膜组件及具有该膜组件的膜蒸馏装置的制作方法

本实用新型涉及膜组件技术领域，具体而言，涉及一种膜组件及具有该膜组件的膜蒸馏装置。

背景技术：

随着工业的高速发展，各个工厂在生产过程中产生的废水和污水也随即增多。如果废水和污水随意排放，对生态环境以及人们的生活及健康会带来不可估计的危害。因此，对废水、污水的处理迫在眉睫。

膜蒸馏过滤是目前市场上比较常见的废水、污水处理方式，其中，真空式膜蒸馏是在筛分膜的一侧负压的作用下，挥发性分子透过膜孔从而实现分离目的，真空式膜蒸馏相对于其他的膜蒸馏方式具有通量高的优点。真空式膜蒸馏中使用的膜组件通常为平板式真空膜组件。平板式真空膜组件是通过两片筛分膜之间的膜支撑部件使两片筛分膜之间的空间形成真空空间，便于蒸馏水流出。

一般而言，现有的膜支撑部件有两种形式，其中一种形式为每个金属网的外侧均连接有筛分膜，在两个金属网之间设置多个具有一定厚度的垫块，则垫块和金属网使得两个筛分膜隔开，进而形成真空空间。但是，垫块容易松动进而移位，最终导致局部的金属网相接触，使得真空空间变小而影响蒸汽的产量和流动。另一种形式为每个金属网的外侧均连接有筛分膜，在两个金属网之间设置塑胶方格网状垫，虽然塑胶方格网状垫为一体结构，相对固定，不容易松动移位，但是，塑胶方格网状垫的网格较大，则网格的跨度使支撑筛分膜的金属网形成桥式跨度，在负压作用下，两个金属网会向真空空间处凹陷挤压，大大缩减了真空空间，进而影响蒸汽的产量和流动。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种膜组件，旨在解决现有技术中平板式真空膜组件的真空空间易变小导致影响蒸汽的产量和流动的问题。本实用新型还提出了一种具有该膜组件的膜蒸馏装置。

一个方面，本实用新型提出了一种膜组件，该膜组件包括：壳体、两个筛分膜和至少一个支撑板；其中，壳体相对的两个面敞口设置，两个筛分膜一一对应地连接于两个面，壳体的其中一个侧壁开设有蒸汽出口；各支撑板均置于壳体的内部且与壳体相连接，各支撑板均用于与两个筛分膜相接触并支撑两个筛分膜，以及将壳体的内部空间分隔为至少两个具有预设横截面积的真空空间；每个支撑板均开设有至少一个通孔，每个通孔均与蒸汽出口相连通，每个通孔均用于使各真空空间与蒸汽出口相连通。

进一步地，上述膜组件中，当支撑板为至少两个时，支撑板包括：至少一个第一支撑板和至少一个第二支撑板；其中，各第一支撑板均沿壳体的其中一相对的侧壁方向设置，并且，每个第一支撑板的两端分别与壳体对应的两个侧壁一一对应地连接，每个第一支撑板均开设有至少一个通孔；各第二支撑板均沿壳体的另一相对的侧壁方向设置，并且，每个第二支撑板的两端分别与壳体对应的两个侧壁一一对应地连接，每个第二支撑板均开设有至少一个通孔；各第一支撑板与各第二支撑板均交叉设置。

进一步地，上述膜组件中，当第一支撑板为至少两个时，任意相邻的两个第一支撑板之间均形成一间隙，各间隙中至少有一个间隙与蒸汽出口相对应。

进一步地，上述膜组件中，每个真空空间的预设横截面积均相同。

进一步地，上述膜组件中，第一支撑板为两个，第二支撑板为两个，两个第一支撑板之间的间隙与蒸汽出口相对应；两个第二支撑板将每个第一支撑板均分为三段，每个第一支撑板的每段均开设有通孔，每个第二支撑板位于两个第一支撑板之间的部分均开设有通孔。

进一步地，上述膜组件还包括：两个并列设置的第一连接板和两个并列设置的第二连接板；其中，每个第一支撑板的两端分别与两个第一连接板一一对应地连接，两个第一连接板分别与壳体对应的两个侧壁一一对应地连接；每个第二支撑板的两端分别与两个第二连接板一一对应地连接，两个第二连接板分别与壳体对应的另两个侧壁一一对应地连接。

进一步地，上述膜组件中，每个第一连接板与壳体对应的侧壁可拆卸地连接；和/或，每个第二连接板与壳体对应的侧壁可拆卸地连接。

进一步地，上述膜组件中，每个支撑板的高度均与壳体的深度相同。

进一步地，上述膜组件中，每个筛分膜均与壳体粘接连接。

本实用新型中，通过筛分膜连接于壳体敞口设置的面，能够使得壳体对筛分膜起到固定作用，支撑板与壳体相连接并直接对筛分膜进行支撑，相对于现有技术中设置金属网而言，在负压作用下支撑板不易移位且不易变形，筛分膜的变形也较小，有效地确保了各真空空间的体积，以及，各真空空间均具有预设横截面积，能够进一步地避免了各真空空间的变形，有效地防止了真空空间的缩小，进而确保了真空空间内水蒸气的流动，同时，支撑板开设的通孔与蒸汽出口相连通，便于水蒸气的输出，进而提高了水蒸气的产量，解决了现有技术中平板式真空膜组件的真空空间易变小导致影响蒸汽的产量和流动的问题。

另一方面，本实用新型还提出了一种具有该膜组件的膜蒸馏装置，该装置包括：上述任一种的膜组件。

由于膜组件具有上述效果，所以具有该膜组件的膜蒸馏装置也具有相应的技术效果。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的膜组件的俯视结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的膜组件中，支撑件的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的膜组件中，支撑件的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的膜组件中，支撑件的侧视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的膜组件中，支撑件的又一侧视结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的膜组件的工作状态示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

膜组件实施例：

参见图1和图2，图中示出了本实施例中该膜组件的优选结构。如图所示，膜组件包括：壳体1、两个筛分膜和至少一个支撑板2。其中，壳体1相对的两个面敞口设置，两个筛分膜一一对应地连接于两个敞口设置的面。壳体1的其中一个侧壁开设有蒸汽出口11，蒸汽出口11可以用于与真空泵相连接。具体地，壳体1的内部中空，壳体1的其中两个相对的面为敞口设置，另外四个侧面则为封闭的即形成了四个侧壁。将敞口设置的两个面记为第一面(图1中所示的平面)和第二面，则两个筛分膜中其中一个连接于壳体1的第一面，另一个连接于壳体1的第二面。蒸汽出口11开设于壳体1的四个侧壁中的任意一个侧壁，该蒸汽出口11与壳体1的内部相连通。优选的，每个筛分膜均与壳体1粘接连接。壳体1可以为正方体、长方体、菱形体等，本实施例对此不做任何限制。

各支撑板2均置于壳体1的内部，并且，各支撑板2均与壳体1相连接。每个支撑板2均用于与两个筛分膜相接触并支撑两个筛分膜，以及将壳体1的内部空间分隔为至少两个具有预设横截面积的真空空间3。具体地，每个支撑板2均可以与壳体1的侧壁相连接，该连接方式可以为固定连接，如焊接连接；也可以为可拆卸连接，如螺栓连接、卡合连接等，本实施例对此不做任何限制。每个支撑板2的厚度方向的两个侧壁分别与两个筛分膜相接触。各支撑板2将壳体1的内部空间分隔为至少两个空间，并在真空泵的作用下，各空间形成了真空空间3。各真空空间3的预设横截面积可以相同，也可以不相同，本实施例对此不做任何限制。优选的，各真空空间3的预设横截面积均相同。

具体实施时，每个真空空间3的横截面积小于等于1平方厘米，以避免在负压下筛分膜向内凹陷。

具体实施时，当支撑板2为至少两个时，各支撑板的排布方式可以按照一定的规律，也可以任意排布，本实施例对此不做任何限制。

每个支撑板2均开设有至少一个通孔23，每个通孔23均与蒸汽出口11 相连通，每个通孔23均用于使每个真空空间3均与蒸汽出口11相连通。具体地，各通孔23能够使得各个真空空间3相连通，从而各真空空间3将壳体3 的内部空间连通成一个整体的真空空间。具体实施时，每个通孔23的大小均可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。

使用时，壳体1浸入具有一定温度的废水中，壳体1侧壁的蒸汽出口11 与真空泵相连接，真空泵使得壳体1的内部形成真空空间3。由于废水具有一定的温度，所以废水中的水产生水蒸气。在筛分膜的两侧压力差的作用下，水蒸气透过筛分膜进入到壳体1内部的各真空空间3内，在真空泵的吸引力的作用下，水蒸气在各真空空间3内通过各支撑板2上的通孔23由蒸汽出口11抽出，水蒸气在壳体1的外部冷凝为水。

当支撑板2为至少两个时，无论各支撑板2如何排布，每个支撑板2均开设有通孔23，以使各真空空间3可以直接与蒸汽出口11相连通，或者使得各真空空间3通过几个通孔23与蒸汽出口11相连通，以确保壳体1内部的水蒸气均可以通过通孔23由蒸汽出口11输出。

可以看出，本实施例中，通过筛分膜连接于壳体1敞口设置的面，能够使得壳体1对筛分膜起到固定作用，支撑板2与壳体1相连接并直接对筛分膜进行支撑，相对于现有技术中设置金属网而言，在负压作用下支撑板2不易移位且不易变形，筛分膜的变形也较小，有效地确保了各真空空间3的体积，以及，各真空空间3均具有预设横截面积，能够进一步地避免了各真空空间3的变形，有效地防止了真空空间3的缩小，进而确保了真空空间3内水蒸气的流动，同时，支撑板2开设的通孔23与蒸汽出口11相连通，便于水蒸气的输出，进而提高了水蒸气的产量，解决了现有技术中平板式真空膜组件的真空空间3易变小导致影响蒸汽的产量和流动的问题。

参见图1至图5，上述实施例中，当支撑板2为至少两个时，支撑板2包括：至少一个第一支撑板21和至少一个第二支撑板22。其中，各第一支撑板 21均沿壳体1的其中一相对的侧壁方向设置，并且，每个第一支撑板21的两端分别与壳体1该方向上对应的两个侧壁一一对应地连接。每个第一支撑板21 均开设有至少一个通孔23。具体地，壳体1的四个侧壁两两平行，各第一支撑板21与其中一对平行的侧壁相平行，将该对侧壁均定义为第一侧壁12，则每个第一支撑板21的两端分别与相对的两个第一侧壁12一一对应连接。各第一支撑板21均为并列设置。相邻两个第一支撑板21之间的间隙可以相同，也可以不同，优选的，相邻两个第一支撑板21之间的间隙均相同。具体实施时，该间隙可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。

具体实施时，每个第一支撑板21的任意一个端部与壳体1对应侧壁的连接方式可以为固定连接，也可以为可拆卸连接，本实施例对此不做任何限制。

各第二支撑板22均沿壳体1的另一相对的侧壁方向设置，并且，每个第二支撑板22的两端分别与壳体1该方向上对应的两个侧壁一一对应地连接，每个第二支撑板22均开设有至少一个通孔23。具体地，各第二支撑板22与另一对平行的侧壁相平行，将该对侧壁均定义为第二侧壁13，则每个第二支撑板 22的两端分别与相对的两个第二侧壁13一一对应连接。各第二支撑板22均为并列设置。相邻两个第二支撑板22之间的间隙可以相同，也可以不同，优选的，相邻两个第二支撑板22之间的间隙均相同。具体实施时，该间隙可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。

具体实施时，每个第二支撑板22的任意一个端部与壳体1对应的侧壁的连接方式可以为固定连接，也可以为可拆卸连接，本实施例对此不做任何限制。

在本实施例中，将壳体1的四个侧壁的方向分别定义为长度方向和宽度方向，其中，长度方向为图1所示的由左至右的方向，宽度方向为图1所示的由上至下的方向。各第一支撑板21沿壳体1的长度方向并列设置，则两个第一侧壁12为壳体1长度方向上的侧壁。各第一支撑板21沿壳体1的宽度方向并列设置，则两个第二侧壁13为壳体1宽度方向上的侧壁。

优选的，相邻两个第一支撑板21之间的间隙与相邻两个第二支撑板22之间的间隙相等。

各第一支撑板21与各第二支撑板22均交叉设置，具体地，各第一支撑板 21与各第二支撑板22交叉排布，将壳体1的内部空间分隔为多个网格，每个网格均为四边形的网格，并且，每个网格构成一个真空空间3。由于每个第一支撑板21和每个第二支撑板22均开设有通孔23，所以，网格之间均是连通的，每个网格中的水蒸气均可以通过一个通孔23或者多个通孔12由蒸汽出口11 输出。

可以看出，本实施例中，各第一支撑板21与各第二支撑板22交叉设置，将壳体1的内部空间分隔为多个按照一定规律排布的真空空间3，能够更好地支撑筛分膜，有效地避免了真空空间3的缩减，确保了水蒸气的稳定流动，进而提高了水蒸气的产量。

上述实施例中，当第一支撑板21为至少两个时，任意相邻的两个第一支撑板21之间均形成一间隙，各间隙中至少有一个间隙与蒸汽出口11相对应。具体地，任意相邻两个第一支撑板21之间均形成一个间隙，这样，至少两个第一支撑板21会形成多个间隙，该间隙中的至少一个间隙与蒸汽出口11相对应且连通。

可以看出，本实施例中，通过任意相邻的两个第一支撑板21之间形成的多个间隙中的其中一个间隙与蒸汽出口11相对应，能够更好地确保各真空空间3内的水蒸气由蒸汽出口11排出。

参见图1至图5，上述实施例中，第一支撑板21为两个，第二支撑板22 为两个，两个第一支撑板21之间的间隙与蒸汽出口11相对应且连通。具体地，两个第一支撑板21均沿壳体1的长度方向设置，并且，两个第一支撑板21分别置于蒸汽出口11的两侧(图1所示的上下两侧)。两个第二支撑板22均沿壳体1的宽度方向设置。

两个第二支撑板22将每个第一支撑板21均分为三段，每个第一支撑板21 的每段均开设有通孔23，每个第二支撑板22位于两个第一支撑板21之间的部分均开设有通孔23。具体地，各第一支撑板21与各第二支撑板22均为交叉设置，并且，两个第一支撑板21均为并列设置，两个第二支撑板22也为并列设置，则两个第二支撑板22将每个第一支撑板21分隔为三段，每个第一支撑板 21的每段均开设有通孔23。通孔23可以为一个，该通孔占据了第一支撑板21 的该段的大部分面积，优选的，该通孔23与第一支撑板21的该段形状相匹配，即该通孔为四边形孔，并保证支撑强度的情况下该通孔23的孔径最大，以避免孔径过小阻碍真空空间3内水蒸气的流动。当然，该通孔23也可以为多个小通孔，小通孔的形状可以实际情况来确定，如：圆形、方形、菱形等，本实施例对此不做任何限制。

由于各第一支撑板21与各第二支撑板22均为交叉设置，所以，各第一支撑板21也将每个第二支撑板22分隔为三段，其中，每个第二支撑板22的中间段位于两个第一支撑板21之间，在每个第二支撑板22的中间段均开设有通孔23。通孔23可以为一个，该通孔占据了第二支撑板22的中间段的大部分面积，优选的，该通孔23与第二支撑板22的中间段形状相匹配，即该通孔为四边形孔，并保证支撑强度的情况下该通孔23的孔径最大，以避免孔径过小阻碍真空空间3内水蒸气的流动。当然，该通孔23也可以为多个小通孔，小通孔的形状可以实际情况来确定，如：圆形、方形、菱形等，本实施例对此不做任何限制。

具体实施时，两个第一支撑板21和两个第二支撑板22将壳体1的内部空间分隔为9个网格，即9个真空空间3。

参见图6，使用时，水蒸气进入壳体1内部的真空空间3后，在真空泵的吸引力的作用下，壳体1内部9个真空空间3内的水蒸气由第一支撑板21三段的通孔23进入两个第一支撑板21之间的间隙处，由于第二支撑板22位于两个第一支撑板21之间的部分开设有通孔23，所以，两个第一支撑板21之间间隙处的水蒸气最终由蒸汽出口11输出。

可以看出，本实施例中，通过设置两个第一支撑板21和两个第二支撑板 22，能够更好地对筛分膜进行支撑，避免了真空空间3的缩减，并确保了水蒸气的流动，提高了水蒸气的产量，

参见图1至图5，上述实施例中，膜组件还可以包括：两个第一连接板24 和两个第二连接板25。其中，两个第一连接板24并列设置，两个第二连接板 25也为并列设置。

每个第一支撑板21的两端分别与两个第一连接板24一一对应地连接，两个第一连接板24分别与壳体1对应的两个侧壁一一对应地连接。具体地，各第一支撑板21均沿壳体1长度方向并列设置，则两个第一连接板24分别置于壳体1长度方向的两侧，每个第一支撑板21的两端分别与两个第一连接板24 一一对应连接，以使两个第一连接板24与各第一支撑板21成为一个整体。每个第一连接板24再分别与壳体1长度方向上对应的第一侧壁12相连接，以实现各第一支撑板21与壳体1侧壁的连接。优选的，每个第一支撑板21的两端分别与两个第一连接板24之间的连接为可拆卸连接。

每个第二支撑板22的两端分别与两个第二连接板25一一对应地连接，两个第二连接板25分别与壳体1对应的另两个侧壁一一对应地连接。具体地，各第二支撑板22均沿壳体1宽度方向并列设置，则两个第二连接板25分别置于壳体1宽度方向的两侧，每个第二支撑板22的两端分别与两个第二连接板 25一一对应连接，以使两个第二连接板25与各第二支撑板22成为一个整体。每个第二连接板25再分别与壳体1宽度方向上对应的第二侧壁13相连接，以实现各第二支撑板22与壳体1侧壁的连接。优选的，每个第二支撑板22的两端分别与两个第二连接板25之间的连接为可拆卸连接。

可以看出，本实施例中，各第一支撑板21通过第一连接板24与壳体1长度方向上的两个侧壁相连接，各第二支撑板22通过第二连接板25与壳体1宽度方向上的两个侧壁相连接，结构简单，便于实施。

继续参见图1至图5，上述实施例中，每个第一连接板24与壳体1对应的侧壁连接方式可以为固定连接，也可以为可拆卸连接，优选的为可拆卸连接。

更优选的，每个第一连接板24与壳体1对应的侧壁通过螺栓连接。具体地，壳体1的两个第一侧壁12均可以具有预设厚度，则每个第一连接板24均开设有螺栓孔，螺栓穿设第一连接板24的螺栓孔后置于第一侧壁12内。

每个第二连接板25与壳体1对应的侧壁连接方式可以为固定连接，也可以为可拆卸连接，优选的为可拆卸连接。

优选的，每个第二连接板25与壳体1对应的侧壁通过螺栓连接。具体地，壳体1的两个第二侧壁13均可以具有预设厚度，则每个第二连接板25均开设有螺栓孔，螺栓穿设第二连接板25的螺栓孔后置于第二侧壁13内。

具体实施时，可以仅仅是，每个第一连接板24与壳体1对应的侧壁可拆卸地连接；也可以仅仅是，每个第二连接板25与壳体1对应的侧壁可拆卸地连接；还可以是，每个第一连接板24与壳体1对应的侧壁可拆卸地连接，并且，每个第二连接板25与壳体1对应的侧壁可拆卸地连接。

可以看出，本实施例中，通过将第一连接板24和/或第二连接板25与壳体 1对应的侧壁可拆卸连接，便于拆卸和更换，维修方便，确保该膜组件的正常工作。

继续参见图1至图5，上述实施例中，每个支撑板2的高度均可以与壳体 1的深度相同，具体地，每个支撑板2的高度均与壳体1相对的两个敞口设置的面之间的距离相同，即每个支撑板2的高度均与壳体1的第一面与第二面之间的距离相同，以支撑壳体1第一面和第二面的筛分膜。

具体实施时，每个第一支撑板21的高度和每个第二支撑板2的高度均与壳体1的深度相同，以更好地支撑壳体1两侧的筛分膜。

可以看出，本实施例中，通过限定每个支撑板2的高度，能够有效地确保每个支撑板2均可以与筛分膜相接触，避免支撑板2与筛分膜之间留有缝隙导致各真空空间3的缩小，或者避免支撑板2将筛分膜顶起导致筛分膜的损坏。

综上所述，本实施例中，通过筛分膜连接于壳体1敞口设置的面，能够使得壳体1对筛分膜起到固定作用，支撑板2与壳体1相连接并直接对筛分膜进行支撑，相对于现有技术中设置金属网而言，在负压作用下支撑板2不易移位且不易变形，筛分膜的变形也较小，有效地确保了各真空空间3的体积，以及，各真空空间3均具有预设横截面积，能够进一步地避免了各真空空间3的变形，有效地防止了真空空间3的缩小，进而确保了真空空间3内水蒸气的流动，同时，支撑板2开设的通孔23与蒸汽出口11相连通，便于水蒸气的输出，进而提高了水蒸气的产量。

膜蒸馏装置实施例：

本实施例还提出了一种膜蒸馏装置，该膜蒸馏装置包括上述任一种膜组件。其中，膜组件的具体实施过程参见上述说明即可，本实施例在此不再赘述。

需要说明的是，本实用新型中的膜组件及具有该膜组件的膜蒸馏装置原理相同，相关之处可以相互参照。

由于膜组件具有上述效果，所以具有该膜组件的膜蒸馏装置也具有相应的技术效果。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。