[其他]由一個多孔芯子、樹脂管板和自鎖式螺旋卷繞空心纖維卷組成的組件

無效

• 申請號: 86103358
• 申請日: 1986-05-15
• 公開（公告）號: CN86103358A
• 公開（公告）日: 1986-12-24
• 發明（設計）人: 帕特里希亞·A·西伯斯
• 申請（專利權）人: 陶氏化學公司
• 主分類號: B65H81/06
• 分類號: B65H81/06;B01D13/01
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 孫蜀宗

本申請書中要求權利的發明是在執行美國政府合同№14-34-0001-0501（OWRT）過程中作出的。

美國專利4，080，296公開一種空心纖維滲透器裝置，它能單獨地每天生產250，000加侖處理水。該裝置包括選擇性滲透的空心纖維段的一個加長的有序卷，此空心纖維段穿過一個中心的壓力平衡的管板并環繞著包含一個同軸布置的滲透水出流導管的一個貫穿的進水管制成，此出流導管經過徑向布置的錯流管與管板中的滲透水集流孔相連。所得到的組件封閉在一個長絲卷繞的殼體里，此殼體僅被從其兩端伸出的管子所打斷。空心纖維卷的端部封裝在樹脂壁件里，此壁件不起管板的作用，但用來把纖維卷鎖定在芯子上并在纖維卷每端處的纖維段部分之間保持徑向間隙。諸如纖維卷繞之類的手段可用來束縛纖維卷和/或改善進水在纖維段之間流動的均勻性。

上述類型的裝置，即所謂“量子模件”，構成滲透器技術中的明顯進展，但是如果端部樹脂壁件-“封閉端‘管板’”-能夠省卻則更好些。這就是說，封裝在端部壁件中的纖維卷部分是非生產性的，但是如果它們不這樣封裝則可用于滲透。不過，在沒有這種壁件或技術等價的束縛手段時，就不大清楚如何去實現必要的鎖定和留間隔了。

在空心纖維段的大直徑卷的螺旋卷繞-一種否則會很吸引人的制作纖維卷的方法-中遇到的一個問題是，在靠近卷端處形成凸起或“隆起”。這就是說，當卷繞方向在形成中的卷的端部改變時，作為換向的結果，組件取啞鈴形，通常稱為“狗骨頭”形。這種形狀妨礙殼體壁與纖維卷的直徑較小部分之間的空間的有效利用，并且還增加了流動分布的問題。

當位于卷繞每端纖維換向處之下的芯子部分直徑不恒定時，狗骨頭形問題被加劇，即使直徑變化不突然，即在若干英寸的芯子段上均勻分布時也是如此。

一種“避免”狗骨頭問題的已知方法是，把纖維卷做得較長并在端部凸起的內側形成壁件，然后切掉每個壁件的足夠部分以便把它變成管板，凸起的纖維卷部分也同時被切掉;這當然是十分浪費的。另一種方法是不讓纖維（單紗、束、粗紗或帶）在換向處繞過芯子（真正的螺旋卷繞），而是通過在結構的每端在分離的長絲上以這樣的方式沿圓周卷繞，即在換向時纖維段繞著這些長絲起圈，以較小的卷繞角近似螺旋卷繞;結果得到某些，但大為減小的狗骨頭形。由于能夠利用螺旋卷繞而不求助于端部捆扎，對于狗骨頭形纖維卷來說纖維消耗或固定是非常合乎要求的。

繞制大纖維卷中的另一個問題（當纖維浸濕時此問題特別嚴重）是纖維卷的滑動和塌陷，即纖維卷不穩定性。通過在芯子端部包括突然減小的直徑及在這樣提供的環形“肩部”或“階梯”上并超過它卷繞，可以固定小直徑的纖維卷。然而這不足以使大直徑纖維卷穩定。

就本發明人所知，先有技術并未提出大直徑螺旋卷繞纖維卷可以簡單地通過變換在繞軸旋轉的芯子上繞制螺旋卷時所涉及的參數來實現穩定和自鎖。然而，即使這樣做了，依然存在著這些參數是否仍被保持在約束范圍內的問題，這些約束是當纖維是比較脆的空心纖維而制成的纖維卷必須在滲透分離裝置中有效工作時所強加的。

本發明的主要目的在于提供一種組件，它可以用于滲透器并包括一個多孔芯子，一個壓力平衡的管板和一個穩定的大直徑螺旋卷繞的空心纖維卷，此纖維卷自鎖在芯子上并具有帶圓形端部的圓柱形壓力容器的一般形狀。

一個必然結果的目的在于省卻用來束縛纖維卷端部和在纖維卷內保持均勻的纖維間隔的單獨的手段。

另一個目的在于避免纖維和封裝材料的浪費。

另一個目的在于最大限度利用纖維卷本身。

一個附加的目的在于提供一種上述類型的組件，其中穿過纖維卷（纖維之間）的流動本來就是比較均勻的。

此外，一個目的在于充分利用“從外向內”進水流動的優點。

圖1是本發明的一個組件的理想化透視圖，此組件僅包括一個空心芯子，一個可滲透空心纖維段的螺旋卷繞卷和一個布置在中間的環形樹脂壁件，此壁件可通過鉆孔、切削等變成一個管板。確定纖維卷表面層的一部分交織的纖維被放大畫出。

圖2以取于包括芯子軸線的平面中的截短的豎直剖面畫出一個滲透器。芯子-管板-纖維卷內組件的兩個重要特征在于（1）在纖維卷端沒有壁件（封閉端“管板”），（2）纖維卷是螺旋卷繞卷，它被編成四個“組織”，每個組織都由許多用本發明的方法制成的“纖維層”組成。該組件已由基本上與圖1所示相同的本發明之一衍生出來，但在芯子中包括一個進水進口接頭、一個中心錯流塊、一個滲透水出流管和一個同軸的鹽水出流接頭。圖2中僅畫出組成纖維卷的右上部分的那些纖維層部分。纖維卷右上部分的放大圖示于圖2A。