一种平板陶瓷膜的自动涂膜装置的制作方法

本实用新型涉及一种平板陶瓷膜的自动涂膜装置，属于净水设备领域。

背景技术：

随着膜技术的迅猛发展，平板膜因其结构简单，通量大，再生清洗容易，膜片更换方便，运行成本低等优点，已被越来越多地应用于污水处理，海水淡化等领域。

目前，污水处理领域用的平板膜多以有机材质为主，常见的有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)等，但有机膜的抗氧化性和亲水性差导致分离效率低、寿命较短，限制了其使用范围，尤其是针对成分复杂的工业废水。平板陶瓷膜具有有机平板膜无法比拟的优点，如：耐高温、亲水性好、耐强酸强碱、耐有机溶剂，寿命长等。

但国内外生产的平板陶瓷膜在膜的制备过程中多采用喷涂或手工浸渍的工艺，这些工艺的不足是：工艺路线长，平板膜两侧的膜厚度不一致、整片膜的均匀性不高，平板膜的边缘有缺陷等。这些缺点会导致平板陶瓷膜在应用过程中出现通量衰减快，不易再生清洗等现象，直接影响膜的有效使用寿命，增加了更换膜元件的频率。

平板陶瓷膜和管式陶瓷膜在结构上有较大的差异，平板膜的分离层位于陶瓷支撑体的外表面，不同于管式膜的分离层位于支撑体的内表面，在涂膜过程中，外表面容易被触碰或污染，影响到膜的完整性，这为涂膜工艺带来了困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种平板陶瓷膜的自动涂膜装置。

本实用新型采用了如下技术方案：

一种平板陶瓷膜的自动涂膜装置，其特征在于，包括：支撑体烘干装置，对未涂膜的支撑体进行预烘干；浸膜槽，内部充有涂膜液，支撑体浸入浸膜槽中，各个外表面同时接触浸膜液；涂膜后烘干装置，对涂膜后的支撑体进行烘干；旋转轨道，携带所述支撑体依次通过支撑体烘干装置、浸膜槽以及涂膜后烘干装置；其中，所述旋转轨道具有多组扁状卡箍，两个扁状卡箍为一组，分别夹在支撑体的左右两侧。

进一步，本实用新型的平板陶瓷膜的自动涂膜装置，还可以具有这样的特征：其中，所述支撑体烘干装置的烘干温度为40-70℃，且温度可调。

进一步，本实用新型的平板陶瓷膜的自动涂膜装置，还可以具有这样的特征：其中，涂膜后的烘干装置的烘干温度为70-120℃，且温度可调。

进一步，本实用新型的平板陶瓷膜的自动涂膜装置，还可以具有这样的特征：其中，所述扁状卡箍包括：第一夹臂和第二夹臂，二者的一端为转动连接，另一端为可拆卸连接；第一夹臂和第二夹臂相接触的一面上具有防水片；第一夹臂和第二夹臂闭合后形成防水腔，所述支撑体的左右两侧分别位于一个所述防水腔中。

实用新型的有益效果

本实用新型的平板陶瓷膜的自动涂膜装置，由于采用了旋转轨道，带动支撑体依次经过支撑体烘干装置、浸膜槽以及涂膜后烘干装置，中间不需要取下支撑体并转移到下一个装置。因此生产效率得到了提高。

进一步，由于采用了扁状卡箍，并且扁状卡箍闭合后形成防水腔，使得支撑体的两侧不会浸到涂膜液，保证了最终制得的平板陶瓷膜的出水量。

进一步，由于扁状卡箍具有底部封闭组件，在扁状卡箍卡合后，底部封闭组件对支撑体的底边进行进一步的密封，提高了密封的效果。

采用本实用新型制备出的平板陶瓷膜的孔隙率为30-50％，膜厚度为5-200μm，表面光洁度高。

在孔隙率为30-50％，平均孔径为0.5-1.2μm的平板陶瓷膜支撑体上，本实用新型可制备出的纯水通量为6m³.m^-2.h^-1.bar^-1，平均孔径为0.05-0.20μm的平板陶瓷膜。

在相同的应用体系下，本实用新型制备出的平板陶瓷膜的清洗周期可延长1.5倍。

附图说明

图1是本实用新型的平板陶瓷膜的自动涂膜装置的整体结构示意图；

图2是扁状卡箍打开状态的示意图；

图3是底部封闭组件的结构示意图；

图4是一组扁状卡箍夹紧支撑体的示意图；

图5是平板陶瓷膜的性能参数的实测结果图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本实用新型的具体实施方式。

如图1到图4所示，平板陶瓷膜的自动涂膜装置，包括：旋转轨道15、支撑体烘干装置11、浸膜槽12以及涂膜后烘干装置13。

图1中F1、F2和F3分别是支撑体10在涂膜过程中的三种状态，F1是裸露支撑体；F2是在涂平板陶瓷膜；F3是涂膜后的平板陶瓷膜。

旋转轨道15，用于吊装和运输平板陶瓷膜的支撑体。

依次设置的支撑体烘干装置11、浸膜槽12以及涂膜后烘干装置13，其中，旋转轨道15具有多组扁状卡箍20，两个扁状卡箍20为一组，分别夹在支撑体10的左右两侧。

如图2和图3所示，扁状卡箍20包括：第一夹臂21和第二夹臂22，二者的一端通过第一转轴31转动连接。另一端使用螺旋固定件24可拆卸连接，两个夹臂扣合后转动螺旋固定件24将两个夹臂通过螺纹螺孔连接固定。

第一夹臂21和第二夹臂22相接触的一面上具有防水片35；第一夹臂21和第二夹臂22闭合后形成防水腔，如图4所示，支撑体10的左右两侧各有一个扁状卡箍20夹住，使得支撑体10的两侧分别位于一个防水腔中。

防水腔中设置有底部封闭组件23，如图3所示，底部封闭组件包括：

推杆28，一端通过第二转轴27转动连接在第一夹臂21上。

滑槽34，开在第二夹臂21上。

滑块33，设置在滑槽34中，与推杆28的另一端转动连接，滑块33的两侧有两个突出的导柱32，滑动设置在滑槽中，防止滑块33脱落。

安装板29，竖直设置在滑块33的前面，下端与滑块33固定连接。

弹性防水件30，固定连接在安装板29的前端。

弹性防水件30与防水片滑动密封连接。

第一夹臂21和第二夹臂22可拆卸接的一端分别具有形状相匹配的密封块25和密封槽26。

在使用扁状卡箍20夹住支撑体10时，先将支撑体10的边缘放在第一夹臂21或者第二夹臂22的防水片35内侧，抵住防水片35，然后并拢第一夹臂21和第二夹臂22，此时第一夹臂21推动推杆28，推杆28推动滑块33在滑槽34中滑动，滑块33向前推动弹性防水件30，使得在两个夹臂并拢时，弹性防水件30封闭支撑体10的下边缘，使得扁状卡箍20形成一个完整的防水腔，防止涂膜液接触到支撑体10不需要涂膜的两侧边缘。

使用上述装置进行平板陶瓷膜制备的过程如下：

1)将40g1N硝酸投入4000g去离子水，低速搅拌5分钟后，缓慢加入10份400g氧化铝氧化铝(D50：0.1μm-3μm)粉体，高速搅拌30分钟后，缓慢加入40gPVA粉末，继续搅拌30分钟。

2)将配制好的混合物置入真空度为0.01MPa真空装置内，低速搅拌30分钟以上。

3)将配制好的混合物移入自动涂膜装置中，设定浸浆的时间为20S，设定支撑体烘干装置E的温度为50℃，设定涂膜后的烘干装置C的温度为110℃。

4)用扁状卡箍将几何尺寸(长：550mm，宽：110mm，厚3mm)，孔隙率为35％，平均孔径为1.0μm的平板陶瓷膜支撑体置入自动涂膜装置，启动。

5)将涂膜后的陶瓷平板放入梭式窑炉中烧结，升温速度为3℃/min，烧结温度为1100℃，保温3小时，降温至300℃后出炉；如图5所示，得到最大孔径为0.65μm，最可几孔径为0.10μm，纯水通量为5.8m³.m^-2.h^-1.bar^-1的平板氧化铝陶瓷膜。

本实用新型可分别用于分离层为氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化硅平板陶瓷膜的制备，也可根据支撑体孔径的不同制备单层或多层的平板陶瓷膜。

采用本实用新型制备出的平板陶瓷膜分离层氧化铝、氧化锆、氧化钛或氧化硅含量大于99％，膜的孔隙率为30-50％，膜厚度为5-200μm，表面光洁度高。

在孔隙率为30-50％，平均孔径为5-7μm的平板陶瓷膜支撑体上，本实用新型可制备出的纯水通量为5m³.m^-2.h^-1.bar^-1，平均孔径为0.05-0.20μm的平板陶瓷膜。

在孔隙率为30-50％，平均孔径为0.5-1.2μm的平板陶瓷膜支撑体上，本实用新型可制备出的纯水通量为6m³.m^-2.h^-1.bar^-1，平均孔径为0.05-0.20μm的平板陶瓷膜。

在相同的应用体系下，本实用新型制备出的平板陶瓷膜的清洗周期可延长1.5倍。