Аппарат для разделения растворов Советский патент 1978 года по МПК B01D13/00 

Изобретение относится к области мембранной технологии разделения растворов методом обратного осмоса или ультрафильтрации. Аппараты применяются для обессоливания воды, очистки сточных вод, концентрирования соков и т. д.

Известны аппараты для разделения растворов методом обратного осмоса, состоящие из собранных в пакет фильтрующих элементов, отделенных друг от друга промежуточными элементами, представляющими собой рамки, располагающиеся по периметру фильтрующих элементов 1, 2. Недостатком этих аппаратов является периферийный вывод фильтрата из фильтрующих элементов, что затрудняет его сбор и создает возможность его загрязнения.

Известен аппарат для разделения растворов методом обратного осмоса, состоящий из расположенного между крыщками набора чередующихся фильтрующих и промежуточных элементов, имеющих форму кольца, внутри которого расположено турбулизирующее устройство, и имеющий центральный коллектор для сбора фильтрата 3.

Турбулизирующее устройство в известном аппарате представляет собой сплощной диск, имеющий выступающие гребни для уплотнения фильтрующих и промежуточных элементов. В

центральной части диска имеется отверстие с острой кромкой, создающей уплотнение между диском и центральным коллектором. Промежуточный элемент делит пространство между двумя соседними фильтрующими элементами на две камеры, соединенные между собой больщим количеством отверстий, расп)ложенных по окружности вдоль кольца. Разделяемый раствор движется с одной стороны промежуточного элемента от центра к периферии, а затем, пройдя сквозь отверстия, движется от периферии к центру и т. д.

Фильтрующий элемент выполнен из двух мембран, двух бумажных фильтров и подложки, состоящей из двух жестких пластин с щелями, сложенных друг с другом. Центральное отверстие фильтрующего элемента уплотнено двумя втулками, исключающими попадание разделяемого раствора в подложку.

Недостатками известного аппарата являются значительная неравномерность скорости движения раствора вдоль поверхности из-за изменения сечения камеры по направлению от периферии к центру и малая турбулизация потока, особенно в периферийной зоне фильтрующего элемента.

Этинедостатки приводят к возникновению концентрационной поляризации, отложению ме.ханическ11Х примесей на поверхностях мембран, что в конечном итоге приводит к ухудшению качествл и уменьшению выхода фильт{11ата.

Цель изобретения - обеспечение равномерного распределения и турбулизации раствора у гтоверхности фильтрующих элементов.

Эта цель достигается за счет того, что промежуточный элемент снабжен внутренним кольцом, а турб-улизирующее устройство выполнено в виде пересекающихся перемычек, образующих ячейки, которые ограничены в наборе сверху и снизу фильтрующими элементами и сообщены друг с другом через прорези, выполненные R перемычках, образуя лабиринтовый канал Д.1Я прохода разделяемого раствора.

hhi фиг. 1 изображен прёдлагае.мый аппарат, поперечное сечение; на фиг. 2 - промежуточный элемент, вид сверху; на фиг. 3 - то же, поперечное сечение.

.Аппарат состоит из набора чередующихся фильтрующих 1 и промежуточных 2 элементов, расположенных между крыщками 3, фильтрующие и про.межуточные элементы образуют камеры 4.

Каждый промежуточный элемент представляет из себя рамку, которая состоит из наружного 5 и внутреннего 6 колец. Кольца скреплены .между собой перемычками 7, образующими ячейки 8. В пере.мычках 7 И1меются прорези, через которые ячейки 8 сообш.ены последовательно друг с другом, образуя непрерывный лабиринтовый канал (ось канала показана пунктирной линией на фиг. 2).

На поверхности колец 5 и 6 нанесены уплотнительные канавки 9. Фильтрующий элемент 1 состоит из двух мембран 10 и дренажа 11, выполненного из упругого .микропористого материала.

У края фильтрующего элемента имеется переточное отверстие 12, а в центре отверстие, сквозь которое проходит центральный коллектор 13 для сбора фильтрата и вывода его из аппарата.

По наружной кромке 14 дренаж имеет водонепроницаемый слой.

По форме фильтрующие и промежуточные эле.менты могут быть кр тлыми, овальными, квадратными или прямоугольными.

Аппарат работает следующим образом.

Разделяемый раствор под давлением подается в аппарат и попадает в камеру 4. Внутри

каждой камеры раствор протекает по лабиринтовому каналу последовательно через все ячейки 8. Проходя через прорези в перемычках 7, раствор турбулизируется, благодаря чему предотвращается концентрационная поляризация у поверхности мембран. Переток раствора из одной камеры в другую осуществляется через отверстия 12 в фильтрующих элементах 1. Наружное 5 и внутреннее 6 кольца, плотно прижатые к фильтрующим элементам, исключают его вытекание наружу. Рабочее давление раствора в камерах 4 воспринимается наружными 5 и внутренними 6 кольцами, скрепленными между собой перемычками 7. Под действием давления раствор фильтруется через |ембраны 10, попадает в пористый дренаж 11, по которому транспортируется к центральному отверстию и затем отводится наружу по коллектоРУ 13.

Выполненные таким образо.м про.межуточные эле.менты позволяют обеспечить оптимальный гидродинамический режим работы аппарата, а также существенно упростить его сборку.

Формула изобретения

Аппарат для разделения растворов методом обратного осмоса, состоящий из расположенного между крышками набора чередующихся фильтрующих и промежуточных элементов, имеющих фор.му кольца, внутри которого расположено турбулизирующее устройство, и имеющий центральный коллектор для сбора фильтрата, отличающийся тем, что, с целью обеспечения равномерного распределения и турбулизации раствора у поверхности фильтрующих элементов, промежуточный элемент снабжен внутренним кольцом, а турбулизирующее устройство выполнено в виде пересекающихся перемычек с прорезями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент Англии № 1282629, кл. В1Х, 1972. 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 471104, кл. В 01 d 13/00, 1975.

3.Патент США № 3398833, кл. 210-321, 1968.