Мембранная ячейка Советский патент 1993 года по МПК B01D65/08 

Изобретение относится к устройствам для разделения растворов с помощью полупроницаемых мембран методом обратного осмоса и, в частности, к устройствам для исследования характеристик полупроницаемых мембран.

Цель изобретения - повышение точности исследований характеристик полупроницаемых мембран путем снижения концентрационной поляризации при обеспечении равномерности изменения скорости и направления движения потока.

На чертеже изображена принципиальная схема ячейки для исследования характеристик полупроницаемых мембран.

Мембранная ячейка содержит кольцеобразный полый корпус 1, включающий

внешнюю и внутреннюю боковые стенки 2 и 3, выполненные из электропроводного материала, крышку 4 и дно 5, выполненные из электроизоляционного материала, обладающего электрохимической стойкостью, пористую подложку 6 в качестве дренажного элемента плотно зажимаемую вместе с размещенной над ней исследуемой полупроницаемой мембраной 7 в донной отверстии 8. Устройство также содержит постоянный магнит или электромагнит 9 с катушкой 10, источник 11 постоянного тока (например, преобразователь переменного тока в постоянный), переключатель 12 и регулятор 13 напряжения. Внешняя и внутренняя боковые стенки 2 и 3 подключены через переключатель 12 реверса полярности к первому

VI

00

о ю ел со

(регулируемому) выходу 14 источника 11 постоянного тока, к второму выходу 15 которого подключена катушка 10 электромагнита 9. Регулятор 13 напряжения включен в цепь управления источника 11 постоянного тока. Корпус 1 устройства снабжен патрубками 16 и 17 для подвода и отвода солёсодержащего раствора, патрубком 18 для отвода пермеа- та и патрубком 19 для связи корпуса 1 с источником высокого давления, как прави- ло, сжатого газа.

Устройство работает следующим образом. В донное отверстие 8 корпуса 1 над пористой подложкой 6 устанавливают полупроницаемую мембрану 7, подвергаемую испытаниям. Мембрану с подложкой плотно зажимают между фланцами боковых стенок 2 и 3 с одной стороны и фланцами дна 5 - с другой. Корпус 1 через патрубок заполняют солесодержащим раствором. Через пат- рубок 19 в корпус 1 подают инертный газ под давлением, создавая тем самым необходимое давление раствора на мембрану 7. Включают электропитание и подают напря

жение постоянного тока - с первого выхода

14 преобразователя тока 11 через переключатель 12 на боковые стенки 2 и 3 корпуса 1, а с второго выхода 15 преобразователя тока 11 - на катушку 10 электромагнита 9. Диссоциированные в растворе анионы солей под влиянием электрического поля начинают перемещаться в сторону положительно заряженной внешней боковой стенки 2, а катионы - в противоположном направлении к отрицательно заряженной внутренней бо- ковой стенке 3. Взаимодействуя с направленным перпендикулярно движению ионов

5 0

5

0 5

магнитным полем, создаваемым электромагнитом 9, ионы испытывают действие сил, изменяющих направление их движения. Гидратированные ионы перемещаются вдоль кольцевого канала корпуса 1 и увлекают за собой растворитель. Поток раствора равномерно течет вдоль мембраны 7. Скорость потока изменяют коррекцией напряжения на боковых стенках 2 и 3 с помощью регулятора 13 напряжения. Направление движения раствора изменяют реверсированием полярности боковых стенок 2 и 3 с помощью переключателя 12, Изменяя давление, скорость и направление движения раствора, исследуют известными методами характеристики полупроницаемых мембран - солезадержание, водонепроницаемость и др. Пермеат отводят из устройства через патрубок 18. По окончании процесса разделения отключают давление и электропитание и сливают раствор из корпуса 1 через патрубок 17,

Использование изобретения позволяет повысить производительность и качество разделения, т.е. точность исследований характеристик полупроницаемых мембран за счет снижения влияния концентрационной поляризации при обеспечении равномерности потока раствора вдоль поверхности мембраны, что достигается отсутствием механических мешалок и кольцевой формой корпуса. Кроме того, точность повышается благодаря возможности проводить серии экспериментов при различных скоростях потока раствора и изменении направления его движения. Упрощается также обслуживание устройства.

Изобретение относится к устройствам для разделения растворов с помощью полупроницаемых мембран и может использоваться для исследования характеристик полупроницаемых мембран. Цель изобретения - повышение точности исследований характеристик полупроницаемых мембран путем снижения концентрацибнной поляризации при обеспечении равномерности, изменении скорости и направления движения потока. Ячейка содержит корпус, крышка и дно которого изготовлены из электроизоляционного, а боковые стенки из электропроводящего материала. Мембрану и дренажный элемент также изготавливают в виде кольца и помещают в корпус. Основное отличие заключается в том, что устройство для перемешивания раствора выполнено в виде магнита, между полюсами которого размещают ячейку, а к боковым стенкам корпуса подключают полюса источника постоянного тока. Взаимодействие диссоциированных ионов солей одновременно с электрическим и магнитным полем приводит к их перемещению вдоль корпуса, что .постепенно приводит в движение весь объем раствора. 1 ил. ел с

Формула изобретения

Мембранная ячейка, содержащая корпус с патрубками подвода и отвода разделяемого раствора, вывода пермеата и подвода сжатого газа, дренажный элемент, полупроницаемую мембрану и устройство для пере- мешивания раствора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности исследований характеристики полупроницаемых мембран путем снижения концен- трационной поляризации при обеспечении

равномерности, изменении скорости и направления движения потока раствора корпус выполнен в виде полого кольца, крышка и дно которого изготовлены из электроизоляционного материала, а боковые стенки - из электропроводящего материала, а устройство для перемешивания выполнено состоящим из магнита, полюса которого расположены над крышкой и под дном корпуса, и из источника постоянного тока, полюса которого подключены к боковым стенкам корпуса.

19

ЧN

hП

7 V