一種高填裝密度中空纖維膜組件以及膜單元的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)一種高填裝密度中空纖維膜組件，包括膜組件本體，所述膜組件本體包括集水塑件、中空纖維膜絲、大密封圈和小密封圈；所述集水塑件包括集水接口、塑件殼體、間筋、支撐舌頭以及膜組件安裝孔：其中所述集水接口采用雙臺(tái)階設(shè)計(jì)，每個(gè)臺(tái)階上設(shè)置2個(gè)密封圈槽，分別裝配所述大密封圈和小密封圈；所述中空纖維膜絲為等間距均勻排列。該膜組件抗污能力得到提高且省去膜組件自支撐結(jié)構(gòu)的同時(shí)確保了密封性更加可靠。本實(shí)用新型還提供了一種膜單元，是所述膜組件成批量組裝構(gòu)成的膜單元。實(shí)現(xiàn)膜單元模塊化組裝。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)格需求，自定義裝配模塊數(shù)量，膜單元設(shè)計(jì)更加靈活多變。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高填裝密度中空纖維膜組件以及膜單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及膜分離水處理設(shè)備，屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種高填裝密度中空纖維膜組件以及膜單元。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著膜技術(shù)的發(fā)展，膜生物反應(yīng)器MBR在廢水處理中的應(yīng)用備受關(guān)注。中空纖維超濾膜組件因其填裝密度大、過(guò)濾效果好、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)成本低等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于MBR廢水處理系統(tǒng)中。
[0003]目前，市場(chǎng)上已經(jīng)形成多種樣式的中空纖維膜組件，其中空纖維膜絲多呈束狀或片狀排列，單束或單片內(nèi)膜絲隨機(jī)排列，故膜絲間隙不均，無(wú)法實(shí)現(xiàn)膜組件填裝密度最大化。疏密不均的膜絲排列進(jìn)一步導(dǎo)致膜組件抗污染能力下降，膜絲排列緊密的區(qū)域極易積累污染物且不易清洗。
[0004]受到膜絲注封工藝的限制，多數(shù)膜組件集水塑件采用分體式結(jié)構(gòu)。這種分體式集水塑件結(jié)構(gòu)雖然能夠簡(jiǎn)化膜組件注封工藝，但塑件粘結(jié)面極易造成斷裂和泄漏，膜組件可靠性大打折扣，甚至影響產(chǎn)水水質(zhì)。
[0005]膜組件的安裝與密封形式多樣，早期膜組件多采用端面密封、活結(jié)裝配，雖密封可靠但安裝方式復(fù)雜。之后誕生了以三菱麗陽(yáng)為代表的具備自支撐結(jié)構(gòu)的膜組件，集水接口采用快插式、周向密封，安裝方便快捷。該膜組件自帶支撐管結(jié)構(gòu)占用了膜組件空間，降低了膜組件填裝密度。但如果去除自支撐管結(jié)構(gòu)，周向密封結(jié)構(gòu)可靠性降低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種高填裝密度中空纖維膜組件以及膜單元，該膜組件中空纖維膜絲采用等間距均勻排絲工藝提高填裝密度，使膜組件抗污能力得到提高，且省去膜組件自支撐結(jié)構(gòu)的同時(shí)確保密封性能更加可靠。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)一種高填裝密度中空纖維膜組件，包括膜組件本體，所述膜組件本體包括集水塑件、中空纖維膜絲、大密封圈和小密封圈；所述集水塑件包括集水接口、塑件殼體、間筋、支撐舌頭以及膜組件安裝孔:其中所述集水接口采用雙臺(tái)階設(shè)計(jì)，每個(gè)臺(tái)階上設(shè)置2個(gè)密封圈槽，分別裝配所述大密封圈和小密封圈；所述中空纖維膜絲為等間距均勻排列，并用熱熔膠進(jìn)行注封定型，經(jīng)排列定型的中空纖維膜絲以端面開(kāi)口的形式裝入所述集水塑件的塑料殼體內(nèi)，分別用高硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠和低硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠注封；所述高硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠在所述中空纖維膜絲的端面與所述熱熔膠之間，確保所述中空纖維膜絲在所述集水塑件殼體內(nèi)的注封強(qiáng)度；所述低硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠在所述高硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠和所述熱熔膠之間，使得所述中空纖維膜絲與所述集水塑件之間存在軟連接，為所述中空纖維膜絲提供緩沖保護(hù)。
[0008]作為優(yōu)選，所述集水塑件為一體成型式整體塑料結(jié)構(gòu)。
[0009]作為又一優(yōu)選，所述中空纖維膜絲的排列間距為可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，所述多個(gè)膜組件本體之間進(jìn)行組合得到膜組件裝配模塊，所述膜組件裝配模塊由4個(gè)所述膜組件、集水六通塑件、集水五通塑件和豎直集水管構(gòu)成。
[0011]更近一步地，所述集水六通塑件包含頂部集水口、下部集水口、4個(gè)膜組件裝配孔、加強(qiáng)筋以及螺釘安裝孔；所述頂部集水口、下部集水口和膜組件裝配孔構(gòu)成內(nèi)部集水通路。
[0012]更近一步地，所述集水五通塑件包含上部集水口、4個(gè)膜組件裝配孔、加強(qiáng)筋以及螺釘安裝孔；所述上部集水口和膜組件裝配孔構(gòu)成內(nèi)部集水通路。
[0013]本實(shí)用新型還提供了一種膜單元，是所述膜組件成批量組裝構(gòu)成的膜單元，由吊掛板、水平支撐鋼架、豎直支撐鋼架、馬鞍弧面接頭、總集水管悶蓋、總集水圓管、集水三通、集水彎頭、集水變徑、總集水接口、曝氣接口、曝氣活結(jié)、曝氣軟管、曝氣彎頭、曝氣總管、曝氣三通和曝氣支管構(gòu)成；其中所述馬鞍弧面接頭連通所述總集水圓管和所述集水六通塑件的頂部集水口，使膜組件裝配模塊的集水通路與總集水管路連通；所述總集水管路通過(guò)集水管抱箍固定在所述水平支撐鋼架上；所述曝氣總管通過(guò)大管夾固定在所述水平支撐鋼架上；所述曝氣支管通過(guò)小管夾固定在所述水平支撐鋼架上；所述曝氣支管的數(shù)量與所述膜單元中裝配的膜組件的數(shù)量對(duì)應(yīng)，曝氣支管通過(guò)所述曝氣三通與所述曝氣總管連通；所述膜單元設(shè)置2個(gè)所述曝氣接口，可從所述曝氣總管兩側(cè)同時(shí)進(jìn)氣，亦可對(duì)所述曝氣支管進(jìn)行分別進(jìn)氣，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)流曝氣；所述曝氣支管上表面均布曝氣小孔，下面表面均布排泥孔；所述集水六通塑件和所述集水五通塑件分別采用安裝螺釘通過(guò)所述螺釘安裝孔和安裝固定在所述水平支撐鋼架上；所述膜組件采用緊固件通過(guò)所述膜組件安裝孔安裝固定在所述水平支撐鋼架上。
[0014]進(jìn)一步地，所述膜單元中吊掛板、水平支撐鋼架和豎直支撐鋼架均采用不銹鋼材質(zhì)。
[0015]進(jìn)一步地，所述膜單元中集水管路和曝氣管路采用UPVC或ABS塑料材質(zhì)，亦可采用不銹鋼材質(zhì)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):1、所述膜組件膜絲采用特殊工藝進(jìn)行排布，使膜絲排列整齊、間距均勻。通過(guò)調(diào)整膜絲排列間距，最大限度提高膜組件填裝密度。均勻的排絲方式使膜組件在應(yīng)用中獲得均勻高效的曝氣擦洗，膜組件抗污染能力得到提高；2、所述膜組件采用整體式集水塑件，一次注封成型，組件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高；3、所述膜組件采用熱熔膠以及低硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)所述中空纖維膜絲進(jìn)行柔性注封，為所述中空纖維膜絲提供雙重緩沖保護(hù)；4、所述膜組件出水接口采用雙臺(tái)階密封設(shè)計(jì)，獨(dú)有的支撐舌頭設(shè)計(jì)，省去膜組件自支撐結(jié)構(gòu)的同時(shí)確保密封性能更加可靠；5、專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的集水六通塑件和集水五通塑件將四個(gè)膜組件整合為一個(gè)裝配模塊，實(shí)現(xiàn)膜單元模塊化組裝。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)格需求，自定義裝配模塊數(shù)量，膜單元設(shè)計(jì)更加靈活多變。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型高填裝密度中空纖維膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為集水塑件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為膜組件注封剖視圖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為膜組件裝配模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為集水六通塑件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為集水五通塑件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為膜組件裝配細(xì)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖8為膜單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖9為曝氣支管剖視圖的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0027]本實(shí)用新型為一種高填裝密度中空纖維膜組件，如圖1所示，該膜組件10由集水塑件6、中空纖維膜絲7、大密封圈8和小密封圈9構(gòu)成。
[0028]如圖2所示,所述集水塑件6為整體式塑料結(jié)構(gòu)件，包括集水接口 1、塑件殼體2、間筋3、支撐舌頭4和膜組件安裝孔5等結(jié)構(gòu)。所述集水接口 I采用雙臺(tái)階設(shè)計(jì)，每個(gè)臺(tái)階上設(shè)置2個(gè)密封圈槽，分別裝配所述大密封圈8和小密封圈9。所述支撐舌頭4是本實(shí)用新型專(zhuān)利獨(dú)有結(jié)構(gòu)，該支撐舌頭4能承載所述膜組件10的全部重量，避免所述大密封圈8和所述小密封圈9受所述膜組件10自重影響發(fā)生局部變形而導(dǎo)致密封不可靠。所述間筋3能增強(qiáng)所述塑件殼體2的強(qiáng)度。
[0029]所述膜組件10包含2個(gè)所述集水塑件6，故所述膜組件10包含2個(gè)所述集水接口
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[0030]如圖3所示，所述中空纖維膜絲7采用特殊制程工藝等間距均勻排列，并用熱熔膠11進(jìn)行注封定型，所述中空纖維膜絲7的排列間距可根據(jù)需求調(diào)整，所述熱熔膠11除了對(duì)排列膜絲起到定型作用，還能對(duì)所述中空纖維膜絲7起到緩沖保護(hù)作用。經(jīng)排列定型的中空纖維膜絲7以端面開(kāi)口的形式裝入所述集水塑件6的殼體內(nèi)，分別用高硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠13和低硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠12注封。所述高硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠13在所述中空纖維膜絲7的端面與所述熱熔膠11之間，以確保灌注強(qiáng)度。所述低硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠12在所述高硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠13和所述熱熔膠11之間，使所述中空纖維膜絲7與所述集水塑件6之間存在軟連接，以確保所述中空纖維膜絲7根部得到雙重緩沖保護(hù)。
[0031]因所述中空纖維膜絲已有熱熔膠11作為緩沖保護(hù)，故所述低硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠12亦可用高硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠13替代。
[0032]如圖4所示，由4個(gè)所述膜組件10、集水六通塑件20、集水五通塑件25和豎直集水管26構(gòu)成一個(gè)膜組件裝配模塊。
[0033]如圖5所示，集水六通塑件20包含頂部集水口 15、下部集水口 17、4個(gè)膜組件裝配孔16、加強(qiáng)筋18以及螺釘安裝孔19。所述頂部集水口 15、下部集水口 17和膜組件裝配孔16構(gòu)成內(nèi)部集水通路。
[0034]類(lèi)似的，如圖6所示，集水五通塑件25包含上部集水口 21、4個(gè)膜組件裝配孔22、加強(qiáng)筋23以及螺釘安裝孔24。所述上部集水口 21和膜組件裝配孔22構(gòu)成內(nèi)部集水通路。
[0035]如圖4所示，所述集水六通塑件20的下部集水口 17與所述集水五通塑件25的上部集水口 21通過(guò)所述豎直集水管26連接構(gòu)成封閉集水通路。所述膜組件10的2個(gè)集水接口 I分別與所述集水六通塑件20的膜組件裝配孔16和所述集水五通塑件25的膜組件裝配孔22密封連接構(gòu)成封閉集水通路。
[0036]如圖7所示，所述集水六通塑件20的膜組件裝配孔16同樣采用雙臺(tái)階設(shè)計(jì)，與所述膜組件集水接口 I的雙臺(tái)階緊密配合。所述大密封圈8和小密封圈9分別在兩個(gè)臺(tái)階面形成周向雙重密封，確保內(nèi)部集水通路可靠密封。類(lèi)似的，所述集水五通塑件25的膜組件裝配孔22同樣采用雙臺(tái)階設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的裝配方式和密封效果。
[0037]如圖8所示,所述膜組件10成批量組裝構(gòu)成膜單元50。所述膜單元50由吊掛板27、水平支撐鋼架28、豎直支撐鋼架29、馬鞍弧面接頭30、總集水管悶蓋31、總集水圓管32、集水三通33、集水彎頭34、集水變徑35、總集水接口 36、曝氣接口 38、曝氣活結(jié)40、曝氣軟管41、曝氣彎頭42、曝氣總管43、曝氣三通44和曝氣支管45構(gòu)成。
[0038]所述馬鞍弧面接頭30連通所述總集水圓管32和所述集水六通塑件20的頂部集水口 15，使膜組件裝配模塊的集水通路與總集水管路連通。所述總集水管路通過(guò)集水管抱箍37固定在所述水平支撐鋼架28上。
[0039]所述曝氣總管43通過(guò)大管夾39固定在所述水平支撐鋼架28上。所述曝氣支管45通過(guò)小管夾46固定在所述水平支撐鋼架28上。所述曝氣支管45的數(shù)量與所述膜單元50中裝配的膜組件10的數(shù)量對(duì)應(yīng)。所述曝氣支管45通過(guò)所述曝氣三通44與所述曝氣總管43連通。
[0040]所述膜單元50設(shè)置2個(gè)所述曝氣接口 38，可從所述曝氣總管43兩側(cè)同時(shí)進(jìn)氣，亦可對(duì)所述曝氣支管45進(jìn)行分別進(jìn)氣，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)流曝氣。
[0041]如圖9所示,所述曝氣支管45上表面均布曝氣小孔48,下面表面均布排泥孔49。
[0042]如圖8所示，所述集水六通塑件20和所述集水五通塑件25分別采用安裝螺釘通過(guò)所述螺釘安裝孔19和24安裝固定在所述水平支撐鋼架28上。所述膜組件10采用緊固件47通過(guò)所述膜組件安裝孔5安裝固定在所述水平支撐鋼架28上。由此，所述膜組件10被可靠固定在所述膜單元50中。
[0043]所述膜單元50中，吊掛板27、水平支撐鋼架28和豎直支撐鋼架29均采用不銹鋼材質(zhì)，規(guī)格牌號(hào)根據(jù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求與防腐要求確定。
[0044]所述集水管路和曝氣管路采用UPVC或ABS塑料材質(zhì)，亦可采用不銹鋼材質(zhì)。
[0045]最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實(shí)施例僅是本實(shí)用新型較有代表性的例子。顯然，本實(shí)用新型的技術(shù)方案并不限于上述實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高填裝密度中空纖維膜組件，包括膜組件本體(10)，其特征在于，所述膜組件本體包括集水塑件￠)、中空纖維膜絲(7)、大密封圈(8)和小密封圈(9)； 所述集水塑件包括集水接口(I)、塑件殼體(2)、間筋(3)、支撐舌頭(4)以及膜組件安裝孔(5):其中所述集水接口采用雙臺(tái)階設(shè)計(jì)，每個(gè)臺(tái)階上設(shè)置2個(gè)密封圈槽，分別裝配所述大密封圈和小密封圈； 所述中空纖維膜絲為等間距均勻排列，并用熱熔膠(11)進(jìn)行注封定型，經(jīng)排列定型的中空纖維膜絲以端面開(kāi)口的形式裝入所述集水塑件的塑料殼體內(nèi)，分別用高硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠(13)和低硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠(12)注封；所述高硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠在所述中空纖維膜絲的端面與所述熱熔膠之間，所述低硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠在所述高硬度聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂膠和所述熱熔膠之間，使得所述中空纖維膜絲與所述集水塑件之間存在軟連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高填裝密度中空纖維膜組件，其特征在于，所述集水塑件為一體成型式整體塑料結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高填裝密度中空纖維膜組件，其特征在于，所述中空纖維膜絲的排列間距為可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高填裝密度中空纖維膜組件，其特征在于，所述多個(gè)膜組件本體之間進(jìn)行組合得到膜組件裝配模塊，所述膜組件裝配模塊由4個(gè)所述膜組件(10)、集水六通塑件(20)、集水五通塑件(25)和豎直集水管(26)構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高填裝密度中空纖維膜組件，其特征在于，所述集水六通塑件(20)包含頂部集水口(15)、下部集水口(17)、4個(gè)膜組件裝配孔(16)、加強(qiáng)筋(18)以及螺釘安裝孔(19);所述頂部集水口、下部集水口和膜組件裝配孔構(gòu)成內(nèi)部集水通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高填裝密度中空纖維膜組件，其特征在于，所述集水五通塑件(25)包含上部集水口(21)、4個(gè)膜組件裝配孔(22)、加強(qiáng)筋(23)以及螺釘安裝孔(24)；所述上部集水口和膜組件裝配孔構(gòu)成內(nèi)部集水通路。
7.—種膜單元，其特征在于，是所述膜組件成批量組裝構(gòu)成的膜單元，由吊掛板(27)、水平支撐鋼架(28)、豎直支撐鋼架(29)、馬鞍弧面接頭(30)、總集水管悶蓋(31)、總集水圓管(32)、集水三通(33)、集水彎頭(34)、集水變徑(35)、總集水接口(36)、曝氣接口(38)、曝氣活結(jié)(40)、曝氣軟管(41)、曝氣彎頭(42)、曝氣總管(43)、曝氣三通(44)和曝氣支管(45)構(gòu)成； 其中所述馬鞍弧面接頭連通所述總集水圓管和所述集水六通塑件的頂部集水口，使膜組件裝配模塊的集水通路與總集水管路連通； 所述總集水管路通過(guò)集水管抱箍固定在所述水平支撐鋼架上； 所述曝氣總管通過(guò)大管夾(39)固定在所述水平支撐鋼架上； 所述曝氣支管通過(guò)小管夾(46)固定在所述水平支撐鋼架上；所述曝氣支管的數(shù)量與所述膜單元中裝配的膜組件的數(shù)量對(duì)應(yīng)，曝氣支管通過(guò)所述曝氣三通與所述曝氣總管連通； 所述膜單元設(shè)置2個(gè)所述曝氣接口，可從所述曝氣總管兩側(cè)同時(shí)進(jìn)氣，亦可對(duì)所述曝氣支管進(jìn)行分別進(jìn)氣，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)流曝氣； 所述曝氣支管上表面均布曝氣小孔(48)，下面表面均布排泥孔(49)； 所述集水六通塑件和所述集水五通塑件分別采用安裝螺釘通過(guò)所述螺釘安裝孔和安裝固定在所述水平支撐鋼架上； 所述膜組件采用緊固件(47)通過(guò)所述膜組件安裝孔安裝固定在所述水平支撐鋼架上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種膜單元，其特征在于，所述膜單元中吊掛板、水平支撐鋼架和豎直支撐鋼架均采用不銹鋼材質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種膜單元，其特征在于，所述膜單元中集水管路和曝氣管路采用UPVC或ABS塑料材質(zhì)，亦可采用不銹鋼材質(zhì)。
【文檔編號(hào)】C02F1/44GK203990321SQ201420439697
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】肖力鵬, 陳李紅, 曹志宏, 施銀峰 申請(qǐng)人:桐鄉(xiāng)市健民過(guò)濾材料有限公司