Устройство для мембранного разделения растворов Советский патент 1991 года по МПК B01D63/06 

Изобретение относится к мембранному разделению растворов методами ультра- и микрофильтрации и может быть использовано, например, в пищевой промышленности для осветления и концентрирования плодово-ягодных соков.

Целью предложенного устройства для мембранного разделения растворов является повышение его производительности.

На фиг,1 изображен общий вид устройства, продольный разрез (штрих-пунктиром изображен вариант выполнения трубчатого стержня с двумя винтовыми каналами): на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство состоит из полого корпуса 1, внутри которого установлен трубчатый стержень (шнек) 2, имеющий центрально расположенный канал 3 для сбора пермеата. Один конец канала 3 заглушен, другой соединен 3 со штуцером 4 вывода пермеата из устройства. На наружной поверхности шнека 2 расположен винтовой канал 5, образованный винтовым ребром 6. Как шнек 2, так и ребро 6 выполнены из жесткого пористого материала, например из спеченного хромо- никелевого порошка, и изготовлены в виде цельного винтового шнека по технологии порошковой металлургии, причем формование указанного шнека может быть осуществлено, например, способом суспензионной отливки тонкостенных фасонных изделий. На наружной поверхности шнека выполнен активный слой 7, являющийся полупроницаемой мембраной и созданный, например, методом плазменного напыления металла, керамики, полимера. На шнеке 2 может быть выполнено несколько винтовых каналов 5 (на фиг.1 штрих-пунктиром изображен дополнительный канал). В этом случае, каждый канал образован двумя ограничивающими их винтовыми ребрами 6, что способствует лучшей стабилизации кольцевых потоков разделяемого раствора. Корпус 1 снабжен штуцером 8 для

сл

с

о сл о

to го о

подвода разделяемого раствора, расположенным тангенциально к образующей корпуса, благодаря чему улучшаются условия входа потока раствора в канал 5 (снижающие гидравлические потери) и создается возможность, начиная от первого витка создавать в канале 5 кольцевое (вихревое) движение жидкости, обеспечивающее ее активный массообмен. Вывод из устройства концентрата осуществляется через штуцер торцах корпуса 1 установлены крышки Ю и 11, первая из них выполнена глухой другая имеет в месте сопряжения со штуцером 4 кольцевой зазор, уплотненный сальниковым элементом 12,

Устройство работает следующим образом.

Подлежащий мембранному разделению раствор, под давлением через штуцер 9 подают в винтовой канал 5. В процессе кольцевого (вихревого) движения по нему потока часть его проникает через активный слой 7 и, перемещаясь далее внутри пористого материала шнека 2 и ребер 6, попадает в канал 3, откуда в виде пермеата через штуцер 4 выводится из устройства. Концентрат выводится из него через штуцер 9. Возможен вариант выполнения предложенного устройства с созданием активного слоя и на внутренней поверхности выполненного пористым корпуса 1 с соответствующим соединением зон сбора пермеата.

10

15

20

5

0

Благодаря большой площади поверхности активного слоя предложенное устройство обладает высокой производительностью В конечном счете это обусловлено также и тем, что конструкция винтовой мембраны позволяет ей сочетать в себе технические свойства одновременно и турбулизатора и мембранного элемента с высокоразвитой поверхностью. Кроме того, благодаря тому что сама винтовая поверхность мембраны Формирует вихревые (кольцевые) потоки частицы, не прошедшие через нее. мгновенно уносятся с названной поверхности в основной поток, сохраняя тем самым высокую проницаемость мембраны - это положительно влияет на производительность предложенного устройства, создавая у него новое свойство.

Формула изобретения 1. Устройство для мембранного разделения растворов, содержащее корпус со штуцером ввода и вывода и трубчатый мем- оранный элемент, состоящий из жесткого пористого материала с нанесенным на наружную поверхность активным слоем о т- личающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства наружная поверхность мембранного элемента выполнена в виде шнека.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что штуцер ввода расположен тангенциально к образующей корпуса.

Изобретение относится к мембранному разделению растворов методами ультра- и микрофильтрации и может быть использовано, например, в пищевой промышленности для осветления и концентрирования плодово-ягодных соков. Цель изобретения - повышение производительности процесса мембранного разделения растворов. Устройство содержит полый корпус 1, внутри которого установлен трубчатый шнек 2 из жесткого пористого материала, активный слой 7, выполненный на наружной поверхности шнека 2, штуцер 8 для подвода разделяемого раствора. На наружной поверхности шнека 2 выполнен по меньшей мере один винтовой канал 5, образованный по меньшей мере одним выполненным из жесткого пористого материала винтовым ребром 6, на наружной поверхности которого выполнен активный слой 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

77756

/ / / ./А

8

Фиг. 2