Многоядерная канальная фильера для прядения половолоконных мембран

10. Подробности сотрудничества и технические результаты:

В 2017 году компания LSJ Filter Technology, специализирующаяся на исследованиях и разработках мембран, запустила проект по разработке высокопроизводительных многоканальных композитных мембран, призванных преодолеть ограничения по потоку и массопереносу, присущие традиционным одноканальным полым волокнам. Заказчик планировал использовать технологию многоядерного прядения (Multi-core Spinning) для создания нескольких равномерно распределенных каналов направления потока в одном волокне, формируя структуру «одна оболочка, несколько ядер». Такая архитектура значительно увеличивает удельную площадь поверхности, снижает сопротивление фильтрации и улучшает гидравлический транспорт, что делает её пригодной для использования в условиях высокой нагрузки, склонных к загрязнению, при очистке воды и восстановлении окружающей среды.

Многоядерная фильера Trustech обеспечивает протекание полимерного раствора по внешнему слою фильеры, в то время как порообразующая жидкость (агент-порообразователь) подается через множество точно расположенных микроотверстий внутри фильеры, образуя особое полое волокно с несколькими параллельными внутренними каналами в одной нитке. Ключевой задачей многоядерной фильеры Trustech было обеспечение структурной однородности и стабильности характеристик готовых волокон. Для этого требуется, чтобы каждое отверстие для подачи жидкости внутри фильеры имело высокую степень согласованности по размеру, геометрии и характеристикам внутреннего тракта потока. Даже незначительные отклонения могут привести к неравномерной скорости потока жидкости, что приводит к образованию нерегулярных многоканальных структур и отрицательно сказывается на точности разделения и механической прочности.

I. Прорыв в области многожильно-фильерных технологий: равномерное распределение жидкости в стволе и структурная оптимизация

● Многожильная конструкция распределения: многожильная фильера Trustech использует поток пасты через внешний слой с многоканальным распределением жидкости, поддерживая конфигурации с 3, 4, 5 и 7 канавками. Использование конического направляющего устройства и разделителя поперечного потока обеспечивает одинаковый размер отверстий и контролирует колебания распределения жидкости в отверстиях до <3%, что гарантирует структурную однородность волокна.

● Прецизионный контроль отверстий: благодаря допуску апертуры ±0,002 мм и концентричности сборки 0,005 мм, изменение диаметра отверстия удерживается в пределах 0,004 мм; изменение толщины стенки волокна составляет <5%, что значительно улучшает однородность потока и эффективность разделения.

● Совместимость с NIPS: Специально разработанные ступенчатые направляющие поток структуры регулируют скорость диффузии буровой жидкости и полимерной пасты в коагуляционной ванне, избегая локально плотных или рыхлых областей в волокне и улучшая равномерность распределения пор.

II. Оптимизация процесса NIPS: управление фазовым разделением и повышение производительности волокна

● Быстрая настройка фазового разделения: противонабухающая структура в многожильном фильере регулирует скорость обмена между жидкостью в стволе и коагуляционной ванной (например, смесью воды/DMAC), образуя однородный композит из пальцеобразных и губчатых пор, увеличивая прочность на сжатие и стабилизируя поток (колебание <5%).

● Оптимизация гидрофильности: равномерное распределение жидкости в стволе скважины обеспечивает постоянную гидрофильность поверхности; падает угол контакта с водой и поток чистой воды становится высоким, а противообрастающие свойства значительно улучшаются.

● Надежность материала: фильера из нержавеющей стали имеет поверхностную закалку для повышения коррозионной стойкости и подходит для длительного использования с растворителями NIPS, такими как DMAC.

III. Гибкие многоядерные конфигурации и повышение эффективности производства

● Гибкие варианты количества сердечников: Trustech может настраивать конструкции с количеством сердечников от 3 до 7, что позволяет заказчикам выбирать количество сердечников, подходящее для конкретных сценариев очистки воды (например, муниципальные сточные воды, промышленные сточные воды), обеспечивая быстрый переход от лабораторного масштаба к массовому производству.

● Повышение эффективности производства: многожильная конструкция увеличивает эффективную площадь фильтрации за единицу времени прядения в 3–5 раз по сравнению с традиционными одножильными фильерами, что повышает производительность и снижает себестоимость продукции.

● Простота обслуживания: доступны в обычных конструкциях или со съемными модулями сердечника скважинной жидкости; неисправный сердечник можно заменить независимо, что упрощает обслуживание и адаптацию к изменениям в составе материала.