Разделительный модуль Советский патент 1993 года по МПК B01D65/02 B01D63/00 

Изобретение относится к оборудованию для разделения жидких сред и может быть использовано для концентрирования растворов методами микро- и ультрафильтрации.

, Цель изобретения - повышение производительности за счет снижения концентрационной поляризации.

На фиг. 1 показано схематическое изображение модуля с плоскими мембранами; на фиг. 2 - механизм привода вращательного и возвратно-поступательного движения вала; на фиг. 3 - фрагмент конструкции модуля с эластичными скребками для очистки фильтрующих элементов; на фиг. 4 - иллюстрация движения фильтрата и концентрата в разделительном модуле,

Разделительный модуль содержит (фиг. 1) корпус 1 с плоскими торцевыми крышками 2, полый вал 3 с закрепленными на нем с возможностью вращательного и возвратно-поступательного движения дисковыми фильтрующими элементами 4, расположенными между ними неподвижными фильтрующими элементами 5, выполненными в виде дисков б с закрепленными на них

мембранами 7 и герметично соединенными 5 между собой с помощью колец 8 и на крыш- ках корпуса 2 с помощью шпилек 9, фланца С/1 10 и кольца 11 и установленными с зазором относительно корпуса с образованием зам- кнутой полости 12 для сбора и отвода фиЬь- В трата, патрубки ввода разделяемой смеси 13 и вывода фильтрата 14 и концентрата 15.

Привод вала состоит из узлов враща- jЈ тельного движения. Вращательное движе- С ние осуществляется от электродвигателя 16 ЧЭ через клиноременную передачу. Вал 17име- ч| ет шлицы, с помощью которых ведомый vj ижив 18 передает крутящий момент от элек- Q тродвигателя 19. Привод возвратно-поступательного перемещения вала (вверх-вниз) осуществляется следующим образом. Вал - 17 опирается на упорный подшипник 20, vA/ закрепленный в приводной гайке-шестерне 21. Вращая гайку 21 вручную с помощью рукоятки 22 или с помощью реверсивного электродвигателя 16 через редуктор 23 и ведущую шестерню 24, можно перемещать, вал вверх-вниз, сохраняя его вращательное движение от электродвигателя 19.

Величины перемещения задаются с помощью микропереключателей 25, не позволяющих поверхностям мембран касаться друг друга, т. е, зазор минимальный.

Для повышения качества очистки мембран подвижные фильтрующие элементы снабжены эластичными скребками 26 (фиг. 3), выполненными из мягких материалов, например эластичный пенополиуретан, пе- новинилформаль, войлок и т. д., которые механически очищают поверхность мембран без их разрушения. . Устройство работает следующим образом.

В качестве рабочего раствора использовали тонкодисперсную водную суспензию красителя марки Алый, в качестве фильтрующего элемента ультрафильтраци- онную фторопластовую мембрану с размером пор 0,05 мкм. Подлежащую концентрированно тонкодисперсную суспензию краситепя непрерывно подают через патрубок 13 в нижнюю часть разделительного модуля (фиг. 1-4) под давлением 3 кгс/см2. При движении рабочего раствора через разделительный модуль под действием разности давлений на мембране 7 происходит его разделение на фильтрат и концентрат. Необходимая турбулизация потока создается за счет вращения полого вала 3 с установленными на нем фильтрующими элементами 4, 5, которые имеют также возможность совершать возвратно-поступательное движение.

Неподвижные и подвижный дисковые мембранные элементы 4, 5 образуют лаби- ринт, по которому рабочая смесь перемещается ступенчато от периферии к центру и обратно от центра к периферии вдоль поверхностей мембран и одновременно снизу-вверх модуля, При этом одна часть ультрафильтрата через полупроницаемые мембраны 7 попадает внутрь подвижных фильтрующих элементов 4 и далее по полому оалу 3 отводится из модуля. Другая часть ультрафильтрата попадает внутрь неподвижных дискоо 5, из них в замкнутую полость 12 и далее отводится от модуля. Концентрат, пройдя модуль сверху вниз, отводится через штуцер 15.

При снижении скорости ультрафильтрации за счет образования слоя коллоидных частиц на поверхности мембраны включается возвратно-поступательное движение вала. В результате такого движения расстояние между подвижными и неподвижными фильтрующими элементами периодически

изменяется, резко возрастает тангенциальная скорость потока над мембраной и поскольку в данном случае сорбционная способность дисперсного красителя к поверхности мембраны незначительна, слой

коллоидных частиц смывается с ее поверхности, тем самым скорость ультрафильтрации восстанавливается до первоначальной. Время регенерации составляет 1-5 мин. В известном устройстве для восстановления фильтрующих свойств мембран применяется химическая мойка мембран, Время регенерации составляет 60-90 мин. Использование предлагаемого разделительного модуля позволяет интенсифицировать процесс разделения жидких сред за счет сокращения времени регенерации, снижения концентрационной поляризации и тем самым повысить его производительность.

Одновременно снижается расход моющих средств за счет системы самоочистки. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Разделительный модуль, содержащий корпус, полый вал с закрепленными на нем

с возможностью вращения дисковыми фильтрующими элементами, расположенными между ними неподвижные фильтрующие элементы, патрубки ввода разделяемой смеси и вывода фильтрата и концентрата,

отличающийся тем, что, с целью повышения производительности модуля за счет снижения концентрационной поляризации, подвижные дисковые .фильтрующие элементы установлены с возможностью возвратио-поступательного движения, а неподвижные фильтрующие элементы выполнены в форме дисков, герметично соединенных между собой и установленных с зазором относительно корпуса с образованием замкнутой полости для сбора и отвода фильтрата.

2. Модуль по п. 1,отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности

очистки мембран, подвижные фильтрующие элементы снабжены эластичными скребками.

fiuai

Фиг. 1

Использование: разделение жидких сред. Сущность изобретения: модуль содержит корпус, полый вал с закрепленными на нем с возможностью вращения и возвратно- поступательного движения дисковыми фильтрующими элементами, расположенные между ними неподвижные дисковые фильтрующие элементы, герметично соединенные между собой и установленные с зазором относительно корпуса с образованием замкнутой полости для сбора и отвода фильтрата. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

фие.З