RU2558894C1 - Вертикальный мембранный аппарат - Google Patents
Вертикальный мембранный аппарат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558894C1 RU2558894C1 RU2014122596/05A RU2014122596A RU2558894C1 RU 2558894 C1 RU2558894 C1 RU 2558894C1 RU 2014122596/05 A RU2014122596/05 A RU 2014122596/05A RU 2014122596 A RU2014122596 A RU 2014122596A RU 2558894 C1 RU2558894 C1 RU 2558894C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filtrate
- turbulator
- membrane module
- concentrate
- section
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации. Вертикальный мембранный аппарат состоит из корпуса с фланцами, установленным внутри него мембранным модулем, патрубками для ввода исходной жидкости и отвода фильтрата, турбулизатором в мембранном модуле конусной формы с нанесенной на его внутреннюю пористую поверхность полупроницаемой мембраной, установленным в подшипниках со стороны ввода исходной жидкости и отвода фильтрата и концентрата, и состоит из трех участков: первый участок выполнен в виде ступицы, закрепленной в подшипнике в патрубке для ввода исходного раствора, на конце которого смонтирован пропеллер с лопастями, вращающимися под действием входного потока жидкости с передачей крутящего момента турбулизатору; второй участок выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, при этом турбулизатор совершает вращательное движение путем принудительного изменения давления исходной жидкости в патрубке для ввода исходной жидкости посредством раскручивания лопастей пропеллера; третий участок выполнен полым и снабжен планетарной зубчатой передачей для обеспечения вращения турбулизатора и мембранного модуля под действием потока жидкости, причем отвод концентрата осуществляется через окна в полой части турбулизатора, а фильтрата - через отверстие во фланце, установленном со стороны отвода фильтрата и концентрата. Технический результат - повышение производительности мембранного аппарата за счет улучшения гидродинамического воздействия на разделяемый поток. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, микробиологической промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является мембранный аппарат с неустановившейся гидродинамикой [Патент 2506990 РФ, МПК 6 B01D 63/00. Мембранный аппарат с неустановившейся гидродинамикой [Текст] / Ключников А.И., Шевцов А.А., Мажулина И.В., заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. университет, инж. техн. - 2012127526/05; заявл. 03.07.12; опубл. 10.01.14], содержащий каркас, внутри которого расположен очистительный элемент, установленный с возможностью возвратно-поступательного движения.
Недостатками известного аппарата являются невысокая производительность, высокие энергозатраты.
Технической задачей изобретения является повышение производительности мембранного аппарата за счет улучшения гидродинамического воздействия на разделяемый поток вследствие снижения слоя высокой концентрации, образующегося на мембране, и его уноса, снижение энергопотребления за счет отсутствия электродвигателя для обеспечения вращательного движения.
Техническая задача изобретения достигается тем, что в вертикальном мембранном аппарате, включающем корпус, выполненный из непроницаемого материала, с фланцами, установленным внутри него мембранным модулем и турбулизатором с вращательным движением, патрубками для ввода исходной жидкости, отвода фильтрата, новым является то, что турбулизатор, соосно расположенный в мембранном модуле конусной формы с нанесенной на его внутреннюю пористую поверхность полупроницаемой мембраной, выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, установлен в подшипниках со стороны ввода исходной жидкости и отвода фильтрата и концентрата и состоит из трех участков: первый участок выполнен в виде ступицы, закрепленной в подшипнике в патрубке для ввода исходного раствора, на конце которого смонтирован пропеллер с лопастями, вращающимися под действием входного потока жидкости с передачей крутящего момента турбулизатору; второй участок турбулизатора, находящийся в мембранном модуле, выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, при этом турбулизатор совершает вращательное движение путем принудительного изменения давления исходной жидкости в патрубке для ввода исходной жидкости посредством раскручивания лопастей пропеллера; третий участок, находящийся со стороны отвода концентрата, выполнен полым и снабжен планетарной зубчатой передачей для обеспечения вращения турбулизатора и мембранного модуля под действием потока жидкости, причем отвод концентрата осуществляется через окна в полой части турбулизатора, а фильтрата - через отверстие во фланце, установленном со стороны отвода фильтрата и концентрата.
Технический результат изобретения заключается в повышении производительности мембранного аппарата за счет улучшения гидродинамического воздействия на разделяемый поток вследствие снижения слоя высокой концентрации, образующегося на мембране, и его уноса, снижения энергопотребления за счет отсутствия электродвигателя для обеспечения вращательного движения.
На фиг. 1 представлен общий вид вертикального мембранного аппарата; на фиг. 2 - увеличенная часть вертикального мембранного аппарата в зоне отвода концентрата и фильтрата; на фиг. 3 - вид планетарной зубчатой передачи со стороны отвода концентрата и фильтрата.
Вертикальный мембранный аппарат (фиг. 1) представляет собой корпус 1, выполненный из непроницаемого материала, с патрубками для ввода исходного раствора 5, вывода фильтрата 19, с соосно расположенным внутри него мембранным модулем 2 конусной формы с нанесенной на его внутреннюю поверхность полупроницаемой мембраной 8.
Турбулизатор 3 выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями и состоит из трех участков: первый участок выполнен в виде ступицы, закрепленной спицами 6 и установленной в подшипник 4, в патрубке для ввода исходного раствора 5, на конце турбулизатора смонтирован пропеллер 9 с лопастями, вращающимися под действием входного потока жидкости с передачей крутящего момента турбулизатору 3.
Второй участок турбулизатора 3, находящийся в мембранном модуле 2, выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, вращение которого обеспечивает перенос исходного раствора вдоль мембранного модуля 2. При этом турбулизатор 3 совершает вращательное движение путем принудительного изменения давления исходной жидкости в патрубке для ввода исходной жидкости 5 посредством раскручивания лопастей пропеллера 9.
Третий участок турбулизатора 3, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного окнами для удаления концентрата, установлен в подшипнике 17 и закреплен в мембранном модуле 2 с крышкой подшипника 15. Расположенная со стороны отвода концентрата планетарная зубчатая передача состоит из ведущего центрального колеса 18, ведомых водил 13 и трех сателлитов 21, вращающихся вместе с каждым из водил 13 вокруг центральной оси турбулизатора 3. Причем в каждом из водил 13, жестко закрепленных в мембранном модуле 2, установлены подшипники 14. Для защиты планетарной передачи от попадания на ее поверхность фильтрата прошедшего через полупроницаемую мембрану 8, к мембранному модулю жестко закреплен отбойник 20.
Мембранный модуль 2 и корпус 1 герметично соединены между собой при помощи фланца 10, прокладки 7, крышки 12 и фланца 11. На торцевой части корпуса 1 с одной стороны установлен патрубок ввода исходного раствора 5, с другой, во фланце 11, - патрубок вывода фильтрата 19. Между фланцем 10 и подшипником 23 установлена прокладка 16.
Мембранный аппарат работает следующим образом.
Исходный раствор подается через патрубок для ввода исходного раствора 5 в мембранный модуль 2 и под действием потока приводит во вращение пропеллер 9, закрепленный на первом участке турбулизатора 3, а следовательно, и турбулизатор 3. Винтовые спирали на поверхности турбулизатора 3 позволяют увеличить крутящий момент и обеспечить необходимую скорость вращения, что способствует движению исходной жидкости вдоль мембранного модуля 2. Фильтрат, прошедший через полупроницаемую мембрану 8, нанесенную на мембранный модуль 2, поступает в полость, образованную внешней стенкой мембранного модуля 2 и внутренней поверхностью корпуса 1, откуда он отводится через патрубок вывода фильтрата 19.
Раскручивание турбулизатора 3 приводит во вращение каждое из водил 13, закрепленных в мембранном модуле 2, которые вместе с центральным колесом 18 и тремя сателлитами 21 образуют планетарную зубчатую передачу. Она обеспечивает вращение мембранного модуля 2, что создает дополнительные условия для удаления с поверхности полупроницаемой мембраны 9 предыдущего слоя концентрата и восстановления без дополнительных затрат селективности и проницаемости полупроницаемой мембраны 8. Витки вращающегося турбулизатора 3 удаляют концентрат через полую часть турбулизатора 3 и позволяют в значительной степени обеспечить отрыв молекул фильтрата от поверхности фильтрации.
Таким образом предложенный вертикальный мембранный аппарат имеет следующие преимущества:
- сохраняет заданную производительность более продолжительное время;
- обладает простотой обслуживания;
- создает благоприятные условия для снижения поляризационной концентрации за счет вращения мембранного модуля, при котором достигается максимально возможный отрыв молекул фильтрата от поверхности фильтрации;
- снижает давление жидкости на входе в аппарат, а следовательно, и энергозатраты на прокачку жидкости через аппарат на 5-10%;
- сохраняет мембрану от механического повреждения по причине отсутствия непосредственного контакта турбулизатора с ее поверхностью;
- обеспечивает многозадачный режим работы мембранного аппарата для разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации.
Claims (1)
- Вертикальный мембранный аппарат, включающий корпус, выполненный из непроницаемого материала, с фланцами, установленным внутри него мембранным модулем и турбулизатором с вращательным движением, патрубками для ввода исходной жидкости, отвода фильтрата, отличающийся тем, что турбулизатор, соосно расположенный в мембранном модуле конусной формы с нанесенной на его внутреннюю пористую поверхность полупроницаемой мембраной, выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, установлен в подшипниках со стороны ввода исходной жидкости и отвода фильтрата и концентрата и состоит из трех участков: первый участок выполнен в виде ступицы, закрепленной в подшипнике в патрубке для ввода исходного раствора, на конце которого смонтирован пропеллер с лопастями, вращающимися под действием входного потока жидкости с передачей крутящего момента турбулизатору; второй участок турбулизатора, находящийся в мембранном модуле, выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, при этом турбулизатор совершает вращательное движение путем принудительного изменения давления исходной жидкости в патрубке для ввода исходной жидкости посредством раскручивания лопастей пропеллера; третий участок, находящийся со стороны отвода концентрата, выполнен полым и снабжен планетарной зубчатой передачей для обеспечения вращения турбулизатора и мембранного модуля под действием потока жидкости, причем отвод концентрата осуществляется через окна в полой части турбулизатора, а фильтрата - через отверстие во фланце, установленном со стороны отвода фильтрата и концентрата.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014122596/05A RU2558894C1 (ru) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | Вертикальный мембранный аппарат |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014122596/05A RU2558894C1 (ru) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | Вертикальный мембранный аппарат |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558894C1 true RU2558894C1 (ru) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014122596/05A RU2558894C1 (ru) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | Вертикальный мембранный аппарат |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558894C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680459C1 (ru) * | 2018-03-29 | 2019-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Мембранный аппарат с турбулизатором двойного действия |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4925557A (en) * | 1989-04-14 | 1990-05-15 | Ahlberg Jr Walter F | Multi-purpose rotating membrane filter |
RU2064819C1 (ru) * | 1993-05-26 | 1996-08-10 | Воронежский технологический институт | Мембранный аппарат для разделения растворов |
RU2506990C1 (ru) * | 2012-07-03 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") | Мембранный аппарат с неустановившейся гидродинамикой |
-
2014
- 2014-06-03 RU RU2014122596/05A patent/RU2558894C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4925557A (en) * | 1989-04-14 | 1990-05-15 | Ahlberg Jr Walter F | Multi-purpose rotating membrane filter |
RU2064819C1 (ru) * | 1993-05-26 | 1996-08-10 | Воронежский технологический институт | Мембранный аппарат для разделения растворов |
RU2506990C1 (ru) * | 2012-07-03 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") | Мембранный аппарат с неустановившейся гидродинамикой |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680459C1 (ru) * | 2018-03-29 | 2019-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Мембранный аппарат с турбулизатором двойного действия |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101700472B (zh) | 旋转式膜分离装置及其应用 | |
WO2011105260A1 (ja) | 船舶用バラスト水の処理装置および処理方法 | |
IL169227A (en) | Filter device for waste water purification and water treatment | |
AU1244999A (en) | Apparatus, system and method for separating liquids | |
CN203507822U (zh) | 一种高频振动增强型膜过滤装置 | |
US10391455B2 (en) | Filtration and emulsification device | |
US20200391158A1 (en) | Reverse osmosis centrifuge | |
JP7138791B2 (ja) | 濾過装置および方法 | |
RU2558894C1 (ru) | Вертикальный мембранный аппарат | |
CN104071862B (zh) | 一种一体化船舶压载水处理装置 | |
CN104773790B (zh) | 一种旋转膜污水过滤装置 | |
US11772047B2 (en) | Reverse osmosis centrifuge | |
RU2560417C1 (ru) | Мембранный аппарат | |
CN100351005C (zh) | 一种高速旋转的膜装置 | |
RU2506990C1 (ru) | Мембранный аппарат с неустановившейся гидродинамикой | |
CN204022503U (zh) | 一体化船舶压载水处理装置 | |
RU2286841C1 (ru) | Мембранное устройство | |
CN112080412A (zh) | 一种酶制剂用超滤装置 | |
RU2680459C1 (ru) | Мембранный аппарат с турбулизатором двойного действия | |
RU2813339C1 (ru) | Мембранный аппарат с сопловым турбулизатором | |
CN108434998A (zh) | 过滤器用擦洗装置 | |
RU2064819C1 (ru) | Мембранный аппарат для разделения растворов | |
CN215693227U (zh) | 一种分离纯化装置 | |
CN108434992A (zh) | 过滤器以及净水装置 | |
RU89416U1 (ru) | Мембранный половолоконный аппарат |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20160210 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170604 |