專利名稱：一種中空纖維膜測試組件封裝裝置及其封裝方法
技術領域：
本發明屬于中空纖維膜研發和生產領域，涉及中空纖維膜測試組件的封裝裝置及封裝方法。
背景技術：
中空纖維膜已成為一種新型的化工操作單元，已廣泛地應用于分離、濃縮、生物制品的純化、醫藥、食品工業、污水處理、超純水的制備、血液透析器、海水淡化、人工肺、有機溶劑脫水及有機溶劑的混合等領域。中空纖維膜隨著技術的不斷進步，其篩分功能將會得到改進和強化，對人類社會的貢獻將會越來越大。在中空纖維膜的生產和研發過程中，對膜絲性能測試是至關重要的一個環節。膜絲純水通量和截留率等性能的測試都要首先制作測試組件，而封裝是制作測試組件的一個至關重要的過程。而且實驗室采用的測試組件外觀尺寸小，組件封裝的精度要求較高。目前一些關于測試組件封裝的報道中，大部分采取的是單端封頭的方法，即每次封一端，封裝介質固化后接著封另一端，這樣就造成膜絲在空氣中暴露的時間加倍，進而影響膜絲的結構，其封裝過程操作復雜，易造成膜絲損傷，且對樹脂的硬度要求嚴格。

發明內容
本發明針對現有技術的不足，其目的之一是提供一種中空纖維膜測試組件的封裝裝置，該封裝裝置易于操作、性能穩定、適合于實驗室中空纖維膜測試組件的封裝。本發明的另一目的在于提供基于該中空纖維膜測試組件封裝裝置的封裝方法，利用該中空纖維膜測試組件封裝裝置，采取合理的封裝工藝，有效縮短了封裝過程中膜絲在空氣中暴露時間，盡可能地減免了膜絲的損傷，整個封裝工藝操作簡單、封裝效率高、成本低，且成品率高。本發明的目的是通過下述技術方案來實現的。中空纖維膜測試組件的封裝裝置，包括封裝艙支架，及設置在封裝艙支架上的組件封裝艙，所述組件封裝艙設有艙壁夾層；在組件封裝艙腔內設置有中空纖維膜測試組件機構，中空纖維膜測試組件機構架設在底座上，底座通過軸與變頻電機相連；所述組件封裝艙外側壁上分別設置有控制柜和電磁鎖，在組件封裝艙頂部設置有艙蓋。進一步的，本發明裝置的特征還在于所述組件封裝艙的艙壁夾層填裝有保溫材料，所述底座下方設置有與控制柜相連的環形電加熱管。所述艙蓋采用電磁鎖和機械扣同時扣緊。所述中空纖維膜測試組件機構包括組件支座，平行分布在組件支座上的若干組灌封介質腔，及與每一組灌封介質腔的兩個出口端相連的中空纖維膜測試組件。所述中空纖維膜測試組件組件殼體采用玻璃材料制作，由圓柱形管狀的組件殼體主管連接側壁上的一對殼體支管構成，組件殼體主管內徑為8mm，壁厚為1. 5mm，長度為230mm ;在離組件殼體主管兩端20mm處對稱設置有內徑為5mm、壁厚1. 5mm、長度IOmm兩組
件殼體支管。所述的中空纖維膜測試組件通過組件殼體兩支管分別與每一組灌封介質腔的兩個出口端相連。所述底座上設置有四個支座固定桿,通過支座固定桿能固定1、個組件支座。所述每個組件支座通過固定螺母能同時固定f 10支中空纖維膜測試組件。本發明還給出了利用上述裝置進行中空纖維膜測試組件封裝的方法，該方法包括下述步驟I)通過控制柜控制環形加電熱管將組件封裝艙加熱至25-100°C ；2)將組件殼體主管兩端分別套上密封套，將所要測試膜絲用膜絲牽引鉤從組件殼體主管一端管口導入組件殼體主管內，得到裝有測試膜絲的中空纖維膜測試組件；組件殼體主管兩端為進水端，兩組件殼體支管為產水端；3)通過固定螺母將若干中空纖維膜測試組件固定到組件支座上，將中空纖維膜測試組件兩端的密封套分別對折并用止水夾夾緊；4)將每個中空纖維膜測試組件產水端與所對應的灌封介質腔連接后，向每個灌封介質腔中注入3mL灌封介質；得到中空纖維膜測試組件機構；5)通過四個支座固定桿將步驟4)所得的中空纖維膜測試組件機構固定在底座上，關閉組件封裝艙的艙蓋；6)通過控制柜設定變頻電機轉速為50r/min,旋轉IOmin后，將轉速調整為120 300r/min，旋轉固化3h ；7)取出中空纖維膜測試組件機構，拆去中空纖維膜測試組件兩端的止水夾，然后將其從組件支座上拆下，將中空纖維膜測試組件兩端長出組件殼體的灌封介質切去后將其放入純水中固化12h，至此測試組件封裝完成。進一步的，本發明方法特征還在于所述灌封介質包括但不限于128環氧樹脂和聚氨酯樹脂，或者是二者以任意比例的混合液。所述密封套是內徑為9mm、長度為60mm、壁厚1. 5 3mm的乳膠管或娃膠管。所述的膜絲牽引鉤是由直徑為O. 5mm的304不銹鋼絲彎折而成，長度是300mm。本發明所提供的中空纖維膜測試組件封頭機適用于聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、磺化聚砜、醋酸纖維素及聚丙烯等中空纖維超濾膜及微濾膜測試組件的封裝。與傳統及現有的技術相比較，本發明的優點及有益效果為整個封裝系統的操作簡單、封裝效率高、成品率能達到100% ;在封裝過程中膜絲在空氣中暴露的時間很短，這樣有效減小了膜孔不可逆的收縮；同時整個封裝系統的溫度恒定，封裝過程不受周圍環境溫度的影響。


圖1是中空纖維膜測試組件封裝裝置外觀示意圖；圖2是中空纖維膜測試組件封裝裝置剖面示意圖；圖3是中空纖維膜測試組件機構封裝結構示意圖4是中空纖維膜測試組件殼體示意圖。圖中1、封裝艙支架；2、組件封裝艙；3、電磁鎖；4、艙蓋；5、控制柜；6、變頻電機；7、中空纖維膜測試組件；8、灌封介質腔；9、支座固定桿；10、固定螺母；11、組件支座；12、底座；13、組件殼體主管；14、組件殼體支管；15、環形電加熱管；16、艙壁夾層；17、軸。
具體實施例方式下面以一次封裝50支灌封介質腔的測試組件為例對本發明作進一步的詳細說明，但是實例并不構成對本發明的限制。如附圖1、圖2所示，該中空纖維膜測試組件的封裝裝置，包括封裝艙支架1，及設置在封裝艙支架I上的組件封裝艙2，其中，組件封裝艙2設有艙壁夾層16，艙壁夾層16填 裝有保溫材料；在組件封裝艙2腔內設置有中空纖維膜測試組件機構，中空纖維膜測試組件機構架設在底座12上，底座12通過軸17與變頻電機6相連，在底座12下方設置有與控制柜5相連的環形電加熱管15 ;組件封裝艙2外側壁上分別設置有控制柜5和電磁鎖3，在組件封裝艙2頂部設置有艙蓋4，艙蓋4采用電磁鎖3和機械扣同時扣緊。如圖3所示，中空纖維膜測試組件機構包括組件支座U、平行分布在組件支座11上的若干組灌封介質腔8，及與每一組灌封介質腔8的兩個出口端相連的中空纖維膜測試組件7。如圖4所示，組件殼體采用玻璃材料制作，由圓柱形管狀的組件殼體主管13連接側壁上的一對殼體支管14構成,組件殼體主管13內徑為8mm,壁厚為1. 5mm,長度為230mm ；兩組件殼體支管14對稱設置在距離組件殼體主管13兩端頭20mm處，組件殼體支管14內徑為5mm,壁厚為1. 5mm,長度為10mm。中空纖維膜測試組件7通過組件殼體支管14分別與每一組灌封介質腔8的兩個出口端相連(見圖3所示)。本發明的組件封裝艙2的底座12上設置有四個支座固定桿9，通過支座固定桿9能固定I飛個組件支座11。每個組件支座11通過固定螺母10能同時固定f 10支中空纖維膜測試組件7。下面以一次封裝50支中空纖維膜測試組件的封裝方法，來進一步說明本發明裝置的效果。此例中密封套采用Φ9Χ2πιπι、長度為60mm的乳膠管；灌封介質為128環氧樹脂和105聚氨酯樹脂。通過控制柜5控制環形加電熱管15將組件封裝艙2的溫度設定到35°C并開始加熱，該溫度可設范圍25 10(TC ;分別在50支組件殼體主管13兩端套上乳膠管，用膜絲牽引鉤將膜絲從組件殼體主管13 —端牽引入組件殼體主管中，在50支所有準備封裝的組件殼體中都裝入相應的膜絲，得到裝有測試膜絲的中空纖維膜測試組件7 ;組件殼體主管13兩端為進水端，兩組件殼體支管14為產水端；通過固定螺母10在每個組件支座上固定10支中空纖維膜測試組件7 ;將中空纖維膜測試組件7兩端的乳膠管連同乳膠管內的膜絲對折后并用止水夾夾緊，起到密封中空纖維膜測試組件7的作用；將每個中空纖維膜測試組件7的產水端14與所對應的灌封介質腔8的出口端連接后，然后向每個灌封介質腔8中注入3mL的128環氧樹脂同105聚氨酯樹脂的混合液(128環氧樹脂與105聚氨酯樹脂的質量比為5:1)，得到中空纖維膜測試組件機構；打開組件封裝艙的艙蓋4，通過支座固定桿9將所得中空纖維膜測試組件機構固定在底座12上，關閉組件封裝艙2的艙蓋4 ;通過控制柜5設定變頻電機6轉速為50r/min，旋轉IOmin后，將轉速調整為190r/min，旋轉固化3h ;關閉變頻電機6，等底座2停止轉動后打開艙蓋4，將中空纖維膜測試組件機構從底座12上取下，拆去中空纖維膜測試組件7兩端的止水夾，然后將中空纖維膜測試組件7從組件支座11上拆下，用美工刀將中空纖維膜測試組件7兩端長出組件殼體的灌封介質切去后將其放入純水中固化12h，至此測試組件封裝完成。封裝其他數量(廣50支)的測試組件方法、過程及技術效果皆同上述實例相同。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.中空纖維膜測試組件的封裝裝置，包括封裝艙支架(I)，及設置在封裝艙支架(I)上的組件封裝艙(2)，其特征在于所述組件封裝艙(2)設有艙壁夾層(16);在組件封裝艙(2)腔內設置有中空纖維膜測試組件機構，中空纖維膜測試組件機構架設在底座(12)上，底座(12)通過軸(17)與變頻電機(6)相連；所述組件封裝艙(2)外側壁上分別設置有控制柜(5)和電磁鎖(3 )，在組件封裝艙(2 )頂部設置有艙蓋(4 )。
2.根據權利要求1所述的中空纖維膜測試組件的封裝裝置，其特征在于，所述組件封裝艙(2)的艙壁夾層(16)內填裝有保溫材料，所述底座(12)下方設置有與控制柜(5)相連的環形電加熱管(15)。
3.根據權利要求1所述的中空纖維膜測試組件的封裝裝置，其特征在于，所述艙蓋(4)采用電磁鎖(3)和機械扣同時扣緊。
4.根據權利要求1所述的中空纖維膜測試組件的封裝裝置，其特征在于所述中空纖維膜測試組件機構包括組件支座(11 )、平行分布在組件支座(11)上的若干組灌封介質腔(8)，及與每一組灌封介質腔(8)的兩個出口端相連的中空纖維膜測試組件(7)。
5.根據權利要求4所述的中空纖維膜測試組件的封裝裝置，其特征在于，所述中空纖維膜測試組件(7)組件殼體采用玻璃材料制作，由圓柱形管狀的組件殼體主管(13)連接側壁上的一對殼體支管(14)構成，組件殼體主管(13)內徑為8mm,壁厚為1. 5mm,長度為230mm ;在離組件殼體主管(13)兩端20mm處對稱設置有內徑為5mm、壁厚1. 5mm、長度IOmm兩組件殼體支管(14)。
6.根據權利要求4或5所述的中空纖維膜測試組件的封裝裝置，其特征在于，所述中空纖維膜測試組件(7)通過組件殼體支管(14)分別與每一組灌封介質腔(8)的兩個出口端相連。
7.根據權利要求1所述的中空纖維膜測試組件的封裝裝置，其特征在于，所述底座(12)上設置有四個支座固定桿(9 )，通過支座固定桿(9 )能固定I飛個組件支座(11)。
8.根據權利要求1所述的中空纖維膜測試組件的封裝裝置，其特征在于，所述每個組件支座(11)通過固定螺母(10)能同時固定f 10支中空纖維膜測試組件(7)。
9.一種基于權利要求1所述裝置的中空纖維膜測試組件的封裝方法，其特征在于，該方法包括下述步驟 1)通過控制柜(5)控制環形加電熱管(15)將組件封裝艙(2)加熱至25-100°C； 2)將組件殼體主管(13)兩端分別套上密封套，將所要測試膜絲用膜絲牽引鉤從組件殼體主管(13)—端管口導入組件殼體主管(13)內，得到裝有測試膜絲的中空纖維膜測試組件(7);組件殼體主管(13)兩端為進水端，兩組件殼體支管(14)為產水端； 3)通過固定螺母(10)將若干裝有測試膜絲的中空纖維膜測試組件(7)固定到組件支座(11)上，將中空纖維膜測試組件(7)兩端的密封套分別對折并用止水夾夾緊； 4)將每個中空纖維膜測試組件(7)產水端(13)與所對應的灌封介質腔(8)連接后，向每個灌封介質腔(8)中注入3mL灌封介質，得到中空纖維膜測試組件機構； 5)通過四個支座固定桿(9)將步驟4)所得的中空纖維膜測試組件機構固定在底座(12)上，關閉組件封裝艙(2)的艙蓋(4)； 6)通過控制柜(5)設定變頻電機(6)轉速為50r/min,旋轉IOmin后，將轉速調整為120 300r/min，旋轉固化3h ；7)取出中空纖維膜測試組件機構，拆去中空纖維膜測試組件(7)兩端密封套上的止水夾，然后將其從組件支座(11)上拆下，將中空纖維膜測試組件(7)兩端長出組件殼體的灌封介質切去，將中空纖維膜測試組件(7)放入純水中固化12h，至此測試組件封裝完成。
10.根據權利要求9所述的中空纖維膜測試組件的封裝方法，其特征在于，所述灌封介質包括但不限于128環氧樹脂和聚氨酯樹脂，或者是二者以任意比例的混合液。
全文摘要
本發明公開了一種中空纖維膜測試組件的封裝裝置及封裝方法，裝置包括組件封裝艙、在組件封裝艙外側壁上分別設置的控制柜和電磁鎖、組件封裝艙內底部設置有與變頻電機相連的底座、組件支座及組件殼體。方法包括加熱組件封裝艙溫度到設定溫度；將組件殼體兩端分別套上密封套，將膜絲導入組件殼體中得到中空纖維膜測試組件；將測試組件安裝在組件支座上，用止水夾夾緊測試組件兩端的密封套，接著將灌封介質注入灌封介質腔內；將組件支座固定到底座上，底座在設定轉速下旋轉至灌封介質初步固化；取出測試組件，切去長出組件殼體的灌封介質后將其放入純水中固化12h，封裝完成。本發明易于操作、性能穩定、封裝效率高、成本低，且成品率高。
文檔編號B01D65/10GK103007769SQ20121057084
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者王磊, 柴續斌, 黃丹曦, 黃游, 苗瑞, 李貴軍, 孫兵, 容志勇, 吳子平, 呂永濤, 黃臣勇, 王旭東, 周剛 申請人:西安建筑科技大學, 蘇州中色德源環保科技有限公司