阅读说明：本技术 一种过滤用平板陶瓷膜的封装套件 (packaging kit for flat ceramic membrane for filtration ) 是由 王夏 郭庆 王文川 聂菲 于 2019-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种过滤用平板陶瓷膜的封装套件,包括过滤膜片、密封外板、密封内板和密封环；所述密封环安装在所述密封外板和密封内板的组合结构之间,并穿套安装在所述过滤膜片两端表面,且所述过滤膜片外壁与所述密封外板和所述密封内板存在间隙。本发明提供了一种过滤用平板陶瓷膜的封装组件,能满足温度变化引发的部件线膨胀需求,不损伤过滤膜片,并保持良好的稳定和密封性。(The invention discloses a packaging kit of a flat ceramic membrane for filtration, which comprises a filtration membrane, a sealing outer plate, a sealing inner plate and a sealing ring, wherein the filtration membrane is arranged on the outer plate; the sealing rings are arranged between the combined structures of the sealing outer plate and the sealing inner plate, and are sleeved on the surfaces of two ends of the filtering membrane, and gaps exist between the outer wall of the filtering membrane and the sealing outer plate and between the outer wall of the filtering membrane and the sealing inner plate. The invention provides a packaging component of a flat ceramic membrane for filtration, which can meet the requirement of linear expansion of a component caused by temperature change, does not damage a filter membrane and keeps good stability and sealing property.)

一种过滤用平板陶瓷膜的封装套件

技术领域

本发明涉及水污染治理技术领域，尤其涉及一种过滤用平板陶瓷膜的封装组件。

背景技术

膜过滤是一种分离高效，产品水质优良的一种过滤手段，其分离对象可覆盖毫米颗粒、微米颗粒，甚至纳米颗粒及离子之间的分离。平板中空式陶瓷膜是膜过滤行业中的一支新军，其在过滤过程中，溶剂中的污染物，如悬浮颗粒、胶体粒子、细菌等被膜层截留在外表面，溶剂分子则透过膜层，通过膜内中空流道形成产水。

目前，由于行业生产发展限制，对于中空流道内产水一般采用集水槽形式进行收集。该集水槽多为单片或多片组装结构，为了保证膜片内净化料液与外界待处理料液的空间分隔，一般都采用灌封胶的形式对膜片进行密封。如专利（公告号CN105709603B）公开了一种大尺寸平板陶瓷膜过滤元件的灌胶密封工艺，首先通过精密切割机或磨床对大尺寸平板陶瓷膜本体进行断面加工，然后通过人工插接、灌胶机灌胶对大尺寸平板陶瓷膜与集水槽进行胶装密封过程，最后经干燥固化过程，得到大尺寸平板陶瓷膜过滤元件。

然而，一般平板陶瓷膜为无机氧化物材料，封装灌封胶多采用其他形式的材料，如有机密封胶、无机粘合剂等，而外部集水槽又多采用另一种材料，比如铝板等。在浇注工艺中，为了满足粘合密封要求，多在室温或恒温下操作。这些封装时的温度条件与平板陶瓷膜实际的使用温度条件多存在较明显的差异。而每种材料具备不同的物理性质，尤其是热膨胀性质。因此在使用温度与浇注时温度差异较大，不同材料之间会出现膨胀受限或收缩受力，导致平板陶瓷膜发生破损。

再者，目前大部分的集水槽为了满足单片平板陶瓷膜封装要求，尽量在设计尺寸中会紧贴平板陶瓷膜的最大尺寸进行设计。而为了更好的完成过滤后清净液的收集，多设计为单一出水口。该单一出水口过水流道尺寸因集水槽设计需要，通常较小，远小于平板陶瓷膜中空流道总过流面积。因此导致此类封装结构膜元件设计出水量无法达到平板陶瓷膜膜面透水量，成为膜元件的限制瓶颈。

发明内容

本发明为克服现有技术存在的问题，提供一种过滤用平板陶瓷膜的封装组件，能满足温度变化引发的部件线膨胀需求，不损伤过滤膜片，并保持良好的稳定和密封性。

本发明采用的技术方案是：

一种过滤用平板陶瓷膜的封装套件，包括过滤膜片、密封外板、密封内板和密封环；所述密封环安装在所述密封外板和密封内板的组合结构之间，并穿套安装在所述过滤膜片表面，且所述过滤膜片外壁与所述密封外板和所述密封内板存在间隙。

进一步地，所述密封外板，具有两端贯通的外板中空腔；

所述密封内板，具有两端贯通的内板中空腔，与所述外板中空腔对应，所述内板中空腔具有尺寸不同的宽端和窄端，所述宽端朝向所述密封外板且尺寸大于所述外板中空腔的邻近一端尺寸；

所述密封环，安装所述宽端处；

所述过滤膜片穿过所述外板中空腔和所述内板中空腔，其表面与所述密封环内侧接触，并与所述外板中空腔和所述窄端存在间隙。

进一步地，所述密封外板，具有两端贯通的外板中空腔；

所述密封内板，具有两端贯通的内板中空腔，与所述外板中空腔对应，所述内板中空腔具有尺寸不同的宽端和窄端，所述宽端朝向所述密封外板且尺寸大于所述外板中空腔的邻近一端尺寸；

所述密封环，安装在所述密封外板和密封内板之间，其内侧位于所述宽端处；

所述过滤膜片穿过所述外板中空腔和所述内板中空腔，其表面与所述密封环内侧接触，并与所述外板中空腔和所述窄端存在间隙。

进一步地，所述外板中空腔与所述过滤膜片的间隙为0.5mm~1mm。

进一步地，所述窄端与所述过滤膜片的间隙为0.5mm~1mm。

进一步地，所述内板中空腔呈四棱台状。

进一步地，所述密封内板上的内板中空腔设置为1个或者多个，所述外板中空腔与所述内板中空腔设置。

进一步地，所述密封外板为具有1个或者多个外板中空腔的整板。

进一步地，所述密封外板为具有1个外板中空腔的多块板。

进一步地，所述密封外板和密封内板采用贯通式或者非贯通式连接。

本发明的有益效果是：

（1）本发明为解决现有技术中存在的采用胶装封装时存在的缺陷，涉及了一种新的封装结构，由过滤膜片、密封外板、密封内板和密封圈组成。过滤膜片从密封外板、密封内板和密封环构成的组合体中穿过，过滤膜片外表面与密封环膨胀变形的环内侧紧密贴合接触，且与密封外板和密封内板存在间隙。采用此种结构固定过滤膜片时，在过滤高温高于封装温度时，密封外板和密封内板发生膨胀，其线膨胀系数相对于宏观尺寸较小，仍然不会接触过滤膜片，即不会挤压过滤膜片。密封环因为具有一定的弹性模量，在密封外板和密封内板膨胀时，其变形率发生变化，该变形条件下的挤压强度小于过滤膜片的耐受强度，因此不会导致过滤膜片的损害。

（2）本发明中，为了增加密封圈的夹持固定效果，对内板中空腔的形状进行设计，形成具有宽端和窄端的结构，比如四棱台状。利用逐渐收缩的内板中空腔反作用于密封圈，增加了夹持力。

（3）本发明中，采用过滤膜片、密封外板、密封内板和密封圈组成封装结构后，过滤膜片端部外漏，可直接作为清液出口，无过流限流，不会限制膜元件的发展。

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，下面将对实施例或有现技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中，封装套件的三维结构示意图。

图2为本发明实施例2中，封装套件的俯视图。

图3为本发明实施例2中，封装套件的正视图

图4为本发明实施例2中，封装套件的分解结构示意图。

图5为图2中A-A向剖视结构示意图。

图6为图5中B处局部放大结构示意图。

图7为本发明实施例3中，封装套件的结构示意图。

图8为本发明实施例4中，封装套件的结构示意图。

图9为本发明实施例5中，封装套件的结构示意图。

图10为本发明实施例5中，沿过滤膜片宽度方向，封装套件的剖视结构示意图。

图11为图10中C处局部放大结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。

下面结合附图对本发明/发明的实施例进行详细说明。

实施例1

本实施方式中，一种过滤用平板陶瓷膜的封装套件，如附图1所示，包括无机材质的过滤膜片1、金属材质的密封外板2、金属材质的密封内板3和橡胶材质的密封环4，过滤膜片1两端采用相同的封装结构。密封环4装夹固定在密封外板2和密封内板3之间。过滤膜片1从密封外板2、密封内板3和密封环4构成的组合体中穿过，过滤膜片1外表面与密封环4膨胀变形的环内侧紧密贴合接触，且与密封外板2和密封内板3存在间隙。采用此种结构固定过滤膜片1时，在过滤高温高于封装温度时，密封外板2和密封内板3发生膨胀，其线膨胀系数相对于宏观尺寸较小，仍然不会接触过滤膜片1，即不会挤压过滤膜片1。密封环4因为具有一定的弹性模量，在密封外板2和密封内板3膨胀时，其变形率发生变化，该变形条件下的挤压强度小于过滤膜片1的耐受强度，因此不会导致过滤膜片1的损害。

实施例2

本实施方式中，一种过滤用平板陶瓷膜的封装套件，如附图2~4所示，包括无机材质的过滤膜片1、金属材质的密封外板2、金属材质的密封内板3和橡胶材质的密封环4，过滤膜片1两端采用相同的封装结构。密封环4装夹固定在密封外板2和密封内板3之间。过滤膜片1从密封外板2、密封内板3和密封环4构成的组合体中穿过，过滤膜片1外表面与密封环4膨胀变形的环内侧紧密贴合接触，且与密封外板2和密封内板3存在间隙。采用此种结构固定过滤膜片1时，在过滤高温高于封装温度时，密封外板2和密封内板3发生膨胀，其线膨胀系数相对于宏观尺寸较小，仍然不会接触过滤膜片1，即不会挤压过滤膜片1。密封环4因为具有一定的弹性模量，在密封外板2和密封内板3膨胀时，其变形率发生变化，该变形条件下的挤压强度小于过滤膜片1的耐受强度，因此不会导致过滤膜片1的损害。

具体的，过滤膜片1，采用挤压成型，具有若干内部中空通道。过滤膜片1的厚度一般较其宽度相对极小，一般的其厚度仅为其宽度的0.1倍以下，因此被称为平板式膜。每个中空流道之间有一定厚度的陶瓷板作为流道分隔，其外壁也具备一定的厚度，使平板陶瓷膜成为一张完整的板型结构。

密封外板2，由具有一定厚度的铁板加工而成，其表面开设有一个长方体型的外板中空腔21，过滤膜片1沿外板中空腔21轴向中心方向穿过外板空腔21，且外板中空腔21与过滤膜片1外周表面存在间隙，间隙大小0.5mm~1mm。在外板中空腔21外周的密封外板2上开设多个贯通的外螺栓孔22。

密封内板3，由具有一定厚度的铁板加工而成，其表面开设有一个四棱台状的中空腔31，过滤膜片1沿内板中空腔31轴向中心方向穿过空腔31。内板中空腔31具有宽端311和窄端312，即内板中空腔31两端出口位置。宽端311的尺寸大于窄端311的尺寸和外板中空腔21的尺寸。窄端311与过滤膜片1外周表面存在间隙，间隙大小0.5mm~1mm。在内板中空腔31的宽端311外周的密封内板3上开设有多个非贯通的内螺栓孔32，与外螺栓孔22一一对应配合。

密封环4，由具有一定厚度的丁腈橡胶加工而成，设置在密封外板2和密封内板3之间，过滤膜片1穿过密封环4并与密封环4接触，并由螺栓5穿过外螺栓孔22和密封环4，与内螺栓孔32螺纹连接，实现密封环4固定。在密封外板2、密封内板3和螺栓5配合夹紧的过程中，密封环4内侧部分会沿着密封外板2和密封内板3板面向过滤膜片1方向变形延伸。同时，在密封外板2、密封内板3的外板中空腔21和内板中空腔31处，由于其与过滤膜片1表面存在间隙，密封环4向该间隙内膨胀变形，增加了与过滤膜片1的接触面积和夹持力，以及良好的密封性，形成静态受力密封，如附图5和6所示。另一方面，在内板中空腔31处，由于外板中空腔21的尺寸小于宽端311，密封环4会向窄端312方向继续膨胀变形，内板中空腔31的侧壁呈倾斜状态，膨胀变形则会受到限制，并有内板中空腔31侧壁反向作用于膨胀变形的密封环4，增加了其对过滤膜片1的夹持力。当螺栓5安装到位后，形成完整的封装套件。

该封装套件完成后，将密封外板2和密封内板3外的区域隔离，形成待过滤液和清液的分离。封装完成后，过滤膜片1的端部外露，膜内中空流道即是过滤清静液的产水流道，端部即为出水口，无过流限流。

实施例3

本实施方式中，一种过滤用平板陶瓷膜的封装套件，如附图7所示，包括无机材质的过滤膜片1、硬质塑料材质的密封外板2、硬质塑料材质的密封内板3和橡胶材质的密封环4，过滤膜片1两端采用相同的封装结构。密封环4装夹固定在密封外板2和密封内板3之间。过滤膜片1从密封外板2、密封内板3和密封环4构成的组合体中穿过，过滤膜片1外表面与密封环4膨胀变形的环内侧紧密贴合接触，且与密封外板2和密封内板3存在间隙。采用此种结构固定过滤膜片1时，在过滤高温高于封装温度时，密封外板2和密封内板3发生膨胀，其线膨胀系数相对于宏观尺寸较小，仍然不会接触过滤膜片1，即不会挤压过滤膜片1。密封环4因为具有一定的弹性模量，在密封外板2和密封内板3膨胀时，其变形率发生变化，该变形条件下的挤压强度小于过滤膜片1的耐受强度，因此不会导致过滤膜片1的损害。

具体的，密封外板2，由具有一定厚度的亚克力板加工而成，其表面开设有两个长方体型的外板中空腔21，两片过滤膜片1分别沿外板中空腔21轴向中心方向穿过外板空腔21，且外板中空腔21与过滤膜片1外周表面存在间隙，间隙大小0.5mm~1mm。在每个外板中空腔21外周的密封外板2上开设多个贯通的外螺栓孔22。

密封内板3，由具有一定厚度的亚克力板加工而成，其表面开设有两个四棱台状的中空腔31，与密封外板2上的外板中空腔21一一对应。两片过滤膜片1分别沿内板中空腔31轴向中心方向穿过空腔31。内板中空腔31具有宽端311和窄端312，即内板中空腔31两端出口位置。宽端311的尺寸大于窄端311的尺寸和外板中空腔21的尺寸。窄端311与过滤膜片1外周表面存在间隙，间隙大小0.5mm~1mm。在内板中空腔31的宽端311外周的密封内板3上开设有多个非贯通的内螺栓孔32，与外螺栓孔22一一对应配合。

密封环4，由具有一定厚度的硫化橡胶加工而成，设置在密封外板2和密封内板3之间，过滤膜片1穿过密封环4并与密封环4接触，并由螺栓5穿过外螺栓孔22和密封环4，与内螺栓孔32螺纹连接，实现密封环4固定。

本实施方式中，密封外板2和密封内板3均为一块完整的板，并在其上对应开设了外板中空腔21和内板中空腔31。

实施例4

本实施方式中，一种过滤用平板陶瓷膜的封装套件，如附图8所示，包括无机材质的过滤膜片1、硬质塑料材质的密封外板2、金属材质的密封内板3和橡胶材质的密封环4，过滤膜片1两端采用相同的封装结构。密封环4装夹固定在密封外板2和密封内板3之间。过滤膜片1从密封外板2、密封内板3和密封环4构成的组合体中穿过，过滤膜片1外表面与密封环4膨胀变形的环内侧紧密贴合接触，且与密封外板2和密封内板3存在间隙。采用此种结构固定过滤膜片1时，在过滤高温高于封装温度时，密封外板2和密封内板3发生膨胀，其线膨胀系数相对于宏观尺寸较小，仍然不会接触过滤膜片1，即不会挤压过滤膜片1。密封环4因为具有一定的弹性模量，在密封外板2和密封内板3膨胀时，其变形率发生变化，该变形条件下的挤压强度小于过滤膜片1的耐受强度，因此不会导致过滤膜片1的损害。

具体的，密封外板2，由具有一定厚度的亚克力板加工而成，其表面开设有一个长方体型的外板中空腔21，两片过滤膜片1分别沿外板中空腔21轴向中心方向穿过外板空腔21，且外板中空腔21与过滤膜片1外周表面存在间隙，间隙大小0.5mm~1mm。在每个外板中空腔21外周的密封外板2上开设多个贯通的外螺栓孔22。

密封内板3，由具有一定厚度的铁板加工而成，其表面开设有三个四棱台状的中空腔31，三片过滤膜片1分别沿内板中空腔31轴向中心方向穿过空腔31。内板中空腔31具有宽端311和窄端312，即内板中空腔31两端出口位置。宽端311的尺寸大于窄端311的尺寸和外板中空腔21的尺寸。窄端311与过滤膜片1外周表面存在间隙，间隙大小0.5mm~1mm。在内板中空腔31的宽端311外周的密封内板3上开设有多个贯通的内螺栓孔32，与外螺栓孔22一一对应配合。

密封环4，由具有一定厚度的硅橡胶加工而成，设置在密封外板2和密封内板3之间，过滤膜片1穿过密封环4并与密封环4接触，并由螺栓5穿过外螺栓孔22、密封环4和内螺栓孔32并安装螺母，实现密封环4固定。

本实施方式中，密封内板3为一块完整的板，密封外板2多独立的多块板，利于逐一进行过滤膜片1的安装。

实施例5

本实施方式中，一种过滤用平板陶瓷膜的封装套件，如附图9所示，包括无机材质的过滤膜片1、金属材质的密封外板2、金属材质的密封内板3和橡胶材质的密封环4，过滤膜片1两端采用相同的封装结构。密封环4装夹固定在密封外板2和密封内板3之间。过滤膜片1从密封外板2、密封内板3和密封环4构成的组合体中穿过，过滤膜片1外表面与密封环4膨胀变形的环内侧紧密贴合接触，且与密封外板2和密封内板3存在间隙。

密封外板2，由具有一定厚度的铁板加工而成，其表面开设有一个长方体型的外板中空腔21，过滤膜片1沿外板中空腔21轴向中心方向穿过外板空腔21，且外板中空腔21与过滤膜片1外周表面存在间隙，间隙大小0.5mm~1mm。在外板中空腔21外周的密封外板2上开设多个贯通的外螺栓孔22。

密封内板3，由具有一定厚度的铁板加工而成，其表面开设有一个四棱台状的中空腔31，过滤膜片1沿内板中空腔31轴向中心方向穿过空腔31。内板中空腔31具有宽端311和窄端312，即内板中空腔31两端出口位置。宽端311的尺寸大于窄端311的尺寸和外板中空腔21的尺寸。窄端311与过滤膜片1外周表面存在间隙，间隙大小0.5mm~1mm。在内板中空腔31的宽端311外周的密封内板3上开设有多个非贯通的内螺栓孔32，与外螺栓孔22一一对应配合。

密封环4，由具有一定厚度的顺丁橡胶加工而成，横截面呈圆形、方形或者梯形等，设置在密封内板3的宽端311处。过滤膜片1穿过密封环4内侧与密封环4接触。螺栓5穿过外螺栓孔22与内螺栓孔32螺纹连接，实现密封环4夹紧，如附图10和11所示。在密封外板2、密封内板3和螺栓5配合夹紧的过程中，由于外板中空腔21的尺寸小于宽端311，密封环4会向窄端312方向膨胀变形，增加了与过滤膜片1的接触面积。同时，内板中空腔31的侧壁呈倾斜状态，膨胀变形则会受到限制，并有内板中空腔31侧壁反向作用于膨胀变形的密封环4，增加了其对过滤膜片1的夹持力。当螺栓5安装到位后，形成完整的封装套件。