Устройство для ультрафильтрации Советский патент 1979 года по МПК B01D13/00 B01D31/00 

Настоящее изобретение относится устройствам для ультрафильтрации, применяемым для концентрирования, очистки и обессоливаиия растворов, а также для фракционирования смесей веществ, и может быть использовано в области биохимии, медицины, органической химии и т.п. Известно устройство для ультрафильтрации, которое состоит из цилиндра с двумя .крынками, стянутыми вместе об1цим зажимом или скрепленными резьбовыми соединениями. В вер ней крышке размещены узлы ввода рас вора и отбора концентрата, а также штуцер для подачи газа под давление В нижней крьвике расположено дренажиое устройство. Между этой крышкой и цилиндром помещается полупроницае мая мембрана, внутри цилиндра находится перемешивающий узел, предназначенный для ускорения ультрафильтрации растворов 1. В этом устройстве отсутствует узел отбора концентрата, что приводит к неоправданным потерям ценного раствора при опорожнении устройства и усложняет эксплуатацию. Наиболее близко по технической сущности к предложенному устройство для ультрафильтрации, содержащее корпус с узлом отбора концентрата, имеющим-взаимно перпендикулярные отводной и сливной каналы, верхнюю крышку с узлом анода раствора и штуцером ввода сжатого газа, нижнюю крышку с узлами отвода фильтрата и крепления полупроницаемой мембраны, мешалку и уплотняющие прокладки 2. Однако в этом устройстве конструкция узла отвода концентрата не обеспечивает полного его отбора ввиду удаленного расположения входного отверстия относительно мембраны. Та.ое расположение входного отверстия обусловлено технологическими трудностями, возникающими при изготовлении устройства подобной конструкции. Наличие разъема между корпусом и нижней крышкой не позволяет приблизить входное отверстие к поверхности мембраны, и вследствие этого образуется мертвая зона, где значительно возрастают потери концентрата. Цель изобретения - повышение степени отбора концентрата. Это достигается тем, что в устройстве для ультрафильтрации входное отверстие отводного канала расположено на пересечении внутренней поверхности корпуса с плоскостью его торца, а отводной канал размещен под углом к поверхности полупроницаемой мембраны.

На чертеже показано устройство для ультрафильтрапии, вертикальный разрез.

; Устройство содержит полый корпус; 1 :с нижней 2 и верхней 3 крышками, стянуты плоским зажимом. На наруж-Hilro сторону корпуса 1 нанесена шкала с делениями. Герметичность внутренней полости устройства обеспечивается двумя уплотняющими прокладками 4 круглого сечения.

; В верхней крышке 3 размещены уз€;л 5 |ввода раствора и штуцер б для ввода с)||атого газа.

i В нижней крышке 2 расположена пол тпроницаемая мембрана 7 с подложкс}й, под которой размещен узел отвода фильтрата-кольцевые проточки, Sciканчивающиеся каналом 8.

В нижней части корпуса 1 под углом к его наружной поверхности размещен узел отбора концентрата, состо щИй из втулки 9 с взаимно перпендикулярными каналами 10 и 11, предназн4ченными для отвода концентрата и для его слива. В канал 10 вставлен пластмассовый шток 12, выполненный в виде стержня с головкой и резьбой. в Верхней части. Нижняя часть штока. 12 притерта к внутренней поверхностц канала 10 и служит для запирания сбивного кангша 11. Входное отверсTi e 13 канала 10 расположено в неП0средственной близости к поверхносТ1 полупроницаемой мембраны 7 на пе(ресечении внутренней поверхности Kdpnyca 1 с плоскостью его торца.

: Для отвода концентрата и фильтрата устройство снабжено съемными Tpy6KaNM 14 и 15.

Внутри нижней части корпуса 1 прикреплена планка 16 с центральным от верстием 17, в которое вставлена мешалка, состоящая из магнитопроводного элемента 18, совмещенного с odbio 19. Верхний конец оси 19 закреплен на планке 16 гайкой 20 с возможностью регулирования величины зазора между магнитопроводным элементом 18 и полупроницаемой мембраной 7.

Устройство для ультрафильтрации работает следующим образом.

Через узел 5 ввода, расположенный в ;верхней крьосшке 3, в устройство заливается раствор, подлежащий ультрафильтрации, затем через штуцер 6 подйется газ под избыточным давлением, одновременно включается магнитная мешалка, на столик которой устанавлиВедется устройство для ультрафильтрацЦи. При этом происходит вращение мйгнитопроводного элемента 18 и пере;мешивание фильтруемого раствора, необходимо дпя снятия концентрационной поляризации с поверхности

мембраны и обеспечения постоянной скорости процесса ультрафильтрации.

В процессе ультрафильтрации растворитель с низкомолекулярными компонентами проходит через полупроницаемую мембрану 7 и отводится по каналу 8 через трубку 15 в сборник фильтрата, а высокомолекулярные соединения остаются над поверхностью полупроницаемой мембраны 7, образуя концентрированный раствор. По окончании процесса прекращают подачу газа в систе1ч1у. Затем отбирают образовавшийся концентрат через отводную трубку 14 из сливного канала 11, другой конец трубки опускается в сборник концентрата. При повороте штока 12 происходит открытие канала 11, концентрат под действием избыточного давления газа поступает по трубке 14 в сборник.

Предложенная конструкция устройства для ультрафильтрации благодаря тому, что место отбора находится в непосредственной близости к поверхности полупроницаемой мембраны, а отводной канал размещен в стенке корпуса наклонно к поверхности полупроницаемой мембраны, позволяет быстро и без потерь произвести количественный перенос концентрата, являющегося ценным продуктом, для проведения дальнейших анализов.

Выбор угла наклона отводного канала определяется рядом факторов: высотой и толщиной стенок корпуса, габаритами фланца нижней крышки, скоростью вращения мешалки и т.д. Как правило, величина угла наклона.отводного канала к плоскости полупроницаемой мембраны должна составлять 45-70.

Выполнение мешалки, подвижной и установленной на планке внутри корпуса позволяет регулировать ее осевое перемещение и облегчает эксплуатацию устройства при работе с раствораг-ля, имеюидими физико-химические свойства.

Формула изобретения

Устройство для ультрафильтрации, содержащее корпус с узлом отбора концентрата, имеющим взалмно перпендикулярные отводной и сливной каналы, верхнюю крышку с узлом ввода раствора и штуцером ввода сжатого газа, нижнюю крышку с узлом отвода фильтрата и крепления полупроницаемой мембраны, мешалку и уплотняющие прокладки, отличающееся тем, что, с целью повышения степени отбора концентрата, входное отверстие отводного канала расположено на пересечении внутренней поверхности корпуса с плоскостью его торца, а отводной канал размещен под углом к поверхности полупроницаемой мембраны. Источники информации, (принятые во внимание при экспертизе 6956 2 1.General Catalogue, М1П1роге, 1974, р, 49. 2.Дытнерский Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей. М., Хитя, 1975, с. 58 (прототип).

э