[发明专利]空心丝型膜组件

说明书

发明领域

本发明涉及一种空心丝型膜组件，其中一种空心丝型膜元件可更换地容纳在外壳内，该空心丝型膜组件不仅主要用于生产过程，诸如药品、酶、发酵产品、各种食品及类似产品的分离、浓缩、精炼及类似的过程，也适用于地表水和地下水的工业应用及类似应用中的水处理，例如净化、提纯、灭菌及类似的处理，以及涉及各种类型污水的水处理领域。

背景技术

空心丝型膜组件可在极广泛的领域应用，例如水处理、气体分离、浸透气化分离及类似的应用领域，以及药品和食品工业的生产过程，因为与平板式、螺旋式和管式型膜组件比较，空心丝型膜组件单位体积具有更大的有效型膜面积。致于空心丝型膜组件的结构，通常应用的是这样的组件，其中，若干空心丝组成的束容纳在圆筒形塑料外壳中以支承空心丝束，束的两端，用树脂例如环氧树脂、聚氨脂或类似树脂粘接，使其与外壳密封在一起，然后，将两端树脂粘接部部分切割以形成空心丝的开口部。

然而，空心丝和外壳粘接一体的组件存在这样的问题，如果空心丝堵塞或损坏，包括空心丝和外壳两者的整个组件必须除去而更换新组件，即使外壳处于仍可充分使用的状态。反之，如果外壳因破损或类似原因不能使用，而空心丝仍处于可用状态，存在同样的问题。

基于这一理由，推荐一种空心丝型膜组件，其中空心丝式元件(滤芯)可更换地容纳在外壳内。在此系统中，空心丝型膜组件容易与外壳分离。因此，如果空心丝式薄膜元件和外壳之其中任一发生问题，可以通过只更换其中一个有问题者，继续使用组件。

作为这种膜芯容纳在可拆卸的外壳中的分离膜组件，已推荐了各种形式的组件并已经在使用中。然而，不常使用的是具有分离功能的空心丝式组件，该组件在亚微细粒或更小的诸如精密过滤和超精过滤中，具有高度增强的分离功能，并在单位体积具有大的有效膜面积。

迄今为止，在空心丝型膜组件中，其中一束端部用树脂密封的空心丝型膜容纳在一外壳中，该外壳的侧壁上具有供流体的进口/出口，外壳圆周面上的进口/出口，在内压模式的组件中通常用于从外壳导出滤液。但是，有时为清洗薄膜上的污物，引入一种所谓反向流清洗。在反向流清洗中，流体，例如滤液，在由进口/出口而来的向后压力作用下流入，从而，一种与通常方向相反方向上的过滤通过空心丝型膜进行。在这种向后的流体流中，流体流的力作用在空心丝型膜束上，使其弯曲或使空心丝型膜移动。因此，空心丝元件从空心丝元件束和树脂密封部的边缘处破裂。在发生空心丝型膜破裂处，处理后的流体泄漏至滤液侧，这造成不良后果。

为解决这一问题，日本专利公报特开昭63-158103和特开昭62-144709提出一种环形元件以保护空心丝型膜。然而，由于环形元件/凸起包围空心丝型膜束，在这种情况下存在更多空穴，这种空穴损坏空心丝型膜组件的致密性。再者，由于突出部直接接触空心丝，空心丝型膜可能损坏。此外，日本专利特开平08-206468提出一种空心丝型膜保护板以保护空心丝型膜，这与上述两公开号相比较。其致密性肯定优越。但是，包括前面提及的两个专利在内的这些建议，均用所建议的元件作为保护元件，元件的数量增加，组件的结构和制造复杂，这是组件成本上升的原因之一。

另一方面，例如，日本专利特公昭3-54405公开了一种特殊的芯式空心丝型膜组件。在此公开文献中，所说明的是一束空心丝的密封，容纳空心丝束的盒(外壳)可以避免泄漏或流体混合，这是芯式空心丝型膜组件的一个重要技术问题。为此目的，作为现有技术也予以说明。

(1)一种方法，该方法在空心丝的中心设置一实心杆，并从实心杆向密封部施加必要的力，

(2)一种方法，该方法将一束空心丝装入一坚固套(一种为芯元件用的圆筒形盒)中，并从盒对密封部施加必要的力，

以及提示，作为解决现有技术存在问题的解决方法，

(3)一种方法，该方法用紧固元件将芯元件两端粘接部(树脂)紧固。

然而，在所有这些现有技术中，用于容纳空心丝束的芯元件的圆筒形盒(容器)是插入一外壳，外壳和芯元件被粘接部在两端密封。因此，在两端粘接部要求高的尺寸精度和光洁度以保证密封特性，此外，需要实现此的生产装置和工作。特别是，由于外壳和容纳在外壳内的芯元件均分别制成本质上沿纵向对称，存在着芯元件可从外壳的任一端插入的自由度，但正由于这一优点使得难于保证密封性能。更具体说，由于密封元件是制成居中插入式，并不是设置在端盖部与芯元件的外圆周面之间，而在端盖部与芯元件的端面之间，难于使密封元件保持在预定位置，良好的密封特性可能难于保证。