一种无机膜膜组件的并联结构制造技术

本发明专利技术涉及一种无机膜膜组件的并联结构。其包括两端的给液腔、组件盖和中部的多个支路膜组件，所述给液腔将进料主管或出料主管与各支路膜组件相连接，使得各支路膜组件与进料主管和出料主管平行，且各支路膜组件以进料主管和出料主管为中心沿圆周等距排列。原料液从进料主管通过给液腔的分配、导向和组件盖的导流，均匀垂直于膜组件端面流入和流出膜组件，因而提高了整个并联膜组件和过滤效率，延长了使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种无机膜膜组件的并联结构
本专利技术涉及膜分离
，具体涉及一种无机膜膜组件的并联结构。这种结构具有使各并联支路膜组件地位均等，分流均匀平缓，原料液流入和流出各支路膜组件时具有均匀垂直于膜组件端面的特点，提高了整个并联膜组件的使用寿命和过滤效率。
技术介绍
膜分离技术已经成为国际上公认的21世纪最具应用前景的高新技术之一。相对于传统的分离、提纯、过滤技术，膜分离技术具有高效、节能、环保、无相变、过程简单、易于操控等一系列优点，得到世界各国的普遍关注和广泛的研究应用。尤其是无机膜，以陶瓷膜、金属膜为代表，因其耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高、抗微生物能力强、可清洗性强、使用寿命长等优点，近年来得到迅速发展，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域得到了广泛的应用。膜组件是膜分离的基本单元。如图1所示，膜组件将一个或多个膜元件有序组合安装在一起，形成进行膜分离的组合构件。膜组件一般要求具有良好的机械稳定性、化学稳定性和热稳定性；流体分布均匀，无死角；装填密度大、过滤效率高；制造成本低；易于清洗；压力损失小等特点。无机膜过滤分离一般采用管式膜组件，为了具有较大的处理能力，膜组件中通常并列安装多根膜管，即多芯膜组件。如美国专利No.2001/0013272A1所公开的数个多通道膜管并列安装在一个膜组件中；中国专利CN1556731A所公开的一种多个单管陶瓷膜的膜组件。从工业应用中，大型管式膜组件的直径可达一米以上，组件中的膜管数可达数百根。为了大型组件内的流体分布均匀，通常需要设计分流管、导流管等流体分布构件，如中国专利CN202036925U所述的一种管式蜂窝陶瓷过滤膜组件。为了满足工业上对处理能力和处理效率的要求，工业应用中出现了大型串并联膜组件。图2所示是一种膜组件并排并列示意图，有三个并联支路，每个支路有一个组件。这种原料液主管与各支路组件垂直的料液分配结构被普遍采用。但此结构在应用存在以下问题：各支路的压力、流速和流量分布不均，导致各支路的工作效率不一，且各支路膜管的污染程度不一；原料液流入各支路时速度方向不垂直于膜组件端面，即速度方向不与膜管过滤通道方向一致，导致膜管端部通道表面的膜层容易冲刷损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种新的无机膜膜组件的并联结构，使并联的各支路膜组件地位均等，过滤条件一致，原料液能够均匀且垂直于膜组件端面流入流出膜组件，以提高整个无机膜膜组件和过滤效率，延长使用寿命。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种无机膜膜组件的并联结构，包括两端的给液腔、组件盖和中部的多个支路膜组件，所述给液腔将进料主管或出料主管与各支路膜组件相连接，使得各支路膜组件与进料主管和出料主管平行，且各支路膜组件以进料主管和出料主管为中心沿圆周等距排列。给液腔是本专利技术的核心之一，其设置于两端，分别将进料主管或出料主管与各支路组件相连接，使得各支路膜组件与进料主管和出料主管平行，且各支路膜组件以进料主管和出料主管为中心沿圆周等距排列，原料液可以平缓、均等、均匀地流入和流出各支路膜组件。在本专利技术中，进料主管和出料主管在一条直线上。所述给液腔包括主管连接端、分流管、流线型导流管、第一直段圆管和第二直段圆管。所述第一直段圆管和第二直段圆管之间设置圆锥段管；优选地，所述圆锥段管的圆锥角不大于120°。膜组件内由于膜管的填充，流体流通面积较小，为了减小膜组件内与流线型导流管内料液流速的差异而设计了圆锥段管。原料液从主管连接端流入后，经过分流管将料液分流，均等流入流线型导流管，再流经第一直段圆管、圆锥段管和第二直段圆管，实现将从进料主管流入的原料液均等分配，平缓地流向各支路膜组件。所述分流管是在与主管连接端连接的实心圆台上以进料主管为中心，沿圆周等距地切割出与流线型导流管等径、与圆台母线平行的圆柱管腔，圆柱管腔与流线型导流管对应。所述膜组件内设置有膜管。所述膜组件筒体上设置有出液口，经过膜管过滤的澄清过滤液从膜组件筒体的出液口流出。所述膜组件筒体上设置有反冲洗口，反冲洗口连接反冲洗装置。所述组件盖内设置有与所述膜管对应的导流管，使得经过给液腔分配导流到各支路的原料液，经过组件盖导流管时再次分配和导流。组件盖是本专利技术的另一重要构件，其作用除了用于固定安装膜管外，组件盖上的与膜管对应的导流管有助于料液能够均匀垂直流入膜管。所述膜管与组件盖间采用线密封与面密封结合的密封形式。所述膜组件为规格相同的单芯或者多芯膜组件。各支路为单个膜组件，或由多个膜组件串联组成。并联的支路的数量为2-6个。所述的膜管按形状分类，可选择单通道、多通道或蜂窝体无机膜管。与已有技术方案相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)各支路膜组件不分主次，过滤条件相同，便于反冲洗和提高整体过滤效率。并联的各支路膜组件与进料主管和出料主管平行，并且以进料主管和出料主管为中心沿圆周等距排列，所以各并联支路膜组件的地位均等。再通过给液腔的分配导流，各并联支路膜组件的过滤条件一致，且组件内流体分布基本均匀，解决了因流体分布不均引起的部分支路和膜管过滤效率低的问题。同时，相同的过滤条件下各膜管的污染程度相同，有利于反冲洗。这样有利于提高整个并联膜组件的过滤效率。(2)减小了膜管端部过滤通道的冲刷损坏，延长了膜管的使用寿命。通过给液器和组件盖导流管的导流，原料液能够均匀且垂直于膜组件端面流入流出膜组件，因此料液流动方向与膜管过滤通道方向一致，减小了料液流入膜管时对膜管端部过滤通道的冲刷损坏，延长了膜组件内膜管的使用寿命。附图说明图1为当前工业应用中普遍使用的单个陶瓷膜膜组件结构示意图。图2为当前工业应用中普遍使用的多个陶瓷膜膜组件串并联结构示意图。图3为本专利技术的四个陶瓷膜膜组件并联结构示意图，其中(a)是整体示意图，(b)是分解示意图。图4为本专利技术的四个陶瓷膜膜组件并联结构的给液腔结构图，其中(a)是立体示意图，(b)是平面示意图，(c)是B-B向剖面图。图5为本专利技术的组件盖结构图，其中(a)是平面示意图，(b)是A-A向示意图，(c)是立体示意图。图6为本专利技术的三个陶瓷膜膜组件并联结构示意图。图7为本专利技术的八个陶瓷膜膜组件“四并两串”联结构示意图。图中：1-给液腔；2-组件盖；3-膜组件；1.1-主管连接端；1.2-分流管；1.3-流线型导流管；1.4-第一直段圆管；1.5-圆锥段管；1.6-第二直段圆管；2.1-法兰；2.2-台阶孔；2.3-导流管；3.1-反冲洗口；3.2-出液口。下面对本专利技术进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本专利技术的简易例子，并不代表或限制本专利技术的权利保护范围，本专利技术的保护范围以权利要求书为准。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，本专利技术的典型但非限制性的实施例如下：一种无机膜膜组件的并联结构，包括两端的给液腔1、组件盖2和中部的多个支路膜组件3，所述给液腔1将进料主管或出料主管与各支路膜组件3相连接，使得各支路膜组件3与进料主管和出料主管平行，且各支路膜组件3以进料主管和出料主管为中心沿圆周等距排列。所述给液腔1包括主管连接端1.1、分流管1.2、流线型导流管1.3、第一直段圆管1.4、圆锥段管1.5和第二直段圆管1.6；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机膜膜组件的并联结构，其特征在于，包括两端的给液腔(1)、组件盖(2)和中部的多个支路膜组件(3)；所述给液腔(1)将进料主管或出料主管与各支路膜组件(3)相连接，使得各支路膜组件(3)与进料主管和出料主管平行，且各支路膜组件(3)以进料主管和出料主管为中心沿圆周等距排列。

【技术特征摘要】
1.一种无机膜膜组件的并联结构，其特征在于，包括两端的给液腔(1)、组件盖(2)和中部的多个支路膜组件(3)；所述给液腔(1)将进料主管或出料主管与各支路膜组件(3)相连接，使得各支路膜组件(3)与进料主管和出料主管平行，且各支路膜组件(3)以进料主管和出料主管为中心沿圆周等距排列；所述给液腔(1)包括主管连接端(1.1)、分流管(1.2)、流线型导流管(1.3)、第一直段圆管(1.4)和第二直段圆管(1.6)；所述第一直段圆管(1.4)和第二直段圆管(1.6)之间设置圆锥段管(1.5)；所述膜组件(3)内设置有膜管；所述分流管(1.2)是在与主管连接端(1.1)连接的实心圆台上以进料主管为中心，沿圆周等距地切割出与流线型导流管(1.3)等径、与圆台母线平行的圆柱管腔，圆柱管腔与流线型导流管(1.3)对应。2.如权利要求1所述的并联结构，其特征在于，所述圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，杨钊，程景才，梁斌，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11