CN111214956A - 旋转膜固液分离设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了旋转膜固液分离设备，涉及葡萄糖固液分离技术领域。该旋转膜固液分离设备，包括反应器，反应器为圆柱体，且反应器的内部为中空结构，反应器的下方设置有反应台，反应台为矩形的板，反应器的下壁面固定连接在反应台的上壁面上，反应台的下方设置有四个支撑腿，四个支撑腿为圆柱的杆，四个支撑腿的上壁面均固定连接在反应台下壁面四个拐角处，反应器的上方设置有盖帽，盖帽为横截面为T形的盖，盖帽的垂直处外圆柱上开设有外螺纹，本发明通过设置下转盘与上转盘，下转盘与上转盘之间固液混合物在反应器系统内部不断地形成湍流，带来的壁面剪切力比传统错流提高入料孔50％，更好的抑制滤饼侧的堆积，防止污堵，促进过滤效率。

Description

旋转膜固液分离设备

技术领域

本发明涉及葡萄糖固液分离技术领域，具体为旋转膜固液分离设备。

背景技术

氨基葡萄糖是一种重要的氨基己糖，由葡萄糖的一个羟基被氨基取代形成，易溶于水及亲水性溶剂，俗称氨基糖，简称氨糖，又名葡萄糖胺，广泛存在于自然界，以胞壁酸等形式存在于微生物、动物来源的多糖和结合多糖中。

现有的关于氨基酸葡萄糖化合物提纯设备常见是垂直进料死端过滤，或者错流进料，过滤。传统的切向流膜过滤(管式陶瓷膜)，由于葡萄糖混合物物理性质粘稠，在进行固液分离设备时经常会堵塞过滤膜表面，因此需要清洗频繁，不但减短了膜使用寿命也增加了运行成本。当处理敏感或高粘度的产品时，这种方法大大减少了工作效率的，同时粘稠的葡萄糖化合物粘稠不易搅拌，电机转动搅拌过滤会大大增大电机额外压力，长时间会损伤电机使用寿命，为此我们发明旋转膜固液分离设备。

发明内容

本发明的目的在于提供旋转膜固液分离设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：旋转膜固液分离设备，包括反应器，所述反应器为圆柱体，且反应器的内部为中空结构，所述反应器的下方设置有反应台，所述反应台为矩形的板，所述反应器的下壁面固定连接在反应台的上壁面上，所述反应台的下方设置有四个支撑腿，四个所述支撑腿为圆柱的杆，四个所述支撑腿的上壁面均固定连接在反应台下壁面四个拐角处，所述反应器的上方设置有盖帽，所述盖帽为横截面为T形的盖，所述盖帽的垂直处外圆柱上开设有外螺纹，所述反应器上壁面开设有入料孔，所述入料孔为圆形的通孔，所述入料孔的内部开设有内螺纹，所述盖帽的下端与入料孔的内部螺纹连接在一起。

优选的，所述反应器的内部设置有弧形板，所述弧形板为下壁面为圆弧形的板，所述弧形板的上壁面固定连接在反应器内部上壁面上，所述入料孔的内部贯穿弧形板的上壁面，所述反应台的下方设置有电机，所述电机的上端固定连接在反应台的下壁面中心处，所述电机的上方设置有旋转轴，所述旋转轴的下方固定连接在电机的上方壁面，所述旋转轴向上延伸贯穿到反应器的内部，所述反应器的内部设置有分离头，所述分离头为横截面为圆锥结构，所述分离头的下壁面与旋转轴的上壁面固定连接在一起，所述分离头位于入料孔的正下方。

优选的，所述反应器的外圆柱壁面上设置有侧边环柱，所述侧边环柱焊接在反应器的外圆柱壁面上，且侧边环柱的内部为中空结构，所述侧边环柱的内部连通到反应器的内部，所述反应器的内部设置有下环块，所述下环块为圆形的环，所述下环块环内部套接在旋转轴的外圆柱上，所述下环块环的内部与旋转轴的外圆柱壁面无缝固定焊接，所述下环块的外圆柱壁面上设置有下转盘，所述下转盘为圆形的板，所述下转盘上方开设有圆孔，所述下转盘的圆孔内部套接在下环块的外圆柱壁面上，所述下环块的上方设置有下滑管，所述下滑管为圆柱结构且下滑管的内部中空结构贯穿下滑管的上下壁面，所述下滑管的下壁面与下环块的上壁面固定连接在一起，所述下滑管的内壁开设有固定内槽，所述固定内槽为横截面为矩形的槽，所述下滑管的上方设置有上滑管，所述下滑管为圆形的管，所述上滑管的外圆柱壁面直径与下滑管内部直径大小相同，所述上滑管的外圆柱壁面套接在下滑管的内部。

优选的，所述固定内槽外圆柱壁面与固定内槽内部之间设置有限位环，所述限位环为圆环结构，所述限位环固定连接在上滑管的外圆柱壁面上，所述下滑管的内部均设置有拉簧，所述拉簧套接在旋转轴的外圆柱壁面上，所述拉簧的上方均设置有上环块，所述上环块为圆形结构，所述上环块的上壁面开设有上环孔，所述上环孔为圆形的通孔，所述上环孔内部直径为旋转轴外圆柱直径的五分之四，所述上环块在旋转轴的外圆柱上下滑动，所述上环块的下壁面与上滑管的上壁面固定连接在一起，所述上环块的外圆柱上设置有上转盘，所述上转盘为圆形的板，所述上转盘上开设有圆形的通孔，所述上转盘的圆形通孔内部套接在上环块的外圆柱壁面上。

优选的，所述下转盘上壁面开设有下盘孔，所述下盘孔为圆形的通孔，所述下盘孔的内部设置有陶瓷膜，所述上转盘的上方开设有上盘孔，所述上盘孔为圆形的孔，所述上盘孔的内部也设置有陶瓷膜，所述上转盘的外圆柱均卡接在侧边环柱的内部，所述上转盘与侧边环柱内部之间设置有辅助轮，所述上转盘与侧边环柱内部底面相邻的一侧均固定安装有辅助轮，所述下转盘与上转盘相邻的一侧壁面上均固定安装有两个连接弹簧，两个所述连接弹簧左右对应。

优选的，两个所述连接弹簧之间均设置有长条，所述长条均为矩形的板，每两个长条之间均设置有短条，所述短条为矩形的板，所述短条的长度均为长条的四分之一长，所述长条与短条之间均设置有冲刷布，所述冲刷布为弹性的布，所述冲刷布为高密度防水布，所述冲刷布将上下相邻的长条与短条固定连接在一起，所述冲刷布与长条和短条之间形成褶皱缝隙，所述反应器的外壁面上设置有过滤阀门，所述过滤阀门连通到反应器的内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)、该旋转膜固液分离设备，通过设置下转盘与上转盘，下转盘与上转盘之间固液混合物在反应器系统内部不断地形成湍流，带来的壁面剪切力比传统错流提高入料孔50％，更好的抑制滤饼侧的堆积，防止污堵，促进过滤效率。

(2)、该旋转膜固液分离设备，通过设置有短条，当下转盘与上转盘转动时，由于离心力作用，上转盘会带动对应的连接弹簧向上移动，所述上转盘与下转盘之间会相互远离，此时长条与短条将冲刷布垂直拉直绷紧，此时上下相邻的连接弹簧恢复形变将下转盘与上转盘间距拉近，此时长条与短条将冲刷布形成褶皱层，长条与短条不断靠近与远离，短条在下转盘与上转盘之间形成来回的张力，将下转盘与上转盘之间的液体在下转盘的上壁面来回冲刷，起到了加速过滤的作用，清除膜表面堵塞。

(3)、该旋转膜固液分离设备，通过设置有下盘孔与上盘孔，与传统错流截然不同的旋转式结构，利用离心力将流体分成高低浓度，内外圈的不同线速度提供不同的剪切力来应对料液，旋转错流可以让产量更大，过滤更高效，截留物更浓，能耗更低。

(4)、该旋转膜固液分离设备，通过设置有电机，电机带动旋转轴在反应器内部旋转形成离心力，离心力作为驱动力，替代了高额的循环流量，有效的将料液分段，外圈较快的线速度更好的应对高浓度物料，显著节能。

(5)、该旋转膜固液分离设备，通过设置有辅助轮，当上转盘旋转时，上转盘带动辅助轮在侧边环柱的内部旋转，起到了引导上转盘旋转的作用，同时辅助轮在侧边环柱内部滑动减轻旋转轴带动上转盘旋转的压力，减少动能损耗，缓解电机的运转负荷，提高电机的使用寿命。

(6)、该旋转膜固液分离设备，通过设置分离头，所述分离头位于入料孔的正下方，当物料从分离头上方进入反应器内部过多时，物料堵塞入料孔的内部，旋转的分离头的圆柱面将堵塞的物料破开，起到疏通的作用。

(7)、该旋转膜固液分离设备，通过设置有拉簧，当旋转轴旋转时，由于离心力作用和拉簧形变产生的拉力，下转盘与上转盘之间来回挤压，使得下转盘与上转盘之间的固液混合物加速通过下盘孔与上盘孔内部的陶瓷膜。

附图说明

图1为本发明的固液分离设备剖面示意图；

图2为本发明固液分离设备上转盘处立体示意图；

图3为图1中A处放大图；

图4为图1中B处放大图；

图5为图1中C处放大图。

图中：1反应器、2反应台、3支撑腿、4盖帽、5入料口、6弧形板、7电机、8旋转轴、9分离头、10侧边环柱、11下环块、12下转盘、13下滑管、14固定内槽、15上滑管、16限位环、17拉簧、18上环块、19上环孔、20上转盘、21下盘孔、22上盘孔、23辅助轮、24连接弹簧、25长条、26短条、2冲刷布、28过滤阀门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：旋转膜固液分离设备，旋转膜固液分离设备，包括反应器1，所述反应器1为圆柱体，且反应器1的内部为中空结构，所述反应器1的下方设置有反应台2，所述反应台2为矩形的板，所述反应器1的下壁面固定连接在反应台2的上壁面上，所述反应台2的下方设置有四个支撑腿3，四个所述支撑腿3为圆柱的杆，四个所述支撑腿3的上壁面均固定连接在反应台2下壁面四个拐角处，所述反应器1的上方设置有盖帽4，所述盖帽4为横截面为T形的盖，所述盖帽4的垂直处外圆柱上开设有外螺纹，所述反应器1上壁面开设有入料孔5，所述入料孔5为圆形的通孔，所述入料孔5的内部开设有内螺纹，所述盖帽4的下端与入料孔5的内部螺纹连接在一起。

所述反应器1的内部设置有弧形板6，所述弧形板6为下壁面为圆弧形的板，所述弧形板6的上壁面固定连接在反应器1内部上壁面上，所述入料孔5的内部贯穿弧形板6的上壁面，所述反应台2的下方设置有电机7，所述电机7为现有结构在此不做赘述，所述电机7的上端固定连接在反应台2的下壁面中心处，所述电机7的上方设置有旋转轴8，所述旋转轴8为现有结构在此不做赘述，所述旋转轴8的下方固定连接在电机7的上方壁面，所述旋转轴8向上延伸贯穿到反应器1的内部，所述反应器1的内部设置有分离头9，所述分离头9为横截面为圆锥结构，所述分离头9的下壁面与旋转轴8的上壁面固定连接在一起，所述分离头9位于入料孔5的正下方，当物料从分离头9上方进入反应器1内部过多时，物料堵塞入料孔5的内部，旋转的分离头9的圆柱面将堵塞的物料破开，起到疏通的作用。

所述反应器1的外圆柱壁面上设置有侧边环柱10，所述侧边环柱10为现有结构在此不做赘述，所述侧边环柱10焊接在反应器1的外圆柱壁面上，且侧边环柱10的内部为中空结构，所述侧边环柱10的内部连通到反应器1的内部，所述侧边环柱10的数量根据反应器1的大小进行开设，所述反应器1的内部设置有下环块11，所述下环块11为圆形的环，所述下环块11环内部套接在旋转轴8的外圆柱上，所述下环块11环的内部与旋转轴8的外圆柱壁面无缝固定焊接，所述下环块11的外圆柱壁面上设置有下转盘12，所述下转盘12为圆形的板，所述下转盘12上方开设有圆孔，所述下转盘12的圆孔内部套接在下环块11的外圆柱壁面上，所述下环块11的上方设置有下滑管13，所述下滑管13为圆柱结构且下滑管13的内部中空结构贯穿下滑管13的上下壁面，所述下滑管13的下壁面与下环块11的上壁面固定连接在一起，所述下滑管13的内壁开设有固定内槽14，所述固定内槽14为横截面为矩形的槽，所述下滑管13的上方设置有上滑管15，所述下滑管13为圆形的管，所述上滑管15的外圆柱壁面直径与下滑管13内部直径大小相同，所述上滑管15的外圆柱壁面套接在下滑管13的内部，所述固定内槽14外圆柱壁面与固定内槽14内部之间设置有限位环16，所述限位环16为圆环结构，所述限位环16固定连接在上滑管15的外圆柱壁面上，上滑管15上下移动时，上滑管15会带动限位环16在固定内槽14内部上下移动，所述限位环16起到限位作用，所述下滑管13的内部均设置有拉簧17，所述拉簧17为现有结构在此不做赘述，所述拉簧17套接在旋转轴8的外圆柱壁面上，所述拉簧17的上方均设置有上环块18，所述上环块18为圆形结构，所述上环块18的上壁面开设有上环孔19，所述上环孔19为圆形的通孔，所述上环孔19内部直径为旋转轴8外圆柱直径的五分之四，所述上环块18在旋转轴8的外圆柱上下滑动，所述上环块18的下壁面与上滑管15的上壁面固定连接在一起，所述上环块18的外圆柱上设置有上转盘20，所述上转盘20为圆形的板，所述上转盘20上开设有圆形的通孔，所述上转盘20的圆形通孔内部套接在上环块18的外圆柱壁面上，当旋转轴8旋转时，由于离心力作用和拉簧17形变产生的拉力，下转盘12与上转盘20之间来回挤压，使得下转盘12与上转盘20之间的固液混合物加速通过下盘孔21与上盘孔22内部的陶瓷膜。

所述下转盘12上壁面开设有下盘孔21，所述下盘孔21为圆形的通孔，所述下盘孔21的内部设置有陶瓷膜，陶瓷膜为现有技术再次不做赘述，所述上转盘20的上方开设有上盘孔22，所述上盘孔22为圆形的孔，所述上盘孔22的内部也设置有陶瓷膜，所述上转盘20的外圆柱均卡接在侧边环柱10的内部，所述上转盘20与侧边环柱10内部之间设置有辅助轮23，所述辅助轮23为现有结构在此不做赘述，所述上转盘20与侧边环柱10内部底面相邻的一侧均固定安装有辅助轮23，当上转盘20旋转时，上转盘20带动辅助轮23在侧边环柱10的内部旋转，起到了引导上转盘20旋转的作用，同时辅助轮23在侧边环柱10内部滑动减轻旋转轴8带动上转盘20旋转的压力，减少动能损耗，缓解电机7的运转负荷，提高电机7的使用寿命。

所述下转盘12与上转盘20相邻的一侧壁面上均固定安装有两个连接弹簧24，两个所述连接弹簧24左右对应，所述连接弹簧24为现有结构在此不做赘述，两个所述连接弹簧24之间均设置有长条25，所述长条25均为矩形的板，所述长条25的数量根据下转盘12与上转盘20之间的间距大小进行开设，每两个长条25之间均设置有短条26，所述短条26为矩形的板，所述短条26的长度均为长条25的四分之一长，所述长条25与短条26之间均设置有冲刷布27，所述冲刷布27为弹性的布，所述冲刷布27为高密度防水布，所述冲刷布27将上下相邻的长条25与短条26固定连接在一起，所述冲刷布27与长条25和短条26之间形成褶皱缝隙，当下转盘12与上转盘20转动时，由于离心力作用，上转盘20会带动对应的连接弹簧24向上移动，所述上转盘20与下转盘12之间会相互远离，此时长条25与短条26将冲刷布27垂直拉直绷紧，此时上下相邻的连接弹簧24恢复形变将下转盘12与上转盘20间距拉近，此时长条25与短条26将冲刷布27形成褶皱层，长条25与短条26不断靠近与远离，短条26在下转盘12与上转盘20之间形成来回的张力，将下转盘12与上转盘20之间的液体在下转盘12的上壁面来回冲刷，起到了加速过滤的作用，清除膜表面堵塞。

所述反应器1的外壁面上设置有过滤阀门28，所述过滤阀门28为现有结构在此不做赘述，所述过滤阀门28连通到反应器1的内部，将反应器1内部过滤分离的液体排出反应器1的内部。

工作原理：

旋转盖帽4，将需要固液分离的物料从入料孔5内部导入反应器1的内部，启动电机7，电机7带动旋转轴8在反应器1的内部旋转，旋转轴8旋转带动下环块11旋转，下环块11旋转带动下转盘12旋转，下环块11旋转产生离心力，上滑管15带动限位环16在固定内槽14内部向上移动，同时下环块11带动上滑管15旋转，上滑管15带动上环块18旋转，上环块18带动上转盘20旋转，上转盘20与上环块18旋转之间产生湍流，旋转陶瓷膜的膜片随着电机7带动的旋转轴8一起高速旋转，在膜表面产生高剪切率形成旋流扫流，在剪切力的作用下使过滤膜表面的滤饼层很薄甚至呈现暴露状态，避免堵塞层的形成，从而不阻碍渗透流，因此膜通量衰减缓慢并且受料液浓度的影响较小，连续稳定过滤时间长。

通过设置有电机7，电机7带动旋转轴8在反应器1内部旋转形成离心力，离心力作为驱动力，替代了高额的循环流量，有效的将料液分段，外圈较快的线速度更好的应对高浓度物料，显著节能。

通过设置下转盘12与上转盘20，下转盘12与上转盘20之间固液混合物在反应器1系统内部不断地形成湍流，带来的壁面剪切力比传统错流提高入料孔50％，更好的抑制滤饼侧的堆积，防止污堵，促进过滤效率。

通过设置有下盘孔21与上盘孔22，与传统错流截然不同的旋转式结构，利用离心力将流体分成高低浓度，内外圈的不同线速度提供不同的剪切力来应对料液。旋转错流可以让产量更大，过滤更高效，截留物更浓，能耗更低。

通过设置有短条26，当下转盘12与上转盘20转动时，由于离心力作用，上转盘20会带动对应的连接弹簧24向上移动，所述上转盘20与下转盘12之间会相互远离，此时长条25与短条26将冲刷布27垂直拉直绷紧，此时上下相邻的连接弹簧24恢复形变将下转盘12与上转盘20间距拉近，此时长条25与短条26将冲刷布27形成褶皱层，长条25与短条26不断靠近与远离，短条26在下转盘12与上转盘20之间形成来回的张力，将下转盘12与上转盘20之间的液体在下转盘12的上壁面来回冲刷，起到了加速过滤的作用，清除膜表面堵塞。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.旋转膜固液分离设备，包括反应器(1)，其特征在于：所述反应器(1)为圆柱体，所述反应器(1)的下方设置有反应台(2)，所述反应台(2)的下方设置有四个支撑腿(3)，所述反应器(1)的上方设置有盖帽(4)，所述反应器(1)上壁面开设有入料孔(5)；

所述反应器(1)的内部设置有弧形板(6)，所述反应台(2)的下方设置有电机(7)，所述电机(7)的上方设置有旋转轴(8)，所述旋转轴(8)的下方固定连接在电机(7)的上方壁面，所述反应器(1)的内部设置有分离头(9)；

所述反应器(1)的外圆柱壁面上设置有侧边环柱(10)，所述反应器(1)的内部设置有下环块(11)，所述下环块(11)的外圆柱壁面上设置有下转盘(12)，所述下环块(11)的上方设置有下滑管(13)，所述下滑管(13)的内壁开设有固定内槽(14)，所述下滑管(13)的上方设置有上滑管(15)，所述固定内槽(14)外圆柱壁面与固定内槽(14)内部之间设置有限位环(16)，所述下滑管(13)的内部均设置有拉簧(17)；

所述拉簧(17)的上方均设置有上环块(18)，所述上环块(18)的上壁面开设有上环孔(19)，所述上环块(18)的外圆柱上设置有上转盘(20)，所述下转盘(12)上壁面开设有下盘孔(21)，所述下盘孔(21)为圆形的通孔，所述下盘孔(21)的内部设置有陶瓷膜，所述上转盘(20)的上方开设有上盘孔(22)，所述上转盘(20)与侧边环柱(10)内部之间设置有辅助轮(23)；

所述下转盘(12)与上转盘(20)相邻的一侧壁面上均固定安装有两个连接弹簧(24)，两个所述连接弹簧(24)之间均设置有长条(25)，每两个长条(25)之间均设置有短条(26)，所述短条(26)为矩形的板，所述长条(25)与短条(26)之间均设置有冲刷布(27)，所述冲刷布(27)为弹性的布，所述反应器(1)的外壁面上设置有过滤阀门(28)，所述过滤阀门(28)连通到反应器(1)的内部。

2.根据权利要求1所述的旋转膜固液分离设备，其特征在于：所述盖帽(4)为横截面为T形的盖，所述盖帽(4)的垂直处外圆柱上开设有外螺纹，所述入料孔(5)为圆形的通孔，所述入料孔(5)的内部开设有内螺纹，所述盖帽(4)的下端与入料孔(5)的内部螺纹连接在一起。

3.根据权利要求1所述的旋转膜固液分离设备，其特征在于：所述分离头(9)为横截面为圆锥结构，所述分离头(9)的下壁面与旋转轴(8)的上壁面固定连接在一起，所述分离头(9)位于入料孔(5)的正下方。

4.根据权利要求1所述的旋转膜固液分离设备，其特征在于：所述下滑管(13)为圆形的管，所述上滑管(15)的外圆柱壁面直径与下滑管(13)内部直径大小相同，所述上滑管(15)的外圆柱壁面套接在下滑管(13)的内部。

5.根据权利要求1所述的旋转膜固液分离设备，其特征在于：所述拉簧(17)套接在旋转轴(8)的外圆柱壁面上。

6.根据权利要求1所述的旋转膜固液分离设备，其特征在于：所述上环孔(19)内部直径为旋转轴(8)外圆柱直径的五分之四。

7.根据权利要求1所述的旋转膜固液分离设备，其特征在于：所述上转盘(20)的外圆柱均卡接在侧边环柱(10)的内部。

8.根据权利要求1所述的旋转膜固液分离设备，其特征在于：所述短条(26)的长度均为长条(25)的四分之一长。

9.根据权利要求1所述的旋转膜固液分离设备，其特征在于：所述冲刷布(27)与长条(25)和短条(26)之间形成褶皱缝隙。

Images