RU2248840C2 - Membranous apparatus for separation of mixtures - Google Patents

Membranous apparatus for separation of mixtures Download PDF

Info

Publication number
RU2248840C2
RU2248840C2 RU2003118169/15A RU2003118169A RU2248840C2 RU 2248840 C2 RU2248840 C2 RU 2248840C2 RU 2003118169/15 A RU2003118169/15 A RU 2003118169/15A RU 2003118169 A RU2003118169 A RU 2003118169A RU 2248840 C2 RU2248840 C2 RU 2248840C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
separation
mixtures
membrane
initial liquid
thickness
Prior art date
Application number
RU2003118169/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003118169A (en
Inventor
А.В. Бузин (RU)
А.В. Бузин
Ф.В. Буздаев (RU)
Ф.В. Буздаев
А.М. Мелентьев (RU)
А.М. Мелентьев
Ф.С. Юнусов (RU)
Ф.С. Юнусов
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Казанский научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Казанский научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей" filed Critical Государственное унитарное предприятие "Казанский научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей"
Priority to RU2003118169/15A priority Critical patent/RU2248840C2/en
Publication of RU2003118169A publication Critical patent/RU2003118169A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2248840C2 publication Critical patent/RU2248840C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

FIELD: engineering industry; food industry, chemical and other industries.
SUBSTANCE: the invention is dealt with the field of devices for separation of mixed fluids into two fractions by methods of micro-, ultra-, nano-filtration and a hyper-filtration and reverse osmosis and may be used in engineering industry, food, chemical and other industries. The membranous apparatus consists of a pack of the rectangular plain frame shape filtering elements tightened between two metal flanges. The flanges have unions for feeding an initial liquid in and for a withdrawal of products of separation. The filtering element contains a supporting plate and a diaphragm enveloping a working section of the plate from both sides. Between the filtering elements there are elastic spacers made in the form of a frame. The supporting plates are fixed in respect to each other, to the spacers, to the diaphragm and the flange by a system of bores and ledges. The technical result is provision of a continuity and a persistence of a pressure in a stream of an initial liquid on the whole way of its traffic in the apparatus at the expense of the elastic spacers made with a decreasing width with the given regularity, that ensures the more intensive cleansing of the diaphragms and increased quality and efficiency of separation of mixtures.
EFFECT: the invention ensures continuity and a persistence of a pressure in a stream of an initial liquid through the whole its way, intensive cleansing of diaphragms, increased quality and efficiency of separation of mixtures.
3 dwg

Description

Мембранный аппарат относится к устройствам для разделения жидких смесей на две фракции методами микро-, ультра-, нанофильтрации, обратного осмоса и может быть использован в машиностроении, пищевой, химической и других отраслях промышленности.The membrane apparatus refers to devices for separating liquid mixtures into two fractions using micro-, ultra-, nanofiltration, reverse osmosis methods and can be used in mechanical engineering, food, chemical and other industries.

Известен мембранный аппарат, содержащий два несущих фланца со штуцерами для ввода исходной смеси и вывода продуктов разделения, опорные пластины, полупроницаемые мембраны и герметизирующие элементы (1).A known membrane apparatus containing two load-bearing flanges with fittings for introducing the initial mixture and outputting separation products, support plates, semipermeable membranes and sealing elements (1).

Недостатком аппарата является сложность конструкции и повышение трудоемкости изготовления опорных пластин, на которых выполнены криволинейные каналы в виде концентрических окружностей. Кроме того, часть мембраны не участвует в фильтрации, так как перекрыта соседними пластинами, а криволинейность потока требует значительного увеличения мощности насоса (нагнетателя).The disadvantage of this apparatus is the complexity of the design and the increasing complexity of the manufacture of support plates on which curved channels are made in the form of concentric circles. In addition, part of the membrane is not involved in the filtration, since it is blocked by adjacent plates, and the curvature of the flow requires a significant increase in the power of the pump (blower).

Наиболее близким к предлагаемому является мембранный аппарат с плоскими прямоугольными фильтрующими элементами, содержащий два несущих фланца со штуцерами для ввода исходной смеси и вывода продуктов разделения и расположенного между ними пакета из эластичных прокладок, выполненных в виде рамок, перекрывающих мембраны по всем кромкам, и фильтрующих элементов, каждый из которых содержит опорную пластину с переточным отверстием и полупроницаемую мембрану, проходящую через переточное отверстие и охватывающую опорную пластину с двух сторон.Closest to the proposed one is a membrane apparatus with flat rectangular filtering elements, containing two supporting flanges with fittings for introducing the initial mixture and outputting the separation products and the package of elastic spacers located between them, made in the form of frames overlapping membranes along all edges and filtering elements each of which contains a support plate with a transfer hole and a semipermeable membrane passing through the transfer hole and covering the support plate with two hundred ron.

Переточные отверстия двух соседних фильтрующих элементов расположены противоположно один относительно другого, что обеспечивает последовательное движение обрабатываемой смеси через все фильтрующие элементы (2).The transfer openings of two adjacent filtering elements are located opposite one another, which ensures a consistent movement of the processed mixture through all filtering elements (2).

Основной недостаток этого аппарата состоит в том, что при постоянном проходном сечении для течения исходной жидкости, которое определяется постоянной толщиной эластичных прокладок, плотность и давление исходной жидкости по мере ее движения к выходу уменьшаются в связи с оттоком фильтрата, увеличивается концентрационная поляризация и, как следствие, снижается общий выход фильтрата.The main disadvantage of this apparatus is that with a constant flow cross section for the flow of the initial fluid, which is determined by the constant thickness of the elastic gaskets, the density and pressure of the initial fluid decrease as it moves to the outlet, due to the outflow of the filtrate, the concentration polarization increases and, as a result , decreases the overall yield of the filtrate.

Цель предлагаемого изобретения - повышение интенсивности разделения жидкости.The purpose of the invention is to increase the intensity of liquid separation.

Цель достигается тем, что в мембранном аппарате, содержащем два несущих фланца со штуцерами для ввода исходной смеси и вывода продуктов разделения и расположенного между ними пакета из эластичных прокладок, выполненных в виде рамок, перекрывающих мембраны по всем кромкам, и фильтрующих элементов, каждый из которых содержит опорную пластину с переточным отверстием и полупроницаемую мембрану, величина проходного сечения для обрабатываемой смеси в фильтрующих элементах выполнена различной величины: по движению обрабатываемой смеси проходное сечение уменьшается по определенной закономерности, что обеспечивает сплошность и постоянство давления в потоке и снижает концентрационную полярность, а значит и эффективную очистку мембран и повышение качества и производительности разделения смеси.The goal is achieved in that in a membrane apparatus containing two load-bearing flanges with fittings for introducing the initial mixture and withdrawing the separation products and a package of elastic spacers located between them, made in the form of frames overlapping the membranes along all edges, and filter elements, each of which contains a base plate with a transfer hole and a semi-permeable membrane, the passage size for the mixture to be processed in the filter elements is made of various sizes: the movement of the processed mixture passes The battery-section decreases at a certain regularity, which ensures the continuity and constancy of the pressure in the flow and reduces the concentration polarity, and hence the effective cleaning of membranes and improving the quality and performance of the separation mixture.

Изменение проходных сечений производится за счет того, что толщина каждой эластичной прокладки меньше толщины предыдущей на величину:The change in the flow cross sections is due to the fact that the thickness of each elastic strip is less than the thickness of the previous one by the amount of:

Δh=К·h/n,Δh = K · h / n,

где К – величина, равная отношению объема выделяемого фильтрата в единицу времени к объему обрабатываемой смеси, подаваемой в аппарат за ту же единицу времени;where K is a value equal to the ratio of the volume of the emitted filtrate per unit time to the volume of the treated mixture supplied to the apparatus for the same unit of time;

h - толщина эластичной прокладки, первой на входе обрабатываемой смеси в аппарат;h is the thickness of the elastic strip, the first at the input of the processed mixture into the apparatus;

n - количество фильтрующих элементов в мембранном аппарате.n is the number of filter elements in the membrane apparatus.

На фиг.1 показан собранный мембранный аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - вид сверху на опорную пластину по А-А на фиг.1 (мембрана показана пунктиром, часть вышерасположенной пластины, попадающей в разрез, не показана); на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2, показан коллектор сбора фильтрата.Figure 1 shows the assembled membrane apparatus, a longitudinal section; figure 2 is a top view of the base plate along aa in figure 1 (the membrane is shown in dotted lines, part of the upstream plate falling into the section is not shown); figure 3 is a section bB in figure 2, shows the collector of the filtrate.

Мембранный аппарат содержит фланец 4 со штуцером 1 фланец 7 со штуцерами 8 и 9, эластичные прокладки 5, фильтрующие элементы, состоящие из опорной пластины 2 и мембраны 3, охватывающей рабочую часть пластины с двух сторон, и дополнительных эластичных фиксаторов мембраны 12, имеющих толщину, равную толщине опорной пластины.The membrane apparatus comprises a flange 4 with a fitting 1, a flange 7 with fittings 8 and 9, elastic gaskets 5, filter elements consisting of a support plate 2 and a membrane 3, covering the working part of the plate on both sides, and additional elastic clamps of the membrane 12 having a thickness equal to the thickness of the base plate.

Опорные пластины, эластичные прокладки и мембраны фиксируются между собой отверстиями 6 в пластине, прокладке и мембране и выступами 10 на пластине (фиг.1, 2), что повышает жесткость аппарата и гарантирует отсутствие сдвига и образование складок на мембране при сборке и во время работы. Первая и последняя пластины фиксируются на фланцах, имеющих глухие отверстия.Support plates, elastic gaskets and membranes are fixed between each other by holes 6 in the plate, gasket and membrane and protrusions 10 on the plate (Figs. 1, 2), which increases the rigidity of the apparatus and ensures the absence of shear and creasing on the membrane during assembly and during operation . The first and last plates are fixed on flanges having blind holes.

Мембранный аппарат работает следующим образом: обрабатываемая смесь (жидкость), подлежащая разделению, подается под определенным давлением во входной штуцер 1, последовательно проходит через все фильтрующие элементы и в виде концентрата выходит через штуцер 8 из аппарата. Во время прохождения в аппарате под воздействием градиента давлений часть смеси (фильтрат) проникает через полупроницаемую мембрану 3 и по треугольным канавкам на “рабочих” поверхностях опорных пластин через щели 13 и собирается в коллекторе сбора фильтрата 14. Из коллектора фильтрат выходит через штуцер 9. Количество фильтрующих элементов и их рабочая площадь определяется в зависимости от необходимой производительности мембранного аппарата.The membrane apparatus operates as follows: the mixture to be treated (liquid) to be separated is supplied under a certain pressure to the inlet fitting 1, passes through all filter elements in series and leaves the nozzle 8 in the form of concentrate. During passage in the apparatus under the influence of a pressure gradient, a part of the mixture (filtrate) penetrates through the semipermeable membrane 3 and along the triangular grooves on the “working” surfaces of the support plates through the slots 13 and is collected in the filtrate collection manifold 14. The filtrate leaves the collector through the nozzle 9. Quantity filter elements and their working area is determined depending on the required performance of the membrane apparatus.

Источники информацииSources of information

1. Патент РФ 2194566, В 01 D 63/08, 2000 г.1. RF patent 2194566, 01 D 63/08, 2000

2. Авторское свидетельство СССР 680220, В 01 D 13/00, 1983 г.2. Copyright certificate of the USSR 680220, 01 D 13/00, 1983

Claims (1)

Мембранный аппарат для разделения смесей, содержащий два несущих фланца со штуцерами для ввода исходной смеси и вывода продуктов разделения и расположенный между ними пакет из эластичных прокладок, выполненных в виде рамок, перекрывающих мембраны по всем кромкам, и фильтрующие элементы, каждый из которых содержит опорную пластину с переточным отверстием и полупроницаемую мембрану, отличающийся тем, что толщина каждой эластичной прокладки меньше толщины предыдущей на величинуA membrane apparatus for separating mixtures, containing two bearing flanges with fittings for introducing the initial mixture and outputting the separation products and a packet of elastic gaskets between them, made in the form of frames overlapping the membranes along all edges, and filter elements, each of which contains a support plate with a transfer hole and a semi-permeable membrane, characterized in that the thickness of each elastic strip is less than the thickness of the previous one by an amount Δh=К·h/nΔh = K · h / n где К - величина, равная отношению объема выделяемого фильтрата в единицу времени к объему обрабатываемой смеси, подаваемой в аппарат за ту же единицу времени;where K is a value equal to the ratio of the volume of the emitted filtrate per unit time to the volume of the treated mixture supplied to the apparatus for the same unit of time; h - толщина эластичной прокладки, первой на входе обрабатываемой смеси в аппарат;h is the thickness of the elastic strip, the first at the input of the processed mixture into the apparatus; n - количество фильтрующих элементов в мембранном аппарате.n is the number of filter elements in the membrane apparatus.
RU2003118169/15A 2003-06-16 2003-06-16 Membranous apparatus for separation of mixtures RU2248840C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003118169/15A RU2248840C2 (en) 2003-06-16 2003-06-16 Membranous apparatus for separation of mixtures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003118169/15A RU2248840C2 (en) 2003-06-16 2003-06-16 Membranous apparatus for separation of mixtures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003118169A RU2003118169A (en) 2004-12-20
RU2248840C2 true RU2248840C2 (en) 2005-03-27

Family

ID=35560646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003118169/15A RU2248840C2 (en) 2003-06-16 2003-06-16 Membranous apparatus for separation of mixtures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2248840C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3695444A (en) Membrane support
US11565215B2 (en) Permeate channel alterations for counter current filtration for use in cross-flow filtration modules useful in osmotic systems
US3608610A (en) Apparatus for evaporative separation of liquids through microporous panels
US4956085A (en) Filter plate, filter plate element and filter comprising same
JPH0361483B2 (en)
US4801381A (en) Ultrafiltration apparatus
CA2472325A1 (en) A spiral wound membrane element and a process for preventing telescoping of the filter element
US11654397B2 (en) Filter cassette article, and filter comprising same
RU2248840C2 (en) Membranous apparatus for separation of mixtures
CA1204674A (en) Apparatus for separating liquid feed mixtures into two fractions by means of semipermeable membranes
US5160433A (en) Laboratory scale ultrafiltration apparatus
WO2000047307A9 (en) Separation devices and processes
RU2033188C1 (en) Multichamber membrane filter
RU2033250C1 (en) Diaphragm filtering unit
RU2009707C1 (en) Membrane module
RU2040317C1 (en) Diaphragm filter
SU1017361A1 (en) Membrane apparatus
SU878217A1 (en) Apparatus for concentrating and dividing liquid foodstuffs
RU2194566C1 (en) Membrane filter module
RU2031697C1 (en) Membrane member
RU2073555C1 (en) Filtering apparatus
SU483842A1 (en) Method of fastening wood transverse cut filtering plate
SU1090298A1 (en) Apparatus for concentrating and separating liquid food products
RU43783U1 (en) MEMBRANE MACHINE
RU1778177C (en) Apparatus for concentrating and filtering solutions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120617