Мембранный аппарат Советский патент 1984 года по МПК B01D13/00 

Изобретение относится к устройствам мембранной технологии, применяемым в различных отраслях промышленности для разделения и концентра ции растворов, опреснения солоноватой и морской воды, очистки сточных вод и Tvn. Известны мембранные аппараты с плоскими мембранными элементами, различным образом расположенные и закрепленные в корпусе 1. Известны также аппараты бескорпусной модели, в которых камеры высокого давления образованы прокладками, расположенными между мембранными элементами. Основной недостаток большинства известных аппаратов - сложность гер метизации полупроницаемых мембран н дренажных пластинах в местах переточных отверстий, что затрудняет создание крупных прог клоленных аппар тов, J Наиболее близким к предложенному является мембранный аппарат для раз деления смесей, содержащий дв флан ца со штуцерами ввода..исходной смеси и вывода продуктов, набор из мембранных элементов, состоящих из дренажной пластины и двух полупроницаемых мембран, в которых выполне ны отверстия .для образования коллек тора исходной смеси, а также прокла док, каждая из которых выполнена в виде рамки с отверстиями для образования коллектора исходной смеси и с каналами, соединяющими коллекторное отверстие с внутренним простран ством рамки 2. Недостатки данного аппарата обус ловлены необходимостью выполнять прокладки толстыми и широкими из-за трудностей изготовления каналов в перемычке, разделяющей коллекторное отверстие и внутреннее пространство рамки. Поскольку эта перемычка из-з каналов механически ослаблена, нет возможности сжимать весь набор в случаях подтекания исходной смеси под мембраны в местах перемычек, что требует еще больше увеличивать толщину всей прокладки. В результате снижается компактность аппарата и увеличивается его ,материалоемкость. Цель изобретения - снижение мате риалоемкости за счет повышения компактности аппарата. Цель достигается тем, что в мемб ранном аппарате, содержащем два фланца со штуцерами ввода исходной смеси и вывода продуктов,пакет мемб ранных элементов, состоящих из дренажной пластины и двух полупроницае мых мембран, в которых выполнены отверстия для образования коллектора исходной смеси, а также прокладок, каждая из которых выполнена в виде рамки с отверстиями для образования коллектора исходной смеси и с каналами, соединяющими коллекторные отверстия с внутренним пространством рамки, каждая прокладка выполнена из двух одинаковых складываемых .нижней и верхней частей, а каналы выполнены в-виде углублений на соприкасающихся поверхностях складываемых частей с размещенными в них рядами опорными выступами. Кроме того, ряды опорных выступов расположены под углом к продольной оси аппарата. На фиг.1 изображено предложенное устройство, продольный разрез; на фиг.2 - вид сверху на нижний фланец; на фиг.З - прокладка в плане со стороны поверхности, имеющей углубле- . ние; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.З} на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.6 - две соприка сающиеся прокладки в плане с частичным вырывом;на фиг.7 - разрез В-В на фиг.6. Мембранный аппарат состоит из. фланцев 1 одинаковой конструкции, снабженных патрубками 2 для подвода Обрабатываемой жидкости и отвода концентрата и имеющих отверстия 3 для крепежных шпилек (не показаны, мембранных элементов 4, каждь й из которых включает мембранную опору дренаж 5, проницаемую в продольном и поперечном направлении для пермеата, и две полупроницаемые мембраны 6 , а также прокладок 7, внутрен-. НИИ контур 8 которых образует совместно с мембранами 6 напорную камеру 9 . На одной поверхности каждой прокладки 7 выполнены канавки 10 так, что при сложении указанных прокладок этими поверхностями друг к другу 1ФИГ.1, 6 и 7) канавки 10 образуют каналы 11, которые соединяют напорную камеру 9 с коллекторными отверстиями 12 прокладок 7. Коллекторные отверстия 13 и 14 в торцовых кромках мембран 6 и дренажей 5 соответственно, а также отверстия 12 в прокладках образуют коллекторы исходной смеси и концентрата. Отверстия 15 во фланцах 1 сообщаются с коллекторами. Отверстия 16 - 19 в боковых кромках мембран 6, дренажей 5 и прокладок 7 образуют коллекторные каналы для стока пермеата. Во фланцах 1 выполнены пазы 20 для распределения исходной смеси по коллекторам. За счет одинаковости прокладок 7 и выполнения канавок 10 под углом к продольной оси аппарата при склгщывании прокладок канавки 10 пересекаются на сменных прокладках и создают жесткую основу для прижатия мембран 6 ,к дренажам 5. Прокладки 7 выполняются, например, из полиэтилена высокого давления, ударопрочного полистирола, полиуретана.Толщина их порядка 0,7-1,5 мм. Глубина канавок равна 1/2 толщины прокладки.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Раствор, предназначенный для обработки, подается от нагнетателя ( насоса ) при рабочем давлении по входному патрубку 2 (на нижнем фланце 1) и отверстию 15, а затем через паз 20 во входные коллекторные каналы. Из коллекторных каналов поток обрабатываемого раствора по каналам 11 распределяется по напорным камерам 9, где и происходит отделение смеси путем прохождения пермеата через мембрану в поперечном направлении под действием градиента давления. Пермеат из под мембран по микроканалам дренаАа 5 достигает

коллекторных отверстий 14 и сливается далее в линию потребителя.

Концентрация раствора по мере движения его в полости напорной камеры постоянно возрастает и достигает 5 своей максимальной величины на выходе из напорной камеры. Концентрат удаляется по выходным каналам 11, попадая далее в выходные коллекторные каналы, откуда через паз 20, от0 ветстие 15 и патрубок 2 верхнего фланца 1 отводится в линию концентрата.

Предложенное изобретение позволяет не только достичь поставленной

5 цели - снизить материалоемкость аппарата, но и создать лучшие условия его работы: повысить скорость движения разделяемой смеси над мембранами, увеличить надежность работы ап0 парата под повышенным давлением.

1. МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ для разделения смесей, содержащий два фланца со штуцерами ввода исходной смеси и вывода продуктов, пакет мембранных элементов, состоящих из дренажной пластины и двух полупроницаемых мембран, в которых выполнены отверстия для образования кол- лектора исходной смеси, а также-прокладок, каждая из которых выполнена в виде рамки с отверстиями для образования коллектора исходной смеси и с каналами, соединяющими коллекторные отверстия с внутренним пространством рамки, отличающийся .тем, что, с целью снижения материалоемкости за счет повышения компактности аппарата, каждая прокладка выполнена из двух одинаковых складываемых нижней и верхней частей, а каналы выполнены в виде углублений на соприкасающихся поверхностях складываемых частей с размещен- с ными в них рядами опорны1 1И выступаСО ми. 2. Аппарат по п. 1, отл11чающийся тем, что ряды опорных выступов расположены под углом к продольной оси аппарата. 00 со 00 00

8

.Г

1.

Фие. 3

и

Фиг. Б-Б

fS

17

S ,

-Л.

18