Ультрафильтр Советский патент 1993 года по МПК B01D61/18 

Изобретение относится к области мембранной техники, в частности,- для ра. деления жидких смесей, и может найти ш .рокое применение в любой отрасли промышленности при очистке промышленных стоков.

Известен аппарат для разделен Ля жидкостей, в котором спиральный фу ьтрую щий патрон состоит из двух полупроницаемых мембран, разделенных слоем гофрированного пористового листового материала и навитых на центральную трубку.

Недостатком известной конструкций является относительно низкая эффективность разделения жидкостей за счет большого гидравлического сопротивления потоку разделяемой жидкости.

Известен мембранный элемент рулонного типа, состоящий из двух полупроницаемых мембран, дренажного материала и разделительной сетки, навитых на центральный стержень в виде рулона.

Недостаток данной конструкции состоит в низкой производительности по фильтру из-за зависимости от длины канала для отвода фильтрата.

Кроме того, из-за неравномерного распределения скоростей потоков- по всей фильтрующей поверхности образуются за- стойные зоны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее корпус (кожух) с размещенными в нем цилиндрическими модулями в виде опорных труб (дренирующих подложек) с трубчатой пленкой (полупроницаемой мембраной), упрочняющие элементы и фильтратоотводящие трубки. Рабочие модули соединены переходниками.

Недостатками прототипа являются:

- относительно низкая эффективность разделения жидкости за счет большой длины каналов, приводящей к резкому возрастанию влияния концентрационной поляризации ввиду быстрого, нарастания

VI

Ю

СО

40

00

ы

концентрации загрязнения в разделяемой жидкости;

- наличие переходников, приводящее к увеличению гидравлических потерь из-за больших местных сопротивлений, что вызывает дополнительные энергозатраты, и к снижению плотности упаковки мембран.

В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве, содержащем кожух с размещенными в нем рабочими модулями, включающими цилиндрическую дренирующую подложку с полупроницаемой мембраной, упрочняющие элементы и фильтратоотводя- щие трубки, каждый модуль снабжен коэк- сиально расположенной дополнительной дренирующей подложкой, полупроницаемая-мембрана нанесена на внешнюю и внутреннюю стороны подложек, а упрочняющие элементы и фильтратоотводящие трубки равномерно закреплены между дренирующими подложками, при этом модули размещены коаксиально один в другом.

Компактное расположение рабочих модулей и особая конструкция каждого из них позволяет значительно повысить эффективность разделения жидкостей, уменьшить габариты фильтра и снизить энергозатраты.

На фиг. 1 изображен ультрафильтр, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3-фрагмент рабочего модули 4.. . : . . ;

На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения: 1 - кожух, 2..- патрубок ввода, 3- патрубок вывода разделяемой жидкости, 4- цилиндрические рабочие модули, 5 - полупроницаемые мембраны, 6 - дренирующие подложки, 7 - камера для сбора фильтрата, 8 - упрочняющие элементы в виде;прутков или сетки, 9 -.общая камера для сбора фильтрата, 10-фильтратоотводящие трубки, 11 - трубные доски, 12 - резиновые уплотнения, 13- прижимная планка, 14 - крышка, 15 - патрубки для отвода фильтрата

Предлагаемый ультрафильтр содержит кожух 1 с выполненными в в нем патрубками ввода 2 и вывода 3 разделяемой жидкости, внутри которого размещены п концентрич- но расположенных цилиндрических рабочих модулей 4, каждый из которых выполнен

из двух концентричных дренирующих подложек б, образующих камеры для сбора фильтрата 7, залитых с торцов компаундом, при этом на внешней и на внутренней образующих модулей 4 которых нанесены полупроницаемые мембраны 5, причем для придания жесткости и прочности камеры для сбора фильтрата в ней размещены упрочняющие элементы 8, длина которых составляет 0,7-0,8 длины самой камеры,

Отвод фильтрата из камеры 7 в общую камеру для сбора фильтрата 9 осуществляется по трубкам 10, один конец которых неподвижно закреплен в цилиндрическом

рабочем модуле 4 внутри камеры для сбора фильтрата 7, а другой - в сквозных отверстиях, выполненных в трубных досках 11.

Для исключения попадания разделяемой жидкости в общую камеру для сбора

фильтрата 9 используют резиновое уплотнение 12 с прижимной планкой 13. Общая камера для сбора фильтрата 9 образована кожухом 1, трубной доской И и крышкой 14, в которой выполнены патрубки 15 для отвода фильтрата.

Ультрафильтр работает следующим образом. Разделяемая жидкость под давлением нагнетается через входной патрубок 2 во внутреннюю полость ультрафильтра. Фильтрат, прошедший под давлением через цилиндрические рабочие модули 4 и соответственно через полупроницаемые мембраны 5 скапливается в камере для сбора фильтрата 7, откуда он отводится по трубкам 10 в общую камеру для сбора фильтрата 9, затем через патрубки 15 выводится из ультрафильтра. Концентрат, образовавшийся в ультрафильтре, выводится через выход- .ной патрубок 3.

Использование предлагаемого ультрафильтра позволяет прежде всего увеличить Скорость разделения жидкостей и уменьшить габариты установки для очистки промышленных стоков, частью которого

является предлагаемый ультрафильтр, в 3-4 раза. Кроме того, снижается металлоемкость указанной выше установки в 3-5 раз. Изготовлены опытные образцы и ведутся работы по промышленному изготовлению

ультрафильтров.

Использование: в мембранной технике. Сущносгь изобретения: ультрафильтр содержит ,ожух с размещенными в нем рабочими модулями, размещенными коаксиально один в другом. Модуль представляет собой две коаксиально расположенные дренирующие подложки с полупроницаемыми мембранами на их внешней и внутренней сторонах и с равномерно закрепленными между ними упрочняющими элементамии фильтратоотводящи- митрубками. 3 ил.

Формула изобретения Ультрафильтр, содержащий кожух с раз1 мещенными в нем рабочими модулями, включающими цилиндрическую дренирующую подложку с полупроницаемой мембраной, упрочняющие элементы и

фильтратоотводящие трубки, отличающийся тем, что каждый модуль снабжен коаксиально расположенной дополнительной дренирующей подложкой, полупроницаемая мембрана нанесена на внешнюю и внутреннюю стороны подложек, а упрочняющие элементы и фильтратоотводящие труб-. ки.равномерно закреплены между дренирующими подложками, при этом модули размещены коаксиально.

фИГ.1

фие.1