[实用新型]一种卷式膜元件及设有该元件的膜分离装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及膜分离技术领域，特别是涉及一种卷式膜元件。本实用新型还涉及包括上述卷式膜元件的膜分离装置。

背景技术

近年来，膜分离技术作为一种高效的分离、浓缩、提纯及净化手段，获得了极为迅速的发展。

膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离介质，通过在膜两侧施加(或存在)一种或多种推动力，使原料中的膜组分选择性地优先透过膜，从而达到混合物分离，并实现产物的提取、浓缩、纯化等目的的分离过程，从膜的形状和组件的结构划分，可以分为平板膜、管式膜、卷式膜和中空纤维膜四大类。由于卷式膜结构简单、造价低廉、装填密度高、物料交换效果好、处理量大而被广泛使用。

卷式膜元件一般由多孔中心管、卷绕该中心管的膜单元和外壳等部件构成，其中膜单元包括进料流道网和膜袋，膜袋是通过使用胶粘剂将透过液流道网和分离膜密封粘接而成为一体，用于防止进料流道网侧料液与透过液流道网侧液体混合在一起；进料流道网将供给侧料液导向分离膜表面，由分离膜分离进料流道网侧料液；透过液流道网将透过分离膜的液体导向中心管；外壳一般由玻璃钢或塑料加强外网包裹上述卷绕体形成，可以是单层或多层结构，用于容纳和保护膜单元。将卷式膜元件放入膜壳中，就成为卷式膜分离装置。

目前，采用塑料加强外网的卷式膜元件主要应用在特殊料液分离行业。由于此类料液一般具有高温、高粘度的特性，随着料液温度的提高和粘度的上升，堵塞物会逐渐增多，导致膜元件主体产生膨胀，而塑料加强外网的机械强度较小，仅能承载0.1MPa以下的压力，容易在膨胀力的作用下破裂，造成整个膜元件的损坏。

对此，可通过增加塑料加强外网的缠绕圈数来提高其包裹的强度，但由于膜元件的径向尺寸受到膜壳约束，在膜壳尺寸既定的情况下，增加塑料加强外网的层数势必会挤占分离膜的空间而导致其用量减少，显然，这会降低膜元件的分离性能。此外，随着料液温度的升高，塑料加强外网本身的强度也在减弱，受到进料压力或膨胀力冲击依然存在破裂的风险。

玻璃钢外壳的优点是机械强度大，可以承载0.3MPa以上压力，能满足特殊料液的分离要求。但其缺点是在组装时，必须使用盐水密封圈来阻止料液在膜元件和膜壳之间的旁路切向流动，所述盐水密封圈需安装在膜元件的进料端，同时开口面向进料方向，当料液进入膜壳时，受到料液的压力作用，其开口(即唇边)进一步张开，从而阻断料液从外侧通过而进入后面的膜元件，使料液全部从流道进入膜元件，给膜元件指定了唯一的进料方向。

由于盐水密封圈的存在，沿着进料方向，在盐水密封圈后侧缝隙形成的死角内容易滋生细菌等微生物，且难以通过清洗去除滋生的细菌，严重影响卷式膜元件的卫生等级。

因此，如何在保证卷式膜元件分离性能的前提下，进一步提高其结构强度，同时避免出现料液流动死角，以满足高温、高粘度料液的分离及系统杀毒要求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种卷式膜元件。该卷式膜元件的外壳带有玻璃钢加强层，在保证分离性能的前提下，其结构强度得到显著提高，且不存在料液流动死角，可满足高温、高粘度料液的分离及系统杀毒要求。

本实用新型的另一目的是提供一种包括上述卷式膜元件的膜分离装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种卷式膜元件，包括分离膜之间设有透过液流道网的膜袋、进料流道网、中心管以及外网，所述膜袋和进料流道网以叠层形式围绕所述中心管螺旋卷绕，形成圆筒状膜元件主体，所述外网包裹卷绕所述膜元件主体形成外壳，所述膜元件主体与外网之间设有玻璃钢加强层。

优选地，所述进料流道网长于所述膜袋，所述膜元件主体的最外层为进料流道网，所述玻璃钢加强层由浸过合成树脂的玻璃纤维均匀缠绕在进料流道网上形成。

优选地，所述进料流道网长于所述膜袋10mm～100mm。

优选地，所述玻璃钢加强层上预置有过渡连接网，所述玻璃钢加强层在成形时以间隔缠绕的方式将所述过渡连接网固定在其外表面上，所述外网内端与所述过渡连接网连接在一起。

优选地，所述过渡连接网与膜袋等宽，其长度为10mm～50mm。

优选地，所述外网具体为单层结构。

优选地，所述玻璃钢加强层的厚度为1mm～4mm。

优选地，所述玻璃钢加强层的厚度为2mm～3mm。

优选地，所述玻璃钢加强层的材料具体为聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢或酚醛玻璃钢。

本实用新型还提供一种膜分离装置，包括上述任一项所述的卷式膜元件。