CZ296541B6

CZ296541B6 - Filtracní zarízení s prícným proudením

Info

Publication number: CZ296541B6
Application number: CZ20000564A
Authority: CZ
Inventors: Hartmann@Eduard
Original assignee: Bucher-Guyer Ag
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2006-04-12
Also published as: CZ2000564A3; US6495046B1; CN1140328C; CN1273539A; JP2002520150A; ZA200000732B; PL194861B1; HU224239B1; AU4598299A; WO2000003794A1; EP1011852B1; DE59908243D1; DK1011852T3; AU752199B2; CA2303310A1; HUP0003841A2; ATE257406T1; EP1011852A1; CA2303310C; PL339257A1

Abstract

U filtracního zarízení s prícným proudením, s paralelne zapojenými filtracními moduly, u nehoz je smes tekutin urcená k filtraci privádena do filtracních modulu pomocí cerpadla je na strane vstupu paralelne zapojených filtracních modulu predrazeno zarízení ke smesování dvou tekutin ruzné viskozity,z nehoz vedou dílcí výstupy (35) k jednotlive paralelne zapojeným filtracním modulum. Filtracní moduly jsou pripojeny k rozdelovacímu potrubí (34) paralelne. Zarízení je upraveno pro smesování dvou tekutin odebíráním z rozdelovacího potrubí (34) dílcího proudu smesi tekutiny urcené k filtraci a jeho privádením s casovým zpozdením opet do rozdelovacího potrubí (34).

Description

U filtračního zařízení s příčným prouděním, s paralelně zapojenými filtračními moduly, u něhož je směs tekutin určená k filtraci přiváděna do filtračních modulů pomocí ^čerpadla je na straně vstupu paralelně zapojených filtračních modulů předřazeno zařízení ke směšování dvou tekutin různé viskozity, z něhož vedou dílčí výstupy (35) k jednotlivě paralelně zapojeným filtračním modulům. Filtrační moduly jsou připojeny k rozdělovacímu potrubí (34) paralelně.

Zařízení je upraveno pro směšování dvou tekutin odebíráním z rozdělovacího potrubí (34) dílčího proudu směsi tekutiny určené k filtraci a jeho přiváděním s časovým zpožděním opět do rozdělovacího potrubí (34).

Filtrační zařízení s příčným prouděním

Oblast techniky

Vynález se týká filtračního zařízení s příčným prouděním, s paralelně zapojenými filtračními moduly, u něhož je směs tekutin určená k filtraci přiváděna do filtračních modulů pomocí čerpadla.

Dosavadní stav techniky

Známá filtrační zařízení s příčným prouděním jsou provedena jako zařízení s více průchody, u nichž je větší počet filtračních modulů uspořádán ve více paralelně napájených filtračních drahách. Takové filtrační dráhy jsou známé jako průchody. Tyto průchody jsou paralelně napájeny z rozdělovačích potrubí tekutinami, která mají být filtrována. Každý filtrační modul obsahuje určitý počet membránových trubiček, které nesou filtrační membrány a jsou napájeny paralelně tekutinami, která mají být filtrována.

Obr. 1 znázorňuje schéma jednoho takového známého filtračního zařízení s příčným prouděním. Toto filtrační zařízení obsahuje devět průchodů 1, z nichž každý obsahuje čtyři filtrační moduly 2. V každém průchodu 1 jsou filtrační moduly 2 zařazeny za sebou. Devět průchodů 1 je paralelně napájeno pomocí rozdělovacího potrubí 3 tekutinami, která mají být filtrována. Ve filtračních modulech 2 se oddělí část tekutin jako permeát nebo filtrát, zatímco zbývající část tekutin se jako retentát shromažďuje pomocí sběrného potrubí 4 a odvádí. Odvádění permeátu není znázorněno.

Obr. 1 znázorňuje v rozváděcím potrubí 3 dvě tekutiny 5 a 6 s rozhraním 7. Tekutiny 5 a 6 se vyskytují tehdy, když po skončení jednoho filtračního cyklu je retentát 6 prostřednictvím vody 5 vytlačován z filtračního zařízení. Ve znázorněném stavuje část filtračních modulů 2 a sběrného potrubí 4 v důsledku tohoto vytlačování již naplněna vodou 5, zatímco další část filtračních modulů 2 je ještě naplněna retentátem 6. Za těchto okolností je známé, že vždy dochází znovu k ucpávání jednotlivých membránových trubiček nebo celých filtračních modulů 2, protože vysoce viskózní retentát 6 se ze zbylých filtračních modulů 2 již nevytlačí, když voda 5, která má malou viskozitu, již může odtékat částí již volně propláchnutých filtračních modulů.

Nastal-li pokles tlaku skrz filtrační moduly 2 mezi vstupem 8 rozdělovacího potrubí 3 a výstupem 9 sběrného potrubí 4 před přívodem vody 5 například na ještě 0,5 MPa, potom tlak ve stavu znázorněném na obr. 1 po volném propláchnutí prvního průchodu 1 klesne na asi 0,3 MPa a s dalším volným proplachováním dalšího průchodu 1 dále klesá. Snížený pokles tlaku zpomaluje rychlost proudění ve filtračních modulech 2 ještě naplněných retentátem 6. Účinek provedení konstrukce ještě dále zvyšuje vysokou viskozitu retentátu 6, dokud nedojde k zastavení tečení. Zbývající snížený tlak menší než 0,3 MPa již potom nestačí k vytlačení zbylého retentátu 6.

Známá zařízení tento problém snížila symetrickým provedením rozdělovače a/nebo velmi pomalu se otvírajícími vodními ventily při ještě otevřeném přívodu retentátu. V prvním případě dosahuje rozhraní 7 všech průchodů 1 současně, ve druhém případě se snižuje rozdíl viskozit směsí tekutin, která současně dosáhnou průchodů 1.

Ze spisu EP-A1 0 444 285 je známé filtrační zařízení s příčným prouděním, u něhož je více filtračních modulů zapojeno v řadě. Do dosavadního stavu techniky této přihlášky rovněž patří paralelní zapojení filtračních modulů. Problém výše popsaný podle obr. 1 z tohoto spisu však není patrný stejně jako nějaké řešení tohoto problému.

Známé symetrické rozdělovače jsou z prostorových důvodů a cenových důvodů dimenzovány pouze nejvýše na čtyři průchody a většinou jsou zkombinovány se statickými směšovači. Pomalu otvírající vodní ventily vyžadují použití regulačních zařízení, aby se dosáhlo dostatečně pomalého snížení viskozity retentátu. Mrtvé oblasti proudění, které přesto ještě zůstávají, však mohou 5 i v tomto případě opět způsobovat ucpávání.

Praxe ukazuje, že přes popsaná známá opatření se nezabrání ucpávání filtračních modulů. Situace je problematická především u filtračních zařízení s rozdělovači pro až 200 membránových trubiček, což odpovídá standardní velikosti zařízení s 10 průchody.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit filtrační zařízení s příčným prouděním, v němž promíchaný stav alespoň dvou tekutin v jednom potrubí umožní účinné zabránění ucpávání filtračních modulů.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje filtrační zařízení s příčným prouděním, s paralelně zapojenými filtračními moduly, u něhož je směs tekutin určená k filtraci přiváděna do filtračních modulů pomocí čer20 padla, podle vynálezu, jehož podstatou je, že na straně vstupu paralelně zapojených filtračních modulů je předřazeno zařízení ke smíchávání dvou tekutin různé viskozity, z něhož vedou dílčí výstupy k jednotlivě paralelně zapojeným filtračním modulům, přičemž filtrační moduly jsou připojeny k rozdělovacímu potrubí paralelně, a přičemž zařízení je upraveno pro smíchávání ^! dvou tekutin pro odebírání z rozdělovacího potrubí dílčího proudu směsi tekutiny určené k fil25 p A traci a pro jeho přivádění s časovým zpožděním opět do rozdělovacího potrubí.

Pro zabránění ucpávání modulů ve filtračním zařízení s příčným prouděním podle vynálezu, v němž jsou alespoň dvě filtrační dráhy (průchody), které obsahují moduly, napájeny paralelně z rozdělovacího potrubí tekutinami určenými k filtrování, se druhá část potrubí použije jako roz30 dělovací potrubí pro tyto průchody.

Podle výhodného provedení sestává zařízení ke smíchávání dvou tekutin z potrubí se dvěma místy uspořádanými s odstupem od sebe, přičemž tato místa jsou spojena odbočným potrubím pro přivádění dílčího proudu v oběhu zpět ze zadního místa, uvažováno ve směru proudění, do 35 předního místa, uvažováno ve směru proudění.

V odbočném potrubí je s výhodou uspořádáno čerpadlo pro dopravu dílčího proudu.

V předním místě je s výhodou uspořádán injektor pro nasávání dílčího proudu z odbočného 40 potrubí do potrubí.

V potrubí je s výhodou uspořádán radiální mísič.

Zařízení ke smíchávání dvou tekutin s výhodou sestává z potrubí a odbočného potrubí, které ústí 45 v předním místě, přičemž z odbočného potrubí odbočují dílčí výstupy k odvádění smíchaných tekutin, a přičemž v potrubí je uspořádáno oběhové čerpadlo.

V odbočném potrubí, které ústí do potrubí v prvním předním místě, je s výhodou uspořádán radiální mísič, přičemž z odbočného potrubí v děliči odbočuje druhé odbočné potrubí, které ústí do potrubí v druhém předním místě, přičemž v potrubí mezi děličem a prvním předním místem je uspořádáno škrticí ústrojí, přičemž v přívodním potrubí je uspořádáno dopravní čerpadlo, a přičemž přívodní potrubí a odváděči potrubí jsou uzavíratelná ventilem.

Z odbočného potrubí s výhodou odbočuje v děliči druhé odbočné potrubí, které ústí do potrubí v druhém předním místě, přičemž v přívodním potrubí je uspořádáno dopravní čerpadlo, přičemž přívodní potrubí je uzavíratelně ventilem, a přičemž z potrubí odbočují dílčí výstupy k odvádění smíchaných tekutin.

Na výstupní straně filtračního zařízení je k filtrační jednotce s výhodou připojeno sběrné potrubí spojující paralelní filtrační moduly.

Sběrné potrubí je s výhodou spojeno s dokončovacím okruhem, v němž je uspořádáno dopravní čerpadlo.

Směr dopravy dopravního čerpadla s výhodou odpovídá směru dopravy čerpadla pro vstup proudění v obou okruzích nejprve do dole se nacházejících filtračních modulů a nakonec do nahoře se nacházejících filtračních modulů.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení vynálezu jsou blíže vysvětleny v následujícím popisu a pomocí výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schéma známého filtračního zařízení s příčným prouděním, obr. 2 zařízení podle vynálezu pro promíchávání tekutin v potrubí, obr. 3a variantu zařízení podle obr. .2 s injektorem, obr. 3b variantu zařízení podle obr. 2 s radiálním mísičem, obr. 3c ' variantu zařízení podle obr. 2 s potrubím pro rozdělování smíchaných tekutin, obr. 3d ‘ variantu zařízení podle obr. 2, u které se dílčí proud z jednoho potrubí přivádí opět do potrubí na dvou místech, obr. 3e variantu zařízení podle obr. 2 s potrubím pro rozdělování smíchaných tekutin, obr. 4 schéma filtračního zařízení s příčným prouděním, u něhož dochází k promíchávání tekutin, obr. 5 variantu filtračního zařízení podle obr. 4 se zařízením pro přerušení vracejícího se dílčího proudu, obr. 6 variantu filtračního zařízení podle obr. 4 s vracením po proudu od čerpadla retentátu, obr. 7 variantu filtračního zařízení podle obr. 4 se zpětným vedením přes nádrž s lázní, obr. 8 variantu filtračního zařízení podle obr. 4 se zpětným vedením přes potrubí retentátu, obr. 9 detail varianty filtračního zařízení podle obr. 4 se zpětným vedením přes injektor, obr. 10 detail jiné varianty filtračního zařízení podle obr. 4 se svisle ležícím rozdělovačem a zpětným vracením přes injektor, obr. 11 variantu filtračního zařízení podle obr. 4 Se zpětným vedením proti proudu od čerpadla retentátu, obr. 12 detail varianty filtračního zařízení podle obr. 4 s konstrukčním prvkem integrovaným do odbočného potrubí a rozdělovacího potrubí a obr. 13 detail varianty filtračního zařízení podle obr. 4, které má po jednom okruhu pro rozdělovači potrubí a sběrné potrubí.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 2 znázorňuje zařízení podle vynálezu pro smíchávání tekutin v potrubí 13. Tekutiny se přivádějí do potrubí 13 přes potrubí 14 nepromíchaná. Dvě od sebe v podélném směru navzájem vzdálená místa 15, 16 potrubí 13 jsou spolu navzájem spojena odbočným potrubím 17. Pomocí čerpadla 18 v odbočném potrubí 17 se dílčí proud ze zadního místa 16 uvažováno z hlediska směru proudění, v okruhu vrací k přednímu místu 15, uvažováno z hlediska směru proudění.

Účinek směšování se u zařízení podle obr. 2 dostavuje tehdy, když je několik tekutin přítomno vedle sebe v průřezu potrubí 12. Účinek se ale dostavuje zejména i tehdy, když v potrubí 12 následuje v podélném směru několik tekutin za sebou. V důsledku vracení dílčího proudu přes odbočné potrubí 17 se první tekutina vmíchává do druhé tekutiny, následující za dělicí hranicí, tak dlouho, dokud druhá tekutina úplně nevytlačí první tekutinu z odbočného potrubí Γ7. Koncentrace druhé tekutiny tedy bude následně za dělicí hranicí vzrůstat jen pomalu na délce, která závisí na vzdálenosti míst 15, 16 v potrubí 12. Promíchávání pomocí zařízení podle obr. 2 se dosáhne jen uvnitř této délky.

Na obr. 3a, který znázorňuje variantu zařízení podle obr. 2, se označují odpovídající konstrukční prvky stejnými vztahovými značkami z obr. 2. Místo čerpadla 18 je v předním místě potrubí, uvažováno z hlediska směru proudění, umístěn injektor 20, který nasává dílčí proud ze zadního místa potrubí, uvažováno z hlediska směru proudění, přes odbočné potrubí 17' do předního místa potrubí, uvažováno z hlediska směru proudění. Takové injektory jsou v různém konstrukčním provedení samy o sobě známé, například s vodicím plechem nebo jako štěrbinový injektor.

J Na obr. 3b, který znázorňuje zařízení odpovídající zařízení na obr. 2, je do potrubí 13' zaveden pro promíchání ještě radiální mísič 22. Radiální mísič 22 zlepšuje promíchání dílčího proudu z odbočného potrubí 17 napříč k ose potrubí 13'.

Obr. 3c znázorňuje variantu zařízení podle obr. 2, u které je k přednímu místu 15 potrubí, uvažováno z hlediska směru proudění, pro promíchání přiváděn dílčí proud přes odbočné potrubí 17, které má současně šest dílčích výstupů 23 pro odvádění promíchaných tekutin. Zde schází potrubí 14 pro odvádění podle obr. 2 a do odbočného potrubí 17 je jako dílčí proud přiváděn celý proud vedený v potrubí, dosahující druhého místa 16, uvažováno z hlediska směru proudění. U varianty podle obr. 3c je pro účinné vracení proudu vedeného v potrubí přes odbočné potrubí 17 do potrubí 13 umístěno ještě oběhové čerpadlo 18'.

U varianty zařízení podle obr. 2, která je schematicky znázorněna na obr. 3d, je umožněno způsobem provozu, který je nezávislý na přivádění kapalin přes potrubí 12, přejít od první kapaliny v odváděcím potrubí 14 bez pomalého přechodu přímo na promíchaný stav. Toho se dosáhne tím, že od zadního místa 16, uvažováno z hlediska směru proudění, se přes první odbočné potrubí 17 přivádí dílčí proud do prvního předního místa 15', uvažováno z hlediska směru proudění, a přes druhé odbočné potrubí 17' do druhého předního místa 15, uvažováno z hlediska směru proudění. Pokud se nyní dělicí hranice mezi dvěma tekutinami přemístí z potrubí 12 do oblasti mezi druhým předním místem 15 a zadním místem 16, dojde za pomoci předběžného mísiče k následujícímu průběhu:

- dva ventily 80 a 81 před vstupem a na výstupu směšovacího potrubí 13 se uzavřou,

- v odbočném potrubí 17 se zapojí oběhové čerpadlo 18,

- pomocí cirkulace v okruhu potrubí 13, 17, 17' s různým časovým zpožděním dojde k míchání podél směšovacího potrubí 13. Pomocí radiálního mísiče 22 dojde současně také k příčnému promíchání,

- ventily 80 a 81 se otevřou,

-4 CZ 296541 B6

- k tomu se připojí v přívodním potrubí 12 dopravní čerpadlo 33, aby se vzniklá směs tekutin odvedla přes odváděči potrubí 14.

Dělič 82 mezi odbočnými potrubími 17, 17' odděluje tedy prostřednictvím potrubí 17 vyskytující se nehomogennosti na vzdálenost Δ1 mezi předními místy 15' a 15. S výhodou je délka b, potrubí mezi děličem 82 a prvním předním místem 15', uvažováno z hlediska směru proudění, přes potrubí 17' a druhé přední místo 15 odlišná od délky a potrubí mezi děličem 82 a prvním předním místem 15'. S výhodou platí b=(n+'/₂)a, přičemž n = přirozené číslo. Pro kompenzaci rozdílných délek a a b potrubí je mezi děličem 82 a prvním předním místem 15' uspořádáno škrticí ústrojí 83, pomocí něhož se průtok Qa škrticím ústrojím 83 a průtok Ob druhým předním místem 15 navzájem přibližně vyrovnávají, takže Qa=Qb.

Obr. 3e znázorňuje variantu zařízení podle obr. 3d s potrubím pro dělení smíchaných tekutin přes čtyři dílčí výstupy 23. U prvního způsobu provozu, pokud je vstupní ventil 80 zavřen, teče v důsledku přítomnosti oběhového čerpadla 18' pouze proud 082 v okruhu přes dělič 82 a ne přes dílčí výstupy 23; zařízení tedy účinkuje jako pouhý předběžný mísič. U druhého způsobu provozu s otevřeným vstupním ventilem 80 se nastaví proud 080 pomocí vstupního ventilu 80, s výhodou na Q82 ~ ’/₂ Q80.

Obr. 4 znázorňuje schéma filtračního zařízení s příčným prouděním, u něhož se používá zařízení pro promíchávání tekutin. Zařízení zahrnuje samu o sobě známou nádrž 30 pro tekutiny, které se mají filtrovat, a které se přivádějí přes potrubí 31. Dole na výstupu nádrže 30 je připojeno dopravní potrubí 32 pro obsah nádrže, do něhož je zapojeno dopravní čerpadlo 33. Dopravní čerpadlo 33 vyrábí výstupní tlak Δρ=0,6 MPa a dopravní proud Ql. Dopravní potrubí 32 je připojeno k rozdělovacímu potrubí 34, které rozděluje tekutiny, které se mají filtrovat, na paralelní dráhy neboli průchody 35. Průchody 35 vedou přes filtrační jednotku 36, která odlučuje filtrát nebo permeát přes potrubí 37' do sběrného potrubí 38.

Sběrné potrubí 38 vede část tekutin, které se mají filtrovat, neodloučenou přes potrubí 37 jako retentát, přes retenční potrubí 39 a škrticí prvek 40 zpět do nádrže 30. Pomocí škrticího prvku 40 se dá nastavit pokles tlaku mezi vstupem 45 rozdělovacího potrubí 34 a výstupem sběrného potrubí 38. Tento pokles tlaku se může měřit pomocí piezometru 41 pro vstupní tlak pl a piezometru 42 pro výstupní tlak p2.

K jednomu konci 43 rozdělovacího potrubí 34 je připojeno odbočné potrubí 44, které vrací dílčí proud od konce 43 k výstupu 45 rozdělovacího potrubí 34. Jestliže se přes dopravní potrubí 32 oddělené podíly tekutin, které se mají filtrovat, dostanou ke vstupu 45 rozdělovacího potrubí 34 jeden po druhém, tak se přivádějí do průchodů 35 smíchané a nedojde k problémům popsaným podle obr. 1. Do odbočného potrubí 44 je, jak je znázorněno na obr. 4, zapojeno druhé dopravní čerpadlo 46 a škrticí prvek 40. Dopravní čerpadlo 46 vytváří výstupní tlak Δρ=0,02 MPa a dopravní proud, který odpovídá 50 % až 100 % proudu Ql dopravního čerpadla 33.

V důsledku toho vznikne v rozdělovacím potrubí 34 proud, který odpovídá 100 % až 200 % proudu Ql. Tím dosáhnou ve všech případech ještě zbývající rozdíly koncentrací tekutin, které se mají filtrovat, všechny průchody 35 s malým časovým posunem a na jednotlivé průchody 35 nemohou působit nikdy dlouho. Takové rozdíly koncentrací vznikají zejména tehdy, když se po ukončení jednoho filtračního cyklu přivádí přes ventil 48 na nádrži 30 vyplachovací voda pro vytlačení zbytků vysoce viskózního retentátu přes vypouštěcí ventil49.

Obr. 5 znázorňuje variantu detailu filtračního zařízení podle obr. 4. Na obr. 5 je schematicky znázorněno rozdělovači potrubí 34 s filtračními průchody 35, sběrným potrubím 38 a odbočným potrubím 44. Jako zařízení pro přerušení vraceného dílčího proudu má odbočné potrubí 44 podle obr. 5 na svém dolním konci před vstupem 45 rozdělovacího potrubí 34 uzavírací ventil 50 a jemu předřazený vypouštěcí ventil 51. Uzavírací ventil 50 a vypouštěcí ventil 51 se používají pro konečné úplné vypláchnutí potrubí 34, 44 vodou nebo louhem jako vyplachovacím prostředkem pro čištění. Přitom se vypláchne retentát, který cirkuloval podle obr. 4 během filtračního cyklu v okruhu retentátu, to jest nádrží 30, dopravním potrubím 32, rozdělovacím potrubím 34, filtrační jednotkou 36, sběrným potrubím 38 a retenčním potrubím 39.

Obr. 6 znázorňuje schéma varianty filtračního zařízení podle obr. 4. Vracení dílčího proudu z rozdělovacího potrubí 34 se zde děje v místě 55 přímo po proudu (na výtlačné straně) od dopravního čerpadla 33 retentátu v protikladu ke vstupu v místě 45 rozdělovacího potrubí 34 podle obr. 4. Předností takového vstupního okruhu je lepší podélné promíchání v potrubí mezi místy 45, 55, neboť cesta mezi těmito místy 45, 55 u prakticky provozovaných zařízení je relativně dlouhá a má více zakřivení.

U další varianty filtračního zařízení podle obr. 4 znázorňuje obr. 7 schematicky vracení dílčího proudu od konce 43 rozdělovacího potrubí 34 přes potrubí 44' a nádrž 30 s lázní. Přitom se ušetří druhé dopravní čerpadlo 46 podle obr. 4. Do potrubí 44' je přitom vsazen ventil 47' pro regulaci průtoku nebo pevně nastavená clona tak, aby se asi 50 % proudu retentátu, přiváděného přes dopravní potrubí 32, vracelo přímo do nádrže 30. Tato varianta má tu přednost, že se ušetří druhé čerpadlo 46 podle obr. 4. Ovšem spotřeba energie je větší, neboť asi 50 % energie dopravního proudu z dopravního potrubí 32 s tlakem asi 0,6 MPa se pro filtraci ve filtrační jednotce 36 (obr. 4) nevyužije. Regulační ventil 47' pro regulaci průtoku je řízen senzory 56, 56' pro průtok.

Obr. 8 znázorňuje variantu filtračního zařízení podle obr. 4, které rovněž pracuje bez druhého dopravního čerpadla 46 podle obr. 4. Vracení tekutin, které se mají filtrovat, z rozdělovacího potrubí 34 se v tomto případě provádí pomocí napájení v místě 60 do retenčního potrubí 39 ze sběrného potrubí 38. Mezi rozdělovacím potrubím 38 a místem 60 je ještě pro přizpůsobení tlaku uspořádáno škrticí ústrojí 61. Také zde dochází k dodatečnému zatížení dopravního čerpadla 33 proudem procházejícím škrticím ústrojím 61, které je sice o něco menší než u varianty podle obr. 7, ale stále ještě relativně velké.

Obr. 9 znázorňuje podobně jako obr. 3a detail varianty filtračního zařízení podle obr. 4 š vracením přes injektor 20, dopravní potrubí 32, rozdělovači potrubí 34, odbočné potrubí 44, filtrační průchody 35 a sběrné potrubí 38, přičemž tyto součásti jsou označeny stejně jako na obr. 4. Rozdělovači potrubí 34 a sběrné potrubí 38 jsou pro rovnoměrné rozdělení usazenin kalu při přerušení výroby s výhodou uloženy vodorovně. Jestliže je možné svislé uspořádání, pak se toto volí s výhodou podle obr. 10.

I další varianta filtračního zařízení podle obr. 4, znázorněná na obr. 10, představuje detail a pracuje s vracením přes injektor 20. V protikladu k variantě podle obr. 4 je zde ale místo 55], do kterého se retentát vrací pomocí odbočného potrubí 44 od konce 43' rozdělovacího potrubí 34 do dopravního potrubí 32. Usazeniny 65 kalu, co možná nejvzdálenější od vstupu 45' potrubí 34, které mohou vzniknout při přerušení provozu filtračního zařízení v odbočném potrubí 44, se tak snáze opět vmíchají, když odbočné potrubí 44 leží dole a proud protéká rozdělovacím potrubím 34 odshora směrem dolů. Kromě toho je naplavování průchodů 35 rovnoměrnější než u varianty podle obr. 5.

Varianta filtračního zařízení podle obr. 4 s vracením dílčího proudu tekutin, které se mají filtrovat, přes odbočné potrubí 44 do dopravního potrubí 32 v prvním předním místě 15' nacházejícím se proti proudu od dopravního čerpadla 33 je schematicky znázorněna na obr. 11. Pro přizpůsobení tlaku je zde v odbočném potrubí 44 uspořádán škrticí ventil 47. Tato varianta filtračního zařízení nabízí obzvláště dobré podélné promíchání v případě sedimentů pevných látek, například aktivního uhlí, bentonitu atd., po přerušení provozu.

-6CZ 296541 B6

Obr. 12 znázorňuje detail varianty filtračního zařízení podle obr. 4 s odbočným potrubím 44 integrovaným do konstrukčního prvku a s rozdělovacím potrubím 34'. Tato potrubí 44, 34' se dají realizovat tím, že do potrubí s kruhovým, oválným nebo pravoúhlým průřezem se vestaví přepážka 68. Jeden konec 69 dopravního potrubí 32 se přitom dá s výhodou konstruovat jako 5 injektor, který vrací proud z odbočného potrubí 44 opět do rozdělovacího potrubí 34/.

Detail varianty filtračního zařízení podle obr. 4 pro vyrovnávání poklesu tlaku při průchodu přes jednotlivé průchody 35 schematicky znázorňuje obr. 13. Přitom je dodatečně ke vstupnímu okruhu s odbočným potrubím 44 a dopravním čerpadlem 46 pro rozdělovači potrubí 34 uspořáío dáno také sběrné potrubí 38 s dokončovacím okruhem 70. Dopravní čerpadlo 46 s počátečním okruhem a dopravní čerpadlo 71 v dokončovacím okruhu 70 zajišťují, aby proudění v obou okruzích nejdříve dosáhla dole ležící průchody 35 a nakonec nahoře ležící průchody 35. Pomocí vhodného dimenzování dopravních čerpadel 46, 71, potrubí 34, 44, 38 a dokončovacího okruhu 70 se dosáhne toho, že pokles Δρ tlaku v každém jednotlivém dílčím průchodu 35 je stejný a 15 přibližně konstantní. Kromě toho jsou průřezy potrubí 34, 38, jak znázorňuje obr. 13, uvnitř každého okruhu zmenšeny, aby nehomogennosti tekutin, které se mají filtrovat, dosáhly v důsledku větších rychlostí proudění jednotlivé průchody 35 s co nejmenším časovým zpožděním.

Pro odborníka vyplývá velký počet variant při použití způsobu a zařízení pro promíchávání teku20 tin v potrubí, které ale nepřesahují rámec připojených patentových nároků. Zařízení je vhodné pro všechny oblasti filtrace s příčným prouděním a pro všechny druhy membrán, jako například dutá vlákna, kapiláry, cívkové moduly, trubkové moduly, organické a anorganické membrány v í dělicí oblasti RO, NF, UF, MF a sítovou filtraci. Tekutiny, které se mají filtrovat, zahrnují anorganické a organické produkty, které se mají oddělovat, s podíly pevných látek nebo bez nich. 25 ’ Filtrační zařízení, která zahrnují tato zařízení, mohowpracovat diskontinuálně nebo kontinuálně.

Rozdělovači potrubí 34, viz obr. 4, jsou podle druhu produktů s výhodou uspořádána vodorovně nebo svisle. Provoz počátečních okruhů zahrnujících odbočné potrubí 44 a dopravní čerpadlo 46 pro vracení dílčích proudů v průběhu celé doby chodu zařízení přináší s sebou zvýšenou bezpeč30 nost při kolísání viskozit produktů. Provoz jen přímo před a během vytlačování produktu ze zařízení přináší s sebou, ovšem jen relativně malou, úsporu energie. Místo průchodů 35, popsaných ve spojení s obr. 4, se pro tuto filtrační dráhu hodí i jednotlivé membránové trubky, jejichž počet odpovídá počtu průchodů 35 a může být až asi 200.

Zatímco obvyklé filtrační moduly druhu, který je popsán ve spojení s obr. 1, zahrnují asi 20 filtračních trubiček, jsou již známy i velké moduly s až asi 200 membránovými trubičkami. Jedno zařízení zahrnuje často jen jediný takový velký modul, do kterého se potom dají integrovat sběrná a rozdělovači potrubí vedle počátečního okruhu podle obr. 4 do jedné rozšířené modulové jednotky.

Claims

1. Filtrační zařízení s příčným prouděním, s paralelně zapojenými filtračními moduly, u něhož je směs tekutin určená k filtraci přiváděna do filtračních modulů pomocí čerpadla, vyznačující se t í m , že na straně vstupu paralelně zapojených filtračních modulů je předřazeno zařízení ke smíchávání dvou tekutin různé viskozity, z něhož vedou dílčí výstupy (23, 35) k jednotlivě paralelně zapojeným filtračním modulům, přičemž filtrační moduly jsou připojeny k rozdělovacímu potrubí (3, 34) paralelně, a přičemž zařízení je upraveno pro smíchávání dvou tekutin odebíráním z rozdělovacího potrubí (3, 34) dílčího proudu směsi tekutiny určené k filtraci a jeho přiváděním s časovým zpožděním opět do rozdělovacího potrubí (3, 34).

2. Filtrační zařízení s příčným prouděním podle nároku 1, vyznačující se tím, že zařízení ke smíchávání dvou tekutin sestává z potrubí (13, 13', 34) se dvěma místy (15, 16) uspořádanými s odstupem od sebe, přičemž tato místa (15, 16) jsou spojena odbočným potrubím (17, 17', 44) pro přivádění dílčího proudu v oběhu zpět ze zadního místa (16), uvažováno ve směru proudění, do předního místa (15), uvažováno ve směru proudění.

3. Filtrační zařízení s příčným prouděním podle nároku 2, vy z n a č uj í c í se tím, že v odbočném potrubí (17,44) je uspořádáno čerpadlo (18,46) pro dopravu dílčího proudu.

4. Filtrační zařízení s příčným prouděním podle nároku 2, vy znač u j í c í se tím, že v předním místě (15) je uspořádán injektor (20) pro nasávání dílčího proudu z odbočného potrubí (17') do potrubí (13).

5. Filtrační zařízení s příčným prouděním podle jednoho z nároků 2 až 4, vyznačující se t í m , že v potrubí (13') je uspořádán radiální mísič (22).

6. Filtrační zařízení s příčným prouděním podle nároku 1, vyznačující se tím, že zařízení ke smíchávání dvou tekutin sestává z potrubí (13) a odbočného potrubí (17), které ústí v předním místě (15), přičemž z odbočného potrubí (17) odbočují dílčí výstupy (23) k odvádění smíchaných tekutin, a přičemž v potrubí (13) je uspořádáno oběhové čerpadlo (18').

7. Filtrační zařízení s příčným prouděním podle nároku 3, vy z n ač uj í c í se tím, že v odbočném potrubí (17), které ústí do potrubí (13) v prvním předním místě (15'), je uspořádán radiální mísič (22), přičemž z odbočného potrubí (17) v děliči (82) odbočuje druhé odbočné potrubí (17'), které ústí do potrubí (13) v druhém předním místě (15), přičemž v potrubí mezi děličem (82) a prvním předním místem (15') je uspořádáno škrticí ústrojí (83), přičemž v pří- . vodním potrubí (12) je uspořádáno dopravní čerpadlo (33), a přičemž přívodní potrubí (12) a odváděči potrubí (14) jsou uzavíratelná ventilem (80, 81).

8. Filtrační zařízení s příčným prouděním podle nároku 3,vyznačující se tím, že z odbočného potrubí (17) odbočuje v děliči (82) druhé odbočné potrubí (17'), které ústí do potrubí (13) v druhém předním místě (15), přičemž v přívodním potrubí (12) je uspořádáno dopravní čerpadlo (33), přičemž přívodní potrubí (12) je uzavíratelné ventilem (80), a přičemž z potrubí (13) odbočují dílčí výstupy (23) k odvádění smíchaných tekutin.

9. Filtrační zařízení s příčným prouděním podle jednoho z nároků 3 až 8, vyznačující se t í m, že na jeho výstupní straně je k filtrační jednotce (36) připojeno sběrné potrubí (38) spojující paralelní filtrační moduly.

-8-aj

10. Filtrační zařízení s příčným prouděním podle nároku 9, vyznačující se tím, že sběrné potrubí (38) je spojeno s dokončovacím okruhem (70), v němž je uspořádáno dopravní čerpadlo (71).

5 11. Filtrační zařízení s příčným prouděním podle nároku 10, vy znač u j í cí se tí m, že směr dopravy dopravního čerpadla (71) odpovídá směru dopravy čerpadla (46) pro vstup proudění v obou okruzích nejprve do dole se nacházejících filtračních modulů a nakonec do nahoře se nacházejících filtračních modulů.

14 výkresů

-9CZ 296541 B6

i., 'ÍTii· li' Éfa. X ’

C\J

O