CN112121639A - 一种新型动态膜过滤系统 - Google Patents

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贺永安
崔鹏
彭斌
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Abstract

本发明提供了一种新型动态膜过滤系统,包括设有排渣口的压力容器,位于压力容器内的布料装置,若干个位于布料装置内的过滤元件、隔圈,第一中空旋转主轴,驱动第一中空旋转主轴的第一电机,第二中空旋转主轴,驱动第二中空旋转主轴的第二电机,与第一中空旋转主轴连接的进料机构,与第二中空旋转主轴连接的出料机构。该系统设有两组中空旋转主轴,可以实现过滤元件和布料装置同时转动,提高布料装置对过滤元件外表面液体的扰流效果。本系统布料装置和过滤元件分别驱动,可以根据不同过滤介质实现同步或者不同步运动,提高过滤效率,延长过滤元件使用寿命,布料装置可以转动,使得布料更加均匀,扰流效果更好。

Description

一种新型动态膜过滤系统
技术领域
本发明涉及膜过滤技术领域,尤其涉及一种新型动态膜过滤系统。
背景技术
食品、医药、新能源等行业在生产过程中均涉及到过滤分离处理,如葡萄酒过滤、中药提纯、饮料浓缩、发酵过滤、锂电池渣料回收等过程都需要过滤、分离或者浓缩处理。目前工业上常用有机膜材料进行过滤分离处理,但常用的有机膜组件基本都是在常温下过滤与分离,无法在高温下长时间使用。实际工艺中,需要降温过滤、分离,然后在提高温度进行后续工艺,增大了能耗。此外,一般过滤、分离装置仅仅是得到渗透侧的产品,针对需要浓缩侧的产品还没有浓缩倍数很高、而又不容易引起过滤元件污染的过滤、分离装置。
陶瓷膜具有良好的机械性能和耐腐蚀性,但目前使用的管式陶瓷膜组件过滤面积有限,通量很小,难以适应牛奶、糖等大流量行业的要求,为了提高通量,扩大陶瓷膜的应用前景,授权公告号为CN208906018U的中国实用新型专利公开了一种旋转式陶瓷膜过滤分离装置中提出了一种旋转式陶瓷膜过滤分离装置,该装置中陶瓷膜在工况下可以旋转运动,减少陶瓷膜污染,陶瓷膜的使用寿命得以延长,但是该装置的布料器固定在压力容器底座上,仅陶瓷膜能够转动,随时时间延长,压力容器内的液体容易形成层流,过滤效率降低,陶瓷膜通量降低。此外,由于减速电机功率有限,陶瓷膜转速仅能在一定范围内调整,无法实现更宽范围的调速。
有鉴于此,有必要对现有技术中的旋转式陶瓷膜过滤分离装置予以改进,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于公开一种新型动态膜过滤系统,该过滤系统不仅可以实现过滤、分离作用,还能满足产品浓缩要求。本过滤系统采用布料装置和过滤元件分别驱动形式,可以根据不同过滤介质实现不同旋转方式,提高过滤效率,延长使用寿命。
为实现上述目的,本发明提供了一种新型动态膜过滤系统,包括设有排渣口的压力容器,位于压力容器内的布料装置,若干个位于布料装置内的过滤元件、隔圈,第一中空旋转主轴,驱动第一中空旋转主轴的第一电机,第二中空旋转主轴,驱动第二中空旋转主轴的第二电机,与第一中空旋转主轴连接的进料机构,与第二中空旋转主轴连接的出料机构;
所述第一中空旋转主轴底端延伸至布料装置内,所述第二中空旋转主轴顶端延伸至布料装置内,所述过滤元件、隔圈间隔交替套设在第二中空旋转主轴上。
在一些实施方式中,所述布料装置包括支撑座,若干个与支撑座连接的扰流杆;所述支撑座上开设有通孔,所述第一中空旋转主轴底端插接在通孔内。
在一些实施方式中,所述扰流杆包括中空轴,若干个连接在中空轴上的中空扰流杆;所述中空扰流杆上开设有若干个微孔,所述过滤元件边缘延伸入相邻中空扰流杆之间。
在一些实施方式中,还包括连接在中空轴上的环形加强筋。
在一些实施方式中,所述中空轴上开设有螺纹孔,所述环形加强筋通过螺丝连接在螺纹孔中。
在一些实施方式中,所述进料机构包括轴承座,与轴承座配合的轴承,与轴承座连通的进料管;所述轴承与第一中空旋转主轴配合,所述轴承座形成有密闭空腔,所述进料管与密闭空腔连通,所述第一中空旋转主轴上开设有进料孔,所述进料孔与密闭空腔连通,所述轴承座两端均装配有轴承。
在一些实施方式中,所述出料机构包括轴承座,与轴承座配合的轴承,与轴承座连通的出料管;所述轴承与第二中空旋转主轴配合,所述轴承座形成有密闭空腔,所述出料管与密闭空腔连通,所述第二中空旋转主轴上开设有出料孔,所述出料孔与密闭空腔连通,所述轴承座两端均装配有轴承。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)布料装置和过滤元件分别驱动形式,可以根据不同过滤介质实现同步或者不同步运动,提高过滤效率,延长过滤元件使用寿命;(2)布料装置可以转动,布料更加均匀,同时提高扰流效果;(3)本过滤系统拆卸方便,占地面积小。
附图说明
图1为本发明所示的新型动态膜过滤系统结构示意图;
图2为本发明所示的布料器结构示意图;
图3为本发明所示的扰流杆结构示意图;
图4为本发明所示的过滤元件结构示意图;
图5为本发明所示的进料机构结构示意图;
图6位本发明所示的出料机构结构示意图。
附图标记说明:1、压力容器;2、进料机构;21、进料管;22、轴承座;23、轴承;3、第一中空旋转主轴;31、进料孔;32、圆孔一;4、第一电机;5、布料装置;51、支撑座;52、扰流杆;521、中空轴;522、中空扰流杆;523、微孔;524、螺纹孔;53、环形加强筋;54、螺帽;55、螺丝;6、出料机构;61、出料管;62、轴承座;63、轴承;7、第二中空旋转主轴;71、出料孔;72、圆孔二;8、第二电机;9、隔圈;10、过滤元件;101、流道口;11、排渣口;12、圆盘;13、回流口。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明,但应当说明的是,这些实施方式并非对本发明的限制,本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代,均属于本发明的保护范围之内。
实施例
如图1-6所示的新型动态膜过滤系统包括设有排渣口11的压力容器1,位于压力容器1内的布料装置5,若干个位于布料装置5内的过滤元件10、隔圈9,第一中空旋转主轴3,驱动第一中空旋转主轴3的第一电机4,第二中空旋转主轴7,驱动第二中空旋转主轴7的第二电机8,与第一中空旋转主轴3连接的进料机构2,与第二中空旋转主轴7连接的出料机构6;
第一中空旋转主轴3底端延伸至布料装置5内,所述第二中空旋转主轴7顶端延伸至布料装置5内,第二中空旋转主轴7上还设有圆盘12,圆盘12的尺寸和过滤元件10以及隔圈9的尺寸相匹配,以过滤元件10和隔圈9能放置其上且能够固定为准。过滤元件10、隔圈9间隔交替套设在第二中空旋转主轴7上,并放置在圆盘12上,通过螺栓将过滤元件10和隔圈9固定在圆盘12上,以保证过滤元件10和隔圈9能随圆盘12一起转动。过滤元件10中心有通孔,通孔侧面设有流道口101,流道口101和第二中空旋转主轴7上的圆孔二72相对应,以保证过滤后的液体进入第二中空旋转主轴7内部。隔圈9通过螺栓将过滤元件10紧密夹持并固定在第二中空旋转主轴7上,随第二中空旋转主轴7一起转动。
布料装置5包括支撑座51,若干个与支撑座51连接的扰流杆52,支撑座51和扰流杆52均为中空结构。支撑座51上开设有通孔,所述第一中空旋转主轴3底端插接在通孔内,第一中空旋转主轴3底端侧面开设有圆孔一32,圆孔一32和支撑座51连通,进入中空旋转主轴3的液体可以自圆孔一32流入布料装置5内。
支撑座51上设有螺帽54,可通过螺帽54将扰流杆52和支撑座51固定连接。扰流杆52包括中空轴521,若干个连接在中空轴521上的中空扰流杆522。中空扰流杆522上开设有若干个微孔523,进入布料装置5内的液体通过微孔523进行布料,将液体送至过滤元件10的外表面。所述过滤元件10的边缘延伸入相邻中空扰流杆522之间。该系统还包括连接在中空轴521上的加强筋,本实施例选优环形加强筋53。中空轴521上开设有螺纹孔524,环形加强筋53通过螺丝55连接在螺纹孔524中。
进料机构2包括轴承座22,与轴承座22配合的轴承23,与轴承座22连通的进料管21;所述轴承23与第一中空旋转主轴3配合,所述轴承座22形成有密闭空腔,所述进料管21与密闭空腔连通,所述第一中空旋转主轴3上开设有进料孔31,所述进料孔31与密闭空腔连通,所述轴承座22两端均装配有轴承23。
出料机构6包括轴承座62,与轴承座62配合的轴承63,与轴承座62连通的出料管61;所述轴承63与第二中空旋转主轴7配合,所述轴承座62形成有密闭空腔,所述出料管61与密闭空腔连通,所述第二中空旋转主轴7上开设有出料孔71,所述出料孔71与密闭空腔连通,所述轴承座62两端均装配有轴承63。该系统的进料机构2和出料机构6均固定连接在压力容器1上。
该动态膜过滤系统工作时,原料液通过进料机构2进入压力容器1内,待液体充满压力容器1后,多余原料液通过回流口13回流至原料箱中并始终保持压力容器1内充满液体,保持一定的压力。启动第二电机8,过滤元件10随第二中空旋转主轴7一起转动,原料液在过滤元件10表面形成剪切力,由于错流过滤,渗透液进入到过滤元件10内部,通过出料机构6排入渗透液储存箱中,被截留的浓缩液留在过滤元件10外侧。也可以根据过滤介质种类,启动第一电机4,带动布料装置5一起转动,实现均匀布料。在完成过滤分离过程后,压力容器1内的浓缩液通过排渣口11排出。
压力容器1上还设有压力表、温度计,保证工作过程在合适温度和压力条件下进行。第一电机4和第二电机8通过电器控制柜变频控制,实现不同转速和旋转方向,满足过滤元件10和布料装置5同向转动或者反向转动,亦或者仅过滤元件10转动或者布料装置5转动等各种转动形式。可以在过滤元件10表面形成不同流体形态,实现不同条件下过滤、分离、浓缩处理。中空扰流杆522的形状可以为菱形状、螺旋状等,本实施例选优菱形状,中空扰流杆522的厚度为6mm~12mm之间,以过滤元件10旋转时不接触为极限。该系统在进行过滤、分离时,可以是恒压力过滤或者是恒流量过滤。恒压力过滤是保持压力容器1内的压力恒定,在稳定的压力下进行过滤、分离。恒压力过滤,能让过滤元件10保持受力均匀,不仅能实现高效错流过滤,还能保持过滤元件10的结构不受破坏,延长使用寿命。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种新型动态膜过滤系统,其特征在于,包括设有排渣口的压力容器,位于压力容器内的布料装置,若干个位于布料装置内的过滤元件、隔圈,第一中空旋转主轴,驱动第一中空旋转主轴的第一电机,第二中空旋转主轴,驱动第二中空旋转主轴的第二电机,与第一中空旋转主轴连接的进料机构,与第二中空旋转主轴连接的出料机构;
所述第一中空旋转主轴底端延伸至布料装置内,所述第二中空旋转主轴顶端延伸至布料装置内,所述过滤元件、隔圈间隔交替套设在第二中空旋转主轴上。
2.根据权利要求1所述的新型动态膜过滤系统,其特征在于,所述布料装置包括支撑座,若干个与支撑座连接的扰流杆;所述支撑座上开设有通孔,所述第一中空旋转主轴底端插接在通孔内。
3.根据权利要求2所述的新型动态膜过滤系统,其特征在于,所述扰流杆包括中空轴,若干个连接在中空轴上的中空扰流杆;所述中空扰流杆上开设有若干个微孔,所述过滤元件边缘延伸入相邻中空扰流杆之间。
4.根据权利要求3所述的新型动态膜过滤系统,其特征在于,还包括连接在中空轴上的环形加强筋。
5.根据权利要求4所述的新型动态膜过滤系统,其特征在于,所述中空轴上开设有螺纹孔,所述环形加强筋通过螺丝连接在螺纹孔中。
6.根据权利要求1所述的新型动态膜过滤系统,其特征在于,所述进料机构包括轴承座,与轴承座配合的轴承,与轴承座连通的进料管;所述轴承与第一中空旋转主轴配合,所述轴承座形成有密闭空腔,所述进料管与密闭空腔连通,所述第一中空旋转主轴上开设有进料孔,所述进料孔与密闭空腔连通,所述轴承座两端均装配有轴承。
7.根据权利要求1所述的新型动态膜过滤系统,其特征在于,所述出料机构包括轴承座,与轴承座配合的轴承,与轴承座连通的出料管;所述轴承与第二中空旋转主轴配合,所述轴承座形成有密闭空腔,所述出料管与密闭空腔连通,所述第二中空旋转主轴上开设有出料孔,所述出料孔与密闭空腔连通,所述轴承座两端均装配有轴承。
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