Аппарат для мембранного концентрирования

 

Изобретение относится к области концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности. К концу трубчатой мембраны крепится устройство, представляющее собой корпус с двумя кольцевыми щелями, с внешней стороны которого присоединен кожух. Внутри корпуса находится полый шток переменной конфигурации, имеющий переднюю часть в виде конуса, за торцевой поверхностью которого выполнена цилиндрическая проточка меньшего диаметра и резьба. Полость проточки соединяется со штуцером для отвода продукта с помощью канала в корпусе. Технический результат - увеличение производительности процесса. 1 ил.

Изобретение относится к области концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известно устройство с конической втулкой, предназначенное для отвода диффузионного слоя с повышенным содержанием растворенных веществ [1].

Недостатком этого устройства является турбулизация отводимого слоя и смешивание его с основным потоком, что существенно снижает его концентрацию.

Известно также устройство для отвода диффузионного слоя [2]. Отвод слоя осуществляется с помощью конуса, который создает разность давлений в двух кольцевых щелях, в одну из которых он засасывается.

Недостатком этого устройства является невысокое количество отводимого слоя вследствие небольшой площади сечения щели.

Целью изобретения является увеличение производительности аппарата.

Для реализации указанной цели предложено устройство, включающее в себя корпус с двумя кольцевыми щелями, с внешней стороны которого присоединен кожух со штуцером, внутри корпуса находится полый шток переменной конфигурации, выполненный таким образом, что его передняя часть представляет конус, за торцевой поверхностью которого имеется цилиндрическая проточка меньшего диаметра и резьба, с помощью которой он перемещается в осевом направлении в корпусе, причем в корпусе имеется канал соединяющий полость цилиндрической проточки со штуцером для отвода продукта.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из корпуса 1, на котором находится кожух 2 со штуцером 3. Корпус имеет две кольцевые щели 4 и 5. Внутри корпуса находится полый шток 6, на конце которого выполнен конус. Положение конуса регулируется при помощи резьбы 7. Устройство присоединяется к трубчатой мембране 8. На корпусе имеется штуцер 9.

Устройство работает следующим образом. Исходный раствор под давлением подается по трубчатой мембране 8. Происходит мембранная фильтрация, при этом на внутренней поверхности мембраны образуется слой с повышенным содержанием растворенных веществ (явление концентрационной поляризации). Поток и слой устремляются в корпус 1, в котором выполнены две кольцевые щели 4 и 5. В области щели 4 образуется давление больше, чем в сечении, где расположена щель 5. Это осуществляется за счет перемещения конуса штока 6 при помощи резьбы 7. Положение штока устанавливается таким образом, чтобы создать требуемое давление. Величина общего давления, создаваемого в кожухе 2, будет меньше, чем в сечении щели 4, но больше, чем в сечении щели 5. Вследствие чего слой концентрата с большим содержанием растворенных веществ с внутренней поверхности корпуса 1 за счет разности давлений в сечении щели 4 и кожухе 2 будет засасываться в кожух, а оттуда через штуцер 3 удаляться. Основная часть потока будет разделяться полым конусом на две части: диффузионный слой с более высокой концентрацией, образующийся на поверхности мембраны, и основной поток, имеющий меньшую концентрацию. Диффузионный слой проходит по кольцевому пространству между внешней поверхностью конуса штока 6 и корпуса 1 и отводится из штуцера 9, на котором установлен вентиль для плавной регулировки количества отводимого продукта. Остальная часть потока с меньшей концентрацией будет проходить через отверстие в полом штоке.

Использование данной конструкции позволит увеличить производительность процесса концентрирования за счет того, что отвод диффузионного слоя осуществляется одновременно через кольцевое сечение и зазор между полым конусом и втулкой.

Литература 1. Лобасенко Б.А., Иванец В.Н., Космодемьянский Ю.В. и др. Аппарат для мембранного разделения. Патент 2119378. Опубл. 27.09.98 в Б.И. 27.

2. Лобасенко Б.А., Иванец В.Н., Болотов О.С., Космодемьянский Ю.В. Аппарат для мембранного концентрирования. Патент 2139130. Опубл. 10.10.99 в Б.И. 28.

Формула изобретения

Аппарат для мембранного концентрирования, включающий кожух с патрубком для отвода продукта, внутри которого находится корпус с двумя кольцевыми щелями, отличающийся тем, что внутри корпуса расположен полый шток переменной конфигурации, имеющий переднюю часть в виде конуса, за торцевой поверхностью которого выполнена цилиндрическая проточка меньшего диаметра и резьба, причем полость проточки соединена со штуцером для отвода продукта с помощью канала в корпусе.

РИСУНКИ

Рисунок 1