Мембранный аппарат


 


Владельцы патента RU 2530100:

ФГБОУ ВПО "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности" (RU)

Изобретение относится к области концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Мембранный аппарат включает кожух со штуцерами для отвода продукта, корпус с двумя кольцевыми щелями и полый шток с конусом, к которому крепится подвижный вал с насаженными на него лопастями, делящий мембранный канал на четыре сектора, при этом в трех секторах находится сетка, крепящаяся к лопастям на некотором расстоянии от мембраны, а в четвертом секторе на валу по всей его длине установлены диски. Изобретение обеспечивает увеличение производительности. 2 ил.

 

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

Известен аппарат для мембранного концентрирования [1], состоящий из корпуса, на котором находится кожух со штуцерами. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток, на конце которого выполнен конус. Положение конуса регулируется при помощи резьбы. Устройство присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится спираль, приводящаяся во вращение лопастями, которые расположены в корпусе. На корпусе имеются штуцеры для подвода продукта. Внутри спирали по всей длине расположена неподвижная сетка, которая одним концом крепится к конусу штока, а другим - к корпусу. Благодаря сетке, предотвращается размытие диффузионного слоя в радиальном направлении, что благоприятно влияет на сохранение концентрации в отводимом из аппарата слое. Недостатком аппарата является периодичный характер работы.

Известен аппарат для мембранного концентрирования [3], состоящий из корпуса, на котором находится кожух со штуцером. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток, на конце которого выполнен конус. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Аппарат присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится рифленая вставка в виде сектора цилиндра, приводящаяся во вращение лопастями. Вставка одним концом крепится к конусу штока, а другим - к лопастям. Благодаря щелевому зазору между вставкой и мембраной, а также рифленой поверхности вставки происходит увеличение скорости потока и его турбулизация, что приводит к очистке части поверхности мембраны в области вставки. Недостатком данной конструкции является низкая производительность по отводимому диффузионному слою, что влияет на производительность аппарата в целом.

Известно мембранное устройство [2], состоящее из корпуса, на котором находится кожух со штуцером. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток с конусом. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Устройство присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится подвижный полый вал с насаженными на него лопастями, один конец которого крепится к конусу штока, а другой - выходит через корпус наружу. Вал имеет два отверстия для подачи газа, расположенные под углом 90° относительно оси вала. Лопасти разделяют полость мембраны на четыре сектора, в трех из них осуществляется отвод диффузионного слоя, а в четвертом происходит очистка мембраны. Недостатком данного устройства является невысокая степень очистки мембраны, за счет чего будет низкая производительность по фильтрату.

Задачей изобретения является увеличение производительности.

Решается задача тем, что тем, что в трех секторах находится сетка, крепящаяся к лопастям на некотором расстоянии от мембраны, а в четвертом - на валу по всей его длине установлены диски.

На фиг.1 представлен предлагаемый аппарат, на фиг.2 разрез А-А.

Аппарат состоит из корпуса 1, на котором находится штуцер 2 и кожух 3. Корпус имеет две кольцевые щели 4 и 5. Внутри корпуса находится полый шток 6 с конусом. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Корпус присоединен к трубчатой мембране 7. Внутри канала мембраны расположены четыре лопасти 8, которые образуют сектора. Внутри одного из образованных лопастями секторов к валу на небольшом расстоянии друг от друга крепятся диски 9. В остальных секторах к лопастям на некотором расстоянии от мембраны крепится цилиндрическая сетка 10. Поворот вала с лопастями осуществляется путем подачи раствора через штуцер 11. Подача исходного раствора осуществляется через штуцер 12. К корпусу крепится кожух 13 со штуцерами для отвода фильтрата 14 и подачи газа 15.

Мембранный аппарат работает следующим образом. Исходный раствор под давлением подается в устройство через штуцер 12. При фильтровании раствора на внутренней поверхности мембраны образуется подвижный диффузионный слой с повышенным содержанием растворенных веществ (явление концентрационной поляризации). Диффузионный слой отводится из штуцера 2 и кожух 3, а основная часть потока - через внутреннюю полость штока 6. Благодаря лопастям 8, поток делится на четыре сектора, в трех из которых осуществляется формирование диффузионного слоя, а в четвертом - очистка мембраны за счет установленных дисков, создающих интенсивную турбулизацию потока. Установленная в трех секторах, цилиндрическая сетка 10 способствует сохранению концентрации в отводимом слое, препятствуя его размытию в радиальном направлении.

По мере загрязнения поверхности мембраны в других секторах производят поворот вала с дисками, для чего подают исходный раствор через штуцер 11. При этом внешние кромки лопастей также осуществляют очистку мембраны. Помимо этого для очистки внутренних пор мембраны возможна подача газа через штуцер 15.

Источники информации

1. Лобасенко Б.А., Котляров Р.В., Истратова Е.Е. Аппарат для мембранного концентрирования: Патент №2285556. - Опубл. 20.10.06. в БИ №29.

2. Лобасенко Б.А., Гарифулин Р.Ш., Семенов А.Г., Иванова С.А. Аппарат для мембранного концентрирования: Патент №2429053. - Опубл. 20.09.11. в БИ №15.

3. Лобасенко Б.А., Истратова Е.Е. Мембранное устройство: Патент №2286841. - Опубл. 10.11.06. в БИ №31.

Мембранный аппарат, содержащий кожух со штуцерами для отвода продукта, корпус с двумя кольцевыми щелями и полый шток с конусом, к которому крепится подвижный вал с насаженными на него лопастями, делящий мембранный канал на четыре сектора, отличающийся тем, что в трех секторах находится сетка, крепящаяся к лопастям на некотором расстоянии от мембраны, а в четвертом - на валу по всей его длине установлены диски.



 

Похожие патенты:

Фильтровальное устройство для обработки воды содержит две керамические фильтрующие мембраны и держатель для двух керамических фильтрующих мембран. Керамические фильтрующие мембраны имеют форму пластин и каждая из них содержит активную фильтрующую наружную сторону и один внутренний отводящий канал для профильтрованной воды.

Изобретение относится к мембранному фильтрующему элементу для очистки агрессивных жидкостей. Мембранный фильтрующий элемент состоит из полого пористого цилиндра 1 из керамического материала, днища 3 и крышки 4, установленных по торцам полого пористого цилиндра 1.

Изобретение относится к очистке воды с помощью мембранного модуля, мембранного блока, выполненного путем установки мембранных модулей одного на другой. Мембранный модуль содержит корпус и мембранные элементы, расположенные в указанном корпусе, причем площадь пропускного сечения проточного канала корпуса, через который вытекает очищаемая вода, меньше, чем площадь пропускного сечения проточного канала корпуса, через который очищаемая вода втекает, при этом каждый мембранный элемент представляет собой плоскую мембрану, и в корпусе расположен элемент для направления потока воды, предназначенный для уменьшения площади пропускного сечения проточного канала корпуса, через который вытекает очищаемая вода, причем указанный элемент для направления воды расположен таким образом, что его поверхность проходит параллельно поверхности мембраны.

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

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

Изобретения относятся к области химии. Синтез-газ из газогенератора 10 подают в реактор 64 для преобразования окиси углерода в диоксид углерода.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для извлечения растворенного сероводорода из расплава серы и формирования газовой смеси для дальнейшего хроматографического анализа при проведении контроля степени дегазации расплава серы и оценке ее качества.

Изобретение относится к фильтрующему модулю и его последовательному расположению в фильтрующей системе и может быть использовано в области подготовки воды, особенно в качестве составной части установок обратного осмоса, а также в области газовой фильтрации.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для разделения газов. .

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации. Мембранный аппарат, включающий корпус, выполненный из непроницаемого материала, с патрубками для ввода исходного раствора, вывода фильтрата и концентрата, с расположенным внутри него трубчатым мембранным модулем, с нанесенной на него полупроницаемой мембраной, закрепленным с обеих сторон фланцами, турбулизатор с возможностью совершения возвратно-поступательного движения, при этом мембранный модуль выполнен в виде неподвижного полого конуса, внутри которого расположен турбулизатор в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, состоящий из трех участков: первый участок выполнен в виде ступицы, установленной в подшипник с возможностью осевого перемещения в подводящем патрубке исходного раствора, на конце которого смонтирован пропеллер с лопастями, вращающимися под действием входного потока жидкости, и передачей крутящего момента турбулизатору; второй участок турбулизатора, находящийся в мембранном модуле, выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, вращение которого обеспечивает перенос исходного раствора вдоль мембранного модуля, при этом турбулизатор совершает возвратно-поступательное движение путем принудительного изменения давления исходного раствора в подводящем патрубке исходного раствора; третий участок турбулизатора выполнен в виде цилиндра и установлен в подшипнике, закрепленном в кожухе, с возможностью ограничения возвратно-поступательного движения от действия пружины, установленной в стакане со стороны отвода концентрата. Технический результат заключается в повышении производительности мембранного аппарата. 3 ил.

Изобретение относится к фильтрующему элементу для фильтрации текучей среды. Фильтрующий элемент (I) содержит твердую пористую основу (1) цилиндрической формы, имеющую продольную центральную ось (A) и содержащую множество каналов (C11, C21, C22…C31, C32…Cn1, Cn2…) для циркуляции текучей среды, подлежащей фильтрации, и сбора фильтрата на периферии основы (1). Каналы (C11, C21, C22…C31, C32…Cn1, Cn2…) расположены в основе (1) параллельно центральной оси (А) основы и определяют по меньшей мере три зоны (F1, F2…Fn) фильтрации, которые расположены концентрически и отделены друг от друга непрерывными пористыми зонами (Z1, Z2…Zn-1). Средняя толщина пористой зоны (Z1), расположенной ближе всего к центральной оси (А), меньше средней толщины пористой зоны (Zn-1), расположенной ближе всего к периферии основы (1), и по направлению от центральной оси (А) основы к ее периферии средняя толщина каждой пористой зоны либо равна толщине соседней зоны, либо меньше. Технический результат: повышение эффективности работы. 19 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к устройству разделения текучей среды. Способ и устройство разделения текучей среды, осуществляющее селективное отделение определенного текучего компонента от смешанной текучей среды и содержащее: кожух, который включает в себя впуск для смешанной текучей среды, выпуск для отделенной текучей среды, через который отводят селективно отделенную текучую среду, и выпуск для оставшейся текучей среды, через который отводят текучую среду, оставшуюся после осуществления селективного отделения; и разделительный модуль, в котором расположен набор из множества установленных последовательно разделяющих элементов, каждый из разделяющих элементов снабжен каналом, через который смешанная текучая среда поступает в осевом направлении, и осуществляет селективное отделение определенного текучего компонента в виде поперечного потока, перпендикулярного направлению течения смешанной текучей среды, при этом разделительный модуль является вставляемым в кожух через конец кожуха, при этом разделительный модуль включает в себя: первое соединительное приспособление, расположенное между соседними разделяющими элементами так, чтобы изолировать пространство вокруг наружных периферийных поверхностей разделяющих элементов от пространства между разделяющими элементами, причем первое соединительное приспособление имеет отверстие, через которое каналы соединены друг с другом, и имеет дискообразную форму, наружный диаметр которой больше наружного диаметра разделяющих элементов, второе соединительное приспособление, расположенное на двух концах набора из множества установленных последовательно разделяющих элементов так, что каждое второе соединительное приспособление изолирует пространство рядом с концевой поверхностью набора установленных последовательно разделяющих элементов от пространства вокруг наружных периферийных поверхностей разделяющих элементов, каждое второе соединительное приспособление имеет отверстие, через которое пространство рядом с концевой поверхностью соединяется с соответствующим одним из каналов, и соединительное средство, которое соединяет первое и вторые соединительные приспособления друг с другом. Технический результат - уменьшение веса устройства разделения текучей среды и упрощение технического обслуживания устройства разделения текучей среды. 2 н. 14 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретения могут быть использованы в химической и металлургической промышленности. Мембранная трубка для диффузионного выделения водорода из водородсодержащих газовых смесей содержит пористую трубку (S) из металлокерамического сплава, а также содержащую палладий или выполненную из палладия мембрану (M), которая покрывает наружную сторону металлокерамической трубки (S). Металлокерамическая трубка (S) на одном конце имеет прочно соединенный с ней выполненный из газонепроницаемого материала фитинг (F). Форма фитинга (F) образована двумя пустотелыми цилиндрами (Z1 и Z2), причем наружный диаметр первого пустотелого цилиндра (Z1) равен наружному диаметру металлокерамической трубки (S), а наружный диаметр второго пустотелого цилиндра (Z2) равен внутреннему диаметру металлокерамической трубки (S). На наружную сторону металлокерамической трубки (S) нанесен керамический промежуточный слой, который заходит на цилиндрическую часть фитинга (F), причем поверх промежуточного слоя нанесена палладиевая мембрана, которая выходит за промежуточный слой и газонепроницаемо соединена с фитингом (F). Изобретения позволяют предотвратить относительное смещение и/или отклонение, и тем самым предотвратить образование трещин в мембране, и предотвратить диффузию между материалами. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к химической промышленности. Мембранный модуль содержит множество трубчатых мембранных элементов для переноса кислорода, вступающего в контакт со стороной ретентата мембранных элементов. Кислород, проникающий на сторону пермеата, сгорает с помощью потока синтез-газа, содержащего водород, вступающего в контакт со стороной пермеата трубчатых мембранных элементов, генерируя поток продукта реакции и радиантное тепло. Каталитический реактор содержит катализатор для ускорения реакции парового риформинга и окружен множеством трубчатых мембранных элементов для переноса кислорода. Коэффициент видимости, представляющий собой долю от всей энергии, покидающей поверхность, которая достигает другой поверхности, равен или больше чем 0,5. Изобретение позволяет генерировать тепло, необходимое для поддержания требований эндотермического нагрева реакций парового риформинга метана. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к технической области тангенциального разделения с использованием фильтрующих элементов. Фильтрующий элемент (I) для фильтрации текучей среды, содержащий жесткую пористую подложку (1) цилиндрической формы, имеющую центральную продольную ось (A) и содержащую множество каналов (C01, C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) для циркуляции фильтруемой текучей среды с целью сбора фильтрата на периферии (11) подложки, выполненных в подложке (1) параллельно ее центральной оси (A), при этом указанные каналы (C01, C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) образуют, в частности, фильтрующие кольца (F1, F2…Fn) по меньшей мере в количестве трех, в каждом из которых: - каналы (C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) имеют не круглое прямое поперечное сечение, при этом прямое поперечное сечение каждого канала имеет ось симметрии (X, X1,…Xn, X11,…X21…, Xn1…), которая проходит через центр подложки, - два соседних канала разделены соединительными проходами (P, P1, P2,…Pn, P11,…P21…, Pn1…), при этом указанные соединительные проходы (P, P1, P2,…Pn, P11,…P21…, Pn1…) имеют ось симметрии (Y, Y1, Y2…Yn, Y11,…Y21…, Yn1…), которая проходит через центр подложки, - все соотношения между гидравлическими диаметрами двух любых каналов (C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) фильтрующих колец находятся в интервале 0,75-1,25, предпочтительно в интервале 0,95-1,05, при этом указанные фильтрующие кольца (F1, F2…Fn) распределены концентрично и отделены друг от друга сплошной пористой зоной (F1, F2…Fn-1) без взаимопроникновения между двумя смежными кольцами, при этом на уровне трех колец, наиболее близких к периферии подложки, называемых кольцами ряда n, n-1 и n-2, существует по меньшей мере одно совмещение между тремя смежными осями среди осей (Y, Y1, Y2…Yn, Y11,…Y21…, Yn1…) соединительных проходов и осей (X, X1…Xn, X11, …X21…, Xn1…) каналов, которое способствует механической прочности подложки, при этом, если фильтрующий элемент имеет более трех фильтрующих колец, то среди трех колец, наиболее близких к периферии подложки, называемых кольцами ряда n, n-1 и n-2, существует, по меньшей мере, одно кольцо, в котором число каналов не является кратным числу каналов кольца, наиболее близкого к центру подложки, называемого кольцом ряда 1. Технический результат - увеличение площади каналов для обеспечения фильтрации текучей среды. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области водородной энергетики, выделения водорода из газовых смесей, получения особо чистого водорода. В способе изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей, при котором на поверхности мембраны, выполненной на основе сплавов металлов 5-й группы Периодической системы друг с другом или с другими металлами, наносят защитно-каталитическое покрытие из палладия или сплавов палладия, согласно изобретению материал мембраны изготавливают из сплава, содержащего примеси легирующих элементов, концентрацию которых изменяют в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне путем увеличения растворимости водорода в материале мембраны увеличивается в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне в соответствии с формулой где S(x) - константа растворимости водорода в металле (сплаве), x - координата в направлении, нормальном к поверхности мембраны, Sвх - значение константы растворимости в материале мембраны возле входной поверхности, Pвх и Pвых - входное и выходное давления водорода, ата, L - толщина мембраны, мм. Технический результат - обеспечение равномерного распределения концентрации водорода по толщине мембраны. 7 ил.
Наверх