一种用于制备编织管增强型中空纤维膜的设备的制作方法

本实用新型涉及一种用于制备编织管增强型中空纤维膜的设备，属于中空纤维膜制造技术领域。

背景技术：

膜生物反应器(MBR)水处理技术是一种将膜分离技术和生物技术相结合的高效生化水处理技术，它具有适用范围广、综合运行成本低、出水水质好、系统性能稳定、占地面积小等特点，在工业污水处理及城市生活污水处理方面有着广泛的应用。通常MBR系统在运行时采用浸没抽吸式过滤，膜材料长期暴露在高化学耗氧量、高浊度的污水中，水质环境非常恶劣，此时的膜表面很容易出现污染物沉淀吸附、膜孔污堵、浓差极化等现象，从而导致膜通量下降显著。因此需要对膜表面进行定期的高强度曝气清洗，冲刷膜表面的污染物。曝气压力越大，膜丝摆动幅度越大，清洗效果越好，这就要求膜材料具有较高的机械强度。在诸多MBR膜材料中，由于编织管增强型中空纤维膜材料具有优良的机械性能而得到广泛应用，已成为MBR膜材料的首选材料。

目前，商业化的编织管增强型中空纤维膜依旧存在许多不足，主要表现在涂覆过滤层与编织管支撑层之间的粘附力不够紧密易于脱落、涂覆不均匀、爆破强度较差等问题。如中国专利CN101069818A公布了一种增强毛细管膜及其制备方法，在该制备方法中，只是将铸膜液简单的涂覆在纤维编织管的外表面，纤维编织管的内表面未与涂覆液有效结合，由于纤维编织管与涂覆层为不同的物质组成，存在因界面结合状态不良而导致它们容易脱落。中国专利CN102160967A公布了一种内衬增强型中空纤维膜管及其制备装置和制备方法，专利中提到通过对纤维编织管进行两次涂覆得到具有表面分离层、过渡层与编织管增强层三层结构的编织管增强型中空纤维膜。虽然表面分离层和过渡层的粘合强度较好，但由于过渡层也只是在编织管外表面涂覆，两者的粘合强度一般，未从根本上解决分离层与编织管增强体之间粘合不好的问题。中国专利CN102512992A公布了一种覆膜中空纤维管的制备方法，通过若干一浸一轧工艺使各种涂覆液包裹到纤维编织管内外壁，但该方法工艺非常复杂，不适合规模化生产。一种在涂覆过程中很能够将涂覆过滤层均匀涂覆在纤维编织管内外表面的编织管增强型中空纤维膜的制备设备的开发很有必要。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是提供一种制备编织管增强型中空纤维膜的设备，通过该设备制备得到的编织管增强型中空纤维膜涂覆过滤层与纤维编织管粘合强度好，且涂覆过滤层均匀涂覆在纤维编织管内外表面。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于制备编织管增强型中空纤维膜的设备，包括依次连接的供线装置、放线滑轮组、加热机头和涂覆机头；缠绕在供线装置上的纤维编织管通过放线滑轮组竖直进入加热机头中，穿过加热机头后在涂覆机头中进行铸膜液涂覆；铸膜液位于纺丝罐中，纺丝罐通过过滤器和纺丝计量泵连接涂覆机头，铸膜液从纺丝罐中流出，依次经过过滤器和纺丝计量泵到达涂覆机头；涂覆后的纤维编织管进入位于涂覆机头正下方的凝固槽中，凝固槽通过定滑轮组连接漂洗槽，凝固槽中的纤维编织管通过凝固槽和漂洗槽内的定滑轮组进入漂洗槽中，最后由收线滑轮组收入收线装置中；其中，所述放线滑轮组和收线滑轮组中均含有浮动辊。

其中，所述收线装置为卷绕轮，所述卷绕轮位于绕丝槽内。

其中，所述加热机头连接温度控制装置，加热机头的加热温度为60～90℃。

其中，所述凝固槽和漂洗槽内均设有加热装置，凝固槽和漂洗槽的加热温度为50～80℃。

其中，所述加热机头与涂覆机头的垂直距离为5～100mm。

其中，所述涂覆机头与凝固槽的垂直距离为100～300mm。

其中，还包括与纺丝计量泵连接的PLC控制箱；纺丝计量泵通过PLC控制箱控制，从而向涂覆机头提供精确的铸膜液涂覆速度。

其中，所述加热机头包括竖直贯穿于加热机头的输送管，输送管的一端为纤维编织管入口，输送管的另一端为纤维编织管出口；还包括位于加热机头侧壁上的空气进口和空气出口，空气进口和空气出口与温度控制装置连通；所述输送管侧壁上设有多个通孔结构。

其中，还包括位于加热机头内的气流分布上板和气流分布下板，气流分布上板位于空气出口的下方，气流分布下板位于空气进口的上方，气流分布上板和气流分布下板将加热机头内部腔体分隔成三个部分，气流分布上板和气流分布下板上均设有多个气流孔。

与现有技术相比，本实用新型技术方案具有的有益效果为：

本实用新型设备制备得到的编织管增强型中空纤维膜涂覆过滤层与纤维编织管粘合强度好，且涂覆过滤层均匀包裹在纤维编织管内外表面；本实用新型的制备设备具有操作简单、容易控制、生产效率高的特点，可实现连续化生产。

附图说明

图1为本实用新型用于制备编织管增强型中空纤维膜的设备的结构示意图；

图2为本实用新型用于制备编织管增强型中空纤维膜的设备中加热机头的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明，但是本实用新型要求保护的范围并不局限于此。

如图1～2所示，本实用新型用于制备编织管增强型中空纤维膜的设备，制得的编织管增强型中空纤维膜包括外涂覆层、纤维编织管以及内涂覆层，纤维编织管被外涂覆层和内涂覆层均匀包裹；该设备包括依次连接的供线装置1、放线滑轮组、加热机头8和涂覆机头7；缠绕在供线装置1上的纤维编织管通过放线滑轮组竖直进入加热机头8中，涂覆机头7位于加热机头8的正下方，加热机头8与涂覆机头7的垂直距离为5～100mm，纤维编织管穿过加热机头8后在涂覆机头7中进行铸膜液涂覆；铸膜液位于纺丝罐4中，纺丝罐4通过过滤器5和纺丝计量泵6连接涂覆机头7，纺丝计量泵6连接有PLC控制箱，纺丝计量泵6通过PLC控制箱控制，从而向涂覆机头7提供精确的铸膜液涂覆速度；纺丝罐4中的铸膜液在一定的压力下经过过滤器5，过滤器5将铸膜液中的杂质去除，从而给涂覆机头7提供无杂质的均匀涂覆液；涂覆后的纤维编织管进入位于涂覆机头7正下方的凝固槽10中，涂覆机头7与凝固槽10的垂直距离为100～300mm，凝固槽10通过定滑轮组连接漂洗槽11，凝固槽10和漂洗槽11内均设有加热装置，凝固槽10和漂洗槽10的加热温度均为50～80℃，凝固槽10中的纤维编织管通过凝固槽10和漂洗槽11内的定滑轮组进入漂洗槽11中，最后由收线滑轮组收入收线装置15中，收线滑轮组起牵引作用，为编织管增强型中空纤维膜的移动提供稳定的牵引速度和牵引力，收线装置15为卷绕轮，卷绕轮位于绕丝槽14内；其中，放线滑轮组中含有放线浮动辊3，收线滑轮组中含有收线浮动辊13；供线装置1通过放线浮动辊3控制纤维编织管在涂覆机头7前后保持恒定的张力，使纤维编织管在牵引力的作用下无论是纵向还是横向，基本保持不变形，使涂覆液(铸膜液)能够均匀地涂覆在纤维编织管内外表面，从而使成形后的编织管增强型中空纤维膜产品壁厚分布均匀、稳定；收线浮动辊13与卷绕轮15连接，用于控制编织管增强型中空纤维膜在卷绕过程中保持恒定的张力。

放线滑轮组由多个定滑轮导丝轮2和放线浮动辊3(动滑轮)组成，收线滑轮组也由多个定滑轮导丝轮12和收线浮动辊13组成，放线滑轮组和收线滑轮组中的放线浮动辊3和收线浮动辊13可精确控制纤维编织管在牵引和卷绕过程中保持恒定的张力，使纤维编织管在整个涂覆过程中无论是纵向还是横向，基本保持不变形，从而能够得到均匀的环形铸膜液，使成形后的编织管增强型中空纤维膜产品壁厚分布均匀、稳定，为产品质量大幅度提高提供了可靠保证。

加热机头8连接温度控制装置9，加热机头8的加热温度为60～90℃；加热机头8包括竖直贯穿于加热机头8的输送管804，输送管804的一端为纤维编织管入口808，输送管804的另一端为纤维编织管出口809；还包括位于加热机头8侧壁上的空气进口801和空气出口807，空气进口801和空气出口807与温度控制装置9连通；输送管804侧壁上设有多个通孔结构803，通孔结构803用于加热介质与纤维编织管的直接接触，输送管804还能确保纤维编织管在加热过程中在纵向上不发生偏移，有利于涂覆液均匀涂覆在纤维编织管外表面；加热机头8还包括位于加热机头8内的气流分布上板806和气流分布下板802，气流分布上板806位于空气出口807的下方，气流分布下板802位于空气进口801的上方，气流分布上板806和气流分布下板802将加热机头8内部腔体分隔成三个部分，气流分布上板806和气流分布下板802上均设有多个气流孔。

加热机头8通过对纤维编织管进行加热处理，使其膨胀导致纤维束之间以及纤维束内部纤维间的空隙变大，使涂覆液更容易渗入到纤维编织管内表面，从而使纤维编织管内外表面均被涂覆液包裹，增大涂覆液和纤维编织管之间的粘结力，可有效防止编织管增强型中空纤维膜在使用过程涂覆层和编织管支撑层之间的剥离。

本实用新型制备设备通过对纤维编织管经过加热处理，使涂覆液更容易渗入到纤维编织管内表面，增大涂覆液和纤维编织管之间的粘结力；在设备的前端和后端通过浮动辊自动张力控制器，可以精确地控制纤维编织管在牵引和卷绕过程中保持恒定的张力，使纤维编织管在整个涂覆过程中基本保持不变形，从而使涂覆成形后的编织管增强型中空纤维膜产品壁厚分布均匀、稳定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。