一种中空纤维膜元件的制作方法

本实用新型涉及水质净化技术领域，具体涉及一种中空纤维膜元件。

背景技术：

目前，由于水资源的短缺以及严重的水污染问题，膜分离技术大受欢迎。膜分离设备占地空间小、操作方便、能耗小、分离效率高且出水水质好，所以在许多领域得到广泛应用。在膜分离技术中，膜组件是其核心，其中中空纤维膜组件（hollow-fibermembrane）由于其优良的净水能力，在水处理市场中广受欢迎。然而现有的中空纤维膜组件多采用单个集水槽来收集并输送膜帘的产水，整个系统的抽吸时阻力大、能耗较高。

中国专利公告号cn107398183b，公告日2020年7月10日，发明创造的名称为一种帘式中空纤维膜的封胶方法，所述封胶方法包括步骤：将中空纤维膜束一端紧固；采用封堵物质对应中空纤维膜束紧固的一端进行浸泡，取出，待其固化；将固化后的中空纤维膜束的一端对应插入mbr集水管中，并将两者粘合固定；制作中空纤维膜的另一端。所述方法包括步骤：将中空纤维膜束两端紧固；采用封堵物质对应中空纤维膜束紧固的两端进行浸泡，取出，待其固化；将固化后的中空纤维膜束的两端各对应插入mbr集水管中，并将两者粘合固定。该发明的膜丝末端无需伸入集水管，膜丝利用率高；无需切割产水端，不产生固废；封装物质能溶于水，待中空纤维帘式膜制作完成后只需用水溶出，溶出的封装物质能回收再利用。该专利在封胶方法上采用封堵物质先浸泡固化膜束，然后通过胶水将膜束和集水管粘合，该技术方案主要是提出了怎么制作这种能溶于水的封堵物质，但是对于如何封装没有更好的改进意见。

技术实现要素：

本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种保护膜丝根部、延长膜帘使用寿命、增强集水槽密封效果的、中空纤维膜元件。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种中空纤维膜元件，包括膜丝、集水部和支撑方管，所述支撑方管内部中空且竖直布置在膜帘（膜帘本身就是前面提到的中空纤维膜元件）的两侧，所述集水部包括分别设在膜帘上方的上集水部和设置在膜帘下方的下集水部，所述上、下集水部均包括集水槽、封胶内槽和胶层，所述集水槽内侧壁上设有用于与封胶内槽过盈配合的底部台阶和与封胶内槽间隙配合的顶部台阶，胶层位于底部台阶和封胶内槽形成密封面的上部。上集水部和下集水部内部结构是相似的，下面以下集水部为例，对下集水部在结构上的工作原理进行解释。集水部（下集水部）中的集水槽、封胶内槽和密封胶层共同构成了一个密封的集水空间，从外压式中空纤维膜产出的过滤水由膜孔中心汇集到集水空间中。前面说的底部台阶用来承载封胶内槽，并与封胶内槽形成过盈配合的密封面，保证封胶内槽底部留出集水空间。顶部台阶使集水槽内壁与封胶内槽形成间隙，灌封时硬胶能流入缝隙内，增加粘结面积。

作为优选，所述上集水部左右两端均设有产水口，上集水部左端与膜帘左侧的支撑方管顶部连通，邻近上集水部左端处设有布置在上集水部中的隔板，所述下集水部右端设有隔板，该隔板与上集水部的隔板呈对角线布置，下集水部左端和膜帘左侧的支撑方管底部连通。膜组件中的上集水部由于其邻近左端的地方有隔板设置（起到阻隔作用），所以膜帘上侧的产水会从上集水部的右端产水口出水；膜帘下侧的产水先后进入下集水部、支撑方管、上集水部的左端产水口流出，最后输送到膜架。（这里所说的产水指的是进过膜处理后的水）整个装置实现了膜帘上下两部分独立产水，产水节能高效。

作为优选，所述顶部台阶与封胶内槽之间的间隙内加注邵氏d度在70-99之间的硬胶。

作为优选，集水部顶部开口处灌封有邵氏d硬度在10-70之间的软胶层。软胶层对膜丝端部起到保护作用。

作为优选，位于膜帘左侧的支撑方管的顶部、底部分别嵌设在上集水槽左端和下集水槽左端的对应开孔中，且支撑方管与上集水槽、下集水槽均为过盈配合。支撑方管不仅起到使膜帘成为稳定的框架结构的作用，同时也作为输送产水的管道。为了不让产水从支撑方管与集水槽之间的连接处渗出，所以支撑方管设计成插设在集水槽的开孔中且支撑方管与集水槽之间过盈配合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：集水槽中的底部台阶防止封装胶水渗漏到集水空间中，提高了封装的可靠性；集水槽中的顶部台阶与封胶内槽之间留有空隙，增加了胶水粘结面积，增加了胶水的封装强度，提高了中空纤维膜的使用寿命；膜帘采用上下侧分别独立产水，减少系统抽吸的阻力，降低系统抽吸能耗；集水部中的软胶层可以降低中空纤维膜丝根部硬度，保护了中空纤维膜。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中a-a线剖视放大图；

图3是图1中b-b线剖视放大图；

图4是图1中ⅰ处局部放大图；

图5是图1中下集水部的结构示意图。

图中：膜丝1、集水部2、上集水部21、下集水部22、支撑方管3、产水口4、隔板5、封胶内槽6、集水槽7、软胶层8、胶层9、顶部台阶10、底部台阶11、硬胶层12。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1、图5所示，一种中空纤维膜元件，包括膜丝1、集水部2和支撑方管3，所述支撑方管3内部中空且竖直布置在膜帘（膜帘本身就是前面提到的中空纤维膜元件）的两侧，所述集水部包括分别设在膜帘上方的上集水部和设置在膜帘下方的下集水部，所述上、下集水部均包括集水槽7、封胶内槽6、软胶层9和硬胶层12（如图所示，软胶层9和硬胶层12统称为胶层9），所述集水槽7内侧壁上设有用于与封胶内槽6配合的底部台阶11和与封胶内槽6间隙配合的顶部台阶10，底部台阶11与封胶内槽6之间涂刷有密封胶。图5为下集水部22的一个剖面结构示意图，因为上集水部21和下集水部22内部结构一致，所以上集水部21的内部结构不再赘述。如图5所示，所述集水槽7内部设有与集水槽7内侧壁紧贴的封胶内槽6，封胶内槽6与集水槽7底部之间形成用来输送产水的集水空间。其中封胶内槽6和集水槽7中的底部台阶11过盈配合，在将封胶内槽安置在底部台阶之前，先在底部台阶上涂刷密封胶以形成胶层。顶部台阶10与封胶内槽6之间形成的间隙中灌封邵氏d硬度为80的硬胶。所述集水部2包括分别设在膜丝1顶部的上集水部21和设置在膜丝1底部的下集水部22，所述上集水部21左右两端均设有产水口4。上集水部和下集水部的内部结构是相似的，两者对角线交叉布置在膜丝的上下两端。如图1、图2所示，上集水部21左端与膜丝1左侧的支撑方管3顶部连通，上集水部21中邻近其左端处设有隔板5，所述下集水部22右端设有具有相同功能的隔板。如图2、图3、图4所示，下集水部22左端和膜丝1左侧的支撑方管3底部连通。所述支撑方管3与上集水部21、下集水部22的连接处均为过盈配合。所述集水槽6顶部开口设有保护膜丝端部的软胶层8，所述软胶层8的厚度为6mm且邵氏d硬度为15。

如图1至图5所示，封胶内槽6在安装时，先在集水槽7的底部台阶11上涂刷密封胶。然后把封胶内槽6压入到集水槽22中，底部台阶11和封胶内槽6过盈配合后，封胶内槽与集水槽能形成一个密封性优良的集水空间，顶部台阶10和封胶内槽6之间存在一定间隙，空留出的这部分间隙灌封硬胶（邵氏d硬度为80的硬胶），形成硬胶层12，硬胶流入间隙后，封胶内槽能可靠地固定在集水槽中。最后在集水槽7顶部灌封并形成6mm厚度的软胶层8（邵氏d硬度为15），保护膜丝端部。