Устройство для фильтрования под давлением через полупроницаемые мембраны Советский патент 1984 года по МПК B01D13/00 

Устройство относится к мембранным аппаратам для проведения процес сов обратного осмоса или ультрафиль рации и может использоваться для обработки сточных вод, концентрирования различных растворов в. пищевой лакокрасочной И; других отраслях про мышленности. : В последние годы интенсивно развивались такие способы кр нцентрирования растворов, выделения необходи мых компонентов., разделения .смесей, как yльтpaфильтpaциJI и обратный осмос, испольэугацие полупроницаемые мембраны. Известны различные устрой ства для осуществлени.я этих способов, в которых возможно снижение концентрационной поляризации ,.и уменьшение образования осадков на мембране, значительно тормозящих процесс. .Эти устройства по конструктивным особенностям можно разделить на .пластинчатые, трубчатые и .из полого волокна. Наиболее просты пластинчатые устройства. Концентрационная поляризации на поверхности мембран , устраняется с помощью труб, вибраций, спиральными турбулизаторами, а также с помощью распределителей, формирующих тангенциальные ви.хри в потоках, обтекающих мембрану. Однако производительность известных устройств невелика. В них существуют большие потери рабо.чей .поверхности мембран-из-яа применения цент ральных.- коллектрров для вывода филь рата. Кроме того, в них не достигается наделсного уплотнения, так как в .качестве уплотнения применяются кольцевые прокладки. . . - Для осуществления обратного осмо са; устройства снабжают дополнительным корпусом, выдерживающим высокие давления, что значительно усложняет их работу. Т эубчатые аппараты сложно надежно уплотнить. Кроме того, для развития поверхности мембран и, соответственно, производительности, ..требуются трубы большойДЛИНЫ. Это увеличивает расход материала и зани маемые под установки рабочие площади. При высоких давлениях эти устройства неприменимы. Реэдвлительные устройства на основе полых волокон имеют очень высо кую компактность, но удельная прриз водительность таких полупроницаемых мембран значительно меньше. Обрабатываемую жидкость необходимо предварительно тщательно очищать, обычно ультрафильтрацией, так как очень высока опасность засорения волокон. Для систем которые склонны к образованию осадков на поверхности мембран , например., .растворов белков ил коллоидных систем, такие разделител ные устройства неприменимы. Цель изобретения - устранение недостатков, присущих известным устройствам, и обеспечение высокого качества отделяемых продуктов при относительно низких затратах. Изобретение основано на задаче создать высокопроизводительное устройство для ультрафильтрации и обратного осмоса, в котором будет обеспечено устранение концентрационной поляризации и тем самым, осаждение на поверхности мембран загрязнений, таким образом, чтобы обеспечить ; его работу и при высоких давлениях, Эти задачи решаются .за счет того, что последовательно рас.полс|женные распределительные и фильтроотводящие пластины, между которыми находятся мембраны, .размещены в аппарате такимобразом, что отпадает, необходимость .в центральном коллекторе, а за счет того, что предусмотрены самоцентрирующиеся уплотнительныё элементы и поток жидкости при высокой турбулентности протекает последовательно над всеми мембранами Распределительные пла.стины снабжены соединительным элементом, который центрирует пластины при монтаже, .Другой отличителЬ|Ный-признак -устройства обеспечивает надежное уплотнение распределительных, пластин в их центре. , ;-...; ... Распределительные пластины разделены по секторам, сужаквдимся к центру. За ними ближе к центру расположены втулочные .выемки,. ускоряющие поток жидкости и тем самым способствующие снижению концентрацион-ной поляризации. Кроме .того , поверхности сектора выполнены волнообразными по образу стиральной доски,, чём достигается высокая турбулентность на поверхности мембраны. Распределительные пластины вблизи цен.тр.а и на . периферии изготовлены так, что изменение направления жидкости происходит с помощью втулочных отверстий, В предложенном устройстве повышается скорость, потока, снижается влияние концентрационной поляризации предупреждается образование осадков и тем самым достигается высокая производительность при разделении кол: оидных растворов. . На фиг, 1 .изображена одна секция предложенного устройстваf на фиг, 2 периферийная часть распределительной пластины, узел I на фиг, Ij на фиг. 3 - центральная часть поверхности : распределительной пластины. Секции устройства coдepkaт уплот- няниций элемент 1, распределительные пластины 2, фильтроотводящие пластины 3, отводящий фильтрат канал 4, мембраны 5, уплотнительные реборды 6, отверстия 7 и втулочные выемки 8, Устройство, набранное из секций , стягивается болтами между, дву гля фланцами. В секцию входят распределительная пластина 2, фильтратоотводящая пластина 3 и .находящиеся между ними мембраны 5., прикрепленные зажимными язычками. Проходящая через мембра:ны жидкость-фильтрат собирается во внут ренней полости фильтратоотводящей пла тины, 3, выполненной ввиде пластмассовой фасонной детали, имеющей форму сита. Из ее внутренней полости фильтрат отводатся через канал 4 Для уплотнения деталей устройства между собой на распределительных пластинах выполнены уплотнительные реборды б, так что для уплотнения не требуется дополнит ельных кольцевых прокладок. При сжатии всего набора пластины самостоятельно уплотняются. Тем самым значительно упрощается монтаж устройства и устраняется опасность загрязнения ранее применяемых резиновых прокладок. Для . сжатия набора между фланцами целесообразно располагать стягивающие -болты вне зоны ра змещения уплотнительных реборд. Они могут быть расположены и ъна. фланцев, но можно предусмотреть для них выемки во фланцах. С5«атие набора производится с помощью стягивающих болтов или гидравлического пресса, nprf необходимости в одном устройстве могут быть использованы различные типы кюмбран. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Гер- . манской Демократической Республики,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРОВАНИЯ ПОДДАВЛЕНИЕМ ЧЕРЕЗ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫЕ Г ЕМБРАНЫ, состоящее из после-. довательно расположенных распределительных пластин и фильтратоотвоД51ЩИХ пластин, между которыми размещены полупроницаемые мембраны, о т личающееся тем, что распределительные пластины выполнены из , пласт мае сы, предпочтит ел ьн о и з полиолефина, имеют расположенные по краю отверстия 7, а гофрированные по поверхности, разделенные по сегментам, сужающимся к центру, в ugHTpe с обеих сторон распределительные пластины имеют втулочные выемки 8 и самоцентрирующиеся уплотняющие элементы 2„ выполненные в виде фасонных деталей, а также снабжены ушют нительными ребордами 6, а фильтратоотводящие пластины 3 выполнены в виде сита и имеют по крайней мере один канал 4 вывода фильтрата.

((