МЕМБРАННАЯ УСТАНОВКА Советский патент 1995 года по МПК B01D63/00 

Изобретение относится к области химического машиностроения, в частности к аппаратуре для разделения жидких и газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран. Может использоваться в химической, нефтехимической, пищевой, микробиологической отраслях промышленности для концентрирования растворов, обессоливания воды, очистки жидких промышленных отходов.

Целью изобретения является упрощение монтажа и эксплуатации установки и повышение ее компактности.

На фиг. 1 показана предлагаемая установка, вид сверху; на фиг.2 то же, вид спереди; на фиг.3 запорное устройство; на фиг.4 соединительные патрубки.

Установка включает в себя блоки 1 в виде монолитного параллелепипеда с расположенными в ряд рабочими камерами 2 для мембранных элементов 3. Мембранные элементы 3 могут быть выполнены в виде рулонных, волоконных или трубчатых элементов, содержащих трубку 4 для отвода пермеата. Рабочие камеры 2 с обеих сторон закрыты торцевыми крышками 5, в которых выполнен паз для размещения в нем герметизирующего кольца 6. Торцевые крышки 5 удерживаются в своем положении стопорными кольцами 7, размещенными в пазах 8. К торцевым крышкам 5 приварены соединительные штуцера 9, которые с помощью муфт 10 соединяются герметично с трубками 4. Длина блока 1 может быть любой и в каждую камеру 2 по ее длине может быть помещено несколько мембранных элементов 2, которые между собой соединяются аналогичными муфтами 10. С противоположной стороны рабочих камер концы трубок 4 могут быть заглушены, но могут для уменьшения гидравлического сопротивления потока пермеата быть закреплены аналогичным образом.

Для ввода исходного раствора в блоках выполнен коллекторный канал 11, который перпендикулярен и пересекает распределительный канал 12, выполненный в стенках рабочей камеры 2. Канал 12 может выходить на одну или на обе боковые плоскости блока 1. На выходе канала размещено запорное устройство 13.

На фиг.3 представлен один из вариантов выполнения запорного устройства. Оно содержит поршень 14 с кольцевой уплотнительной прокладкой 15, шток 16 с головкой 17. Канал 12 имеет расширение, на выступ которого уложена шайба 18, которая поддерживает сальниковое уплотнение 19. Нажимной втулкой 20 сальниковое уплотнение сжимается вокруг штока 16 для предотвращения протечек исходного раствора. На штоке 16 и внутри втулки 20 выполнена резьба, с помощью которой при вращении поршень 14 перемещается по каналу 12 до положения, отмеченного пунктиром, перекрывая проход исходного раствора к мембранным элементам 3. В то же время раствор продолжает течь по коллекторному каналу 11 в следующий блок, омывая тонкий шток 16.

Аналогичная система каналов выполнена с другой стороны блока. Если коллекторный канал 11 служит для подачи исходного раствора, то коллекторный канал 21 служит для вывода концентрата и наоборот.

С двух торцевых сторон к блоку болтами 22 крепятся торцевые пластины 23. Герметичное их соединение достигается с помощью периферийной прокладки 24. Между торцевыми крышками 5 и торцевыми пластинами 23 образуются камеры 25 для сбора пермеата.

В стенках камер сбора пермеата выполнены распределительные каналы 26, которые на выходе снабжены запорными устройствами 27. Перпендикулярно им выполнены коллекторные каналы 28 пермеата.

Соседние блоки между собой крепятся с помощью патрубков 29, на которых до половины выполнена наружная разносторонняя резьба. Аналогичная резьба выполнена на стенках всех коллекторных каналов 11 и 28. Внутри патрубков 29 имеются выступы 30 для завинчивания их торцевым ключом. В собранном виде патрубки 29 полностью ввинчены в коллекторные каналы соседних блоков и сжимают их через кольцевую прокладку 31.

Установка работает следующим образом. Исходный раствор с необходимым напором входит в блоки через коллекторный канал 11 и распределяется по рабочим камерам 2 по системе распределительных каналов 12. Затем он протекает по рабочим камерам, равномерно омывая мембранные элементы 3. Проникший через полупроницаемые мембраны пермеат по трубкам 4 выводится в камеры 25 сбора пермеата, откуда по распределительным каналам 26 и коллекторным каналам 28 пермеата выводится из блоков. Не прошедший через мембраны концентрат проходит до конца рабочих камер 2 и по распределительным каналам 12 и коллекторным каналам 21 выводится из блоков.

При выходе из строя какого-либо элемента блок, содержащий этот элемент, с помощью запорных устройств 13 и 27 отключается от всех коллекторных каналов. Не останавливая всей установки, блок можно демонтировать, сняв торцевую пластину 23, и заменить неисправный мембранный элемент.

МЕМБРАННАЯ УСТАНОВКА для разделения смесей и концентрирования растворов, содержащая два и более блока мембранных аппаратов, каждый из которых состоит из корпуса с рабочей камерой для мембранного элемента, закрытой с обеих сторон торцевыми крышками, узлы распределения исходного раствора по блокам, узлы сбора пермеата и концентрата, узлы соединения блоков между собой, отличающаяся тем, что, с целью упрощения монтажа и эксплуатации установки и повышения ее компактности, каждый блок мембранных аппаратов выполнен в виде монолитного параллелепипеда с расположенными в ряд рабочими камерами для мембранных элементов и снабжен двумя торцевыми пластинами, герметично соединенными с параллелепипедом и образующими камеры для сбора пермеата, в стенках рабочих камер с обеих сторон по их длине и камер сбора пермеата выполнены распределительные каналы, расположенные по осям, параллельным торцевым плоскостям параллелепипеда, а на выходящих на боковые плоскости параллелепипеда участках распределительных каналов размещены запорные устройства, узлы распределения исходного раствора по блокам сбора пермеата и концентрата выполнены в виде коллекторных каналов, перпендикулярных распределительным каналам и пересекающих последние на участках между крайней рабочей камерой и запорным устройством, а узлы соединения блоков между собой выполнены в виде патрубков, с двух сторон которых выполнена наружная разносторонняя резьба ввинченных в коллекторные каналы блоков.