一種膜材料耐沖擊性測試方法及其測試裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種膜材料耐沖擊性測試方法，其中，用水壓為0.1-2MPa的水沖擊所述膜材料中部1-5min，以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓，并重復2-5次，逐次記錄所述膜材料的斷裂情況。本發明的方法簡單易行，能夠有效衡量各種膜材料的耐沖擊性能。
【專利說明】一種膜材料耐沖擊性測試方法及其測試裝置
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及膜材料耐沖擊性測試，具體地，涉及一種膜材料耐沖擊性測試方法，以及實現該方法的測試裝置。
【【背景技術】】
[0002]膜分離技術做為一種新型的水處理技術，在污水處理及生活飲用水處理中得到了廣泛的應用，但是目前，超微濾膜性能如通量、泡點、拉伸強度等行業內已經有測定方法，而膜材料產品的抗沖刷性能一直沒有合適的評價方法。實際工程應用中，膜材料一直處于高曝氣沖刷、氣水反洗的運行環境，這就要求膜材料需要具備良好的抗沖刷性能，可以抵抗住一定的水氣沖擊力，否則極易出現脫皮、斷絲等現象，致使出現出水水質惡化、不達標，膜組件修補，甚至膜片需要更換等問題。因此，對于膜材料的研發或生產產品，迫切需要在其入水運行之前對其抗沖擊性能進行測試預估，此時就需要建立一種與之相匹配的耐沖擊性測定方法。
[0003]中國發明專利申請CN101608991A中提出了一種測定抗沖擊性的儀器，該儀器是采用重錘自由落體測試材料的抗沖擊性，并帶有重錘提升裝置，可以自動連續測定，但是該儀器針對硬性材料較合適，針對膜材料這種多孔性柔性材料，實際應用過程中主要受到水和氣的沖刷，用該種方法測試適用性不強，不準確。
【
【發明內容】
】
[0004]本發明的目的是 克服現有技術的缺陷，提出一種能夠有效實現膜材料耐沖擊性測試的方法，以及實現該方法的測試裝置。
[0005]為了實現本發明的目的，本發明提供一種膜材料耐沖擊性測試方法，其中，用水壓為0.l-2MPa的水沖擊所述膜材料中部l_5min，以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓，并重復2-5次，逐次記錄所述膜材料的斷裂情況。
[0006]優選地，所述膜材料距離出水口 0.2-2.0m。
[0007]根據一種特別優選的實施方式，所述膜材料是垂直放置的。
[0008]優選地，所述膜材料是膜絲束，每次用水沖擊后，記錄膜絲的斷裂根數，更換新膜絲，以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓，逐次記錄每次測試的膜絲斷裂根數，計算所有未斷裂膜絲承受水沖擊的時間，以膜絲的平均沖擊時間作為標記膜材料耐沖擊性的結果。
[0009]此外，每次用水沖擊后，記錄膜絲的水通量，當膜絲的水通量發生顯著變化時判斷膜的結構發生變化，確定膜沒有發生結構變化前能夠無破損承受沖擊的水壓為膜的耐沖擊壓力。
[0010]本發明還提供一種膜材料耐沖擊性測試裝置，所述測試裝置包括水槽和高壓水槍，其中，所述水槽中設有膜材料夾具，所述高壓水槍上設有壓力表，所述水槽的下部設有排水管，所述排水管連接到所述高壓水槍的進水口。
[0011]優選地，所述水槽上安裝有防水照明器具。[0012]優選地，所述水槽的一側設有移動導軌，所述導軌上設有移動定位器，所述高壓水槍安裝在移動定位器上。
[0013]更優選地，所述膜材料夾具安裝在水槽的另一側，所述高壓水槍的出水口距離所述膜材料夾具0.2-2.0m。
[0014]根據一種特別優選的實施方式，所述水槽中設有夾具移動導軌，所述膜材料夾具機械固定在所述夾具移動導軌上。
[0015]在本發明中，優選地所述排水管與高壓水槍的進水口之間設有水循環裝置。
[0016]以下將更詳細地闡述本發明的技術方案。
[0017]本發明提供一種膜材料耐沖擊性測試方法，其中，用0.1-2.0MPa的水沖擊所述膜材料中部l_5min,以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓,并重復2_5次,逐次記錄所述膜材料的破損與斷裂情況。
[0018]優選地，水壓的起始值可設定為0.1-1.0MPa
[0019]在本發明中，膜材料按形狀分可以是平板膜、膜絲或膜絲束；按材料分可以是聚偏氟乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚醚砜膜、聚丙烯腈膜或聚砜膜。
[0020]優選地，所述膜材料距離出水口 0.2-2.0m,特別優選地0.5-1.lm。
[0021]根據一種特別優選的實施方式，所述膜材料是垂直放置的。
[0022]優選地，所述膜材料是膜絲束，每次用水沖擊后，記錄膜絲的斷裂根數，更換新膜絲，以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓，逐次記錄每次測試的膜絲斷裂根數，計算所有未斷裂膜絲承受水沖擊的時間，以膜絲的平均沖擊時間作為標記膜材料耐沖擊性的結果。
[0023]本發明還提供一種膜材料耐沖擊性測試裝置，所述測試裝置包括水槽和高壓水槍，其中，所述水槽中設有膜材料夾具，所述高壓水槍上設有壓力表，所述水槽的下部設有排水管，所述排水管連接到所述高壓水槍的進水口。
[0024]所述膜材料夾具安裝在水槽的另一側，所述高壓水槍的出水口距離所述膜材料夾具0.2-2.0m。膜材料夾具可以是固定在水槽兩側的成對夾具，用于固定膜材料。也可以在水槽兩側安裝移動導軌，將夾具安裝在導軌上，通過導軌調整夾具的位置和夾具距離膜材料的距離。
[0025]一種特別優選的實施方案是，將夾具設置為不銹鋼支架，在支架高5_30cm處有一外徑為2-10mm的圓孔管，膜材料穿過圓孔管，兩端用止水夾固定在圓孔管上。
[0026]優選地，所述水槽上安裝有防水照明器具，例如LED燈。所述防水照明器具可以安裝在水槽上部，或安裝在水槽四周，便于操作人員操作和觀察水槽內的膜材料破損清明
[0027]優選地，所述水槽的一側設有移動導軌，所述導軌上設有移動定位器，例如具有移動定位螺絲和槍頭定位螺絲的機械裝置，所述高壓水槍安裝在移動定位器上。通過移動導軌和移動定位器，高壓水槍可以延導軌移動，以調整高壓水槍所在位置。
[0028]在本發明中，優選地所述排水管與高壓水槍的進水口之間設有水循環裝置，所述水循環裝置可以是水泵。
[0029]使用時，將膜材料固定在夾具中，調整高壓水槍和夾具的位置，使水槍出水口對準膜材料的中部，膜材料距離水槍50-110cm。開啟水槍，例如從0.1MPa開始，用具有一定水壓的水沖擊膜材料中部l-5min,沖擊結束后記錄膜材料的破損或斷裂情況,更新新的膜材料，以0.2-0.5MPa梯度加強水壓，重復上述步驟。[0030]記錄膜材料能夠承受的平均沖擊時間，以該時間衡量膜材料的耐沖擊性能。
[0031]本發明的方法簡單易行，能夠有效衡量各種膜材料的耐沖擊性能。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0032]圖1為本發明的測試裝置的主視圖；
[0033]圖2為本發明的測試裝置的俯視圖；
[0034]圖3為本發明的測試裝置的側視圖；
[0035]圖4為實施例1的耐沖擊性測試結果；
[0036]圖5為實施例1的耐沖擊壓力測試結果。
[0037]其中:1、高壓水槍；2、移動導軌；3、夾具；4、膜絲；5、高壓冷水清洗機；6、壓力表；
7、開關；8、槍頭定位螺絲；9、平移定位器；
【【具體實施方式】】
[0038]如圖1-3所示，所述測試裝置包括水槽和架設在水槽一側的高壓水槍，高壓水槍I上設有壓力表6，所述水槽另一側設有夾具(膜絲固定架)3，所述所述水槽的下部設有排水管，所述排水管通過水泵連 接到高壓水槍的進水口。
[0039]水槽上有照明燈，一側設有移動導軌，導軌上設有平移定位器9和槍頭定位螺絲8，將高壓水槍I安裝在移動定位器上。通過移動導軌和移動定位器，高壓水槍可以延導軌移動，以調整高壓水槍所在位置。
[0040]膜材料通過夾具固定處距離水槽池底40cm高度，膜絲4長度40cm，通過夾具確保膜材料為繃直狀態。從0.1MPa開始，用高壓水槍垂直對準對膜材料中部，距離80cm，打開開關7，使水流垂直沖擊膜5min，取下膜材料記錄其表觀破損情況。
[0041]以0.5MPa為一階梯遞增，重復以上步驟，直到水流沖擊壓力為2.0MPa，逐次記錄膜材料表觀破損情況。
[0042]重復一次，共獲得10組數據，如圖4所示，其中縱軸表示沖擊時間，橫軸表示參與測試的膜絲根數，橫線表示120s，將該時間作為中空纖維膜的耐沖擊強度標準。
[0043]由圖中可知，在0.5-1.5MPa壓力下膜在300s沖擊內基本沒有出現破損情況，而在2MPa下，該種膜的最低耐沖擊時間為195s，平均值為275s。以承受300s沖擊而沒有破裂的根數/參與測試的總根數計算，得出47%的膜材料沖擊300s時沒有破損，可見該種膜的耐沖擊性較好。
[0044]將測試過耐沖擊性沒有破損的膜測試膜通量，結果如圖5所示。其中縱軸表示膜絲的水通量，橫軸表示參與測試的膜絲根數。
[0045]由膜測試耐沖擊性前后通量的變化可知，在0.2MPa下該種膜的結構已經發生變化，膜的平均通量增加15%左右，而在0.15MPa下，膜的通量基本沒有變化。再由耐沖擊性測試數據分析，在0.15MPa下，膜基本沒有出現破損情況，所以，該種膜的耐沖擊壓力為
0.15MPa。
【權利要求】
1.一種膜材料耐沖擊性測試方法，其特征在于用水壓為0.l-2MPa的水沖擊所述膜材料中部l_5min,以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓,并重復2_5次,逐次記錄所述膜材料的斷裂情況。
2.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于所述膜材料距離出水口0.2-2.0m。
3.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于所述膜材料是垂直放置的。
4.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于所述膜材料是膜絲束，每次用水沖擊后，記錄膜絲的斷裂根數，更換新膜絲，以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓，逐次記錄每次測試的膜絲斷裂根數，計算所有未斷裂膜絲承受水沖擊的時間，以膜絲的平均沖擊時間作為膜材料耐沖擊性的結果。
5.根據權利要求1所述的測試方法，其特征在于每次用水沖擊后，記錄膜絲的水通量，當膜絲的水通量發生顯著變化時判斷膜的結構發生變化，確定膜沒有發生結構變化前能夠無破損承受沖擊的水壓為膜的耐沖擊壓力。
6.一種膜材料耐沖擊性測試裝置，所述測試裝置包括水槽和高壓水槍，其特征在于所述水槽中設有膜材料夾具，所述高壓水槍上設有壓力表，所述水槽的下部設有排水管，所述排水管連接到所述高壓水槍的進水口。
7.根據權利要求6所述的膜材料耐沖擊性測試裝置，其特征在于所述水槽上安裝有防水照明器具。
8.根據權利要求6所述的膜材料耐沖擊性測試裝置，其特征在于所述水槽的一側設有移動導軌，所述導軌上設有移動定位器，所述高壓水槍安裝在移動定位器上。
9.根據權利要求6所述的膜材料耐沖擊性測試裝置，其特征在于所述膜材料夾具安裝在水槽的另一側，所述高壓水槍的出水口距離所述膜材料夾具0.2-2.0m ;所述水槽中還設有夾具移動導軌，所述膜材料夾具機械固定在所述夾具移動導軌上。
10.根據權利要求6所述的膜材料耐沖擊性測試裝置，其特征在于所述排水管與高壓水槍的進水口之間設有水循環裝置。
【文檔編號】G01N3/00GK103674684SQ201310713979
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】陳亦力, 郭莎莎, 于龍, 李天玉, 李鎖定, 肖宏康 申請人:云南城投碧水源水務科技有限責任公司