全文摘要
本实用新型属于过滤膜技术领域，具体涉及一种层流式中空纤维过滤膜膜壳。所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口、集水管和膜丝封装槽，所述的膜丝封装槽位于集水管内部，所述的产水口位于集水管上，所述的集水管中间设有空气导流口。和现有技术相比，本实用新型中的层流式中空纤维过滤膜壳具有整体结构更强，制作的膜片抗污染性更强，更易观察膜运行状况，拆装及维护保养方便的特点。
主设计要求
1.一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口、集水管和膜丝封装槽，所述的膜丝封装槽位于集水管内部，所述的产水口位于所述集水管上，所述的集水管中间设有空气导流口。
设计方案
1.一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口、集水管和膜丝封装槽，
所述的膜丝封装槽位于集水管内部，所述的产水口位于所述集水管上，所述的集水管中间设有空气导流口。
2.根据权利要求1所述的一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述的集水管包括左侧管和右侧管，
其中，所述左侧管和所述右侧管之间通过加强筋连接；并以所述空气导流口呈对称分布。
3.根据权利要求1所述的一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述的产水口位于所述集水管的两端设置，所述产水口的内部和所述集水管的内部相互连通。
4.根据权利要求1所述的一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述空气导流口的宽度为5-20mm。
5.根据权利要求1所述的一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述的集水管具有平行排列的3~10个侧管，所述侧管与所述空气导流口平行设置；
所述侧管通过同一个所述产水管进行连接，连通的所述产水口和所述集水管形成中空纤维膜的产水流道。
6.根据权利要求1所述的一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述的集水管上设置有透明的观察口。
7.根据权利要求6所述的一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述透明观察口下方设有用于清洁所述透明观察口的活动转轮。
8.根据权利要求1所述的一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述膜丝封装槽与所述集水管为分体式结构，
所述膜丝封装槽和所述集水管通过膜壳胶水粘接成为一体。
9.根据权利要求1所述的一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和膜壳的产水口配套的承插件，
所述承插件的外部为与所述产水口内径匹配的承插管；所述承插管上设有安装密封圈的密封圈安装槽；所述承插件的内径设有螺纹丝口。
10.根据权利要求1所述的一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，其特征在于，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和所述产水口配套的密封挂件；
所述密封挂件的一端为与所述产水口内径匹配的密封管，所述密封管的另一端设有安装块，所述安装块上设有用于固定所述密封挂件的螺栓孔。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于过滤膜技术领域，具体涉及一种层流式中空纤维过滤膜膜壳。
背景技术
2010年至2018年期间，我国膜产值年均增长量超过20%。膜生物反应器污水处理技术是我国目前重点推广的污水处理先进技术。而中空纤维过滤膜是膜生物反应器系统的核心部件。
中空纤维过滤膜膜组件的结构形式主要包括以下几种。如日本三菱丽阳株式会社在CN105536544中公开了一种中空纤维膜组件，所述的中空纤维膜组件由上下集水用的膜壳及中部的膜丝组成，特点是不受使用用途的限制、且可用简单的构造提高中空纤维膜组件的耐压强度。该中空纤维过滤膜组件是目前市场上常见的膜组件产品。
LG 电子株式会社在WO2013\/105795中公布了一种中空纤维膜组件，包括中空纤维膜，支撑部，集水器，延伸管和空气扩散单元。用空气扩散单元引导空气扩散更加多样化，目的是更加有效的去除中空纤维膜的污染物。但是该空气扩散单元在垂直的方向上进行分布排列，实际应用过程中由于水压的关系，高度方向上距离水面近的空气扩散管由于水压较小，空气更容易排出，而高度方向上距离水面远的空气扩散管由于水压较大，而气压不够，往往空气较难排出，这样容易导致曝气不均匀从而影响实际对污染物的去除效果。
日本东丽株式会社在PCT\/JP2014\/061641中公布了一种筒式中空纤维膜组件，由壳体、收容于壳体内的中空纤维膜、固定部、保持部、密封部等组成。可以抑制交叉流过滤时，空气洗涤时中空纤维膜的浮起。
通过对市场上销售的产品及相关文献资料的记载，现有的中空纤维过滤膜膜壳存在曝气对膜丝的擦洗效率不高，膜壳整体强度较低，膜壳的粘接处容易漏水，且对泄漏点检测困难等问题。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构强度高、曝气擦洗效果好的层流式中空纤维过滤膜膜壳。
本实用新型的技术方案如下：
一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口、集水管和膜丝封装槽，
所述的膜丝封装槽位于集水管内部，所述的产水口位于所述集水管上，所述的集水管中间设有空气导流口。
优选的，所述的集水管包括左侧管和右侧管，
其中，所述左侧管和所述右侧管之间通过加强筋连接；并以所述空气导流口呈对称分布。
左侧管和右侧管之间的加强筋能保证膜壳的整体强度，使膜壳长期在复杂的污水环境中运行时不产生形变。
优选的，所述的产水口位于所述集水管的两端设置，所述产水口的内部和所述集水管的内部相互连通。
所述的空气导流口的宽度为5-20mm，优选的，所述的空气导流口的宽度为12-16mm。
空气导流口的宽度对本膜壳实使用效果的影响非常大，空气导流口宽度过小，曝气效果差，同时空气导流口处容易集泥导致膜片运行不稳定，空气导流口宽度过大，同样会影响曝气的气体对膜丝的冲刷，同时会降低膜壳的强度。通过多次试验证明12-16mm的空气导流口在本实用新型中，会取得更好的效果。
优选的，所述的集水管包含多个侧管，所述的侧管之间设有空气导流口，空气导流口与侧管平行设置。
在另一个优选的实施方案中，所述的集水管具有平行排列的3~10个侧管，所述侧管与所述空气导流口平行设置。
所述的侧管通过同一个产水管进行连接。连通的产水口和集水管形成中空纤维膜的产水流道。
在一个优选的实施方案中，所述的集水管上设置有透明的观察口。
所述透明观察口下方设有用于清洁所述透明观察口的活动转轮。
优选的所述转轮的叶片为柔性材质，所述柔性材质选自硅胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶中的一种或一种以上。
在一个优选的实施方案中，所述的活动转轮中心安装在固定在透明观察口下方的轴上。
设置活动转轮的作用是，层流式中空纤维过滤膜在产水时，膜壳内部会滋生细菌从而挡住透明观察口，从而使之失去观察的作用，设置活动转轮后，当层流式中空纤维过滤膜产水时，水流驱动活动转轮转动，活动转轮的叶片在透明观察口上擦拭，保证透明观察口的洁净。
优选的，所述的透明观察口的材质为钢化玻璃，有机玻璃，聚碳酸酯中的一种或一种以上。
设置观察口可以更方便的检查膜片是否安装完整是否有泄露，膜片的膜丝是否有损坏或泄露，显著降低了后期问题排查的难度。
在一个优选的实施方案中，所述的产水口位于集水管的一端进行产水，另一端为封闭状态。
优选的，膜壳中处于封闭状态的一端，采用与膜壳材质相同的塑料件进行封闭，同时该塑料件上设有用于固定膜片的固定口。
优选的，所述的膜丝封装槽与所述集水管为分体式结构，所述膜丝封装槽中先封装好膜丝，再通过胶水将所述膜丝封装槽与所述集水管粘接成为一体。
优选的，所述的膜丝封装槽中设有横向加强筋。
优选的，所述的膜丝封装槽的内壁设有增强摩擦力的竖条纹。
优选的，所述的膜壳材质为工程塑料或纤维增强工程塑料。
进一步优选的，所述的工程塑料为ABS、HIPS、PA或PET。
在一个优选的实施方案中，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和膜壳的产水口配套的承插件，
所述承插件的外部为与所述产水口内径匹配的承插管；所述承插管上设有安装密封圈的密封圈安装槽；所述承插件的内径设有螺纹丝口。
所述承插件与用来固定膜片的金属膜架上的金属产水管通过焊接在产水管上的螺纹丝口连接，并通过生胶带或胶水密封。
在一个优选的实施方案中，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和所述层流式中空纤维过滤膜膜壳的产水口配套的密封挂件；
所述密封挂件的一端为与所述产水口内径匹配的密封管，所述密封管的另一端为安装块，所述安装块上设有用于固定所述密封挂件的螺栓孔。
所述的密封挂件通过胶水与所述层流式中空纤维过滤膜膜壳的一个产水口粘接在一起并封堵该产水口，密封挂件上设有螺栓孔，用于将膜壳和金属膜架通过螺栓进行定位和固定。
本实用新型的有益效果是：
1.层流式中空纤维膜壳与市场上常见的膜壳完全不同。层流式中空纤维膜壳在集水管中间设有空气导流口，空气导流口的作用是让膜组件底部曝气过程中产生的空气，通过膜壳上的空气导流口有序的进入的膜组件的内部，使空气产生的气泡分布更加均匀，从而对膜丝的清洗更加均匀有效。
2.层流式中空纤维膜壳的设计可以使膜系统的曝气效率更高，空气从膜组件内部向上上升的过程中，由于导流口的宽度比较小，空气被导流口左右两侧的膜丝围拢在一片膜片内部相对密闭的空间内，空气在上升过程中形成气泡，对膜丝由内而外进行冲洗，减少了空气的无效上升，最大程度上利用了空气上升过程中的冲击力，对膜丝表面进行冲洗。
3.层流式中空纤维膜壳的整体强度大幅度提升，比现有膜壳的强度提升了3倍以上，由于膜组器维护施工过程中，工人经常踩踏膜壳，往往导致膜壳变形甚至膜片报废，本实用新型中的膜壳强度提升后，施工过程中可以任意踩踏而不用担心产品被踩坏。
4.层流式中空纤维膜壳包含与之匹配的承插件和密封挂件，当承插件和密封挂件一起使用时，膜壳的安装和固定更加方便。相比传统膜壳采用活接连接，采用PVC塑料管材连接或采用膜壳本体上设置密封圈与膜架的金属管内壁密封连接而言，本实用新型的采用承插件与金属膜架通过螺纹丝口连接密封，再沟通过承插件上的密封圈与膜壳产水口的内壁进行密封的连接和安装方式，不仅拥有密封性能好，可能产生漏水的故障点更少，可靠性更高，安装更加方便，材料成本和安装成本更加低，拆卸和维修也更加方便。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型中层流式中空纤维过滤膜膜壳的结构示意图；
图2是本实用新型中层流式中空纤维过滤膜膜壳的结构示意图爆炸图；
图3是本发明实施例6中中层流式中空纤维过滤膜膜壳的结构示意图爆炸图；
其中1为产水口，2为集水管，3为膜丝封装槽，4为空气导流口,5为左侧管，6为右侧管，7为加强筋，8为横向加强筋，9为竖条纹，10为承插件，11为承插管，12为密封圈安装槽、13为螺纹丝口，14为密封挂件，15为密封管，16为安装块，17为螺栓孔，18为观察口。
具体实施方式
实施例1
如附图1所示，一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口1、集水管2和膜丝封装槽3，所述的膜丝封装槽3位于集水管2内部，所述的产水口1位于集水管2上，所述的集水管2中间设有空气导流口4。
其中，所述的集水管2被中间的空气导流口4分为左侧管5和右侧管6，左侧管5和右侧管6之间通过加强筋连接。左侧管5和右侧管6之间的加强筋7能保证膜壳的整体强度，使膜壳长期在复杂的污水环境中运行时不产生形变。
所述的产水口1位于集水管2的两端，产水口1内部和集水管2内部连通，连通的产水口1和集水管2形成中空纤维膜的产水流道。
所述的空气导流口4的宽度为20mm，所述的膜丝封装槽3与集水管2为分体式，膜丝封装槽3中先封装好膜丝再通过胶水将膜丝封装槽3与集水管2粘接成为一体，所述的膜丝封装槽3中设有横向加强筋8；所述的膜丝封装槽3的内壁设有增强摩擦力的竖条纹9。所述的膜壳材质为ABS材质。
实施例2
如附图2所示，一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口1、集水管2和膜丝封装槽3，所述的膜丝封装槽3位于集水管2内部，所述的产水口1位于集水管2上，所述的集水管2中间设有空气导流口4。
其中，所述的集水管2被中间的空气导流口4分为左侧管5和右侧管6，左侧管5和右侧管6之间通过加强筋连接。左侧管5和右侧管6之间的加强筋7能保证膜壳的整体强度，使膜壳长期在复杂的污水环境中运行时不产生形变。
所述的产水口1位于集水管2的两端，产水口1内部和集水管2内部连通，连通的产水口1和集水管2形成中空纤维膜的产水流道。
所述的空气导流口4的宽度为20mm，所述的膜丝封装槽3与集水管2为分体式，膜丝封装槽3中先封装好膜丝再通过胶水将膜丝封装槽3与集水管2粘接成为一体，所述的膜丝封装槽3中设有横向加强筋8；所述的膜丝封装槽3的内壁设有增强摩擦力的竖条纹9。所述的膜壳材质为ABS材质。
所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和膜壳的产水口1配套的承插件10，所述承插件10的外部为与所述产水口内径匹配的圆形承插管11；所述圆形承插管11上设有安装密封圈的密封圈安装槽12；所述承插件10的内径设有螺纹丝口13。
所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和所述层流式中空纤维过滤膜膜壳的产水口1配套的密封挂件14；
所述密封挂件14外部为与所述产水口内径匹配的密封管15，所述密封管15的另一端为安装块16，所述安装块16上设有用于固定所述密封挂件14的螺栓孔17。
实施例3
一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口、集水管和膜丝封装槽，所述的膜丝封装槽位于集水管内部，所述的产水口位于集水管上，所述的集水管中间设有空气导流口。
所述的集水管被空气导流口分为平行排列的3个侧管。所述的侧管通过同一个产水管进行连接。连通的产水口和集水管形成中空纤维膜的产水流道。
每个相邻的侧管之间设有加强筋，所述的产水口位于集水管的两端，产水口内部和集水管内部连通。所述的空气导流口的宽度为5mm。
所述的膜丝封装槽与集水管为分体式，膜丝封装槽中先封装好膜丝再通过胶水将膜丝封装槽与集水管粘接成为一体。
所述的膜丝封装槽中设有横向加强筋。
所述的膜丝封装槽的内壁设有增强摩擦力的竖条纹。
所述的膜壳材质为PET材质。
所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和膜壳的产水口配套的承插件，所述的承插件的外部为与产水口内径匹配的圆管，承插件上设有用于密封产水口与承插件的密封圈，承插件的内径带有螺纹丝口，承插件与用来固定膜片的金属膜架上的金属产水管通过焊接在产水管上的螺纹丝口连接，并通过生胶带或胶水密封。
同时所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和膜壳的产水口配套的密封挂件，所述的密封挂件通过胶水与膜壳的一个产水口粘接在一起并封堵该产水口，密封挂件上设有螺栓孔，用于将膜壳和金属膜架通过螺栓进行定位和固定。
实施例4
一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口、集水管和膜丝封装槽，所述的膜丝封装槽位于集水管内部，所述的产水口位于集水管上，所述的集水管中间设有空气导流口。
其中，所述的集水管被中间的空气导流口分为左侧管和右侧管，左侧管和右侧管之间通过加强筋连接。左侧管和右侧管之间的加强筋能保证膜壳的整体强度，使膜壳长期在复杂的污水环境中运行时不产生形变。
所述的产水口位于集水管的两端，产水口内部和集水管内部连通，连通的产水口和集水管形成中空纤维膜的产水流道。
所述的空气导流口的宽度为20mm，所述的膜丝封装槽与集水管为分体式，膜丝封装槽中先封装好膜丝再通过胶水将膜丝封装槽与集水管粘接成为一体，所述的膜丝封装槽中设有横向加强筋；所述的膜丝封装槽的内壁设有增强摩擦力的竖条纹。所述的膜壳材质为ABS材质。
所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和膜壳的产水口配套的承插件，所述的承插件的外部为与产水口内径匹配的圆管，承插件上设有用于密封产水口与承插件的密封圈，承插件的内径带有螺纹丝口，承插件与用来固定膜片的金属膜架上的金属产水管通过焊接在产水管上的螺纹丝口连接，并通过生胶带或胶水密封。
同时所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和膜壳的产水口配套的密封挂件，所述的密封挂件通过胶水与膜壳的一个产水口粘接在一起并封堵该产水口，密封挂件上设有螺栓孔，用于将膜壳和金属膜架通过螺栓进行定位和固定。
实施例5
一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口、集水管和膜丝封装槽，所述的膜丝封装槽位于集水管内部，所述的产水口位于集水管上，所述的集水管中间设有空气导流口。
所述的集水管被空气导流口分为平行排列的4个侧管。所述的侧管通过同一个产水管进行连接。连通的产水口和集水管形成中空纤维膜的产水流道。
每个相邻的侧管之间设有加强筋，所述的产水口位于集水管的两端，产水口内部和集水管内部连通。所述的空气导流口的宽度为10mm。
所述的膜丝封装槽与集水管为分体式，膜丝封装槽中先封装好膜丝再通过胶水将膜丝封装槽与集水管粘接成为一体。
所述的膜丝封装槽中设有横向加强筋。
所述的膜丝封装槽的内壁设有增强摩擦力的竖条纹。
所述的膜壳材质为ABS材质。
所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和膜壳的产水口配套的承插件，所述的承插件的外部为与产水口内径匹配的圆管，承插件上设有用于密封产水口与承插件的密封圈，承插件的内径带有螺纹丝口，承插件与用来固定膜片的金属膜架上的金属产水管通过焊接在产水管上的螺纹丝口连接，并通过生胶带或胶水密封。
实施例6
实施例6
如图3所示一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口1、集水管2和膜丝封装槽3，所述的膜丝封装槽3位于集水管2内部，所述的产水口1位于集水管2上，所述的集水管2中间设有空气导流口4。
其中，所述的集水管2被中间的空气导流口4分为左侧管5和右侧管6，左侧管5和右侧管6之间通过加强筋连接。左侧管5和右侧管6之间的加强筋7能保证膜壳的整体强度，使膜壳长期在复杂的污水环境中运行时不产生形变。
所述的产水口1位于集水管2的两端，产水口1内部和集水管2内部连通，连通的产水口1和集水管2形成中空纤维膜的产水流道。
所述的空气导流口4的宽度为20mm，所述的膜丝封装槽3与集水管2为分体式，膜丝封装槽3中先封装好膜丝再通过胶水将膜丝封装槽3与集水管2粘接成为一体，所述的膜丝封装槽3中设有横向加强筋8；所述的膜丝封装槽3的内壁设有增强摩擦力的竖条纹9。所述的膜壳材质为ABS材质。
所述的集水管上设置有透明的观察口18，透明的观察口18的材质为聚碳酸酯。
所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和膜壳的产水口1配套的承插件10，所述承插件10的外部为与所述产水口内径匹配的圆形承插管11；所述圆形承插管11上设有安装密封圈的密封圈安装槽12；所述承插件10的内径设有螺纹丝口13。
所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包含和所述层流式中空纤维过滤膜膜壳的产水口1配套的密封挂件14；
所述密封挂件14外部为与所述产水口内径匹配的密封管15，所述密封管15的另一端为安装块16，所述安装块16上设有用于固定所述密封挂件14的螺栓孔17。
实施例7
一种层流式中空纤维过滤膜膜壳，所述的层流式中空纤维过滤膜膜壳包括产水口、集水管和膜丝封装槽，所述的膜丝封装槽位于集水管内部，所述的产水口位于集水管上，所述的集水管中间设有空气导流口。
其中，所述的集水管被中间的空气导流口分为左侧管和右侧管，左侧管和右侧管之间通过加强筋连接。左侧管和右侧管之间的加强筋能保证膜壳的整体强度，使膜壳长期在复杂的污水环境中运行时不产生形变。
所述的产水口位于集水管的两端，产水口内部和集水管内部连通，连通的产水口和集水管形成中空纤维膜的产水流道。
所述的空气导流口的宽度为16mm，所述的膜丝封装槽与集水管为分体式，膜丝封装槽中先封装好膜丝再通过胶水将膜丝封装槽与集水管粘接成为一体，所述的膜丝封装槽中设有横向加强筋；所述的膜丝封装槽的内壁设有增强摩擦力的竖条纹。所述的膜壳材质为ABS材质。
通过实验室测试数据实施例1和市场上现有的膜壳相比，本实用新型实施例中的膜壳的抗压强度增加了3倍以上，可以负担580kg的重力而不产生破坏，膜壳的漏水比例比现有膜壳降低了95%以上。
通过将实施例1中的膜壳和市场上的通用膜壳封装成膜片之后在同等的条件下进行运行，膜片的运行通量提升了4.5倍，且能适应更高的污泥负荷。
同时通过我司打样制作各种膜片进行试验确定，当所述的集水管具有和空气导流口平行设置，平行排列的3个侧管时，所述层流式中空纤维过滤膜膜壳制作的膜片的抗污染能力最强，膜片运行通量是普通膜片的8.6倍，同时兼具最优的结构强度。
以上所述实施例只是本实用新型的较佳实例，并非来限制本实用新型实施范围，故凡依本实用新型申请专利范围所述的原理所做的等效变化或修饰，均应在本实用新型专利申请范围内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920296018.9
申请日:2019-03-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:42(湖北)
授权编号:CN209828735U
授权时间:20191224
主分类号:B01D63/02
专利分类号:B01D63/02
范畴分类:23A;
申请人:湖北聚孚膜科技有限公司
第一申请人:湖北聚孚膜科技有限公司
申请人地址:433000 湖北省仙桃市袁市路442号
发明人:张文杰;吴福根;周炎达;戴亮
第一发明人:张文杰
当前权利人:湖北聚孚膜科技有限公司
代理人:周伟
代理机构:42231
代理机构编号:武汉智嘉联合知识产权代理事务所(普通合伙) 42231
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