[发明专利]一种多根单丝增强中空纤维膜的制备装置

说明书

本发明公开了一种多根单丝增强中空纤维膜的制备装置，包括增强单丝供给系统、铸膜液制备及供给系统、芯液调配供给系统以及喷丝头、凝固浴槽和卷绕机，增强单丝供给系统用于将多根增强单丝送入所述喷丝头；喷丝头顶部上沿圆周方向均布有多个导孔；喷丝头本体上部形成有铸膜液通道，下部形成有芯液通道，芯液通道与安装在喷丝头本体下部中心的插入管连通；喷丝头本体中部沿圆周方向均布有多个液流孔；导孔与铸膜液通道连通；喷丝板中部形成有漏斗形的集液槽，集液槽内安装有单丝收拢板；凝固浴槽用于使喷丝头喷出的中空纤维膜凝固；卷绕机用于收集凝固后的中空纤维膜。该装置制得的中空纤维膜中单丝能居于中空纤维膜壁厚的中间并沿径向均匀分布。

技术领域

本发明涉及中空纤维膜的制造设备技术，具体涉及一种多根单丝增强中空纤维膜的制备装置。

背景技术

中空纤维膜是分离膜中的重要品种之一，因其装填密度大、不需要支撑材料、生产工艺简单、装置可以小型化等诸多优点，在膜分离技术领域得到广泛应用。

溶液纺丝中的干-湿法纺丝是浸入沉淀相转化法制备中空纤维膜的主要方法之一，其制品在膜分离领域得到广泛应用。但因其强度较差，在一些领域的应用受到了限制。在成膜过程的环形铸膜液中加入多根化纤单丝，制备单丝增强的中空纤维膜是提高其强度的新方法。由于直型筒缠绕的单丝容易滑脱，造成筒子塌边，一般都将单丝卷装成双锥丝筒。纺织加工时在双锥丝筒的一端上方退绕，这时每退绕一圈就会形成一个捻度。这种加捻对于纺织加工影响较小，而作为中空纤维膜的增强材料，累积的捻度过大时，因扭曲力过大，一旦释放，产生的破坏力容易使中空纤维膜形成孔洞，影响中空纤维膜的截留性能。另外，纤维进入喷丝头的入口，在铸膜液压力作用下，铸膜液容易在入口处产生溢流。再有如何保障加入的多根单丝沿中空纤维膜径向壁厚的中间均匀分布也有待研究。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种多根单丝增强中空纤维膜的制备装置。

为此，本发明的技术方案如下：

一种多根单丝增强中空纤维膜的制备装置，包括增强单丝供给系统、铸膜液制备及供给系统、芯液调配供给系统以及喷丝头、凝固浴槽和卷绕机，所述增强单丝供给系统用于将多根增强单丝送入所述喷丝头；所述铸膜液制备及供给系统以及芯液调配供给系统分别用于制备铸膜液和芯液并将其分别送入所述喷丝头本体上的相应通道；所述喷丝头包括依次固定连接的喷丝头顶部、喷丝头本体和喷丝板，其中：所述喷丝头顶部上沿圆周方向均布有多个导孔，其数量与增强单丝的数量相同，用于供多根增强单丝通过；所述喷丝头本体的上部形成有铸膜液通道，下部形成有芯液通道，所述芯液通道与安装在喷丝头本体下部中心的插入管连通；喷丝头本体的中部沿圆周方向均布有多个液流孔，用于分配铸膜液并将使多根增强单丝均匀分散；所述液流孔的直径大于所述导孔的直径，数量为导孔的多倍，且所述导孔的中心与对应的液流孔的中心上下对齐；所述导孔与铸膜液通道连通；所述喷丝板的中部形成有漏斗形的集液槽，集液槽底部与喷丝孔连通，在集液槽内安装有一单丝收拢板，所述单丝收拢板上设置有多个呈中心对称分布的孔，其数量与所述液流孔数量相同；单丝收拢板中心形成一中心孔，所述中心孔的直径大于所述插入管的外径且小于喷丝孔的直径，以使通过喷丝头本体的增强单丝落入喷丝孔内的环形铸膜液的中部、居于成形后的中空纤维膜内并分布在中空纤维膜壁厚的中间；所述插入管从所述单丝收拢板的中心孔及喷丝孔的中心通过；所述凝固浴槽用于使所述喷丝头喷出的夹带单丝的环状液流凝固成为中空纤维膜；所述卷绕机用于收集凝固后的中空纤维膜。

优选的是，在每个所述导孔上还安装有一中心开孔的橡胶塞，所述增强单丝从所述橡胶塞的中心孔中通过。

所述增强单丝供给系统包括单丝转向环以及数量相同的多个单丝筒、张力缓冲坠和张力计，其中：所述单丝筒为双锥丝筒，其上缠绕有增强单丝；所述张力缓冲坠用于缓解所述单丝筒旋转退绕时线速度不均匀带来的影响；所述张力计用于反馈信息给单丝筒退绕电机，调节其转速并保障张力的均匀性；所述单丝转向环用于使非垂直喷丝头单丝进入方向来的单丝更好地进入喷丝头。