RU2004314C1 - Аппарат дл ультрафильтрации - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени , аппарат дл  ультрафильтрации состоит из корпуса, выполненного в виде пр моугольного параллелепипеда с отверсти ми дл  вывода фильтрата. с расположенными на его внутренней поверхности подложкой и полупроницаемой мембраной и торцевыми крышками с патрубками ввода и вывода раствора В корпусе установлен фильтрующий элемент в виде конвейера состо щего из гибкой двухслойной ленты, огибающей ведомый и ведущий барабаны Верхний слой ленты выполнен из дренажного материала с нанесенной на него полупроницаемой мембраной и расположен с зазором относительно нижнего сло , выполненного из непроницаемого материала, с образованием замкнутой полости При этом нижний слой ленты и ведущий барабан снабжены подпружиненными клапанами, размещенными с одинаковым шагом, а на верхнем слое ленты установлены перемешивающие очистительные устройства, в виде пр моугольной рамки 2 зп ф-лы, 2 и 

Description

Изобретение относитс  к технологии разделени  и концентрировани  жидких смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в микробиологической , пищевой, химической и других отрасл х промышленности.

Известны мембранные элементы, содержащие пористый трубчатый каркас с расположенной на его внутренней поверхности полупроницаемой мембраной и тур- булизирующее устройство.

Недостатком известных мембранных элементов  вл етс  то, что при разделении растворов на поверхности мембраны образуетс  гелеоосадок, который снижает про- изводительность элементов. Наличие турбулизиру ющих устройств также не устран ет этот недостаток, так как их действие направлено только в одном направлении, а$ именно перпендикул рно движению рас- твора вдоль мембраны, что снижает очистительные свойства устройств. Кроме этого хаотичное движение турбулизирующих вставок может привести к механическому повреждению полупроницаемой мембраны.

Известны мембранные элементы трубчатого типа, содержащие пористый каркас, расположенную на внутренней поверхности полупроницаемую мембрану и очистительные подвижные вкладыши,

Недостатком известных мембранных элементов  вл етс  то, что при соприкосновении очистительных вкладышей с полупроницаемой мембраной происходит механическое повреждение полупроницае- мой мембраны, а также при увеличении в зкости раствора и снижении скорости его потока происходит резкое уменьшение очистительных свойств вкладышей.

Наиболее близким по технической сущ- ности и достигаемому эффекту  вл етс  аппарат дл  ультрафильтрации в зких жидкостей, состо щий из корпуса, фильтрующих элементов, выполненных из дренажного сло  и двух полупроницаемых мембран и размещенных на вращающемс  полом валу , а также перемешивающих устройств, выполненных в виде изогнутых пружин щих стержней с кольцом на одном конце, надетым на полый вал, расположенных между фильтрукщими элементами и прикрепленных к корпусу.

Недостатками этого аппарата  вл етс  наличие застойных зон, образующихс  в ре-

зультате расслоени  жидкости при враще нии фильтрующих деталей, а также неравномерна  очистка полупроницаемых мембран и высока  концентрационна  пол ризаци , возникающа  из-за неравномерного распределени  в зкости по длине

-

5

10

15 20 25

30

35 40 45 50 55

аппарата. Кроме этого недостатком аппарата  вл етс  неиспользование внутренней поверхности корпуса дл  разделени  раствора , что снижает его производительность.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности аппарата, снижение вли ни  концентрационной пол ризации и повышение эффективности очистки поверхности мембран. ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в аппарате дл  ультрафильтрации, состо щем ,, из корпуса, фильтрующего элемента, перемешивающего устройства, патрубков дл  ввода и вывода раствора и дл  удалени  фильтрата, корпус аппарата, выполненный в виде пр моугольного параллелепипеда с отверсти ми дл  вывода фильтрата и расположенными на его внутренней поверхности подложкой и полупроницаемой мембраной, снабжен торцевыми крышками с патрубками дл  ввода и вывода раствора, а фильтрующий элемент выполнен в виде конвейера, состо щего из гибкой двухслойной ленты, огибающей ведомый и ведущий барабаны, один слой которой выполнен из дренажного материала с нанесенной на него полупроницаемой мембраной и расположен с зазором по отношению к другому слою, выполненному из непроницаемого материала, с образованием замкнутой полости, при этом непроницаемый слой ленты и ведущий барабан снабжены подпружиненными клапанами , размещенными с одинаковым шагом, а на дренажном слое ленты установлены перемешивающие очистительные устройства в виде пр моугольной рамки, наход щейс  в напорном канале, перпендикул рно мембранам на корпусе и фильтрующем элементе , при этом ведущий барабан разделен на равные части посредством перегородок, а клапаны выполнены в виде усеченного конуса и прикреплены к коромыслам, снабженным пружинами и роликами дл  обеспечени  контакта при огибации лентой конвейера ведущего барабана с копиром.

На фиг. 1 изображен ультрафильтрационный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.

Аппарат дл  ультрафильтрации состоит из перфорированного корпуса 1, имеющего форму пр моугольного параллелепипеда, с уложенной на его внутреннюю поверхность подложкой 2 с полупроницаемой мембраной 3. Корпус снабжен торцевыми крышками 4, 5 с патрубками ввода б и вывода 7 раствора, расположенными в центральных част х крышек 4, 5. Внутри корпуса 1 размещен конвейер, состо щий из гибкой ленты 8, огибающей ведомый 9 и ведущий 10 барабаны , при этом лента 8 имеет два сло  11 и

12, расположенных с зазором друг относительно друга, образу  замнутую полость. Причем слой 11 выполнен из непроницаемого материала, а слой 12 выполнен из дренажного материала, например из капро- новой или металлической сетки, и покрыт полупроницаемой мембраной 14. Дл  обеспечени  гарантированного зазора при воздействии давлени  на ленту 8 между сло ми 11 и 12 установлены втулки 13. На дренаж- ном слое 12 установлены перемешивающие очистительные устройства в виде пр моугольной рамки 15, наход щейс  в напорном канале перпендикул рно мембранам 3, 14. Дл  удалени  фильтрата из замкнутой полости ленты 8 непроницаемый ее слой 11 и ведущий барабан 10 снабжены клапанами 16, выполненными в виде усеченного конуса и прикрепленными к коромыслам 17, которые в свою очередь снабжены пружинами 18 и роликами 19 дл  обеспечени  контакта при огибании лентой 8 конвейера ведущего барабана 10 с копиром 20. Клапаны 16 на непроницаемом слое 11 и барабане 10 размещены с одинаковым шагом. Пружины 18 дл  обеспечени  герметичного закрыти  отверстий клапанами 16 в барабане 10 и ленте 8 в момент отсутстви  контакта между ними должны иметь силу упругости, превышающую максимальное давление, оказываемое на клапаны 16 со стороны раствора. Кроме этого размещение пружины 18 и клапана 16 на коромысле 17 выбираетс  таким образом , чтобы сила упругости пружины 18 была минимальной, что позвол ет исключить ко- робление ленты 8 в момент открыти  клапанов 16 и тем самым обеспечить надежное ее прижатие к барабану 10.

Барабан 10 дл  своевременного удалени  фильтрата из замкнутой полости ленты 8 разделен на равные части посредством перегородок 21. К барабану 10 по его оси примыкает полый вал 22, установленный на подшипниках 23 и  вл ющийс  приводным.

Аппарат дл  ультрафильтрации работа- ет следующим образом. Раздел ема  жидкость под давлением, превышающим осмотическое давление.растворенных в ней веществ, через патрубок 6 подаетс  в кор- пус 1 аппарата и последовательно проходит вдоль поверхностей мембран 3 и 14. Одновременно с помощью внешнего привода приводитс  во вращение ведущий барабан 10. Проникший через мембрану 3 фильтрат удал етс  за пределы аппарата через пер-

форацию корпуса 1, а проникший через мембрану 14 фильтрат удал етс  в барабан 10 через клапаны 16 путем их открывани  в результате контакта роликов 19с копгром 20 в момент огибани  лентой 8 барабана 10. Из барабана 10 фильтрат удал етс  через полый вал 22 за пределы аппарата. Концентрат удал етс  из аппарата посредством патрубка 7,

Преимущества предлагаемого аппзрэта и положительный эффект по сравнению с прототипом достигаетс  следующим:

выполнение перфорированного корпуса аппарата с уложенными на его внутреннюю поверхность подложкой и полупроницаемой мембраной в форме пр моугольного парэллелепипеда, а фильтрующего элемента в виде конвейера, состо щего из гибкой двухслойной ленты, огибающей ведомый и ведущий барабаны, один слой которой выполнен из дренажного материала с нанесенной на него полупроницаемой мембраной и расположен с зазором по отношению к другому слою, выполненному из непроницаемого материала, с образо- ванием замкнутой полости позвол ет увеличить компактность аппарата и наиболее рационально использовать внутреннее пространство аппарата дл  разделени  и тем самым увеличить его производительность;

снабжение ленты пр моугольной рамкой позвол ет повысить эффективность очистки поверхности мембраны при сохранении ее целостности;

размещение на непроницаемом слое ленты и ведущем барабане подпружиненных клапанов с одинаковым шагом, а также деление ведущего барабана перегородками на равные части позвол ет беспреп тственно удал ть из замкнутой полости ленты конвейера фильтрат;

выполнение фильтрующего элемента в виде конвейера позвол ет регенерировать мембрану путем возвращени  ее из в зкой области в о&ласть подачи исходного раствора , в результате чего смываетс  высоков зкий осадок с поверхности мембраны исходным раствором и тем самым снижаетс  вли ние концентрационной пол ризации .

(56) Авторское свидетельство СССР № 586919, кл. В 01 D 63/16, 1975.

Claims (3)

1. АППАРАТ ДЛЯ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ , состо щий из корпуса, фильтрующегоэпемента ,перемешивающего устройства, патрубков дл  ввода и вывода раствора и дл  удалени  фильтрата, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности аппарата, снижени  вли ни  концентрационной пол ризации и повышени  эффективности очистки поверхности мембран, корпус аппарата выполнен в видепр моугольного параллелепипеда с отверсти ми дл  вывода фильтрата и расположенными на его внутренней поверхности подложкой и полупроницаемой мембраной и снабжен торцевыми крышками с патрубками дл  ввода и вывода раствора, а фильтрующий элемент выполнен в виде конвейера, состо щего из гибкой двуслойной ленты, огибающей ведомый и ведущий барабаны, верхний слой которой выполнен из дре10

0043148

нажного материала с нанесенной на него полупроницаемой мембраной и расположен с зазором по отношению к нижнему слою, выполненному из непроницаемого 5 материала, с образованием замкнутой полости , при этом нижний слой ленты и ведущий барабан снабжены подпружиненными клапанами, размещенными с одинаковым шагом, а на верхнем слое ленты установлены перемешивающие очистительные устройства в виде пр моугольной рамки, расположенной в напорном канале перпендикул рно мембранам на корпусе и фильтрующем элементе.

2.Аппарат по п.1, отличающийс  тем, что ведущий барабан разделен на равные части посредством перегородок.

3.Аппарат по п.1, отличающийс  тем, что клапаны выполнены в виде усеченного конуса и прикреплены к коромыслам, снабженным пружинами и роликами дл  обеспечени  контакта с копиром при огибании лентой конвейера ведущего барабана.

25

20

Исходный

раствор 6

ГЛ73 чч

7/ № Фильтра/п №15

фильтрст

4 J Л.1