[发明专利]一种变直径喷丝头、中空纤维膜丝束及膜组件的加工装置

说明书

本发明涉及一种变直径喷丝头、中空纤维膜丝束及膜组件的加工装置。所述变直径喷丝头包括依次套设的中心圆管、中间圆管和外部腔体，以及驱动所述中间圆管竖直上下运动的第一驱动机构，所述中心圆管、中间圆管和外部腔体的底部齐平。本发明提供的变直径喷丝头通过调控中间圆管的位置得到的膜丝包括两端较大直径的膜丝头和直径较小的膜丝中间段，在后续捆扎及组装成膜组件的过程中，通过控制膜丝头和膜丝中间段的直径比，可调控膜丝中间段的孔隙率，实现膜组件的任意填充密度规则排布。

技术领域

本发明属于中空纤维膜组件的技术领域，具体涉及一种变直径喷丝头、中空纤维膜丝束及膜组件的加工装置。

背景技术

膜式分离技术被广泛应用于海水淡化、水处理、生物医疗以及更多其他现代工业技术领域。膜组件是各种膜分离工业的关键部件，其加工工艺和相关设备具有重要的经济价值。但目前，采用中空纤维膜的组件，其加工工艺主要存在不能机械化、填充密度低和组件性能一致性差等缺陷。随着膜分离技术应用越来越广，对膜组件加工的自动化和组件填充密度提出更高的要求。

中国发明专利104874292A公开了一种抗污染、易清洗的中空纤维膜组件及制备方法，主要使用手工方法进行加工，没有实现过程的自动化。中国发明专利CNP201710459WZH公开了一种生产中空纤维膜组件的方法及其装置，通过膜丝支架实现了中空纤维膜的规则排列，但膜组件的填充率较小。

因此，研发出一种自动化、可生产任意填充密度规则排列中空纤维膜组件的工艺和装置，对于膜分离技术的应用至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中中空纤维膜组件加工不能机械化、填充密度低和组件性能一致性差等缺陷，提供一种变直径喷丝头。本发明提供的变直径喷丝头通过调控中间圆管的位置得到的膜丝包括两端较大直径的膜丝头和直径较小的膜丝中间段，在后续捆扎及组装成膜组件的过程中，通过控制膜丝头和膜丝中间段的直径比，可调控膜丝中间段的孔隙率，实现膜组件的任意填充密度规则排布。

本发明的另一目的在于提供一种中空纤维膜丝束的加工装置。

本发明的另一目的在于提供一种中空纤维膜组件的加工装置。

为实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种变直径喷丝头，包括依次套设的中心圆管、中间圆管和外部腔体，以及驱动所述中间圆管竖直上下运动的第一驱动机构，所述中心圆管、中间圆管和外部腔体的底部齐平。

本发明提供的变直径喷丝头可得到变直径的膜丝，主要通过如下原理及过程实现：当中心圆管、中间圆管和外部腔体齐平时，向中心圆管灌入易挥发性溶液，向中间圆管灌入纺丝原液，可纺丝得到小直径的纤维膜丝，待易挥发性溶液挥发后即得到小直径的中空纤维膜丝；利用第一驱动机构驱动中间圆管竖直向上运动，此时中间圆管内的纺丝原液将沿中间圆管底部流入外部腔体与中间圆管间的空腔内，从而得到大直径的中空纤维膜丝。

将本发明得到的变直径的中空纤维膜丝裁剪为两端为大直径的膜丝头，中间为小直径的膜丝中间段的膜丝段后，该膜丝段在后续捆扎为中空纤维膜丝束及组装成中空纤维膜组件的过程中，通过控制膜丝头和中间段的直径比，可调控中间段的孔隙率，实现中空纤维膜组件的任意填充密度规则排布。

中空纤维膜丝的长度、内径和外径可通过喷丝时间、中心圆管、中间圆管和外部腔体的内外径来调控。

优选地，所述中间圆管的顶部密封，且上部设置有用于进料的进料口。

现有技术中常规的驱动机构均可用于本发明中实现中的间圆管的竖直上下运动。在本发明，采用如下结构来实现。

优选地，所述中间圆管凸出于所述中心圆管和外部腔体，所述第一驱动机构包括设置于所述中间圆管凸出部位上的第一齿轮、与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮和驱动所述第二齿轮运动的第一电机。