CN2292597Y - 一种大型的中空纤维超滤膜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种改进的中空纤维膜组件,在传统的膜组件基础上将几根单一的小型膜组件连成一体,成为一种膜组件体积相对减少,而膜面积相对提高的大型中空纤维膜组件,该组件应用于某些水处理设备中可使设备小型化,提高处理效率,降低设备的制造成本。

Description

一种大型的中空纤维超滤膜组件

本实用新型是一种中空纤维超滤膜组件，具体地说，该组件的形状构造是大型的，属于水处理的固液分离的技术领域。

目前膜组件有膜堆、卷式膜和中空纤维膜组件等几种形式，而中空纤维膜组件在超滤方法应用上尤其普遍。目前中空纤维膜组件均作成Φ75mm、长1m的标准组件，每根组件的填充面积在2.3m²左右。对于一个膜面积为16m²的组件设备，则需要7根组件并联起来方可胜任，而这7根组件所需零部件很多，包括组件接头、进水管接头、管路、阀门等，而且占地面积也较大，成本也较高，这就不利于设备的小型化、高效能，同时由于成本的原因，膜设备的售价也是较高的，这就削弱了它在市场上的竟争力，限制了它的广泛应用。另外，原有7根组件的标准设备，由于主管路具有一定的长度，在实际实施中，7根组件流动状态不尽相同，使得每根组件的使用寿命也不尽相同。相关专利有J62247296、CN1037180A、85103278、86103358

本实用新型专利的目的在于提供一种大型的中空纤维超滤膜组件，从减少膜组件所需材料和体积入手，进而缩小膜设备的外型体积，达到设备的小型化、高效能，同时大幅度降低制作成本，增强膜设备在市场机制中竞争力。

对于一个定型的膜设备，动力泵和连接管路、阀门的大小是一定的，不能更改。若想把体积尽可能的小型化并降低成本，则只能在不减小膜面积的前提下，尽可能地减少膜组件个数，从而减少连接管路的各个附属零件，减少管路的长度，从而达到膜设备整体体积缩小并成本降低。

本实用新型基于上述构想设计的，把7个单独的Φ75mm的中空纤维束同时安装在一根Φ200mm的粗外壳中，长度不变，仍为1m。这样减少了原来整套组件的管路连接，排成一排的7个独立的组件缩成了一个只有Φ200mm粗的大组件，整体体积大为缩小。原来连接7个组件的各组件接头、紧固件、密封件都省掉了，从而实现了设备体积尽可能的小而膜面积尽可能大的构想，制造成本也大为降低。另外，本实用新型由于不存在主管道，7根组件的进出口直接与泵进出口相连，7个组件的流动状态相同，从而使组件的寿命同一，过滤效率均匀。若哪一个组件出现问题，经过检漏修补后仍可再用，直至中空纤维全部堵塞此组件才真正报废。再有，本实用新型的组件两端设有用于支撑中空纤维束的花盘，该花盘是用ABS工程塑料制成，盘上设多个圆孔，该等圆孔以该花盘圆心为轴心向四周对称排列。该上下两个花盘分别与外壳内周边粘接在一起。由于花盘的存在，使得组件端头的密封非常坚固严密，不会出现一般组件端头密封树脂与管壳脱离情况，组件端头具有很高的强度，能承受很高的压力，这就为提高组件工作压力打下基础。本实用新型的组件两端头各用8条螺栓与封头连接，修补、拆卸简单方便。

本实用新型不局限于由7个组件缩成一个大组件，也可以根据具体情况或实际需要的膜面积，把组件做成更粗的大组件，粗外壳内可以把更多的直径为Φ75mm的中空纤维束装成一个大组件。当然，中空纤维束的直径不局限于Φ75mm，也可以把中空纤维束变得粗一点或细一点。但是，中空纤维束过粗，则预装配成图3所示的形式较难，中空纤维束端头不易固封，组件中包容的中空纤维数少，即装填密度低；中空纤维束过细，虽然装填密度高，但中空纤维束整体强度小，易弯曲折断。实践证明，中空纤维束的直径以Φ40mm-Φ100mm为宜。此外，粗外壳中所包容的中空纤维束的长度也不局限于1m，也可以加长或缩短，但这是有限度的。中空纤维束过短，虽然料液在中空纤维中的流动状态好，但组件的膜面积小，装填密度低；中空纤维束过长，虽然组件的膜面积增加，但中空纤维束强度降低，且料液在中空纤维中的流动状态变差，流动阻力增加，膜易污染造成过滤速率降低。实践证明，中空纤维束长度以500mm-1500mm为宜。再有，本实用新型也不局限于组件中所包容的中空纤维束直径均是一样粗细，也可以粗细混装。由几何原理可知，中空纤维束直径越小，组件中包容的中空纤维数越多，组件的膜面积越大，装填密度越高，但工艺复杂，制作难度加大。实践证明，粗细混装，即可以使组件的膜面积加大，装填密度提高，又可以使制作工艺简单，降低加工难度。

本实用新型提供3张附图，图1为本实用新型的整体装配图，图2为端头的剖面图，图3为中空纤维束的预装配图。

本实用新型是这样实现的，组件外壳为圆柱体，如图1所示。圆柱体外壳上下两端各设有料液进口和出口的端盖法兰1，紧固螺栓螺母2，密封垫3，大组件法兰4，组件透过液出口管5，圆柱体6，中空纤维束端头7，大组件花盘8，中空纤维束9，密封树酯10，中空纤维管接头11。

7束中空纤维束以组件圆心为轴心向四周对称轴对称排列，如图2所示。

本实用新型工作时，由泵出口提供的料液经过组件入口进入大组件中，大组件中所包容的7束中空纤维束由于是以组件的圆心为轴心向四周对称排列的，所以料液以相同的流速、流量流过每一束中空纤维管束中，从大组件的下端中空纤维的下口流出。在这一流动过程中，料液中比中空纤维孔径小的物质透过中空纤维壁而汇集于大组件外壳与中空纤维所围的空间中，从透过液出口6流出，料液中比中空纤维孔径大的物质透不过纤维膜而从中空纤维丝另一端流出，汇集于下法兰4所围的空间从下端出口流出。

为使料液流分布更加均匀，进出口均采用圆锥形圆弧过渡，如图1所示。整个组件仍然竖直放置，这样使得流过中空纤维的料液流动非常均匀，从而使每束中空纤维束中所流过的料液也是相同的，每束中空纤维束的透过速率、效率均匀，寿命同一。若有一根中空纤维束出现问题，经过检漏修补后仍可继续使用，直至中空纤维全部堵塞，此组件则真正报废。此组件两端头各用8条螺栓与封头连接，修补、拆卸比较简单。

下面结合附图提供本实用新型的一个实施例。

实施例

本实用新型的外型为圆柱体，如图1所示，上下两端各设有料液进口和出口的密封端盖1，以螺栓螺母2与圆柱体的外壳6紧固，其间设有密封垫3，圆柱体侧设有一透过液出口5；在用ABS工程塑料制成的Φ200mm圆柱体的外壳6内装有7个中空纤维束9，以圆柱体的圆心为轴心对称排列，如图2所示。中空纤维束9每一束均用聚乙烯多孔网套包裹成柱状，如图3所示，其两端用树酯与中空纤维管接头11浇铸成一体形成两个中空纤维束端头7，两头中间的中空纤维裸露。本实用新型大型中空纤维超滤膜组件的上下两端设有一与七个中空纤维束排列相对应的花盘8，上下两花盘8之间的距离为1m，中空纤维束上下各端头7与上下花盘8按上述排列浇铸连接，上下花盘8与大组件外壳6两端头内壁粘接。

按照本专利的技术方案设计制作了一根大组件，连接成一套设备，应用到水处理中，效果很好。对于相同大小膜面积的设备而言，此装置体积只是其体积的一半，占地面积也小，真正实现了在不减小设备处理能力的前提下，使设备进一步小型化。组件制作工艺简单，容易实现流水线生产，制作成本大为降低。又由于组件采用法兰连接，螺栓紧固，密封性好，修补、拆卸简单方便。

Claims (9)

1.一种大型的中空纤维超滤膜组件，其特征在于它包括：一内装有7个但不限于7个40-100mm、长度500-1500mm中空纤维束的圆柱体外壳；一设于该圆柱体外壳上的透过液出口管；两个分别与该外壳上下两端粘接的花盘；两个分别在该外壳上下两端设料液进口或料液出口的密封端盖法兰以及该密封端盖法兰与该圆柱体外壳之间以螺栓螺母紧固连接。

2.如权利要求1所述的组件，其特征在于该圆柱体外壳的直径为200mm。

3.如权利要求1所述的组件，其特征在于该圆柱体外壳的长度为500-1500mm。

4.如权利要求1或3所述的组件，其特征在于该圆柱体外壳较佳长度为1000mm。

5.如权利要求1所述的组件，其特征在于在该外壳内装有7个75mm、长1000mm的纤维束。

6.如权利要求1或3所述的组件，其特征在于该外壳内还可以混装有7个以上40mm-100mm粗细不等的该中空纤维束。

7.如权利要求1所述的组件，其特征在于该上下两花盘上的圆孔以该花盘的圆心为轴心向四周对称排列。

8.如权利要求1所述的组件，其特征在于该中空纤维束是以聚乙烯多孔网套包裹成柱状。

9.如权利要求1所述的组件，其特征在于该中空纤维束两端分别用树脂与中空纤维管接头浇铸成一体的中空纤维束端头。

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