SU1613148A1

SU1613148A1 - Мембранный аппарат

Info

Publication number: SU1613148A1
Application number: SU884384327A
Authority: SU
Inventors: Ефим Васильевич Щедушнов; Дмитрий Ефимович Щедушнов; Александр Иванович Рядчиков
Original assignee: Научно-Производственное Объединение Продовольственного Машиностроения
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1990-12-15

Abstract

Изобретение касаетс разделени жидких смесей. Оно может быть использовано дл концентрировани или очистки белковых растворов, соков и сточных вод. Цель изобретени - увеличение эффективности и стабилизаци работы аппарата. Сущность изобретени заключаетс в том, что кажда секци мембранного аппарата снабжена индивидуальным отводом пермеата, а в опорной пластине из всех имеющихс отверстий дл пермеата только одно соединено с камерой сбора пермеата в опорной пластине, в разделительной пластине торцовые стороны центральной ее части в углублени х между ребрами заострены и образуют зазоры с перемычками переточных каналов. В центре аппарата между секци ми установлена перекрывающа пластина, посредством которой коллектор пермеата разделен на две изолированные между собой части с отводами из них жидкости, направленными в противоположные стороны. Опорна пластина может быть выполнена из соединенных между собой трех сеток - двух с мелкими чейками размером до 0,25 мм², расположенных снаружи, и одной с крупными чейками размером 5 - 7 мм², расположенной посередине, в которой одно из отверстий дл пермеата соединено с камерой сбора пермеата опорной пластины. 18 ил.

Description

Изобретение относитс к мембранной технике и может быть использовано дл концентрировани или очистки растворов методами ультрафильтрации и обратного осмоса.

Целью изобретени вл етс стабилизаци производительности аппарата.

На фиг.1, 2 и 3 изображен мембранный аппарат в трех проекци х; на фиг.4 - разрез А - А на фиг.З; на фиг.5 - разрез Б - Б на фиг.З; на фиг.6 - разрез В - В на фиг.1; на фиг.7 - разрез Г - Г на фиг.З; на фиг.8 - разрез Д - Д на фиг.З; на фиг. 9 - опорна пластина, состо ща из двух дренажных элементов, с двум отверсти ми дл пермеата; на фиг. 10 - то же, с четырьм отверсти ми дл пермеата; на фиг.11 - опорна пластина, состо ща из сеток; на фиг. 12 разделительна пластина с двум отверсти ми дл пермеата; на фиг. 13 - то же, с четырьм отверсти ми дл пермеата; на фиг. 14 - разделительна пластина, состо ща из отдельных элементов; на фиг.15 - разделительна пластина, поперечный разрез; на фиг. 16 - перемычка Иереточных каналов пластины, состо щей из отдельных элементов, разрез; на фиг.17 - то же, цельнолитой пластины, разрез; на фиг. 18 - торцова сторона центральной части разделительной пластины, продольный разрез .

Мембранный аппарат состоит из отдельных секций 1 - 4 двух коллекторных плит 5 и 6 и двух зажимных фланцев 7 и 8. Дл ст гивани аппарата предусмотрены

Ох

00

шесть шпилек 9. В центре аппарата между секци ми 2 и 3 размещена перекрывающа пластина 10, котора обеспечивает разделение потока пермеата на два в противоположном направлении. Кажда секци аппарата снабжена индивидуальным коллектором пермеата 11-14. Каждый из коллекторов соединен с соответствующим отводом. Отводы пермеата 15 и 16 первых двух секций расположены с левой стороны в коллекторной плите 5, а отводы пермеата 17 и 18 третьей и четвертой секций расположены с правой стороны в коллекторной плите 6. При наличии четырех отводов пермеата , опорные и разделительные пластины первой и четвертой секций имеют по два отверсти дл пермеата, из которых одно отверстие соединено с камерой сбора пермеата опорной пластины, во второй и третьей - по одному отверстию дл пермеата .

Количество секций в аппарате может быть увеличено до восьми (не показано). Соответственно, такой аппарат должен иметь восемь изолированных коллекторов пермеата, обеспечивающих вывод его индивидуально из каждой секции. Каждый коллектор соединен с соответствующим отводом пермеата, из которых четыре отвода должны быть размещены в одной коллекторной плите (правой) и четыре отвода - в другой (левой). Опорные и разделительные пластины при этом должны иметь: в первой и восьмой секци х - по четыре отверсти дл пермеата, во второй и седьмой - пО три отверсти дл пермеата, в третьей и шестой - по два отверсти дл пермеата и в четвертой и п той - по одному отверстию дл пермеата . В опорных пластинах всех секций независимо от количества в них отверстий дл пермеата только одно отверстие должно быть соединено с камерой сбора пермеата. Штуцеры 19 дл ввода и 20 дл вывода исходной смеси расположены в нижней части коллекторных плит 5 и 6. При этом в середине каждой секции должна быть одна опорна пластина или перекрывающа пластина с закрытым нижним отверстием дл исходной смеси, что позвол ет разделить секцию на два пакета с параллельной запит- кой исходной смесью и увеличить тем самым рабочую поверхность секции. Перетекание исходной смеси из секции в секцию, а также ввод ее в аппарат и вывод из аппарата при этом осуществл ютс через нижний коллектор. Перекр.ывающа пластина 10, расположенна в центре аппарата , имеет только одно отверстие дл исходной смеси, которое находитс в нижней части пластины.

Опорна пластина состоит из двух дренажных элементов 21 и 22, которые соединены друг с другом плоскост ми и скреплены путем сваривани или склеивани . Рабоча поверхность пластины с двух сторон имеет перфорацию 23, выполненную в виде прорезей шириной 0,2 - 0,3 мм. С внутренней стороны дренажных элементов имеютс канавки 24, расположенные под

0 углом 45° к продольной оси напротив прорезей перфораций. Торцовые стороны канавок соединены с каналом 25, проход щим по контуру и через центр перфорированной части дренажных элементов. Канал 25 сое5 дин ет одно из отверстий 26 дл пермеата с камерой сбора пермеата пластины. Количество отверстий дл пермеата в пластине зависит от места нахождени секции в аппарате, в которую входит данна пласти0 на. Так, в 4-секционком аппарате пластины

первой и четвертой секций имеют по два

отверсти , а первой и третьей - по одному.

В 8-секционном аппарате пластины

первой и восьмой секций имеют по четыре

5 отверсти дл пермеата, второй и седьмой - по три (не показано), третьей и шестой - по два, а четвертой и п той - по одному.

Опорна пластина имеет два отверсти 27 дл входа и выхода исходной смеси, ко0 торые расположены с торцовых сторон пластины и разделены одной или двум перемычками. В каждую секцию входит по одной опорной пластине, в которой одно из отверстий дл исходной смеси (нижнее) пе5 рекрь1то, что позвол ет разделить секцию на два пакета, в которых исходна смесь течет параллельными потоками в двух противоположных направлени х (не показано). Ms фиг.11 показана опорна пластина,

0 состо ща из соединенных между собой трех соток: - .двух (28 и 30) с мелкими чейками размером до 0,25 мм, расположенных с наружной стороны, и одной (29)- с крупными чейками размером 5-7 мм ,

5 расположенной посредине. Пластина имеет четыре отверсти 26 дл пермеата, расположенные с боковых сторон, и два отверст и 27, разделенные перемычкой по центру, дл исходной смеси , расположенные с торцо0 вых сторон пластины. Данна пластина так

же, как и опорна пластина, состо ща из

жестких дренирующих элементов может

.иметь различное количество отверстий дл

пермеата (от одного и более) а зависимости

5 от нахождени ее в той или другой секции. По периметру и вокруг отверстий дл пермеата и исходной смеси часть сетки заполнена герметиком или полимерным материалом . В сетке с крупными чейками, расположенной между сетками с мелкими

чейками.одно из отверстий дл пермеата с внутренней стороны герметиком не перекрыто и сообщаетс с камерой сбора перме ата пластины.

. По месту заполнени герметиком или полимерным материалом все три сетки между собой склеены, образу целостную конструкцию пластины.

Разделительна пластина состоит из центральной ребристой чйсти 31. двух перемычек 32 переточных каналов и периферийной части 33. Пластина имеет коллекторные отверсти 27 дл исходной смеси, отверсти 26 дл пермеата (от одного или более) в зависимости от места нахождени секции в аппарате, в которую входит разделительна пластина.

В зависимости от ширины разделительной пластины она может быть разделена в продольном направлении на две или три

зоны полосами 34, соединенными с перифе- рийной.частью пластины и имеющими ту же толщину. На .12 и 13 показан вариант с одной полосой, котора делит пластину на две зоны. Это обеспечивает большую жесткость центральной части. Между перемычками 32 переточных каналов и торцовыми сторонами ребристой центральной части 2tt пластины имеютс зазоры 35. Центральна часть разделительной пластины в промежутках между полосами 34 с деух сторон снабжена продольными ребрами 36, высота которых на 0,2 - 0,3 мм меньше высоты межмембранного канала.

В углублени х между ребрами торцовые СТОРОНЫ центральной части, заос/грены, что уменьшает сопротивление потоку жидкости при входе ее в канал.

Перемычка 32 переточных каналов изготавливаетс отдельно и представл ет собой пр моугольную пластину с р дом цилиндрических каналов 37, направленных вдоль ее плоскости перпендикул рно про-, дольной оси. Перемычки вставл ютс в спе- циальные посадочныегнезда

разделительной пластины и креп тс при помощи сварки.

Разделительна пластина может быть изготовлена литьевым методом в пресс- форме.

Мембранный аппарат работает следующим образом.

Раздел ема жидка смесь подаетс в аппарат через штуцер 19 и далее поступает в нижний коллектор, котор.ый образуетс отверсти ми 27 дл исходной смеси при сборке аппарата, Из коллектора обрабатываема жидкость параллельными потоками поступает в межмембранные каналы пакета секции. При этом она проходит через пере4 5 55

мычки 32 переточных каналов разделительных пластин и в каждом канале попадает на заостренную торцовую сторону центральной части 31 разделительной пластины. 5По выходе из межмембранного канала

обрабатываема жидкость проходит через .перемычку 32 переточных каналов, расположенную с противоположной стороны разделительной пластины, и поступает в верхний 10 коллектор дл исходной смеси, обрэзован- при сборке аппарата отверсти ми 27. Далее исходна смесь поступает в следующий пакет секции, в котором аналогичным путем гфоходит по межмембранным кана- 15 лзм в нижний коллектор.

Переход исходной смеси из секции в секцию осущестап етс через нижний коллектор. Из мембранного аппарата концентрат выходит через штуцер 20, расположенный в нижней 20 части коллекторной плиты 6.

Пермеат проходит через перфорацию 23 и поступает в камеру сбора пермеата опорной пластины. В опорной пластине пермеат по канавкам 24 проходит в канал 25 5 и направл етс .к одному из отверстий 26 дл пермеата, которое соединено этим каналом с камерой сбора. Отверсти 26 дл neprvieaTa при сборке аппарата образуют . г олле чтсфы 11-14, по которым отводитс 0 пермеэт индивидуально из каждой секции. Выход пермеата из аппарата осуществл етс через штуцеры 15 - 18.

Перепад давлени на мембранах регулируетс в каждой секции отдельно путем 5 изменени давлени в пермеатных магистрал х . В соответствии с этим отводы 15-18 пермеата снабжены 1змер 1тельной и регулирующей аппаратурой (не показана).

Посекционный вывод пермеата из аппа- рзта позвол ет увеличить поеерхн ость ап- парзта и скорость потока жидкости в межмембрэнном канале, поддержива при этом оптимальный перепад давлени на мембранах индивидуально в-каждой сек- ции. Конструкци разделительной пластины обеспечивает равномернг е распределение жидкости в.канале, разрушение осадка на мембране и снижение сопротивлени потоку жидкости при входе ее в межмембранный канал. Все это в целом позвол.чет повысить .эффективность процесса разделени , получить посто нную производительность в процессе работы аппарата и улучшить его эксплуатационные показатели. Ф о рмула изобретен и.

Мембранный аппарат, содержащий набор мембранных элементов, СОСТОРЩИХ из опорной пластины с камерой сбора пермеата и двух полупроницаемых мембран, разде- лительные пластины с периферийными

уплотнительными выступами и продольными ребрами в центральной части, сжатые, между двум фланцами коллекторные отверсти дл потока исходной смеси и коллекторные отверсти потока пермеата, соединенные с камерами сбора пермеата, отличающийс тем, что, с целью стабилизации производительности аппарата , набор мембранных элементов и разделительных пластин снабжен центральной перекрывающей пластиной, в которой выполнены коллекторные отверсти дл потока исходной смеси, и разделен на секции, камеры сбора пермеата каждой из которых соединены с различными коллекторными отверсти ми дл потока пермеата.

19

-

Фи2.1

0 Фиг.2

10

/

д 9 / /

15

Л. ч

. .А-А

5-5

о:,-

.L

/- // К///

/

г.4

.5

4-;

.

-,

Ц

W

I

Фиг.д

21

11

25

24

Ы f Р|

I I г.

Фиг. 10

Фиг.11

26

21

22 Z3

27 26

J/

51

ъг jj

26

52 -S5

,34 д6

32

фиг. 11

д6

Фиг. 17

Фиг. 18

Claims

55 Формула изобретения

Мембранный аппарат, содержащий набор мембранных элементов, состоящих из опорной пластины с камерой сбора пермеата и двух полупроницаемых мембран, разделительные пластины с периферийными уплотнительными выступами и продольными ребрами в центральной части, сжатые, между двумя фланцами коллекторные отверстия для потока исходной смеси и коллекторные отверстия потока пермеата, соединенные с камерами сбора пермеата, отличающийся тем, что, с целью стабилизации производительности аппара та, набор мембранных элементов и разделительных пластин снабжен центральной перекрывающей пластиной, в которой выполнены коллекторные отверстия для по5 тока исходной смеси, и разделен на секции, камеры сбора пермеата каждой из которых соединены с различными коллекторными отверстиями для потока пермеата.

Фиг.2

А-А

С=> ГТОЕЭ Г * 1‘ *Г- i 17/%¼ /%%% %ί·, Ж/ а////' С~П ΕΣΞ»

Фиг. 4

5-6

8~В

Фиг. 6

Г- Г

Фиг. 7 д-д

Фиг. 8

Фиг А

Фиг. 11

С

Фиг. 18