[发明专利]中空纤维超滤膜组件浇铸装置及其浇铸方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，特别是涉及一种中空纤维超滤膜组件浇铸装置及其浇铸方法。

背景技术

膜分离技术是一种广泛用于液体或气体分离、提纯或浓缩的高新技术。中空纤维膜由于其比表面积大、装填密度高、工艺简单、无支撑层故可以反向清洗以及生产成本低等特点，成为膜分离技术中的重要分支，广泛应用于化工、环保以及医药等领域。

常见的以中空纤维膜丝为核心构成的膜组件按过滤系统结构不同可分为压力式膜组件和浸入式膜组件。过滤时依靠中空纤维膜丝内外两侧的压力差使待过滤液从中空纤维膜丝内侧或外侧渗透至其外侧或内侧达到分离的目的；根据过滤方向的不同又可分为内压膜组件和外压膜组件。其中，外压膜组件如柱状形式的外压膜组件，是将多根中空纤维膜丝聚集在一起的膜组件，用环氧树脂胶密封膜组件两端，使膜组件两端分别与膜壳壳体用环氧树脂胶密封固定，中空纤维膜丝均匀分散在环氧树脂胶中，并让中空纤维膜丝一端内管保持封闭，另一端膜丝内管的保持畅通。膜丝内管封闭的一端（又称、进液端、死端或堵头端），中空纤维膜丝之间的间隙以及中空纤维膜丝的内腔均由树脂封闭，通常在膜组件的该堵头端有成形通孔，起气液分布输入口的作用，并且，这些通孔均是在封胶过程中依靠模具上的通孔轴抽芯成形。膜丝内管保持畅通的一端（又称开口端、出液端），中空纤维膜丝之间的间隙由树脂封闭，中空纤维膜丝的内腔与外部相通，形成产水通道，为了使开口端的膜丝内管保持畅通，通常的做法是，浇铸完成、等待密封层完全固化后，将该端超过膜壳壳体端部的多余密封树脂连同部分中空纤维膜丝一起切平，露出纤维膜丝孔，让中空纤维膜开口端畅通。

中空纤维超滤膜通常以膜组件为一个渗透单元，膜组件是由数千根高分子聚合物制成的中空纤维膜丝组装在一支膜壳内，在膜壳内，膜丝束的两端通过浇铸环氧树脂固化在膜壳内。膜组件的制作是先将超滤膜束装放于具有中心管的膜束保持架上，捆扎后将两端切齐并装入膜壳中，使超滤膜膜束呈轴向设置在膜壳中，然后安装封头模具，并浇铸环氧树脂将各膜束之间的端部封闭，封闭后将需要露出纤维膜丝孔的端部切割整齐，露出膜丝孔的端口。膜组件的浇铸质量对渗透单元的超滤性能和效率影响重大，浇铸过程中要求胶体内无气泡，不出现机械性丝损伤，或因环氧树脂温度过高（环氧树脂与固化剂因交联反应放热）而烧丝的现象，环氧树脂应流淌均匀，填满充实各浇铸部位。

常用的卧式旋转浇铸装置操作过程是：装有膜丝的膜壳两端加装模具后横放在浇铸机里面，通过浇铸机带动膜壳高速旋转，同时从膜壳两端进胶口缓慢进胶；在离心力的作用下，胶流至膜壳两端模具表面，固化，成型。此方法边旋转，边进胶，注入的胶体在离心力作用下被不断推向膜壳的两端，容易将气泡赶出，而且旋转过程能带动空气流动，有利于胶的冷却，可防止烧丝现象。但其缺点也是明显的：装有膜丝的膜壳两端加装模具后, 膜丝束的封闭端与模具之间留有合理的间隙，以环氧树脂充填，将膜丝束的两端通过浇铸环氧树脂固化在膜壳内。由于膜丝束在膜壳内其长度方向没有约束，将装有膜丝束的膜壳两端加装模具后横放在浇铸机里面，通过浇铸机带动膜壳高速旋转进行环氧树脂浇铸时，膜丝束容易偏向膜壳的一端，极端的情况甚至出现膜丝束封闭端与模具无间隙，而预留间隙全部在另一端，导致环氧树脂不能将膜丝束的封闭端的膜丝孔完全封闭，最后获得的膜组件因达不到要求而报废。

迄今为止，本领域尚未开发出一种制作效率高、封胶不良率低、操作简单的中空纤维膜组件的封胶方法和膜组件的封胶浇铸装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种中空纤维超滤膜组件浇铸装置和浇铸方法，能够提高膜组件的浇铸质量、降低成本，提高生产效率高、降低封胶不良率、且操作简单。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种中空纤维超滤膜组件浇铸装置，包括膜组件和膜壳，膜组件置于膜壳内，膜壳的两端分别连接出液端模具和进液端模具，出液端模具和进液端模具上均设有一次进胶管接口，膜组件包括膜丝束、中心管和保持架，膜丝束固定于保持架上，中心管上沿轴向均布有多个进水孔，其特征在于：所述的出液端模具的内端面设置有圆柱型凹槽，所述膜组件的一端置于所述圆柱型凹槽内，所述圆柱型凹槽直径略大于所述膜组件的外径，所述的一次进胶管接口设置于圆柱型凹槽的底部；所述的进液端模具的内端面设置有侧壁为圆锥面、底面为小直径端的圆锥状凹槽，所述圆锥状凹槽的大直径端的直径略大于所述膜组件的外径，所述膜组件的另一端置于所述圆锥状凹槽内，所述的一次进胶管接口设置于圆锥状凹槽的底部。