CN111467972B - 一种中空纤维膜生产线和中空纤维膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中空纤维膜生产线和中空纤维膜的制备方法，其中中空纤维膜生产线，包括：主控模块；芯线输送机构；喷膜机构，用于将膜液喷涂在芯线上形成膜丝；膜液机构，用于向喷膜机构提供膜液；芯线测量仪；膜丝测量仪；主控模块将膜丝线径信息与芯线线径信息做差，得到壁厚数据，并根据壁厚数据与预存壁厚来控制膜液机构的供液流量。膜丝测量仪和芯线测量仪实时检测芯线和膜丝的线径，主控模块根据信息实时修改膜液机构的供液流量形成闭环控制，可以实时控制中空纤维膜的壁厚，减小膜丝壁厚不良的情况，提升中空纤维膜的良品率，节省原材料同时省去人工检查，大大降低人工成本。

Description

一种中空纤维膜生产线和中空纤维膜的制备方法

技术领域

本发明涉及中空纤维膜加工领域，特别是涉及中空纤维膜生产线和中空纤维膜的制备方法。

背景技术

目前，对于净水行业中的膜丝，有均质膜、中空纤维膜等。其中中空纤维膜的生产，为有效提高经济效益、降低生产成本从而对中空纤维膜的生产产线进行规划设计；对不同需求的膜丝壁厚控制进行自动调节。

传统的中空纤维膜生产过程中，膜液制作，膜丝成型，清洗干燥、检测及收料均为分布分段进行。其中，对中空纤维膜壁厚的检测，是通过从制作好的整捆膜丝里截取一定数量的各段于产线下进行检测。检测中发现不良情况，整捆膜丝壁厚不稳定，需对整捆膜丝进行全检挑选或直接报废保证良品；设备再进行调整打样出良品。因此，传统的中空纤维膜生产不仅会导致原材料的大量浪费，还加大了生产周期及用工成本。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种中空纤维膜生产线，可以在生产膜丝时控制膜丝的壁厚，提升膜丝质量。

一种中空纤维膜生产线，包括：

主控模块；

芯线输送机构，与所述主控模块电连接，所述芯线输送机构上形成走线路径，所述芯线在所述走线路径上传输；

喷膜机构，设在所述走线路径上，用于将膜液喷涂在芯线上形成膜丝，所述喷膜机构将所述走线路径分隔成芯线段和膜丝段；

膜液机构，连接所述喷膜机构，并与模块电连接，用于向所述喷膜机构提供膜液；

芯线测量仪，设在所述芯线段上，与所述主控模块电连接，用于获取芯线的线径信息并将芯线线径信息传输给所述主控模块；

膜丝测量仪，设在所述膜丝段上，与所述主控模块电连接，用于获取膜丝的线径信息并将膜丝线径信息传输给所述主控模块；

所述主控模块将所述膜丝线径信息与所述芯线线径信息做差，得到壁厚数据，并根据所述壁厚数据与预存壁厚来控制所述膜液机构的供液流量。

上述中空纤维膜生产线，膜丝测量仪和芯线测量仪实时检测芯线和膜丝的线径，主控模块根据信息实时修改膜液机构的供液流量形成闭环控制，可以实时控制中空纤维膜的壁厚，减小膜丝壁厚不良的情况，提升中空纤维膜的良品率，节省原材料同时省去人工检查，大大降低人工成本。

在其中一个实施例中，所述膜液机构包括:膜液釜、连接在所述膜液釜与所述喷膜机构之间的传输管路、设在所述传输管路上的流量调节设备，所述流量调节设备与所述主控模块电连接，所述主控模块用以通过所述流量调节设备调节所述传输管路中的供液流量。流量调节设备内置一电动阀，主控模块可以调节电动阀的开度，从而改变传输管路内的流量，进而改变喷涂在芯线上的膜液厚度。

在其中一个实施例中，所述芯线输送机构包括：出线轮、收料轮、设在所述出线轮和所述收料轮之间的若干个传送轮，所述芯线从所述出线轮经过各所述传送轮朝所述收料轮传输，所述喷膜机构设在所述出线轮与所述收料轮之间。

在其中一个实施例中，所述喷膜机构具有：进线孔、与所述传输管路连接的进液孔、出丝孔，所述芯线从所述进线孔进入，在所述喷膜机构内进行喷涂后形成膜丝，所述膜丝从所述出丝孔输出。

在其中一个实施例中，所述中空纤维膜生产线还包括：膜丝处理机构，所述膜丝处理机构设在所述出丝孔与所述收料轮之间，用于对所述出丝孔输出的膜丝进行处理，所述收料轮收集处理后的膜丝，所述膜丝测量仪设在所述膜丝处理机构和所述收料轮之间。喷涂完成后的膜丝表面的膜液还未凝固，无法直接回收，膜丝处理机构设在出丝孔与收料轮之间，从出丝孔输出的膜丝经过膜丝处理机构的处理之后，膜丝加工完成，由膜丝测量仪测量线径后通过收料轮回收。

在其中一个实施例中，所述膜丝处理机构包括：排列设置的凝固池、清洗池和烘干机，从所述凝固池用于将从所述出丝孔输出的膜丝进行凝固，所述清洗池用于清洗凝固的膜丝，所述烘干机用于烘干清洗后的膜丝。喷涂完成后的膜丝依次经过凝固、清洗和烘干处理后输向收料轮，保证膜丝表面的膜液不会损失或膜丝表面附着其他杂质，造成膜丝线径测量不准确，产品不合格的情况发生

在其中一个实施例中，所述凝固池包括：箱体、设在所述箱体内的凝固介质，所述箱体的进线口与所述出丝孔连接，膜丝从所述箱体的顶部进入所述箱体内被所述凝固介质凝固。

在其中一个实施例中，所述箱体顶部设置进线口和出线口，所述进线口和所述出线口分别位于所述箱体顶部的两侧；所述箱体的底部设有传送轮。进线口和出线口相对设置，以及传送轮的设置最大化了膜丝在箱体内的传输路径，使膜丝更好的接触凝固介质，达到最优的凝固效果，尽可能避免出现因凝固时间过短而产生凝固效果不足，膜液损失的情况发生。

在其中一个实施例中，所述传输管路为保温传输管路。

本发明还提供了了一种中空纤维膜的制备方法，包括如下步骤：

预设一预存壁厚；

通过芯线输送机构向喷膜机构输送芯线，获取芯线测量仪测得的芯线线径信息；

通过膜液机构向所述喷膜机构供液，获取膜丝测量仪测得的膜丝线径信息；

将所述膜丝线径信息与所述芯线线径信息做差，得到壁厚数据；

判断所述壁厚数据是否大于预存壁厚；

若结果为是，则减小所述膜液机构的供液流量；

若结果为否，则增大所述膜液机构的供液流量。

附图说明

图1为一实施例中中空纤维膜生产线的结构图；

图2为一实施例中芯线输送机构和膜丝处理机构的结构图；

图3为图1中A处的放大图；

图4为一实施例中中空纤维膜制备方法的流程图。

其中：1、芯线输送机构、11、走线路径；12、芯线段；13、膜丝段；14、出线轮；15、收料轮；2、喷膜机构；21、进线孔；22、进液孔；3、膜液机构；31、膜液釜；32、传输管路；33、流量调节设备；4、膜丝处理机构；41、凝固池；411、箱体；412、凝固介质；413、进线口；414、出线口；415、凝固传送轮；42、清洗池；43、烘干机；5、芯线测量仪；51、第一引导轮；52、第二引导轮；6、膜丝测量仪；61、第三引导轮；62、第四引导轮；7、第一电机；8、传输电机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明的第一实施方式提供了一种中空纤维膜生产线，用于生产中空纤维膜。

如图1所示，中空纤维膜生产线包括:主控模块(图中未示出)、芯线输送机构1、喷膜机构2、膜液机构3、芯线测量仪5、膜丝测量仪6，主控模块与膜液机构3、芯线测量仪5、膜丝测量仪6电连接，用于控制膜液机构3、芯线测量仪5、膜丝测量仪6工作，本实施方式中的生产线为高自动化的生产线。其中喷膜机构2用于对芯线进行喷膜液，喷涂膜液后的芯线成为膜丝，再将膜丝中的芯线抽出，即可实现中空纤维膜的生产。其中芯线输送机构1向喷膜机构2输送芯线，膜液机构3向喷膜机构2中输送膜液，喷膜机构2将膜液喷涂在芯线上。

结合图1与图2，芯线输送机构1上形成一走线路径11，喷膜机构2设在走线路径11上，喷膜机构2将走线路径11分隔成芯线段12和膜丝段13，芯线进入喷膜机构2后形成膜丝。芯线测量仪5设在芯线段12上，在喷膜机构2前端，用于测量芯线的线径，并将芯线的线径信息并将芯线线径信息传输给主控模块；膜丝测量仪6设在膜丝段13上，在喷膜机构2后端，用于测量膜丝的线径信息传输给主控模块。主控模块接收芯线的线径信息和膜丝的线径信息后，可以通过做差得到中空纤维膜的壁厚数据。主控模块内预设有预存壁厚，通过对比壁厚数据与预存壁厚，可以知道当前加工的中空纤维膜是偏厚或偏薄，主控模块会调整膜液机构3向喷膜机构2供液的流量，从而控制中空纤维膜的壁厚。膜丝测量仪6和芯线测量仪5实时检测芯线和膜丝的线径，主控模块根据信息实时修改膜液机构3的供液流量形成闭环控制，可以较好的控制中空纤维膜的壁厚。

其中，膜液机构3包括：膜液釜31、连接在膜液釜31与喷膜机构2之间的传输管路32、设在传输管路32上的流量调节设备33，流量调节设备33与主控模块电连接，膜液釜31内存储有膜液，通过传输管路32将膜液供给喷膜机构2，主控模块用以通过流量调节设备33调节传输管路32中的供液流量，进而改变喷膜机构2的喷膜效果。流量调节设备33内置一电动阀，主控模块可以调节电动阀的开度，从而改变传输管路32内的流量，进而改变喷涂在芯线上的膜液厚度。值得注意的是，传输管路32为保温传输管路，从而保证膜液喷涂的效果。

如图2所示，芯线输送机构1包括：出线轮14、收料轮15、设在出线轮14和收料轮15之间的若干个传送轮，芯线从出线轮14经过各传送轮朝收料轮15传输，喷膜机构2设在出线轮14与收料轮15之间，使得从出线轮14输出的芯线经过传送轮的传输后进入喷膜机构2，结合图3，喷膜机构2为自动喷膜器，具有：进线孔21、与传输管路32连接的进液孔22、出丝孔，芯线从进线孔21进入喷膜机构2，膜液从进液孔22进入喷膜机构2，喷膜机构2自动通过进液孔22的膜液对芯线进行喷涂，形成膜丝，膜丝从出丝孔输出，传向收料轮15。但喷涂完成后的膜丝表面的膜液还未凝固，无法直接回收，结合图1和图2，本实施方式中的中空纤维膜生产线还包括：膜丝处理机构4，膜丝处理机构4设在出丝孔与收料轮15之间，从出丝孔输出的膜丝经过膜丝处理机构4的处理之后，膜丝加工完成，由膜丝测量仪6测量线径后通过收料轮15回收。

膜丝处理机构4包括：排列设置的凝固池41、清洗池42和烘干机43，即喷涂完成后的膜丝依次经过凝固、清洗和烘干处理后输向收料轮15，保证膜丝表面的膜液不会损失或膜丝表面附着其他杂质，造成膜丝线径测量不准确，产品不合格的情况发生。其中凝固池41包括：箱体411、设在箱体411内的凝固介质412，凝固介质412可以通过吸收热量使膜丝表面的膜液降温，使膜丝表面的膜液凝固，凝固介质412可以通过其他方式使膜丝表面凝固，本实施方式中不做具体限定。箱体411为方形设置，箱体411上开设有进线口413和出线口414，进线口413与喷膜机构2的出丝孔连接，从出丝孔输出的膜丝可以直接通过进线口413进入凝固池41，避免未凝固的膜液在膜丝传输时损失。膜丝在凝固池41内经凝固介质412进行凝固处理后从出线口414输出，进入清洗池42内，清洗池42对膜丝表面的杂质和可能附着的凝固介质412进行清洗，膜丝通过清洗池42后进入烘干机43，烘干机43将清洗后的膜丝表面的水分进行烘干。

值得注意的是，进线口413和出线口414均设在箱体411的顶部，且位于箱体411顶部的两侧，相隔距离最大，箱体411的截面为四边形，进线口413和出线口414分别位于顶边的两个顶点上，而箱体411底部设有传送轮，作为优选的，本实施方式中的传送轮为设在箱体411底边的两个顶点上的凝固传送轮415，从进线口413进入的膜丝要依次经过箱体411的两个底角后从出线口414输出，进线口413和出线口414相对设置，以及凝固传送轮415的设置最大化了膜丝在箱体411内的传输路径，使膜丝更好的接触凝固介质412，达到最优的凝固效果，尽可能避免出现因凝固时间过短而产生凝固效果不足，膜液损失的情况发生。出线口414出设有传输电机8，传输电机8与主控模块电连接，传输电机8将芯线传输出凝固池41，且为在凝固池41内传输的芯线提供动力。

芯线测量仪5和膜丝测量仪6可以选用激光测径仪，当然也可以选用其他测量仪器，本实施方式中仅以激光测径仪为例，不做具体限定。值得注意的是芯线测量仪5在走线路径11上的前侧设有与主控模块电连接的第一电机7，后侧设有第一引导轮51，第一电机7与第一引导轮51的连线为水平，与放线轮的放线高度平齐，使得通过芯线测量仪5的水平，保证测量的精准度。走线路径11上在第一引导轮51后设有第二引导轮52，第二引导轮52的高度高于第一引导轮51，用于将芯线高度抬升，便于芯线进入凝固池41中。膜丝测量仪6在走线路径11上的前端和后端分别设有第三引导轮61和第四引导轮62，与烘干机43输出侧的高度平齐，使膜丝水平通过膜丝测量仪6，便于膜丝测量仪6对膜丝进行精准的线径测量。第三引导轮61和第四引导轮62与收料轮15的收线高度平齐，便于膜丝的收集。

生产中空纤维膜前，首先在主控模块预设一个预存壁厚，预存壁厚根据产品要求而定，主控模块会根据预存壁厚生产一初始喷膜流量。生产中空纤维膜时，主控模块控制第一电机7和传输电机8启动，芯线开始传输，同时启动膜液组件的流量调节设备33使传输管道内的膜液流量为初始喷膜流量。芯线从出线轮14传输出，经过芯线测量仪5，芯线测量仪5实时监测芯线线径，并将实时的芯线线径数据传递给主控模块。经过芯线测量仪5的芯线进入喷膜机构2，喷膜机构2使用膜液对芯线进行喷涂形成膜丝，膜丝从喷膜机构2中输出后进入凝固池41进行凝固，凝固后的膜丝依次经过清洗池42和烘干机43进行清洗和烘干，使膜丝表面的纤维膜硬化且清洁，烘干后的膜丝继续传输通过膜丝测量仪6，膜丝测量仪6实时测量膜丝的线径，并实时将膜丝数据传递给主控模块，主控模块在接受膜丝线径数据和芯线数据之后，将两者做差，得到实际壁厚数据，将实际壁厚数据与预存壁厚对比，若实际壁厚等于预存壁厚，则表明膜丝合格，不做调整；若实际壁厚大于预设壁厚，表示膜丝表面的纤维膜过厚，则控制流量调节设备33减小传输管道内的膜液流量；若实际壁厚小于预设壁厚，表示膜丝表面的纤维膜过薄，则控制流量调节设备33增大传输管道内的膜液流量。主控模块根据芯线与膜丝的实时数据调节膜液流量，使得中空纤维膜的壁厚实时被检测控制和调节，减小膜丝壁厚不良的情况，提升中空纤维膜的良品率，节省原材料同时省去人工检查，大大降低人工成本。

本发明的第二实施方式涉及一种中空纤维膜的制备方法，可以适用于第一实施方式中的中空纤维膜生产线，如图4所示，包括如下步骤：

110、预设一预存壁厚；预存壁厚根据产品要求而定，主控模块会根据预存壁厚生产一初始喷膜流量。

120、通过芯线输送机构向喷膜机构输送芯线，获取芯线测量仪测得的芯线线径信息；主控模块控制第一电机和传输电机启动，芯线开始传输，芯线从出线轮传输出，经过芯线测量仪，芯线测量仪实时监测芯线线径，并将实时的芯线线径数据传递给主控模块。

130、通过膜液机构向喷膜机构供液，获取膜丝测量仪测得的膜丝线径信息；启动膜液组件的流量调节设备使传输管道内的膜液流量为初始喷膜流量。喷膜机构使用膜液对芯线进行喷涂形成膜丝，膜丝继续传输通过膜丝测量仪，膜丝测量仪实时测量膜丝的线径，并实时将膜丝数据传递给主控模块。

140、将膜丝线径信息与芯线线径信息做差，得到壁厚数据；

150、判断壁厚数据是否大于预存壁厚；

若结果为是，则执行160、减小膜液机构的供液流量；若实际壁厚大于预设壁厚，表示膜丝表面的纤维膜过厚，则控制流量调节设备减小传输管道内的膜液流量

若结果为否，则执行170、增大膜液机构的供液流量。若实际壁厚小于预设壁厚，表示膜丝表面的纤维膜过薄，则控制流量调节设备增大传输管道内的膜液流量。

如果壁厚数据等于预存壁厚，则不作调整。

180、收集膜丝。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种中空纤维膜生产线，其特征在于，包括：

主控模块；

芯线输送机构，与所述主控模块电连接，所述芯线输送机构上形成走线路径，芯线在所述走线路径上传输；

喷膜机构，设在所述走线路径上，用于将膜液喷涂在芯线上形成膜丝，所述喷膜机构将所述走线路径分隔成芯线段和膜丝段；

膜液机构，连接所述喷膜机构，并与所述主控模块电连接，用于向所述喷膜机构提供膜液；

芯线测量仪，设在所述芯线段上，与所述主控模块电连接，用于获取芯线的线径信息并将芯线线径信息传输给所述主控模块；

膜丝测量仪，设在所述膜丝段上，与所述主控模块电连接，用于获取膜丝的线径信息并将膜丝线径信息传输给所述主控模块；

所述主控模块将所述膜丝线径信息与所述芯线线径信息做差，得到壁厚数据，并根据所述壁厚数据与预存壁厚来控制所述膜液机构的供液流量；

所述膜液机构包括:膜液釜、连接在所述膜液釜与所述喷膜机构之间的传输管路、设在所述传输管路上的流量调节设备，所述流量调节设备与所述主控模块电连接，所述主控模块用以通过所述流量调节设备调节所述传输管路中的供液流量。

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜生产线，其特征在于，所述芯线输送机构包括：出线轮、收料轮、设在所述出线轮和所述收料轮之间的若干个传送轮，所述芯线从所述出线轮经过各所述传送轮朝所述收料轮传输，所述喷膜机构设在所述出线轮与所述收料轮之间。

3.根据权利要求2所述的中空纤维膜生产线，其特征在于，所述喷膜机构具有：进线孔、与所述传输管路连接的进液孔、出丝孔，所述芯线从所述进线孔进入，在所述喷膜机构内进行喷涂后形成膜丝，所述膜丝从所述出丝孔输出。

4.根据权利要求3所述的中空纤维膜生产线，其特征在于，所述中空纤维膜生产线还包括：膜丝处理机构，所述膜丝处理机构设在所述出丝孔与所述收料轮之间，用于对所述出丝孔输出的膜丝进行处理，所述收料轮收集处理后的膜丝，所述膜丝测量仪设在所述膜丝处理机构和所述收料轮之间。

5.根据权利要求4所述的中空纤维膜生产线，其特征在于，所述膜丝处理机构包括：排列设置的凝固池、清洗池和烘干机，从所述凝固池用于将从所述出丝孔输出的膜丝进行凝固，所述清洗池用于清洗凝固的膜丝，所述烘干机用于烘干清洗后的膜丝。

6.根据权利要求5所述的中空纤维膜生产线，其特征在于，所述凝固池包括：箱体、设在所述箱体内的凝固介质，所述箱体的进线口与所述出丝孔连接，膜丝从所述箱体的顶部进入所述箱体内被所述凝固介质凝固。

7.根据权利要求6所述的中空纤维膜生产线，其特征在于，所述箱体顶部设置进线口和出线口，所述进线口和所述出线口分别位于所述箱体顶部的两侧；所述箱体的底部设有传送轮。

8.根据权利要求1所述的中空纤维膜生产线，其特征在于，所述传输管路为保温传输管路。

9.根据权利要求1所述的中空纤维膜生产线，其特征在于，所述芯线测量仪为激光测径仪。

10.一种中空纤维膜的制备方法，根据权利要求1所述的中空纤维膜生产线来制造，其特征在于，包括如下步骤：

预设一预存壁厚；

通过芯线输送机构向喷膜机构输送芯线，获取芯线测量仪测得的芯线线径信息；

通过膜液机构向所述喷膜机构供液，获取膜丝测量仪测得的膜丝线径信息；

将所述膜丝线径信息与所述芯线线径信息做差，得到壁厚数据；

判断所述壁厚数据是否大于预存壁厚；

若结果为是，则减小所述膜液机构的供液流量；

若结果为否，则增大所述膜液机构的供液流量。

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