一種精確測量濾膜微小通量的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及濾膜通量的精確測定領域，更具體地涉及一種精確測量濾膜微小通量的裝置。
【背景技術】
[0002]膜分離技術由于兼有分離、濃縮、純化和精制等功能，又有高效、節能、環保、過程簡單以及易于控制等特征，目前已廣泛應用于食品、醫藥、生物、化工、能源、處理、電子等領域，產生了巨大的經濟效益和社會效益，已成為當今分離科學中最重要的手段之一。濾膜的通量是評價濾膜使用性能的一個重要指標，它能有效反映濾膜在單位時間內的處理能力，因此在濾膜的開發和使用過程中必須對其準確測定。隨著膜技術的發展，濾膜內的孔道越來越小，能將溶液中的懸浮顆粒、大分子、離子有效分離。尤其是能直接進行飲用水純化的納濾膜，其內部的孔徑只有幾個納米。在如此小的孔道內，水分子的流量將大大減小，如何準確對其測量成為制約高性能納濾膜開發的一個瓶頸。
[0003]現有的通量測試裝置只有一個分體式濾杯，濾膜的通量只能通過測試從出液口流出的濾液體積/重量來表征，只能測試具有較大通量的濾膜。雖然這種方法非常簡便，但是需要膜有較大的通量。如果通量小，單位時間內的流出體積小，要達到一定的流出體積則需要進行長時間的測試。此時，測試環境的波動、水在管道中的部分殘留甚至水的揮發都會對測試結果造成影響。因此，為實現對微小通量的精確測量，我們需要開發一種新的濾膜通量測試裝置。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種精確測量濾膜微小通量的裝置，從而解決現有技術無法對微小通量進行精確測量的缺陷。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案:
[0006]提供一種精確測量濾膜微小通量的裝置，包括:相互扣接并提供密閉的內部空腔的上杯體和下杯體，所述上杯體和下杯體之間夾設有水平延伸的濾膜，所述上杯體上設有進液口，所述下杯體上設有出液口 ；所述裝置還包括:與所述上杯體的頂部連接并在所述頂部的上方豎直延伸的毛細管，所述毛細管的管道與所述上杯體和所述濾膜之間的空間連通。
[0007]優選地，所述毛細管與所述上杯體的頂部通過螺母和密封墊連接，但也可以是一體成型。由于毛細管容易被破壞，因此毛細管與上杯體優選單獨成形后連接。
[0008]所述毛細管由透明材料制成，可以為玻璃，透明高分子材料如聚甲基丙烯酸甲酯、
聚碳酸酯等。
[0009]所述毛細管的管徑均勻，所述毛細管的管壁帶有經過精確標定的刻度。
[0010]由于毛細管的管徑很小，它可以將待過濾溶液的體積變化通過毛細管內液面高度顯示出來。通過透明的毛細管，液面的高度可以通過眼睛根據毛細管壁上的刻度直接讀取。
[0011]所述裝置進一步包括與所述毛細管的頂端連接的施壓裝置。
[0012]所述施壓裝置在測量之前的準備工作中提供為真空泵或洗耳球，以施加負壓，使待測溶液能夠沿毛細管內的管道上升。
[0013]所述施壓裝置在測量時提供為空氣泵或氮氣鋼瓶，以施加工作壓力，優選為不大于一個標準大氣壓，使待測溶液通過濾膜。
[0014]所述毛細管與所述施壓裝置之間還設有調節閥，以根據需要調節工作壓力的大小。
[0015]優選地，所述裝置還包括分別安裝在所述毛細管的不同高度位置上的兩個光電傳感器，通過光電感應的方法讀取液面的變化。
[0016]優選地，所述進液口設置于所述上杯體的頂部。
[0017]所述進液口為可封閉的并承受I個標準大氣壓的工作壓力而不泄漏的開口。
[0018]優選地，所述進液口通過螺帽和密封墊封閉。
[0019]優選地，所述上杯體和下杯體通過扳扣或法蘭連接。
[0020]本發明與現有技術相比，具有顯著的有益效果:通過在超濾杯的上杯體上連接一根帶刻度的毛細管即可直接讀取過濾前后待測液體的微小體積變化，從而精確測量濾膜的微小通量，通過過濾前后的待測液的體積變化而不是過濾后溶液的體積變化計算濾膜的通量，排除了測試過程中過濾后溶液的揮發對測量結果的影響，數據更加可靠，整套裝置結構簡單，測量準確，結果可靠，可操作性強，甚至可用于納濾膜的通量測量，有利于微小通量濾膜的研宄開發。
【附圖說明】
[0021]圖1是根據本發明的一個優選實施例的裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合具體實施例，對本發明做進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本發明而非用于限制本發明的范圍。
[0023]如圖1所示，是根據本發明的一個優選實施例的裝置，該裝置主要包括:上杯體1，下杯體2，以及與上杯體I連接的毛細管6。其中，上杯體I和下杯體2之間夾設有濾膜3并通過法蘭擰緊，上杯體I具有頂部11，下杯體2具有底部21，從而在頂部11與底部21以及圓周壁之間限定密閉的內部空腔。毛細管6在上杯體I的上方豎直延伸，通過螺母以及密封墊與上杯體I的頂部11連接，其管道與上杯體I和濾膜3之間的空間連通。毛細管6由透明材料制成，管徑均勻并帶有經過精確標定的刻度。上杯體I的頂部11上還設有進液口 4，下杯體2靠近底部21的側壁上設有出液口 5。進液口 4是可封閉的并承受I個標準大氣壓的工作壓力而不泄漏，優選通過螺帽和密封墊封閉。出液口 5供通過濾膜3的待測溶液進一步從下杯體2中流出。
[0024]進一步地，毛細管6的頂端還可通過管道連接一個施壓裝置(未示出)，毛細管6與施壓裝置之間還設有調節閥，用于調節壓力。
[0025]該施壓裝置在準備工作時可以是真空泵或洗耳球，通過施加負壓，使待測溶液能夠沿毛細管6內的管道上升；而在工作時該施壓裝置又可以是空氣泵或氮氣鋼瓶，通過施加不大于一個標準大氣壓的工作壓力，使待測溶液通過濾膜進入下杯體2，因為只有在一定壓力下，濾膜3才會有一定的通量。
[0026]優選地，還可在毛細管6的兩個不同高度位置上分別安裝一個光電傳感器(未示出)，用于讀取毛細管6內液面高度的變化。
[0027]根據本發明的一個優選實施例，該裝置的準備工作如下:
[0028]首先將濾膜3放置于下杯體2的上緣，然后扣上上杯體I，擰緊二者扣合處的外壁上的法蘭，使上杯體I與下杯體2以及濾膜3三者固定。打開進液口 4，通過施壓裝置在毛細管6的頂端施加負壓，例如真空泵或洗耳球，使待測溶液通過管道進入并充滿上杯體I與濾膜3之間的空間，并進一步沿毛細管6的管道上升到一定高度，最后關閉進液口 4。
[0029]工作實施例1:
[0030]在完成上述準備工作之后，記錄此時毛細管6中的液面高度，然后打開空氣泵，在毛細管6的頂端施加不大于一個標準大氣壓的工作壓力，經過一定時間后，記錄毛細管6中此時的液面高度，兩者之差即為這段時間內濾膜3的通量，再除以工作時間即可得單位時間內濾膜3的通量。
[0031]工作實施例2:
[0032]本實施例與工作實施例1大致相同，不同之處在于根據需要通過調節閥調節壓力，即可計算出不同工作壓力下單位時間內濾膜3的通量。
[0033]工作實施例3:
[0034]在完成上述準備工作之后，此時無須記錄毛細管6中液面的高度，只要保證此時液面的高度在兩個光電傳感器之上，然后打開空氣泵，在毛細管6的頂端施加不大于一個標準大氣壓的工作壓力，當毛細管6中的液面相繼流過兩個光電傳感器所在的位置時，由光電傳感器記錄當下的時間，計算時間差。由于傳感器的位置相對固定，因此濾膜3的通量一定，再除以時間差即可得單位時間內濾膜3的通量。
[0035]工作實施例4:
[0036]本實施例與工作實施例3大致相同，不同之處在于根據需要通過調節閥調節壓力，即可計算出不同工作壓力下單位時間內濾膜3的通量。
[0037]以上所述的，僅為本發明的較佳實施例，并非用以限定本發明的范圍，本發明的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據本發明申請的權利要求書及說明書內容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發明專利的權利要求保護范圍。本發明未詳盡描述的均為常規技術內容。
【主權項】
1.一種精確測量濾膜微小通量的裝置，包括: 相互扣接并提供密閉的內部空腔的上杯體(I)和下杯體(2)，所述上杯體(I)和下杯體(2)之間夾設有水平延伸的濾膜(3)，所述上杯體(I)上設有進液口(4)，所述下杯體(2)上設有出液口(5)； 其特征在于，所述裝置還包括: 與所述上杯體(I)的頂部(11)連接并在所述頂部(11)的上方豎直延伸的毛細管(6)，所述毛細管出)的管道與所述上杯體(I)和所述濾膜(3)之間的空間連通。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述毛細管(6)與所述上杯體(I)的頂部(11)通過螺母和密封墊連接。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述毛細管￠)由透明材料制成。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述毛細管￠)的管徑均勻，所述毛細管(6)的管壁帶有經過精確標定的刻度。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置進一步包括與所述毛細管(6)的頂端連接的施壓裝置。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述施壓裝置在測量之前的準備工作中提供為真空泵或洗耳球。
7.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述施壓裝置在測量時提供為空氣泵或氮氣鋼瓶。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述毛細管(6)與所述施壓裝置之間還設有調節閥。
9.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括分別安裝在所述毛細管(6)的不同高度位置上的兩個光電傳感器。
10.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述進液口(4)為可封閉的并可承受I個標準大氣壓的工作壓力而不泄漏的開口。
【專利摘要】本發明提供一種精確測量濾膜微小通量的裝置，包括：相互扣接并提供密閉的內部空腔的上杯體和下杯體，所述上杯體和下杯體之間夾設有水平延伸的濾膜，所述上杯體上設有進液口，所述下杯體上設有出液口；所述裝置還包括：與所述上杯體的頂部連接并在所述頂部的上方豎直延伸的毛細管，所述毛細管的管道與所述上杯體和所述濾膜之間的空間連通。本發明通過在超濾杯的上杯體上連接一根帶刻度的毛細管即可直接讀取過濾前后待測液體的微小體積變化，從而精確測量濾膜的微小通量，排除了現有技術在測試過程中過濾后溶液的揮發對測量結果的影響，數據更加可靠，整套裝置結構簡單，測量準確，結果可靠，可操作性強，有利于微小通量濾膜的研究開發。
【IPC分類】B01D65-10
【公開號】CN104524982
【申請號】CN201410782451
【發明人】楊海軍, 侯錚遲, 胡鈞
【申請人】中國科學院上海應用物理研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月16日