[发明专利]一种新型耐高压耐腐蚀耐高温膜壳及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜壳及其制备方法，尤其涉及一种用于进行海水淡化的膜壳及其制备方法。

背景技术

随着世界各国工业化进程的深入和全球气候变化的影响，淡水资源显得越来越满足不了人们的日常生活和工业发展的需要。尤其在中东地区和工业发达国家，海水淡化已经成为弥补淡水资源匮乏的一种有效手段，中国对海水淡化的需求也与日俱增。

反渗透膜技术是最先进的海水淡化技术，它是采用一张半透膜在压力的作用下克服海水的渗透压将海水中的盐过滤掉，从而产生淡水的技术。与热法海水淡化比较，用反渗透膜技术进行海水淡化，无相变发生，具有高效、节能、低成本等优点。

目前，主流的用于海水淡化的反渗透膜产品是直径为8英寸(203.2mm)的膜元件和8英寸的膜壳。外壳是由玻璃钢制造，端盖是金属铸件加工而成，端盖侧面有橡胶密封圈，在端盖的边缘处玻璃钢外壳的内侧有一个圆形的凹槽，凹槽内有4个圆弧形的金属紧固件将端盖卡住，实现密封。这种结构在膜壳内径小于等于8英寸，操作压力小于等于6MPa时，使用没有问题，但是，当膜壳的直径大于203.2mm或操作压力增高时，这种结构就满足不了使用要求了。

同时，以8英寸海水淡化膜元件和膜壳为基础的海水淡化设备体积庞大、占地面积大、单位体积产水率低。这些缺点在面积狭小且昂贵的场合下，例如舰船、钻井平台、尤其是具有战略意义的岛礁上就显得尤为明显。单位体积产水率低就意味着设备投资成本高，空间利用率低，从而导致海水淡化的成本提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种新型耐高压耐腐蚀耐高温膜壳及其制备方法，结构简单，易于加工，制造成本低，制造尺寸范围大，兼容性强，提高了空间利用率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种新型耐高压耐腐蚀耐高温膜壳，包括壳体、膜元件支架和端盖，所述壳体为空心圆柱体，所述壳体的两端连接所述端盖，所述壳体外侧面的轴向两端分别设置有一个支管，所述壳体内部在每个所述支管对应的位置设置有一个所述膜元件支架，每个所述膜元件支架包括两个相对的圆环组，两个所述圆环组通过筋板固定连接，每个圆环组包括至少两个同心圆环；所述壳体的两端设置有端头法兰且与所述端盖法兰连接，所述支管的端部设置有连接法兰。

进一步地，所述端盖包括实心法兰圆盘，所述实心法兰圆盘的中心设置有第一中心管，所述第一中心管的外侧端头设置有第一法兰，所述第一中心管的内侧根部套装有加强环，所述加强环与所述实心法兰圆盘一体制成或固定连接。

进一步地，所述端盖包括向内凹陷的阶梯状法兰圆盘，所述阶梯状法兰圆盘的中心设置有第二中心管，所述第二中心管的外侧端头设置有第二法兰，所述第二中心管的外侧根部与所述阶梯状法兰圆盘的凹面之间设置有若干加强筋板。

进一步地，所述壳体直接由耐高压耐腐蚀耐高温的材料制成，或者所述壳体由耐高压材料制成的内侧主体和耐腐蚀耐高温材料制成的外侧涂层复合制成。

进一步地，所述壳体的制备方法是将所需直径和壁厚的无缝管或螺旋管截取所需长度，在无缝管或螺旋管的两端焊接端头法兰，在距两端端头法兰预设长度的对称位置按所需尺寸开孔并焊接所需长度的支管，在每个支管的端头焊接连接法兰，最后再进行机械加工和抛光后处理，得到壳体。

进一步地，所述壳体的制备方法是将所需直径和壁厚的无缝管或螺旋管截取所需长度，在无缝管或螺旋管的两端焊接端头法兰，在距两端端头法兰预设长度的对称位置按所需尺寸开孔并焊接所需长度的支管，在每个支管的端头焊接连接法兰，最后再进行机械加工和抛光后处理，得到壳体的内部耐压层；然后在所述内部耐压层表面涂覆聚四氟乙烯或硅橡胶或陶瓷等防腐涂料，再经过高温或辐射等方法熟化后处理得到外部耐腐蚀耐高温涂层。

进一步地，所述膜元件支架的制备方法是从所需直径和壁厚的钢管上或所需厚度的钢板上切削出两个圆环组与六块筋板，再将圆环组和筋板焊接成一体。

进一步地，所述端盖的制备方法是将所需厚度的钢板切割成圆盘，然后加工出所需的中心孔和相应的法兰孔，在中心孔处插入一定长度的中心管，中心管的外端头焊有法兰，加强环的一端通过焊接与圆盘相连，另一端与中心管的外壁焊接在一起。

进一步地，所述端盖的制备方法是开模铸造一次成型后，再经过机械加工获得。

进一步地，所述壳体、膜元件支架或端盖通过注塑一次成型获得。