一种带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器的制作方法

本技术涉及锅膜分离，具体为一种带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器。

背景技术：

1、中空纤维超滤膜组器是水处理领域的核心分离设备，广泛应用于饮用水净化、工业废水回用及海水淡化预处理等工艺。传统中空纤维膜组器在长期运行过程中，膜丝表面易积聚污染物形成凝胶层，导致膜通量下降和跨膜压差升高。现有膜组器多采用周期性气水反冲或化学清洗方式维持膜性能，但反冲过程需中断产水且清洗效果有限。部分膜组器在膜丝排布与集水结构设计上存在流体分布不均问题，加剧了膜污染速率。此外，常规膜组器的端头封装采用环氧树脂整体浇注，当局部膜丝损坏时难以单独更换，增加了维护成本与资源浪费。因此，亟需一种具备在线自清洁能力、流体分布均匀且便于维护的中空纤维超滤膜组器。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，以解决现有技术中因膜丝表面易积聚污染物、流体分布不均以及端头整体封装导致膜性能下降、清洗效果有限且维护困难的技术问题。

2、为解决上述问题，本实用新型提供的带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器采用如下技术方案：一种带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，包括框架组件、膜元件模块以及自清洁系统。框架组件包括上固定板、下固定板以及连接上固定板与下固定板的多个支撑柱。膜元件模块包括多个独立膜元件，各独立膜元件通过快速装配结构可拆卸地安装于上固定板与下固定板之间。独立膜元件包括中空纤维膜束、上端头以及下端头。上端头设有产水接口，下端头设有进气冲洗接口。上端头与下端头的外周均设有密封环槽，密封环槽内嵌有环形密封件。

3、自清洁系统包括布气主管、多个分支气管以及旋转冲洗头。布气主管固定于框架组件底部，其侧壁设有多个进气支管接口。多个分支气管的一端与布气主管的进气支管接口连接，另一端与独立膜元件的进气冲洗接口连接。旋转冲洗头设置于下端头内部，其包括转子叶片和冲洗喷嘴。转子叶片通过转轴安装于下端头的布气腔道中，冲洗喷嘴沿转子叶片周向均匀分布。

4、框架组件还包括设置于支撑柱上的导向滑道，导向滑道沿垂直方向延伸。独立膜元件的上端头与下端头两侧设有导向块，导向块与导向滑道形成滑动配合。上固定板设有定位卡口，定位卡口内设有弹性卡块。独立膜元件的上端头顶部设有与弹性卡块相配合的卡接凸台。

5、本实用新型的带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，通过框架组件提供稳定的支撑基础，利用膜元件模块的独立膜元件配合快速装配结构实现单个膜元件的便捷拆装，借助自清洁系统的旋转冲洗头在气洗过程中产生旋转射流，实现对膜丝表面的在线自清洁。这种结构布置使得装置能够有效防止污染物积聚，保持膜通量稳定，同时便于膜元件的单独维护更换。

6、作为进一步的改进，上固定板与下固定板均采用矩形框架结构，其四角设有安装螺孔。支撑柱的数量为四根，各支撑柱的两端通过连接法兰与上固定板和下固定板连接。

7、作为进一步的改进，独立膜元件的中空纤维膜束呈帘式排列，膜丝间距保持一致。上端头与下端头采用工程塑料注塑成型，其内部设有布水腔道和布气腔道。

8、作为进一步的改进，密封环槽的截面呈梯形结构，环形密封件采用三元乙丙橡胶材料制造。环形密封件的压缩量为百分之二十至百分之三十。

9、作为进一步的改进，分支气管采用增强尼龙材料制造，其内壁光滑。分支气管的长度比独立膜元件与布气主管之间的直线距离长百分之十至百分之十五。

10、作为进一步的改进，转子叶片的叶片角度为三十至四十五度，冲洗喷嘴的喷射角度为十五至二十五度。转轴通过轴承安装于下端头的轴座中。

11、作为进一步的改进，导向滑道的截面呈燕尾形结构，导向块的截面形状与导向滑道相匹配。导向块采用自润滑工程塑料制造。

12、作为进一步的改进，定位卡口的深度为十至十五毫米，弹性卡块采用不锈钢片制造。卡接凸台的厚度为三至五毫米，其下表面设有导向斜面。

13、作为进一步的改进，布气主管的内部设有气流分布板，气流分布板呈多孔板结构。气流分布板的开孔率为百分之三十至百分之四十。

14、作为进一步的改进，框架组件的底部设有调节支架，调节支架的高度可调节。调节支架的底部设有防滑垫块。

15、总结而言，本实用新型的带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，通过其特殊的结构设计，有效解决了传统超滤膜组器膜污染严重和维护困难的技术难题。独立膜元件模块配合导向滑道和定位卡口结构，实现了膜元件的快速定位与可靠固定。自清洁系统的旋转冲洗头在气洗过程中产生旋转射流，有效清除膜丝表面污染物。这些结构特征的协同作用，显著提升了膜组器的自清洁能力、运行稳定性和维护便捷性，为超滤系统的长期高效运行提供了可靠的技术保障。

1.一种带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，包括框架组件(1)、膜元件模块(5)以及自清洁系统(14)，其特征在于，所述框架组件(1)包括上固定板(2)、下固定板(3)以及连接上固定板(2)与下固定板(3)的多个支撑柱(4)；所述膜元件模块(5)包括多个独立膜元件(6)，各所述独立膜元件(6)通过快速装配结构可拆卸地安装于上固定板(2)与下固定板(3)之间；所述独立膜元件(6)包括中空纤维膜束(7)、上端头(8)以及下端头(9)；所述上端头(8)设有产水接口(10)，所述下端头(9)设有进气冲洗接口(11)；所述上端头(8)与下端头(9)的外周均设有密封环槽(12)，所述密封环槽(12)内嵌有环形密封件(13)；所述自清洁系统(14)包括布气主管(15)、多个分支气管(16)以及旋转冲洗头(17)，所述布气主管(15)固定于框架组件(1)底部，其侧壁设有多个进气支管接口，多个所述分支气管(16)的一端与布气主管(15)的进气支管接口连接，另一端与独立膜元件(6)的进气冲洗接口(11)连接，所述旋转冲洗头(17)设置于下端头(9)内部，其包括转子叶片(18)和冲洗喷嘴(19)，所述转子叶片(18)通过转轴安装于下端头(9)的布气腔道中，所述冲洗喷嘴(19)沿转子叶片(18)周向均匀分布；所述框架组件(1)还包括设置于支撑柱(4)上的导向滑道(20)，所述导向滑道(20)沿垂直方向延伸；所述独立膜元件(6)的上端头(8)与下端头(9)两侧设有导向块(21)，所述导向块(21)与导向滑道(20)形成滑动配合；所述上固定板(2)设有定位卡口(22)，所述定位卡口(22)内设有弹性卡块(23)；所述独立膜元件(6)的上端头(8)顶部设有与弹性卡块(23)相配合的卡接凸台(24)。

2.根据权利要求1所述的带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，其特征在于，所述独立膜元件(6)的中空纤维膜束(7)呈帘式排列，膜丝间距保持一致；所述上端头(8)与下端头(9)采用工程塑料注塑成型，其内部设有布水腔道和布气腔道；所述密封环槽(12)的截面呈梯形结构，所述环形密封件(13)采用三元乙丙橡胶材料制造。

3.根据权利要求1所述的带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，其特征在于，所述分支气管(16)采用增强尼龙材料制造，其内壁光滑；所述转子叶片(18)的叶片角度为三十至四十五度，所述冲洗喷嘴(19)的喷射角度为十五至二十五度；所述转轴通过轴承安装于下端头(9) 的轴座中。

4.根据权利要求1所述的带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，其特征在于，所述导向滑道(20)的截面呈燕尾形结构，所述导向块(21)的截面形状与导向滑道(20)相匹配；所述导向块(21)采用自润滑工程塑料制造；所述定位卡口(22)的深度为十至十五毫米，所述弹性卡块(23)采用不锈钢片制造。

5.根据权利要求1所述的带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，其特征在于，所述布气主管(15)的内部设有气流分布板(25)，所述气流分布板(25)呈多孔板结构；所述气流分布板(25)的开孔率为百分之三十至百分之四十。

6.根据权利要求1所述的带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，其特征在于，所述框架组件(1)的底部设有调节支架(26)，所述调节支架(26)的高度可调节；所述调节支架(26)的底部设有防滑垫块。

7.根据权利要求1所述的带自清洁功能的中空纤维超滤膜组器，其特征在于，所述上固定板(2)与下固定板(3)均采用矩形框架结构，其四角设有安装螺孔；所述支撑柱(4)的数量为四根，各所述支撑柱(4)的两端通过连接法兰与上固定板(2)和下固定板(3)连接。