一种新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头，该喷丝头包括：圆形喷头基座，设置在喷头基座上的喷头体，设置在喷头体内的一体式台阶针管，设置在喷头体上的喷头盖，其中，喷头基座上的中心处设置有料液注入口，以及对称设置在料液注入口两侧的芯液注入口；喷头体上设置有与芯液注入口相对应的环形槽芯液流道，以及与料液注入口连通的锥体式料液容料腔；喷头盖上设置有与锥体式料液容料腔连通的环状料液容料腔，以及与环状料液容料腔连通的喷丝成型孔；一体式台阶针管的大头部分设置在环形槽芯液流道内，一体式台阶针管的小头部分穿设在喷丝成型孔内。本实用新型的有益效果是：改善了中空纤维膜丝的质量、成倍地提高生产效率。
【专利说明】一种新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到膜分离【技术领域】，尤其涉及到一种新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头。
【背景技术】
[0002]中空纤维膜是膜分离技术中应用于反渗透膜、微滤膜，纳滤膜和超滤膜等方面的一种重要新材料，在水处理、医疗卫生、食品加工、化工、电子等领域逐渐得到越来越广泛的应用。随着对中空纤维膜的质量和性能要求的提高，需求量的增大，国内现有的生产工艺和设备越来越难于满足生产需求，只能依靠从国外进口昂贵的设备来满足生产要求。如何能生产出高性能中空纤维膜并提高生产效率，降低生产成本，已成为研宄中空纤维膜领域最热门、也是最关键的问题之一。中空纤维膜的生产成型过程，简要的概述就是将纺丝料液和芯液从喷丝头基座的不同位置注入喷丝头，通过喷丝头内部的特殊结构，从喷丝头盖喷出中空纤维丝状物一俗称膜丝。从整个制膜过程来看，除制膜设备和工艺参数影响膜丝性能夕卜，喷丝头的优劣直接影响到膜丝的一些关键性能和参数。因此，要获得合适尺寸、外观和性能优良的中空纤维膜丝，优质的喷丝头设计是首要任务。
[0003]目前国内纺制中空纤维膜广泛采用的是内插管式单孔喷丝头，而这些现有的喷丝头存在以下问题:单孔喷丝头纺丝时每次只能出一根丝，生产效率极低，不能规模化大量生产。
[0004]大部分该类型喷丝头均采用医用注射针头作为喷丝头的内插针管，如专利2011200281810和专利200420019464.9所公开的技术中使用的都是医用注射针头，由于注射针头的几何尺寸精度较低，硬度低，容易变形，在制模过程中很难保证膜丝的壁厚和均匀性。同时注射针头内孔与外径、喷丝成型孔的同轴度低，影响膜丝的性能和质量。
[0005]大部分喷丝头的设计，用于安装内插针管的喷头体上的安装孔与喷头盖上的喷丝成型孔只能分别加工，常用的机加工工艺、设备和装配很难达到喷丝头产品所需要的微米级精度，仅适用于生产单孔或少孔的喷丝头，无法多孔化，如专利2011200281810、专利200420019464.9、专利 92215496.1、专利 932222865.8 所述。
[0006]附图1和图2分别是专利932222865.8和专利2011200281810所公开的喷丝头，喷丝头结构复杂，对加工制造和装配的要求高，造成成本较高，制作周期较长。同时难以实现多孔化，无法提升生产效率。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头。
[0008]本实用新型是通过以上技术方案实现:
[0009]本实用新型提供了一种新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头，该新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头包括:圆形喷头基座，设置在所述喷头基座上的喷头体，设置在所述喷头体内的一体式台阶针管，设置在所述喷头体上的喷头盖，其中:
[0010]所述喷头基座上的中心处设置有料液注入口，以及对称设置在所述料液注入口两侧的芯液注入口；
[0011]所述喷头体上端设置有与所述芯液注入口相连通的环形槽芯液流道，且在与芯液注入口连通处设置缓冲穴，以及在喷头体下端设置与所述料液注入口连通的锥体式料液容料腔；
[0012]所述喷头盖上设置有与所述锥体式料液容料腔连通的环状料液容料腔，以及与所述环状料液容料腔连通的喷丝成型孔；
[0013]所述一体式台阶针管的大头部分设置在所述环形槽芯液流道内，所述一体式台阶针管的小头部分穿设在所述喷丝成型孔内。
[0014]优选的，所述一体式台阶针管是由硬度大于HRC40的不锈钢材料制成。
[0015]优选的，所述锥体式料液容料腔、环状料液容料腔、喷丝成型孔构成了来自所述料液注入口的料液流通的通道。
[0016]优选的，所述圆形喷头基座的侧面设置有螺纹孔，所述螺纹孔螺旋连接把手。
[0017]优选的，所述喷头基座、喷头体及喷头盖上环绕设置有多个销钉孔和沉头螺纹孔，所述喷头基座、喷头体及喷头盖通过销钉限位和螺栓固定连接。
[0018]优选的，所述喷头基座、喷头体和喷头盖密封结合面、容料腔以及流道分别设置有纳米涂层。
[0019]本实用新型的有益效果是:锥体式料液容料腔和环状料液容料腔的设计、芯液环形槽流道和缓冲穴的设计，使料液和芯液压力均匀稳定；涂层的设计，使料液和芯液在喷头体内不易残留，防止堵塞，易于清洗；喷头基座螺纹孔连接把手设计，方便作业人员安装拆卸；采用销钉和螺栓固定连接，可对喷丝头反复拆装，组装精度一致性好。喷头基座、喷头体和喷头盖结构是通用型设计，根据客户的要求只要对喷丝成型孔的个数和直径的大小进行扩展和改动，可批量备料生产，节约成本，且用于安装内插针管的喷头体上的安装孔与喷头盖上的喷丝成型孔尺寸相同，可以一次加工完成，利于生产，保证精度。本设计改善了中空纤维膜丝的质量，成倍地提高生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是专利932222865.8公开的喷丝头的剖视图；
[0021]图2是专利2011200281810所公开的喷丝头的剖视图；
[0022]图3是本实用新型实施例提供的喷丝头的等轴测视图；
[0023]图4是图3的喷丝头的剖视图；
[0024]图5是图3中的喷头体的俯视图；
[0025]图6是图5的喷头体的A-A剖视图；
[0026]图7是图3中的喷头盖的俯视图；
[0027]图8是图3中一体式台阶针管的剖视图。
【具体实施方式】
[0028]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029]本实用新型实施例提供了一种新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头，该新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头包括:圆形喷头基座，设置在喷头基座上的喷头体，设置在喷头体内的一体式台阶针管，设置在喷头体上的喷头盖，其中，喷头基座上的中心处设置有料液注入口，以及对称设置在料液注入口两侧的芯液注入口 ；喷头体上端设置有与芯液注入口相连通的环形槽芯液流道，且在与芯液注入口连通处设置缓冲穴，以及在喷头体下端设置与料液注入口连通的锥体式料液容料腔；喷头盖上设置有与锥体式料液容料腔连通的环状料液容料腔，以及与环状料液容料腔连通的喷丝成型孔；一体式台阶针管的大头部分设置在环形槽芯液流道内，一体式台阶针管的小头部分穿设在喷丝成型孔内。
[0030]其中，一体式台阶针管是由硬度大于HRC40的不锈钢材料制成。
[0031]具体的，锥体式料液容料腔、环状料液容料腔、喷丝成型孔构成了来自所述料液注入口的料液流通的通道。
[0032]此外，圆形喷头基座的侧面对称设置有螺纹孔，螺纹孔螺旋连接把手。
[0033]在具体连接时，喷头基座上环绕设置有多个销钉孔和沉头螺纹孔，喷头基座、喷头体及喷头盖通过螺栓及销钉固定连接。
[0034]更佳的，喷头基座、喷头体和喷头盖密封结合面、容料腔以及流道分别设置有纳米涂层。
[0035]为了方便对本实施例提供的中空纤维膜喷丝头的理解，下面结合具体实施例对其结构及应用进行说明。
[0036]请参照图3和图4所示，该中空纤维膜喷丝头，包括喷头基座1、喷头体2、一体式台阶针管3和喷头盖4。其中，喷头基座1、喷头体2和喷头盖4为分离组件，先由销钉压入销钉孔11限位，再通过螺钉旋拧入沉头螺纹孔12锁紧，紧固连接安装在一起。
[0037]具体地，如图3所示，喷头基座I上圆周分布着6个销钉孔11和6个沉头螺纹孔12，中心设有一个料液注入口 13，同时还设置了两个对称的芯液注入口 14。喷头基座I侧面有两个对称的螺纹孔15，安装把手后，方便作业人员在喷丝设备上安装、拆卸喷丝头。
[0038]如图5和图6所示，喷头体2上圆周分布着六个销钉孔11和六个沉头螺纹孔12，与喷头基座I上的销钉孔11和螺纹孔12相通。喷头体2上端设有环形槽芯液流道21，并在与喷头基座I上芯液注入口 14连通处采用缓冲穴22设计，可以有效缓解芯液从注入口14进入环形槽芯液流道21时注入点的压力过高，从而对周边芯液的通道产生一定影响。芯液流道21槽底位置处设有12个圆周分布的针管安装孔23，针管安装孔23用于装配针管3。喷头体2中心设有与喷头基座I上的料液注入口 13连通的料液流道24，同时，喷头体2下端设有锥体式料液容料腔25，与料液流道24相通。这种锥体式容料腔25，使料液的扩散、流动更稳定，还有利于喷丝头的清洗。
[0039]如图7、图4所示，喷头盖4上圆周分布着六个销钉孔11和六个沉头螺纹孔12，与喷头体2、喷头基座I上的销钉孔11和螺纹孔12相通。这样三者就可以通过销钉限位，螺钉紧固连接。喷头盖4上还设有料液容料腔41，该容料腔41为圆环状与喷头体下端的锥体式料液容料腔25连通，构成一个次级缓冲容料腔，起到稳流稳压的作用。容料腔41底部设有12个圆周分布的喷丝成型孔42，这样彼此连通的料液注入口 13、料液流道24、锥体式料液容料腔25、环状料液容料腔41和喷丝成型孔42构成了来自料液注入口 13的料液流通的通道。
[0040]如图8所示，一体式台阶针管3有大小两头，中间设有轴向贯通的孔道31，以供芯液流过。大头部分a从针管安装孔23压入，与喷头体2连接成一体，小头部分b插入到喷头盖4上的喷丝成型孔42中，并与喷丝成型孔42同轴，从而使得孔道31与喷丝成型孔42同轴，保证了喷丝的质量。这样，流体连通的芯液注入口 14、环形槽芯液流道21、针管安装孔23和针管孔道31构成了芯液流通的通道。
[0041]在喷丝过程中，料液从料液注入口 13流入喷丝头，在压力及重力作用下流过由料液流道24、锥体式料液容料腔25、环状料液容料腔41和喷丝成型孔42构成的通道，以料液流的形式从喷丝成型孔42喷出。另一方面，芯液从芯液注入口 14流入喷丝头，在压力及重力的作用下流入缓冲穴22，经过缓冲穴的缓冲，芯液以平缓稳定的流速流入环形槽芯液流道21，在流道21槽底流入针管安装孔23，而针管安装孔23与针管3压配成一体，流入针管安装孔23的芯液顺着针管安装孔23流到针管孔道31中，以芯液流的形式从针管孔道31中流出。
[0042]由于针管孔道31直径比喷丝成型孔42的直径小，因此芯液流被料液流围绕，使得料液流形成管状，从而在之后工序中形成所需的中空膜纤维丝。
[0043]根据生产率的要求，可对料液以及芯液各自的输送压力进行适当的调整，在生产过程中，容料腔25内一直保持存储适当容量的料液，从而使料液能够稳定和均匀地喷出。
[0044]根据本实用新型的喷丝头可以如下进行组装:将一体式台阶针管3大头部分从针管安装孔23压入，与喷头体2连接成一体；小头部分插入到喷头盖4上的喷丝成型孔42中，并与喷丝成型孔42同轴；再通过销钉压入销钉孔11限位，螺钉旋拧入沉头螺纹孔12锁紧，将喷头基座1、带针管的喷头体2和喷头盖4连接安装在一起。
[0045]以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于，包括:圆形喷头基座，设置在所述喷头基座上的喷头体，设置在所述喷头体内的一体式台阶针管，设置在所述喷头体上的喷头盖，其中:所述喷头基座上的中心处设置有料液注入口，以及对称设置在所述料液注入口两侧的芯液注入口 ；所述喷头体上端设置有与所述芯液注入口相连通的环形槽芯液流道，且在与芯液注入口连通处设置缓冲穴，以及在喷头体下端设置与所述料液注入口连通的锥体式料液容料腔；所述喷头盖上设置有与所述锥体式料液容料腔连通的环状料液容料腔，以及与所述环状料液容料腔连通的喷丝成型孔；所述一体式台阶针管的大头部分设置在所述环形槽芯液流道内，所述一体式台阶针管的小头部分穿设在所述喷丝成型孔内。
2.根据权利要求1所述新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于，所述一体式台阶针管是由硬度大于HRC40的不锈钢材料制成。
3.根据权利要求1所述新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于，所述锥体式料液容料腔、环状料液容料腔、喷丝成型孔构成了来自所述料液注入口的料液流通的通道。
4.根据权利要求1所述新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于，所述圆形喷头基座的侧面设置有螺纹孔，所述螺纹孔螺旋连接把手。
5.根据权利要求1~4任一项所述新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于，所述喷头基座、喷头体及喷头盖上环绕设置有多个销钉孔和沉头螺纹孔，所述喷头基座、喷头体及喷头盖通过销钉限位和螺栓固定连接。
6.根据权利要求5所述新型内插管式多孔中空纤维膜喷丝头，其特征在于，所述喷头基座、喷头体和喷头盖密封结合面、容料腔以及流道分别设置有纳米涂层。
【文档编号】D01D5/24GK204251782SQ201420718345
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】伍春兰, 王立新 申请人:上海湛信精密机械有限公司