一种超薄反渗透复合膜及其制备装置

技术领域

本发明涉及超薄反渗透复合膜制备技术领域，具体为一种超薄反渗透复合膜及其制备装置。

背景技术

反渗透复合膜是一种常见的水处理材料，其原理是反渗透又称逆渗透，是以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。公知的，反渗透复合膜在固定水压下单位时间水通量的大小，决定水处理效率，而膜片孔径以及厚度，是决定单位时间水通量的重要影响因素。因此通过膜厚度的降低，可以提升单位时间内水通量，反渗透复合膜的基本结构为无纺布层、基膜层和功能层，在基膜表面涂覆出功能层，在此基膜表面进行覆膜得到反渗透膜。

公开号：CN104307380A一种反渗透复合膜，公开了，一种反渗透复合膜包括致密层和多孔支撑层两部分，所述致密层，所述致密层由哌嗪酰胺和间苯二胺与均苯三甲酰氯制得；所述多孔支撑层材料为聚丙烯，并铺设一层聚酯无纺布。所述聚酯无纺布由二元酸和二元醇制得。所述致密层覆盖于所述多孔支撑层上方，通过高压与所述多孔支撑层粘合。

现有技术中，在处理系统运行一段时间后，均会出现污染情况，其中污染主要来源有生物污染、无机物污染和有机物污染。污染会导致复合膜工作稳定性不足，出现水通量、脱盐率波动的问题，且发生膜污染后，需要进行清洗，通过清洗去除膜污染，必然降低膜的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种超薄反渗透复合膜及其制备装置，以解决上述现有技术中的不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超薄反渗透复合膜，包括中心液柱和过滤组件，所述过滤组件绕卷在中心液柱上，所述过滤组件包括杀菌网格层、膜组件，所述杀菌网格层和所述膜组件之间交替层叠设置，所述膜组件包括产水网格和膜片，所述膜片包覆在产水网格外部，所述膜片的表面设置有若干个不规则孔形结构，所述孔形结构的总面积占据所述膜片表面总面积的30％-50％。

优选的，所述膜片包括聚酯无纺布、聚砜支撑层以及超薄脱盐层，所述聚酯无纺布、聚砜支撑层以及超薄脱盐层依次层叠设置。

一种超薄反渗透复合膜制备装置，包括：

机架以及转动连接于机架上的安装架，所述安装架上固定安装有至少一对放卷辊，放卷辊用于卷筒的安装；

驱动部；

放卷工位和卸料工位，所述驱动部用于驱动所述放卷辊在放卷工位和卸料工位之间进行切换；

定位件，在放卷工位，所述定位件对卷筒进行夹持，使得卷筒以所述放卷辊为中心进行居中定位，在卸料工位，所述定位件松开卷筒。

优选的，所述驱动部包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴和所述安装架固定连接。

优选的，所述定位件包括四根轨道架、条形孔以及传动结构，所述条形孔开设在所述放卷辊上，所述轨道架的一端设置有夹持头，四根所述轨道架对称分布在所述放卷辊内，所述夹持头滑动连接在所述条形孔内，所述传动结构用于驱动所述轨道架进行位移，在所述轨道架的位移行程中具有第一行程和第二行程，在第一行程，所述夹持头朝向放卷辊的外部进行伸出，在第二行程，所述夹持头朝向放卷辊的中心点进行位移。

优选的，所述传动结构包括丝杆、第一盘件、第二盘件、锥形块以及定位杆，所述丝杆转动连接在放卷辊上，所述锥形块和所述丝杆螺纹连接，所述锥形块的斜面抵触在所述轨道架上，所述定位杆安装在放卷辊内，所述定位杆滑动贯穿所述锥形块，所述第一盘件安装在机架上，所述第二盘件安装在丝杆上，所述第一盘件和所述第二盘件之间啮合。

优选的，还包括拉力件，所述拉力件包括定位套、定位柱以及拉簧，定位套和所述定位柱分别安装在一对所述轨道架上，所述定位套和所述定位柱插接，所述拉簧的两端分别设置在一对所述轨道件上。

优选的，包括同轴器，所述同轴器包括顶升块以及滚轮，所述顶升块滑动插接在所述放卷辊上，所述滚轮转动连接在所述顶升块上，在所述第二行程，所述顶升块的一端延伸至所述放卷辊的外部。

优选的，包括同步结构，所述同步结构包括连接杆、弹簧以及限位块，所述连接杆的两端分别插接在两个所述轨道架内，所述弹簧的两端分别抵触在两个所述轨道架上，所述限位块安装在所述放卷辊的内部，所述限位块和所述轨道架的侧面滑动连接。

优选的，包括恒压结构，所述恒压结构包括螺纹套、外环、内环、弹性件、嵌入件，所述螺纹套螺纹连接在丝杆的外部，所述螺纹套转动连接在锥形块的内，所述外环安装在锥形块上，所述弹性件的一端安装在外环上，所述弹性件的另一端安装在内环上，所述嵌入件安装在螺纹套的外部，所述内环上开设有凹槽，所述嵌入件的一端嵌入在凹槽内。

在上述技术方案中，本发明提供的超薄反渗透复合膜及其制备装置，具有一定抑菌作用，减少膜表面生物的污染，这样膜片的水通量处于稳定状态，减少水通量的波动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的机架和收卷辊结构示意图；

图2为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的收卷辊剖视图；

图3为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的收卷辊在卸料工位时结构示意图；

图4为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置轨道架以及拉力件结构示意图；

图5为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的附图2中A处放大后示意图；

图6为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的附图3中B处放大后示意图；

图7为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的附图3中C处放大后示意图；

图8为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的恒压结构剖视图；

图9为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的同轴其结构示意图；

图10为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的超薄反渗透复合膜结构示意图。

图11为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的超薄反渗透复合膜的过滤组件结构示意图；

图12为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的超薄反渗透复合膜的膜组件结构示意图；

图13为本发明一种超薄反渗透复合膜及其制备装置的超薄反渗透复合膜的膜片结构示意图。

附图标记说明：1、机架；2、安装架；21、驱动电机；3、放卷辊；4、定位件；41、轨道架；42、夹持头；421、条形孔；43、定位套；44、定位柱；45、拉簧；46、滚珠；47、连接杆；48、弹簧；49、限位块；5、同轴器；51、顶升块；52、滚轮；53、压条；54、滑槽；55、回弹件；6、传动结构；61、丝杆；611、第一盘件；612、第二盘件；62、锥形块；63、定位杆；64、螺纹套；65、外环；66、嵌入件；67、内环；671、凹槽；68、弹性件；7、中心液柱；8、过滤组件；81、杀菌网格层；811、涂胶层；82、膜组件；821、膜片；822、产水网格；8211、聚酯无纺布；8212、聚酯无纺布；8213、超薄脱盐层。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

请参阅图1-13，本发明实施例提供的一种超薄反渗透复合膜，一种超薄反渗透复合膜，包括中心液柱7和过滤组件8，所述过滤组件8绕卷在中心液柱7上，所述过滤组件包括杀菌网格层81、膜组件82，所述杀菌网格层81和所述膜组件82之间交替层叠设置，所述膜组件82包括产水网格822和膜片821，所述膜片821包覆在产水网格822外部，所述膜片821的表面设置有若干个不规则孔形结构，所述孔形结构的总面积占据所述膜片821表面总面积的30％-50％。

所述膜片821包括聚酯无纺布8211、聚砜支撑层8212以及超薄脱盐层8213，所述聚酯无纺布8211、聚砜支撑层8212以及超薄脱盐层8213依次层叠设置。

本发明的实施例中，一种超薄反渗透复合膜，一种超薄反渗透复合膜，包括中心液柱7和过滤组件8，所述过滤组件8绕卷在中心液柱7上，所述过滤组件包括杀菌网格层81、膜组件82，在中心液柱7的圆周壁上开设有通孔，以用于水体的流通，过滤组件8绕卷在中心液柱7上，所述杀菌网格层81和所述膜组件82之间交替层叠设置，通过膜组件82夹在杀菌网格层81之间，利用杀菌网格层81在膜组件82之间形成进水通道，杀菌网格层81由采用8-15％的纳米银粉，8-15％的纳米二氧化钛粉混合制成，二者具由抑菌杀菌的作用，这样在处理系统运行时，可以减少膜组件82表面的生物污染，提高水通量稳定性、且通过杀菌网格层81对膜组件82进行隔开，避免两组膜组件82之间产生粘连，保证膜组件82之间的间隙，使得水体的顺畅流通，在膜组件82和杀菌网格层81成叠时，是通过在杀菌网格层81上涂布胶水以形成涂胶层811，这样膜组件82和杀菌网格层81的边缘胶接在一起，所述膜组件82包括产水网格822和膜片821，所述膜片821包覆在产水网格822外部，所述膜片821的表面设置有若干个不规则孔形结构，所述孔形结构的总面积占据所述膜片821表面总面积的30％-50％。所述膜片821包括聚酯无纺布8211、聚砜支撑层8212以及超薄脱盐层8213，所述聚酯无纺布8211、聚砜支撑层8212以及超薄脱盐层8213依次层叠设置。这些孔形结构就是半透膜，在外界压力下，水分子从浓溶液中通过半透膜上的孔形结构不断流向稀溶液。

请参阅图1-13，在超薄反渗透复合膜的制备中，需要对收卷的杀菌网格层81利用涂布设备沿其边缘进行涂胶层811的涂布，在放卷时，需要利用放卷设备，而目前在进行反渗透膜制备中，成卷的基材在进行放卷时，需要保证卷材的中心和放卷辊3中心一致，这样卷筒的位置需要进行居中定位，保证基材拉伸后其中心尽量重合涂布辊中心，以保证杀菌网格层81和涂布设备接触点位始终处于固定位置，目前放卷辊3多为气压式结构，通过加压后顶出夹爪，实现对卷筒的固定，每次进行卷筒更换时，都需要人工测量卷筒端部至放卷辊3端部的尺寸并调节卷筒，以保证卷筒居中定位。因此基于上述的一种超薄反渗透复合膜，提出一种超薄反渗透复合膜制备装置，来优化杀菌网格层81的放卷准确性，一种超薄反渗透复合膜制备装置，包括：机架1以及转动连接于机架1上的安装架2，安装架2上固定安装有至少一对放卷辊3，放卷辊3用于卷筒的安装；基材缠绕在卷筒上，驱动部；放卷工位和卸料工位，驱动部用于驱动放卷辊3在放卷工位和卸料工位之间进行切换；定位件4，在放卷工位，定位件4对卷筒进行夹持，使得卷筒以放卷辊3为中心进行居中定位，在卸料工位，定位件4松开卷筒。

驱动部包括驱动电机21，通过驱动电机21的旋转，可以带动安装架2进行旋转，放卷工位和卸料工位，驱动部用于驱动放卷辊3在放卷工位和卸料工位之间进行切换，通过在安装架2上设置的一对放卷辊3，一对放卷辊3在安装架2的翻转以及复位过程中，会在放卷工位和卸料工位之间进行切换，这样，放卷辊3处于放卷工位时，可以进行放卷操作，而在放卷辊3处于卸料工位时，卷筒可以较为方便的从放卷辊3上进行拆卸，而同时另一放卷辊3处于放卷工位，持续进行放卷，这样，保证更换卷材时，涂布设备可以持续的进行运行，减少了设备的停机时间；

定位件4，在放卷工位，定位件4对卷筒进行夹持，使得卷筒以放卷辊3为中心进行居中定位，在卸料工位，定位件4松开卷筒。在放卷辊3在向着放卷工位进行移动时，通过定位件4可以对卷筒进行夹持，使得卷筒处于放卷辊3的中心位置，这样，每次在更换新的卷筒时，通过定位件4都可以对卷筒进行居中定位，这样卷筒上的基材在牵拉至涂布机时，始终都处于同一位置，生产条件一致性提高；定位件4包括四根轨道架41、条形孔421以及传动结构6，条形孔421开设在放卷辊3上，轨道架41的一端设置有夹持头42，四根轨道架41对称分布在放卷辊3内，夹持头42滑动连接在条形孔421内，传动结构6用于驱动轨道架41进行位移，在轨道架41的位移行程中具有第一行程和第二行程，在第一行程，夹持头42朝向放卷辊3的外部进行伸出，在第二行程，夹持头42朝向放卷辊3的中心点进行位移且每次更换卷筒后，通过安装架2进行翻转，可以驱动传动结构6进行工作，传动结构6可以驱动轨道架41进行位移，轨道架41在传动结构6的驱动下首先进行第一行程的运动，在第一行程中，轨道架41会沿着放卷辊3的径向进行位移，及夹持头42会延伸至放卷辊3的外部，在轨道架41到达放卷辊3径向的极限位置后，轨道架41在传动结构6的持续驱动下会进行第二行程，第二行程会驱动轨道架41沿着放卷辊3的轴向进行位移，使得分布在放卷辊3两端的轨道架41相互之间逐渐靠近，进而实现对卷筒的居中定位夹持，定位件4自动对卷筒进行居中定位，这样保证每次更换的卷筒均处于同一位置，不需要人工对卷筒进行测量定位，大大节约了更换卷筒所需要的时间。

驱动部包括驱动电机21，驱动电机21的输出轴和安装架2固定连接。在安装架2的中部设置有芯轴，该芯轴和机架1之间转动连接，这样，驱动电机21安装在机架1上，而驱动电机21的输出轴和安装架2上所设置的芯轴固定连接，这样通过驱动电机21的旋转，可以实现安装架2的旋转，这样在安装架2进行旋转时，放卷辊3可以在放卷工位和卸料工位之间进行切换。驱动电机21为减速电机，可以提供更大的输出扭矩、以及足够慢的转速，这样保证安装架2的翻转速度降低。

定位件4包括四根轨道架41、条形孔421以及传动结构6，条形孔421开设在放卷辊3上，轨道架41的一端设置有夹持头42，四根轨道架41对称分布在放卷辊3内，夹持头42滑动连接在条形孔421内，传动结构6用于驱动轨道架41进行位移，在轨道架41的位移行程中具有第一行程和第二行程，在第一行程，夹持头42朝向放卷辊3的外部进行伸出，在第二行程，夹持头42朝向放卷辊3的中心点进行位移。四根轨道架41均设置在放卷辊3的内部，四根轨道架41之间相互对称设置，位于同一高度的一对轨道架41可以同步的进行位移，这样保证，在对卷筒进行定位夹持时，可以同时夹持或者松开，以保证对卷筒进行夹持时，可以实现对卷筒的居中定位，卷筒套在放卷辊3外部，且在放卷辊3的外部设置有一凸出块，凸出块并未在附图中标出，凸出块的设置，可以用于限制卷筒在放置时的初始位置，保证卷筒放置时处于轨道架41有效夹持行程中，在第一行程进行中，轨道架41沿着放卷辊3径向进行位移，夹持头42伸出至放卷辊外部，这样夹持头42处于卷筒的两端，这样在进行第二行程时，位于放卷辊3两端轨道架41相互靠近，这样夹持头42就会挤压在卷筒的两端面上，实现对卷筒的居中定位。

传动结构6包括丝杆61、第一盘件611、第二盘件612、锥形块62以及定位杆63，丝杆61转动连接在放卷辊3上，锥形块62和丝杆61螺纹连接，锥形块62的斜面抵触在轨道架41上，定位杆63安装在放卷辊3内，定位杆63滑动贯穿锥形块62，第一盘件611安装在机架1上，第二盘件612安装在丝杆61上，第一盘件611和第二盘件612之间啮合。丝杆61转动连接在放卷辊3上，丝杆61相对于放卷辊3来说只能进行旋转，而不能进行其他方式的位移，锥形块62和丝杆61螺纹连接，锥形块62的斜面抵触在轨道架41上，定位杆63安装在放卷辊3内，定位杆63滑动贯穿锥形块62，通过定位杆63对锥形块62的角度进行限制，使得锥形块62只能沿着放卷辊3的轴向进行位移，第一盘件611安装在机架1上，第二盘件612安装在丝杆61上，第一盘件611和第二盘件612之间啮合。在驱动部驱动安装架2进行翻转时，第二盘件612受到第一盘件611反作用，使得第二盘件612进行旋转，这样在驱动部驱动安装架2进行放卷工位和卸料工位切换时，被动式的带动第二盘件612进行旋转，而第二盘件612进行旋转，可以带动丝杆61进行旋转，而丝杆61旋转时，会驱动锥形块62沿着放卷辊3的轴向进行位置，进而实现锥形块62驱动轨道架41进行位移，根据丝杆61的旋转方向不同，可以实现卷筒的夹持或者松夹。被动式驱动，减少了额外电路驱动结构的使用，且利用放卷工位和卸料工位切换来同步实现卷筒的夹持和松夹，需要注意的时，在进行放卷工位和卸料工位的切换时，其中一根放卷辊3上的定位件4进行夹持，而同步的，另一根放卷辊3上的定位件4进行松夹。这样保证在放卷辊3移动至放卷工位和卸料工位均处于对应的夹持和松夹状态。

还包括拉力件，拉力件包括定位套43、定位柱44以及拉簧45，定位套43和定位柱44分别安装在一对轨道架41上，定位套43和定位柱44插接，拉簧45的两端分别设置在一对轨道架41上。请参阅图4、5、6，定位柱44和定位套43分别安装在位于同一侧的轨道架41上，这样通过定位套43和定位柱44的限位作用，保证轨道架41可以同步的沿着放卷辊3的轴向进行位移，而通过拉簧45的设置，拉簧45的两端分别固定连接在位于同一侧的一对轨道架41上，这样可以对轨道架41施加拉力，保证一对轨道架41会挤压在锥形块62上，这样保证在锥形块62向着放卷辊3端部进行回缩时，可以顺利的保证轨道架41依然挤压在锥形块62上。

包括同轴器5，同轴器5包括顶升块51以及滚轮52，顶升块51滑动插接在放卷辊3上，滚轮52转动连接在顶升块51上，在第二行程，顶升块51的一端延伸至放卷辊3的外部。在第二行程进行中，轨道架41会向着放卷辊3的中部进行位移，这样轨道架41会挤压顶升块51，顶升块51受到挤压后，会沿着放卷辊3的径向进行位移，而顶升块51会伸出放卷辊3，通过顶升块51的移动，滚轮52顺利贴合在卷筒的内壁，这样卷筒和放卷辊3之间可以处于同一中心线上，保证利用，轨道架41进行第二位移时的动力，被动式驱动卷筒进行位移，实现在卷筒和放卷辊3的同一轴心，且通过滚轮52的设置，保证卷筒可以顺畅进行旋转，避免挤压力过大而导致卷筒无法进行放卷操作。顶升块51的两侧设置有压条53，放卷辊3内开设有滑槽54，压条53滑动连接在滑槽54内，滑槽54内设置有回弹件55，通过回弹件55挤压压条53，使得压条53带动顶升块51朝向放卷辊3的中心移动，这样保证在轨道架41和顶升块51分离后，顶升块51会在回弹件55的挤压下，缩入放卷辊3内，以保证卷筒可以顺利从放卷辊3上进行取出。在夹持头42内滚动连接滚珠46，在夹持头42对卷筒进行夹持时，滚珠46和卷筒的端部滚动连接，这样滚珠46和滚轮52进行配合，保证卷筒和放卷辊3之间可以进行旋转，保证放卷的顺畅。

包括同步结构，同步结构包括连接杆47、弹簧48以及限位块49，连接杆47的两端分别插接在两个轨道架41内，通过连接杆47的设置，可以把靠近放卷辊3两端的轨道架41固定在同一高度，弹簧48的两端分别抵触在两个轨道架41上，这样会对轨道架41施加一个推力，使得一对轨道架41分别具有朝向放卷辊3两端移动的趋势，在锥形块62相互靠近时，会挤压轨道架41相互靠近，这样轨道架41会挤压弹簧48，使得弹簧48进行收缩，轨道架41顺利进行靠近，以实现对卷筒的夹持固定，限位块49安装在放卷辊3的内部，限位块49和轨道架41的侧面滑动连接，这样保证了轨道架41的位移，使得轨道架41只能沿着放卷辊3的径向以及轴向进行位移，保证稳定性。

本发明在再一实施例中个，包括恒压结构，恒压结构包括螺纹套64、外环65、内环67、弹性件68、嵌入件66，螺纹套64螺纹连接在丝杆61的外部，螺纹套64转动连接在锥形块62的内，外环65安装在锥形块62上，弹性件68的一端安装在外环65上，弹性件68的另一端安装在内环67上，嵌入件66安装在螺纹套64的外部，内环67上开设有凹槽671，嵌入件66的一端嵌入在凹槽671内。

请参阅图8，螺纹套64螺纹连接在丝杆61的外部，螺纹套64和丝杆61之间螺纹连接，螺纹套64转动连接在锥形块62的内，外环65安装在锥形块62上，弹性件68的一端安装在外环65上，弹性件68的另一端安装在内环67上，内环67和外环65以及丝杆61之间处于同一中心线上，而嵌入件66安装在螺纹套64的外部，内环67上开设有凹槽671，嵌入件66的一端嵌入在凹槽671内，嵌入件66的一端凹槽671内，通过凹槽671的设置，使得嵌入件66和内环67连接在一起，而在丝杆61旋转时，受到嵌入件66和内环67的连接作用，螺纹套64和锥形块62之间会相对静止，因此丝杆61旋转过程中，受到螺纹力的作用，螺纹套64以及锥形块62会同步进行位移，在对不同轴向高度的卷筒进行夹持时，轨道架41的夹持点位也会出现相应的改变，一些轴向高度较高的卷筒，轨道架41只需要在第二行程中移动一段距离，即可实现对卷筒的夹持，而一些轴向高度较短的卷筒进行夹持时，轨道架41则需要移动的距离更远，轨道架41移动的距离，和丝杆61旋转的圈数有关，然后由于放卷工位以及卸料工位位置的固定，因此每次丝杆61旋转的圈数也会一致，因此对不同轴向高度的卷筒适配是一个问题，因此，在本实施例中，我们通过恒压结构的设置，通过在丝杆61和锥形块62之间增加一个恒压结构，在轨道架41夹持力大于固定值时，嵌入件66所受到的反作用力大于内环67形变所需要的力，内环67外环65所在进行形变，而嵌入件66就会脱离凹槽671，此时嵌入件66和螺纹套64会跟随丝杆61一起进行旋转，这样即可出现丝杆61空转现象，空转现象导致锥形块62无法继续沿着丝杆61的轴向进行位移，这样针对不同轴向高度的卷筒，均可以放卷位置进行夹持。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。