ЭЛЕМЕНТ МЕМБРАННЫЙ ТРУБЧАТЫЙ Российский патент 1994 года по МПК B01D63/06 

Изобретение относится к конструкциям мембранных элементов трубчатого типа и может использоваться в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности.

Известен мембранный элемент, состоящий из трубчатой пористой основы с центральным каналом. На поверхности пористой основы из металлокерамики выполнены турбулизирующие каналы в виде многозаходной винтовой резьбы. Полупронциаемая мембрана расположена на поверхности турбулизатора и повторяет его форму. При этом элемент вставлен в обечайку и размещен в корпусе с входным отверстием исходной смеси и выходными отверстиями для пермеата и концентрата.

Это техническое решение по конструктивному исполнению и функциональному назначению является наиболее близким аналогом данного изобретения.

Недостатками таких трубчатых элементов является все недостатки применяемых пористых трубчатых опор: большая трудоемкость изготовления, невозможность точного расчета гидравлического сопротивления и пропускной способности (живого сечения) - ее неравномерность по всей площади дренажа, сложность промывки и ремонта, увеличение гидравлического сопротивления с увеличением их прочности, зависящей от геометрических размеров и плотности материала, ограниченный выбор последнего.

Цель изобретения - повышение эффективности разделения.

Это достигается тем, что конструкция снабжена опорным каркасом и дросселирующими кольцами, турбулизатор выполнен в виде втулки с канавками по внутренней цилиндрической поверхности и установлен с зазором над полупроницаемой мембраной, закрывающей дренажное устройство, собранное на опорном каркасе из идентичных шайб, на торцовых поверхностях которых выполнены выступы или впадины, образующие между собой проходные пересекающиеся каналы (фильеры) по плоскости контакта последних для отвода фильтрата, а дросселирующие кольца расположены на коллекторах ввода разделяемой смеси и вывода концентрата. Проходные каналы дренажного устройства направлены под углом к радиусу шайб, причем соседние шайбы контактирующими поверхностями между собой образуют каналы с противоположным углом наклона к радиусу шайб. Шайбы, составляющие дренажное устройство, могут быть выполнены из различных материалов: металла, керамики, стекла, пластмасс и других.

Здесь точно рассчитывается гидравлическое сопротивление и пропускная способность (живое сечение), достигается ее равномерность по всей площади дренажа. Элемент мембранный трубчатый легко и быстро разбирается и собирается, что удобно при эксплуатации.

В конструкции применены сменные дросселирующие кольца и турбулизаторная втулка, что делает возможным менять режим работы элемента.

Устройство поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен элемент мембранный трубчатый, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 торец шайбы, контактирующей с шайбой, видимой на фиг. 2. Линиями 18 на торцах шайб показаны выступы или впадины с направлением под углом к радиусу этих шайб.

Элемент мембранный трубчатый состоит из опорного каркаса 1 со штуцерами 13 и 14 для выхода отработанной смеси и пермеата. На опорном каркасе 1 установлены шайбы 3 с выступами или впадинами 18 на торцевых контактирующих поверхностях, образующих друг с другом проходные каналы (фильеры), которые зажаты заглушкой 4, закрепленной болтом 10. На фильтрующую поверхность дренажного устройства, образованного шайбами 3 по внешнему диаметру с поверхностями заглушки 4 и каркаса 1, нанесен мембранный слой или наклеена листовая мембрана 15 с фильтрующей подложкой 16. Дросселирующее кольцо 5 перекрывает кольцевой канал 19 в каркасе 1 для вывода отработанной смеси. На кольцо 5 через прокладку 9 установлена турбулизаторная сменная втулка 7, зафиксированная с другой стороны через прокладку 8 и дросселирующее кольцо 6 на заглушке 4. Конструкция герметично закрыта и зафиксирована корпусом-оболочкой 2 через прокладку 9 болтами 11. Штуцер 12 на корпусе-оболочке 2 служит для входа разделяемой смеси.

Элемент мембранный трубчатый работает следующим образом.

Смесь, подлежащая разделению, подается через штуцер 12 в полость 20 корпуса-оболочки 2. Через фильеры дросселирующего кольца 6 смесь по винтовым каналам 17 турбулизаторной втулки 7 проходит, контактируя с мембраной 15, по фильерам дросселирующего кольца 5 в кольцевую полость 19 и далее по штуцеру 13 на выход.

Пермеат фильтруется в полости 21 дренажного устройства, затем по коллектору 22 опорного каркаса 1 выходит по штуцеру 14.

Режим разделения смесей регулируется подбором сменных дросселирующих колец 5 и 6 турбулизаторной втулки 7. Как вариант элемент мембранный трубчатый может быть выполнен с мембраной на внутренней фильтрующей поверхности дренажного устройства - пакета шайб (на фиг. не показано). Шайбы как элементы дренажного устройства в конструкциях могут иметь на внешнем или внутреннем профилях выступы для фиксации в корпусе или на стержне с образованием проходных полостей (на фиг. не показано). Сменная турбулизаторная втулка 7, служащая для формирования турбулентного потока смеси, может иметь параллельные канавки или выступы различного профиля прямого продольного или спирального направлений на внутренней или внешней поверхностях соответственно для вариантов с расположением мембраны на внешней или внутренней поверхностях дренажного устройства.

Как вариант, турбулизаторная втулка на поверхности, формирующей поток смеси, может иметь только поперечные канавки или кольцевые выступы различных профилей - пилообразного, крыловидного, синусоидального пульсирующего и других (на фиг. не показано).

Сменная турбулизаторная втулка может быть сборной из отдельных втулок (на фиг. не показано).

(56) Авторское свидетельство СССР N 1430054, кл. В 01 D 63/06, 1986.

Сущность: трубчатый мембранный элемент содержит корпус, опорный каркас, дросселирующие кольца, турбулизатор, дренажное устройство с расположенными на его поверхности подложкой и полупроницаемой мембраной, коллекторы для ввода разделяемой смеси и вывода фильтрата и концентрата. Турбулизатор выполнен в виде втулки с канавками на внутренней цилиндрической поверхности и установлен с зазором под мембраной, закрывающей дренажное устройство, собранное на опорном каркасе из шайб, на торцевых поверхностях которых выполнены выступы или впадины, образующие между собой проходные пересекающиеся каналы для отвода фильтрата, а дросселирующие кольца расположены на коллекторах ввода разделяемой смеси и вывода фильтрата. 1 з. п. ф-лы. 3 ил.

1. МЕМБРАННЫЙ ТРУБЧАТЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий корпус, турбулизатор, дренажное устройство с расположенными на его поверхности подложкой и полупроницаемой мембраной, коллекторы для ввода разделяемой смеси и вывода фильтрата и концентрата, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения, он снабжен опорным каркасом и дросселирующими кольцами, турбулизатор выполнен в виде втулки с канавками на внутренней цилиндрической поверхности и установлен с зазором над полупроницаемой мембраной, закрывающей дренажное устройство, собранное на опорном каркасе из идентичных шайб, на торцевых поверхностях которых выполнены выступы или впадины, образующие между собой проходные пересекающиеся каналы для отвода фильтрата, а дросселирующие кольца расположены на коллекторах ввода разделяемой смеси и вывода концентрата. 2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что проходные каналы дренажного устройства направлены под углом к радиусу шайб, причем соседние шайбы контактирующими между собой поверхностями образуют каналы с противоположным углом наклона к радиусу шайб.