[发明专利]一种两用型密封组件及操作方法

说明书

本发明所述密封组件适用于管式和片式样品，由A夹具(1)和B夹具(2)构成，其中A夹具(1)单独用于管式样品的密封，而A夹具(1)和B夹具(2)组合后用于片式样品。密封操作过程中，完全避免了对样品的扭力和剪切力。无论是管式还是片式样品，该密封组件都对样品尺寸有很强的适应性，减少了对密封组件的数量需求。密封组件的活动夹板上没有管线连接，进出料口位于整个测试组件的侧面或背面，既方便操作又节省了空间。针对高压测试，本发明所述密封组件无需对夹具过度施加压力就能达到好的密封效果，提高了密封操作安全性。该密封组件设计紧凑，在进行气体和液体测试时，可以很容易地将气体和液体导出，避免对操作人员和环境的损害。

技术领域

本发明涉及管式和片式材料的密封领域，特别涉及气体或液体透过性检测时所需的快捷密封组件及操作方法。

背景技术

膜分离已成为解决能源、资源、环境问题的重要手段，其核心是高性能的膜材料，如高分子膜、陶瓷膜、金属膜、分子筛膜等，它们又可分为微滤、超滤、纳滤、反渗透等类型。在工业应用过程中，需要将膜材料密封并形成膜组件以方便膜的安装。对于软性膜材料，通常使用粘接剂将膜材料密封并固定于刚性材料上，然后安装于膜壳内。对于陶瓷类刚性但易脆裂的膜材料，通常通过软性密封材料密封并安装于膜壳内。对于金属膜材料而言，由于金属的可焊接性，其密封和安装更加容易。

膜材料的科研开发与生产质量控制都需要进行各种性能测试，国内外都制定了许多测试标准，规定了一系列性能指标(例如：气通量、液通量、纯水通量、截留率、截留分子量、最大孔径、平均孔径、气密性、完整性、强度、稳定性)的检测方法，这些测试都需要合适的测试组件，能够对膜材料进行密封、提供测试介质流道，并与仪器设备相适配。测试组件的设计必须针对膜材料样品，其尺寸往往大小不一，而在实验室分析时则小样品居多。在测试过程中，膜组件一般都需要重复使用，满足样品的频繁拆、装操作，样品密封安装后能够尽快投入测试，提高测试效率。

在工业应用过程中，膜壳本身就能够实现膜材料的安装和检测，各种工业膜壳的设计专利与文献报道很多，在此不一一赘述。工业过滤与分离器的膜面积往往比较大，为降低膜壳成本以及生产和维修的方便，膜壳和膜材料尺寸都会尽量标准化，特定的膜壳与特定的膜材料规格相匹配，膜材料也不可能频繁地从膜壳内拆卸和安装，甚至在一些情况下，膜壳和膜材料都属一次性使用。因此，工业膜壳和膜材料测试组件的设计思路有根本的不同。

虽然市面上膜材料各有不同，但是大部分都是管式和片式形状，因此本专利所述密封组件主要针对这两种类型的膜样品。本专利发明人黄彦在2006年发表的论文[Y.Huang，R.Dittmeyer.Preparation and characterization of composite palladiummembranes on sinter-metal supports with a ceramic barrier againstintermetallic diffusion.J.Membr.Sci.，2006，282(1-2)：296-310.]中报道了一种管式膜样品测试组件，它由上、下两块夹板和两根带有螺丝的立柱构成，密封时可以通过立柱上的螺丝将样品两端压紧。该组件操作起来耗时费力，组件容易产生扭曲。我们2016年申请的专利[杨佳辉，黄彦.管式膜测试组件.ZL201620026105.9.]公开了一种设计更好的管式膜测试组件，它由夹板、导杆、螺杆、密封垫组成，通过导杆避免了测试组件的扭曲，同时利用螺杆拖动夹板，方便了样品的装卸。但是，该组件仅适用于管式样品，性能仍需进一步提高。

市面上现有片式样品的测试组件往往存在操作麻烦、样品容易损坏、密封效果难以保证等问题，尤其是在高压测试时问题突出。片式样品一般采用法兰方式进行边缘压紧(通过螺丝或卡箍施加压力)，存在操作不便、易泄露等问题。也有人把测试组件设计成螺帽-螺栓式，通过旋转“螺帽”或“螺栓”的方式来压紧样品，从而实现样品的密封；虽然这样设计简单、操作也更简便，但是密封过程中产生的扭力或剪切力容易将样品碾皱、碾破。