專利名稱：一種可移動雙向流電泳涂料閉路循環(huán)超濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及中空超濾膜分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可移動雙向流電泳涂料
閉路循環(huán)超濾裝置。
背景技術(shù)：
電泳涂料超濾是電泳涂裝生產(chǎn)工藝中一個很重要過程。 一方面，在電泳涂裝工藝過程中，電泳涂料槽液的電導(dǎo)率會發(fā)生變化，隨著溶解性的金屬離子的增加，電導(dǎo)率不斷提高，電泳工藝不能正常使用，需要利用超濾膜分離技術(shù)將高分子涂料及顏料截留，而讓槽液中多余的水及其他雜質(zhì)離子透過、脫除，以延長涂液壽命，提高漆膜的質(zhì)量。另一方面，電泳處理后的涂件也需要進(jìn)行清水沖洗，以去除表面多余的涂料。在沖洗后的清洗液中，電泳涂料的含量可達(dá)1. 0% -1. 5%，如果該清洗液不能循環(huán)使用，將有大量的涂料粒子進(jìn)入廢水之中，造成巨大的損失，另外往往這些廢水帶有很重的顏色和很高的CODcr，需要經(jīng)過復(fù)雜的污水處理，才能達(dá)標(biāo)排放，不然會嚴(yán)重污染環(huán)境。 本電泳涂料超濾裝置是把電泳工藝這兩個需要結(jié)合起來，實現(xiàn)電泳涂料、超濾液、清洗液閉路循環(huán)。(1)利用超濾液對涂裝后的工件進(jìn)行沖洗，收集清洗液，回流到電泳槽液中進(jìn)行重復(fù)使用；(2)根據(jù)電導(dǎo)率和涂料濃度的變化，排放適當(dāng)量的超濾液，補充電泳涂料和去離子水，維護電泳槽液的質(zhì)量；(3)通過電泳涂料超濾循環(huán)，加快電泳槽液的攪動，保證電泳產(chǎn)品的質(zhì)量； 目前應(yīng)用的電泳超濾裝置，大多采用單一的超濾過程，沒有實現(xiàn)閉路循環(huán)，清洗工件的電泳涂料難以回收，另外對超濾裝置設(shè)計也只進(jìn)行簡單的單向錯流過程，而且采用的大多是外壓式的超濾膜組件，電泳涂料在膜組件中流速較慢，膜的透過通量難以穩(wěn)定，使用壽命短。本發(fā)明克服以上問題，提供了一個很好的解決辦法，可以適合種類電泳超濾過程。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)在設(shè)計和應(yīng)用上的不足，提供一種可移動雙向流電泳涂料閉路循環(huán)超濾裝置。 可移動雙向流電泳涂料閉路循環(huán)超濾裝置包括原液進(jìn)口、原液循環(huán)泵、預(yù)處理過濾器、第一自動閥、第二自動閥、第三自動閥、第四自動閥，循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥、循環(huán)回流液出口、超濾液流量調(diào)節(jié)閥、流量計、超濾液循環(huán)槽、沖洗泵、沖洗工件閥門、沖洗超濾膜閥門、工件噴淋頭、電控箱、超濾膜組件、預(yù)處理過濾器壓力表、超濾膜組件進(jìn)口壓力表、反沖洗壓力表、超濾膜組件第一原液端口 、超濾膜組件第二原液端口 、超濾膜組件第一清液出口 、超濾膜組件第二清液出口。電泳涂料由原液循環(huán)泵增壓，經(jīng)預(yù)處理過濾器分別與第一自動閥一端、第三自動閥一端連接，第一自動閥另一端與超濾膜組件第一原液端口、第四自動閥一端連接，第三自動閥另一端與超濾膜組件第二原液端口、第二自動閥一端連接，第二自動閥另一端與第四自動閥另一端、循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥一端連接，超濾膜組件第一清液出口、超濾膜組件第二清液出口連接后經(jīng)超濾液流量調(diào)節(jié)閥、流量計與超濾液循環(huán)槽連接，超濾液循環(huán)槽與沖洗泵連接，沖洗泵出口分別與沖洗工件閥門一端、沖洗超濾膜閥門一端連接，沖洗工件 閥門另一端與工件噴淋頭連接，沖洗超濾膜閥門另一端與超濾膜組件第一清液出口、超濾 膜組件第二清液出口連接口連接。 所述的超濾膜組件內(nèi)裝有中空超濾膜，由膜殼形成封閉整體，中空超濾膜是管狀 結(jié)構(gòu)，在超濾膜壁上密布著大小為< 0. 1微米的微孔。 本實用新型一體化設(shè)計，可移動，結(jié)構(gòu)緊湊、簡潔可靠，自動進(jìn)行雙向流切換，膜通 量維護時間長，分離效率高，超濾出液品質(zhì)好，能耗低。適合于各類電泳涂裝工藝，特別對一 些小型多品種電泳涂裝過程尤其適合。超濾液可以用作工件沖洗，回收電泳涂料，減少廢水 排放，實現(xiàn)閉路循環(huán)，滿足企業(yè)清潔生產(chǎn)需要。 通過對超濾膜材料的不同選擇，本實用新型可用于各種類型的電泳涂料，一次沖 洗就可以在清洗液中，回收電泳涂料90 %以上。

圖1是一種可移動雙向流電泳涂料閉路循環(huán)超濾裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型的內(nèi)壓式超濾膜組件示意圖； 圖3是本實用新型的中空超濾膜絲結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中原液進(jìn)口 1、原液循環(huán)泵2、預(yù)處理過濾器3、第一自動閥4、第二自動閥5、 第三自動閥6、第四自動閥7，循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥8、循環(huán)回流液出口 9、超濾液流量調(diào)節(jié)閥10、 流量計11、超濾液循環(huán)槽12、沖洗泵13、沖洗工件閥門14、沖洗超濾膜閥門15、工件噴淋頭 16、電控箱17、超濾膜組件18、預(yù)處理過濾器壓力表19、超濾膜組件進(jìn)口壓力表20、反沖洗 壓力表21、超濾膜組件第一原液端口 22、超濾膜組件第二原液端口 23、超濾膜組件第一清 液出口 24、超濾膜組件第二清液出口 25、膜殼26、中空超濾膜27、超濾膜壁28。
具體實施方式如圖1所示，可移動雙向流電泳涂料閉路循環(huán)超濾裝置包括原液進(jìn)口 1、原液循環(huán) 泵2、預(yù)處理過濾器3、第一 自動閥4、第二自動閥5、第三自動閥6、第四自動閥7，循環(huán)流量 調(diào)節(jié)閥8、循環(huán)回流液出口 9、超濾液流量調(diào)節(jié)閥10、流量計11、超濾液循環(huán)槽12、沖洗泵 13、沖洗工件閥門14、沖洗超濾膜閥門15、工件噴淋頭16、電控箱17、超濾膜組件18、預(yù)處 理過濾器壓力表19、超濾膜組件進(jìn)口壓力表20、反沖洗壓力表21、超濾膜組件第一原液端 口 22、超濾膜組件第二原液端口 23、超濾膜組件第一清液出口 24、超濾膜組件第二清液出 口 25 ;電泳涂料由原液循環(huán)泵2增壓，經(jīng)預(yù)處理過濾器3分別與第一 自動閥4 一端、第三自 動閥6 —端連接，第一 自動閥4另一端與超濾膜組件第一原液端口 22、第四自動閥7 —端連 接，第三自動閥6另一端與超濾膜組件第二原液端口 23、第二自動閥5 —端連接，第二自動 閥5另一端與第四自動閥7另一端、循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥8 —端連接，超濾膜組件第一清液出口 24、超濾膜組件第二清液出口 25連接后經(jīng)超濾液流量調(diào)節(jié)閥10、流量計11與、超濾液循環(huán) 槽12連接，超濾液循環(huán)槽12與沖洗泵13連接，沖洗泵13出口分別與沖洗工件閥門14 一 端、沖洗超濾膜閥門15—端連接，沖洗工件閥門14另一端與工件噴淋頭16連接，沖洗超濾 膜閥門15另一端與超濾膜組件第一清液出口 24、超濾膜組件第二清液出口 25連接口連接。 如圖2、3所示，超濾膜組件18內(nèi)裝有中空超濾膜27，由膜殼26形成封閉整體，中空超濾膜27是管狀結(jié)構(gòu)，在超濾膜壁28上密布著大小為< 0. 1微米的微孔。 本實用新型的工作過程為 (1)、電泳涂料超濾過程主要是電泳涂料槽液經(jīng)過循環(huán)泵增壓后，先經(jīng)過保安過 濾器進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的過濾精度是50微米左右，再進(jìn)入超濾膜組件。電泳涂料從超濾 膜的一側(cè)進(jìn)入，從另一側(cè)循環(huán)回電泳槽。由于在超濾膜的內(nèi)外壁存在壓力差，水和離子物質(zhì) 可以透過超濾膜，進(jìn)入膜的外側(cè)，而高分子和顏料物質(zhì)被超濾膜截留，循環(huán)回電泳槽。透過 液在超濾液循環(huán)槽中收集。調(diào)節(jié)循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥可以提升或降低超濾膜內(nèi)外側(cè)的壓力差， 提高壓力差可以增加超濾膜的透過量。 一般電泳涂料超濾的跨膜壓力差是在0. 15Mpa以 下，電泳涂料在超濾膜孔內(nèi)的流速是3-4米/秒左右。 為減緩超濾膜組件污染，維護超濾膜組件穩(wěn)定的透過能力，在超濾過程中采用雙 向流互逆的錯流過程，電泳涂料原液在超濾膜中孔內(nèi)的流動方向可定時切換，增壓有效沖 刷，減少弱污染物的沉積，減緩膜透過能力的降低速度。雙向流切換周期可以根據(jù)實際情況 設(shè)定，時間設(shè)定值可在電控箱內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，可設(shè)定每2-3小時切換一次。為實現(xiàn)雙向流自動 切換，通過電控箱的時間繼電器或可編程序控制器，在第一個工作周期內(nèi)，打開第一自動閥 4、第二自動閥5，關(guān)閉第三自動閥6、第四自動閥7，電泳涂料從左向右流動；而在第二個工 作周期內(nèi)，打開第三自動閥6、第四自動閥7，關(guān)閉第一自動閥5、第二自動閥6，電泳涂料從 右向左流動。 (2)、超濾液作為清洗液在電泳工藝中進(jìn)行閉路循環(huán)。收集起來的超濾液經(jīng)過沖洗 泵，對工件進(jìn)行噴淋清洗，清除工件表面殘留的電泳涂料，清洗液流回電泳槽，重新進(jìn)行電 泳處理，從而實現(xiàn)電泳涂料、超濾液、清洗液的閉路循環(huán)。整個過程不產(chǎn)生廢水，電泳涂料得 到回收，省去了用去離子水清洗工件的消耗。 (3)、反沖泵可對超濾膜組件進(jìn)行反沖洗。在超濾機停用期間或超濾膜透過能力明 顯降低時，通過反沖泵對超濾膜進(jìn)行反沖洗，這樣可以較好地清除內(nèi)表面的污染物，恢復(fù)超 濾膜的透過能力。在超濾膜停用期間，這種反沖洗可以清除膜內(nèi)表面電泳涂料的沉積，保證 超濾膜在下次使用時保持原有的透過能力。 一般反沖洗的壓力控制在0. 20Mpa以下，反沖 洗的時間可以在3-5分鐘左右。 (4)、超濾液的排放。為了凈化電泳槽液，需要適時排放部分有害離子和水，可以通 過反沖泵外排部分超濾液形式進(jìn)行，從而控制電泳涂料槽液的正常電導(dǎo)率在2. 5-3. Oms/cm 之間。 本實用新型的設(shè)計參數(shù)的確定 (1)、原液循環(huán)泵和預(yù)處理過濾器技術(shù)指標(biāo)的選擇。 原液循環(huán)泵的流量應(yīng)該根據(jù)超濾透過液的需要量來估算， 一定按透過量的10倍 來進(jìn)行計算，泵的揚程一般選定為20米以下，材質(zhì)要求有一定的防腐能力。 預(yù)處理過濾器可以選擇袋式過濾器和不銹鋼網(wǎng)式過濾器，過濾精度在50微米，約 80-150目左右。流量同泵的流量相當(dāng)，材質(zhì)要求有一定的防腐能力。 (2)、超濾膜組件的選擇要根據(jù)電泳涂料的性能，陽極電泳使用的陰離子電泳涂 料，陰極電泳使用的是陽離子電泳涂料。如果超濾膜材質(zhì)對陰陽離子電泳涂料敏感，在選擇 時，為保證超濾膜組件的使用壽命，陰離子電泳涂應(yīng)該選用帶負(fù)電荷的超濾膜材料，陽離子 電泳涂料應(yīng)選擇帶正電荷的超濾膜材料。由于電泳涂料在中孔流速較快，還有流向的切換和反沖洗，超濾膜的材質(zhì)要求有一定的強度和抗污染能力。 膜組件過濾精度和規(guī)格型號的選擇。超濾膜的工作形成是內(nèi)壓式，過濾精度在0. 1
微米以下。電泳涂料透過量設(shè)計一般選擇為純水透過量的10%。例如，一支UF4040的超濾
膜，在0. 1Mpa壓力下，25t:時純水的透過量是1000L/小時，設(shè)計電泳涂料超濾透過量約為
100L/H。膜組件型號大小和膜組件支數(shù)，根據(jù)透過液的需要量進(jìn)行計算。 —般超濾膜，過濾精度在O. 1微米以下，都可以截留涂料高分子和顏料，超濾液中
固體含量小于0. 3%可以滿足工件沖洗的要求。如果涂料是低分子樹脂，如三聚氰酰胺樹
脂，則膜組件需要選用納濾或反透過膜。 (3)、幾個計算沖洗工件需求超濾液量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 電泳涂料固體含量CB為10-18% ; 超濾液固體含量CP為0. 3% 沖洗后的超濾液固體含量CK為1. 0-1. 5% ; 沖洗工作電泳涂料帶出量P (mL/dm2)根據(jù)實際情況判定，垂直懸掛工件和水平工 件數(shù)量變化很大，可查一些資料得出或者實驗求證。 沖洗工件超濾液用液量D (mL/min) 比值D/P(P為單位時間內(nèi)工件表面帶出電泳涂料量)可以決定電泳涂料理論回收 率n/%。 一般情況D/P比值在5倍左右，電泳涂料回收率可在80%以上，D/P比在10倍 左右，電泳涂料回收率可在90%以上。
權(quán)利要求一種可移動雙向流電泳涂料閉路循環(huán)超濾裝置，其特征在于包括原液進(jìn)口(1)、原液循環(huán)泵(2)、預(yù)處理過濾器(3)、第一自動閥(4)、第二自動閥(5)、第三自動閥(6)、第四自動閥(7)，循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥(8)、循環(huán)回流液出口(9)、超濾液流量調(diào)節(jié)閥(10)、流量計(11)、超濾液循環(huán)槽(12)、沖洗泵(13)、沖洗工件閥門(14)、沖洗超濾膜閥門(15)、工件噴淋頭(16)、電控箱(17)、超濾膜組件(18)、預(yù)處理過濾器壓力表(19)、超濾膜組件進(jìn)口壓力表(20)、反沖洗壓力表(21)、超濾膜組件第一原液端口(22)、超濾膜組件第二原液端口(23)、超濾膜組件第一清液出口(24)、超濾膜組件第二清液出口(25)；原液循環(huán)泵(2)經(jīng)預(yù)處理過濾器(3)分別與第一自動閥(4)一端、第三自動閥(6)一端連接，第一自動閥(4)另一端與超濾膜組件第一原液端口(22)、第四自動閥(7)一端連接，第三自動閥(6)另一端與超濾膜組件第二原液端口(23)、第二自動閥(5)一端連接，第二自動閥(5)另一端與第四自動閥(7)另一端、循環(huán)流量調(diào)節(jié)閥(8)一端連接，超濾膜組件第一清液出口(24)、超濾膜組件第二清液出口(25)連接后經(jīng)超濾液流量調(diào)節(jié)閥(10)、流量計(11)與超濾液循環(huán)槽(12)連接，超濾液循環(huán)槽(12)與沖洗泵(13)連接，沖洗泵(13)出口分別與沖洗工件閥門(14)一端、沖洗超濾膜閥門(15)一端連接，沖洗工件閥門(14)另一端與工件噴淋頭(16)連接，沖洗超濾膜閥門(15)另一端與超濾膜組件第一清液出口(24)、超濾膜組件第二清液出口(25)連接口連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可移動雙向流電泳涂料閉路循環(huán)超濾裝置，其特征在于所述的超濾膜組件(18)內(nèi)裝有中空超濾膜(27)，由膜殼(26)形成封閉整體，中空超濾膜(27)是管狀結(jié)構(gòu)，在超濾膜壁(28)上密布著大小為< 0. 1微米的微孔。
專利摘要本實用新型公開了一種可移動雙向流電泳涂料閉路循環(huán)超濾裝置。它利用中空超濾膜高效分離特點，采用內(nèi)壓式、雙向切換錯流過濾的形式，將電泳涂料中部分水、離子和有機溶劑從電泳涂料中分離出來。分離出來的超濾液用于涂裝工件的表面清洗，回收工件在電泳過程中帶出的電泳涂料，實現(xiàn)電泳涂料、超濾液、清洗液的閉路循環(huán)。為保證超濾膜穩(wěn)定的透過量，中空超濾膜組件采用內(nèi)壓式結(jié)構(gòu)，一方面，通過變換電泳涂料在中空超濾膜中流動方向，依靠互逆的錯流過程清除膜表面的沉淀物和污染物；另一方面，用超濾液對超濾膜進(jìn)行反沖洗，進(jìn)一步清洗超濾膜，恢復(fù)膜的透過能力。本裝置結(jié)構(gòu)簡便、分離效率高，使用壽命長，降低成本，減少廢水排放，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
文檔編號B01D61/22GK201470315SQ20092019277
公開日2010年5月19日 申請日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者施敏敏, 胡菊祥, 陳紅征 申請人:胡菊祥;浙江大學(xué)