方式，但由于竖直方向置有孔，喷丝头体积无法缩小，无法装配成模块式多孔喷丝头，效率很难提升。
第三、喷丝头在停机及维护时，需要拆开清洗，使用过的喷丝头，由于采用精密紧配合及料液在喷丝丝头腔体中的真空吸附作用，就算把螺丝全拆下，依旧很难拆开，现在基本上是用工具撬开或者需要非常娴熟技术人员费力开启，这种方法因为用力不均，喷丝头芯体易变形，多次拆装难于保证喷丝头的同心度，从而使喷丝头生产出来的膜丝就发生偏心。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种单孔中空纤维膜喷丝头及拆卸方法。
根据本发明提供的单孔中空纤维膜喷丝头，包括喷丝头芯体和喷头盖；
其中，所述喷丝头芯体包括相连接的连接柱体和伸入柱体；所述伸入柱体上设置有缓冲环；
所述喷头盖内设置有一上端敞口的料液腔，伸入柱体承插于料液腔内，所述连接柱体与喷头盖连接；
所述缓冲环与料液腔的腔壁紧密配合，所述缓冲环设置有缓流孔；或所述缓冲环与所述料液腔的腔壁之间形成缓流环道。
优选地，所述缓冲环为依次相邻设置的第一层缓冲环和第二层缓冲环；
所述第一层缓冲环上设置有第一层缓流孔，或所述第一层缓冲环与所述料液腔的腔壁之间形成第一层缓流环道；
所述第二层缓冲环上设置有第二层缓流孔，或所述第二层缓冲环与所述料液腔的腔壁之间形成第二层缓流环道。
优选地，所述伸入柱体的底端部设置有针管；
所述喷丝头芯体内设置有依次连通芯液注入口和芯液流道；所述针管连通所述芯液流道。
优选地，所述喷头盖的侧面横向设置有连通料液腔的料液注入口。
优选地，所述料液注入口的最小直径为Φa，第一层缓流孔的直径为Φb，第二层缓流孔的直径为Φc，料液腔的内径为Φd,第一层缓冲环直径为Φe，第二层缓冲环直径为Φf，
其中，当Φd＝Φe＝Φf时，所述第一层缓冲环上设置有第一层缓流孔，所述第二层缓冲环上设置第二层缓流孔时，π(Φa/2)2>2π(Φb/2)2>4π(Φc/2)2；
当Φe和Φf<Φd时，所述第一层缓冲环与所述料液腔的腔壁之间形成第一层缓流环道，所述第二层缓冲环与所述料液腔的腔壁之间形成第二层缓流环道时，π(Φa/2) 2>π((Φd/2)2-(Φe/2)2)，且Φf>Φe；
当Φe<Φd且Φf＝Φd时,所述第一层缓冲环与所述料液腔的腔壁之间形成第一层缓流环道，所述第二层缓冲环上设置第二层缓流孔时，π(Φa/2)2>π((Φd/2)2-(Φe/2)2)>4π(Φc/2)2；
当Φe＝Φd且Φf<Φd时，所述第一层缓冲环上设置有第一层缓流孔，所述第二层缓冲环与所述料液腔的腔壁之间形成第二层缓流环道时，π(Φa/2)2>2π(Φb/2)2>π((Φd/2)2-(Φf/2)2)。
优选地，所述喷头盖的底端设置有与料液腔连通且同轴心的喷丝成型孔；
针管穿设在喷丝成型孔内；所述针管与所述喷丝成型孔同轴设置。
优选地，所述连接柱体沿周向方向设置有相连通的沉头孔、通过孔，所述通过孔设置成第一螺纹孔，所述喷头盖设置有与所述第一螺纹孔相对应的第二螺纹孔；
优选地，第一螺纹孔直径大于第二螺纹孔直径，第一螺纹孔直径小于沉头孔直径。
所述连接柱体设置有第一销孔；所述喷头盖设置有与所述第一销孔相对应的第二销孔。
优选地，所述伸入柱体的底端部与针管衔接处设置有锥状过渡斜面；
所述料液腔与喷丝成型孔衔接处设置有锥状过渡坡口。
本发明提供的所述的单孔中空纤维膜喷丝头的拆卸方法，包括如下步骤：
步骤S1：将第一螺纹孔和第二螺纹孔内的第一螺丝全部拆下后；
步骤S2：在第一螺纹孔内拧入与第一螺纹孔相配的第二螺丝，由于第二螺丝的直径大于第一螺纹孔，当第一螺丝拧到喷头盖处，则将喷头盖顶开。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过设置两层缓冲环，降低料液在喷丝时的流速，使料液能有充分的时间，充满整个喷丝头，使料液更加均匀；
2、本发明通过在沉头孔的通过孔上设置螺纹，在拆开喷丝头时，先把螺丝全拆下后，在所有沉头孔内拧入与通过孔上螺纹相配的螺丝，由于这个螺丝大于喷丝头上的螺丝孔，当螺丝拧到喷头盖处，会把喷头盖顶开，为了保证零件不变形，需要依次交替缓慢拧入螺丝，慢慢的把喷头盖以几乎始终与喷丝头芯体的连接柱体保持平行的方向顶开。这种方法操作简便，很好地延长了喷丝头的实用寿命。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明第一实施例中单孔中空纤维膜喷丝头一个方向的结构示意图；
图2为图1沿A-A方向的剖视示意图；
图3为图2沿B-B方向的剖视示意图；
图4为图1中I部分的局部放大示意图；
图5(a)、图5(b)示出了本发明第一实施例中单孔中喷丝头芯体的结构示意图；
图6示出了本发明第一实施例中喷头盖的结构示意图；
图7示出了本发明第二实施例中单孔中空纤维膜喷丝头的截面结构示意图；
图8(a)、图8(b)示出了本发明第三实施例中单孔中空纤维膜喷丝头的截面结构示意图；
图9示出了本发明第四实施例中单孔中空纤维膜喷丝头的截面结构示意图；
图10、图11示出了本发明第五实施例中单孔中空纤维膜喷丝头的截面结构示意图；
图12(a)、12(b)和图13(a)、13(b)示出了本发明第六实施例中单孔中空纤维膜喷丝头的截面结构示意图；
图14(a)、14(b)示出了本发明第七实施例中单孔中空纤维膜喷丝头的截面结构示意图。
图中：
1-喷丝头芯体；2-喷头盖；10-伸入柱体；11-芯液注入口；12-连接柱体；13-芯液流道；14-第一层缓冲环；15-第二层缓冲环；16-锥状过渡斜面；17-针管；18-第一层缓流孔；19-第二层缓流孔；21-料液注入口；22-料液腔；23-锥状过渡坡口；24-喷丝成型孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1至图6示出本发明第一实施例中单孔中空纤维膜喷丝头的结构示意图；在本实施例中，本发明提供的单孔中空纤维膜喷丝头，包括喷丝头芯体1和喷头盖2；
其中，所述喷丝头芯体1包括相连接的连接柱体12和伸入柱体10；所述伸入柱体10上设置有缓冲环；
所述喷头盖2内设置有一上端敞口的料液腔22，伸入柱体10承插于料液腔22内，所述连接柱体12与喷头盖2连接；所述缓冲环与料液腔22的腔壁紧密配合；所述缓冲环设置有缓存孔。
所述缓冲环为依次相邻设置的第一层缓冲环14和第二层缓冲环15；
所述第一层缓冲环14上设置有两个第一层缓流孔18，所述第二层缓冲环15上设置有四个第二层缓流孔19。
所述伸入柱体10的底端部设置有针管17；
所述喷丝头芯体内设置有依次连通芯液注入口11和芯液流道13；所述针管17连通所述芯液流道13。
所述喷头盖2的侧面横向设置有连通料液腔22的料液注入口21。
所述料液注入口的最小直径为Φa，第一层缓流孔的直径为Φb，第二层缓流孔的直径为Φc，其中，π(Φa/2)2>2π(Φb/2)2>4π(Φc/2)2。
所述喷头盖2的底端设置有与料液腔22连通且同轴心的喷丝成型孔24；
针管17穿设在喷丝成型孔24内；所述针管17与所述喷丝成型孔24同轴设置。
所述连接柱体12沿周向方向设置有相连通的沉头孔、通过孔，所述通过孔设置第一螺纹孔，，所述喷头盖2设置有与所述第一螺纹孔相对应的第二螺纹孔；
所述第一螺纹孔直径大于第二螺纹孔直径，第一螺纹孔直径小于沉头孔直径。
所述连接柱体12设置有第一销孔；所述喷头盖2设置有与所述第一销孔相对应的第二销孔。
所述伸入柱体10的底端部与针管衔接处设置有锥状过渡斜面16；
所述料液腔22与喷丝成型孔24衔接处设置有锥状过渡坡口23。
图7示出根据本发明的第二实施例的单孔中空纤维膜喷丝头的结构示意图，本领域技术人员可以将本实施例理解为图2所示实施例的一个变化例，具体地，本实施例与图2所示实施例的区别之处在于，在本实施例中，所述第一层缓冲环14与所述料液腔22的腔壁之间形成第一层缓流环道18，所述第二层缓冲环15与所述料液腔22的腔壁之间形成第二层缓流环道19。所述料液注入口的最小直径为Φa，料液腔22的内径为Φd，第一层缓冲环14的直径为Φe，第二层缓冲环15的直径Φf，π(Φa/2)2>π((Φd/2) 2-(Φe/2)2)，且Φf>Φe。
图8(a)、8(b)示出根据本发明的第三实施例的单孔中空纤维膜喷丝头的结构示意图，本领域技术人员可以将本实施例理解为结合第一实施例和第二实施例的一个变化例，具体地，在本实施例中喷丝头结构主要区别在于两层的缓冲环中有一层与料液腔有一定的间隙，并在另外一层缓冲环上设置有缓流孔，并且满足π(Φa/2)2>π((Φd/2) 2-(Φe/2)2)>4π(Φc/2)2或者π(Φa/2)2>2π(Φb/2)2>π((Φd/2)2-(Φf/2) 2)。
图9示出根据本发明的第四实施例的单孔中空纤维膜喷丝头的结构示意图，本领域技术人员可以将本实施例理解为第二和第三实施例的一个变化例，具体地，本实施例与第二和第三实施例所示实施例的区别之处在于，在本实施例中，第一层缓冲环14和第二层缓冲环15在形成缓冲环道时其端部可设置成圆弧状。
图10和图11示出根据本发明的第五实施例的单孔中空纤维膜喷丝头的结构示意图，本领域技术人员可以将本实施例理解为第一至四实施例的一个变化例，具体地，本实施例与第一至四所示实施例的区别之处在于，在本实施例中，第一层缓冲环14的两侧面与伸入柱体10的侧壁面之间设置有过渡圆弧；
第二层缓冲环15的上侧面与伸入柱体10的侧壁面之间设置有过渡圆弧。
图12(a)、12(b)和图13(a)、13(b)示出根据本发明的第六实施例的单孔中空纤维膜喷丝头的结构示意图，本领域技术人员可以将本实施例理解为第一至五实施例的一个变化例，具体地，本实施例与第一至五所示实施例的区别之处在于，在本实施例中，料液注入口21的数量为4个或多个沿所述喷头盖2的周向均匀分布。
图14(a)、14(b)示出根据本发明的第七实施例的单孔中空纤维膜喷丝头的结构示意图，本领域技术人员可以将本实施例理解为第一至六实施例的一个变化例，具体地，本实施例与第一至六所示实施例的区别之处在于，在本实施例中，本发明整体尺寸减小，喷丝头芯体与喷头盖不再设置螺丝孔和销钉孔，而是采用焊接，粘结等方式连接。
本发明提供的单孔中空纤维膜喷丝头的拆卸方法，包括如下步骤：
步骤S1：将第一螺纹孔和第二螺纹孔内的第一螺丝全部拆下后；
步骤S2：在第一螺纹孔内拧入与第一螺纹孔相配的第二螺丝，由于第二螺丝的直径大于第一螺纹孔，当第一螺丝拧到喷头盖处，则将喷头盖顶开。
为了保证零件不变形，需要依次交替缓慢拧入第二螺丝，慢慢的把喷头盖以几乎始终与喷丝头芯体的连接体保持平行的方向顶开。这种方法操作简便，很好地延长了喷丝头的使用寿命。
本发明提供的单孔中空纤维膜喷丝头的工作过程具体为，在喷丝过程中，料液从料液注入口21流入喷头盖2，在压力和重力作用下进入料液腔22和第一层缓冲环14构成的第一道环形通道，并在重力作用下通过第一层缓流孔或缓流环道18，流入料液腔22和第二层缓冲环15构成的第二道环形通道，再缓慢匀速通过第二层缓流孔或缓流环道19，均匀的以料液流的形式从喷丝成型孔24喷出。另一方面，芯液从芯液注入口11流入，在压力和重力的作用下经过芯液流道13，从针管17中流出。
由于针管17的直径比喷丝成型孔24的直径小，因此芯液流被料液流围绕，使得料液流形成管状，从而在之后工序中形成所需的中空膜纤维丝。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！