一種平板支撐膜的生產裝置及利用該裝置生產支撐膜的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種平板支撐膜的生產裝置及利用該裝置生產支撐膜的方法，特別涉及一種雙面不對稱結構平板支撐膜的生產裝置及利用該裝置生產雙面不對稱支撐膜的方法。
【背景技術】
[0002]平板膜具有通量高，制備工藝簡單，分離條件易于控制，機械強度較高，壽命更長的特點，由高聚物制備的平板多孔膜材料在微濾、超濾、納濾、反滲透以及氣體分離凈化等膜分離過程中占據主導地位。
[0003]現有的平板膜生產裝置如中國發明專利第201010583206.3和201410190495.9所示。主要包括浸液單元、制膜單元、水洗單元、烘干單元、收卷單元等幾個主要部分，其中支撐體首先在浸液單元浸漬料液后，經過制膜單元的上下壓輥使膜成型，并刮去背面料液，制成單面膜，而后經過水洗單元和烘干單元后在收卷單元進行產品收卷。
[0004]上述設備采用的支撐體多為無紡布材料，其使用壽命和其機械強度、耐腐蝕性、抗污染性均較差，制備的平板膜為具有單面不對稱結構的平板膜，在應用時因受支撐體本身性質和單面膜性能所限，無法在更大范圍使用，尤其對于含有溶劑、強酸堿的溶液和污水體系無法長期使用。
【發明內容】
[0005]本專利旨在提供一種平板支撐膜的生產設備，解決現有以無紡布為支撐體制備單面不對稱平板膜所存在的缺陷與問題。
[0006]一種平板支撐膜的生產裝置，所述裝置包括:
[0007]成膜機構，所述成膜機構包括成膜室；位于成膜室內的成膜板組，所述成膜板組由兩個成膜直面相對的成膜板組成，按成膜直面平行于重力方向設置所述成膜板；控制裝置，用于控制成膜板組中至少兩個成模板在垂直于重力方向的方向上移動；
[0008]浸漬機構，浸漬機構包括至少一個承裝凝膠浴的容器；所述浸漬機構接收來自成膜機構的支撐體，并使支撐體浸入凝膠浴中；
[0009]傳送機構，所述傳送機構使支撐體沿與重力方向平行的方向進入成膜機構，并將經過成膜機構的支撐體送入浸漬機構和使支撐體在凝膠浴中停留一定時間。
[0010]上述技術方案中，所述每個成膜板組包括兩個相同的、成膜面相對設置的成模板，所述成膜面為被希望成膜于其上的面；單個成膜板的成膜面為直面，且該成膜直面平行于重力方向。上述技術方案中所述成膜板利用重力使成膜液體產生自流，進而在成膜直面上成膜。
[0011]上述技術方案中，所述控制裝置用于控制成膜板組中的至少一個成膜板。所述控制裝置可僅控制成模板組兩個成模板之一移動，進而改變兩個成膜直面間的距離；所述控制裝置也可同時控制成模板組中的兩個成模板移動，使兩個成膜板的成膜直面相向或相背移動，改變兩個成膜直面間的距離，進而達到控制成膜厚度的目的。
[0012]本發明所述成膜機構優選所述成模板包括成膜直面和與成膜直面相連接的用于使成膜原料液體流至成膜直面的導流面。
[0013]本發明所述成膜機構進一步包括用于使得成膜原料順利且均勻流至成膜直面的導流面，所述導流面可為直面也可為曲面，優選其為直面；所述成膜直面和導流面可為一體結構，也可組裝所得。
[0014]本發明優選所述成模板的成膜直面和導流面互成夾角連接。當導流面為直面時，所述成模板的成膜直面和導流面總體形成一折面。當成膜直面和導流面間具有一定的夾角時，兩個成膜板相配形成漏斗的形狀，便于成膜液體的自流。
[0015]本發明優選所述導流面為直面，且所述成膜直面與導流面間的夾角α為O?90° (不包括90° )，優選為30?60°，進一步優選為45?60°。本發明所述及數值范圍，除另有說明外，其均包括端點值本身。
[0016]本發明所述成膜機構優選所述控制裝置包括:動力裝置和與動力裝置配合使用的傳動裝置，所述傳動裝置包括:
[0017]至少兩組導軌，按平行于成模板移動的方向設置所述導軌；
[0018]與導軌配合使用的滑塊，所述滑塊固定在成模板上；
[0019]絲杠傳動裝置，所述絲杠傳動裝置包括與動力裝置相連的絲杠和與成模板相固定的絲杠螺母，且按平行于成模板移動的方向設置所述絲杠。
[0020]上述技術方案優選一個成膜板與至少兩個絲杠傳動裝置配合使用。
[0021]上述技術方案中，所述導軌可固定于成膜室的頂部，且按平行于成模板移動的方向設置上述導軌；所述傳動裝置至少包括兩組導軌，該兩組導軌分別置于成模板的邊緣側，以保證成模板的平穩移動。
[0022]本發明所述動力裝置為本領域用于提供動力的裝置，如電機等。
[0023]上述技術方案中，為保證多個絲杠傳動裝置同步運行，所述裝置還包括電機同步控制裝置，如電機同步控制器、電機同步輪等。
[0024]為防止絲杠對成模板的支撐力不足導致成模板產生較大的變形，使形成的膜不均勻，采用多個絲杠支撐成膜板；一個絲杠動作時，為了使成膜板一側的所有絲杠同時動作，在主動絲杠上安裝的同步輪，依靠同步帶帶動裝設在相鄰絲杠上的同步輪，進而帶動相鄰絲杠的運動，保證寬大的成膜板的運動。
[0025]進一步地，所述絲杠一端穿過固定于成膜室側壁的固定板并連接動力裝置，另一端穿過絲杠螺母，所述絲杠螺母通過連接件固定于成模板上。
[0026]本發明所述成膜機構優選所述成模板包括固定部，所述滑塊與成模板的固定部相固定。
[0027]上述技術方案中，所述固定部設置的位置根據導軌的位置確定，使得位于其上的滑塊與導軌可以相配使用即可。
[0028]本發明所述各個部件間可采用現有技術公開的方式進行固定，如利用銷、鍵、螺栓等。
[0029]本發明所述成膜機構優選包括用于存儲成膜液的空間。
[0030]本發明所述成膜機構優選包括加熱裝置，所述加熱裝置可保持成膜機構內存放的成膜液在設定的溫度范圍內。
[0031]本發明所述浸漬機構可包括一個或多個承裝凝膠浴的容器。當浸漬機構包括多個容器時，各個容器可用于承裝組分相同或不同的凝膠浴。
[0032]當浸漬機構包括一個承裝凝膠浴的容器時，支撐體在成膜機構中與成膜液充分接觸后，沿重力方向向下移動，沿垂直方向進入凝膠浴，并經傳送機構使得進入凝膠浴的支撐體在凝膠浴中停留設定的時間。
[0033]當浸漬機構包括多個承裝凝膠浴的容器時，支撐體在成膜機構中與成膜液充分接觸后，沿重力方向向下移動，沿垂直方向進入首個凝膠浴，并經傳送機構使得進入首個凝膠浴的支撐體在首個凝膠浴中停留設定的時間；然后通過傳送機構將經過首個凝膠浴的支撐體依次送入其他凝膠浴并停留各自設定的時間。
[0034]上述設定的時間可以通過承裝凝膠浴的容器的尺寸和控制傳動機構的傳動速率達到。
[0035]本發明所述裝置中所述傳送機構包括傳送輥組及張力控制系統。
[0036]本發明所述張力控制系統可商業購得，或根據現有技術公開的方法制得，其選擇及設置為本領域的現有技術，本領域熟練技術人員可通過現有技術公開的方法進行選擇和設置。
[0037]本發明所述傳送輥組由多個輥構成，該多個輥將纏繞于放卷輥上的支撐體依次送入成膜機構及浸漬機構，最后使反應得到的支撐體膜收入收卷輥。
[0038]進一步地，所述傳送輥組包括:
[0039]放卷棍和收卷棍;
[0040]接收來自放卷輥的支撐體的張力傳感器托輥；
[0041]接收來自傳感器托輥的支撐體的預緊測試對輥；
[0042]接收來自預緊測試對輥的支撐體的轉向輥，經過該轉向輥的支撐體沿重力方向向下移動并進入成膜機構；
[0043]接收來自成膜機構的支撐體的位于凝膠浴中的轉向輥I，經過轉向輥I的支撐體在凝膠浴中沿水平方向移動，并在經轉向輥II后沿重力方向向上移動，使支撐體纏繞至收卷棍上。
[0044]上述技術方案中，所述張力控制系統優選按下述方式設置:所述預緊測試對輥中的預緊測試下輥一端連接編碼器，用于計旋轉圈數以及在支撐體運動過程中釋放不均勻張力，提高支撐體平整度及張力均勻性。磁粉張力控制器連接在放卷輥上，張力傳感器托輥上設有張力傳感器；磁粉張力控制器接受來自張力傳感器托輥上的張力傳感器反饋信號以及操作人員設定的張力來控制預緊張力，設定數值一般為O?0.2A。
[0045]本發明所述傳送輥組還可包括若干過渡輥。
[0046]本發明所述裝置還包括動力裝置及控制裝置，用于控制支撐體的移動速度。當傳送機構為傳送輥組時，優選本發明所述裝置包括若干電機及控制裝置，用于控制各個輥的運行。
[0047]本發明的另一目的是提供利用上述裝置生產不對稱雙面支撐膜的方法，該方法包括下述步驟:
[0048]將兩個成膜直面間的間距設為預設距離，使支撐體沿重力方向由上之下進入成膜機構；
[0049]使經成膜機構處理的支撐體進入浸漬機構中的凝膠浴中并保留一定時間；
[0050]收集經凝膠浴處理的支撐體。
[0051]本發明所述兩個成膜直面間的預設距離按照所需成品膜的厚度確定，優選不超過100mm，進一步優選為250?550 μ m。
[0052]進一步地，本發明提供利用包括傳送輥組的裝置生產不對稱雙面支撐膜的方法，該方法包括下述步驟:
[0053]將支撐體纏繞在放卷輥上；使支撐體的末端依次經過張力傳感器托輥、預緊測試對輥、轉向輥后沿重力方向由上之下進入成膜機構；
[0054]經成膜機構處理的支撐體沿重力方向進入浸漬機構的凝膠浴中，依次經過轉向輥I和轉向輥II;經過轉向輥I的支撐體在凝膠浴中沿水平方向移動，并在經轉向輥II后沿重力方向向上移動，使支撐體纏繞至收卷輥上。
[0055]本發明的有益效果為:本發明所述平板支撐膜的生產裝置應用在雙連續不對稱平板膜的制備過程中，可以實現雙連續不對稱平板膜在成膜階段