板式膜组件的制作方法

本实用新型涉及过滤技术领域，尤其涉及一种板式膜组件。

背景技术：

板式膜组件、中空纤维膜组件、管式膜组件是常用的过滤元件。在国内，普遍采用的是中空纤维膜组件和板式膜组件。中空纤维膜组件在较高的过滤压力下容易出现断丝现象，致使后期运营工艺复杂、成本较高，并且反洗和药洗的频率也远高于板式膜组件，因此，中空纤维膜组件的使用寿命普遍不高，一般为2-3年，而板式膜组件能保持在5-7年。此外，中空纤维膜组件能够处理的污泥浓度范围在4000-8000mg/L，而板式膜组件能够处理的污泥浓度范围可以达到8000-10000mg/L。对于后期的更换，中空纤维膜组件的膜断丝量达到20％就需要全部更换，而板式膜组件只需换膜片即可。

现有的板式膜组件主要使用的膜片材料为塑料、滤纸、陶瓷膜等。存在以下缺点：1)由塑料、滤纸等材质的膜片组成的板式膜组件的过滤压力低，无法进行反洗；同时，由于材料的限制，板式膜组件无法应用于高温及酸碱强腐蚀环境；2)陶瓷板式膜组件的化学稳定性好、耐酸碱、机械强度高，但陶瓷材料的特性为结垢提供了温床，反洗效果低，结垢现象比较严重，成为影响其寿命的主要因素；3)陶瓷材料本身特质导致了陶瓷板式膜组件存在严重的室温脆性，使得板式膜组件具有抗热震性差、不可机加工、不可焊接连接等特点。

现有的板式膜组件通常包括两张膜片和腔体，所述腔体的相向侧面为多孔结构，所述膜片与多孔机构相互粘接，经膜片过滤后的净液从多孔结构的孔隙中流出后从腔体上设置的出液口排出。由于粘接力较弱，因此常常出现膜片与多孔结构相互剥离的现象，导致板式膜组件失去过滤的功能，严重降低产品品质和提高生产成本。

技术实现要素：

基于上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可承受较高压力、机械性能好、使用寿命长的板式膜组件。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为，板式膜组件，包括两个相对放置的膜片和位于两个膜片之间的内支撑体，所述内支撑体包括第一框体、跨接在第一框体的各个侧边的相向内侧的第一网体，所述两个膜片与第一框体密封连接并分别位于第一网体的两侧；还包括两个分别位于内支撑体两侧的外支撑体，所述外支撑体包括第二框体、跨接在第二框体的各个侧边的相向内侧的第二网体，所述第二框体与第一框体紧固连接并使所述膜片处于第一网体和第二网体之间；所述第一框体的至少一个侧边上设有与两个膜片之间的空腔连通的出液口，原液依次穿过第二网体和膜片后形成的清液汇集于空腔中并从出液口排出。

通过设置内支撑体和外支撑体，可以从膜片的两侧对膜片进行支撑，显著提升膜片的使用稳定性，提升膜片可以承受的过滤压力以及反吹时可以承受的反吹压力，延长板式膜组件的使用寿命。

作为上述板式膜组件的进一步改进，所述第一网体的至少一个侧面上设有垂直于膜片的支撑柱；至少在所述第二网体的与膜片相对的侧面上设有垂直于膜片的支撑柱。支撑柱与膜片的接触面积远远小于网体与膜片的接触面积，因此相同大小的膜组件，本申请的板式膜组件具有更高的有效过滤面积，进一步提升了过滤效率。此外，支撑柱在膜片表面形成多个原液流动通道，该通道可以提升原液的湍流效果，使原液充分冲刷膜片，从而显著提升过滤速度。

作为上述板式膜组件的进一步改进，所述支撑柱位于网线交叉处；当支撑柱位于网线交叉处时，支撑柱与网体的接触面积大，结合力强、易生产，而且支撑柱的分布更加均匀，有助于提升膜片的受力稳定性。所述网线相互交织即构成第一网体和第二网体。

作为上述板式膜组件的进一步改进，所述支撑柱的高度为2-5mm。当支撑柱的高度低于上述参数范围时，由于网体与膜片的距离较近，因此仍会对原液起到一定的阻碍作用，提升有效过滤面积的效果不明显；当支撑柱的高度高于上述范围时，膜片与网体的距离较大，当受到较大的过滤压力和反洗压力时，膜片与支撑柱的接触点会产生较大的局部冲击力，膜片易因得不到网体的限制而发生较为严重的变形现象。进一步，支撑柱与膜片的接触面积优选为9-100mm²；进一步，支撑柱与膜片的接触面的形状优选为圆形。

作为上述板式膜组件的进一步改进，所述第一框体与第二框体通过相互配合的凸起和凹槽连接。凸起与凹槽相互配合属于一种可拆卸的连接方式，这样可以是膜组件的拆卸和安装更简单，有助于膜片的更换，显著提升拆装效率。当然，也可以采用其它可拆卸的连接方式，如采用螺栓组件连接。

作为上述板式膜组件的进一步改进，所述第一框体的一组相对侧边上设有出液口；这样可以缩短净液的流出路径，使两个膜片之间的空腔的压力更加稳定。进一步，设有出液口的侧边上的出液口数量为至少三个且呈等间距分布。

作为上述板式膜组件的进一步改进，所述膜片是由固溶体合金、面心立方结构的金属单质或体心立方结构的金属单质为基体相的金属多孔材料所构成的薄片。该膜片为金属材质，相比于陶瓷材料具有更好的弯折性能，并且可通过焊接与第一框体连接，结合力更强，不易脱落。该膜片的制作方法在中国专利2014106089803的申请文件或中国专利2015101531163的申请文件中有详细记载，在此不做详述。

作为上述板式膜组件的进一步改进，所述膜片的厚度为5-1500μm，平均孔径为0.05-100μm，孔隙率为15-70％。

作为上述板式膜组件的进一步改进，所述板式膜组件还包括与膜片的四周边缘焊接为一体的边框，所述膜片通过所述边框与第一框体连接；通过设置边框，可以增加膜片与第一框体的连接面积，使膜片与第一框体的连接更稳固。进一步，所述边框的厚度为0.5-2mm，该边框的厚度即边框与第一框体相焊接的面的宽度。

作为上述板式膜组件的进一步改进，所述第一框体的厚度为8-12mm；所述第二框体的厚度为3-8mm；所述第一框体的一侧边上设有定位槽。所述定位槽为与相适配的设备结构匹配的结构，可以实现板式膜组件的快速安装和取出。

作为上述板式膜组件的进一步改进，所述板式膜组件的外形为矩形体。

本实用新型的板式膜组件具有以下突出的优点：

1)通过设置内支撑体和外支撑体，可以从膜片的两侧对膜片进行支撑，显著提升膜片的使用稳定性，提升膜片可以承受的过滤压力以及反吹时可以承受的反吹压力，延长板式膜的过滤效果。

2)通过设置支撑柱可以式板式膜组件具有更高的有效过滤面积，进一步提升了过滤效率。

3)第一框体和第二框体采用凸起与凹槽相互连接，这样可以是膜组件的拆卸和安装更简单，有助于膜片的更换，显著提升拆装效率。

4)该膜片为金属材质，相比于陶瓷材料具有更好的弯折性能，并且可通过焊接与第一框体连接，结合力更强，不易脱落。

5)通过设置边框，可以增加膜片与第一框体的连接面积，使膜片与第一框体的连接更稳固。

附图说明

图1为本实用新型板式膜组件的结构示意图。

图2为图1的板式膜组件的拆分图。

图3为图1的板式膜组件的A处局部放大图。

图4为图1的板式膜组件的剖视图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示的外形为矩形体的板式膜组件，包括两个相对放置的膜片1、位于两个膜片1之间的内支撑体2、两个外支撑体3，所述内支撑体2包括第一框体21、跨接在第一框体21的各个侧边的相向内侧的第一网体22，所述两个膜片1与第一框体21密封连接并分别位于第一网体21的两侧；所述外支撑体3包括第二框体31、跨接在第二框体31的各个侧边的相向内侧的第二网体32，所述第二框体31与第一框体21紧固连接并使所述膜片1处于第一网体22和第二网体32之间；所述第一框体21的两条长边上各设有7个等间距分布的出液口211，原液依次穿过第二网体32和膜片1后形成的清液汇集于空腔中并从出液口211排出。所述第一网体22的一个侧面上设有垂直于膜片1的高度为5mm、直径为5mm的圆柱形支撑柱5，所述支撑柱5位于网线交叉处。

如图3所示，所述第一框体21上设有凹槽212，所述第二框体31上设有与所述凹槽212匹配的凸起310，所述第一框体21与第二框体31通过所述凹槽212和凸起310插嵌连接。所述第一框体21的两条短边上设有定位槽210。所述第一框体21的厚度为10mm；所述第二框体31的厚度为5mm。

所述膜片1是由Ni-Cu固溶体合金多孔材料所构成的矩形薄片，该薄片的厚度为1000μm，长度为125cm，宽度为80cm，平均孔径为30μm，孔隙率为61.68％。所述膜组件还包括与膜片1的四周边缘焊接为一体的边框4，所述第一框体21上设有与所述边框4形状匹配的卡槽，所述膜片1通过使所述边框4和卡槽相互焊接来与第一框体21密封连接：所述边框4的厚度为1mm。

实施例2

本实施例的平板式膜组件在实施例1的基础上，进一步的所述第二网体32的与膜片1相对的侧面上设有垂直于膜片1的高度为5mm、直径为5mm的圆柱形支撑柱5，使膜片1被夹持在第一网体22的支撑柱5和第二网体32的支撑柱5之间。

实施例3

如图4所示，本实施例的平板式膜组件在实施例1或2的基础上，进一步的在所述第一网体22的两个侧面和第二网体32的两个侧面上均设有垂直于膜片1的高度为5mm、直径为5mm的圆柱形支撑柱5。