РЕВЕРСИВНЫЙ МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ Российский патент 1999 года по МПК B01D63/00 B01D63/16 

Описание патента на изобретение RU2142330C1

Изобретение относится к мембранной технологии обезвоживания жидких пищевых продуктов и может быть использовано в химической, фармацевтической, микробиологической, а также на предприятиях агропромышленного комплекса.

Известны мембранные элементы, в которых снижение концентрационной поляризации осуществляется с помощью цилиндрической гильзы с карманами и очистительными подвижными вкладышами (а. с. 1431795 В 01 D 13/00) турбулизирующей вставки в виде цепи или ленты из гибких элементов, шарнирно закрепленных одним концом на пористом каркасе (а.с. 1502042 В 01 D 13/00), соединенных между собой при помощи перемычек втулок, имеющих в продольном сечении крыловидный профиль (а.с. 1505563 В 01 D 13/00), вращающихся втулок с лопастями (а. с. 1367995 В 01 D 13/00), винтовых каналов турбулизатора (а.с. 521902 В 01 D 13/00 и а.с. 1430054 В 01 D 13/00), плоских элементов в виде пластин с отверстиями (а. с. 152041 В 01 D 13/00), очистительного элемента, выполненного в виде двух продольных половинок гиперболоида (а.с. 1465069 В 01 D 13/00).

Недостатком известных способов является неравномерное по длине мембранного элемента снижение уровня концентрационной поляризации, что ведет к нестабильной его работе и, соответственно, низкой производительности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является аппарат для обратного осмоса и ультрафильтрации (а.с. 528101 В 01 D 13/00), который с целью снижения влияния концентрационной поляризации снабжен двумя полыми штоками, установленными с возможностью возвратно-поступательного движения.

Недостатком известного аппарата является принудительное приведение в движение полых штоков, приводящее к нерациональному расходу энергии, затрачиваемой на процесс разделения растворов.

Технической задачей изобретения является снижение энергозатрат, увеличение производительности и надежности работы.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в реверсивном мембранном аппарате, содержащем трубчатый каркас, внутри которого расположен очистительный элемент, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения, трубчатый каркас выполнен пористым, и на его внутренней поверхности уложена на подложке полупроницаемая мембрана, при этом на концах каркаса установлены конусообразные штуцера, соединенные с клапанами и связанные между собой трубой, причем верхние части клапанов соединены с соответствующими им штуцерами, а очистительный элемент выполнен из эластичного материала, торцевые части которого повторяют конфигурацию внутренней поверхности штуцеров, причем средняя часть элемента имеет углубление и его торцевая поверхность выполнена в форме усеченного конуса.

На основании исследований, проведенных по источникам патентной и научно-технической литературы, можно сделать вывод о том, что совокупность существенных признаков является новой и позволяет снизить энергозатраты, увеличить производительность и надежность работы.

Технических решений, свойства которых совпадали бы со свойствами заявляемого, не обнаружено.

На чертеже изображен поперечный разрез реверсивного мембранного аппарата.

Реверсивный мембранный аппарат содержит пористый трубчатый каркас 1, на внутренней поверхности которого расположена подложка 2. На подложке 2 размещена полупроницаемая мембрана 3. Внутри мембранного модуля расположен очистительный турбулизирующий элемент 4, выполненный из эластичного материала для предотвращения механического повреждения полупроницаемой мембраны. Для обеспечения герметизации и создания необходимого гидродинамического режима работы установки торцевые части элемента повторяют конфигурацию внутренней поверхности штуцеров, а с целью турбулизации примембранного слоя путем срыва его в центральные слои потока средняя часть элемента имеет углубление, торцевая поверхность которого выполнена в форме усеченного конуса, причем в продольном сечении элемент имеет вид зеркально-отображенной стрелы.

На концах пористого трубчатого каркаса 1 установлены штуцера 10 и 9, соединенные с клапанами 7 и 8, которые связаны между собой трубой 11, заполненной жидкостью. Верхние части каждого клапана соединяются с соответствующим штуцером патрубками 5 и 6. Для подачи исходного раствора в мембранный модуль служит труба 12, а концентрат выводится через патрубки 13 и 14.

Мембранный аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор по трубе 12 через клапан 7 (или 8) подается в мембранный аппарат 2. При этом клапан 8 находится в нижнем положении, а 7 - в верхнем. Под действием потока жидкости происходит движение турбулизирующего элемента 4, во время которого осуществляется турбулизация пограничного слоя и его срыв в середину потока.

После того, как турбулизирующий элемент 4 достигнет крайнего правого положения, он мгновенно перекрывает штуцер 10 и патрубок 6, при этом скорость потока стремится к нулю, а давление в мембранном аппарате и, соответственно, над клапаном 7 резко возрастает. В результате перепада давлений над клапанами 7 и 8, клапан 7 переходит в крайнее нижнее положение, закрывая штуцер 9 и открывая патрубок 13, а клапан 8 - в крайнее верхнее положение, открывая штуцер 10 и закрывая штуцер 14. В результате перестановки клапанов поток меняет направление на противоположное.

Предлагаемый реверсивный мембранный аппарат по сравнению с прототипом позволяет:
- за счет использования системы трубопроводов и клапанов исключить из конструкции привод очистительного турбулизирующего элемента и обеспечить реверсирование потока раствора;
- в результате применения особой формы очистительного турбулизирующего элемента (в продольном сечении имеющего вид зеркально-отображенной стрелы) позволяет значительно снизить уровень концентрационной поляризации и, тем самым, повысить производительность установки.

Похожие патенты RU2142330C1

название год авторы номер документа
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕМБРАННЫЙ ЭЛЕМЕНТ 2008
  • Кретов Иван Тихонович
  • Шахов Сергей Васильевич
  • Потапов Андрей Иванович
  • Попов Евгений Сергеевич
  • Попов Дмитрий Сергеевич
RU2367507C1
КАВИТАЦИОННЫЙ МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ 2008
  • Кретов Иван Тихонович
  • Шахов Сергей Васильевич
  • Потапов Андрей Иванович
  • Барковский Алексей Владимирович
  • Попов Евгений Сергеевич
  • Попов Дмитрий Сергеевич
RU2372974C1
МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ С НЕСТАЦИОНАРНОЙ ГИДРОДИНАМИКОЙ 2000
  • Кретов И.Т.
  • Шахов С.В.
  • Ключников А.И.
  • Ряжских В.И.
RU2174432C1
МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ С ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ВЫСОТОЙ КАНАЛОВ 1998
  • Антипов С.Т.
  • Шахов С.В.
  • Рязанов А.Н.
  • Ключников А.И.
  • Бляхман Д.А.
  • Васильченко А.Н.
RU2147459C1
УСТАНОВКА ДЛЯ МЕМБРАННОГО ФИЛЬТРОВАНИЯ ГАЗОНАСЫЩЕННЫХ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ 2007
  • Шахов Сергей Васильевич
  • Потапов Андрей Иванович
  • Марков Александр Анатольевич
  • Огурцов Алексей Владимирович
  • Колиух Сергей Александрович
RU2329860C1
МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ С ПОГРУЖНЫМ ФИЛЬТРУЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ 1998
  • Кретов И.Т.
  • Антипов С.Т.
  • Шахов С.В.
  • Ключников А.И.
  • Черемушкина И.В.
  • Рязанов А.Н.
RU2148427C1
Кавитационно-озонная мембранная установка 2020
  • Бобков Андрей Андреевич
  • Шахов Сергей Васильевич
  • Панов Сергей Юрьевич
  • Молоканова Лариса Витальевна
  • Куцов Сергей Владимирович
RU2758389C1
МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ С ТОРОИДАЛЬНЫМИ ТУРБУЛИЗАТОРАМИ 2004
  • Кретов Иван Тихонович
  • Ключников Андрей Иванович
RU2269373C1
МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ С ПОГРУЖНЫМ ФИЛЬТРУЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ, ВРАЩАЮЩИМСЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ РАЗДЕЛЯЕМОГО ПОТОКА 2003
  • Антипов С.Т.
  • Шахов С.В.
  • Ключников А.И.
  • Моисеева И.С.
  • Потапов А.И.
  • Выборнов А.В.
RU2224582C1
МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ 2004
  • Кретов И.Т.
  • Востриков С.В.
  • Ключников А.И.
  • Ключникова Д.В.
RU2251446C1

Реферат патента 1999 года РЕВЕРСИВНЫЙ МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к мембранной технологии обезвоживания жидких пищевых продуктов и может быть использовано в химической, фармацевтической, микробиологической промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса. Реверсивный мембранный аппарат содержит пористый трубчатый каркас, внутри которого расположен очистительный элемент, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения. На внутренней поверхности трубчатого каркаса уложена на подложке полупроницаемая мембрана, при этом на концах каркаса установлены конусообразные штуцера, соединенные с клапанами и связанные между собой трубой. Торцевые части очистительного элемента повторяют конфигурацию внутренней поверхности штуцеров, причем средняя часть элемента имеет углубление, торцевая поверхность которого выполнена в форме усеченного конуса, и в продольном сечении элемент имеет вид зеркально отображенной стрелы. Технической задачей изобретения является снижение энергозатрат, увеличение производительности и надежности работы. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 142 330 C1

Реверсивный мембранный механизм, содержащий трубчатый каркас, внутри которого расположен очистительный элемент, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что трубчатый каркас выполнен пористым и на его внутренней поверхности уложена на подложке полупроницаемая мембрана, при этом на концах каркаса установлены конусообразные штуцера, соединенные с клапанами и связанные между собой трубой, а очистительный элемент выполнен из эластичного материала, торцевые части которого повторяют конфигурацию внутренней поверхности штуцеров, причем средняя часть элемента имеет углубление, торцевая поверхность которого выполнена в форме усеченного конуса, и в продольном сечении элемент имеет вид зеркально отображенной стрелы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2142330C1

Аппарат для обратного осмоса и ультрафильтрации 1974
  • Волгин Вячеслав Дмитриевич
SU528101A1
Мембранный элемент 1987
  • Гнеушев Вячеслав Григорьевич
  • Клименко Сергей Алексеевич
  • Милях Геннадий Владимирович
  • Прохорец Владимир Павлович
SU1431795A1
Мембранный элемент трубчатого типа 1987
  • Милях Геннадий Владимирович
SU1502042A1
Мембранный элемент трубчатого типа 1987
  • Гнеушев Вячеслав Григорьевич
  • Милях Геннадий Владимирович
  • Прохорец Владимир Павлович
SU1465069A1
RU 2052280 C1, 20.01.96
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МОРОЖЕНОГО "СНЕЖОК" (ВАРИАНТЫ) 2014
  • Квасенков Олег Иванович
  • Творогова Антонина Анатольевна
  • Белозёров Георгий Автономович
RU2557211C1
Огнетушитель 0
  • Александров И.Я.
SU91A1

RU 2 142 330 C1

Авторы

Антипов С.Т.

Шахов С.В.

Завьялов Ю.А.

Рязанов А.Н.

Колтаков А.В.

Даты

1999-12-10Публикация

1998-07-20Подача