МЕМБРАННЫЙ ПЛОСКОКАМЕРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 1994 года по МПК B01D63/08 

Изобретение относится к конструкциям мембранных фильтрующих элементов плоскокамерного типа и может использоваться для осуществления мембранных технологий - процессов микрофильтрации, ультрафильтрации и обратного осмоса.

Известно дренажное устройство мембранного элемента, представляющее собой пластину из пластмассы (фторопласта), на одной стороне которой выполнены параллельные канавки, ребра между которыми имеют фигурный профиль. По длине канавок выполнены углубления с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение канавок. На другой стороне пластины выполнены поперечные каналы, сообщающиеся с канавками в местах их пересечения. Это дренажное устройство с уложенной на нем мембраной и уплотнительными кольцами зажато между крышкой и днищем с помощью винтов.

В крышке имеются штуцеры для входа и выхода пермеата.

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

Недостатками этой конструкции являются большая трудоемкость изготовления, невозможность точного расчета гидравлического сопротивления и пропускной способности (живого сечения), ее неравномерность по всей площади дренажа, сложность промывки и ремонта, ограниченный выбор материала.

Цель изобретения - повышение производительности и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что дренажная опора элемента мембранного плоскокамерного собрана из идентичных пластин с впадинами или выступами на боковых контактирующих поверхностях, образующих проходные каналы по плоскости контакта.

Дренажная опора может быть выполнена в виде одной или нескольких параллельных полос с впадинами или выступами по сторонам с образованием проходных каналов в рулоне.

С целью сборки дренажной опоры с гарантированным образованием проходных каналов на боковых поверхностях пластин (полос), составляющих его, выполнены параллельные впадины или выступы перекрестного направления относительно противоположных сторон, при этом каждый канал конструкции пересекается с другими каналами.

Пластины (полосы) могут выполняться из различных материалов: металла, керамики, стекла, пластмасс и др.

На фиг. 1 изображен элемент мембранный плоскокамерный с дренажной опорой, набранной из пластин, продольный разрез по плоскости контакта двух соседних пластин. Линии на пластине - направление впадин или выступов.

На фиг.2 изображен элемент мембранный плоскокамерный с дренажной опорой в виде рулона полосы, продольный разрез.

Элемент мембранный плоскокамерный (см.фиг.1) состоит из корпуса 1 со штуцерами 11, 12 и 13 для входа разделяемой смеси, выхода отработанной смеси и пермеата.

Дренажная опора собрана из пластин 2 с впадинами или выступами 14 на боковых контактирующих поверхностях, образующих одна с другой проходные пересекающиеся каналы для отвода фильтрата по плоскости контакта.

Впадины или выступы 14 выполнены параллельно на каждой стороне пластины под острым углом к основанию, но с противоположным углом наклона.

На фильтрующую поверхность дренажной опоры положены мембрана 3 с фильтрующей подложкой 4, кромки которых герметизированы с корпусом 1.

Сменные дросселирующие пластины 5 и 6, перекрывающие канал прохода разделяемой смеси, фиксируются сменной турбулизаторной плитой 7, зажатой через прокладку 9 крышкой 8, которая крепится болтами 10 к корпусу 1.

Элемент работает следующим образом: смесь, подлежащая разделению, подается через штуцер 11 в полость корпуса 15. Через фильеры дросселирующей пластины 5 смесь по каналам 18 турбулизаторной плиты 7 проходит над мембраной 3, затем по фильерам дросселирующей пластины 6 - в полость корпуса 16 и далее штуцером 12 на выход.

Пермеат фильтруется в полости 17 под опорный дренаж из пластин 2 и через коллектор выходит по штуцеру 13.

Режим разделения смесей регулируется подбором сменных дросселирующих пластин 5 и 6 и турбулизаторной плитой 7, которые формируют поток разделяемой смеси.

Плита 7 может быть выполнена с канавками или выступами различных профилей - прямого, синусоидального, перекрестного направлений (на фиг.не показано).

Плита 7 на поверхности, формирующей поток смеси, может иметь поперечные канавки различных профилей - пилообразного, крыловидного, синусоидального пульсирующего и других, а по конструкции может быть сборной (на фиг. не показано).

Элемент мембранный плоскокамерный (фиг.2) состоит из цилиндрического корпуса 20 со штуцерами 25 и 26 для выхода отработанной смеси и пермеата. В корпусе 20 установлена дренажная опора 29 в виде рулона из одной или нескольких полос с впадинами или выступами на боковых контактирующих поверхностях, образующих проходные пересекающиеся каналы для отвода фильтрата на плоскости контакта.

На фильтрующую поверхность дренажной опоры 29 положены мембрана 19 с фильтрующей подложкой 30, кромки которых герметизированы с корпусом 20. Сменное дросселирующее кольцо 27 фиксируется сменной турбулизаторной плитой 28 с центральным каналом через прокладку 22 крышкой 21, которая крепится к корпусу 20 болтами 23. Штуцер 24 в крышке 21 служит для подачи разделяемой смеси.

Элемент работает следующим образом: разделяемая смесь подается через штуцер 24 в центральный канал турбулизаторной плиты 28. Далее по многозаходным канавкам архимедовой спирали 33 основания плиты 28 смесь проходит под мембраной 19 по фильерам дросселирующего кольца 27 в кольцевую полость 32 корпуса 20 и далее - штуцером 25 на выход.

Пермеат фильтруется в полости 33 под дренажную опору 29 и через коллектор выводится по штуцеру 26.

Режим разделения смесей регулируется подбором турбулизаторной плиты 28 и дросселирующего кольца 27, которые формируют поток разделяемой смеси.

Плита 28 на поверхности, формирующей поток, может иметь канавки и выступы различных направлений - поперечного, синусоидального, перекрестного, архимедовой спирали и др. (на фиг.не показано).

Использование: микро-, ультрафильтрационное и обратноосмотическое разделение смесей. Сущность: мембранный аппарат содержит корпус, турбулизатор, дренажную опору с расположенными на ее поверхности подложкой и полупроницаемой мембраной, коллекторы для ввода разделяемой смеси и вывода фильтрата и концентрата. Дренажная опора выполнена разъемной в виде пакета пластин или сложенных в рулон полос, на контактирующих поверхностях которых выполнены параллельные выступы или впадины, образующие проходные каналы для отвода фильтрата. Выступы и впадины на соседних контактирующих поверхностях выполнены преимущественно с противоположным углом наклона к основанию пластин или полос дренажной опоры. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. МЕМБРАННЫЙ ПЛОСКОКАМЕРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий корпус, турбулизатор, дренажную опору с расположенными на ее поверхности подложкой и полупроницаемой мембраной, коллекторы для ввода разделяемой смеси и вывода фильтрата и концентрата, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и упрощения конструкции, дренажная опора выполнена разъемной в виде пакета идентичных пластин или сложенных в рулон полос, на контактирующих поверхностях которых выполнены параллельные выступы или впадины, образующие проходные каналы для отвода фильтрата. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что выступы или впадины на соседних контактирующих поверхностях выполнены с противоположным углом наклона к основанию пластин или полос дренажной опоры. 3. Элемент по п.2, отличающийся тем, что турбулизатор выполнен в виде плиты с центральным отверстием для подачи исходной смеси и многозаходными канавками, расположенными на обращенной к мембране стороне в виде спирали Архимеда.