RU2530100C1

RU2530100C1 - Membrane device

Info

Publication number: RU2530100C1
Application number: RU2013138003/05A
Authority: RU
Inventors: Борис Анатольевич Лобасенко; Александр Алексеевич Кириченко; Евгения Евгеньевна Истратова; Роман Витальевич Котляров
Original assignee: ФГБОУ ВПО "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности"
Priority date: 2013-08-13
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2014-10-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: membrane device comprises a housing with connecting pipes for product withdrawal, a case with two annular slots and a hollow rod with a cone to which a movable shaft is attached and fitted by blades, the shaft divides the membrane channel into four sectors, the three of them are equipped by a grid fixed to the blades at certain distance from the membrane and disks are mounted on the shaft along the whole its length in the fourth sector.

EFFECT: higher efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of concentration of solutions by ultrafiltration, reverse osmosis and can be used in food, chemical, pharmaceutical and other industries.

Известен аппарат для мембранного концентрирования [1], состоящий из корпуса, на котором находится кожух со штуцерами. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток, на конце которого выполнен конус. Положение конуса регулируется при помощи резьбы. Устройство присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится спираль, приводящаяся во вращение лопастями, которые расположены в корпусе. На корпусе имеются штуцеры для подвода продукта. Внутри спирали по всей длине расположена неподвижная сетка, которая одним концом крепится к конусу штока, а другим - к корпусу. Благодаря сетке, предотвращается размытие диффузионного слоя в радиальном направлении, что благоприятно влияет на сохранение концентрации в отводимом из аппарата слое. Недостатком аппарата является периодичный характер работы.A known apparatus for membrane concentration [1], consisting of a housing on which there is a casing with fittings. The housing has two annular slots. Inside the body there is a hollow rod, at the end of which a cone is made. The position of the cone is adjustable using thread. The device is attached to the tubular membrane. Inside the cavity of the membrane is a spiral, driven into rotation by the blades that are located in the housing. On the body there are fittings for supplying the product. Inside the spiral along the entire length there is a fixed grid, which is attached at one end to the stem cone and the other to the body. Thanks to the mesh, the diffusion layer is prevented from blurring in the radial direction, which favorably affects the preservation of concentration in the layer removed from the apparatus. The disadvantage of the apparatus is the periodic nature of the work.

Известен аппарат для мембранного концентрирования [3], состоящий из корпуса, на котором находится кожух со штуцером. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток, на конце которого выполнен конус. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Аппарат присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится рифленая вставка в виде сектора цилиндра, приводящаяся во вращение лопастями. Вставка одним концом крепится к конусу штока, а другим - к лопастям. Благодаря щелевому зазору между вставкой и мембраной, а также рифленой поверхности вставки происходит увеличение скорости потока и его турбулизация, что приводит к очистке части поверхности мембраны в области вставки. Недостатком данной конструкции является низкая производительность по отводимому диффузионному слою, что влияет на производительность аппарата в целом.A known apparatus for membrane concentration [3], consisting of a housing on which there is a casing with a fitting. The housing has two annular slots. Inside the body there is a hollow rod, at the end of which a cone is made. The position of the stem is adjustable using threads. The device is attached to the tubular membrane. Inside the cavity of the membrane is a corrugated insert in the form of a sector of the cylinder, driven into rotation by the blades. The insert is attached at one end to the stem cone and at the other to the blades. Due to the slit gap between the insert and the membrane, as well as the corrugated surface of the insert, an increase in the flow rate and its turbulization occurs, which leads to cleaning of a part of the membrane surface in the insert area. The disadvantage of this design is the low productivity of the diverted diffusion layer, which affects the performance of the device as a whole.

Известно мембранное устройство [2], состоящее из корпуса, на котором находится кожух со штуцером. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток с конусом. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Устройство присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится подвижный полый вал с насаженными на него лопастями, один конец которого крепится к конусу штока, а другой - выходит через корпус наружу. Вал имеет два отверстия для подачи газа, расположенные под углом 90° относительно оси вала. Лопасти разделяют полость мембраны на четыре сектора, в трех из них осуществляется отвод диффузионного слоя, а в четвертом происходит очистка мембраны. Недостатком данного устройства является невысокая степень очистки мембраны, за счет чего будет низкая производительность по фильтрату.Known membrane device [2], consisting of a housing on which there is a casing with a fitting. The housing has two annular slots. Inside the body is a hollow stem with a cone. The position of the stem is adjustable using threads. The device is attached to the tubular membrane. Inside the membrane cavity there is a movable hollow shaft with blades mounted on it, one end of which is attached to the stem cone, and the other goes out through the housing. The shaft has two gas supply openings located at an angle of 90 ° relative to the axis of the shaft. The blades divide the membrane cavity into four sectors, in three of them the diffusion layer is removed, and in the fourth the membrane is cleaned. The disadvantage of this device is the low degree of purification of the membrane, due to which there will be low productivity in the filtrate.

Задачей изобретения является увеличение производительности.The objective of the invention is to increase productivity.

Решается задача тем, что тем, что в трех секторах находится сетка, крепящаяся к лопастям на некотором расстоянии от мембраны, а в четвертом - на валу по всей его длине установлены диски.The problem is solved by the fact that in three sectors there is a grid attached to the blades at a certain distance from the membrane, and in the fourth one, discs are installed on the shaft along its entire length.

На фиг.1 представлен предлагаемый аппарат, на фиг.2 разрез А-А.Figure 1 presents the proposed apparatus, figure 2 is a section aa.

Аппарат состоит из корпуса 1, на котором находится штуцер 2 и кожух 3. Корпус имеет две кольцевые щели 4 и 5. Внутри корпуса находится полый шток 6 с конусом. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Корпус присоединен к трубчатой мембране 7. Внутри канала мембраны расположены четыре лопасти 8, которые образуют сектора. Внутри одного из образованных лопастями секторов к валу на небольшом расстоянии друг от друга крепятся диски 9. В остальных секторах к лопастям на некотором расстоянии от мембраны крепится цилиндрическая сетка 10. Поворот вала с лопастями осуществляется путем подачи раствора через штуцер 11. Подача исходного раствора осуществляется через штуцер 12. К корпусу крепится кожух 13 со штуцерами для отвода фильтрата 14 и подачи газа 15.The apparatus consists of a housing 1, on which there is a fitting 2 and a casing 3. The housing has two annular slots 4 and 5. Inside the housing there is a hollow stem 6 with a cone. The position of the stem is adjustable using threads. The housing is attached to the tubular membrane 7. Four blades 8 are located inside the channel of the membrane, which form sectors. Disks 9 are mounted to the shaft at a small distance from each other inside one of the sectors formed by the blades. In the remaining sectors, a cylindrical grid 10 is attached to the blades at a certain distance from the membrane. The shaft with the blades is rotated by feeding the solution through the nozzle 11. The initial solution is supplied through nipple 12. A casing 13 with fittings for attaching the filtrate 14 and supplying gas 15 is attached to the housing.

Мембранный аппарат работает следующим образом. Исходный раствор под давлением подается в устройство через штуцер 12. При фильтровании раствора на внутренней поверхности мембраны образуется подвижный диффузионный слой с повышенным содержанием растворенных веществ (явление концентрационной поляризации). Диффузионный слой отводится из штуцера 2 и кожух 3, а основная часть потока - через внутреннюю полость штока 6. Благодаря лопастям 8, поток делится на четыре сектора, в трех из которых осуществляется формирование диффузионного слоя, а в четвертом - очистка мембраны за счет установленных дисков, создающих интенсивную турбулизацию потока. Установленная в трех секторах, цилиндрическая сетка 10 способствует сохранению концентрации в отводимом слое, препятствуя его размытию в радиальном направлении.Membrane apparatus operates as follows. The initial solution under pressure is supplied to the device through the nozzle 12. When filtering the solution on the inner surface of the membrane, a movable diffusion layer is formed with a high content of dissolved substances (concentration polarization phenomenon). The diffusion layer is discharged from the nozzle 2 and the casing 3, and the main part of the flow is through the inner cavity of the rod 6. Thanks to the blades 8, the flow is divided into four sectors, in three of which the diffusion layer is formed, and in the fourth - the membrane is cleaned by installed disks creating intense turbulization of the flow. Installed in three sectors, a cylindrical mesh 10 helps to maintain concentration in the discharge layer, preventing it from eroding in the radial direction.

По мере загрязнения поверхности мембраны в других секторах производят поворот вала с дисками, для чего подают исходный раствор через штуцер 11. При этом внешние кромки лопастей также осуществляют очистку мембраны. Помимо этого для очистки внутренних пор мембраны возможна подача газа через штуцер 15.As the surface of the membrane becomes contaminated in other sectors, the shaft with the disks is rotated, for which a feed solution is supplied through the nozzle 11. At the same time, the outer edges of the blades also clean the membrane. In addition, for cleaning the inner pores of the membrane, a gas supply through the nozzle 15 is possible.

Источники информацииInformation sources

1. Лобасенко Б.А., Котляров Р.В., Истратова Е.Е. Аппарат для мембранного концентрирования: Патент №2285556. - Опубл. 20.10.06. в БИ №29.1. Lobasenko B.A., Kotlyarov R.V., Istratova E.E. The apparatus for membrane concentration: Patent No. 2285556. - Publ. 10/20/06. in BI No. 29.

2. Лобасенко Б.А., Гарифулин Р.Ш., Семенов А.Г., Иванова С.А. Аппарат для мембранного концентрирования: Патент №2429053. - Опубл. 20.09.11. в БИ №15.2. Lobasenko B.A., Garifulin R.Sh., Semenov A.G., Ivanova S.A. The apparatus for membrane concentration: Patent No. 2429053. - Publ. 09/20/11. in BI No. 15.

3. Лобасенко Б.А., Истратова Е.Е. Мембранное устройство: Патент №2286841. - Опубл. 10.11.06. в БИ №31.3. Lobasenko B.A., Istratova E.E. Membrane device: Patent No. 2286841. - Publ. 11/10/06. in BI No. 31.

Claims

A membrane apparatus comprising a casing with fittings for product discharge, a housing with two annular slots, and a hollow stem with a cone to which a movable shaft with blades mounted on it is attached, dividing the membrane channel into four sectors, characterized in that there is a grid in three sectors, mounted to the blades at a certain distance from the membrane, and in the fourth - on the shaft along the entire length of the discs are installed.