Ячейка для мембранной фильтрации Советский патент 1991 года по МПК B01D63/08 

Изобретение относится к устройствам для разделения, концентрирования и очистки относительно небольших количеств различных жидкостей, содержащих примесные частицы, бактериальные загрязнения и т.п., а также для очистки от аэрозолей различных газов, и может быть также использовано для отбора и последующего анализа проб осадков из различных фильтруемых сред практически во всех отраслях науки и техники, для финишной очистки жидких и газообразных сред, например, в микроэлектронике, для микротоннажного производства чистых растворов, например, в аптечном и фармацевтическом производстве и т.д.

Цель изобретения - исключение контакта фильтруемой среды с фланцами и уплотнительными прокладками ячейки.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - вариант выполнения краевого уплотнения.

Мембранная ячейка состоит из двух частей: из герметичной пленочной капсулы с фильтрационной мембраной, являющейся узлом одноразового использования, и внешнего прочного корпуса, являющегося узлом многократного применения. Пленочная капсула состоит из фильтрационной мембраны 1, дренажного элемента 2, в котором отпрессованы канавки и выполнены необходимые отверстия и щели для прохода отфильтрованной среды, верхней 3 и нижней 4 непроницаемых пленок, в которых также отпрессованы канавки и углубления для прохода фильтруемой среды и размещения штуцеров, на обеих половинках оболочки пленочной капсулы герметично установлены штуцера 5-7 для подвода и отвода фильтруемой среды. Конструкция мембранной ячейки предполагает способы герметизации штуцеров пленочной оболочки капсулы: сварку, склейку и резиновые уплотнения. При использовании резинового уплотнения, которое изображено на фиг. 1, уплотняющая прокладка 8 с прижимной резьбовой втулкой 9 расположены с внешней стороны пленочной оболочки капсулы и плотно прижимают последнюю к гладкой закраине штуцера 7.

Обе половинки оболочки пленочной капсулы имеют по периферии плоские закраины, между которыми располагаются края фильтрационной мембраны и которые являются местом герметичного соединения мембраны и стенок капсулы между собой либо сварным швом 10 (1-й вариант), либо клеевым швом 11 (2-й вариант).

Внешний прочный корпус мембранного элемента состоит из двух фланцев 12 и 13, выполненных из любого прочного и технологически удобного материала (если необходимо, то и прозрачного). Фланцы стянуты между собой струбцинами 14 или другими устройствами, например, болтами. Форма фланцев внешнего корпуса такова, что между ними образуется полость, по своей форме точно воспроизводящая внешние контуры пленочной капсулы. В каждом фланце корпуса выполнены отверстия для прохода штуцеров пленочной капсулы и имеются гайки 15 для фиксации этих штуцеров в прочном корпусе. По периметру каждой из половинок прочного корпуса с внутренней стороны имеются плоские уплотняющие выступы 16, между которыми зажата плоская закраина пленочной капсулы, герметизированная сварным швом 10 (1-й вариант). Если пленочная капсула герметизирована клеевым швом 11 (2-й вариант), то ее закраина дополнительно зажимается между плоскими резиновыми прокладками 17, вставленными в соответствующие пазы,

выполненные в плоских выступах корпуса.

Мембранная ячейка работает следующим образом.

Фильтруемая среда поступает в нее через входной штуцер 5 и попадает в про0 странство между фильтрационной мембраной и верхней стенкой пленочной оболочки капсулы. Давлением фильтруемой среды оболочка пленочной капсулы прижимается к стенкам корпуса, а фильтрацион5 ная мембрана - к гофрированному дренажному элементу. Корпус воспринимает на себя давление фильтруемой среды и предохраняет пленочную капсулу от разрыва. Одновременно плоские уплотнительные

0 выступы корпуса предотвращают раскрытие сварного или клеевого шва, которое могло бы привести к разгерметизации пленочной капсулы. Резиновые детали уплотняющих прокладок 8 и 17, расположен5 ные с наружной стороны пленочных стенок, создают достаточное уплотнение между деталями капсулы, не допускающее фильтруемую среду к деталям уплотнения, расположенным за пределами зоны уплотне0 ния. Кроме давления фильтруемой среды корпус воспринимает на себя также все усилия, возникающие на штуцерах при операциях соединения и разьединения их с внешними коммуникациями. Этим самым

5 устраняется возможность разрыва пленочной оболочки капсулы в местах присоединения при указанных операциях. Профильтрованная через мембрану среда по канавкам дренажного элемента прохо0 дит к отверстиям и щелям, через которые она перетекает в выходной штуцер 7.

Предлагаемая мембранная ячейка упрощает многие процессы, связанные с фильтрацией, и создает новые функциональные

5 возможности. У потребителя отпадает забота об обеспечении надежной герметизации фильтрационной мембраны в корпусе, об обеспечении чистоты мембраны и о последствиях контакта фильтруемой среды с дета0 лями корпуса и уплотнений. Поскольку такого контакта нет, отпадает операция промывки деталей перед последующими циклами фильтрации. Осадок частиц из фильтруемой среды, осевших на фильтраци5 онной мембране, оказывается герметично упакованным в пленочной капсуле и может в ней транспортироваться или храниться. Изучение и анализ этого осадка возможно без вскрытия пленочной капсулы, что особенно важно когда приходится иметь дело с

радиоактивными осадками, токсичными веществами или опасными микробиологическими объектами.

Формула изобретения Ячейка для мембранной фильтрации, состоящая из верхнего и нижнего фланцев, штуцеров для ввода фильтруемой среды и вывода продуктов, уплотнительных прокладок, дренажного элемента и фильтрационной мембраны, отличающаяся тем,

что. с целью исключения контакта фильтруемой среды с фланцами и уплотнительными прокладками, ячейка снабжена плоской капсулой, выполненной в виде двух герметично соединенных по периметру непроницаемых пленок, между которыми размещены дренажный элемент и фильтрационная мембрана и к которым герметично присоединены штуцера.

Мембранная ячейка относится к устройствам для разделения, концентрирования и очистки относительно небольших количеств различных жидкостей, содержащих примесные частицы, бактериальные загрязнения и т.п., а также для очистки от аэрозолей различных газов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение технологичности его конструкции и исключение контакта фильтруемой среды с деталями корпуса и элементами уплотнения. Устройство содержит корпус, фильтрационную мембрану с опорной подложкой, штуцера для подачи и отвода фильтруемой среды. Фильтрационная мембрана с опорной подложкой дополнительно заключена в герметичную пленочную капсулу с плоской закраиной по ее периметру, в стенках которой герметично установлены штуцера. Капсула помещена внутрь разъемного внешнего корпуса, состоящего из двух половин, стянутых между собой болтами или струбцинами и имеющих по своему периметру уплотнительные выступы или канавки с вложенными в них уплотнительными резиновыми прокладками, а также отверстия под указанные штуцера с деталями для жесткой фиксации этих штуцеров во фланцах корпуса. Между половинками корпуса образована полость, по своей форме точно воспроизводящая внешние контуры пленочной капсулы, вставленной в эту полость так, что плоская закраина капсулы плотно зажата между уплотнительными выступами или резиновыми прокладками внешнего корпуса. В качестве фильтрационной мембраны в нем использована ядерная мембрана из полиэтилентерефталатной поликарбонатной, полипропиленовой или поливинилиденфторидной пленки и все детали пленочной капсулы изготовлены из полимерной пленки того же состава, что и ядерная мембрана, а прочный корпус мембранной ячейки выполнен из прозрачного материала, например оргстекла или поликарбоната. 2 ил.