一種集成式中空纖維膜紡絲機制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)涉及一種集成式中空纖維膜紡絲機，包括攪拌裝置、熔融脫泡裝置、擠壓噴絲裝置、凝固成型裝置和紡絲裝置，所述擠壓噴絲裝置包括設(shè)置在熔融脫泡裝置的反應(yīng)釜底端的齒輪泵，所述齒輪泵的進口與反應(yīng)釜內(nèi)部連通，所述齒輪泵的出口處設(shè)有噴絲機構(gòu)，所述擠壓噴絲裝置還包括設(shè)置于反應(yīng)釜底端的鑄膜液計量裝置。本實用新型專利技術(shù)將中空纖維膜制膜工藝中所需的攪拌裝置、熔融脫泡裝置、擠壓噴絲裝置、凝固成型裝置和紡絲裝置集成于一套設(shè)備中，大大節(jié)省了紡絲機的占用空間，本實用新型專利技術(shù)將TIPS和NIPS兩種制膜工藝融合，使用TIPS法時，采用齒輪泵擠壓出絲，使用NIPS法時，配合鑄膜液計量裝置出絲，提高了紡絲的便利性。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及纖維膜成型技術(shù)，特別是一種集成式中空纖維膜紡絲機。
技術(shù)介紹
目前，膜分離技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于溶液或氣體物質(zhì)分離、濃縮和提純的分離技術(shù)。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過膜的一側(cè)，溶劑及小分子溶質(zhì)透過膜壁為濾出液，而大分子溶質(zhì)被膜截留，達到物質(zhì)分離及濃縮的目的。膜分離過程為動態(tài)過濾過程，大分子溶質(zhì)被膜壁阻隔，隨濃縮液流出，膜不易被堵塞，可連續(xù)長期使用。過濾過程可在常溫、低壓下運行，無相態(tài)變化，高效節(jié)能。·中空纖維膜是分離膜的一種重要形式，外形像纖維狀，內(nèi)部中空具有自支撐作用。與其他形態(tài)的膜品種相比，中空纖維膜組件不占地，不耗費能源，投資收益明顯，前景極為廣闊。傳統(tǒng)的中空纖維膜加工工藝中，分為高溫致相分離法(TIPS)和非溶劑致相分離法(NIPS)兩種。這兩種工藝各有獨特的加工特點，但前者加工設(shè)備偏大，操作溫度較高，較難控制；后者工藝中，大部分材料無法在常溫或微溫條件下，找到合適溶劑溶解成均相溶液，因此不能正常紡制中空纖維膜。目前，尚無一種中空纖維膜的紡絲機可以既使用高溫致相分離法和非溶劑致相分離法進行紡制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服上述技術(shù)問題，本技術(shù)的目的在于提供一種集成式中空纖維膜紡絲機，該紡絲機把制膜工藝中的各裝置集成于一套設(shè)備中，提高了紡絲的便利性。本技術(shù)所采用的技術(shù)方案是一種集成式中空纖維膜紡絲機，包括攪拌裝置，所述攪拌裝置包括帶攪拌槳的攪拌軸和驅(qū)動攪拌軸的攪拌電機；熔融脫泡裝置，所述熔融脫泡裝置包括反應(yīng)釜，所述攪拌軸從上方伸入反應(yīng)釜中且攪拌槳完全置于反應(yīng)釜內(nèi)，所述反應(yīng)釜上設(shè)有加熱裝置；擠壓噴絲裝置，所述擠壓噴絲裝置包括設(shè)置在反應(yīng)釜底端的齒輪泵，所述齒輪泵的進口與反應(yīng)釜內(nèi)部連通，所述齒輪泵的出口處設(shè)有噴絲機構(gòu)，所述擠壓噴絲裝置還包括設(shè)置于反應(yīng)釜底端的鑄膜液計量裝置；凝固成型裝置，所述凝固成型裝置包括對出絲進行降溫固化成型的水凝固槽；對凝固成型的纖維膜進行紡絲收集的紡絲裝置。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述反應(yīng)釜頂端連接有三通接口，所述三通接口包括連接加壓氮氣的一端和連接抽真空裝置的另一端。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述加熱裝置包括圍設(shè)并緊貼于反應(yīng)釜外壁的多個加熱圈，所述加熱圈由上到下等間距分布，將反應(yīng)釜分成多段加熱區(qū)域。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述攪拌軸頂部的外周設(shè)有與反應(yīng)釜緊密貼合的密封面，所述密封面上設(shè)有密封圈槽，所述密封圈槽上安裝有密封圈。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述鑄膜液計量裝置包括計量螺栓，所述反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有通至噴絲機構(gòu)的鑄膜液通道，所述計量螺栓包括外露于反應(yīng)釜的螺栓頭和可擰入鑄膜液通道的螺桿，所述螺桿擰入鑄膜液通道的部分阻隔鑄膜液的流動并與鑄膜液通道的內(nèi)壁形成供鑄膜液通過的計量通道。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述噴絲機構(gòu)包括噴絲板，所述噴絲板上設(shè)有噴絲頭，所述噴絲頭包括在側(cè)端的原液進口和在頂端鑄膜液導(dǎo)流體，所述原液進口連通噴絲頭的出絲口形成與鑄膜液分隔的原液通道。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述噴絲板上連接有一根或以上的噴絲板加熱棒。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述反應(yīng)釜上設(shè)有熱電偶，所述熱電偶一端伸入反應(yīng)釜中與鑄膜液接觸，一端連接測量儀器。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述水凝固槽上設(shè)有引導(dǎo)滑輪組，所述引導(dǎo)滑輪組將擠壓噴絲裝置中的出絲引導(dǎo)至水凝固槽中冷卻成型后再引導(dǎo)至紡絲裝置中；所述引導(dǎo)滑輪組包括在水凝固槽內(nèi)部的定滑輪I和在水凝固槽尾部頂端的定滑輪II。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述水凝固槽底部設(shè)有循環(huán)水出口。本技術(shù)的有益效果是本技術(shù)將中空纖維膜制膜工藝中所需的攪拌裝置、熔融脫泡裝置、擠壓噴絲裝置、凝固成型裝置和紡絲裝置集成于一套設(shè)備中，大大節(jié)省了紡絲機的占用空間，本技術(shù)將TIPS和NIPS兩種制膜工藝融合，使用TIPS法時，采用齒輪泵擠壓出絲，使用NIPS法時，配合鑄膜液計量裝置出絲，提高了紡絲的便利性。以下結(jié)合附圖和實施方式對本技術(shù)進一步說明。圖I是本技術(shù)的軸測示意圖；圖2是本技術(shù)的主視圖；圖3是本技術(shù)攪拌裝置和反應(yīng)釜的裝配示意圖；圖4是本技術(shù)鑄膜液計量裝置的原理圖；圖5是本技術(shù)噴絲頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本技術(shù)凝固成型裝置的示意圖。具體實施方式如圖I-圖3所示，一種集成式中空纖維膜紡絲機，包括攪拌裝置、熔融脫泡裝置、擠壓噴絲裝置、凝固成型裝置和紡絲裝置6。攪拌裝置包括帶攪拌槳的攪拌軸I和驅(qū)動攪拌軸I的攪拌電機2，攪拌電機2的輸出軸和攪拌軸I通過聯(lián)軸器連接，該聯(lián)軸器為螺旋彈簧聯(lián)軸器。整個攪拌裝置呈豎直方向布置。融脫泡裝置包括反應(yīng)釜3，攪拌軸I從上方伸入反應(yīng)釜3中且攪拌槳完全置于反應(yīng)釜3內(nèi)，對反應(yīng)釜3內(nèi)的鑄膜液進行攪拌混合。反應(yīng)釜3的外表面還設(shè)有加熱裝置，對鑄膜液進行加熱脫泡處理。擠壓噴絲裝置包括設(shè)置在反應(yīng)釜3底端的齒輪泵4，齒輪泵4的進口與反應(yīng)釜3內(nèi)部連通，齒輪泵4的出口處設(shè)有噴絲機構(gòu)。擠壓噴絲裝置還包括設(shè)置于反應(yīng)釜3底端的鑄膜液計量裝置。比較TIPS法和NIPS法兩種中空纖維膜制作工藝，前者鑄膜液粘度高，對反應(yīng)釜3抗壓性要求高，出絲較難；后者粘度低，常壓或微壓即可出絲，但不易計量精確。因此，在此裝置中采用齒輪泵4擠壓出絲方法，同時增加鑄膜液計量裝置，其目的是攻克兩種方法中的難點。使用TIPS法時，保持反應(yīng)釜3內(nèi)壓力O. 2^0. 3MPa，配合齒輪泵4擠壓出絲，大大降低操作人員的勞動強度，且降低高壓高溫的危險性。使用NIPS法時，保持反應(yīng)釜3內(nèi)微壓狀態(tài)，配合鑄膜液計量裝置出絲，也是很大程度上，提高了紡絲的便利性。凝固成型裝置是進行凝固浴的容器，包括水凝固槽5，對噴絲板13的出絲進行降溫固化成型處理。紡絲裝置6主要是對凝固成型的纖維膜進行紡絲收集，包括了紡絲主體和紡絲輪。作為優(yōu)選的實施方式，反應(yīng)釜3頂端連接有三通接口 7，三通接口 7 —端連通反應(yīng)釜3內(nèi)部，一端連接灌裝了壓力氮氣的鋼瓶，最后一端連接有抽真空裝置，三通接口 7連通·加壓氮氣和抽真空裝置的管道中均安裝了閥門。加壓氮氣可以通至反應(yīng)釜3內(nèi)，維持反應(yīng)釜3內(nèi)的壓力。另外，比較TIPS法和NIPS法，前者鑄膜液粘度高，溫度在200°C以上，很難脫泡；后者粘度低，溫度在60°C左右，較易脫泡。因此，抽真空裝置通過三通接口 7把反應(yīng)釜3內(nèi)抽負壓至-O. 098MPa，從而使氣泡在真空狀態(tài)下，較易較快的脫除。作為優(yōu)選的實施方式，加熱裝置為圍設(shè)并緊貼于反應(yīng)釜3外壁的多個加熱圈8，加熱圈8由上到下等間距分布，將反應(yīng)釜3分成多段加熱區(qū)域。因為若果鑄膜液未充滿反應(yīng)釜3內(nèi)部，對反應(yīng)釜3未充滿鑄膜液的空腔部分進行加熱很容易導(dǎo)致鑄膜液燒糊，所以不能對反應(yīng)釜3的整體進行加熱，只能對低于鑄膜液液面的部分進行加熱。反應(yīng)釜3外壁共有4個加熱圈8,鑄I旲液液面聞于最下面的加熱圈8時,使用該加熱圈8加熱，液面聞于從下往上數(shù)第二個加熱圈8時，下面兩個加熱圈8同時加熱，以此類推。反應(yīng)釜3內(nèi)有高溫有機溶劑蒸汽并需滿足O. 3MPa的密封壓力，因此，作為優(yōu)選的實施方式，攪拌軸I頂部的外周設(shè)有與反應(yīng)釜3緊密貼合的密封面，密封面上設(shè)有密封圈槽9，密封圈槽9上安裝有密封圈10，從而大大提高了密封效果，從而很好的控制制膜所需壓力，如圖3所示。作為優(yōu)選的實施方式，鑄膜液計量本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種集成式中空纖維膜紡絲機，其特征在于：包括：攪拌裝置，所述攪拌裝置包括帶攪拌槳的攪拌軸（1）和驅(qū)動攪拌軸（1）的攪拌電機（2）；熔融脫泡裝置，所述熔融脫泡裝置包括反應(yīng)釜（3），所述攪拌軸（1）從上方伸入反應(yīng)釜（3）中且攪拌槳完全置于反應(yīng)釜（3）內(nèi)，所述反應(yīng)釜（3）上設(shè)有加熱裝置；擠壓噴絲裝置，所述擠壓噴絲裝置包括設(shè)置在反應(yīng)釜（3）底端的齒輪泵（4），所述齒輪泵（4）的進口與反應(yīng)釜（3）內(nèi)部連通，所述齒輪泵（4）的出口處設(shè)有噴絲機構(gòu)，所述擠壓噴絲裝置還包括設(shè)置于反應(yīng)釜（3）底端的鑄膜液計量裝置；凝固成型裝置，所述凝固成型裝置包括對出絲進行降溫固化成型的水凝固槽（5）；對凝固成型的纖維膜進行紡絲收集的紡絲裝置（6）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈鵬，
申請(專利權(quán))人：廣州中國科學(xué)院先進技術(shù)研究所，
類型：實用新型
國別省市：