Мембранный аппарат с погружным фильтрующим элементом
Изобретение относится к разделению растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации. Аппарат включает корпус, состоящий из цилиндрической обечайки и двух усеченных конусов, входные и выходные патрубки, привод и фильтрующий элемент. Фильтрующий элемент установлен параллельно образующей конической части корпуса с возможностью вращения при помощи привода, размещенного выше уровня разделяемого раствора, и армированного упругого шланга, соединенного неподвижно с полым валом фильтрующего элемента и патрубком для отвода фильтрата. Технический результат - повышение производительности аппарата. 2 ил.
Изобретение относится к области разделения растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации и может быть использовано в микробиологической, пищевой, химической и других отраслях промышленности.
Известны аппараты для ультрафильтрации вязких жидкостей, в которых с целью интенсификации процесса разделения исходной смеси используют вращательное движение деталей, на которые крепятся фильтрующие элементы. Например, аппарат (А.С. 586919, B 01 D 13/00, БИ N 1 от 05.01.78), состоящий из корпуса, фильтрующих элементов, выполненных из дренажного материала, двух полупроницаемых мембран, размещенных на полом валу, а также перемешивающих устройств, выполненных в виде изогнутых пружинящих стержней с кольцом на одном конце, надетыми на полый вал. К недостаткам аппарат относится наличие застойных зон, расслоение потока разделяемой жидкости при установившемся режиме работы, а также низкая герметизация узла ввода вращающегося полого вала в корпусе аппарата. Технической задачей изобретения является повышение производительности аппарата за счет снижения уровня концентрационной поляризации, а также обеспечение полной герметизации при вращении фильтрующего элемента. Техническая задача достигается тем, что в аппарате, включающем корпус, состоящий из цилиндрической обечайки, двух усеченных конусов, один из которых выполнен из пористого тела, покрытого дренажным материалом с нанесенной на него полупроницаемой мембраной, устройство для подачи в аппарат сжатого воздуха, входные и выходные патрубки, привод, фильтрующий элемент, состоящий из пористых тел, выполненных в виде коаксиально расположенных цилиндров, покрытых дренажным материалом с нанесенной на него полупроницаемой мембраной и образующих между собой кольцевые каналы, причем в каналах, контактирующих с разделяемым раствором, и над поверхностью внешнего цилиндра, установлены турбулизирующие устройства, фильтрующий элемент установлен параллельно образующей конической части корпуса с возможностью вращения при помощи привода, размещенного выше уровня разделяемого раствора, и армированного упругого шланга, соединенного неподвижно с полым валом фильтрующего элемента и патрубком для отвода фильтрата. На основании исследований, приведенных по источникам патентной и научно-технической литературы, можно сделать вывод о том, что совокупность существенных признаков является новой и позволяет интенсифицировать процесс разделения растворов и обеспечить полную герметизацию при вращении фильтрующего элемента. Технических решений, свойства которых совпадали бы со свойствами заявляемого, не обнаружено. На фиг. 1 изображен разрез описываемого мембранного аппарата, на фиг. 2 - разрезы фильтрующего элемента и отдельных его узлов. Мембранный аппарат состоит из корпуса 1, выполненного в виде цилиндрической обечайки, двух усеченных конусов, один из которых выполнен из пористого тела 2, покрытого дренажным материалом 3 с нанесенной на него полупроницаемой мембраной 4, устройства 5 для подачи в аппарат сжатого воздуха, патрубков для ввода разделяемого раствора 6, вывода концентрата 7 и фильтрата 8, привода 9, состоящего из системы подвижных и неподвижных зубчатых колес и мотор-редуктора (не показан), фильтрующего элемента, состоящего из пористых тел 2, выполненных в виде коаксиально расположенных цилиндров 10, 11, 12, 13, покрытых дренажным материалом 3 с нанесенной на него полупроницаемой мембраной 4 и образующих между собой кольцевые каналы. Выполнение корпуса конусообразным вызвано необходимостью накопления раствора с большим содержанием сухих веществ в нижней части аппарата. Над поверхностями полого вала 14, цилиндров 10, 11 и 12 в кольцевых каналах, контактирующих с разделяемым раствором, установлены турбулизирующие устройства 15 и 16, представляющие собой жесткие каркасы спиралевидной формы, прикрепленные своими концами к фланцам 17 и 18 таким образом, чтобы плотность прилегания каждого турбулизатора к мембранам цилиндров 10, 11 и 12 полностью исключала возможность ее механического разрушения. Цилиндры 10, 11, 12 и 13 соединяются между собой через прокладки 19 фланцами 17 и 18, которые крепятся стопорными кольцами, исключающими возможность их осевого перемещения, к полому валу 14, являющемуся несущим звеном в конструкции фильтрующего элемента. Для придания жесткости конструкции цилиндры 11 и 12 соединяются между собой шпильками 20, через прокладки 21, а цилиндр 10 - с полым валом 14, причем шпильки герметизируются колпачками 33. В качестве дополнительных устройств, повышающих эффективность разделения за счет снижения уровня концентрационной поляризации, предназначены рамки 22, установленные над поверхностью внешнего цилиндра 13 и корпуса 1, состоящие из полых трубок 23 и профильных элементов 24, имеющих возможность свободно вращаться вокруг своей оси. Устройства 15 и 16 позволяют образовать каналы протекания разделяемой жидкости, увеличивая, тем самым, скорость течения и турбулизацию потока, и направить его над мембранами цилиндров 10, 11 и 12 по спирали, значительно увеличивая путь прохождения разделяемой жидкости по фильтрующему элементу. Для отвода фильтрата из полостей, образованных цилиндрами 10 и 11, 12 и 13, во фланце 18 предусмотрены трубки 25, крепящиеся к муфте 26 через прокладки 27. Отвод фильтрата через мембрану 4 конической части корпуса осуществляется при помощи рубашки 28 и патрубка 8. Фильтрующий элемент расположен параллельно образующей конической части корпуса аппарата, с возможностью вращения при помощи системы подвижных и неподвижных зубчатых колес, приводимой во вращение посредством привода 9, установленного выше уровня разделяемого раствора, и армированного упругого шланга 29, выполненного из непроницаемого для жидкости материала, соединенного неподвижно с полым валом 14 фильтрующего элемента и патрубком 8 для вывода фильтрата. Аппарат работает следующим образом. Через патрубок 6 в аппарат подается разделяемый раствор до уровня контролируемого датчиком 30. При помощи устройства 5 сжатым, предварительно очищенным, воздухом в аппарате создается давление, превышающее осмотическое, контролируемое манометром 31. Посредством привода 9 приводится во вращение ведущее колесо, которое увлекает за собой шестерню, свободно вращающуюся на оси 32. Эта шестерня, обкатываясь по зубчатому венцовому колесу, осуществляет вращение фильтрующего элемента. Разделяемый раствор, проходя через мембраны 4, отводится по дренажному материалу 3 к кольцевым каналам, образованным цилиндрами 10 и 11, 12 и 13, откуда через трубки 25 и отверстия в муфте 26 поступает в пространство полого вала 14, из которого отводится через патрубок 8. Одновременно с этим, разделяемый раствор, проникая через мембрану 4, отводится по дренажному материалу 3 конического корпуса в пространство рубашки 28, откуда удаляется через патрубок 8. По мере снижения уровня разделяемого раствора, в аппарат периодически подается часть исходной жидкости, одновременно происходит увеличение давления до необходимой величины. Скапливающийся в нижней части корпуса концентрат, периодически отводится из аппарата через патрубок 7. Данный аппарат: - обеспечивает низкий уровень концентрационной поляризации за счет установки фильтрующего элемента с возможностью вращения, имеющего спиралевидные турбулизирующие устройства и рамки над поверхностями мембран; - позволяет обеспечить свободное удаление фильтрата из вращающейся детали, благодаря применению упругого армированного шланга, неподвижно соединенного с выводными частями фильтрующего элемента, и тем самым, обеспечить полную герметизацию отвода фильтрата.Формула изобретения
Мембранный аппарат с погружным фильтрующим элементом, включающий корпус, состоящий из цилиндрической обечайки, двух усеченных конусов, один из которых выполнен из пористого тела, покрытого дренажным материалом с нанесенной на него полупроницаемой мембраной, устройство для подачи в аппарат сжатого воздуха, входные и выходные патрубки, привод, фильтрующий элемент, состоящий из пористых тел, выполненных в виде коаксиально расположенных цилиндров, покрытых дренажным материалом с нанесенной на него полупроницаемой мембраной и образующих между собой кольцевые каналы, причем в каналах, контактирующих с разделяемым раствором, и над поверхностью внешнего цилиндра установлены турбулизирующие устройства, отличающийся тем, что фильтрующий элемент установлен параллельно образующей конической части корпуса с возможностью вращения при помощи привода, размещенного выше уровня разделяемого раствора, и армированного упругого шланга, соединенного неподвижно с полым валом фильтрующего элемента и патрубком для отвода фильтрата.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Реверсивный мембранный аппарат // 2142330
Изобретение относится к мембранной технологии обезвоживания жидких пищевых продуктов и может быть использовано в химической, фармацевтической, микробиологической промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса
Ультрафильтр // 2120330
Изобретение относится к устройству для ультрафильтрационного разделения с помощью вращающегося мембранного элемента
Мембранный аппарат // 2052280
Изобретение относится к конструкции мембранных массообменных устройств, а именно к конструкциям мембранных аппаратов
Мембранный аппарат // 2042410
Устройство для ультрафильтрации // 1810089
Аппарат для разделения растворов // 1793951
Мембранный аппарат // 1775145
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
Ультрафильтрационный аппарат // 1762456
Изобретение относится к устройствам для разделения жидких смесей с помощью полупроницаемых мембран и предназначено для осуществления процессов микрофильтрации, ультрафильтрации и обратного осмоса с целью очистки, концентрирования, фракционирования жидкостей, в том числе промышленных отходов в атомной энергетике, в микробиологической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности
Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано при очистке и концентрировании токсичных растворов, в том числе радиоактивных высокого уровня активности
Роторный мембранный фильтр // 2246980
Изобретение относится к устройствам для разделения жидких средств методами микрофильтрации, ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса и может найти широкое применение для глубокой очистки промышленных стоков и для получения питьевой воды
Ультразвуковой мембранный элемент // 2367507
Изобретение относится к области разделения суспензий промышленного, сельскохозяйственного и бытового назначения и может быть использовано в различных отраслях промышленности
Мембранный аппарат с вращающимися потоками // 2379097
Изобретение относится к области разделения суспензий промышленного, сельскохозяйственного и бытового назначения
Установка для очистки воды // 2471717
Изобретение относится к области очистки жидкостей от нерастворимых примесей, например к очистке природных и сточных вод
Вертикальный мембранный аппарат // 2558894
Изобретение относится к области разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации. Вертикальный мембранный аппарат состоит из корпуса с фланцами, установленным внутри него мембранным модулем, патрубками для ввода исходной жидкости и отвода фильтрата, турбулизатором в мембранном модуле конусной формы с нанесенной на его внутреннюю пористую поверхность полупроницаемой мембраной, установленным в подшипниках со стороны ввода исходной жидкости и отвода фильтрата и концентрата, и состоит из трех участков: первый участок выполнен в виде ступицы, закрепленной в подшипнике в патрубке для ввода исходного раствора, на конце которого смонтирован пропеллер с лопастями, вращающимися под действием входного потока жидкости с передачей крутящего момента турбулизатору; второй участок выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, при этом турбулизатор совершает вращательное движение путем принудительного изменения давления исходной жидкости в патрубке для ввода исходной жидкости посредством раскручивания лопастей пропеллера; третий участок выполнен полым и снабжен планетарной зубчатой передачей для обеспечения вращения турбулизатора и мембранного модуля под действием потока жидкости, причем отвод концентрата осуществляется через окна в полой части турбулизатора, а фильтрата - через отверстие во фланце, установленном со стороны отвода фильтрата и концентрата. Технический результат - повышение производительности мембранного аппарата за счет улучшения гидродинамического воздействия на разделяемый поток. 3 ил.
Изобретение относится к способу фильтрации и устройству разделения частиц, а именно отделения ценного металла от ненужного материала в смеси, содержащей воду. Устройство для сбора минеральных частичек в суспензии или отходах может быть выполнено в форме фильтра, конвейерной ленты или импеллера, имеющих накопительный участок, содержащий поверхности накопления, предназначенный для контакта со смесью, выполненный или покрытый синтетическим материалом, который имеет функциональную группу для прикрепления минеральных частичек. Синтетический материал имеет гидрофобные молекулы, чтобы сделать накопительный участок гидрофобным, причем синтетический материал содержит производное силоксана. Когда минеральные частички в суспензии или отходах являются скомбинованными с коллекторными молекулами, минеральные частицы также становятся гидрофобными и остаются прикрепленными к гидрофобному накопительному участку. Фильтр, конвейерная лента и импеллер могут иметь множество пропускных каналов с целью увеличения контактирующих поверхностей. Решение обеспечивает лучшее отделение ценного материала, в том числе в флотационной камере, путем устранения проблем, связанных с использованием пузырьков воздуха в таком процессе отделения. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 32 ил.
Изобретение относится к устройствам разделения цельной крови, системам и контурам, включающим указанное устройство разделения, а также к способу обработки цельной крови. Автоматизированная система разделения цельной крови, содержащая одноразовый контур потока текучей среды и долговременный контроллер, сконфигурированный для взаимодействия и управления потоком текучей среды через контур текучей среды, при этом одноразовый контур текучей среды содержит: путь потока цельной крови с впуском цельной крови, соединенный с блоком цельной крови; путь потока раствора клеточного консерванта в сообщении по текучей среде с одним из: путем потока цельной крови и первым путем выпускного потока текучей среды для отделенных эритроцитов, и содержащий впуск, соединенный с источником раствора клеточного консерванта; сепаратор, включающий в себя внешний корпус и внутренний ротор, установленный в корпусе для вращения относительно корпуса, при этом зазор образован между внешней поверхностью ротора и внутренней поверхностью корпуса, и по меньшей мере одна поверхность из внешней поверхности ротора и внутренней поверхности корпуса содержит мембрану фильтра, настроенную для разрешения прохождения плазмы через нее, при этом, по существу, блокируя эритроциты, при этом внешний корпус имеет впуск, который находится в сообщении по текучей среде с путями потока цельной крови и/или раствора клеточного консерванта, и также находится в сообщении текучей среде с зазором для направления цельной крови и/или раствора клеточного консерванта в зазор, при этом корпус содержит первый выпуск, сообщающийся с зазором, и корпус и/или ротор содержит второй выпуск, сообщающийся со стороной мембраны, обращенной от зазора; при этом первый выпуск сообщается с зазором, находящийся в сообщении по текучей середе с первым путем выпускного потока текучей среды, включающим фильтр редукции лейкоцитов, соединенный с первым контейнером хранения для приема эритроцитов; и второй выпуск, находящийся в сообщении по текучей среде со вторым путем выпускного потока текучей среды, соединенным со вторым контейнером хранения для приема плазмы. Также заявлен способ обработки цельной крови. Технический результат заключается в увеличении скорости сепарации крови, а также степень. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 30 ил.
