Мембранный аппарат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>967509

\ %

1 г (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29.06. 78 (21) 2627211/23-26

f51) М. Кп.з с присоединением заявки ¹В 01 D 13/00 (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

l5>) УДК 532.711.

° 66.067 (088,.8) Опубликовано 23.1082., Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания 231082

Н.С.Орлов, A.Ø.Шаяхметов, В.В.Степанов и A.Â.Северин

g 6""

) ьт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4) МЕМБРАННЫЙ AIIIIAPAT

Изобретение относится к очистке жидкостей, в частности к разделению жидких смесей с помощью полупроницаеьых мембран, и может быть использовано в химической, микробиологической, пищевой, медицинской и других отраслях промлаленности для осуществления процессов обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа и др °

Процессы разделения жидких смесей проводятся в аппаратах с различными конструкциями фильтрующих ,элементов: плоскими, трубчатыми, рулонными.

Известны аппараты с плоскими фильтрующими элементами, содаржащие сборку из фильтрующих элементов и разделительных прокладбк, зажатую между двумя фланцами. Сборка может быть размещена в корпусе и переток разделяемого раствора от одного фильтрующего элемента к другому осуществляется с помощью устройств, размещенных в корпусе (1).

Недостатки таких устройств заключаются в сложности и громоздкости конструкции, большой сложности изготовления фильтрующих элементов ненадежности их работы.

Более прогрессивными являются аппараты бескорпусной модели, в которых достигаетея значительная экономия материала,.упрощается изготовление и эксплуатация аппарата.

Известен мембранный аппарат для разделения смесей с помощью палупроницаемых мембран, состоящий из двух фланцев со штуцерами ввода и вывода разделяемой смеси и ее компонентов, расположенных между ними фильтрующих элементов, каждый из которых содержит дренажное устройство, две полупроницаемае мембраны и переточные каналы, разделительных прокладок, выполненных в виде герметизирующих рамок, и турбулизирующих вста вок t.2).

Известный аппарат, менее сложный и громоздкий, обладает недостатками аппаратов с плоскими фильтрующими элементами: большой сложностью изготовления -фильтрующих элементов, вызванной необходимостью герметизации каждого переточного отверстия путем склеивания краев мембран и дренажа, а также установкой в каждом фильтрующем элементе двух предохранительных колец для предотвращения

30 разрыва мембраны.

967509

Целью изобретения является упрощение сборки аппарата.

Эта цель достигается тем, что дренажное устройство выполнено в виде прямоугольной ограничительной рамки, две внутренние стороны которой имеют .5 ряд выступов и внутри которой размещена пористая пластина, две стороны которой имеют ряд выступов, расположенных между выступами ограничительной рамки, причем на выступах 10 ограничительной рамки и пористой пластины выполнены отверстия, центры которых расположены на одной прямой, полупроницаемые мембраны выполнены в виде прямоугольной пластины, имею- 5 щей с двух сторон ряд отверстий, совпадающих с отверстиями в ограничительной рамке и пористой пластине, разделительные прокладки выполнены в виде прямоугольной гермети- 2О зирующей рамки, две внутренние стороны которой имеют ряд выступов с отверстиями, совпадающими с отверстиями в пористой пластине," а турбулизирующие вставки выполнены в виде прямругольной.сетчатой пластины,две стороны которой имеют ряд выступов, расположенных между выступами герметизирующей рамки, на которых выполнены отверстия, совпадающие с отверстиями в ограничительной рамке.

На фиг.1 показан аппарат, общий вид, в разрезе; на фиг.2 - разделительная прокладка; на фиг.3 - фильтрующий элемент предлагаемого, аппарата..

Аппарат состоит из двух фланцев

1, между которыми расположена сборка 2 из фильтрующих элементов 3 и разделительных прокладок 4. Дпя подвода разделяемой смеси во фланцах 1 имеются каналы 5 с коллекторами б.

Для отвода концентрата имеютоя каналы 7 с коллекторами 8. Для отвода фильтрата имеются каналы 9 с кол- . лекторами 10. 45

Сборка 2 состоит из чередующихся фильтрующих элементов 3 и прокладок 4. Каждый фильтрующий элемент содержит ограничительную рамку 11, имеющую .выступы 12 на двух внутрен- 5g них сторонах, пористую пластину 13 с выступами 14, расположенными между выступами 12 ограничительной рамки 11. На выступах 12 рамки и выступах 14 пластины выполнены отверстия

15 и 16, центры которых расположены на одной прямой. С обеих сторон дренажного устройства расположены полупроницаемые мембраны 17, имеющие два ряда отверстий, совпадающих с отвер стиями 15 и 16.

Разделительная прокладка 4 выполнена в виде герметизирующей рамки

18, имеющей выступы 19 на двух внутренних сторонах. Каждый выступ 19 снабжен отверстием 20. Внутри рамки может быть расположена турбулизирующая вставка 21 с выступами 22, имеющими отверстия 23. Герметизирующая адамка 18 и турбулиэирующая,— вставка 21 могут быть выполнены в виде одной детали. При монтаже аппа-, рата фильтрующие элементы 3 и разделительные прокладки 4 поочередно накладываются друг на друга. Взаимное положение отверстий в фильтрующих элементах и уплотнительных прокладках таково, что в сборке 2 образуются коллекторы 6,8 и 10.

Аппарат работает следующим образом.

Разделяемая смесь подается в ка- . нал 5 под рабочим давлением и распределяется по коллекторам 6, образованным отверстиями 15 в выступах

12 ограничительной рамки 11, а также отверстиями 23 в выступах 22 турбулизирующей вставки 21. Из коллекторов б разделяемая смесь попадает в полость турбулизирующнх вставок..

Через полупроницаемяе мембраны 17 проникающие компоненты (фильтрат) попадают в полость пористых пластин 13 и выводятся из аппарата через коллекторы 10, образованные отверстиями 20 в выступах 19 герметизирующих рамок 18 и отверстиями 16 в пористых пластинах 13, и каналы 9 вывода фильтрата.

Концентрированный растворитель, пройдя через аппарат, выводится из него по коллекторам 8, образованным аналогично коллекторам б, и каналу

7 для вывода концентрата.

Особенностью предлагаемого аппарата является обратимость работы основных узлов. Вводя исходный раствор в один из каналов 9, можно вывести образовавшийся фильтрат через каналы 5 и 7. В этом случае пористые пластины 13 работают в качестве турбулизирующих вставок,, а турбулизирующие пластины 21 — в качестве дренажных Такая обратимость особенно важна в процессах ультрафильтрации, по скольку дает возможность осуществлять обратную промывку аппарата с сохранением его эксплуатационных характеристик. Упрощение сборки аппарата достигается тем, .что она осуществляется простым укладыванием стандартных деталей друг на друге, не требует склейки и дополнительной герметизации, легко автоматизируется.

Производство дренажных устройств и разделительных прокладок в виде одной детали легко осуществлять иэ дешевых пластмасс на литьевых машинах.

Предлагаемая конструкция аппарата позволяет упростить его сборку, что влечет за собой снижение трудоемкос967509 ти при изготовлении за счет исключе-. ния операций пробивки и последующей склейки отверстий в мембране и дренажном устройстве. Срок службы фильтрующего элемента в предлагаемом аппарате увеличивается до 7 мес, тогда ,как в известном он составляет 2-3 мес.

При потребности для очистки воды на предприятиях электронной промышленности 20 предлагаемых аппаратов годовая экономия составляет 34 тыс. руб.

Формула изобретения

Мембранный аппарат для разделения смесей с помощью полупроницаемых мембран, состоящий из двух фланцев со штуцерами ввода и вывода разделяемой смеси и ее компонентов, расположен- 2О ных между ними фильтрующих элементов, каждый из которых содержит дренажное устройство, две полупроницаемые мембраны и переточные каналы, разделительных прокладок; выполненных в виде 25 герметизирующих рамок, и турбулизирующих вставок, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью упрощения сборки аппарата, дренажное устройство выполнено в виде прямоугольной ограничительной рамки, две внутренние стороны которой имеют ряд выступов и пористой пластины, две стороны которой имеют ряд выступов, расположенных между выступами ограничительной рамки, причем на выступах ограничительной рамки и пористой пластины выполнены отверстия, центры которых расположены на одной прямой, полупроницаемые меМфраны выполнены в виде пр м оу.-ольной пластины, имеющей с двух ясторон ряд отверстий, совпадающих с отверстиями в ограничительной рамке и пористой пластине, разделительные прокладки выполнены в виде прямоугольной герметизирующей рамки, две внутренние стороны которой имеют ряд выступов с отверстиями, совпадающими с отверстиями в пористой пластине., а турбулизирующие вставки выполнены в. виде прямоугольной сетчатой пластины, две стороны которой имеют ряд выст о, расположенных между выступами тугерметизирующей рамки, на которых выполнены отверстия, совпадающие с отверстиями в ограничительной рамке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дытнерский Ю.И.Мембранные процессы разделения жидких смесей. М., "Химия", 1975, с.59-61.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 471104, кл. В 01 П 13/00, опублик.

19.05.75.

9б 7509

28

Фиа2

l !

И

12

@ЖЕ

Составитель A.Свитков редактор Л.Лукач Texpeg A.Бабинец Корректор О.Билак

Заказ 7947/12 Тираж 734 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауяская наб., д.4/5

Филиал НПП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîeêòíàÿ„4