Патенты автора Шестаков Константин Валерьевич (RU)
Электробаромембранный аппарат рулонного типа // 2782940
Изобретение относится к конструкциям мембранных аппаратов рулонного типа. Предлагается электробаромембранный аппарат рулонного типа, состоящий из корпуса, выполненного из диэлектрического материала, рулонных элементов, резиновой манжеты, штуцеров ввода и вывода охлаждающей воды, болтов, гаек, шайб, уплотнительной прокладки, герметизирующей прокладки, штуцера подачи исходного раствора, посадочных прокладок, ответного прижимного фланца, перфорированной трубки, выполненной с перфорацией в виде эллиптических проточек, по периметру которых расположены полуэллипсы, торцевых прокладок, антителескопической решетки, втулки, пленок, имеющих насечки, углубленные в половину от ее толщины, сеток-турбулизаторов, подложек мембран, прикатодных и прианодных мембран, дренажных сеток, являющихся катодом и анодом, устройства для подвода электрического тока, внешних и внутренних трубок, перфорированных эллиптическими щелями, по периметру которых расположены полуэллипсы, перегородок, полимерных перфорированных перегородок, электрических проводов, клеевой композиции, штуцеров для отвода прикатодного и прианодного пермеата, штуцеров для отвода ретентата, крышки, фиксирующих прокладок с отверстиями, резиновых колец, коллекторов для отвода прианодного и прикатодного пермеата, герметизирующей заливки, сеток-турбулизаторов охлаждающей воды, внешних отводных трубок. Перфорированная трубка разделена на четыре секции одинакового объема по всей длине крестообразной перегородкой, а на внутренней поверхности трубки имеются четыре полуэллиптические канавки, проходящие по всей длине образующих и распределенные от горизонтальной оси под углами π/4, 3π/4, 5π/4, 7π/4 соответственно, и четыре сквозные эллиптические щели, расположенные от горизонтальной оси под углами 0, π/2, π, 3π/2 соответственно. На глухой торцевой поверхности цилиндрической обечайки корпуса с внутренней стороны имеется четыре несквозных отверстия, а на разъемной крышке - четыре сквозных отверстия под расположенные от горизонтальной оси под углами 0, π/2, π, 3π/2 соответственно четыре внешние трубки. Во внешней трубке имеются перегородка и полимерная перфорированная перегородка с цилиндрическими отверстиями, расположенные на всю длину внешней и внутренней трубок и расположенные соответственно от горизонтальной оси в сечении под углами 0, 5π/6, 7π/6; π/2, 4π/3, 5π/3; π, π/6, 11π/6; 3π/2, π/3, 2π/3. На внутренней поверхности внутренних трубок имеются четыре полуэллиптические канавки, проходящие по всей длине образующих и распределенные от горизонтальной оси под углами π/4, 3π/4, 5π/4, 7π/4. Пленки, имеющие насечки, углубленные в половину от ее толщины, составляют по форме равнобедренные треугольники. Технический результат: снижение гидравлического сопротивления в каналах для отвода ретентата и прианодного, прикатодного пермеата, увеличение производительности и качества разделения растворов, увеличение площади прикатодных и прианодных мембран для разделения растворов, снижение эффекта концентрационной поляризации. 13 ил., 1 табл.
Изобретение относится к электродиализатору с улучшенной производительностью и охлаждением, состоящему из двух прижимных плит, входных каналов для подачи разделяемого раствора (концентрата), разделяемого раствора (дилюата) и растворов для омывания электродов, выходных каналов для вывода концентрата, дилюата и растворов для омывания электродов, пакетов чередующихся мембран и прокладок-спейсеров, двенадцати охлаждающих трубок, проходящих через отверстия в прижимных плитах, прокладках-спейсерах, катионообменных и анионообменных мембранах, восемь из которых распределены по торцевой поверхности по кругу радиусом 75 мм от центра прижимных плит с шагом 45° относительно друг друга, а центры оставшихся четырех трубок образуют равносторонний ромб с диагоналями длиной 30 мм, пересечение которых так же лежит в центре прижимных плит. Электродиализатор характеризуется тем, что в нем увеличено количество ионообменных мембран 17 и 25 и камер разделения, приходящихся на единицу объема аппарата, за счет уменьшения толщины двух прижимных плит 1 и 33 и соосного расположения входных 44, 45 и выходных 46, 47 штуцеров, являющихся составными элементами конструкции электродиализатора, уменьшена толщина стенок охлаждающих трубок 8, а внутрь них добавлены спиральные направляющие 57, обеспечивающие как требуемую жесткость трубок, так и дополнительную турбулизацию охлаждающей жидкости, герметичность межмембранных каналов обеспечивается выполнением соединения двенадцати охлаждающих трубок 8 с катионообменными мембранами 17 через двенадцать отверстий 20 для охлаждающих трубок 8 в каждой и с анионообменными мембранами 25 через двенадцать отверстий 28 для охлаждающих трубок 8 в каждой в виде соединения с натягом. Технический результат выражается в увеличении полезной площади и производительности разделения раствора, высокой охлаждающей способности, простоте конструкции аппарата и низкой массе заготовки для изготовления отдельных элементов. 9 ил., 1 табл.
Изобретение может быть использовано в мембранной технологии: электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электроосмофильтрации. Разделяемый раствор под давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, через штуцер ввода исходного раствора 5 поступает в камеру разделения 28, которая образована между прианодными и прикатодными мембранами 18, 24, прижимными решетками 8 и 9, цилиндрической обечайкой 15 и центральной трубкой 22. После заполнения раствором всей камеры разделения 28, на клеммы устройства для подвода электрического тока 10 – «плюс» и «минус» соответственно, через металлические стержни 23 и 29, соединенные с металлический шпилькой 30 и металлической сеткой 4, а с другой стороны – с торцевыми глухими поверхностями монополярных электродов-анодов 17 и катодов 25, подается внешнее постоянное электрическое поле. Под действием электрического тока анионы и катионы проникают через прианодные и прикатодные мембраны 18 и 24, через трубки 16 и монополярные электроды-аноды 17 и катоды 25 в пространство между монополярными электродами и металлическими стержнями 23 и 29, и выводятся из аппарата по штуцеру вывода прианодного пермеата 11 и штуцеру вывода прикатодного пермеата 7. Часть раствора с анионами и катионами, не проникшими через прианодные и прикатодные мембраны 18 и 24 соответственно, выводят из камеры разделения 28 через штуцер вывода ретентата 6. Предложенный электробаромембранный аппарат обеспечивает снижение гидравлического сопротивления и концентрационной поляризации, увеличение качества и эффективности разделения растворов, а также повышение разделения коллоидных растворов. 7 ил.
Изобретение относится к области очистки, разделения и концентрирования растворов электродиализным методом. Применение возможно в пищевой, химической, микробиологической, текстильной и других отраслях промышленности. Электродиализатор с охлаждением разделяемого раствора включает в себя две прижимные плиты, входные каналы для подачи разделяемого раствора (концентрата), разделяемого раствора (дилюата) и растворов для омывания электродов, выходные каналы для вывода концентрата, дилюата и растворов для омывания электродов, пакеты чередующихся мембран и прокладок-спейсеров. Главное отличие заключается в том, что в электродиализаторе происходит равномерное охлаждение разделяемого раствора (концентрата и дилюата) до его выхода из электродиализатора за счет вставленных сквозь всю конструкцию электродиализатора двенадцати охлаждающих трубок с проточной водой. Технический результат - снижение температуры разделяемого раствора; снижении температурной нагрузки на ионообменные мембраны, увеличении турбулизации разделяемого раствора. 8 ил.
Изобретение следует отнести к аппаратам, которые предназначены для электрогиперфильтрационного и электронанофильтрационного разделения, концентрирования и очистки технологических растворов. Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа с охлаждением разделяемого раствора, включающий камеры разделения с каналами ввода и вывода разделяемого раствора и каналы для отвода прикатодного или прианодного пермеата, камеры охлаждения, отверстия для шпилек, устройства для подвода постоянного электрического тока к камерам аппарата, прикатодные или прианодные мембраны, переточные отверстия, прокладки, сетки-электроды, пластины-электроды, ионообменные мембраны, отличается тем, что камеры охлаждения в нем располагаются между камерами разделения, отделяющимися от них титановыми листами толщиной 1,5 мм, которые покрыты слоем керамикополимерной тегаюпроводящей диэлектрической силиконовой массы, каналы ввода-вывода охлаждающей воды расположены по два в каждом большом фланце симметрично горизонтальной оси аппарата на расстоянии 100-110 мм от нее и смещены на 5-6 мм влево от середины камеры охлаждения, правые и левые сетки-электроды имеют конфигурацию в виде десяти прутьев диаметром 1,5-2 мм, равномерно удаленных друг от друга на расстояние в 20 мм, изогнутых в форме двух витков синусоиды, но при этом концы прутков согнуты не до конца и имеют прямой цилиндрический участок, и расположенных вертикально относительно верхних и нижних границ камер разделения, а также припаянных каждый в шести местах к шести прямым прутьям такого же диаметра, расположенным перпендикулярно к изогнутым, причем два из этих прямых прутьев имеют удлинение с правой или левой стороны в зависимости от того, правой или левой является сетка-электрод, с помощью которых каждая сетка-электрод прикрепляется в двух местах в неизменном положении к соответствующим большим и малым фланцам корпуса путем выполнения в данных фланцах и паронитовых прокладках камер разделения проточек такого же диаметра, что и выступающие за переделы корпуса аппарата элементы сеток-электродов, а также заполнения герметизирующей композицией наружных проточек с увеличенным диаметром. Технический результат - осуществление улучшенного охлаждения разделяемого раствора; снижение температурной нагрузки на мембраны; увеличение степени турбулизации разделяемого раствора. 7 ил.
Электробаромембранный аппарат рулонного типа // 2634010
Изобретение относится к мембранным аппаратам рулонного типа и может быть использовано для электроультрафильтрации, электронанофильтрации, электромикрофильтрации и электрогиперфильтрации. Корпус аппарата изготовлен в виде цилиндрической обечайки 1, одна из торцевых поверхностей которой глухая с несквозными внутренними проточками в центре под перфорированную трубку 14 и под расположенные от горизонтальной оси под углами π/2 и 3π/2 соответственно внешние трубки 25. Вторая торцевая поверхность выполнена разъемной и является крышкой 39, имеющей уплотнение с корпусом аппарата в виде шипа-паза, где расположена уплотнительная прокладка 8. При этом с внутренней ее стороны имеются сквозные проточки в центре под перфорированную трубку 14 и расположенные от горизонтальной оси под углами π/2 и 3π/2 внешние трубки 25. Перфорированная трубка 14 выполнена с перфорацией в виде эллиптических проточек 33 и уплотняется с крышкой посадочной прокладкой 11. С внешней стороны крышки 39 вкручены на резьбе штуцер подачи исходного раствора 10, внешние отводные трубки 50, которые с торцевой поверхности герметично припаяны к штуцерам для отвода ретентата 38, создавая коллекторы для отвода прианодного 44 и прикатодного 45 пермеата. В коллекторах расположены электрические провода, проходящие через отверстия в фиксирующей прокладке, между неперфорированной перегородкой, внешней 25 и внутренней 27 трубками, перфорированными эллиптической большой 32 и малой щелью 31. Электрические провода соединены через отверстия полимерной перфорированной перегородки с дренажными сетками, являющимися анодом и катодом, а через герметизирующую заливку внешней отводной трубки 50 - с устройством для подвода электрического тока 24. Изобретение позволяет повысить качество и эффективность разделения растворов, улучшить охлаждение прикатодного и прианодного пермеата, обеспечить простоту и удобство технического обслуживания и замены рулонного элемента аппарата. 12 ил.
Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для очистки, разделения и концентрирования растворов электрогиперфильтрационным и электронанофильтрационным методами. Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа состоит из двух фланцев и камер корпуса с каналами ввода и вывода разделяемого раствора и каналами для отвода прикатодного и прианодного пермеата, отверстиями для шпилек, устройством для подвода постоянного электрического тока к камерам аппарата, прикатодных и прианодных мембран, переточных отверстий, шпилек, прокладок, отличающийся тем, что аппарат между камерами корпуса в верхней и нижней частях пространства, образованного соседними камерами корпуса либо фланцем корпуса и камерой корпуса, имеет профильные трубы, образующие каналы подачи и вывода охлаждающей воды, втулки для разделения потоков рабочего раствора и охлаждающей жидкости, впаянные по центру в трубы, образующие каналы подачи и вывода охлаждающей воды, по шесть охлаждающих трубок в каждом межмембранном пространстве, соединяющих между собой указанные выше каналы, равномерно распределенных по их ширине, покрытых ионообменными мембранами и скрученных вокруг своей оси в спираль диаметром 12 мм, а также гранулы амфотерной ионообменной смолы в форме, напоминающей однополостной гиперболоид, но при этом верхняя и нижняя поверхности гранул выпуклые, которые расположены на витках двух соседних охлаждающих трубок, повернутых друг к другу, через шаг в 40 мм. Технический результат - одновременное равномерное охлаждение всех разделительных камер, увеличение скорости миграции катионов и анионов, увеличение турбулизации потока раствора в камере разделения. 7 ил.
