Мембранный аппарат Советский патент 1993 года по МПК B01D63/08 

Изобретение относится к аппаратам для разделения жидких смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в химической, пищевой и микробиологической промышленности.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эффективности.

На фиг.1 изображен . мембранный аппарат, разрез, общий вид: на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1: на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.2: на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.2.

Мембранный аппарат состоит из корпуса 1, разделенного мембранным элементом 2 на камеры исходной жидкости 3 и пермеата 4. В камере исходной жидкости 3 размещен закрепленный на корпусе 1 посредством подшипникового узла 5 вал 6 с центральным каналом 7 и внешним валом 8. Центральный канал 7 через отводящий коллектор 9 и запорный орган 10 соединен с линией отвода концентрата, а в камере исходной жидкости 3-е патрубками 11, снабженными отверстиями 12. выполненными на нижней поверхности патрубка со смещением к одному из боковых торцов каждого патрубка. Внешний полый вал 8 через коллектор 13 и запорный орган 14 соединен с линией подачи исходной жидкости,а в камере исходной жидкости 3 соединен с патрубками 15, изогнутыми по спирали Архимеда и снабженными отверстиями 16. выполнен00

о

ел о о

ными под углом к поверхности мембранного элемента 2. Для управления процессом мембранного разделения камера исходной жидкости 3 снабжена вентилем сброса 17 и манометром 18, а камера пермеата 4 жена каналом отвода пермеата с запорным органом 19.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Исходная жидкость подается в аппарат через запорный орган 14, коллектор 13, внешний полый вал 8 и патрубки 15 и заполняет камеру 3, откуда поступает через отверстия 12 в патрубки 11 и через центральный канал 7, отводящий коллектор 9 и запорный орган 10 поступает в линию отвода концентрата. Положение запорных органов 10 и 14 выбирается таким образом, чтобы в камере исходной жидкости 3 создавалось давление, необходимое для процесса мембранного разделения: например, для ультрафильтрации от 0,1 до 0,5 МПа, для обратного осмоса от 2,5 до 10 МПа. Под действием давления очищенная от примесей жидкость, проходя через мембранный элемент 2 будет поступать в камеру пермеата и через запорный орган 19 удаляться на потребление в качестве конечного продукта. Выходящая из торцовых отверстий патрубков 15 и тангенциальных каналов жидкость создает реактивный момент, вращающий вал 6 и одновременно размывающий отложения, которые отводятся через отверстия 12, так как в линии отвода концентрата давление обычно равно атмосферному, устраняя концентрационную поляризацию на поверхности мембран. При вращении вала 6 в отверстия 12 с поверхности мембран отбирается жидкость (концентрат) с наибольшим содержанием задерживаемых веществ и отложений в виде частиц и гелей. При необходимости

уменьшения частоты вращения вала б потока может сбрасываться через вентиль 17.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение эффективности мембранного

разделения за счет исключения застойных зон на поверхности мембраны, приводящих к образованию отложений на поверхности мембран и позволяет упростить конструкцию путем исключения отдельного привода.

Другим существенным достоинством предлагаемого устройства является возможность создания мембранных аппаратов большой единичной мощности путем установки группы мембранных элементов с пропуском через них общего вала.

Формула изобретения Мембранный аппарат для разделения растворов, состоящий из корпуса, разделенного плоским мембранным элементом на камеры исходной жидкости и пермеата, устройства отвода концентрата, выполненного в виде установленного соосно с корпусом полого вала, снабженного патрубками

для очистки мембранного элемента и соединенного с приводом механизма вращения, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности, он снабжен внешним валом с

патрубками в форме спирали Архимеда на его конце, установленным концентрично полому валу и соединенным с патрубком подвода исходной жидкости, причем патрубки внешнего вала снабжены отверстиями, выполненными под углом к поверхности мембранного элемента, а устройство для очистки мембранного элемента выполнено в виде установленных параллельно мембранному элементу патрубков с отверстиями,

расположенными на стороне, обращенной к мембранному элементу со смещением к одному из торцов каждого патрубка.

Uа

Пермеат

--i------ . .

ФигЛ

Использование: разделение жидких смесей с помощью полупроницаемых мембран в химической, пцщевой и микробиологической промышленности. Сущность изобретения: мембранный аппарат содержит корпус, разделенный мембранным-эле- ментом на камеры исходной жидкости и пермеата. В камере исходной жидкости размещен закрепленный на корпусе посредством подшипникового узла вал с центральным каналом и внешним полым валом. Центральный канал через отводящий коллектор и запорный орган соединен с линией отвода концентрата, а в камере исходной жидкости - с патрубками, снабженными отверстиями, выполненными на нижней поверхности патрубков и смещенными к одному из боковых торцов каждого патрубка. Внешний полый вал через коллектор и запорный орган соединен с линией подачи исходной жидкости, а в камере исходной жидкости соединен с патрубками, изогнутыми по спирали Архимеда и снабженными отверстиями, выполненными под углом к поверхности мембранного элемента. Для управления процессом мембранного разделения камера исходной жидкости снабжена вентилем сброса. 5 ил.

Г-Г

Фиг. 5