专利名称：中空纤维超滤膜组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用膜分离技术的超滤装置，尤其涉及一种中空纤维超滤膜组件。
背景技术：
膜分离技术是一种新型高效分离技术，属于一种利用分离膜对液体中不同溶质进行分离的分子分离技术，膜分离不同于一般过滤，除具有筛分作用外，它的最大特点是被分离的溶质是与膜平行流动的，而过滤中的液体是垂直于过滤介质流动的，因此可以减轻膜表面的浓差极化和浓胶层即表面污染，当溶质在膜表面的流速达到2米/秒时，便可产生端流，从而起到清洗膜表面的作用，使分离过程中液体通量即透过率的衰减变得缓慢。超滤是膜分离技术中的一种，通过膜表面的微孔结构对物质进行选择性分离，当混合物液体在一定压力下流经膜表面时，小分子溶质透过膜形成超滤液，而大分子物质则被截留，使原液中大分子浓度逐渐提高形成浓缩液，从而实现大、小分子的分离、浓缩和净化的目的。超滤技术目前广泛应用于食品、饮料、医药、化工、纺织、电子、生物工程及环保各领域，如工业纯水制备、苦咸水淡化，饮用矿泉水制备、药品及生化制品的纯化、浓缩和灭菌等。如图1所示，目前在超滤装置中普遍使用的中空纤维超滤膜组件主要包括园筒形壳体3、装入壳体3中的由数根中空纤维超滤膜2-1集束形成的中空纤维超滤膜束体2及壳体3两端对称设置的密封端1、带进液孔6的端盖5和出液管4，端盖5与密封端1之间保有间隙，密封端1用以保证压入的处理液只流入中空纤维超滤膜毛细孔内。进行溶液处理时，处理液由端盖5的进液孔6通过端盖5与密封端1之间的间隙流入中空纤维超滤膜2-1的毛细孔内，在压力驱动下，处理液中的溶剂等小分子物质透过中空纤维超滤膜2-1而成为超滤液，并通过出液管4输出，其余大分子物质、胶体粒子等则被截留于膜表面，由循环流动的原液带走成为浓缩液。目前使用的装置的主要缺点是因出液管4设在壳体3顶部，因此外形结构较复杂，占据空间大，在实际应用中连接管路也较复杂，使系统成本提高，尤其只有两个出水口，壳体须承受较大压力；另外，壳体3为单层结构，一旦驱动压力出现过压会引发爆裂，造成不安全事故，又因壳体3直接裸露在空间，容易受外力撞击而损坏，影响系统正常运行；另外，在超滤过程中起决定作用的是超滤膜，中空纤维超滤膜是以高分子材料采用特殊工艺制成的不对称半透膜，其结构呈中空毛细管状，微孔密布管壁，在压力作用下达到物质的分离，浓缩和提纯目的。但现在在中空纤维超滤膜组件中普遍使用由聚砜和聚丙烯氰材料制作的中空纤维超滤膜，其主要缺点是分子量小，膜体结构空隙率低，因此透液性差，分离过程中液体通量小，同时增大了膜表面的浓差极化和表面污染，使分离过程中液体通量即透过率的衰减加快，降低出液效率，影响出液量。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于针对上述问题，提供一种外形结构简单，连接管路简捷，降低系统配置成本，减小作用压力，且具有防爆防损性能的中空超滤纤维膜组件并提高其出液量、减缓中空纤维超滤膜透过率的衰减，提高液体处理效率。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种中空纤维超滤膜组件，包括园筒形壳体、装入壳体中的由数根中空纤维超滤膜集束形成的中空纤维超滤膜束体及壳体两端对称设置的密封端、带进液孔的端盖和出液管，其特征在于所述的出液管沿壳体轴线贯通壳体设置于中空纤维超滤膜束体内且管壁上开有若干出液孔，在中空纤维超滤膜束端部设有在其与壳体间、与出液管间及所有中空纤维超滤膜间填充密封材料的密封端，所述的端盖上同时设有若干个进液孔和与出液管对应的出液孔，所述的中空纤维超滤膜采用由聚氯乙烯材料制作的中空纤维超滤膜，在壳体外部套有与进液端的端盖密封连接的防护壳，防护壳端部与同时开有进液孔和与出液管对应的出液孔的壳盖密封固定连接，端盖与壳盖间保有间隙，端盖出液孔与壳盖出液孔套装在出液管上并分别与其密封连接。
所述的防护壳的材料可采用不锈钢或玻璃钢。
所述的密封材料可采用环氧树脂。
本实用新型的有益效果是由于提供出一种出液管设于壳体内部的中空纤维超滤膜组件，使其外形结构简单，配置系统时连接管路简捷，降低了系统成本，壳体内出水压力分布均匀，并可减小驱动压力，有节能效果；又因在外部增设了不锈钢或玻璃钢防护壳，因此具有良好的防爆及防损坏性能，保证了超滤系统的的正常运行；同时，采用了具有高空隙率结构特点及较强机械强度的聚氯乙烯中空纤维超滤膜，所以透液性好、液体通量大、透过率衰减慢且使用寿命长，从而提高了产液量，达到液体处理过程的节能效果。
图1是现有中空纤维超滤膜组件的结构示意图(剖视)；图2是本实用新型的结构示意图(剖视)；图3是图2的左视图；图4是端盖的结构示意图；图5是图2的A-A剖面视图。
图中1密封端，2中空纤维超滤膜束体，2-1中空纤维超滤膜，3壳体，4出液管，5端盖，6进液孔，7壳盖，8端盖，9中空纤维超滤膜束，9-1中空纤维超滤膜，10壳体，11出液孔，12防护壳，13密封圈，14密封圈，15进液端，16出液管，17出液孔，18进液孔，19密封端，20进液孔，21出液孔，22U型卡子，23螺钉，24螺母，25垫圈，26密封圈。
以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。
具体实施方式
图2、图3、图4及图5示出了本实用新型提供的中空纤维超滤膜组件的结构示意图，包括了现有技术的主要功能部分园筒形壳体、装入壳体中的由数根中空纤维超滤膜集束形成的中空纤维超滤膜束体及壳体两端对称设置的密封端、带进液孔的端盖和出液管，但在现有技术的基础上进行了改进，其特征在于出液管16沿壳体10轴线贯通壳体设置于中空纤维超滤膜束体9内且管壁上开有若干出液孔11，在中空纤维超滤膜束9端部设有在其与壳体10间、与出液管16间及所有中空纤维超滤膜9-1间填充密封材料的密封端19，密封材料可采用环氧树脂；端盖8上同时设有若干个进液孔18和与出液管16对应的出液孔17，中空纤维超滤膜9-1采用由聚氯乙烯材料制作的中空纤维超滤膜，在壳体10外部套有与进液端15侧的端盖8密封连接的防护壳12，这里防护壳12通过密封圈13与端盖8密封连接，因为处理液是沿驱动压力的方向进入端盖8的进液孔18的，进行密封才能防止处理液在压力作用下通过防护壳12与端盖8之间的缝隙进入防护壳12与壳体10之间的空隙中，从而保证超滤过程正常进行。防护壳12端部与同时开有进液孔20和与出液管16对应的出液孔21的壳盖7密封固定连接，在本例中防护壳12与壳盖7通过密封圈14进行密封连接，并采用两个U型卡子22通过螺钉23、螺母24及垫圈25在连接处进行固定连接；端盖8与壳盖7间保有间隙，一般为1-2mm，这样使处理液可通过该间隙进入端盖8上的进液孔18，保证处理液畅通；端盖8的出液孔17与壳盖7的出液孔21套装在出液管16上并分别与其密封连接，本例中，端盖8的出液孔17与出液管16粘接连接，壳盖7的出液孔21与出液管16通过密封圈26密封连接。端盖8与密封端19之间保有间隙，一般为5-6mm；防护壳12的材料可采用不锈钢或玻璃钢，由于这两种材料属于高强度材料可有效防爆、防损。本例中采用了不锈钢。端盖8、壳盖7、壳体10一般采用工程塑料，如ABS等，所述的聚氯乙烯材料制作的中空纤维超滤膜可以在市场上买到。
本实用新型的工作过程如下如图1所示，处理液在压力驱动下，从中空纤维超滤膜组件的进液端15侧，沿图2中箭头所示方向从壳盖7上的进液孔20进入壳盖7与端盖8之间的间隙，继而通过端盖8上的若干进液孔18压入端盖8与密封端19之间的间隙中，由于密封端19上中空纤维超滤膜束9与壳体10之间、与出液管16之间及所有中空纤维超滤膜9-1之间填充了密封材料，所以处理液不会流入中空纤维超滤膜之间的间隙中，只能进入中空纤维超滤膜毛细孔中，处理液中溶剂等小分子物质透过中空纤维超滤膜9-1而成超滤液，并通过出液管16上的孔11进入出液管16内并输出、其余大分子物质、胶体粒子等则被截留于膜表面，由循环流动的原液带走而成为浓缩液。
由于出液管16设于壳体内部，该组件外形结构简单，配置系统时连接管路简捷，降低了系统成本，可减小驱动压力，有节能效果；增设了防护壳，具有良好的防爆及防损性能，保证了超滤系统的的正常运行；此外，采用了由聚氯乙烯材料制作的中空纤维超滤膜，该膜具有空隙率高的结构特点，所以透液性好、通量大、透过率衰减慢从而提高了产液量，达到液体处理过程中节能的效果，经采用规格为壳体长度＝1016mm，壳体直径＝100mm，出水管直径＝19mm的中空纤维超滤膜组件进行水处理试验，结果显示出，在1.1Mpa压力作用下出水量达到1～1.5吨/小时，比采用聚砜和聚丙烯氰材料制作的中空纤维超滤膜的0.5-0.7吨/小时出水量提高了一倍；因其还具有较强的机械强度，因此使用效果好，寿命长。本实用新型可广泛用于食品、饮料、医药、化工、纺织、电子、生物工程及环保各领域，易于推广，并会给社会带来明显效益。
权利要求1.一种中空纤维超滤膜组件，包括园筒形壳体、装入壳体中的由数根中空纤维超滤膜集束形成的中空纤维超滤膜束体及壳体两端对称设置的密封端、带进液孔的端盖和出液管，其特征在于所述的出液管沿壳体轴线贯通壳体设置于中空纤维超滤膜束体内且管壁上开有若干出液孔，在中空纤维超滤膜束端部设有在其与壳体间、与出液管间及所有中空纤维超滤膜间填充密封材料的密封端，所述的端盖上同时设有若干个进液孔和与出液管对应的出液孔，所述的中空纤维超滤膜采用由聚氯乙烯材料制作的中空纤维超滤膜，在壳体外部套有与进液端的端盖密封连接的防护壳，防护壳端部与同时开有进液孔和与出液管对应的出液孔的壳盖密封固定连接，端盖与壳盖间保有间隙，端盖出液孔与壳盖出液孔套装在出液管上并分别与其密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种中空纤维超滤膜组件，其特征在于所述的防护壳的材料可采用不锈钢或玻璃钢。
3.根据权利要求1所述的一种中空纤维超滤膜组件，其特征在于所述的密封材料可采用环氧树脂。
专利摘要本实用新型涉及一种中空纤维超滤膜组件，包括圆筒形壳体、中空纤维超滤膜束体、密封端、带进液孔的端盖和出液管，其特征在于所述的出液管沿壳体轴线贯通壳体设置于中空纤维超滤膜束体内且其上开有若干出液孔，在中空纤维超滤膜束端部设有其与壳体间、与出液管间及内部纤维间密封连接的密封端，端盖同时设有进、出液孔，中空纤维超滤膜采用聚氯乙烯材料制作，壳体外部套有防护壳。本实用新型的有益效果是外形结构简单，系统连接管路简捷，降低系统成本，可节能并具有防爆、防损性能；同时，采用了具有高空隙率结构特点的聚氯乙烯中空纤维超滤膜，透液性好、液体通量大、从而提高了产液量，达到液体处理过程的节能效果。
文档编号B01D61/18GK2885393SQ20062002528
公开日2007年4月4日 申请日期2006年1月27日 优先权日2006年1月27日
发明者谷宗勤 申请人:天津市维信环境科技有限公司