中空纤维膜组件、编织垫及其编织方法

技术领域

本发明涉及中空纤维膜制作技术领域，特别是涉及一种中空纤维膜组件、编织垫及其编织方法。

背景技术

中空纤维膜的管壁具有微孔，具有选择性渗透特性，被应用于水处理过滤器、人工肾、人工肺等特殊领域。在中空纤维膜制备后需要对其进行组件制备，传统制备的中空纤维膜组件存在流体力学分布不均匀，中空纤维膜利用率低，过滤效果差，长时间使用容易出现堵塞，尤其在医用领域，会造成组件寿命短，在人工肺领域会造成血浆渗漏等不利影响。

发明内容

基于此，有必要针对传统中空纤维膜组件容易堵塞的问题，提供一种中空纤维膜组件、编织垫及其编织方法，介质通过流道更均匀，不易堵塞。

一种中空纤维膜编织垫，包括多根中空纤维膜及多根编织线；多根所述中空纤维膜沿所述编织线的延伸方向依次间隔设置，所述中空纤维膜呈折弯状设置，相邻两根中空纤维膜之间形成弯折的间隙，所述间隙的间距相同或者不同；

多根所述编织线沿所述中空纤维膜的长度方向间隔布置且分别缠在各中空纤维膜上，使各中空纤维膜编织成一体。

在其中一实施例中，所述中空纤维膜包括多个交替设置的第一折段与第二折段，所述第一折段与第二折段之间的夹角为a,90°≤a＜180°。

所述第一折段与第二折段相对于所述中空纤维膜的中轴线的弯折方向不同；所述中轴线垂直于所述编织线的延伸方向；

或者，所述第一折段相对于所述中空纤维膜的中轴线朝同一方向折弯，所述第二折段相对于所述中空纤维膜的中轴线平行；

或者，所述第一折段相对于所述中空纤维膜的中轴线交替朝不同方向折弯，所述第二折段相对于所述中空纤维膜的中轴线平行。

在其中一实施例中，所述中空纤维膜的同一位置通过两根编织线交叉缠绕设置与相邻的中空纤维膜连接。

在其中一实施例中，所述编织线缠绕在所述中空纤维膜的折弯位置。

一种中空纤维膜组件，包括层叠设置的至少两层中空纤维膜编织垫，其中至少一层的结构采用所述的中空纤维膜编织垫。

在其中一实施例中，所述至少两层中空纤维膜编织垫的一层具有如下特征：其中空纤维膜纵向设置或者横向设置且相邻中空纤维膜之间形成直线型的间隙，所述间隙的间距相同或者不同。

在其中一实施例中，所述至少两层中空纤维膜编织垫的一层具有如下特征：其中空纤维膜编织垫也采用所述的中空纤维膜编织垫；相邻上下两层的中空纤维膜编织垫的中空纤维膜的折弯方向不同，或者相邻上下两层的中空纤维膜编织垫的中空纤维膜的折弯方向相同且错开设置。

在其中一实施例中，所述中空纤维膜由聚丙烯、聚乙烯、聚四甲基异戊烯、聚醚砜、聚砜、聚酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或多种混合制成；

和/或，所述编织线由丙纶、涤纶、腈纶、锦纶或棉线制成，编织线为10D-100D。

一种中空纤维膜编织垫的制作方法，

以中空纤维膜作为经线，且将中空纤维膜折弯；

以交叉设置的两根编织线作为纬线进行编织形成编织垫，编织垫相邻中空纤维膜之间形成弯折的间隙；

或者，

以中空纤维膜作为纬线，且将中空纤维膜折弯；

以交叉设置的两根编织线作为经线进行编织形成编织垫，编织垫相邻中空纤维膜之间形成弯折的间隙。

上述中空纤维膜组件、编织垫及其编织方法，将中空纤维膜折弯通过编织线编织成垫，相邻中空纤维膜之间形成弯折的间隙，采用该中空纤维膜编织垫制备得到具有多层的中空纤维膜组件，由于中空纤维膜呈折弯状设置，中空纤维膜组件的相邻层的中空纤维膜彼此隔开形成间隙，避免重叠造成堵塞，液体或气体通过中空纤维膜之间的间隙均匀流动。而且在气体与液体混合过程中，气体在中空纤维膜的管道内流动，液体在中空纤维之间的间隙内流动，呈折弯状设置中空纤维膜及弯折的间隙，有效延长气体与液体的混合时间，在人工肺领域更是具有价值，防止血浆渗漏，提高组件使用寿命。

附图说明

图1为本申请实施例一的中空纤维膜编织垫的示意图；

图2为图1中编织线与中空纤维膜的结构示意图；

图3为本申请实施例二的中空纤维膜编织垫的示意图；

图4为本申请实施例三的中空纤维膜编织垫的示意图；

图5为本申请实施例四的中空纤维膜编织垫的示意图；

图6为本申请实施例五的中空纤维膜编织垫的示意图；

图7为本申请实施例六的中空纤维膜编织垫的示意图；

图8为本申请一实施例的中空纤维膜组件的第二中空纤维膜垫的示意图；

图9为本申请另一实施例的中空纤维膜组件的第二中空纤维膜垫的示意图；

图10为本申请一实施例的中空纤维膜组件的示意图；

图11为图10的剖面示意图。

附图标号说明：

10、中空纤维膜编织垫；110、中空纤维膜；112、第一折段；114、第二折段；120、编织线；20、第二种中空纤维膜垫；210、中空纤维膜；220、编织线。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”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”、“上”、“下”、“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。

参照图1-7，本申请实施例提供一种中空纤维膜编织垫10，包括多根中空纤维膜110及多根编织线120，多根所述中空纤维膜110沿所述编织线120的延伸方向依次间隔设置，所述中空纤维膜110呈折弯状设置，相邻两根中空纤维膜110之间形成弯折的间隙，所述间隙的间距相同或者不同。多根所述编织线120沿所述中空纤维膜110的长度方向间隔布置且分别缠在各中空纤维膜110上，使各中空纤维膜110编织成一体。优选地，所有中空纤维膜110的弯折方向一致。

进一步地，在其中一实施例中，如图1-7所示，所述中空纤维膜110包括多个交替设置的第一折段112与第二折段114。所述第一折段112与第二折段114之间的夹角为a,90°≤a＜180°；进一步地，120°≤a≤150°。夹角a的大小体现中空纤维膜110的弯折程度。可选地，第一折段112朝编织线120方向弯折45°，第二折段114朝编织线120方向弯折45°，夹角a为90°。在其他实施例中，第一折段112朝编织线120方向弯折30°，第二折段114朝编织线120方向弯折30°，夹角a为120°。将夹角a设置在90°至180°之间，使中空纤维膜110呈现合适的弯折角度，既保证相邻中空纤维膜110之间形成合适的间隙，使介质在间隙内均匀穿过，避免堵塞，而且保证中空纤维膜110内部通道流动顺畅。

参照图1，本申请实施例一提供的一种中空纤维膜编织垫10，其第一折段112与第二折段114相对于所述中空纤维膜110的中轴线b的弯折方向不同，所述中轴线b垂直于或者基本垂直于所述编织线120的延伸方向。例如均在中轴线的右侧，分别偏向右上方及右下方。本实施例中，中空纤维膜110折弯成锯齿结构，相邻的中空纤维膜110之间形成锯齿结构的间隙，介质通过间隙迂回流动，增加流动距离。

参照图2，本实施例中，相邻中空纤维膜110之间通过交叉设置的两根编织线120缠绕连接，使中空纤维膜110之间保持预定的间隙。所述编织线120的延伸方向垂直于或者基本垂直于中轴线。在其他实施例中，中空纤维膜110之间可采用其他方式的编织线120缠绕连接，如单线锁扣式等。

参照图3，本申请实施例二提供的一种中空纤维膜编织垫10，其第一折段112与第二折段114相对于所述中空纤维膜110的中轴线b分别朝不同方向折弯，例如均在中轴线的左侧，分别偏向左上方及左下方。与实施例一不同之处在于，本实施例中第一折段112、第二折段114的折弯方向与实施例一中相反。本实施例中，中空纤维膜110折弯成锯齿结构，相邻的中空纤维膜110之间形成锯齿结构的间隙，介质通过间隙迂回流动，增加流动距离。

参照图4，本申请实施例三提供的一种中空纤维膜编织垫10，其第一折段112相对于所述中空纤维膜110的中轴线均朝同一方向折弯，具体来说，折弯向中轴线的左上方或者右下方，所述第二折段114相对于所述中空纤维膜110的中轴线平行。本实施例中，中空纤维膜110折弯成类似阶梯结构，相邻的中空纤维膜110之间形成类似阶梯结构的间隙，介质通过间隙顺畅流动，增加流动距离，且中空纤维膜110内介质流动顺畅。

参照图5，本申请实施例四提供的一种中空纤维膜编织垫10，其第一折段112相对于所述中空纤维膜110的中轴线均朝同一方向折弯，具体来说折弯向中轴线的右上方或者左下方，所述第二折段114相对于所述中空纤维膜110的中轴线平行。与实施例三不同之处在于，本实施例中第一折段112的折弯方向与实施例三中相反。本实施例中，中空纤维膜110折弯成类似阶梯结构，相邻的中空纤维膜110之间形成类似阶梯结构的间隙，介质通过间隙顺畅流动，增加流动距离，且中空纤维膜110内介质流动顺畅。

参照图6，本申请实施例五提供的一种中空纤维膜编织垫10，其第一折段112相对于所述中空纤维膜110的中轴线交替朝不同方向折弯，具体来说间隔折弯向中轴线的左上方及左下方，或者间隔折弯向中轴线的右上方及右下方，所述第二折段114相对于所述中空纤维膜110的中轴线平行。本实施例中，中空纤维膜110折弯成类似S型结构，相邻的中空纤维膜110之间形成类似S型结构的间隙，介质通过间隙顺畅迂回流动，增加流动距离，且中空纤维膜110内介质流动顺畅。

参照图7，本申请实施例六提供的一种中空纤维膜编织垫10，其第一折段112相对于所述中空纤维膜110的中轴线交替朝不同方向折弯，具体来说间隔折弯向中轴线的右上方及右下方，或者间隔折弯向中轴线的左上方及左下方，所述第二折段114相对于所述中空纤维膜110的中轴线平行。与实施例五不同之处在于，本实施例中第一折段112的折弯方向相对应地与实施例五中相反。本实施例中，中空纤维膜110折弯成类似S型结构，相邻的中空纤维膜110之间形成类似S型结构的间隙，介质通过间隙顺畅迂回流动，增加流动距离，且中空纤维膜110内介质流动顺畅。

参照图2，上述实施例中，所述中空纤维膜110的同一位置通过两根编织线120交叉缠绕设置与相邻的中空纤维膜110连接。换句话说，相邻中空纤维膜110之间通过交叉设置的两根编织线120缠绕连接，使中空纤维膜110之间保持预定的间隙。具体来说，在中空纤维膜110的同一位置，两根编织线120分别从相反方向在该位置缠绕一次，从而使得该根中空纤维膜110被固定绑缚，多根中空纤维膜110通过这种方式实现呈一定间隙的间隔设置，所述间隙可以间距相同，也可以间距不同。在其他实施例中，中空纤维膜110之间可采用其他方式的编织线120缠绕连接，如单线锁扣式等。

进一步的，参照图1-图7，在其中一实施例中，所述编织线120缠绕在所述中空纤维膜110的折弯位置，使中空纤维膜110保持折弯状态，中空纤维膜110之间保持预定的间隙。在其他实施例中，所述编织线120也可缠绕在所述中空纤维膜110的直线部分。

参照图8，在其中一实施例中，第二种中空纤维膜垫20的中空纤维膜210纵向设置，相邻中空纤维膜210之间形成直线型的间隙。此实施例中，编织线220与中空纤维膜210的延伸方向垂直或者呈一定角度。

参照图9，在另一实施例中，第二种中空纤维膜垫20的中空纤维膜210横向设置，相邻中空纤维膜210之间形成直线型的间隙。此实施例中，编织线220与所述中空纤维膜210的延伸方向垂直或者呈一定角度。

为了提高中空纤维膜组件的使用寿命，需在膜组件浇铸前对中空纤维膜110进行整理,因此上述对中空纤维膜110的编织尤为关键，整理后的中空纤维膜编织垫经过卷绕或平铺或其他形式成为膜组件进行封装。

本申请提供一种中空纤维膜组件，包括层叠设置的至少两层中空纤维膜编织垫，其中至少一层的结构选自上述图1-7所示的任意一种中空纤维膜编织垫10。在一个实施例中，另一层中空纤维膜编织垫选自上述图8或图9所示的第二种中空纤维膜垫20。

具体来说，作为示例，在图10、图11中，是由图1所示的中空纤维膜编织垫10与图8所示的第二种中空纤维膜垫20层叠设置而成。如图11所示，制备得到的中空纤维膜组件中，中空纤维膜编织垫10包括多个间隔设置的中空纤维膜110，第二种中空纤维膜垫20包括多个间隔设置的中空纤维膜210，相邻两层的中空纤维膜110与中空纤维膜210彼此隔开形成间隙，避免重叠造成堵塞，液体或气体通过中空纤维膜110之间、中间纤维膜210之间及中空纤维膜110与中空纤维膜210之间的间隙均匀流动。而且在气体与液体混合过程中，气体在中空纤维膜110、中空纤维膜210的管道内流动，液体在中空纤维膜110之间、中间纤维膜210之间及中空纤维膜110与中空纤维膜210之间的间隙均匀流动，呈折弯状设置中空纤维膜110及弯折的间隙，有效延长气体与液体的混合时间，在人工肺领域更是具有价值，防止血浆渗漏，提高组件使用寿命。

在其他实施例中，中空纤维膜组件的另一层中空纤维膜编织垫同样选自上述图1-7所示的实施例一至六中任意一种中空纤维膜编织垫10。相邻上下两层的中空纤维膜编织垫10的中空纤维膜110的折弯方向不同。比如，其中一层采用图1中的中空纤维膜编织垫10，另一层可采用图3-9中任一结构的编织垫。或者其中一层采用图3中的中空纤维膜编织垫10，另一层可采用图1、4-9中任一结构的编织垫。或者其中一层采用图4中的中空纤维膜编织垫10，另一层可采用图1、3、5-9中任一结构的编织垫。或者其中一层采用图5中的中空纤维膜编织垫10，另一层可采用图1、3、4、6-9中任一结构的编织垫。或者其中一层采用图6中的中空纤维膜编织垫10，另一层可采用图1、3、4、5、7-9中任一结构的编织垫。或者其中一层采用图7中的中空纤维膜编织垫10，另一层可采用图1、3-6、8、9中任一结构的编织垫。在其他实施例中，相邻上下两层的中空纤维膜编织垫10的中空纤维膜110的折弯方向相同，例如采用同一种中空纤维膜编织垫10，满足组件相邻层的中空纤维膜110错开设置即可。两层中空纤维膜编织垫10的中空纤维膜110均呈折弯状设置，中空纤维膜组件的相邻层的中空纤维膜110彼此隔开形成间隙，避免重叠造成堵塞，液体或气体通过中空纤维膜110之间的间隙均匀流动；呈折弯状设置中空纤维膜110及弯折的间隙，有效延长气体与液体的混合时间，在人工肺领域更是具有价值，防止血浆渗漏，提高组件使用寿命。

可选地，在其中一实施例中，所述中空纤维膜由聚丙烯、聚乙烯、聚四甲基异戊烯、聚醚砜、聚砜、聚酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或多种混合制成。可选地，所述编织线120由丙纶、涤纶、腈纶、锦纶或棉线制成，编织线120为10D-100D。

参照图1-9，本申请一实施例提供一种中空纤维膜编织垫的制作方法，以中空纤维膜110作为经线，且将中空纤维膜110折弯；以交叉设置的两根编织线120作为纬线进行编织形成编织垫，编织垫相邻中空纤维膜110之间形成弯折的间隙。在其他实施例中，以中空纤维膜110作为纬线，且将中空纤维膜110折弯；以交叉设置的两根编织线120作为经线进行编织形成编织垫，编织垫相邻中空纤维膜110之间形成弯折的间隙。可采用夹具将中空纤维膜110折弯，通过编织机将编织线120交叉编织在中空纤维膜110之间，使中空纤维膜110之间保持预定的间距，从而得到具有折弯结构的中空纤维膜编织垫10。

上述实施例的中空纤维膜编织垫的制作方法，将中空纤维膜110折弯通过编织线120编织成垫，相邻中空纤维膜110之间形成弯折的间隙，采用该中空纤维膜编织垫10制备得到具有多层的中空纤维膜组件，由于中空纤维膜110呈折弯状设置，中空纤维膜组件的相邻层的中空纤维膜110彼此隔开形成间隙，避免重叠造成堵塞，液体或气体通过中空纤维膜110之间、中间纤维膜210之间及中空纤维膜110与中空纤维膜210之间的间隙均匀流动。而且在气体与液体混合过程中，气体在中空纤维膜110、中空纤维膜210的管道内流动，液体在中空纤维膜110之间、中间纤维膜210之间及中空纤维膜110与中空纤维膜210之间的间隙均匀流动，呈折弯状设置中空纤维膜110及弯折的间隙，有效延长气体与液体的混合时间，在人工肺领域更是具有价值，防止血浆渗漏，提高组件使用寿命。

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。