一种实验室用长流道膜组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种实验室用长流道膜组件，该实验室用长流道膜组件主体上由原料液侧、渗透液侧和测试膜构成，特点是：原料液侧由原料液长流道层、原料液密封圈组成，渗透液侧由渗透液长流道层、渗透液密封圈组成，原料液长流道层和渗透液长流道层可根据流道弯曲数目分为多种规格，在膜组件侧面接有传感器接口。优点是：流道为弯型，体积小，具有较低的雷诺数，可使膜组件内部液体更易形成湍流，液体流动更均匀；在膜组件侧面接有传感器接口，通过接入不同的传感器(如温度传感器、压力传感器、流速传感器等)，可在线测试膜组件中液体的流速、压力和温度；体型小巧，所需要的测试膜有效面积小；多个长流道组件可通过并联进行膜测试。
【专利说明】
一种实验室用长流道膜组件
技术领域
[0001]本实用新型属于水处理用膜分离领域。具体来说，涉及一种实验室用长流道膜组件。
【背景技术】
[0002]从1960年至今，膜技术已发展到第3阶段(1990年至今)，即发展到以追求低能耗、高分离效率、环境友好、绿色能源(太阳能、风能、潮汐能)利用等为目标的膜技术革新阶段，涉及到制膜技术的进步、创新集成膜工艺的开发与利用等。中国也从最初的研发参与国发展到膜技术的研究与应用大国。第3阶段中有代表性的创新膜技术主要是具有低能耗、低环境影响负荷特点的正渗透(F0)、膜蒸馏(MD)等膜分离技术。因此，对膜的测试装置方面的要求和改进突显重要。
[0003]现有实验室膜组件流道长且直，导致空间占用大，而且流道长造成膜组件内部液体流动阻力增大，压降大，需要提供的动力高所以使装置中液体流动的栗的功率要求也较高;此外，在膜性能测试实验中，流体的流速，温度，压力对实验的影响尤为重要，现有实验室膜组件所能容纳的溶液体积小，流道内部区域不对操作参数进行监测，流体的流速，温度，压力无法直接获取。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供一种流道长且流道中接有传感器的实验室用长流道膜组件。
[0005]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:所述的一种实验室用长流道膜组件主体上由原料液侧、渗透液侧和测试膜构成，所述的原料液侧由原料液长流道层、原料液密封圈组成，所述的渗透液侧由渗透液长流道层、渗透液密封圈组成，所述的原料液长流道层上和所述的渗透液长流道层上有凹槽型的流道以及流道与流道之间所形成的隔板，所述的测试膜放置在所述的原料液密封圈和所述的渗透液密封圈之间，所述的原料液长流道层、原料液密封圈、渗透液长流道层、渗透液密封圈、测试膜通过长螺钉和螺母固定。
[0006]所述的一种实验室用长流道膜组件根据所述的原料液长流道层上和所述的渗透液长流道层上的所述的流道弯曲数目分为偶数型膜组件和奇数型膜组件。
[0007]所述的奇数型膜组件上的接口位置为异侧，所述的原料液长流道层上连接有原料液长流道上接口、原料液长流道下接口和原料液长流道上传感器接口、原料液长流道下传感器接口，所述的渗透液长流道层上连接有渗透液长流道上接口、渗透液长流道下接口和渗透液长流道上传感器接口、渗透液长流道下传感器接口。
[0008]所述的偶数型膜组件上的接口位置为同侧，所述的原料液长流道层上连接有原料液长流道左接口、原料液长流道右接口和原料液长流道传感器接口，所述的渗透液长流道层上连接有渗透液长流道左接口、渗透液长流道右接口和渗透液长流道传感器接口。
[0009]所述的原料液长流道层与所述的测试膜之间垫有所述的原料液密封圈。
[0010]所述的渗透液长流道层与所述的测试膜之间垫有所述的渗透液密封圈。
[0011]所述的一种实验室用长流道膜组件在测试无支撑层的膜时，所述的测试膜和所述的原料液密封圈之间以及所述的测试膜和所述的渗透液密封圈之间分别放置原料液无纺布和渗透液无纺布。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:一种实验室用长流道膜组件流道为弯型，具有在较低的雷诺数条件下就可使膜组件内部液体形成湍流，液体流动更均匀;原料液长流道层和渗透液长流道层可根据流道弯曲数目分为多种规格，一般实验室所制备的正渗透膜有效面积大小不定，因此可选取不同规格的膜组件进行膜性能测试实验;在膜组件侧面接有传感器接口，通过接入不同的传感器(如温度传感器、压力传感器、流速传感器等)，可在线测试膜组件中液体的流速、压力和温度，通过调节膜组件中液体的流速、温度和压力来探究这些因素对测试膜性能的影响;在实验时可以通过调换原料液凹槽层或渗透液凹槽层上接口的导管，可实现逆流和并流两种测试模式;体型小巧，结构简单，操作容易，易拆解，易于清洗，造价低，所需要的测试膜有效面积小；多个实验室用长流道膜组件可通过并联进行膜测试，这样既可以在实验室小范围的进行膜测试，也可以增大膜用量模拟大范围的膜测试实验，甚至可以探寻未来工业大规模生产试验;膜组件原料液长流道层和渗透液长流道层流道与流道之间所形成的隔板可以为测试膜提供支撑结构的作用，可防止测试膜在测试过程中受压破裂。
【附图说明】
[0013]图1为一种实验室用长流道膜组件(奇数型膜组件，流道弯曲数为5)测试有支撑层正渗透膜时各部件安装顺序图；
[0014]图2为一种实验室用长流道膜组件(偶数型膜组件，流道弯曲数为4)测试有支撑层正渗透膜时各部件安装顺序图；
[0015]图3为一种实验室用长流道膜组件(奇数型膜组件，流道弯曲数为5)测试无支撑层正渗透膜时各部件安装顺序图；
[0016]图4为一种实验室用长流道膜组件根据流道弯曲数目分为不同的规格图；
[0017]图5a为一种实验室用长流道膜组件流道弯曲数为5时安装完整图；b为一种实验室用长流道膜组件流道弯曲数为4时安装完整图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图实施例对本实验新型作进一步详细描述。
[0019]如图1所示，一种实验室用长流道膜组件主体上由原料液侧、渗透液侧和测试膜7构成，原料液渗透层由原料液长流道层2、原料液密封圈6组成，渗透液渗透层由渗透液长流道层9、渗透液密封圈8组成，原料液长流道层2上和渗透液长流道层9上有凹槽型的流道5以及流道5与流道5之间所形成的隔板10，原料液长流道层2与测试膜7之间垫有原料液密封圈6，渗透液长流道层9与测试膜7之间垫有渗透液密封圈8，测试膜7放置在原料液密封圈6和渗透液密封圈8之间，原料液长流道层2、原料液密封圈6、渗透液长流道层9、渗透液密封圈
8、测试膜7依次通过长螺钉13和螺母I固定。
[0020]一种实验室用长流道膜组件根据原料液长流道层2和渗透液长流道层9上的流道弯曲数目分为偶数型膜组件和奇数型膜组件(如图4)。
[0021 ]奇数型膜组件上的接口位置为异侧(如图1)，原料液长流道层2上连接有原料液长流道上接口 3、原料液长流道下接口 15和原料液长流道上传感器接口 4、原料液长流道下传感器接口 14，渗透液长流道层9上连接有渗透液长流道上接口 12、渗透液长流道下接口 16和渗透液长流道上传感器接口 11、渗透液长流道下传感器接口 17。
[0022]偶数型膜组件上的接口位置为同侧(如图2)，原料液长流道层2上连接有原料液长流道左接口 18、原料液长流道右接口 20和原料液长流道传感器接口 19，渗透液长流道层9上连接有渗透液长流道左接口 21、渗透液长流道右接口 23和渗透液长流道传感器接口 22。
[0023]测试膜7和原料液密封圈6之间以及测试膜7和渗透液密封圈8之间在测试无支撑层的正渗透膜时，分别放置原料液无纺布24和渗透液无纺布25，原料液无纺布24放置在原料液密封圈6和测试膜7之间，渗透液无纺布25放置在渗透液密封圈8和测试膜7之间(如图3)0
[0024]实施例一:
[0025]实验时，选择流道数目为5的实验室用长流道膜组件，将所测试的一张有支撑层的正渗透膜放置在原料液密封圈6和渗透液密封圈8之间，作为测试膜7，原料液长流道层2、原料液密封圈6、测试膜7、渗透液密封圈8、渗透液长流道层9依次通过长螺钉13和螺母I固定，安装顺序如图1所示，安装好的实验室用长流道膜组件如图5a所示，将安装好的实验室用长流道膜组件安装在膜测试装置中(图中未示出)，测试模式为逆流模式，原料液长流道上传感器接口4和原料液长流道下传感器接口 14上接有压力传感器(图中未示出)，渗透液长流道下传感器接口 17和渗透液长流道上传感器接口 11接有温度传感器(图中未示出)，然后运行实验室用膜测试装置。
[0026]以上实例中，采用的是以醋酸丁纤维素为膜材料所制得的有支撑层的正渗透膜，膜厚为2ΙΟμπι，用lmol/L的氯化钠作为汲取液，去离子水为原料液，原料液长流道上传感器接口 4所接压力传感器数值为0.05MPa，原料液长流道下传感器接口 14所接压力传感器数值为0.045Mpa，渗透液长流道下传感器接口 17和渗透液长流道上传感器接口 11所接温度传感器数值均为23°C，所测正渗透膜水通量为15.7L/(m2.h)。
[0027]实施例二:
[0028]实验时，选择流道数目为4的实验室用长流道膜组件，将所测试的一张有支撑层的正渗透膜放置在原料液密封圈6和渗透液密封圈8之间，作为测试膜7，原料液长流道层2、原料液密封圈6、测试膜7、渗透液密封圈8、渗透液长流道层9依次通过长螺钉13和螺母I固定，安装顺序如图2所示，安装好的实验室用长流道膜组件如图5b所示，将安装好的实验室用长流道膜组件安装在膜测试装置中(图中未示出)，原料液长流道上传感器接口 4和原料液长流道下传感器接口 14上接有温度传感器(图中未示出)，渗透液长流道下传感器接口 17和渗透液长流道上传感器接口 11接有温度传感器(图中未示出)，测试模式为逆流模式然后运行实验室用膜测试装置。
[0029]以上实例中，采用的是以醋酸丁纤维素为膜材料所制得的有支撑层的正渗透膜，膜厚为200μηι，用2mol/L的氯化钠作为汲取液，去离子水为原料液，流速均为80L/h，温度传感器(图中未示出)所测温度均为25°C，所测正渗透膜水通量为16.7L/(m2.h)。
[0030]实施例三:
[0031]实验时，选择流道数目为5的实验室用长流道膜组件，将所测试的一张无支撑层的正渗透膜放置在原料液无纺布24和渗透液无纺布25之间，作为测试膜7，原料液长流道层2、原料液密封圈6、原料液无纺布24、测试膜7、渗透液无纺布25、渗透液密封圈8、渗透液长流道层9，依次通过长螺钉13和螺母I固定，安装顺序如图3所示，安装好的实验室用长流道膜组件如图5a所示，将安装好的实验室用长流道膜组件安装在膜测试装置中(图中未示出)，原料液长流道上传感器接口 4、原料液长流道下传感器接口 14、渗透液长流道下传感器接口17和渗透液长流道上传感器接口 11用封口塞(图中未示出)封住，测试模式为逆流模式，然后运行实验室用膜测试装置，逆流模式测试结束后，调换原料液凹槽层上的两根导管(图中未示出)，将原本逆流模式改为并流模式。
[0032]以上实例中，采用的是以醋酸丁纤维素为膜材料所制得的无支撑层的正渗透膜，膜厚为I ΙΟμπι，用lmol/L的氯化钠作为汲取液，去离子水为原料液，所测正渗透膜水通量为19.5L/(m2.h);调换原料液凹槽层上的两根导管(图中未示出)，将原本逆流模式改为并流模式后，所测正渗透膜水通量为17.3L/(m2.h)0
【主权项】
1.一种实验室用长流道膜组件，其特征在于，所述的一种实验室用长流道膜组件主体上由原料液侧、渗透液侧和测试膜构成，所述的原料液侧由原料液长流道层、原料液密封圈组成，所述的渗透液侧由渗透液长流道层、渗透液密封圈组成，所述的原料液长流道层上和所述的渗透液长流道层上有凹槽型的流道以及流道与流道之间所形成的隔板，所述的测试膜放置在所述的原料液密封圈和所述的渗透液密封圈之间，所述的原料液长流道层、原料液密封圈、渗透液长流道层、渗透液密封圈、测试膜通过长螺钉和螺母固定。2.根据权利要求1所述的一种实验室用长流道膜组件，其特征在于:所述的一种实验室用长流道膜组件根据所述的原料液长流道层上和所述的渗透液长流道层上的所述的流道弯曲数目分为偶数型膜组件和奇数型膜组件。3.根据权利要求2所述的一种实验室用长流道膜组件，其特征在于:所述的奇数型膜组件上的接口位置为异侧，所述的原料液长流道层上连接有原料液长流道上接口、原料液长流道下接口和原料液长流道上传感器接口、原料液长流道下传感器接口，所述的渗透液长流道层上连接有渗透液长流道上接口、渗透液长流道下接口和渗透液长流道上传感器接口、渗透液长流道下传感器接口。4.根据权利要求2所述的一种实验室用长流道膜组件，其特征在于:所述的偶数型膜组件上的接口位置为同侧，所述的原料液长流道层上连接有原料液长流道左接口、原料液长流道右接口和原料液长流道传感器接口，所述的渗透液长流道层上连接有渗透液长流道左接口、渗透液长流道右接口和渗透液长流道传感器接口。5.根据权利要求1所述的一种实验室用长流道膜组件，其特征在于:所述的原料液长流道层与所述的测试膜之间垫有所述的原料液密封圈。6.根据权利要求1所述的一种实验室用长流道膜组件，其特征在于:所述的渗透液长流道层与所述的测试膜之间垫有所述的渗透液密封圈。7.根据权利要求1所述的一种实验室用长流道膜组件，其特征在于:所述的一种实验室用长流道膜组件在测试无支撑层的膜时，所述的测试膜和所述的原料液密封圈之间以及所述的测试膜和所述的渗透液密封圈之间分别放置原料液无纺布和渗透液无纺布。
【文档编号】C02F1/44GK205527875SQ201620111269
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】胡宁恩, 肖通虎
【申请人】宁波大学