Мембранный аппарат

 

Изобретение относится к разделению смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в химической , микробиологической, электронной, пищевой и других отраслях промышленности для осуществления ультрафипьтрации обратного осмоса и других мембранных процессов. Целью изобретения является Исключение застойных зон в аппарате и упрощение его конструкции. Аппарат для проведения мембранного процесса разделения содержит несущие фланцы со штуцерами и отверстиями для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата, пакет мембранных элементов. Каждый мемИзобретение относится к разделению смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в химической , микробиологической, электронной, пищевой и других отраслях промышленности для осуществления ультрафильтрации обратного осмоса и других мембранных процессов. Названные процессы проводят в аппаратах с различной конструкцией фильтрующих элементов - плоскими, трубчатыми, рулонными, на основе полых волокон. бранный элемент имеет каркасную пластину с углублением на одной плоскости для образования камеры прохода исходного раствора. В этой камере размещено турбулиэирующее устройство. На другой плоскости каркасной пластины имеется дренажное устройство. В пластине выполнены отверстия для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата. Полупроницаемая мембрана расположена на дренажном устройстве с отверстиями соосно отверстиям на двух противоположных сторонах каркасной пластины. Имеются контурные и коллекторные узлы герметизации, выводы к отверстиям для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата оттурбулизирующих и дренажных каналов, выполненные в виде сплошного канала. На обеих сторонах каркасной пластины коллекторные узлы уплотнения выполнены в виде охватывающих отверстия выступов, а контурные узлы уплотнения, выполненные в виде выступов, смыкаются с коллекторными узлами в виде перемычек между охватывающими отверстия выступами. 4 ил. Известен аппарат, содержащий несущие фланцы со штуцерами и отверстия для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата, пакет мембранных элементов , каждый из которых имеет каркасную пластину с дренажным устройством, полупроницаемую мембрану, контурные и коллекторные узлы уплотнения, выполненные в виде резиновых колец. К недостаткам конструкции данного аппарата следует отнести наличие в нем застойных зон и резиновых уплотнений, которые усложняют сборку аппарата и замену мембран. со с ч| ч1 ел Ј ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 01 D 63/16

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4805443/26 (22) 12.02.90 (46) 15.11.92. Бюл. ¹ 42 (71) Московский химико-технологический институт им. Д. И. Менделеева (72) Н.С. Орлов, А.Ш. Шаяхметов и А.Г. Бо.родкин (56) Авторское свидетельство СССР

N 1557639, кл. Н 02 К 17/14, 1988, (54) МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к разделению смесей с помощью полупронйцаемых мембран и может быть использовано в химической, микробиологической, электронной, пищевой и других отраслях промышленности для осуществления ультрафильтрации обратного осмоса и других мембранных процессов. Целью изобретения является Исключение застойных зон в аппарате и упрощение его конструкции. Аппарат для проведения мембранного процесса разделения содержит несущие фланцы со штуцерами и отверстиями для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата, пакет мембранных элементов. Каждый мемИзобретение относится к разделению смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в химической, микробиологической, электронной, пищевой и других отраслях промышленности для осуществления ультрафильтрации„ обратного осмоса и других мембранных процессов.

Названные процессы проводят в аппаратах с различной конструкцией фильтрующих элементов — плоскими, трубчатыми, рулонными, на основе полых волокон.

„„Ы „„1775145 А1 бранный элемент имеет каркасную пластину с углублением на одной плоскости для образования камеры прохода исходного раствора. В этой камере размещено турбулиэирующее устройство. На другой плоскости каркасной пластины имеется дренажное устройство. В пластине выполнены отверстия для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата. Полупроницаемая мембрана расположена на дренажном устройстве с Отверстиями соосно отверстиям на двух противоположных сторонах каркасной пластины. Имеются контурные и коллекторные узлы герметизации, выводы к отверстиям для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата от турбулизирующих и дренажных каналов, выполненные в виде сплошного канала. На обеих сторонах каркасной пластины коллекторные узлы уплотнения выполнены в виде охватывающих отверстия выступов, а контурные узлы уплотнения, выполненные в виде выступов, смыкаются с коллекторными узлами в виде перемычек между охватывающими отверстия выступами. 4 ил.

Известен аппарат, содержащий несущие фланцы со штуцерами и отверстия для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата, пакет мембранных элементов, каждый из которых имеет каркасную пластину с дренажным устройством, полупроницаемую мембрану, контурные и коллекторные узлы уплотнения, выполненные в виде резиновых колец. К недостаткам конструкции данного аппарата следует отнести наличие в нем застойных зон и резиновых уплотнений, которые усложняют сборку аппарата и замену мембран, е

1775145

Наиболее близким известным техническим решением является мембранный аппарат, содержащий несущие фланцы со штуцерами и отверстиями для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата, пакет мембранных элементов, каждый из которых имеет каркасную пластину с углублением на одной плоскости для образования камеры прохода исходного раствора, в которой размещено турбулизирующее устройство; с дренажным устройством на другой плоскости и с отверстиями для ввода исходной смЕси и выгода концентрата и фильтрата, полупроницаемую мембрану, расположенную на дренажном устройстве, с отверстиями соосно отверстиям на двух противоположных сторонах каркасной пластины, контурные и коллвкторные узлы.уплотнения, выводы к отверстиям для ввода исходной смеси. и вывода концентрата и фильтрата от турбулизирующих и дренажных каналов, выполненные B виде сплошного канала.

Недостатками данного аппарата является наличие застойных.зон и сложность . конструкции зе счет наличия дополнитель.ных прокладок.

Целью изобретения является исключение застойных зон и упрощение конструкции аппарата.

Указанная цель достигается тем, что в аппарате для проведения мембранного процесса разделения жидких и газовых смеовй, содержащем несущие фланцы со шту церами и отверстиями для ввода исходной смеси и вывода концентрата и фильтрата, пакет мембранных элементов. каждый из которых имеет каркасную с углублением на одной пласкости для образования камеры прохода исходного раствора пластину, в которой размещено турбулизирующее устройство, с дренажным устройством на другой плоскости и с отверстиями для ввода исходней смеси и вывода концентрата и фияьтрата, полупроницаемую мембрану, расположенную на дренажном устройстве, с отверстиями соосно отверстиям на двух претевоположных сторонах каркасной пластийы, контурные и коллекторные узлы герметизации, выводы к отверстиям для ввода иоходной смеси и вывода концентрата и фильтрата от турбулизирующих и дренажных каналов, выполненные в виде сплошного канала, на обеих сторонах каркасной пластины коллекторные узлы уплотнения выполнены в виде охватывающих отверстия выступов, а контурные узлы уплотнения, выполненные в виде выступов, .смыкаются с коллекторными узлами в виде перемычек между охватываюшими отверстия выступами, На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат; на фиг, 2 — вид сверху на каркасную

5 пластину; на фиг. 3 — разрез по А-А фиг. 2; на фиг, 4 — разрез по Б-Б фиг. 2.

Мембранный аппарат состоит из пакета фильтрующих элементов, зафиксированно10

ro между несущими фланцами 1 и 2 при помощи стягивающих шпилек, либо другого стягивающего устройства (на чертеже не обозначено). На фланцах 1 и 2 выполнены коллектор 3 для подачи исходной смеси с выходными отверстиями 4; 5, 6 и штуцером 7, коллектор 8 для отвода концентрата с входными отверстиями 9,10 и штуцером 11; коллектор 12 для отвода фильтрата с входными отверстиями 13 и 14 и штуцером 15; коллектор 16 для отвода фильтрата с входными отверстиями 17, 18, 19 и штуцером 20

Пакет фильтрующих элементов состоит из чередующихся полупроницаемых мембран 21 и 22 и каркасных пластин 23 и 24. На двух противоположных сторонах полупроницаемых мембран 21 и 22 выполнены отверстия, соосные с отверстиями 4, 5, 6, 13, 14, 9, 10, 17, 18, 19 соответственно. На нижней плоскости каркасной пластины 24 расположено турбулизирующее устройство в виде каналов 25, имеющих выход к отверстиям 26, 27, 28, 29, 30, выполненным на двух противоположных сторонах.каркасной пластины соосно с отверстиями на двух сторонах полупроницаемой мембраны соответственно. На верхней плоскости каркасной пластины 24 вокруг отверстий

26, 27, 28, 29, 30, 32, 33, 34, 35 выполнены коллекторные узлы уплотнения 31 в виде плоских охватывающих отверстия выступов, а контурные узлы уплотнения 36, выполненные в виде плоских выступов, смыкаются с коллекторными в виде перемы- . чек 37 между охватывающими отверстия выступами 31. На нижней плоскости каркасной пластины вокруг отверстий 26, 27, 28, 29, 30, 32, 33, 34, 35, а также по контуру пластины выполнены аналогичные узлы уплотнения в виде выступов, но выступы имеют полукруглую форму.

На нижней плоскости каркасной пластины имеются каналы 37, соединяющие полость отверстий 26, 27, 28, 29, 30 с каналами

25. На верхней плоскости каркасной пластины выполнено дренажное устройство в виде каналов 38, имеющих выход через каналы

39, 40 и другие к отверстиям 34, 35, 31, 32, выполненных соосно с отверстиями в полупроницаемой мембране. Все каркасные пластины мембранного аппарата по исполнению и расположению идентичны.

1775145

Верхняя и нижняя плоскости несущих фланцев 1 и 2 по исполнению могут быть аналогичными верхней и нижней плоскостям каркасных пластин соответственно, но без отверстий, соответственно совпадающих с отверстиями коллекторов и беэ каналов.

Аппарат работает следующим образом.

Разделяемая смесь подводится в рабочую зону под давлением через штуцер 7, коллектор 3, выходные отверстия 4, 5, 6 и распределяется по поверхности мембран (на примере мембраны 22) через отверстия

26, 27, 28, сообщающиеся с ними каналы, аналогичные каналу 37, и каналы 25, Часть смеси проникает через мембраны в дренажные устройства и отводится через каналы, аналогичные 38, 39, отверстия 32, 33, 34, 35

B каркасной пластине, входные отверстия

13, 14, 17, 18, 19 коллекторов 12, 16 со штуцерами 15 и 20 соответственно. Другая часть смеси в виде концентрата отводится иэ рабочей зоны через каналы 37, отверстия . 29, 30 в каркасной пластине, входные отверстия 9, 10, коллектор 8 и штуцер 11.

Процесс разделения в заявляемом аппарате из-эа исключения застойных зон идет более эффективно, а отсутствие дополнительных прокладок приводит к упрощению трудоемкого процесса сборкиразборки аппарата и замены мембран.

Формула изобретения

Мембранный аппарат, содержащий несущие фланцы со штуцерами и отверстиями для ввода исходной смеси и вывода концен5 трата и пермеата, пакет мембранных элементов, каждый иэ которых снабжен каркасной пластиной с углублением на одной плоскости для образования камеры прохода исходного раствора, в которой

10 размещено турбулизирующее устройство, с дренажным устройством на другой плоскости и с отверстиями для ввода исходной смеси и вывода концентрата и пермеата, полупроницаемой мембраной, расположен15 ной на дренажном устройстве, с отверстиями, соосными с отверстиями на двух противоположных сторонах каркасной пластины, снабженной контурными и коллекторными узлами герметизации, выводами к

20 отверстиям для ввода исходной смеси и вывода концентрата и пермеата от турбулизирующих и дренажных каналов, выполненных в виде сплошного канала, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью исключения

25 застойных эон и упрощения конструкции, ra обеих плоскостях каркасных пластин коллекторные узлы герметизации выполнены в виде охватывающих отверстия выступов, а контурные узлы герметизации выполнены

30 в виде выступов и смыкаются с коллекторными узлами в виде перемычек между охватывающими отверстия выступами.

1775145

1775145

А-А

Составитель Н. Орлов

Техред М.Моргентал Корректор Л. Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4006. Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5