專利名稱：蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備，主要應用于自來水處理、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)分離設備。
背景技術：
目前，公知的膜分離設備是由中空纖維膜組件、設備支架、管道等組成。中空纖維膜組件多為圓管柱狀結(jié)構，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，所構成的凈化分離設備成本高，占地空間大，過濾過程中原(料)液消耗嚴重；在正常運行中，系統(tǒng)壓力要求及中空纖維膜組件構成形態(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，清洗過程繁瑣、清洗時間較長，造成極大的財力、物力浪費。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的中空纖維膜過濾設備的上述缺陷，本實用新型的目的是提供一種蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備，該過濾設備主要由蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備及附帶的壓控式自動汽液混合清洗系統(tǒng)構成，不僅工作效率高為公知設備的2～3倍、構成設備成本低為公知設備的60％、占地少為公知設備的50％，更能降低原(料)液消耗，并且當膜組件因濃縮物污染出現(xiàn)性能衰減后可實現(xiàn)壓控式自動汽液混合清洗，操作簡單，清洗消耗僅為公知設備的30％，設備的性能短時間內(nèi)即可清洗恢復。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備，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液孔，該進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、下隔板相對應的一個圓孔中，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，所述下隔板放置在該環(huán)形平臺上，下隔板和環(huán)形平臺之間有密封圈。
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汽液混合清洗系統(tǒng)連接；該壓控式自動汽液混合清洗系統(tǒng)結(jié)構為原(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，另一路連通排氣閥，所述壓力開關和電磁閥都與控制電路連接。
本實用新型有以下積極有益效果中空纖維膜組件按蜂房式結(jié)構罐裝在一起，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；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；消除了公知設備運行過程中的諸多不良影響因素，在原(料)液濃度較高時可保持恒久穩(wěn)定的溶劑溶質(zhì)分離效果。附帶的壓控式自動氣液混合清洗系統(tǒng)可同時自動實現(xiàn)正向清洗及反向清洗，延長了系統(tǒng)使用壽命，縮短了清洗時間，提高了清洗效果，可控制設備內(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，延長了中空纖維膜組件的使用壽命。大規(guī)模使用時可實現(xiàn)微機自控運行！


圖1是本實用新型的蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備一實施例的總裝圖。
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是本實用新型的壓控式自動氣液混合清洗系統(tǒng)一實施例的原理圖。
圖8是本實用新型的控制電路的一實施例的原理圖。
具體實施方式
附圖編號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.進液孔 23.環(huán)形平臺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.時鐘控制器 T2/T3.延時繼電器KA1/KA2/KA3.小繼電器 1KH.熱保護器P1.壓力開關1KM.交流接觸器DA/DB/DC/DD.電磁閥 KPA.壓力表請參照圖1，本實用新型是一種蜂房式罐裝超濾設備，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23，所述下隔板8放置在該環(huán)形平臺23上，下隔板8和環(huán)形平臺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液孔22，進液孔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。
請參照圖5，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相對應的中心孔和圓孔，上隔板7和下隔板8實際上是兩塊篩板，請參照圖1，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相對應的一個圓孔25中并套上密封圈后以螺母14緊固連接。
請參照圖2、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的頂端的兩個開口露出于環(huán)氧樹脂27的頂面。
請參照圖7，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都與壓控式自動汽液混合清洗系統(tǒng)連接；該壓控式自動汽液混合清洗系統(tǒng)的結(jié)構為原(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，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P1，另一路連通排氣閥37，壓力開關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；每支中空纖維膜組件9兩端加密封墊后穿過上、下隔板的相對應的圓孔，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進入中間罐室5，再通過中空纖維膜組件9上端的進液孔進入中空纖維膜組件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，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，從而延長了中空纖維膜組件9的使用壽命。
在圖7所示實施例中，每次開機都先執(zhí)行預定時間內(nèi)的系統(tǒng)清洗，清洗時間過后系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)。系統(tǒng)電源接通后，啟動原(料)液或清洗液增壓泵浦；正常工作時，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延時數(shù)秒開啟。在液泵29帶動下，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18兩個端頭上的開口流出，再通過透過液出口20進入透過液罐室4，再由透過液總出口11流出容器罐。
請參照圖7和圖8，系統(tǒng)運行到預設的清洗時段時，交流接觸器1KM吸合，啟動液泵29；時鐘控制器T1將停止向延時繼電器T2供電，幾秒鐘后，恢復向延時繼電器T2供電，延時繼電器T2的常閉觸點通過小繼電器KA1使系統(tǒng)原(料)液供液管28上的電磁閥DA開啟，其余電磁閥關閉。此時清洗液在液泵29的帶動下經(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，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，附著其上的污物濃縮物隨之脫落。當系統(tǒng)壓力蓄積到一定值時，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P1的設定切換動作要求時，壓力開關P1的切換控制通過小繼電器KA1、KA2的動作使系統(tǒng)原(料)液供液管28上的電磁閥DA關閉，濃縮液出液管34上的電磁閥DB開啟，此時中空纖維膜組件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，實現(xiàn)正向清洗。同時，延時繼電器T3延時閉合，通過小繼電器KA3使透過液出液管31上的電磁閥DC延時數(shù)秒開啟，使上罐室4適時失壓，系統(tǒng)內(nèi)蓄積高壓瞬間釋放形成的負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，在實現(xiàn)正向清洗的同時自動實現(xiàn)了獨特的反向清洗過程。
系統(tǒng)壓力釋放使得壓力開關P1復位，系統(tǒng)再次重復蓄壓、釋放過程，如此反復清洗直至延時繼電器T2完成延時并吸合，系統(tǒng)進入正常的過濾、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，熱保護器1KH將起到斷電停機保護作用。
圖7所示的實施例中，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是本實用新型控制電路一實施例的電路原理圖，它可實現(xiàn)各管道上的電磁閥的按指定順序適時開啟和關閉，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所示的用時間繼電器實現(xiàn)的程序邏輯控制。
權利要求1.一種蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備，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液孔，該進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)權利要求1所述的蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備，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、下隔板相對應的一個圓孔中，并套上密封圈后以螺母緊固連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備，其特征在于所述容器罐由罐帽和罐體構成，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，所述下隔板放置在該環(huán)形平臺上，下隔板和環(huán)形平臺之間有密封圈。
4.根據(jù)權利要求1所述的蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備，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開口露出于環(huán)氧樹脂的頂面。
5.根據(jù)權利要求1所述的蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備，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汽液混合清洗系統(tǒng)連接；該壓控式自動汽液混合清洗系統(tǒng)結(jié)構為原(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，另一路連通排氣閥，所述壓力開關和電磁閥都與控制電路連接。
專利摘要一種蜂房式罐裝中空纖維膜分離設備，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，本實用新型減少了占地空間，使得單位體積的設備性能大有提高；附帶的壓控式自動汽液混合清洗系統(tǒng)實現(xiàn)在氣液高頻振蕩下可同時自動正向及反向清洗，延長了系統(tǒng)使用壽命，縮短了清洗時間，提高了清洗效果。
文檔編號B01D63/04GK2681813SQ0320920
公開日2005年3月2日 申請日期2003年9月8日 優(yōu)先權日2003年9月8日
發(fā)明者董立群, 杜兵 申請人:北京鼎創(chuàng)源膜技術開發(fā)有限公司, 杜兵, 董立群