空心纤维膜接触器及其制造方法技术

本发明专利技术是一种空心纤维膜接触器及其制造方法。该空心纤维膜接触器包括：（１）一个壳体，具有一个内部结合面，在内部结合面上设置一个互锁结构环；（２）一个组合结构；（３）一个封装材料，在互锁结构环的位置将组合结构连接到壳体上，在其间形成互锁的密封；以及（４）端盖，端盖连接到所述壳体的侧向端部。制造一种空心纤维膜接触器的方法包括：（１）提供一个壳体，该壳体具有一个内部结合面；（２）在内部结合面上设置一个互锁结构环；（３）形成一个组合结构；（４）将组合结构放置到壳体的内部；（５）在互锁结构环的位置将组合结构封装到壳体上，在其间形成互锁的密封；以及（６）将端盖连接到壳体的侧向端部上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
接触器是将一种物质从流体中去除或加入到液体中的一种传质设备。一些接触器可以用来将气体从一股流体中去除或加入到一股流体中去。空心纤维膜接触器是已知的。例如，美国专利No.3288877、3755034、4220535、4664681、4940617、5186832、5264171、5284584和5449457。市场上可用的空心纤维膜接触器有美国北卡罗来纳州夏洛特市的Celgard公司的LIQUI-CEL和日本东京的Dianippon Inkand Chemicals公司的SEPAREL。这种接触器有许多用途，一个用途是液体的脱气。为了便于制造这些接触器，空心纤维膜通常制造成一种织物(例如纺织成的或者编织成的)。封装织物的边缘可以将这种织物缠绕在一种心轴(例如，穿孔的中央管道)的周围并用热固性或热塑性材料将其固定就位，以形成一个组合结构。例如，参看美国专利No.4940617和5284584。然后将该组合件插入到一个壳体中并用O形环或不用O形环来密封，以制造一种薄膜接触器。参看美国专利No.6207053。然而，由于封装收缩和/或封装膨胀，在大直径的薄膜接触器中，在组合件和壳体之间很难保持密封。大多数小直径的空心纤维膜接触器是在壳体内侧一体化地封装组合件来制造的。这就不需要在组合件和壳体之间通过其它部件即O形环或垫片，来提供或维持任何附加的密封。随着接触器直径的变大，然而在封装期间或者封装之后，由于许多可能的原因，例如芯部或者组合件的收缩或者膨胀，维持组合件和壳体之间的连接变得越来越困难。因此，弹性O形环用来替代一体化的封装在组合件和壳体之间形成密封，但是随着接触器直径的变大，O形环密封也变得越来越难维持和/或均匀较正。因此，需要一种大直径的薄膜接触器，使得可以用一种更结实的封装方法，使组合件永久地固定在壳体的内侧，该方法本身带来高的机械强度和寿命。另外，还需要一种制造该接触器的方法。
技术实现思路
本专利技术是一种。空心纤维膜接触器包括(1)一个壳体，该壳体具有一个内部结合面，在内部结合面上设置一个互锁结构环；(2)一个组合结构；(3)一个封装材料，在该互锁结构环的位置将该组合结构连接到该壳体上，在其间形成互锁的密封；以及(4)端盖，该端盖连接到所述壳体的侧向端部。制造一种空心纤维膜接触器的方法，包括(1)提供一个壳体，该壳体具有一个内部结合面；(2)在内部结合面上设置一个互锁结构环；(3)形成一个组合结构；(4)将组合结构放置到壳体的内部；(5)在该互锁结构环的位置将该组合结构封装到该壳体上，在其间形成互锁的密封；以及(6)将端盖连接到壳体的侧向端部上。附图说明为了表示本专利技术，在图中示出了一种目前的优选实施例，应该理解的是，本专利技术不局限于这些所示的具体布置和装置。图1是一个空心纤维膜接触器的简要示图；图2是壳体的纵向剖面图；图3是互锁结构环的不同纵向剖面形状的简要示图；图4是组合结构的纵向剖面图；图5是本专利技术的一个端部的纵向放大剖面图。具体实施例方式参考附图，其中同样的标号表示所示的同样的部件。在图1中，示出了空心纤维膜接触器10。在图1-4中，空心纤维膜接触器10包括一个芯部21和端盖22。芯部21包括壳体20和组合结构19。中心管12、空心纤维织物16和管板18由第一封装材料限定成组合结构19。中心管12具有许多穿孔14和折流隔板34。空心纤维织物16缠绕在中心管12的周围，管板18位于空心纤维织物16的两个侧端。壳体20包围着组合结构19，第二封装材料38在壳体20和组合结构19之间形成互锁密封。在优选的操作中，通过与管12相流体通连的端口24，将例如含有夹带气体的一种液体引入到空心纤维膜接触器10。液体通过穿孔14离开管12，在空心纤维织物16的空心纤维的外表面上流过，在重新进入管12之后通过端口26离开接触器10。端口28和一个真空和/或扫气源连在一起，并且和空心纤维织物16的空心纤维空腔侧相流体连通。因此，当含有气体的液体流过空心纤维外表面时，空心纤维织物16的空心纤维空腔侧的抽吸真空为气体扩散提供了驱动力，该气体从液体扩散到空心纤维织物16的空心纤维空腔侧，在空腔侧气体经端口28排出。参看图2，壳体20可以具有任何形状。这些形状可以从一组包含有圆柱形、矩形和其组合形状中选择。壳体20包括一个内部结合面30。这里所用的内部结合面定义成壳体20侧端的内表面。在壳体20的每一侧可以如图1、2和5所示具有带法兰的端部，或者可以不具有带法兰的端部。壳体20可以具有任何直径。壳体20最好具有大于6英寸的直径36。更好地，壳体20具有至少10英寸的直径36。在壳体20侧端，限定内部结合面30的壳体20直径40可以大于或者小于壳体直径36。直径40在内部结合面30上最好恒定，但是该直径也可以变化，例如向外张开或者向内减小。在内部结合面30上设置一个互锁几何结构环32，环32可以具有下面公开的各种纵向剖面形状。至少有一个环32；然而多个环32也是可以的。可以采用不同的方法将环32设置在内部结合面30上。这些方法包括但不局限于焊接和粘接方法。环32也可以选择为一个与内部结合面30一体的元件，即也可以在内部结合面30里切割出环32。不论采用何种方法，在内部结合面30上设置环32，环32与内部结合面的连接点可以具有任何宽度。环32与结合面连接点最好是至少0.4英寸(1.0厘米)宽。环32与内部结合面连接点的宽度对维持壳体20和组合结构19之间的密封是重要的，因为该宽度是壳侧压力载荷下产生潜在剪应力的失效线。参看图3，互锁结构环32可以具有各种纵向剖面形状。这些形状包括燕尾形设计3a、左边楔形设计3b、右边楔形设计3c、带延伸臂的燕尾形设计3d、带延伸臂的左边楔形设计3e、带延伸臂的右边楔形设计3f、矛头形设计3g、左边半矛头形设计3h、右边半矛头形设计3i、圆形设计3j、左半圆形设计3k、右半圆形设计3l、或者它们的组合。参看图4，组合结构19包括中心管12、空心纤维织物16和管板18。中心管12可以由任何材料制成。其具有足够的机械强度，以为空心纤维织物16和管板18提供需要的支撑。中心管12可以包括一种塑料，例如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯或ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)，或者一种复合材料或金属。最好，中心管12包括多个穿孔14和折流隔板34。空心纤维织物16可以采用该领域公知的工艺来制造。通常，在制造空心纤维织物时，空心纤维膜制造成具有适当形状的一束空心纤维结构。优选的束状布置包括平行设置纤维或者斜向缠绕设置纤维。空心纤维织物16的空心纤维是适于在扩散操作中使用的任何薄膜。参看Kesting，R.E.《合成聚合膜》第二版，John Wiley & Sons，New York，N.Y.(1985)，在此作为参考。空心纤维膜可以由合成聚合物、纤维素或合成改性纤维素制造。合成聚合物包括但不局限于聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、poly(methyl pentene)、聚砜、聚醚砜、聚脂、聚酰胺脂、聚丙烯腈、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、ethylenevinyl alcohol、和氟化聚烯烃。空心纤维膜最好由聚烯烃制造。示例包括但不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心纤维膜接触器，它包括：一个壳体，该壳体具有一个内部结合面，在所述内部结合面上设置一个互锁结构环；一个组合结构，包括一个中心管、缠绕在中心管周围的一个空心纤维织物和第一封装材料，该第一封装材料将所述织物和所述管子连接在一起，形成一个管板；一个第二封装材料，它在所述互锁结构环的位置将所述组合结构连接到所述壳体上；以及端盖，该端盖连接到壳体的侧向端部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TR维多，WK杰克逊，
申请(专利权)人：思凯德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]