[發(fā)明專利]一種新型中空纖維膜濾芯及其制造方法

有效

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• 申請日: 2014-05-10
• 公開（公告）號: CN103949161A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶喜爾創(chuàng)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: B01D63/02
• 分類號: B01D63/02;B01D69/08;B01D67/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種中空纖維膜濾芯，具體涉及一種具有新型結(jié)構(gòu)的中空纖維膜濾芯及其制造方法。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于溶液或氣體物質(zhì)分離、濃縮和提純的分離技術(shù)。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過膜的一側(cè)，溶劑及小分子溶質(zhì)透過膜壁為濾出液，而大分子溶質(zhì)被膜截留，達(dá)到物質(zhì)分離及濃縮的目的。在凈水行業(yè)中，使用中空纖維膜做成濾芯來過濾凈化水質(zhì)的技術(shù)被廣泛運(yùn)用。

公知的中空纖維膜濾芯有二種形式，一種是將多根中空纖維膜絲聚集在一起，用密封材料密封中空纖維膜絲兩端。讓中空纖維膜絲均勻分散在密封材料中。并讓中空纖維膜絲一端內(nèi)管保持封閉，另一端膜絲內(nèi)管的保持暢通。膜絲兩端分別與濾芯殼體用密封材料密封固定；另一種濾芯是將中纖維膜絲繞成“U”形，多根中空纖維膜絲聚集在一起，用密封材料密封固定“U”形開口端，并保持膜絲管暢通。中空纖維膜絲均勻分散在密封材料中，膜絲“U”形開口端與濾芯殼體用密封材料密封固定。這二種中空纖維膜濾芯的共同特點(diǎn)是，濾芯形狀均為長管狀，未凈化水經(jīng)過膜絲管壁濾膜過濾后，所得凈水化從中空纖維膜管開口端流出；中空纖維膜內(nèi)管開口端與殼體間的密封固定材料制作的密封層為平板狀結(jié)構(gòu)；中空纖維膜管開口端在凈水裝置下端固定。

發(fā)明專利201310474735.3公開了一種中空纖維膜濾芯，包括凈水單元、產(chǎn)水管、濾芯殼，凈水單元包括中空纖維膜、密封層。所述中空纖維膜由多條中空纖維膜絲匯聚而成，中空纖維膜絲繞成“U形”，其特征是所述密封層結(jié)構(gòu)為密閉中空立方體，密封層上設(shè)有開口，開口貫通密封層，所述密封層中空立方體安放在濾芯中，密封層在濾芯中間固定，密封層底部外表面與濾芯殼底上表面保持間距。本發(fā)明濾芯具有中空纖維膜組件填充密度高、料液側(cè)壓降低的特征。同時(shí)具有框板式濾芯料液流速高、抗污染、易清洗的特征。濾芯制作成本低，有較高的產(chǎn)水速度，膜的使用效率高，污垢不易沉積，便于清洗維護(hù)。

上述濾芯存在不足，一是所述產(chǎn)水管包括導(dǎo)向槽、進(jìn)水孔、導(dǎo)向柱，定位裝置等結(jié)構(gòu)復(fù)雜。二是采用粘合材料包括環(huán)氧樹脂、聚氨脂樹脂、聚烯烴樹脂等固化的密封層，密封層強(qiáng)度不夠，不適宜較大型濾芯。三是密封層外壁與中空纖維膜接觸處中空膜絲，由于制造時(shí)易產(chǎn)生毛細(xì)效應(yīng)，密封液體向中空纖維膜根部爬升，造成根部中空纖維膜絲變脆，容易折斷。

傳統(tǒng)的中空纖維膜濾芯密封頭為平面結(jié)構(gòu)，其制造方法為立式靜置澆鑄法或臥式離心澆鑄法。先將中空纖維膜束放入筒狀殼體內(nèi)，中空纖維束密封端長度超過殼體密封端長度，用一活動密封蓋密封端部，殼體和活動密封蓋構(gòu)成完整澆鑄模。然后向模具內(nèi)注入液態(tài)密封材料如環(huán)氧樹脂、聚氨脂樹脂、聚烯烴樹脂等，液態(tài)密封材料在重力或者離心力作用下固化形成密封頭部。最后移除密封蓋，剪截去除中空纖維膜開口端，制得濾芯。密封頭部將未凈化水和凈化水分隔，未凈化水通過中空纖維膜過濾得到凈化水。

傳統(tǒng)的制造方法，其澆鑄模具由濾芯的筒狀殼體端部與活動密封蓋構(gòu)成，加工完成后要移除密封蓋，剪截去除超過殼體端部的多余密封層，不但浪費(fèi)材料而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力；還有，傳統(tǒng)方法制作的濾芯其中空纖維膜管在產(chǎn)水端表面分布不均勻、不規(guī)整；再有傳統(tǒng)的濾芯制造方法也不適宜制造具有立體密封頭部的中空纖維膜濾芯。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問題，本發(fā)明提供一種新型中空纖維膜濾芯及其制造方法，該濾芯結(jié)構(gòu)簡單，立體密封頭部有較高的強(qiáng)度，制造時(shí)中空纖維膜絲不產(chǎn)生毛細(xì)效應(yīng)，中空纖維膜管在產(chǎn)水端表面分布均勻、規(guī)整，中空纖維膜根部不容易折斷。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種新型中空纖維膜濾芯及其制造方法，如圖1所示，包括濾芯和外殼（4），濾芯包括密封體（1）、中空纖維膜（2）、濾芯端蓋（3）和產(chǎn)水管（6），凈化水出口（5）。所述中空纖維膜絲開口端從密封體外表面穿過密封層到其內(nèi)表面。其特征是所述密封體包括保護(hù)層（9）、支撐層、密封層（10），所述支撐層由外支撐層（8）和內(nèi)支撐層（7）或者由外支撐層、內(nèi)支撐層其中之一構(gòu)成，保護(hù)層、外支撐層、密封層和內(nèi)支撐層由外向內(nèi)緊密結(jié)合在一起。

所述中空纖維膜可使用反滲透膜、納米濾膜、超濾膜和微濾膜。材料包括聚乙烯、聚丙烯、纖維素，醋酸纖維素、聚偏氟乙烯等，以及他們的復(fù)合材料。所述密封層，由粘合材料固化形成，粘合材料包括環(huán)氧樹脂、聚氨脂樹脂、聚烯烴樹脂等。所述支撐層，可以由不銹鋼、聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧樹脂、聚氨脂樹脂等材料制成。所述保護(hù)層由硅膠、軟樹脂等彈性體材料制成，保護(hù)層緊密環(huán)繞在中空纖維膜與密封體結(jié)合處的中空纖維膜四周。