CN202638293U - 纤维编织增强型中空纤维膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种纤维编织增强型中空纤维膜，包括中空纤维膜丝，中空纤维膜丝每三根集成一束，每一束的中空纤维膜丝的外表面编织有一层网状结构。本实用新型是对3根中空纤维膜集成的膜束进行外支撑纤维编织，编织稀疏，相对于对单根中空纤维膜丝编织外支撑来讲，编织效率有着极大地提高，所需的起支撑作用的编织纤维原材料相应地得到极大的减少，生产原料、生产设备和人工成本进一步降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理领域，具体的说，本实用新型涉及一种用于膜生物反应器中的纤维编织增强型中空纤维膜。
背景技术
聚合物中空纤维膜优点是比表面积大、装填密度高、体积小、处理效率高、生产工艺简单，现在已广泛应用到市政污水的处理、中水回用、医药化工等领域。由于聚合物中空纤维膜的内在结构是多孔结构，从而它的力学强度不高，自支撑中空纤维膜抗拉伸强度和抗弯折强度较低，其拉伸强度通常为5MPa以内，在污染比较严重的分离和浓缩领域中使用时，尤其当使用空气震荡清洗方法时，容易出现断丝等问题。
当中空纤维膜直径较细时，中空纤维膜的抗拉断力小；当中空纤维膜丝直径较粗时，由于中空纤维属于自支撑，为保持一定的抗压扁性，必须加大中空纤维膜的壁厚，不仅增加了中空纤维膜的生产成本，而且中空纤维膜强度提高的程度有限，更重要的一点是单位有效膜面积大幅度减小，增加工程运行成本。
为了拓展中空纤维膜在水处理工程中的使用范围，提高聚合物中空纤维膜的力学强度，制备同时可用于外压和内压式过滤的中空纤维复合膜，Yoon等人在专利（WO03/097221）中提出了将高分子纤维和铸膜液进行复合制备中空纤维复合膜的方法，通过独立通道将纤维和铸膜液分别引入到喷丝头出口，在铸膜液和芯液接触成膜时进行复合制备中空纤维复合膜，但因为接触和复合时间短，复合程度有限，只有部分纤维分散到铸膜液中且附着力很弱，导致纤维对中空纤维膜的增强作用减弱。
徐又一等人（申请号201110243287.7）通过将长纤维和铸膜液进行预先复合，并将长纤维定位在铸膜液中，并适当增加长纤维的牵引力来实现长纤维在中空纤维膜中的有序并伸直地分布和充分复合，从而制备一种长纤维增强的中空纤维复合膜，以此方法制得的中空纤维复合膜的力学强度可提高3-5倍。但是该方法所用的喷丝头结构复杂，界面结合力控制及工艺控制不易实现，在制备过程中容易出现长纤维在铸膜液中的弯曲，从而减弱中空纤维复合膜的强度。
陈亦力等人的外支撑增强型中空纤维膜（申请号201220001563.9）通过在中空纤维膜外层连续不间断的编织高强度的网状结构来提高中空纤维膜的强度，与在纺丝铸膜液中添加纤维的方法相比，容易使所得到的中空纤维膜强度远大于在纺丝铸膜液中添加纤维所得到的中空纤维膜强度，但是生产效率降低，原材料成本增加，导致制膜成本会大幅度增加。
针对现有技术存在的上述不足，提出本实用新型。
实用新型内容
鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种应用广泛、工艺简单、成本低的纤维编织增强型中空纤维膜。
为实现上述实用新型目的，本实用新型提供的技术方案是：一种纤维编织增强型中空纤维膜，包括中空纤维膜丝，中空纤维膜丝每三根集成一束，每一束的中空纤维膜丝的外表面编织有一层网状结构。
所述的网状结构是由涤纶长丝通过高速编织机编织而成，高速编织机的锭数为4-32锭，双节距为5-50mm。
所述的中空纤维膜丝的外径为1mm-5mm，中空纤维膜丝的壁厚为0.1mm-1mm。
本实用新型给出的另外的优选技术方案是，所述的网状结构是由涤纶长丝通过钩针机编织而成，网状结构的针织密度为4-20目，所述的钩针机的针数为3-12针。
本实用新型的有益效果是：因外层纤维编织增强体极大地提高了中空纤维膜的强度，将膜体的渗透分离性能与强度性能相分离，因此，在制膜过程中减少了用于保证膜丝力学中主体材料的含量，使制膜成本显著降低，制膜配方和工艺更加简化。
在保证达到膜丝使用强度，满足运行要求的同时，生产效率得到极大的提高。本实用新型是对3根中空纤维膜集成的膜束进行外支撑纤维编织，编织稀疏，相对于对单根中空纤维膜丝编织外支撑来讲，编织效率极大提高，所需的起支撑作用的编织纤维原材料得到极大的减少，生产原料、生产设备和人工成本进一步降低；
相对于原中空纤维膜来讲，此方法未引起中空纤维膜过滤性能的改变，其原有的装填密度改变不大，在保证其原有中空纤维膜使用性能的情况下，在增加很少量的生产成本情况下，便可以拓宽中空纤维膜的使用领域，延长工程使用寿命，减少运行、维护和更换成本。
外编织工艺及原料选择方面，选择较软、弹性极好的纤维进行稀疏编织，有利于提高中空纤维膜摆动，提高清洗的效果，因而可以减少清洗时的用气量，降低工程运行成本。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，其中：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为本实用新型的另一实施例的结构示意图；
图4为图3的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行说明。
实施例1：
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的剖视图；如图1、2所示，本实施例采用聚氯乙烯(PVC)作为膜丝1，膜丝1的外径1.5mm，壁厚0.25mm。每三根膜丝集成一束，采用编织机在一束中空纤维膜（3根）的外边编织一层网状结构2。采用的纤维长丝是60D/1F涤纶单丝，编织机的锭数为8锭，双节距为20mm，中空纤维膜束的外径为4.2mm，外编织增强体的厚度为0.5mm，拉伸力为42N。
中空纤维膜的外径可以为1mm-5mm。中空纤维膜的壁厚可以为0.1mm-1mm。编织机的锭数可以为4-32锭，双节距可以为5mm-50mm。
纤维编织增强型中空纤维膜的最大拉伸力可以为300N。
实施例2：
图3为本实用新型的另一实施例的结构示意图；图4为图3的剖视图；如图3、图4所示，本实施例采用聚氯乙烯(PVC)作为膜丝1，膜丝1的外径1.6mm，壁厚0.5mm。每三根膜丝集成一束，采用钩编机在中空纤维膜丝束的外面编织一层网状结构2。采用的纤维长丝是60D/1F涤纶单丝，钩编机的针数为3针，针织密度为6针目。纤维编织增强型中空纤维膜束的外径为4.2mm，外编织增强体的厚度为0.5mm，拉伸强度为20N。
中空纤维膜的外径可以为1mm-5mm。中空纤维膜的壁厚可以为0.1mm-1mm。钩编机的针数可以是3-12针，针织密度可以为4-20针目。
纤维编织增强型PVDF中空纤维膜的最大拉伸力为200N。
本实用新型增强型中空纤维膜的膜丝可以采用聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯或者聚氯乙烯材质，本实用新型增强型中空纤维膜的外表面网状结构是由20D-1000D的涤纶、锦纶、丙纶、粘胶纤维或者玻璃纤维编织或针织而成。
以上所述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非来限制本实用新型实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述的显而易见的变动，以及其它不脱离本实用新型实质的改动，均应包括在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种纤维编织增强型中空纤维膜，包括中空纤维膜丝，其特征在于，所述的中空纤维膜丝每三根集成一束，每一束的中空纤维膜丝的外表面编织有一层网状结构。
2.根据权利要求1所述的纤维编织增强型中空纤维膜，其特征在于，所述的网状结构是由涤纶长丝通过编织机编织而成，高速编织机的锭数为4-32锭，双节距为5-50mm。
3.根据权利要求1所述的纤维编织增强型中空纤维膜，其特征在于，所述的中空纤维膜丝的外径为1mm-5mm，中空纤维膜丝的壁厚为0.1mm-1mm。
4.根据权利要求1所述的外支撑增强型中空纤维膜，其特征在于，所述的网状结构是由涤纶长丝通过钩针机编织而成，网状结构的针织密度为4-20目，所述的钩针机的针数为3-12针。
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