一種膜材料耐沖擊性測試方法及其測試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種膜材料耐沖擊性測試方法，其中，用水壓為0.1-2MPa的水沖擊所述膜材料中部1-5min，以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓，并重復2-5次，逐次記錄所述膜材料的斷裂情況。本發(fā)明的方法簡單易行，能夠有效衡量各種膜材料的耐沖擊性能。
【專利說明】一種膜材料耐沖擊性測試方法及其測試裝置
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及膜材料耐沖擊性測試，具體地，涉及一種膜材料耐沖擊性測試方法，以及實現(xiàn)該方法的測試裝置。
【【背景技術】】
[0002]膜分離技術做為一種新型的水處理技術，在污水處理及生活飲用水處理中得到了廣泛的應用，但是目前，超微濾膜性能如通量、泡點、拉伸強度等行業(yè)內(nèi)已經(jīng)有測定方法，而膜材料產(chǎn)品的抗沖刷性能一直沒有合適的評價方法。實際工程應用中，膜材料一直處于高曝氣沖刷、氣水反洗的運行環(huán)境，這就要求膜材料需要具備良好的抗沖刷性能，可以抵抗住一定的水氣沖擊力，否則極易出現(xiàn)脫皮、斷絲等現(xiàn)象，致使出現(xiàn)出水水質(zhì)惡化、不達標，膜組件修補，甚至膜片需要更換等問題。因此，對于膜材料的研發(fā)或生產(chǎn)產(chǎn)品，迫切需要在其入水運行之前對其抗沖擊性能進行測試預估，此時就需要建立一種與之相匹配的耐沖擊性測定方法。
[0003]中國發(fā)明專利申請CN101608991A中提出了一種測定抗沖擊性的儀器，該儀器是采用重錘自由落體測試材料的抗沖擊性，并帶有重錘提升裝置，可以自動連續(xù)測定，但是該儀器針對硬性材料較合適，針對膜材料這種多孔性柔性材料，實際應用過程中主要受到水和氣的沖刷，用該種方法測試適用性不強，不準確。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的目的是 克服現(xiàn)有技術的缺陷，提出一種能夠有效實現(xiàn)膜材料耐沖擊性測試的方法，以及實現(xiàn)該方法的測試裝置。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種膜材料耐沖擊性測試方法，其中，用水壓為0.l-2MPa的水沖擊所述膜材料中部l_5min，以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓，并重復2-5次，逐次記錄所述膜材料的斷裂情況。
[0006]優(yōu)選地，所述膜材料距離出水口 0.2-2.0m。
[0007]根據(jù)一種特別優(yōu)選的實施方式，所述膜材料是垂直放置的。
[0008]優(yōu)選地，所述膜材料是膜絲束，每次用水沖擊后，記錄膜絲的斷裂根數(shù)，更換新膜絲，以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓，逐次記錄每次測試的膜絲斷裂根數(shù)，計算所有未斷裂膜絲承受水沖擊的時間，以膜絲的平均沖擊時間作為標記膜材料耐沖擊性的結(jié)果。
[0009]此外，每次用水沖擊后，記錄膜絲的水通量，當膜絲的水通量發(fā)生顯著變化時判斷膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，確定膜沒有發(fā)生結(jié)構(gòu)變化前能夠無破損承受沖擊的水壓為膜的耐沖擊壓力。
[0010]本發(fā)明還提供一種膜材料耐沖擊性測試裝置，所述測試裝置包括水槽和高壓水槍，其中，所述水槽中設有膜材料夾具，所述高壓水槍上設有壓力表，所述水槽的下部設有排水管，所述排水管連接到所述高壓水槍的進水口。
[0011]優(yōu)選地，所述水槽上安裝有防水照明器具。[0012]優(yōu)選地，所述水槽的一側(cè)設有移動導軌，所述導軌上設有移動定位器，所述高壓水槍安裝在移動定位器上。
[0013]更優(yōu)選地，所述膜材料夾具安裝在水槽的另一側(cè)，所述高壓水槍的出水口距離所述膜材料夾具0.2-2.0m。
[0014]根據(jù)一種特別優(yōu)選的實施方式，所述水槽中設有夾具移動導軌，所述膜材料夾具機械固定在所述夾具移動導軌上。
[0015]在本發(fā)明中，優(yōu)選地所述排水管與高壓水槍的進水口之間設有水循環(huán)裝置。
[0016]以下將更詳細地闡述本發(fā)明的技術方案。
[0017]本發(fā)明提供一種膜材料耐沖擊性測試方法，其中，用0.1-2.0MPa的水沖擊所述膜材料中部l_5min,以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓,并重復2_5次,逐次記錄所述膜材料的破損與斷裂情況。
[0018]優(yōu)選地，水壓的起始值可設定為0.1-1.0MPa
[0019]在本發(fā)明中，膜材料按形狀分可以是平板膜、膜絲或膜絲束；按材料分可以是聚偏氟乙烯膜、聚氯乙烯膜、聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚醚砜膜、聚丙烯腈膜或聚砜膜。
[0020]優(yōu)選地，所述膜材料距離出水口 0.2-2.0m,特別優(yōu)選地0.5-1.lm。
[0021]根據(jù)一種特別優(yōu)選的實施方式，所述膜材料是垂直放置的。
[0022]優(yōu)選地，所述膜材料是膜絲束，每次用水沖擊后，記錄膜絲的斷裂根數(shù)，更換新膜絲，以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓，逐次記錄每次測試的膜絲斷裂根數(shù)，計算所有未斷裂膜絲承受水沖擊的時間，以膜絲的平均沖擊時間作為標記膜材料耐沖擊性的結(jié)果。
[0023]本發(fā)明還提供一種膜材料耐沖擊性測試裝置，所述測試裝置包括水槽和高壓水槍，其中，所述水槽中設有膜材料夾具，所述高壓水槍上設有壓力表，所述水槽的下部設有排水管，所述排水管連接到所述高壓水槍的進水口。
[0024]所述膜材料夾具安裝在水槽的另一側(cè)，所述高壓水槍的出水口距離所述膜材料夾具0.2-2.0m。膜材料夾具可以是固定在水槽兩側(cè)的成對夾具，用于固定膜材料。也可以在水槽兩側(cè)安裝移動導軌，將夾具安裝在導軌上，通過導軌調(diào)整夾具的位置和夾具距離膜材料的距離。
[0025]一種特別優(yōu)選的實施方案是，將夾具設置為不銹鋼支架，在支架高5_30cm處有一外徑為2-10mm的圓孔管，膜材料穿過圓孔管，兩端用止水夾固定在圓孔管上。
[0026]優(yōu)選地，所述水槽上安裝有防水照明器具，例如LED燈。所述防水照明器具可以安裝在水槽上部，或安裝在水槽四周，便于操作人員操作和觀察水槽內(nèi)的膜材料破損清明
[0027]優(yōu)選地，所述水槽的一側(cè)設有移動導軌，所述導軌上設有移動定位器，例如具有移動定位螺絲和槍頭定位螺絲的機械裝置，所述高壓水槍安裝在移動定位器上。通過移動導軌和移動定位器，高壓水槍可以延導軌移動，以調(diào)整高壓水槍所在位置。
[0028]在本發(fā)明中，優(yōu)選地所述排水管與高壓水槍的進水口之間設有水循環(huán)裝置，所述水循環(huán)裝置可以是水泵。
[0029]使用時，將膜材料固定在夾具中，調(diào)整高壓水槍和夾具的位置，使水槍出水口對準膜材料的中部，膜材料距離水槍50-110cm。開啟水槍，例如從0.1MPa開始，用具有一定水壓的水沖擊膜材料中部l-5min,沖擊結(jié)束后記錄膜材料的破損或斷裂情況,更新新的膜材料，以0.2-0.5MPa梯度加強水壓，重復上述步驟。[0030]記錄膜材料能夠承受的平均沖擊時間，以該時間衡量膜材料的耐沖擊性能。
[0031]本發(fā)明的方法簡單易行，能夠有效衡量各種膜材料的耐沖擊性能。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0032]圖1為本發(fā)明的測試裝置的主視圖；
[0033]圖2為本發(fā)明的測試裝置的俯視圖；
[0034]圖3為本發(fā)明的測試裝置的側(cè)視圖；
[0035]圖4為實施例1的耐沖擊性測試結(jié)果；
[0036]圖5為實施例1的耐沖擊壓力測試結(jié)果。
[0037]其中:1、高壓水槍；2、移動導軌；3、夾具；4、膜絲；5、高壓冷水清洗機；6、壓力表；
7、開關；8、槍頭定位螺絲；9、平移定位器；
【【具體實施方式】】
[0038]如圖1-3所示，所述測試裝置包括水槽和架設在水槽一側(cè)的高壓水槍，高壓水槍I上設有壓力表6，所述水槽另一側(cè)設有夾具(膜絲固定架)3，所述所述水槽的下部設有排水管，所述排水管通過水泵連 接到高壓水槍的進水口。
[0039]水槽上有照明燈，一側(cè)設有移動導軌，導軌上設有平移定位器9和槍頭定位螺絲8，將高壓水槍I安裝在移動定位器上。通過移動導軌和移動定位器，高壓水槍可以延導軌移動，以調(diào)整高壓水槍所在位置。
[0040]膜材料通過夾具固定處距離水槽池底40cm高度，膜絲4長度40cm，通過夾具確保膜材料為繃直狀態(tài)。從0.1MPa開始，用高壓水槍垂直對準對膜材料中部，距離80cm，打開開關7，使水流垂直沖擊膜5min，取下膜材料記錄其表觀破損情況。
[0041]以0.5MPa為一階梯遞增，重復以上步驟，直到水流沖擊壓力為2.0MPa，逐次記錄膜材料表觀破損情況。
[0042]重復一次，共獲得10組數(shù)據(jù)，如圖4所示，其中縱軸表示沖擊時間，橫軸表示參與測試的膜絲根數(shù)，橫線表示120s，將該時間作為中空纖維膜的耐沖擊強度標準。
[0043]由圖中可知，在0.5-1.5MPa壓力下膜在300s沖擊內(nèi)基本沒有出現(xiàn)破損情況，而在2MPa下，該種膜的最低耐沖擊時間為195s，平均值為275s。以承受300s沖擊而沒有破裂的根數(shù)/參與測試的總根數(shù)計算，得出47%的膜材料沖擊300s時沒有破損，可見該種膜的耐沖擊性較好。
[0044]將測試過耐沖擊性沒有破損的膜測試膜通量，結(jié)果如圖5所示。其中縱軸表示膜絲的水通量，橫軸表示參與測試的膜絲根數(shù)。
[0045]由膜測試耐沖擊性前后通量的變化可知，在0.2MPa下該種膜的結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生變化，膜的平均通量增加15%左右，而在0.15MPa下，膜的通量基本沒有變化。再由耐沖擊性測試數(shù)據(jù)分析，在0.15MPa下，膜基本沒有出現(xiàn)破損情況，所以，該種膜的耐沖擊壓力為
0.15MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種膜材料耐沖擊性測試方法，其特征在于用水壓為0.l-2MPa的水沖擊所述膜材料中部l_5min,以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓,并重復2_5次,逐次記錄所述膜材料的斷裂情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試方法，其特征在于所述膜材料距離出水口0.2-2.0m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試方法，其特征在于所述膜材料是垂直放置的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試方法，其特征在于所述膜材料是膜絲束，每次用水沖擊后，記錄膜絲的斷裂根數(shù)，更換新膜絲，以0.2-0.5MPa的梯度逐級加強水壓，逐次記錄每次測試的膜絲斷裂根數(shù)，計算所有未斷裂膜絲承受水沖擊的時間，以膜絲的平均沖擊時間作為膜材料耐沖擊性的結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試方法，其特征在于每次用水沖擊后，記錄膜絲的水通量，當膜絲的水通量發(fā)生顯著變化時判斷膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，確定膜沒有發(fā)生結(jié)構(gòu)變化前能夠無破損承受沖擊的水壓為膜的耐沖擊壓力。
6.一種膜材料耐沖擊性測試裝置，所述測試裝置包括水槽和高壓水槍，其特征在于所述水槽中設有膜材料夾具，所述高壓水槍上設有壓力表，所述水槽的下部設有排水管，所述排水管連接到所述高壓水槍的進水口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜材料耐沖擊性測試裝置，其特征在于所述水槽上安裝有防水照明器具。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜材料耐沖擊性測試裝置，其特征在于所述水槽的一側(cè)設有移動導軌，所述導軌上設有移動定位器，所述高壓水槍安裝在移動定位器上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜材料耐沖擊性測試裝置，其特征在于所述膜材料夾具安裝在水槽的另一側(cè)，所述高壓水槍的出水口距離所述膜材料夾具0.2-2.0m ;所述水槽中還設有夾具移動導軌，所述膜材料夾具機械固定在所述夾具移動導軌上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜材料耐沖擊性測試裝置，其特征在于所述排水管與高壓水槍的進水口之間設有水循環(huán)裝置。
【文檔編號】G01N3/00GK103674684SQ201310713979
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】陳亦力, 郭莎莎, 于龍, 李天玉, 李鎖定, 肖宏康 申請人:云南城投碧水源水務科技有限責任公司