Аппарат для фильтрации жидкостей (варианты)

 

Изобретение относится к средствам очистки жидкостей и газов, например в сельском хозяйстве, медицинской, пищевой и микробиологической отраслях промышленности, а также может быть использовано для разделения и концентрирования технологических растворов, водоподготовки, очистки сточных вод других производств. Аппарат для фильтрации жидкостей содержит корпус, в котором соосно установлены центральная распределительная труба с рядами отверстий и набор трубчатых мембранных элементов, укрепленный в трубной решетке, крышку с патрубком, днище, кольцевую чашку для заглушки концов мембранных элементов, герметизирующие уплотнения между крышкой и трубной решеткой. Согласно изобретению днище закреплено на центральной распределительной трубе, трубная решетка и днище имеют кольцевые проточки для корпуса, верхний конец центральной распределительной трубы снабжен резьбой для крепления крышки, в крышке и трубной решетке выполнены кольцевые полости, патрубок на крышке расположен параллельно оси центральной распределительной трубы или под углом к ней, меньшем 90^o, причем центральная распределительная труба имеет в центре неподвижную перегородку, а суммарное сечение отверстий в каждом ряду увеличивается от перегородки к периферии центральной распределительной трубы. Второй вариант аппарата содержит обечайку между крышкой и трубной решеткой, внутри которой размещен адсорбент между кольцевыми сетками. Технический результат - равномерное распределение жидкости или газа, повышение качества фильтрации, упрощение сборки-разборки, обеспечение замены всего набора мембранных элементов. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам очистки жидкостей и газов, например в сельском хозяйстве, медицинской, пищевой и микробиологической промышленности, а также может быть использовано для разделения и концентрирования технологических растворов, водоподготовки, очистки сточных вод других производств.

Известен аппарат для фильтрации, содержащий корпус, в котором соосно установлены центральная распределительная труба с рядами отверстий и набор трубчатых мембранных элементов, укрепленный в трубной решетке, крышку с патрубком, днище, кольцевую чашку для заглушки концов мембранных элементов и герметизирующие уплотнения между крышкой и трубной решеткой [1].

Известный аппарат достаточно сложен в изготовлении, так как крышка, днище, трубная решетка и корпус имеют резьбу для сборки и ряд специальных приспособлений для уплотнения составных частей аппарата, причем центральная распределительная труба, также как и трубчатые мембранные элементы, герметично закреплена своей верхней частью в трубной решетке с помощью специальных уплотнений и проточек, а нижней частью соединена с днищем. При таком выполнении известного аппарата корпус, крышка, днище и трубная решетка имеют усложненную форму и трудоемки в изготовлении. Сборка и разборка такого аппарата сложны и требуют постоянного контроля соблюдения герметичности при соединении отдельных его частей.

При использовании известного аппарата в случае выхода из строя части мембранных элементов невозможна быстрая замена всего набора мембранных элементов вследствие герметичного крепления в трубной решетке наряду с мембранными элементами и центральной распределительной трубы.

Известный аппарат не обладает повышенной компактностью для параллельного подключения нескольких таких аппаратов в единое мембранное устройство из-за наличия входного и выходного патрубков, расположенных под углом в 90^o к корпусу.

Кроме того, уменьшающееся в одном направлении (сверху вниз) количество отверстий в центральной распределительной трубе и их сечение не способствуют качественному мембранному распределению при изменении движения жидкости в аппарате на противоположное.

Изобретение решает задачу повышения технологичности изготовления аппарата для фильтрации, упрощения его сборки и разборки, обеспечения возможности замены всего набора мембранных элементов, улучшения компактности аппарата и достижения более равномерного распределения жидкости в пространстве между мембранными элементами, а также повышения качества фильтрации.

Задача изобретения решается тем, что в аппарате для фильтрации, содержащем корпус, в котором соосно установлены центральная распределительная труба с рядами отверстий и набор трубчатых мембранных элементов, укрепленных в трубной решетке, крышку с патрубком, днище, кольцевую чашку для заглушки концов мембранных элементов, герметизирующие уплотнения между крышкой и трубной решеткой, днище закреплено на центральной распределительной трубе, трубная решетка и днище имеют кольцевые проточки для корпуса, верхний конец центральной распределительной трубы снабжен резьбой для крепления крышки, в крышке и трубной решетке выполнены кольцевые полости, крышка в центре имеет герметизирующий бортик, прилегающий к трубной решетке, патрубок на крышке расположен параллельно оси центральной распределительной трубы или под углом к ней, меньшем 90^o, причем центральная распределительная труба имеет в центре неподвижную перегородку, а суммарное сечение отверстий в каждом ряду увеличивается от перегородки к периферии центральной распределительной трубы.

Корпус и днище могут быть выполнены в виде цилиндрического стакана.

Герметизирующий бортик может быть выполнен в виде кольца, прилегающего к крышке.

Второй вариант аппарата для фильтрации содержит такие же элементы конструкции, что и первый вариант, за исключением того, что содержит обечайку, для которой в крышке и трубной решетке выполнены соответствующие кольцевые проточки, при этом к внутренней плоскости поверхности крышки и наружной поверхности трубной решетки прилегают кольцевые сетки, между которыми размещен адсорбент.

На фиг.1 изображен аппарат для фильтрации; на фиг.2 - вариант выполнения корпуса и днища; на фиг.3 - вариант выполнения герметизирующего бортика; на фиг.4 - вариант аппарата с применением адсорбента.

Аппарат содержит корпус 1, центральную распределительную трубу 2 с рядами отверстий 3, набор трубчатых мембранных элементов 4, укрепленный в трубной решетке 5, крышку 6 с патрубком 7, расположенном параллельно оси центральной распределительной трубы 2 или под углом к ней, днище 8, закрепленное на центральной распределительной трубе 2, например, с помощью аргонно-дуговой сварки, кольцевую чашку 9 для заглушки концов мембранных элементов 4, герметизирующие уплотнения 10 между крышкой 6 и трубной решеткой 5.

В трубной решетке 5 и днище 8 выполнены кольцевые проточки 11 для корпуса 1, верхний конец центральной распределительной трубы 2 имеет резьбу 12 для крепления крышки 6 гайкой 13 с шайбой 14. В крышке 6 и трубной решетке 5 выполнены кольцевые полости 15 и 16 соответственно. Центральная распределительная труба 2 имеет в центре неподвижную перегородку 17, а суммарное сечение отверстий 3 в каждом ряду увеличивается от перегородки 17 к периферии центральной распределительной трубы 2. Крышка 6 в центре имеет герметизирующий бортик 18, отделяющий кольцевые полости 15 и 16 для фильтрата от пространства между мембранными элементами 4.

Корпус 1 и днище 8 могут быть выполнены в виде цилиндрического стакана 19 (фиг.2).

Герметизирующий бортик 18 может быть выполнен в виде кольца 20 (фиг.3), прилегающего к крышке 6.

Во втором варианте аппарата для фильтрации жидкости (фиг.4) крышка 6 имеет кольцевую проточку 21 и плоскую внутреннюю поверхность. Трубная решетка 5 имеет кольцевую проточку 11, соответствующую кольцевой проточке 21, в которых установлена цилиндрическая обечайка 22, к внутренней поверхности крышки 6 и наружной по отношению к набору трубчатых мембранных элементов поверхности трубной решетки 5 прилегают кольцевые сетки 23, между которыми расположен адсорбент.

Аппарат для фильтрации работает следующим образом.

Исходная жидкость подается в один из концов центральной распределительной трубы 2 и через одну половину отверстий 3 попадает в пространство между трубчатыми мембранными элементами 4 и корпусом 1. Часть жидкости проходит внутрь мембранных элементов 4, поступает в кольцевые полости 16 и 15 трубной решетки 5 и крышки 6 соответственно и затем в виде фильтрата выводится через патрубок 7 из аппарата. Другая часть жидкости из пространства между мембранными элементами 4 и корпусом попадает в другую половину отверстий 3, расположенную за перегородкой 17, и в виде концентрата выводится через противоположный конец центральной распределительной трубы 2.

В варианте с применением адсорбента фильтрат, прежде чем попасть в патрубок 7, проходит через слой адсорбента и подвергается дополнительной очистке, в результате чего качество фильтрации повышается.

Предлагаемый аппарат для фильтрации имеет основные части несложной формы, что облегчает его изготовление. Сборка и разборка его по сравнению с известным устройством существенно упрощена, причем предлагаемая конструкция аппарата позволяет быстро и без значительных трудозатрат заменять вышедший из строя набор трубчатых мембранных элементов, то есть иметь сменный мембранный картридж. Направление движения обрабатываемой жидкости может быть произвольным без нарушения равномерного распределения жидкости внутри аппарата при изменении направления движения на противоположное. Возможна сборка нескольких предлагаемых аппаратов в единое комплексное мембранное устройство. Облегчается укладка аппаратов в тару при их транспортировке.

Изобретение может быть использовано при проведении процессов очистки и разделения газов.

Источники информации 1. Патент РФ 2063785, А 01 К 29/00, В 01 D 29/00, 1995 г.

Формула изобретения

1. Аппарат для фильтрации жидкостей, содержащий корпус, в котором соосно установлены центральная распределительная труба с рядами отверстий и набор трубчатых мембранных элементов, укрепленный в трубной решетке, крышку с патрубком для отвода фильтрата, днище, кольцевую чашку для заглушки концов мембранных элементов, герметизирующие уплотнения между крышкой и трубной решеткой, отличающийся тем, что днище закреплено на центральной распределительной трубе, верхний конец которой снабжен резьбой для крепления крышки, а в центре труба имеет неподвижную перегородку, от которой к периферии трубы увеличивается суммарное сечение отверстий в каждом ряду, при этом трубная решетка и днище имеют кольцевые проточки для корпуса, в крышке и трубной решетке выполнены кольцевые полости для фильтрата, отделенные герметизирующим бортиком в центре крышки, причем патрубок на крышке расположен параллельно оси центральной распределительной трубы или под углом к ней, меньшим 90^o.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что корпус и днище выполнены в виде цилиндрического стакана.

3. Аппарат по п. 1 или 2, отличающийся тем, что герметизирующий бортик выполнен в виде кольца, прилегающего к крышке.

4. Аппарат для фильтрации жидкостей, содержащий корпус, в котором соосно установлены центральная распределительная труба с рядами отверстий и набор трубчатых мембранных элементов, укрепленный в трубной решетке, крышку с патрубком для отвода фильтрата, днище, кольцевую чашку для заглушки концов мембранных элементов, герметизирующие уплотнения, отличающийся тем, что днище закреплено на центральной распределительной трубе, верхний конец которой снабжен резьбой для крепления крышки, при этом в центре труба имеет неподвижную перегородку, от которой к периферии трубы увеличивается суммарное сечение отверстий в каждом ряду, причем трубная решетка и днище имеют кольцевые проточки для корпуса, а крышка и трубная решетка имеют соответствующие кольцевые проточки для цилиндрической обечайки, при этом к внутренней плоской поверхности крышки и наружной поверхности трубной решетки прилегают кольцевые сетки, между которыми размещен адсорбент, а патрубок на крышке расположен параллельно оси центральной распределительной трубы или под углом к ней, меньшим 90^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4