CN104043343A - 一种中空纤维膜堵头加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及膜分离技术领域,尤其涉及并公开了一种中空纤维膜堵头加工工艺,包括中空纤维膜膜丝准备并***开口容器;容器内灌注胶水层液体;在胶水层之上,灌注压力层液体,压力层密度小于胶水层密度,且二者不相溶;常温静置数小时,待胶水层凝固后,倒出压力层液体;切割膜丝,得到单根或单束相互分散的膜丝束等步骤。本发明的一种中空纤维膜堵头加工工艺,通过在胶水层上方设置不相溶的压力层,能较好地控制膜丝的封装高度,保证膜丝封堵高度基本一致,从而保证膜丝的有效过滤面积最大化,且压力层液体可重复使用,无能源消耗,具有成本低、封堵效果好、操作简单易控、效率高、适合批量生产的优点。
Description
技术领域
本发明涉及膜分离技术领域,尤其涉及一种中空纤维膜堵头加工工艺。
背景技术
在现中空纤维膜组件结构中,为了提高抗污染性能,比较好的一种方法是,将膜组件(含多根或多束膜丝)一端整体封装固定,而另一端单根(或单束)自由分散,且中空纤维膜内孔封堵。但目前实现另一端单根(或单束)自由分散的制作工艺,其工艺复杂,成本高,或封堵质量差,影响膜丝性能。
比如:专利“一种中空纤维膜组件的制造方法(201010556829.1)”,说明了一种通过抽真空方式,实现封堵膜内孔的方法。其工艺,引入真空设备,成本高,且封堵高度不易控制,膜丝有效过滤面积不能得到保证,影响膜丝性能。
又如:专利“超滤膜束及其加工方法(201310210353.X)”,说明了一种通过爬胶或预处理胶水两次封装的方式,实现封堵。爬胶方式,其封堵的有效高度不能得到保证,封堵头有可能被冲开,影响膜丝质量。预处理胶水需要两次封装,其工艺复杂,成本高。
发明内容
针对现有技术存在中空纤维膜堵头加工工艺复杂、制作成本高、封堵效果得不到保证的缺陷,本发明提供一种制作工艺简单、成本低、堵头封堵效果好的中空纤维膜堵头加工工艺。
为实现上述发明目的,本发明采用如下的技术方案:
1、一种中空纤维膜堵头加工工艺,其特征在于:包括以下步骤:
1)将多根或多束未封堵的中空纤维膜膜丝一端切平齐后,垂直放置于开口容器中;
2)开口容器内灌注胶水层液体,使中空纤维膜膜丝下段的外侧及内孔充满胶水层液体;
3)在胶水层液体之上,膜丝外侧,灌注压力层液体,其密度小于胶水层液体密度,形成分层,压力层液体与胶水层液体不相溶;
4)静置一段时间,膜丝外侧胶水液面下降,膜丝孔内胶水液面上升,待胶水层液体凝固后,倒出压力层液体;
5)在凝固胶层上方,平行于胶面,同时切割多根或多束膜丝,得到单根或单束相互分散的膜丝束。
通过控制不相溶压力层液体的高度,可以控制膜丝的封装高度,且能保证膜丝封堵高度基本一致。从而保证膜丝的有效过滤面积最大化,且压力层液体可重复使用,无能源消耗,成本低。
作为优选,步骤1)中所述的中空纤维膜丝外径为0.03~5cm,内径0.01~4cm,膜丝材质为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚酰胺等。这种工艺适用于各种材质和尺寸的中空纤维膜丝。
作为优选,步骤1)中所述的中空纤维膜丝中空纤维膜丝不需要预先涂头,数量为1~100000根,易于操作,可实现批量生产,效率高。
作为优选,步骤2)中所述的胶水层液体为环氧树脂或者聚氨酯。环氧树脂流动性好,无需施加过高的压力,具有较好的耐油性和耐溶剂性;聚氨酯粘结性能好,具有较好的耐溶剂性。
作为优选,步骤3)中所述压力层液体其密度比环氧树脂和聚氨酯低,易于形成分层,胶水在下层,压力层液体在上层,且不易与胶水互溶。由于压力层液体上方与膜丝孔内胶水上方压强相等,形成由膜丝壁、胶水、压力层液体构成的U形管结构。加上胶水在膜丝孔内的毛细现象,使膜丝孔内的胶水沿内壁向上爬升,而膜丝外侧的压力层液体沿膜丝外壁下移。这样,膜丝内胶水液面高于膜丝外侧压力层液体与胶水的分界线。当胶水凝固后,从液体与胶层的交界处切开膜丝,即可得到批量内孔封堵的单根膜丝;
作为优选,所述压力层液体为无水乙醇和正辛烷。无水乙醇相对密度0.789,正辛烷相对密度0.7,都比相对密度大于1的环氧树脂和聚氨酯小,且无色透明,与胶水不发生反应。无水乙醇易挥发,与凝固速度快的聚氨酯配合使用,不会影响生产,完成后不需清洗,且便宜易得。
作为优选,步骤3)中压力层液体与胶水层液体的高度比为2:1。这样的高度比例既能保证胶水的封堵高度,又不会浪费胶水和压力层液体。
本发明的一种中空纤维膜堵头加工工艺,通过在胶水层上方设置不相溶的压力层,能较好地控制膜丝的封装高度,能保证膜丝封堵高度基本一致,从而保证膜丝的有效过滤面积最大化,且压力层液体可重复使用,无能源消耗,成本低,工艺简单易控,适合批量生产。
附图说明
图1为本发明所述一种中空纤维膜堵头加工工艺实施例1的示意图。
具体实施方式
下面结合图1与具体实施方式对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种中空纤维膜堵头加工工艺,如图1所示,将5束,每束220根长度为1.0m、外径为1.1mm、内径为0.55mm的中空纤维膜膜丝1形成超滤膜束,上端作常规封装端。将膜丝1下端切齐,自然散开,形成自由端,将超滤膜束的封装端吊起,自由端垂直***开口容器2中,距开口容器2底部1cm;向开口容器2内灌注胶水层3液体环氧树脂高10cm,使中空纤维膜膜丝1下端的外侧及内孔充满环氧树脂;再缓慢倒入压力层4正辛烷,倒入高度0.1cm,保持恒定后正辛烷在环氧树脂上层,且不相互渗透,环氧树脂胶水受到上部正辛烷压力,其在膜丝外侧的胶水下移,膜丝内孔的胶水上升,等待环氧树脂胶水凝固;常温(25℃)静置9小时,待胶水层3液体环氧树脂凝固后,倒出压力层4液体正辛烷,收集起来循环利用。发现超滤膜束外壁爬胶大约0.1厘米左右,而内壁爬胶大约4-5厘米且较整齐。沿中空纤维膜膜丝1外侧凝固胶层上方0.1厘米处用刀片切断超滤膜束,膜丝自然散开,而内壁孔被完全堵上。封装端按正常封装方法封装,切开膜孔作为出水口,进行耐压测试,在0-0.3Mpa压力情况下,5束膜丝1胶水堵上的内孔没有漏水情况。
实施例2
一种中空纤维膜堵头加工工艺示意图和实施例1相同,不同之处在于:胶水层3液体为聚氨酯,向开口容器2内灌注聚氨酯高0.5cm,使中空纤维膜膜丝1下端的外侧及内孔充满聚氨酯;再缓慢倒入压力层4液体无水乙醇,倒入高度10cm,保持恒定后无水乙醇在聚氨酯上层,且不相互渗透,聚氨酯胶水受到上部无水乙醇压力,其在膜丝外侧的胶水下移,膜丝内孔的胶水上升,将开口容器2密封,等待聚氨酯胶水凝固;常温(25℃)静置4小时,待胶水层3液体聚氨酯凝固后,倒出压力层4液体无水乙醇,收集起来循环利用;此时发现超滤膜束外壁爬胶无爬胶,而内壁爬胶大约2-3厘米且较整齐。沿中空纤维膜膜丝1外侧胶水液面线上方0.1厘米处用刀片切断超滤膜束,膜丝自然散开,而内壁孔被完全堵上。封装端按正常封装方法封装,切开膜孔作为出水口,进行耐压测试,在0-0.3Mpa压力情况下,5束膜丝1胶水堵上的内孔没有漏水情况。
实施例3
一种中空纤维膜堵头加工工艺,示意图和实施例1相似,将1束3000根长度为1.0m、外径为1.3mm、内径为0.70mm的中空纤维膜膜丝1形成超滤膜束,上端作常规封装端。装入直径10cm的塑料外壳,用胶水静置封装切出膜孔。
将下端整理整齐,用绳子扎紧固定,距离底部1厘米处切齐,形成自由端,膜丝1散开。将组件封装端固定吊起,自由端垂直***开口容器2中,距开口容器2底部0.05cm,在直径15cm的开口容器2内倒入胶水层3环氧树脂液体3cm深,使中空纤维膜膜丝1下端的外侧及内孔充满环氧树脂;再缓慢从开口容器2边缘倒入压力层4液体正辛烷,倒入高度6cm,保持恒定后正辛烷在环氧树脂上层,且不相互渗透,环氧树脂胶水受到上部正辛烷压力,其在膜丝外侧的胶水下移,膜丝内孔的胶水上升,等待环氧树脂胶水凝固;常温(25℃)静置9小时,待胶水层3液体环氧树脂凝固后,倒出压力层4液体正辛烷,收集起来循环利用;此时发现超滤膜束外壁爬胶大约0.5厘米左右,而内壁爬胶大约3厘米且较整齐。沿中空纤维膜膜丝1外侧胶水液面线上方0.5厘米处用刀片切断超滤膜束,膜丝自然散开,而内壁孔被完全堵上。
将上述封装好的滤芯装入直径12cm的不锈钢管,然后进行正常的检漏,测通量,压力为0-0.15Mpa,测试结果正常。
综上所述仅为本发明的较佳实施例,并非用来限定本发明的实施范围,凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应为本发明的技术范畴。
Claims (4)
1.一种中空纤维膜堵头加工工艺,其特征在于:包括以下步骤:
1)将多根或多束未封堵的中空纤维膜膜丝一端切平齐后,垂直放置于开口容器中;
2)开口容器内灌注胶水层液体,使中空纤维膜膜丝下段的外侧及内孔充满胶水层液体;
3)在胶水层液体之上,膜丝外侧,灌注压力层液体,其密度小于胶水层液体密度,形成分层,压力层液体与胶水层液体不相溶;
4)静置一段时间,倒出压力层液体;
5)在凝固胶层上方,平行于胶面,同时切割多根或多束膜丝,得到单根或单束相互分散的膜丝束。
2.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜堵头加工工艺,其特征在于:步骤1)所述的中空纤维膜膜丝外径0.03~5cm,内径0.01~4cm,膜丝材质为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜堵头加工工艺,其特征在于:步骤2)中所述的胶水层液体为环氧树脂或者聚氨酯,胶水层液体高0.5~10cm。
4.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜堵头加工工艺,其特征在于:步骤3)中所述压力层液体的相对密度在0.1~2.0之间,与胶水不发生反应,高0.1~10cm。
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