HU224239B1

HU224239B1 - Keresztáramú szűrőberendezés

Info

Publication number: HU224239B1
Application number: HU0003841A
Authority: HU
Inventors: Eduard Hartmann
Original assignee: Bucher-Guyer Ag.
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2005-06-28
Also published as: PL194861B1; CN1140328C; AU4598299A; HUP0003841A2; CN1273539A; DE59908243D1; CA2303310A1; EP1011852A1; ES2212571T3; PL339257A1; AU752199B2; CZ296541B6; ATE257406T1; HUP0003841A3; CZ2000564A3; US6495046B1; WO2000003794A1; DK1011852T3; CA2303310C; ZA200000732B

Abstract

A találmány tárgya keresztáramú szűrőberendezés több párhuzamosankapcsolt szűrőmodullal, amelynél szűrendő közegkeverék szivattyú révéna szűrőmodulokhoz hozzávezethető. A találmány szerinti szűrőberendezésoly módon van kialakítva, hogy a párhuzamosan kapcsolt szűrőmodulokbemeneti oldalán a különböző viszkozitású közegek összekeverésérevezetékkel és mellékvezetékkel és/vagy elosztóvezetékkel (34) ésmellékvezetékkel (44) ellátott szivattyúk (46) vannak előkapcsolva,amelyek az egyes párhuzamosan kapcsolt szűrőmodulokhoz vezetőrészkimenettel vagy szűrőúttal (35) rendelkeznek, és ahol aszűrőmodulok párhuzamosan egy elosztóvezetékhez (34) vannakcsatlakoztatva, és ezekből az elosztóvezetékekből (34) a szűrendőközegkeveréknek egy részárama elvezethető, és ezen részáram pedig azelosztóvezetékek (34) átfolyásának időbeli késleltetésével ismétvisszavezethető.

Description

A találmány tárgya keresztáramú szűrőberendezés több párhuzamosan kapcsolt szűrőmodullal, amelynél szűrendő közegkeverék szivattyú révén a szűrőmodulokhoz hozzávezethető. A találmány szerinti szűrőberendezés oly módon van kialakítva, hogy a párhuzamosan kapcsolt szűrőmodulok bemeneti oldalán a különböző viszkozitású közegek összekeverésére vezetékkel és mellékvezetékkel és/vagy elosztóvezetékkel (34) és mellékvezetékkel (44) ellátott szivattyúk (46) vannak előkapcsolva, amelyek az egyes párhuzamosan kapcsolt szűrőmodulokhoz vezető részkimenettel vagy szűrőúttal (35) rendelkeznek, és ahol a szűrőmodulok párhuzamosan egy elosztóvezetékhez (34) vannak csatlakoztatva, és ezekből az elosztóvezetékekből (34) a szűrendő közegkeveréknek egy részárama elvezethető, és ezen részáram pedig az elosztóvezetékek (34) átfolyásának időbeli késleltetésével ismét visszavezethető.

.9 ,6

A

HU 224 239 Β1

1'

35.

8' “E “ff;

1. ábra

A leírás terjedelme 22 oldal (ezen belül 14 lap ábra)

HU 224 239 Β1

A találmány tárgya keresztáramú szűrőberendezés több párhuzamosan kapcsolt szürőmodullal, amelynél szűrendő közegkeverék szivattyú révén a szűrőmodulokhoz hozzávezethető. A keresztáramú szűrőberendezés alkalmas legalább két közeg összekevert állapotának létrehozására egy vezeték második részében, amely közegek ezen vezeték első részén átfolynak.

Ismert keresztáramú szűrőberendezések többjáratú berendezésekként vannak kialakítva, amelyeknél több párhuzamosan táplált szűrőútban több szűrőmodul van elhelyezve. Az ilyen szűrőutakat, más néven szűrőjáratokat egy elosztóvezetékből párhuzamosan táplálják a szűrendő közegekkel. A maga részéről mindegyik szűrőmodul magában foglal nagyobb számú membráncsövecskét, amelyek szűrőmembránokat tartalmaznak, és a szűrendő közegekkel párhuzamosan működnek. A technika állásához tartozó ismert megoldást egy ábra segítségével ismertetjük.

Az 1. ábrán egy ilyen ismert keresztáramú szűrőberendezés vázlata látható. A berendezés kilenc 1 járatot foglal magában, amelyek mindegyikében rendre négy 2 szűrőmodul van. Mindegyik 1 járatban a 2 szűrőmodulok egymás után vannak kapcsolva. A kilenc 1 járat egy 3 elosztóvezetéken keresztül párhuzamosan van táplálva a szűrendő közegekkel. A 2 szűrőmodulokban a közegek egy része pemneátumként vagy filtrátumként (szüredék) le van választva, míg a közegek maradék része mint retentátum egy 4 gyűjtővezeték útján össze van gyűjtve és el van vezetve. A permeátum elvezetése nincs ábrázolva.

Az 1. ábrán a 3 elosztóvezetékben két közeg látható, nevezetesen 5 víz és 6 retentátum, és köztük van egy 7 elválasztó határ. Az 5 víz és a 6 retentátum akkor jelenik meg, amikor egy szűrési ciklus befejeződésekor a 6 retentátumot 6 víz segítségével kiszorítják a szűrőberendezésből. A szemléltetett állapotban a 2 szűrőmodul egy része és a 4 gyűjtővezeték a kiszorítás következtében már 5 vízzel van töltve, míg a 2 szűrőmodul másik része és a 4 gyűjtővezeték még 6 retentátummal van töltve. Ismeretes, hogy ilyen körülmények között újra és újra eltömődések fordulnak elő egyes membráncsövecskékben, vagy akár egész 2 szűrőmodulokban, mivel a nagy viszkozitású 6 retentátumot a maradék 2 szűrőmodulokból nem sikerül kiszorítani, ha a kisebb viszkozitású 5 víz a már szabaddá öblített szűrőmodulok egy részén keresztül el tud folyni.

Ha az 5 víz betáplálása előtt a 3 elosztóvezeték 8 bemenete és a 4 gyűjtővezeték 9 kimenete között a 2 szűrőmodulon például még 5 bar lenne a nyomásesés, akkor az 1. ábrán szemléltetett állapotban az első 1 járat szabaddá öblítése után a nyomásesés mintegy 3 bárrá csökken, és további 1 járatok szabaddá öblítésével még tovább csökken. A lecsökkent nyomásesés lelassítja az áramlási sebességet a még 6 retentátummal töltött 2 szűrőmodulokban. A struktúrahatás tovább növeli a 6 retentátum nagy viszkozitását, egészen addig, míg megszűnik a folyás. A 3 barnái kisebb megmaradt nyomásesés ilyenkor már kicsi ahhoz, hogy a maradék 6 retentátumot ki tudja szorítani.

Az ismert készülékek ezt a problémát szimmetrikus elosztókkal csökkentik és/vagy úgy, hogy még nyitott retentátumbetáplálás mellett nagyon lassan nyíló vízszelepeket alkalmaznak. Az első esetben a 7 elválasztó határ valamennyi 1 járatot egyszerre éri el, a második esetben pedig lecsökken azoknak a közegkeverékeknek a viszkozitáskülönbsége, amelyek az 1 járatokat egyszerre érik el.

A fentebb ismertetett keresztáramú szűrőberendezés megismerhető az EP-A1-0 444285 szabadalmi leírásból is, ahol a több szűrőmodul sorozatban van összekapcsolva. Ebből a szabadalmi leírásból megismerhető a szűrőmodulok párhuzamos elrendezése is. Azonban az 1. ábra kapcsán feltárt problémára, a szűrőmodulok elszennyeződésére ez a szabadalmi leírás sem nyújt megoldást.

Az ismert szimmetrikus elosztókat hely- és költségokokból csak maximum négy járatra tervezik, és általában statikus keverőkkel kombinálják. A lassan nyíló vízszelepekhez szabályozókészülékekre van szükség, hogy a retentátum viszkozitáscsökkenését kívánt mértékben le lehessen lassítani. Az ennek ellenére megmaradó áramlási holtterek azonban ebben az esetben is eltömödéseket okozhatnak.

A gyakorlat azt mutatja, hogy a leírt ismert megoldások ellenére nem sikerül elkerülni a moduleltömődéseket. A helyzet mindenekelőtt azoknál a szűrőberendezéseknél kritikus, amelyek max. 200 membráncsövet tápláló elosztókkal rendelkeznek, ami körülbelül tíz járatos standard nagy berendezésnek felel meg.

A találmány feladata ezért legalább két közeg olyan összekevert állapotának létrehozása, amely révén a leírt fajta moduleltömődéseket hatékonyan meg lehet akadályozni.

A találmányi gondolat azon alapul, hogy a vezeték második részének legalább egy vezetékhelyén kiveszünk egy részáramot, és ezen részáramot időbeli késleltetéssel újra a vezeték második részébe tápláljuk.

A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerint keresztáramú szűrőberendezés több párhuzamosan kapcsolt szűrőmodullal, amelynél szűrendő közegkeverék szivattyú révén a szűrőmodulokhoz hozzávezethető, oly módon van kialakítva, hogy a párhuzamosan kapcsolt szűrőmodulok bemeneti oldalán a különböző viszkozitású közegek összekeverésére vezetékkel és mellékvezetékkel és/vagy elosztóvezetékkel és mellékvezetékkel ellátott szivattyúk vannak előkapcsolva, amelyek az egyes párhuzamosan kapcsolt szűrőmodulokhoz vezető részkimenettel vagy szűrőúttal rendelkeznek, és ahol a szűrőmodulok párhuzamosan egy elosztóvezetékhez vannak csatlakoztatva, és ezekből az elosztóvezetékekből a szűrendő közegkeveréknek egy részárama elvezethető, és ezen részáram pedig az elosztóvezetékek átfolyásának időbeli késleltetésével ismét visszavezethető.

A találmány egy másik ismérve szerint a két közeg összekeverésére szolgáló berendezés vezetéke vagy elosztóvezetéke egymástól távközre lévő vezetékhellyel rendelkezik, ahol a vezetékhelyek egy mellékvezeték útján egymással össze vannak kötve. A közeg2

HU 224 239 Β1 keverék részárama pedig az áramlásirányban alul lévő vezetékhelyről az áramlásirányban felül lévő vezetékhelyhez egy körfolyamban visszavezethetően van kialakítva. A keresztáramú szűrőberendezésben lévő modulok eltömődésének megakadályozására a modulokat magukban foglaló legalább kettő szűrőút Oárat) egy elosztóvezetékből párhuzamosan van táplálva a szűrendő közegekkel.

A találmány további ismérveihez tartozik, hogy a mellékvezetékbe egy, a részáramot szállító szivattyú van beépítve, továbbá az áramlásiránnyal szemben lévő vezetékhelyre a részáramot a mellékvezetékből a vezetékbe beszívó injektor van elrendezve. A találmányra jellemző, hogy a vezetékbe egy radiálkeverő is be van építve.

A találmány szerinti keresztáramú szűrőberendezés esetében a két közeg keverésére szolgáló készüléknek van egy vezetéke és egy mellékvezetéke, amelyek az áramlásiránnyal szemben lévő vezetékhelyre torkollanak, a mellékvezetékből részkimenetek ágaznak le a keveredett közeg kivezetéséhez, és a vezetékbe egy keringetőszivattyú van beépítve.

A szűrőberendezés további előnyös megvalósítása szerint a gyűjtővezeték egy körfolyamba épített második vezetékkel össze van kötve, ahol a második vezetékbe egy szivattyú van beépítve.

A keresztáramú szűrőberendezés további előnyös kivitele szerint a szűrőegység mindkét oldalán egy-egy szivattyúval ellátott körfolyam van, és az egyik körfolyamban lévő szivattyú szállítóíránya a másik körfolyamban lévő szivattyú szállítóirányával megegyező, és ez a szállítóirány az alsó szűrőutaktól a felső szűrőutak felé irányul.

A találmány további tulajdonságait az alábbiakban néhány kiviteli példa kapcsán rajzok alapján ismertetjük közelebbről. A mellékelt rajzokon az

1. ábra egy ismert keresztáramú szűrőberendezés vázlata; a

2. ábra egy találmány szerinti készüléket mutat, amely készülék közegek vezetékben történő összekeverésére szolgál; a

3a. ábra a 2. ábra szerinti készüléknek egy injektorral ellátott változatát mutatja; a

3b. ábra a 2. ábra szerinti készüléknek egy radiálkeverővel ellátott változatát mutatja; a

3c. ábra a 2. ábra szerinti készüléknek egy olyan változatát mutatja, amelynél egy vezeték az összekevert közegeket elosztja; a

3d. ábra a 2. ábra szerinti készüléknek egy olyan változatát mutatja, amelynél egy vezetékből a vezeték két vezetékhelyén van egy részáram újra betáplálva; a

3e. ábra a 3d. ábra szerinti készüléknek egy olyan változatát mutatja, amelynél egy vezeték az összekevert közegeket elosztja; a

4. ábra egy keresztáramú szűrőberendezés vázlata, amely berendezésnél a találmány szerinti eljárás van alkalmazva közegek összekeverésére; az

5. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezésnek egy olyan változatát mutatja, amely egy visszatáplált részáram megszakítására szolgáló készülékkel van ellátva; a

6. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezésnek egy olyan változatát mutatja, amely áramlásirányban egy retentátumszállító szivattyú alatt lévő visszatáplálással van ellátva; a

7. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezésnek egy olyan változatát mutatja, amely egy adagtartályon keresztüli visszatáplálással van ellátva; a

8. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezésnek egy olyan változatát mutatja, amely egy retentátumszállító tápvezetéken keresztüli visszatáplálással van ellátva; a

9. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezés egy olyan változatának részletrajza, amely egy injektoron keresztüli visszatáplálással van ellátva; a

10. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezés egy másik változatának részletrajza, amely függőleges helyzetű elosztóval és egy injektoron keresztüli visszatáplálással van ellátva; a

11. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezésnek egy olyan változatát mutatja, amely áramlásirányban egy retentátumszállító szivattyú fölött lévő visszatáplálással van ellátva; a

12. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezés egy olyan változatának részletrajza, amely egyetlen szerkezeti elemmé integrált mellékvezetékkel és elosztóvezetékkel van ellátva; és végül a

13. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezés egy olyan változatának részletrajza, amelynél az elosztóvezeték és a gyűjtővezeték egyaránt el van látva egy-egy keringési körrel.

A 2. ábra egy találmány szerinti készüléket mutat közegek összekeverésére 13 vezetékben. A közegek a 13 vezetékbe egy 12 vezetéken keresztül keveretlenül vannak betáplálva, és a 13 vezetékből egy 14 vezetéken keresztül összekeverve vannak elvezetve. A 13 vezetéknek kettő, egymástól hosszirányban távközre lévő 15, 16 vezetékhelye egymással össze van kapcsolva egy 17 mellékvezetéken keresztül. Egy a 17 mellékvezetékben lévő 18 szivattyú az áramlásirányban alul lévő 16 vezetékhelyről az áramlásirányban felül lévő 15 vezetékhelyre egy részáramot táplál vissza egy keringési körben.

A 2. ábra szerinti készüléknél a keverőhatás akkor lép fel, amikor a 12 vezeték keresztmetszetében több közeg kerül egymás mellé. A keverőhatás még inkább fellép azonban akkor, amikor a 12 vezetékben hosszirányban több közeg követi egymást. Részáram 17 mellékvezetéken keresztüli visszatáplálása folytán egy elválasztó határt követő második közegbe mindad3

HU 224 239 Β1 dig be lesz keverve egy első közeg, amíg a második közeg ki nem szorítja az első közeget a 17 mellékvezetékből. Tehát az elválasztó határt követően a második közeg koncentrációja csak lassan nő egy hosszon, amely a 15, 16 vezetékhelyek egymástól való távolságától függ. A 2. ábra szerinti készüléknél csak ezen hosszon belül történik összekeverés.

A 3a. ábrán, amely a 2. ábra szerinti készülék egy változatát mutatja, hasonló funkcionális elemeket a 2. ábrából átvett hivatkozási jelekkel jelöltünk. A 18 szivattyú helyett a 3a. ábrán az áramlásirányban felül lévő vezetékhelyre egy 20 injektor van beépítve, amely a részáramot az áramlásirányban alul lévő vezetékhelyről a 17’ mellékvezetéken keresztül az áramlásirányban felül lévő vezetékhelyre beszívja. Ilyen injektorok különböző konstrukciós megoldások - például terelölemez vagy résinjektor - formájában megvalósítva önmagukban ismertek.

A 3b. ábrán, amely egy, a 2. ábra szerintihez hasonló készüléket mutat, a 13’ vezetékben az összekeverés végrehajtására még egy 22 radiálkeverő is be van iktatva. A 22 radiálkeverő a 17 mellékvezetékből érkező részáram 13' vezeték tengelyére harántirányú összekeverését javítja.

A 3c. ábra a 2. ábra szerinti készüléknek egy olyan változatát mutatja, amelynél a 13” vezetéknek az áramlásirányban felül lévő 15 vezetékhelyére olyan 17 mellékvezetéken keresztül van betáplálva egy részáram, amely egyszersmind hat darab 23 részkimenettel is el van látva az összekevert közegek elvezetésére. Itt tehát értelemszerűen hiányzik a 2. ábrán látható elvezető14 vezeték, és az áramlásirányban alul lévő 16 vezetékhelyet elérő vezetékáram mint részáram teljes egészében be van táplálva a 17 mellékvezetékbe. A 3c. ábra szerinti változatnál a 13” vezetékbe még egy 18’ keringetőszivattyú is be van iktatva, hogy a vezetékáram hatékonyabban legyen visszatáplálva a 13” vezetékbe a 17” mellékvezetéken keresztül.

A 2. ábra szerinti készülék 3d. ábrán vázlatosan szemléltetett változatának van egy olyan üzemmódja, amely független a közegek 12 vezetéken keresztüli betáplálásától, és ez az üzemmód módot ad arra, hogy az elvezető- 14 vezetékben az első közegről közvetlenül, fokozatos átmenet nélkül át lehessen térni egy összekevert állapotra. Ez úgy van megoldva, hogy az áramlásirányban alul lévő 16 vezetékhelyről egy első 17 mellékvezetéken keresztül egy első részáram egy áramlásirányban felül lévő első 15’ vezetékhelyre van táplálva, és egy második 17’ mellékvezetéken keresztül egy áramlásirányban felül lévő második 15” vezetékhelyre. Amikor azután a 12 vezetékből egy két közeg közötti elválasztó határ a 15” vezetékhely és a 16 vezetékhely közötti szakaszba beérkezik, a szóban forgó előkeverőben a következő technológiai folyamatra kerül sor:

- a bemenet előtti 80 szelepet és a keverést végző 13 vezeték utáni 81 szelepet zárják;

- a 17 mellékvezetékben lévő 18 szivattyút bekapcsolják;

- a 13 vezeték, a 17 mellékvezeték és a 17’ mellékvezeték alkotta keringési körben fenntartott cirkuláció révén különböző időbeli késleltetésekkel a 13 vezeték hosszanti irányában keverés megy végbe; a 22 radiálkeverő ugyanakkor harántirányú keverést is végez;

- a 80, 81 szelepeket nyitják;

- ezenkívül egy, a betápláló 12 vezetékben lévő 33 szivattyút bekapcsolnak, hogy a közegekből létrejött keveréket az elvezető-14 vezetéken keresztül el lehessen vezetni.

A 17, 17’ mellékvezetékek között egy 82 elosztó tehát a 17 mellékvezetéken keresztül beérkező inhomogenitásokat elosztja a 15’, 15” vezetékhelyek közötti ΔΙ távolságon. A 82 elosztó és a 15’ vezetékhely közötti b vezetékhossz, amely a 17’ mellékvezetéken és a 15” vezetékhelyen keresztül vezet, előnyös módon eltér a 82 elosztó és a 15’ vezetékhely közötti a vezetékhossztól. Előnyös módon b=(n + 1/2)-a, ahol n természetes szám. A különböző nagyságú a és b vezetékhosszak kompenzálására a 82 elosztó és a 15’ vezetékhely közé egy 83 fojtóelem van beiktatva, amivel a 83 fojtóelemen keresztüli Qa átfolyás és a 15” vezetékhelyen keresztüli Qb átfolyás nagyjából azonos értékűre hozható: Qa®Qb.

A 3e. ábra a 3d. ábra szerinti készüléknek egy olyan változatát mutatja, amelynél egy vezeték az összekevert közegeket négy 23 részkimeneten keresztül elosztja. A készülék első üzemmódjában, amíg a bemeneti 80 szelep zárva van, a 18 szivattyú következtében csak a keringési körben folyik egy Q82 áram a 82 elosztón keresztül, és a 23 részkimeneteken keresztül nem; a készülék tisztán mint előkeverő működik. A készülék második üzemmódjában, amikor a bemeneti 80 szelep nyitva van, a bemeneti 80 szelepen keresztül a Q80 áram előnyösen Q82«1/2 Q80 értékre van beállítva.

A 4. ábra egy keresztáramú szűrőberendezés vázlata, amelynél egy közegek összekeverésére szolgáló készülék van alkalmazva. A szűrőberendezés önmagában ismert módon magában foglal egy 30 adagtartályt a szűrendő közegek számára, amelyek egy 31 vezetéken keresztül vannak betáplálva. Alul a 30 adagtartály kimenetéhez a tartalmának szállítására egy 32 tápvezeték van csatlakoztatva, amibe egy 33 szivattyú van beiktatva. A 33 szivattyú Δρ=6 bar kimeneti nyomást és Q1 szállítóáramot állít elő. A 32 tápvezeték egy 34 elosztóvezetékhez csatlakozik, amely a szűrendő közegeket párhuzamos 35 szűrőutakra vagy járatokra elosztja. A 35 szűrőutak (járatok) egy 36 szűrőegységen keresztül egy 38 gyűjtővezetékhez vezetnek, és a szűrőegység egy 37 vezetéken keresztül filtrátumot vagy permeátumot választ le.

A 38 gyűjtővezeték a szűrendő közegeknek a vezetéken keresztül nem leválasztott részét mint retentátum egy retentátumszállító 39 vezetéken és egy 40 fojtóelemen keresztül visszavezeti a 30 adagtartályba. A 40 fojtóelemmel be lehet állítani a 34 elosztóvezeték bemenete - lásd 45 vezetékhely - és a 38 gyűjtővezeték kimenete közötti nyomásesést. A nyomásesést a p1 bemeneti nyomást érzékelő 41 nyomásérzékelővel és a p2 kimeneti nyomást érzékelő 42 nyomásérzékelővel együttesen lehet megmérni.

HU 224 239 Β1

A 34 elosztóvezetékhez az egyik végén, a 43 vezetékhelyen egy 44 mellékvezeték csatlakozik, amely a elosztóvezeték végétől egy részáramot visszatáplál a 34 elosztóvezeték bemenetére. Ha a 32 tápvezetéken keresztül a szűrendő közegek elválasztott hányadai egymást követve érkeznek a 34 elosztóvezeték bemenetéhez - 45 vezetékhely -, akkor a hányadok a szüröutakba (járatokba) összekeverve lesznek betáplálva, és az 1. ábra kapcsán leírt problémák nem lépnek fel. A 44 mellékvezetékbe - amint a 4. ábrán látható - be van iktatva egy második 46 szivattyú és egy 47 fojtóelem. A 46 szivattyú Δρ=0,2 bar kimeneti nyomást és akkora szállítóáramot állít elő, amely az első 33 szivattyú Q1 áramának 50 és 100%-a között van.

Ebből következik, hogy a 34 elosztóvezetékben folyó áram a Q1 áram 150 és 200%-a közötti értékű. Ezáltal a szűrendő közegek esetleg még megmaradt koncentrációbeli különbségei csekély időbeli eltolódással az összes 35 szűrőutat (járatot) elérik, és tartósan soha nem tudnak hatni az egyes járatokra. Koncentrációbeli különbségek elsősorban akkor jelentkeznek, amikor egy szűrési ciklus befejeződésekor egy, a 30 adagtartálynál lévő 48 szelepen keresztül öblítővizet táplálnak be, hogy a nagy viszkozitású retentátummaradványokat egy 49 ürítőszelepen keresztül kiszorítsák.

Az 5. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezés egyik részletére mutat egy változatot. Az 5. ábrán egy 34 elosztóvezeték, valamint a 35 szűrőutak (járatok), a gyűjtővezeték és a 44 mellékvezeték van vázlatosan szemléltetve. A betáplált részáram megszakítására szolgáló eszközként az 5. ábrának megfelelően a 44 mellékvezeték az alsó végénél - a 34 elosztóvezeték bemeneténél lévő 45 vezetékhely előtt - el van látva egy elzáró- 50 szeleppel, valamint előtte egy 51 ürítőszeleppel. Az 50 szelep és az 51 ürítőszelep a 34 elosztóvezeték és 44 mellékvezeték vízzel történő vagy tisztításkor öblítőszerként lúggal történő végleges szabaddá öblítésére van alkalmazva. Ennek során kiöblítik a retentátumot, amely a 4. ábrának megfelelően a szűrési ciklus alatt a retentátum keringési körében 30 adagtartály, 32 tápvezeték, 34 elosztóvezeték, szűrőegység, 38 gyűjtővezeték és visszatápláló vezeték - cirkulált.

A 6. ábrán a 4. ábra szerinti szűrőberendezés egyik változatának vázlata látható. A 34 elosztóvezetékből a részáram visszatáplálása itt egy áramlásirányban közvetlenül a retentátumszállító 33 szivattyú alatt lévő (nyomásoldali) 55 vezetékhelyen történik, szemben a 4. ábra szerinti megoldással, ahol ez 34 elosztóvezeték bemeneténél, azaz a 45 vezetékhelyen történt. Ilyenfajta előkeringési körnek az az előnye, hogy a 45 és 55 vezetékhelyek között jobb lesz a hosszirányú átkeverés, mivel a gyakorlatban megvalósított berendezéseknél ezen két vezetékhely közötti út viszonylag hosszú, és több könyök is van benne.

A 7. ábrán a 4. ábra szerinti szűrőberendezésnek egy további változata látható, amelynél a részáram visszatáplálása a 34 elosztóvezeték végétől - 43 vezetékhely - egy 44' mellékvezetéken és a 30 adagtartályon keresztül történik. Ugyanakkor a 4. ábra szerinti második 46 szivattyú meg van takarítva. A 44’ mellékvezetékbe itt egy átfolyást szabályozó 47' fojtóelem például szelep vagy fixen beállított szűkítés - van beiktatva olyan módon, hogy a 32 tápvezetéken keresztül betáplált retentátumáramnak kb. 50%-a közvetlenül a 30 adagtartályba van visszatáplálva. Ennek a változatnak az az előnye, hogy a 4. ábra szerinti második 46 szivattyú meg van takarítva. Persze az energiafogyasztás nagyobb, mert a 32 tápvezetékből mintegy 6 bar nyomással érkező szállítóáram energiájának kb. 50%-a nem a 36 szűrőegységben (4. ábra) történő szűrésre van használva. A 47’ fojtóelemet - itt átfolyást szabályozó szelep - két, 56, 56' érzékelő vezérli, amelyek átfolyást érzékelnek.

A 8. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezésnek egy olyan változatát mutatja, amely ugyancsak a 4. ábra szerinti második 46 szivattyú nélkül működik. A 34 elosztóvezetékből a szűrendő közegek visszatáplálása ebben az esetben a 38 gyűjtővezetékből jövő retentátum 39 vezetékébe való betáplálással történik a 60 vezetékhelyen. A 34 elosztóvezeték és a 60 vezetékhely közé nyomásillesztés céljából be van iktatva egy 61 fojtóelem. A 33 szivattyú számára a 61 fojtóelemen átfolyó áram itt is járulékos terhelést jelent, ami kisebb ugyan, mint a 7. ábra szerinti változatnál, de viszonylag még mindig nagy.

A 9. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezés egy változatának a 3a. ábrához hasonló részletét mutatja, amely egy 20 injektoron keresztüli visszatáplálással van ellátva. A 32 tápvezeték, a 34 elosztóvezeték, a 44 mellékvezeték, a 35 szűrőutak (járatok) és a 38 gyűjtővezeték a 4. ábrával megegyezően van jelölve. A 34 elosztóvezeték és a 38 gyűjtővezeték előnyösen vízszintes helyzetű, hogy a berendezés termelésének megszakításakor az üledéklerakódás egyenletes eloszlású legyen. Amennyiben függőleges elrendezésre van csak mód, akkor a 10. ábra szerinti elrendezést előnyös választani.

A 4. ábra szerinti szűrőberendezésnek egy további változata, amelynek egy részlete a 10. ábrán látható, ugyancsak egy 20 injektoron keresztüli visszatáplálással működik. Itt azonban, ellentétben a 4. ábra szerinti változattal, az 55’ vezetékhely, ahol a retentátum a 44 mellékvezetéken keresztül a 34 elosztóvezeték végétől - 43’ vezetékhely - a 32 tápvezetékbe vissza van táplálva, a 34 elosztóvezeték 45’ bemenetétől lehetőleg minél messzebbre előre van hozva. A szűrőberendezés üzemének megszakításakor esetleg keletkező 65 üledéklerakódásokat így jobban be lehet újra keverni, ha a 44 mellékvezeték alul van elhelyezve, és a 34 elosztóvezeték felülről lefelé van átáramoltatva. Ezenkívül a 35 szűrőutakhoz (járatokhoz) való áramlás egyenletesebb, mint az 5. ábra szerinti változatnál.

A 11. ábrán a 4. ábra szerinti szűrőberendezésnek egy olyan változata látható, amelynél a szűrendő közegek egy részáramának egy 44” mellékvezetéken keresztüli visszatáplálása a 32 tápvezetékbe olyan 15' vezetékhelyen történik, amely áramlásirányban a re5

HU 224 239 Β1 tentátumszállító 33 szivattyú fölött van. Nyomásillesztés végett a 44” mellékvezetékbe itt egy 47” fojtószelep van beiktatva. A szűrőberendezésnek ez a változata különösen jó hosszirányú átkeverést ad üzemmegszakítások utáni szilárd anyaglerakódások esetén, például aktív szén, bentonit stb.

A12. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezés egyik változatának egy részletét mutatja, amely egyetlen szerkezeti elemmé integrált 44 mellékvezetékkel és 34’ elosztóvezetékkel van ellátva. Ilyen megoldású 44 mellékvezetéket és a 34’ elosztóvezetéket úgy lehet megvalósítani, hogy egy kerek, ovális vagy négyszögletes szelvényű vezetékbe beépítenek egy 68 válaszfalat. Emellett a 32 tápvezeték 69 végét előnyös módon injektorként lehet kialakítani, amely a 44 mellékvezetékből jövő áramot visszatáplálja a 34 elosztóvezetékbe.

A 13. ábra a 4. ábra szerinti szűrőberendezés egy olyan változatának mutatja egy részletét, amelynél az egyes 35 szűrőutakon (járatokon) keresztüli nyomásesés ki van egyenlítve. Itt a 34 elosztóvezetékhez tartozó elökeringési körön - 44 mellékvezeték, 46 szivattyú - kívül a 38 gyűjtővezeték is el van látva egy utókeringési körrel (lásd 70 vezeték). Az elökeringési körben a 46 szivattyú, az utókeringési körben pedig egy 71 szivattyú gondoskodik arról, hogy az áramlások - amint a 13. ábrán látható - az alul lévő járatokat érjék el először és a felül lévő járatokat utoljára. A 46, 71 szivattyúk, valamint a 34 elosztóvezeték, a 44 mellékvezeték, a 38 gyűjtővezeték és a 70 vezeték megfelelő méretezésével el lehet érni, hogy a Δρ nyomásesés minden egyes 35 szűrőúton egyenlő és közel állandó legyen. Ezenkívül a 34 elosztóvezeték és a 38 gyűjtővezeték keresztmetszete - amint a 13. ábrán látható a vonatkozó keringési körön belül le van csökkentve, így a szűrendő közegek inhomogenitásai a nagyobb áramlási sebességeknek köszönhetően a lehető legkisebb időkésleltetéssel érik el az egyes járatokat.

A közegeknek vezetékben történő keverésére szolgáló eljárás és készülék szakember általi alkalmazásakor számos változat adódik, amelyek mindegyike a mellékelt szabadalmi igénypontok keretén belül marad. A készülékek a keresztáramú szűrés minden területén és a membránok összes fajtájához alkalmazhatóak, így például üreges szálakhoz, kapillárisokhoz, tekercselt modulokhoz, csőmodulokhoz, szerves és szervetlen membránokhoz RO, NF, UF és MF elválasztási tartományban és szitaszűréshez. Az összekeverendő közegek magukban foglalnak szervetlen és szerves szétválasztandó termékeket, azon belül szilárdanyag-hányaddal bírókat és szilárdanyag-hányad nélkülieket. A szűrőberendezések, amelyek a leírt készülékeket magukban foglalják, lehetnek szakaszos működésűek és lehetnek folyamatos működésűek.

A 34 elosztóvezetékek (vö. 4. ábra) a mindenkori termék tulajdonságaitól függően előnyös módon vízszintesen vagy függőlegesen vannak elrendezve. Ha a részáramokat visszatápláló elökeringési körök 44 mellékvezeték, 46 szivattyú - a berendezések teljes üzemideje alatt működnek, az növeli az üzembiztonságot viszkozitásingadozások esetén. Ha az elökeringési körök csak közvetlenül a termék berendezésből való kiszorítása előtt és a kiszorítás alatt működnek, energiát lehet megtakarítani, ha nem is túl sokat. A 4. ábra kapcsán leírt 35 szűrőutak (moduljáratok) helyett egyes membráncsöveket is lehet alkalmazni, amelyek száma a járatok számának megfelelően mintegy 200 darabot érhet el.

Az 1. ábra kapcsán leírt jellegű szokásos szűrőmodulok mintegy 20 szűrőcsövet tartalmaznak, ugyan már ismeretesek max. mintegy 200 membráncsöves nagy modulok is. Gyakran egy berendezés csupán egyetlen ilyen nagy modulból áll, amelybe azután a gyűjtő- és elosztóvezetéket az elökeringési körrel együtt a 4. ábrának megfelelően egy bővített modulegységgé lehet integrálni.

Claims

tegrálni.

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Keresztáramú szűrőberendezés több párhuzamosan kapcsolt szűrőmodullal, amelynél szűrendő közegkeverék szivattyú révén a szürőmodulokhoz hozzávezethető, azzal jellemezve, hogy a párhuzamosan kapcsolt szűrőmodulok bemeneti oldalán a különböző viszkozitású közegek összekeverésére vezetékkel (13) és mellékvezetékkel (17) és/vagy elosztóvezetékkel (34) és mellékvezetékkel (44) ellátott szivattyúk (18, 46) vannak előkapcsolva, amelyeknek az egyes párhuzamosan kapcsolt szűrőmodulokhoz vezető részkimenettel (23) vagy szűrőúttal (35) rendelkeznek, és ahol a szűrőmodulok párhuzamosan egy elosztóvezetékhez (3, 34) vannak csatlakoztatva, és ezekből az elosztóvezetékekből (3, 34) a szűrendő közegkeveréknek egy részárama elvezethető, és ezen részáram pedig az elosztóvezetékek (3, 34) átfolyásának időbeli késleltetésével ismét visszavezethető.
2. Az 1. igénypont szerinti keresztáramú szűrőberendezés, azzal jellemezve, hogy a két közeg összekeverésére szolgáló berendezés vezetéke (13) vagy elosztóvezetéke (3, 34) egymástól távközre lévő vezetékhelyekkel (15, 16) rendelkezik, ahol a vezetékhelyek (15, 16) mellékvezeték (17, 44) útján egymással össze vannak kötve, és a közegkeverék részárama pedig az áramlásirányban alul lévő vezetékhelyről (16) az áramlásirányban felül lévő vezetékhelyhez (15) egy körfolyamban visszavezethetően van kialakítva.
3. A 2. igénypont szerinti keresztáramú szűrőberendezés, azzal jellemezve, hogy a mellékvezetékbe (17, 44) egy, a részáramot szállító szivattyú (18, 44) van beépítve.
4. A 2. igénypont szerinti keresztáramú szűrőberendezés, azzal jellemezve, hogy az áramlásiránnyal szemben lévő vezetékhelyre (15) a részáramot a mellékvezetékből (17”) a vezetékbe (13) beszívó injektor (20) van elrendezve.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti keresztáramú szűrőberendezés, azzal jellemezve, hogy a vezetékbe (13’) egy radiálkeverő (22) van elrendezve.
6. Az 1. igénypont szerinti keresztáramú szűrőberendezés, azzal jellemezve, hogy a két közeg keveré6

HU 224 239 Β1 sére szolgáló készüléknek van egy vezetéke (13”) és egy mellékvezetéke (17”), amelyek az áramlásiránnyal szemben lévő vezetékhelyre (5) torkollanak, a mellékvezetékből (17) részkimenetek (23) ágaznak le a keveredett közeg kivezetéséhez, és a vezetékbe (13) egy keringetőszivattyú (18’) van beépítve.
7. A 3. igénypont szerinti keresztáramú szűrőberendezés, azzal jellemezve, hogy a mellékvezeték (17) egy, az első áramlásiránnyal szemben lévő vezetékhelyen (15’) a vezetékbe (13) torkollik, és a mellékvezetékbe (17) egy radiálkeverő (22) van elrendezve, a mellékvezetéktől (17’) egy elosztón (82) át egy második mellékvezeték (17') leágazik, amely egy második áramlásiránnyal szemben lévő vezetékhelyen (15”) a vezetékbe (13) torkollik, és a vezetékbe (13) az elosztó (82) és az első áramlásiránnyal szemben fekvő vezetékhely (15’) között egy fojtóelem (83) van beépítve, valamint az odavezető vezetékben (12) egy szivattyú (33) van elrendezve, és az odavezető vezeték (12) és az elvezetővezeték (14) külön-külön egy-egy szeleppel (80, 81) van lezárva.
8. A 3. igénypont szerinti keresztáramú szűrőberendezés, azzal jellemezve, hogy a mellékvezetéktől (17’) egy elosztón (82) át egy második mellékvezeték (17’) ágazik le, amely egy második áramlásiránnyal szemben elhelyezett vezetékhelyen (15”) a vezetékbe (13) torkollik, és az odavezető vezetékben (12) egy szivattyú (33) van elrendezve, és ahol a vezeték (12) egy szelep (80) által lezárható, valamint a vezetéktől (13) a kevert közegek kivezetésére szolgáló részkimenetek (23) ágaznak le.
9. A 3-8. igénypontok bármelyike szerinti keresztáramú szűrőberendezés, azzal jellemezve, hogy a szűrőegység (36) kimeneti oldalán egy, a párhuzamosan elrendezett szűrőutakat (35) összekötő gyűjtővezeték (38) le van zárva.
10. A 9. igénypont szerinti keresztáramú szűrőberendezés, azzal jellemezve, hogy a gyűjtővezeték (38) egy körfolyamba épített második vezetékkel (70) össze van kötve, ahol a második vezetékbe (70) egy szivattyú (71) van beépítve.
11. A 10. igénypont szerinti keresztáramú szűrőberendezés, azzal jellemezve, hogy a szűrőegység (36) mindkét oldalán egy-egy szivattyúval (46, 71) ellátott körfolyam van, és az egyik körfolyamban lévő szivattyú (71) szállítóiránya a másik körfolyamban lévő szivattyú (46) szállítóirányával megegyező, és ez a szállítóirány az alsó szűrőutaktól (35) a felső szűrőutak (35) felé irányul.

HU 224 239 Β1

Int. Cl.⁷: B 01 F 5/04

1. ábra ·♦. • ·

*S*j

- * ·.·.·. ··· ·*· j-ΕΤΐΙΙ··’ •νζ* * · · · .9

3· ⁷- -E^-ES3-í^a-E23-^FE^-^3-ES3- O -ESHSSHSZS-tSSíS--

8X

HU 224 239 B1

Int. Cl.⁷: B 01 F 5/04

2. ábra