專利名稱：蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備，主要應(yīng)用于自來水處理、城市分質(zhì)供水、城市中水深度凈化回用、食品釀造業(yè)的產(chǎn)品濃縮除雜、醫(yī)藥業(yè)的藥液提純除菌等液態(tài)物質(zhì)分離凈化工程，是能夠?qū)崿F(xiàn)不同分離精度的液態(tài)物質(zhì)分離設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，公知的膜分離設(shè)備是由中空纖維膜組件、設(shè)備支架、管道等組成。中空纖維膜組件多為圓管柱狀結(jié)構(gòu)，被過濾的原(料)液在一定壓力作用下流經(jīng)中空纖維膜表面，透過液滲透到中空纖維膜另一側(cè)，截流下來的物質(zhì)被濃縮成為濃縮液。但是單一組件工作效率低，所構(gòu)成的凈化分離設(shè)備成本高，占地空間大，過濾過程中原(料)液消耗嚴(yán)重；在正常運(yùn)行中，系統(tǒng)壓力要求及中空纖維膜組件構(gòu)成形態(tài)影響了原(料)液平行于中空纖維膜表面的流速，降低了對(duì)中空纖維膜表面的沖刷性能，且中空纖維膜組件因濃縮物污染出現(xiàn)性能衰減后不易清洗恢復(fù)，清洗過程繁瑣、清洗時(shí)間較長(zhǎng)，造成極大的財(cái)力、物力浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的中空纖維膜過濾設(shè)備的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備，該過濾設(shè)備主要由蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備及附帶的壓控式自動(dòng)汽液混合清洗系統(tǒng)構(gòu)成，不僅工作效率高為公知設(shè)備的2～3倍、構(gòu)成設(shè)備成本低為公知設(shè)備的60％、占地少為公知設(shè)備的50％，更能降低原(料)液消耗，并且當(dāng)膜組件因濃縮物污染出現(xiàn)性能衰減后可實(shí)現(xiàn)壓控式自動(dòng)汽液混合清洗，操作簡(jiǎn)單，清洗消耗僅為公知設(shè)備的30％，設(shè)備的性能短時(shí)間內(nèi)即可清洗恢復(fù)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備，包括容器罐和中空纖維膜組件，所述容器罐由上、下隔板分隔成相互密封的上罐室、中間罐室、下罐室，容器罐的中心軸向有一中心管，該中心管貫穿中間罐室、上罐室，其頂端自容器罐的頂端孔中伸出，該中心管的頂端口為原(料)液入口，該中心管位于中間罐室的管壁上有若干通孔，在中間罐室內(nèi)圍繞所述中心管均布安裝有若干中空纖維膜組件，每支中空纖維膜組件的內(nèi)腔有多根開口向上的U形中空纖維膜，每支中空纖維膜組件的外殼上部的殼體壁上有進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔將中間罐室與中空纖維膜組件的內(nèi)腔連通；每支中空纖維膜組件頂端有透過液出口連通上罐室，底端有濃縮液出口連通下罐室，所述上罐室的罐壁上有透過液總出口，下罐室底部的罐壁上有濃縮液總出口。
所述上、下隔板有供中心管穿置的中心孔，環(huán)繞該中心孔均布有與所述中空纖維膜組件相同數(shù)量的圓孔，所述中心管的底端位于下罐室的部分以螺帽封堵，中心管的頂端以螺母鎖緊于容器罐的頂端孔，所述中空纖維膜組件的頂部和底部具有螺紋，每支中空纖維膜組件頂部和底部分別穿置于上、下隔板相對(duì)應(yīng)的一個(gè)圓孔中，并套上密封圈后以螺母緊固連接。
所述容器罐由罐帽和罐體構(gòu)成，該罐帽和罐體的法蘭邊之間夾持緊固所述上隔板，該上隔板與所述罐帽、罐體的法蘭邊之間有密封圈，所述罐體下部的內(nèi)壁上有環(huán)形平臺(tái)，所述下隔板放置在該環(huán)形平臺(tái)上，下隔板和環(huán)形平臺(tái)之間有密封圈。
所述每支中空纖維膜組件的內(nèi)腔的上部澆鑄有環(huán)氧樹脂，內(nèi)腔中每根U形中空纖維膜的頂端的兩個(gè)開口露出于環(huán)氧樹脂的頂面。
所述中間罐室的罐壁上有排氣接口，該排氣接口、原(料)液入口、透過液總出口、濃縮液總出口都與壓控式自動(dòng)汽液混合清洗系統(tǒng)連接；該壓控式自動(dòng)汽液混合清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為原(料)液入口經(jīng)原(料)液供液管與液泵的輸出端連通，液泵的輸入端與原(料)液池連通，原(料)液供液管上裝有電磁閥，透過液總出口連通透過液出液管，透過液出液管上裝有電磁閥；濃縮液總出口一路經(jīng)供氣管與氣泵連通，另一路連通濃縮液出液管，供氣管上裝有逆止閥，濃縮液出液管上裝有電磁閥；排氣接口經(jīng)排氣管一路連通壓力開關(guān)，另一路連通排氣閥，所述壓力開關(guān)和電磁閥都與控制電路連接。
本發(fā)明有以下積極有益效果中空纖維膜組件按蜂房式結(jié)構(gòu)罐裝在一起，集成化程度較高，減少占地空間，成本低廉，使得單位體積的設(shè)備性能大有提高；工作效率極高；中空纖維膜抗污染、抗堵塞性能較好，易清洗，使用壽命更長(zhǎng)；每支中空纖維膜組件的外殼與上、下隔板密封連接，使上罐室成為透過液室，下罐室為濃縮液室；組件之間沒有管道連接，降低了成本，杜絕了跑帽滴漏及串路現(xiàn)象；消除了公知設(shè)備運(yùn)行過程中的諸多不良影響因素，在原(料)液濃度較高時(shí)可保持恒久穩(wěn)定的溶劑溶質(zhì)分離效果。附帶的壓控式自動(dòng)氣液混合清洗系統(tǒng)可同時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)正向清洗及反向清洗，延長(zhǎng)了系統(tǒng)使用壽命，縮短了清洗時(shí)間，提高了清洗效果，可控制設(shè)備內(nèi)部的原(料)液及透過液流向流速，提高中空纖維膜表面的沖刷性能，延長(zhǎng)了中空纖維膜組件的使用壽命。大規(guī)模使用時(shí)可實(shí)現(xiàn)微機(jī)自控運(yùn)行！


圖1是本發(fā)明的蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備一實(shí)施例的總裝圖。
圖2是圖1中一支中空纖維膜組件的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3是圖2中一根U形中空纖維膜的放大示意圖；圖4是圖3的俯視圖；圖5是圖1的上隔板的俯視圖；圖6是圖2中環(huán)氧樹脂的俯視局部放大圖；圖7是本發(fā)明的壓控式自動(dòng)氣液混合清洗系統(tǒng)一實(shí)施例的原理圖。
圖8是本發(fā)明的控制電路的一實(shí)施例的原理圖。
具體實(shí)施例方式
附圖編號(hào)1.罐帽 2.罐體 3.罐足4.上罐室， 5.中間罐室 6.下罐室7.上隔板 8.下隔板9.中空纖維膜組件 10.原(料)液入口11.透過液總出口12.濃縮液總出口(高壓氣體入口)13.排氣接口14.螺母 15.螺母16.螺帽17.中心管18.U形中空纖維膜 19.濃縮液出口 20.透過液出口21.通孔22.進(jìn)液孔 23.環(huán)形平臺(tái)24.中心孔 25.圓孔 26.螺栓27.環(huán)氧樹脂28.原(料)液供液管 29.液泵30.原(料)液池 31.透過液出液管 32.供氣管33.氣泵34.濃縮液出液管 35.逆止閥36.排氣管 37.排氣閥 38.旁通管39.排濃閥 40.回流管T1.時(shí)鐘控制器 T2/T3.延時(shí)繼電器KA1/KA2/KA3.小繼電器 1KH.熱保護(hù)器P1.壓力開關(guān)1KM.交流接觸器DA/DB/DC/DD.電磁閥 KPA.壓力表請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明是一種蜂房式罐裝超濾設(shè)備，包括容器罐和中空纖維膜組件，容器罐由罐帽1和罐體2構(gòu)成，該罐帽1和罐體2的法蘭邊之間夾持上隔板7，并以螺栓26做緊固連接，上隔板7與罐帽1、罐體2的法蘭邊之間有密封圈。罐體2下部的內(nèi)壁上有環(huán)形平臺(tái)23，所述下隔板8放置在該環(huán)形平臺(tái)23上，下隔板8和環(huán)形平臺(tái)23之間有密封圈。
容器罐被上隔板7、下隔板8分隔成相互密封的上罐室4、中間罐室5、下罐室6，上罐室4為透過液室，下罐室6為濃縮液室，容器罐的中心軸向有一中心管17，該中心管17自下罐室6向上貫穿中間罐室5、上罐室4，該中心管17的頂端自容器罐的頂部孔中伸出，該中心管17的頂端口10為原(料)液入口，該中心管17位于中間罐室5的管壁上有若干通孔21將中心管17的管腔與中間罐室5連通，在中間罐室5內(nèi)環(huán)繞中心管17按蜂房式結(jié)構(gòu)均布安裝有若干中空纖維膜組件9，每支中空纖維膜組件9的內(nèi)腔里有多根開口向上的U形中空纖維膜18，每支中空纖維膜組件9的外殼上部的殼體壁上有進(jìn)液孔22，進(jìn)液孔22將中間罐室5與中空纖維膜組件的內(nèi)腔連通；每支中空纖維膜組件9的頂端有透過液出口20連通上罐室4，底端有濃縮液出口19連通下罐室6；上罐室4的罐壁上有透過液總出口11，下罐室6底部的罐壁上有濃縮液總出口12。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，上隔板7有供中心管17穿置的中心孔24，環(huán)繞該中心孔24均勻布置有與所述中空纖維膜組件9相同數(shù)量的圓孔25，下隔板8上也開有與上隔板7相對(duì)應(yīng)的中心孔和圓孔，上隔板7和下隔板8實(shí)際上是兩塊篩板，請(qǐng)參照?qǐng)D1，中心管17的底端位于下罐室6的部分以螺帽16封堵，中心管17的頂端以螺母15鎖緊于容器罐的頂端孔，中空纖維膜組件9的頂部和底部具有螺紋，每支中空纖維膜組件9頂部和底部分別穿置于與上、下隔板7、8相對(duì)應(yīng)的一個(gè)圓孔25中并套上密封圈后以螺母14緊固連接。
請(qǐng)參照?qǐng)D2、圖3、圖4、圖6，每支中空纖維膜組件內(nèi)腔的上部澆鑄有環(huán)氧樹脂27，內(nèi)腔中每根U形中空纖維膜18的頂端的兩個(gè)開口露出于環(huán)氧樹脂27的頂面。
請(qǐng)參照?qǐng)D7，中間罐室5的罐壁上有排氣接口13、該排氣接口13與所述的原(料)液入口10、透過液總出口11、濃縮液總出口12都與壓控式自動(dòng)汽液混合清洗系統(tǒng)連接；該壓控式自動(dòng)汽液混合清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為原(料)液入口10經(jīng)原(料)液供液管28與液泵29的輸出端連通，液泵29的輸入端與原(料)液池30連通，原(料)液供液管28上裝有電磁閥DA，透過液總出口11連通透過液出液管31，透過液出液管31上裝有電磁閥DC；濃縮液總出口12一路經(jīng)供氣管32與氣泵33連通，另一路連通濃縮液出液管34，氣泵33可以采用空氣壓縮機(jī)，供氣管32上裝有逆止閥35，濃縮液出液管34上裝有電磁閥DB；排氣接口13經(jīng)排氣管36一路連通壓力開關(guān)P1，另一路連通排氣閥37，壓力開關(guān)P1和電磁閥DA、DB、DC、DD都與控制電路連接。
在圖1中，中心管17穿過上隔板7的中心孔24，并采用填焊將接觸部位焊死，中心管17位于上、下隔板間的部分管壁加工通孔21，中心管17的下端穿過下隔板8的中心孔，安裝完中空纖維膜組件9后，穿過下隔板8的中心管17末端加密封膠墊后用中心管封堵螺帽16緊固壓實(shí)；每支中空纖維膜組件9兩端加密封墊后穿過上、下隔板的相對(duì)應(yīng)的圓孔，再加密封墊后用組件鎖緊螺母14緊固；中空纖維膜組件9外殼上有進(jìn)液孔22的一端向上，組件內(nèi)部的中空纖維膜為U形形狀，即每根中空纖維18的兩個(gè)端頭皆在組件9的上端，上、下隔板7、8與罐體2的上、下接合部位安放大密封圈。罐帽1套過中心管17落于上隔板7，罐帽1與上隔板7的接合部位安放大密封圈。罐帽1頂端與中心管17之間縫隙的密封是靠中心管鎖緊螺母15壓緊密封圈實(shí)現(xiàn)。最后用緊固螺栓將罐帽1、上隔板7、罐體2密封緊固，如此可控制原(料)液通過中心管17進(jìn)入中間罐室5，再通過中空纖維膜組件9上端的進(jìn)液孔進(jìn)入中空纖維膜組件9，之后快速向中空纖維膜組件9下端的濃縮液出口19流動(dòng)，使得原(料)液在中空纖維膜組件9內(nèi)部的有限空間內(nèi)平行于中空纖維膜18表面的沖刷力大有提高，從而延長(zhǎng)了中空纖維膜組件9的使用壽命。
在圖7所示實(shí)施例中，每次開機(jī)都先執(zhí)行預(yù)定時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)清洗，清洗時(shí)間過后系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。系統(tǒng)電源接通后，啟動(dòng)原(料)液或清洗液增壓泵浦；正常工作時(shí)，系統(tǒng)原(料)液供液管28上的電磁閥DA開啟，濃縮液出液管34上的電磁閥DB關(guān)閉，濃縮液出液管34的旁通管38上的電磁閥DD開啟，限制濃縮液排量，透過液出液管31上的電磁閥DC延時(shí)數(shù)秒開啟。在液泵29帶動(dòng)下，原(料)液經(jīng)中心管17注入中間罐室5的中空纖維膜組件9中，在壓力作用下透過液滲透到中空纖維膜18的內(nèi)側(cè)空腔中，自中空纖維膜18兩個(gè)端頭上的開口流出，再通過透過液出口20進(jìn)入透過液罐室4，再由透過液總出口11流出容器罐。
請(qǐng)參照?qǐng)D7和圖8，系統(tǒng)運(yùn)行到預(yù)設(shè)的清洗時(shí)段時(shí)，交流接觸器1KM吸合，啟動(dòng)液泵29；時(shí)鐘控制器T1將停止向延時(shí)繼電器T2供電，幾秒鐘后，恢復(fù)向延時(shí)繼電器T2供電，延時(shí)繼電器T2的常閉觸點(diǎn)通過小繼電器KA1使系統(tǒng)原(料)液供液管28上的電磁閥DA開啟，其余電磁閥關(guān)閉。此時(shí)清洗液在液泵29的帶動(dòng)下經(jīng)中心管17注入中間罐室5的中空纖維膜組件9中，并蓄積壓力；同時(shí)，氣泵33產(chǎn)生的高壓氣體經(jīng)供氣管32上的逆止閥35由濃縮液出口12進(jìn)入下罐室6，在壓力作用下由中空纖維膜組件9的濃縮液出口19向上進(jìn)入位于中間罐室5中的中空纖維膜組件9中，在氣液混合振蕩及壓力作用下，U形中空纖維膜18呈松散狀態(tài)晃動(dòng)，附著其上的污物濃縮物隨之脫落。當(dāng)系統(tǒng)壓力蓄積到一定值時(shí)，中空纖維膜18內(nèi)側(cè)的透過液及上罐室4的透過液與中間罐室5的原(料)液壓力近乎相等，待系統(tǒng)壓力蓄積到壓力開關(guān)P1的設(shè)定切換動(dòng)作要求時(shí)，壓力開關(guān)P1的切換控制通過小繼電器KA1、KA2的動(dòng)作使系統(tǒng)原(料)液供液管28上的電磁閥DA關(guān)閉，濃縮液出液管34上的電磁閥DB開啟，此時(shí)中空纖維膜組件9中脫落下來的污物濃縮物隨壓力快速釋放急速經(jīng)濃縮液出口12排出，實(shí)現(xiàn)正向清洗。同時(shí)，延時(shí)繼電器T3延時(shí)閉合，通過小繼電器KA3使透過液出液管31上的電磁閥DC延時(shí)數(shù)秒開啟，使上罐室4適時(shí)失壓，系統(tǒng)內(nèi)蓄積高壓瞬間釋放形成的負(fù)壓虹吸作用使得中空纖維膜18內(nèi)側(cè)及上罐室4中的透過液反向滲透，在實(shí)現(xiàn)正向清洗的同時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)了獨(dú)特的反向清洗過程。
系統(tǒng)壓力釋放使得壓力開關(guān)P1復(fù)位，系統(tǒng)再次重復(fù)蓄壓、釋放過程，如此反復(fù)清洗直至延時(shí)繼電器T2完成延時(shí)并吸合，系統(tǒng)進(jìn)入正常的過濾、濃縮工作狀態(tài)。系統(tǒng)工作過程中，如果出現(xiàn)非正常超壓，熱保護(hù)器1KH將起到斷電停機(jī)保護(hù)作用。
圖7所示的實(shí)施例中，濃縮液出液管34一路與排濃閥39連通，另一路經(jīng)回流管40與原(料)液池30連通。該循環(huán)系統(tǒng)可以產(chǎn)生倍濃的效果。
圖8是本發(fā)明控制電路一實(shí)施例的電路原理圖，它可實(shí)現(xiàn)各管道上的電磁閥的按指定順序適時(shí)開啟和關(guān)閉，控制電路也可采用可編程序控制器，通過編程，同樣可完成圖8所示的用時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)的程序邏輯控制。
權(quán)利要求
1.一種蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備，包括容器罐和中空纖維膜組件，其特征在于所述容器罐由上、下隔板分隔成相互密封的上罐室、中間罐室、下罐室，容器罐的中心軸向有一中心管，該中心管貫穿中間罐室、上罐室，其頂端自容器罐的頂端孔中伸出，該中心管的頂端口為原(料)液入口，該中心管位于中間罐室的管壁上有若干通孔，在中間罐室內(nèi)圍繞所述中心管均布安裝有若干中空纖維膜組件，每支中空纖維膜組件的內(nèi)腔有多根開口向上的U形中空纖維膜，每支中空纖維膜組件的外殼上部的殼體壁上有進(jìn)液孔，該進(jìn)液孔將中間罐室與中空纖維膜組件的內(nèi)腔連通；每支中空纖維膜組件頂端有透過液出口連通上罐室，底端有濃縮液出口連通下罐室，所述上罐室的罐壁上有透過液總出口，下罐室底部的罐壁上有濃縮液總出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備，其特征在于所述上、下隔板有供中心管穿置的中心孔，環(huán)繞該中心孔均布有與所述中空纖維膜組件相同數(shù)量的圓孔，所述中心管的底端位于下罐室的部分以螺帽封堵，中心管的頂端以螺母鎖緊于容器罐的頂端孔，所述中空纖維膜組件的頂部和底部具有螺紋，每支中空纖維膜組件頂部和底部分別穿置于上、下隔板相對(duì)應(yīng)的一個(gè)圓孔中，并套上密封圈后以螺母緊固連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備，其特征在于所述容器罐由罐帽和罐體構(gòu)成，該罐帽和罐體的法蘭邊之間夾持緊固所述上隔板，該上隔板與所述罐帽、罐體的法蘭邊之間有密封圈，所述罐體下部的內(nèi)壁上有環(huán)形平臺(tái)，所述下隔板放置在該環(huán)形平臺(tái)上，下隔板和環(huán)形平臺(tái)之間有密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備，其特征在于所述每支中空纖維膜組件的內(nèi)腔的上部澆鑄有環(huán)氧樹脂，內(nèi)腔中每根U形中空纖維膜的頂端的兩個(gè)開口露出于環(huán)氧樹脂的頂面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備，其特征在于所述中間罐室的罐壁上有排氣接口，該排氣接口、原(料)液入口、透過液總出口、濃縮液總出口都與壓控式自動(dòng)汽液混合清洗系統(tǒng)連接；該壓控式自動(dòng)汽液混合清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為原(料)液入口經(jīng)原(料)液供液管與液泵的輸出端連通，液泵的輸入端與原(料)液池連通，原(料)液供液管上裝有電磁閥，透過液總出口連通透過液出液管，透過液出液管上裝有電磁閥；濃縮液總出口一路經(jīng)供氣管與氣泵連通，另一路連通濃縮液出液管，供氣管上裝有逆止閥，濃縮液出液管上裝有電磁閥；排氣接口經(jīng)排氣管一路連通壓力開關(guān)，另一路連通排氣閥，所述壓力開關(guān)和電磁閥都與控制電路連接。
全文摘要
一種蜂房式罐裝中空纖維膜分離設(shè)備，其容器罐由上、下隔板分隔成上、中間和下罐室，容器罐的中心軸向有一根中心管，該中心管的頂端口為原液入口，該中心管位于中間罐室的管壁上有若干通孔，在中間罐室內(nèi)圍繞中心管均布安裝有若干中空纖維膜組件，這些組件的內(nèi)腔有多根開口向上的U形中空纖維膜，每支中空纖維膜組件的外殼上部的殼體壁上有進(jìn)液孔，頂端有透過液出口連通上罐室，底端有濃縮液出口連通下罐室，上罐室的罐壁上有透過液總出口，下罐室底部的罐壁上有濃縮液總出口，本發(fā)明減少了占地空間，使得單位體積的設(shè)備性能大有提高；附帶的壓控式自動(dòng)汽液混合清洗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在氣液高頻振蕩下可同時(shí)自動(dòng)正向及反向清洗，延長(zhǎng)了系統(tǒng)使用壽命，縮短了清洗時(shí)間，提高了清洗效果。
文檔編號(hào)C02F1/44GK1488430SQ03156810
公開日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者董立群, 杜兵 申請(qǐng)人:董立群, 杜兵