专利名称：采用梳式膜框的板框式膜组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于渗透汽化、微滤、超滤、纳滤以及反渗透等过程的采用梳式膜框的板框式膜组件，属膜分离技术领域。
板框式膜组件是膜分离过程包括渗透汽化、微滤、超滤、纳滤、反渗透等分离过程的一类常用设备，它的基本构件是膜框与支撑板，通常，一块膜框与一块支撑板构成一个组件的单元，起分离作用的膜夹在膜框与支撑板之间，若干个单元组成一个板框式膜组件。膜框的作用是将被处理的料液从膜组件的料液主流道送入框内，并流经膜的表面，经历一定的分离作用后，从框内流出。支撑板的作用是支撑膜，并收集透过膜的物质(液体或气体)，然后从膜组件流出。膜框结构的优劣对于膜组件的分离效果、造价和经济效益有决定性的影响。迄今已在工业上应用的有多种结构的膜框，例如瑞典DDS公司用于超滤与反渗透的板框式膜组件，德国GFT公司用于渗透汽化的板框式膜组件，但它们的共同特点是料液从一个小的料液口进入大的膜框空间，然后从一个小的出料口流出，这类膜框的共同缺点是(1)料液由小口进入大框，导致料液在框内分布不均；(2)料液流经小口的阻力大；(3)膜框结构复杂，框的厚度大，加工与组装难度大。
本申请人发明的用于渗透汽化过程的板框式膜组件(以下简称JVP组件)(中国专利申请号98100833.X)中，对膜框结构作了改进，改善了液体在膜框中的流动，但这种膜框由二块或三块拼合而成，加工复杂，使用的材料受限制(受拼合时的焊接所限)，造价高，而且框的厚度大。
本发明的目的是设计一种采用梳式膜框的板框式膜组件，对已有技术的结构作出改进，它与目前常用的板框式膜组件的膜框比较，从根本上改进了膜框的进料与出料孔道。
本发明设计的采用梳式膜框的板框式膜组件，该膜组件由支撑板、膜、膜框、膜、支撑板依次相互叠压而成，膜框为梳式膜框，该膜框由框板、压紧片和垫片组成，所述的框板厚0.5～3mm，框板的两端呈梳齿状，压紧片置于梳齿端两侧，构成料液进入膜框的通道，梳齿的齿宽n＝2～3mm，齿间宽m＝2～5mm，垫片为中空形，上、下端开有流体通道，垫片厚度为0.8～2mm，压紧片厚为0.2～0.5mm。
本发明所用的框板四周开有直径为1～2mm的小孔，或宽1～1.5mm，深0.5mm的小沟。所用的压紧片上开在直径为为1～2mm的小孔。所用的垫片为中空形，上端开有流体通道，上、下端同时设有压紧片。
上述的垫片有二种，直通垫片与折流垫片，当料液需多次流经膜框时，可使用由直通垫片和折流垫片混合组成的串联组合的膜组件，垫片由0.8～2mm的弹性材料组成。
本发明的膜组件从根本上改进了膜框的进料与出料孔道，与JPV膜组件比较，简化了结构，可以用塑料和金属等多种材料的薄板制成，加工简单，造价低，而且框的厚度小，可以减小膜组件的体积，增大单位膜组件体积中的膜面积。
图1为本发明膜组件的剖面图。
图2为本发明梳式膜框的结构示意图。
图3为本发明的组件中梳式膜框的框板的结构示意图。
图4为梳式膜框中垫片的结构示意图，图4b是图4a的A-A、B-B断面图。
图5为梳式膜框压紧片的结构示意图。
图6为串联组合的膜组件结构示意图。
图7为串联组合的膜组件中所用的垫片的结构示意图。图7b是图7a的侧视图。
下面详细介绍本发明的内容。
图1～图7中，1是膜框，2是支撑板，3是框板，4是垫片，5是压紧片，6是膜，7是垫片，8是压紧片，9是主流道，10是膜框通道，11是折流膜框，12是框板周围的小孔，13是压紧片上的小孔，14是框板边的小沟。
本发明设计的膜框由框板、压紧片和垫片组成，图1是膜框1与支撑板2构成的膜组件的剖面图，图2是膜框的正视图，图3、图4、图5分别为框板3、垫片4和压紧片5。二片压紧片夹住框板的梳齿构成料液从主流道进入膜框的通道。如图1所示，料液从膜组件的主流道9通过膜框的通道10进入膜框，平行的流过膜框而与膜面6接触，通过膜的透过物由支撑板2流出(支撑板可以用各种形式)，渗余液经膜框通道10而由主流道9流出。当料液需要多次经过膜框时，可以采用如图6所示的串联组合的膜组件。这种结构的特点是用一个折流膜框11，在主流道上形成屏障，使料液流经一个膜框后，能继续进入下一个膜框。折流膜框与图1所示的膜框(可以称为直流膜框)的不同点是它使用一个折流垫片7(如图7所示)和相应的折流压紧片8。
板框3由厚度均匀的薄板制成，可以用金属或塑料，框板上的齿宽2～3mm，二齿间宽2～5mm，齿长根据框板的大小而定，框板大，齿长，一般为30～50mm。框板厚度根据工艺要求取0.5～3mm。当分离过程的操作压力较高时，为了防止垫片移动，在板框四周，根据操作压力的高低，开直径2mm左右的防垫片移动的小孔或宽1～1.5mm，深0.5mm的小沟，孔间距根据操作压力大小而定，压力高，间距小，一般为20～50mm。
垫片4和7由弹性材料制成，厚0.8～2mm。压紧片5和8由不锈钢薄片制成，厚度0.2～0.5mm，压紧片上必要时也可开直径2mm左右的小孔。
具体实施例方式不锈钢框板，外形尺寸长500mm，宽250mm，板厚1.5mm，齿宽2mm，齿间宽3mm，压紧片厚0.3mm，垫片厚1.2mm。
权利要求
1.一种采用梳式膜框的板框式膜组件，该膜组件由支撑板、膜、膜框、膜、支撑板依次相互叠压而成，其特征在于，其中所述的膜框为梳式膜框，该膜框由框板、压紧片和垫片组成，所述的框板厚0.5～3mm，框板的两端呈梳齿状，压紧片置于梳齿端两侧，构成料液进入膜框的通道，梳齿的齿宽n＝2～3mm，齿间宽m＝2～5mm，垫片为中空形，上、下端开有流体通道，垫片厚度为0.8～2mm，压紧片厚为0.2～0.5mm。
2.如权利要求1所述的膜组件，其特征在于，其中所述的框板四周开有直径为1～2mm的小孔，或宽1～1.5mm，深0.5mm的小沟。
3.如权利要求1所述的膜组件，其特征在于，其中所述的压紧片上开在直径为为1～2mm的小孔。
4.如权利要求1所述的膜组件，其特征在于，其中所述的垫片为中空形，上端开有流体通道，上、下端同时设有压紧片。
全文摘要
本发明涉及一种采用梳式膜框的板框式膜组件,该膜组件由支撑板、膜、膜框、膜、支撑板依次相互叠压而成,膜框为梳式膜框,该膜框由框板、压紧片和垫片组成。本发明的膜组件从根本上改进了膜框的进料与出料孔道,与JPV膜组件比较,简化了结构,可以用塑料和金属等多种材料的薄板制成,加工简单,造价低,而且框的厚度小,可以减小膜组件的体积,增大单位膜组件体积中的膜面积。
文档编号B01D63/08GK1254614SQ9912635
公开日2000年5月31日 申请日期1999年12月17日 优先权日1999年12月17日
发明者蒋维钧, 李继定, 陈翠仙, 余立新 申请人:清华大学