Мембранная ячейка

 

Изобретение относится к устройствам для разделения растворов с помощью полупроницаемых мембран и может использоваться для исследования характеристик полупроницаемых мембран. Цель изобретения - повышение точности исследований характеристик полупроницаемых мембран путем снижения концентрацибнной поляризации при обеспечении равномерности, изменении скорости и направления движения потока. Ячейка содержит корпус, крышка и дно которого изготовлены из электроизоляционного , а боковые стенки из электропроводящего материала. Мембрану и дренажный элемент также изготавливают в виде кольца и помещают в корпус. Основное отличие заключается в том, что устройство для перемешивания раствора выполнено в виде магнита, между полюсами которого размещают ячейку, а к боковым стенкам корпуса подключают полюса источника постоянного тока. Взаимодействие диссоциированных ионов солей одновременно с электрическим и магнитным полем приводит к их перемещению вдоль корпуса, что .постепенно приводит в движение весь объем раствора. 1 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 0 65/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ > ю . - .:-"- ЮВЙ (54) МЕМБРАННАЯ ЯЧЕЙКА (57) Изобретение относится к устройствам для разделения растворов с помощью полупроницаемых мембран и может использоваться для исследования характеристик полупроницаемых мембран. Цель изобретения — повышение точности исследований характеристик полупроницаемых мембран (21) 4343343/26 (22) 14.12.87 (46) 23.01.93, Бюл. М 3 (71) Институт "Союзгипроводхоз" и Центральный научно-исследовательский институт судового машиностроения (72) В.И,Баглай, И.М.Цейтлин и В.Г.Степанов (56) Дытнерский Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей, М.; Химия, 1975, с.58.

Изобретение относится к устройствам для разделения растворов с помощью полупроницаемых мембран методом обратного осмоса и, в частности, к устройствам для исследования характеристик полупроницаемых мембран.

Цель изобретения — повышение точности исследований характеристик полупроницаемых мембран путем снижения концентрационной поляризации при обеспечении равномерности изменения скорости и направления движения потока, На чертеже изображена принципиальная схема ячейки для исследования характеристик полупроницаемых мембран.

Мембранная ячейка содержит кольцеобразный полый корпус 1, включающий

„„Я „„1789253 А1 путем снижения концентрацибнной поляризации при обеспечении равномерности, изменении скорости и направления движения потока. Ячейка содержит корпус, крышка и дно которого изготовлены из электроизоляционного, а боковые стенки иэ электропроводящего материала. Мембрану и дренажный элемент также изготавливают в виде кольца и помещают в корпус. Основное отличие заключается в том, что устройство для перемешивания раствора выполнено в виде магнита, между полюсами которого размещают ячейку, а к боковым стенкам корпуса подключают полюса источника постоянного тока. Взаимодействие диссоциированных ионов солей одновременно с электрическим и магнитным полем приводит к их перемещению вдоль корпуса, что ,постепенно приводит в движение весь обьем раствора. 1 ил. внешнюю и внутреннюю боковые стенки 2 и V

3, выполненные из электропроводного ма- 00 териала, крышку 4 и дно 5, выполненные из О электроиэоляционного материала, облада- Я ющего электрохимической стойкостью, па- (у ристую подложку 6 в качестве дренажного элемента плотно зажимаемую вместе с размещенной над ней исследуемой полупроницаемой мембраной 7 в донной отверстии 8.

Устройство также содержит постоянный магнит или электромагнит 9 с катушкой 10, источник 11 постоянного тока (например, преобразователь переменного тока в постоянный), переключатель 12 и регулятор 13 напряжения. Внешняя и внутренняя боковые стенки 2 и 3 подключены через переключатель 12 реверса полярности к первому

1789253

40

55 (регулируемому) выходу 14 источника 11 постоянного тока, к второму выходу 15 которого подключена катушка 10 электромагнита

9, Регулятор 13 напряжения включен в цепь управления источника 11 постоянного тока.

Корпус 1 устройства снабжен патрубками 16 и 17 для подвода и отвода солесодержащего раствора, патрубком 18 для отвода пермеата и патрубком 19 для связи корпуса 1 с источником высокого давления, как правило, сжатого газа.

Устройство работает следующим образом. В донное отверстие 8 корпуса 1 над пористой подложкой 6 устанавливают полупроницаемую мембрану 7, подвергаемую испытаниям. Мембрану с подложкой плотно зажимают между фланцами боковых стенок

2 и 3 с одной стороны и фланцами дна 5 — с другой. Корпус 1 через патрубок 16 заполняют солесодержащим раствором, Через патрубок 19 в корпус 1 подают инертный газ под давлением, создавая тем самым необходимое давление раствора на мембрану 7.

Включают электропитание и подают напряжение постоянного тока — с первого выхода

14 преобразователя тока 11 через переключатель 12 на боковые стенки 2 и 3 корпуса 1, а с второго выхода 15 преобразователя тока

11 — на катушку 10 электромагнита 9. Диссоциированные в растворе анионы солей под влиянием электрического поля начинают перемещаться в сторону положительно заряженной внешней боковой стенки 2, а катионы — в противоположном направлении к отрицательно заряженной внутренней бо. ковой стенке 3, Взаимодействуя с направленным перпендикулярно движению ионов

Формула изобретения

Мембранная ячейка, содержащая корпус с патрубками подвода и отвода разделяемого раствора, вывода пермеата и подвода сжатого газа, дренажный элемент, полупро ницаемую мембрану и устройство для перемешивания раствора, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности исследований характеристики полупроницаемых мембран путем снижения концентрационной поляризации при обеспечении магнитным полем, создаваемым электромагнитом 9, ионы испытывают действие сил, изменяющих направление их движения.

Гидратированные ионы перемещаются

5 вдоль кольцевого канала корпуса 1 и увлекают за собой растворитель, Поток раствора равномерно течет вдоль мембраны 7. Скорость потока изменяют коррекцией напряжения на боковых стенках 2 и 3 с помощью регулятора 13 напряжения. Направление движения раствора изменяют реверсированием полярности боковых стенок 2 и 3 с помощью переключателя 12, Изменяя давление, скорость и направление движения раствора, исследуют известными методами характеристики полупроницаемых мембран — солезадержание, водонепроницаемость и др. Пермеат отводят из устройства через патрубок 18. По окончании процесса разделения отключают давление и электропитание и сливают раствор из корпуса 1 через патрубок 17, Использование изобретения позволяет повысить производительность и качество разделения, т.е. точность исследований характеристик полупроницаемых мембран за счет снижения влияния концентрационной поляризации при обеспечении равномерности потока раствора вдоль поверхности мембраны, что достигается отсутствием механических мешалок и кольцевой формой корпуса, Кроме того, точность повышается благодаря возможности проводить серии экспериментов при различных скоростях потока раствора и изменении направления его движения. Упрощается также обслуживание устройства. равномерности, изменении скорости и направления движения потока раствора корпус выполнен в виде полого кольца, крышка и дно которого изготовлены из электроизоляционного материала, а боковые стенки— иэ электропроводящего материала, а устройство для перемешивания выполнено состоящим из магнита, полюса которого расположены над крышкой и под дном корпуса, и из источника постоянного тока, полюса которого подключены к боковым стенкам корпуса.

1789253

Составитель А.Свитцов

Редактор А.Мельникова Техред М.Моргентал Корректор М.Петрова

Заказ 314 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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