[发明专利]涂布机及用于对形成的板膜元件进行涂布的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于膜分离的装置及其制造方法，并特别地涉及适于浸没式(或者被称为淹没式)操作的微滤(MF)、超滤(UF)或纳滤(NF)膜元件或组件。

背景技术

以下内容并非承认下面讨论的任何事物都是公知常识或可引用的现有技术。

可以在平板式(或称作板和框架式)结构中制造浸没式MF或UF膜。在这种结构中，通过将聚合物的分离层铸件浇注于一卷非织造基材上来制造一卷膜板。两片大致矩形的膜板在它们的边缘处例如通过超声焊接连接在中空塑料框架的相对侧上。这样产生了具有中空内部通道的面板以收集过滤的水(或称作渗透物)。若干个面板并排地滑动至能被浸入到被过滤的水中的框架中。面板的内侧与泵的吸入侧连接，以通过膜板抽取渗透物。从框架下面提供的气泡使气泡与液体的混合流在面板之间的垂直槽中上升，从而保持膜表面清洁。在Kubota Corporation拥有的美国专利No.5,482,625、5,651,888、5,772,831、6,287,467和6,843,908中示出了这类装置的示例。

平板膜组件通常是坚固耐用的，并且具有低的生产成本(相对于中空纤维膜)，这是因为它们可以在宽的板中进行浇注。然而，平板膜相对于中空纤维膜具有较差的封装密度(每单位组件体积的膜表面积)，因此，大的平板车间的总成本可能会非常高。此外，典型的平板膜面板不能被剧烈反洗以足以机械地清洁膜。

在Microdyn-Nadir GMBH的国际公开WO 2007/036332中披露了平板膜元件的变型。在这些元件中，将两层膜材料浇注于具有位于两个致密层之间的多孔中央区域的织物的前后侧上。该中央区域提供了渗透通道，并将两个致密层连接在一起，从而允许对该元件进行用于机械清洁的反洗。这些元件不需要四边框架，并且它们约2mm厚，这比上述的板框元件更薄。然而，这些元件也有柔韧性，并且它们在框架中从中心到中心的间隔约10mm。封装密度比上述的板框元件更好，但是仍然远低于中空纤维膜组件的封装密度。尽管织物的中央区域是多孔的，但是在渗透通道中也提供了流动的阻性并且增加了元件的成本。

发明内容

以下内容意在为读者介绍后面的详细说明，但并不限制或限定任何要求保护的发明。

在加热和加压下，将基材材料片(例如非织造布)例如靠着模具腔的内表面形成为具有相对于平面的一个或多个凹陷(例如一系列的大致平行的凹陷)的成形基材板。将其中至少一个具有凹陷的两个基材板例如沿着凹陷的边缘或在凹陷的边缘附近粘合在一起。可选地，可以额外地在两个基材板之间粘合有中间板。两个基材板形成了具有相互组合或与中间板(如果存在一个的话)组合的多个内部通道的基材。如果这些基材材料片没有用膜材料预先涂布，则用涂料(dope)涂布基材并淬火或凝结以形成膜板。

膜板是大致平面的，但是具有对应于内部通道的一个或多个脊部，从而提供了比等效的平板面积更大的表面积。内部通道提供用于使渗透物流向板的边缘的开放通路。优选地，膜板沿着内部通道之间的一条或多条线以及沿着平行于凹陷的外边缘粘合在一起。当在足够数量的内部通道之间粘合在一起时，可选地当在每个内部通道的每侧上粘合在一起时，膜板在没有四边框架的情况下也可以使用并且可以通过反洗来机械地进行清洁。

可以将多个膜板并排放置成束。膜板的与一个或多个内部通道相交并且向一个或多个内部通道开放的渗透边缘可以通过间隔件与束中的相邻膜板的边缘分开。束连接到一个或多个联箱(header)连接以形成组件。与联箱的连接可以是永久的或可移除的。可以将多个组件组装到盒子内。盒子可以将组件保持在将要过滤的水的槽中，使得膜是大致垂直的，且内部通道是大致水平的。渗透物流向位于盒子侧面的联箱。被过滤的液体和(可选的)气泡在膜之间的空间中垂直流动。

附图说明

图1是成形的基材板的立体图。

图2是图1中的基材板在模具的底腔上的立体图。

图3是图2中的基材板在模具的底腔上的立体图，其中在基材板上具有模具插入物。

图4是图3中的基材板在模具的底腔上的立体图，其中在基材板上具有模具插入物，还显示了模具的上腔。

图5是由图1中的两个成形的基材板制成的基材的截面图。

图6是图5的基材的立体图。

图7是在图5中的基材上具有半透性涂层的膜的截面图。

图8是被组装成束的图7中的多个膜的分解立体图。

图9是膜束的端视图。