一種旋轉盤式動態膜分離組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及膜過濾分離技術領域，特別涉及一種旋轉盤式動態膜分離組件。
【背景技術】
[0002]膜分離技術的核心就是通過各種過濾膜通過一定的方式組裝在一起，以求實現將物料中所含的成分進行過濾和分離的裝置。膜分離裝置一般包括膜支撐件，分離膜，將膜支撐件以一定規律組裝起來的連接件，與膜分離組件中物料流體分布相關的流動通道，以及各種密封件和接口等。膜分離裝置在開發設計過程中，需要考慮幾個基本要求:流體分布均勻無死角；具有良好的機械穩定性、化學穩定性和熱穩定性；裝填密度大、制造成本低、易于清洗、壓力損失小。此外，在設計膜組件的結構時，還必須考慮傳遞阻力因素，應該注意傳遞阻力特別是濃差極化和壓力損失及膜污染的程度。目前，膜分離技術的實現裝置主要有以下幾種形式:
[0003]一、管式膜組件
[0004]管式膜不是自支撐的。這種膜被固定在一個多孔的不銹鋼、陶瓷或塑料管內，管直徑通常6~24_，每個膜組件中膜管數目一般為4~18根，當然也不局限于這個數目。原料一般是流經膜管中心，而滲透物通過多孔支撐管流入膜組件外殼。這種管狀膜的裝填密度是很低的。陶瓷膜組件的一種特殊類型為蜂窩結構，在陶瓷“塊”中開有若干個孔，用溶膠一凝膠法在這些管的內表面上覆蓋一層很薄的γ_氧化鋁或氧化鋯(Zr02)皮層。管式膜組件的主要優點是能有效地控制濃差極化，流動狀態好，可大范圍地調節料液的流速；膜生成污垢后容易清洗；對料液的預處理要求不高并可處理含懸浮固體的料液。其缺點是投資和運行費用較高；單位體積內膜的面積較低。
[0005]二、中空纖維膜組件
[0006]中空纖維膜組件的開發成功有兩項關鍵技術:一是制作能長期耐壓的中空纖維并實現工業化生產；二是要使水在纖維間均勻流動。其特點在于組件能做到非常小型化，由于不用支撐體，在組件內能裝幾十萬到上百萬根中空纖維，所以有極高的膜裝填密度；但是中空纖維膜組件透過水側的壓力損失大，透過膜的水是由極細的中空纖維膜的中心部位引出，壓力損失能達數個大氣壓；膜面污垢去除較困難只能采用化學清洗而不能進行機械清洗；中空纖維膜一旦損壞是無法更換的；對進料液要求必須嚴格的預處理。
[0007]三、板框式膜組件
[0008]板框式膜組件構型與實驗室用的平板膜最接近，在所有的板框式膜組件結構中，基本的部件是:平板膜、支撐膜的平盤與進料邊起流體導向作用的平盤。將這些部件以適當的方式組合堆疊在一起，構成板框式膜組件。板框式膜組件的一個突出優點是，每兩片膜之間的滲透物都是被單獨引出來的，因此，可以通過關閉各個膜組件來消除操作中的故障，而不必使整個膜組件停止運轉。缺點是在板框式膜組件中需要個別密封的數目太多，另外內部壓力損失也相對較高(取決于流體轉折流動的情況)。
[0009]四、螺旋卷繞式膜組件
[0010]螺旋卷繞式膜組件中目前膜分離技術中最特殊亦是最重要的類型。它首先是為反滲透過程開發的但目前也被用于超濾和氣體分離過程。為了使裝置達到較高的收率，常常需要將多個元件(可多達6個)安裝在一個耐壓外殼中。螺旋卷式膜組件的特點是:結構簡單、造價低廉、裝填密度相對較高；由于有進料分隔板，物料交換效果良好；低能耗膜的更換及系統的投資較低。不足之處在于:滲透邊流體流動路徑較長難以清洗，膜必須是可焊接和可粘結的，對料液的預處理要求嚴格。
[0011]上述幾種膜分離組件在運行過程中都會不同程度地存在膜污染和濃差極化的情況，對進料濃度有一定的要求，進料濃度的變化對膜分離系統影響較大，對料液在膜表面的流速有一定的要求，料液在膜表面的快速流動產生較好的水力剪切效果以減少膜污染和濃差極化的產生，但料液流速過快會產生較高的軸向壓力梯度，導致沿膜面的過濾壓力(TMP)分布不均勻，從而影響膜的滲透通量及傳質過程；并且高速切向流需要較高的回流比才能實現，而回流比過高必然導致進料栗的能耗較高，物料發熱嚴重；因此，如何減輕膜污染、延緩膜通量的衰減，使得膜分離系統能夠連續進行分離延長清洗周期，降低膜分離工作發熱量和能耗比，是膜分離技術發展面臨的三個主要問題。
【發明內容】
[0012]本實用新型的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種能有效減輕過濾膜污染、延緩膜通量衰減，能長時間分離無需清洗，發熱少、能耗更低的旋轉盤式動態膜分離組件。
[0013]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0014]本實用新型所述的一種旋轉盤式動態膜分離組件，包括機架、外筒和電機，所述機架的上端面上設有安裝板，外筒豎直設于安裝板上且外筒下端口與安裝板通過密封件連接，外筒上端口設有密封蓋板；所述外筒內設有分離桶，分離桶的下端口與安裝板通過密封件連接，所述分離桶中心投影處的安裝板上設有動密封軸承，動密封軸承上可轉動地設有中空軸，中空軸的上部穿設于分離桶內，分離桶內設有若干過濾盤，若干過濾盤沿豎直方向等距間隔設于中空軸上；所述動密封軸承下方的中空軸上設有皮帶輪，電機設于外筒一側的機架上且與皮帶輪傳動連接；所述安裝板上設有與分離桶連通的進料管，密封蓋板上設有出料管，中空軸的下端口上設有旋轉接頭。
[0015]進一步地，所述過濾盤呈扁平中空的梭形結構設置，且過濾盤的中心開有安裝孔，安裝孔套裝在中空軸上與其一體轉動，過濾盤的內腔填充有有機濾材。
[0016]進一步地，所述分離桶內的中空軸上設有若干定位環，若干定位環均兩兩相對地成組設置，且每組定位環分別夾設于對應的過濾盤的上下端面上，每組定位環依次疊加與中空軸連接使若干過濾盤等距間隔設置。
[0017]進一步地，所述分離桶內設有若干流擋板，若干流擋板分別對應間隔設于任一兩個相鄰的過濾盤之間。
[0018]進一步地，所述流擋板呈圓環狀設置，流擋板的外緣與分離桶的內壁固定連接，流擋板的內孔直徑大于定位環的外緣直徑。
[0019]進一步地，所述流擋板包括同心設置的中心圈和固定環，中心圈和固定環之間連接有若干引流板。
[0020]進一步地，所述引流板呈弧形設置，且若干引流板均勻分布在中心圈和固定環的周向上，以中心圈為起點的引流板彎曲方向與過濾盤的旋轉方向相反。
[0021 ] 進一步地，所述分離桶包括若干立柱，若干立柱均勾分布在以中空軸為中心在同一圓周上，且若干立柱的下端與安裝板固定連接，若干立柱分別穿設于依次疊加的若干流擋板上的對應固定孔內。
[0022]進一步地，所述任一兩個相鄰的固定環之間均設有密封件。
[0023]本實用新型有益效果為:本實用新型的過濾盤上可安裝各種通量規格的有機濾材，扁平設計的過濾盤可以提高有機濾材裝填密度，中空軸上安裝多層過濾盤并以一定速度旋轉，過濾盤之間設有按流體通道設計的鏤空流擋板，分離物料流經過濾盤之間的流體通道，流擋板使物料在過濾盤的膜表面形成較強的水力剪切效果和旋轉流，可以減少膜污染和減輕濃度極化的產生，延緩膜通量的衰減速度，延長清洗維護周期，降低分離過程中對物料濃度的要求。
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型的整體剖面結構示意圖；
[0025]圖2是圖1的A處局部放大結構示意圖；
[0026]圖3是本實用新型的流擋板結構示意圖；
[0027]圖4是本實用新型的過濾盤剖面結構示意圖。
[0028]圖中:
[0029]1、機架；2、外筒； 3、電機；4、分離桶；
[0030]5、電機；11、安裝板；12、動密封軸承；13、中空軸；
[0031]14、皮帶輪；15、進料管；16、旋轉接頭； 21、密封蓋板；
[0032]22、出料管；31、定位環；32、安裝孔；33、有機濾材；
[0033]41、流擋板；42、立柱； 43、中心圈；44、固定環；
[0034]45、引流板；46、固定孔。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0036]本實用新型所述的一種旋轉盤式動態膜分離組件，包括機架1、外筒2和電機5，所述機架I的上端面上設有安裝板11，外筒2豎直設于安裝板11上且外筒2下端口與安裝板11通過密封件連接，外筒2上端口設有密封蓋板21 ;所述外筒2內設有分離桶4，分離桶4的下端口與安裝板11通過密封件連接，所述分離桶4中心投影處的安裝板11上設有動密封軸承12，動密封軸承12上可轉動地設有中空軸13，中空軸13的上部穿設于分離桶4內，分離桶4內設有若干過濾盤3，若干過濾盤3沿豎直方向等距間隔設于中空軸13上；所述分離桶4內設有若干流擋板41，若干流擋板41分別對應間隔設于任一兩個相鄰的過濾盤3之間；所述動密封軸承12下方的中空軸13上設有皮帶輪14，電機5設于外筒2 —側的機架I上且與皮帶輪14傳動連接；所述安裝板11上設有與分離桶4連通的進料管15，密封蓋板21上設有出料管22，中空軸13的下端口上設有旋轉接頭16 ;上述部件為本實用新型主體結構，過濾盤3上可以安裝各種規格的規律材料，電機5帶動中空軸13旋轉使過濾盤3在分離桶4的流擋板41之間轉動，物料通過增壓設備從進料管15進入分離桶4，從出料管22排出，其過濾滲透液通過中空軸13從旋轉接頭16排出，物料經過過濾盤3和流擋板41之間的流體通道，過濾盤3與流擋板41之間的相對旋轉提高過濾膜與物料之間的速度差，在膜表面產生較強的水力剪切效果和旋轉流，更新和限制膜表面濾餅的生長，減少膜污染和減輕濃差極化的產生，進而延緩膜通量的衰減，提高分離組件的清洗周期。
[0037]所述過濾盤3呈扁平中空的梭形結構設置，且過濾盤3的中心開有安裝孔32，安裝孔32套裝在中空軸13上與其一體轉動，過濾盤3的內腔填充有有機濾材33，扁平中空的過濾盤3可以提高有機濾材33的裝填密度，從而強化有機濾材33的過濾效率，延緩膜通量的衰減。
[0038]所述分離桶4內的中空軸13上設有若干定位環31，若干定位環31均兩兩相對地成組設置，且每組定位環31分別夾設于對應的過濾盤3的上下端面上，每組定位環31依次疊加與中空軸13連接使若干過濾盤3等距間隔設置；通過定位環31的夾持固定使過濾盤3固定在中空軸13上，可以方便的拆除過濾盤3進行清洗和更換。
[0039]所述流擋板41呈圓環狀設置，流擋板41的外緣與分離桶4的內壁固定連接，流擋板41的內孔直徑大于定位環31的外緣直徑。
[0040]所述流擋板41包括同心設置的中心圈43和固定環44，中心圈43和固定