МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ

МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ 


RU (11) 2072253 (13) C1

(51) 6 B01D63/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4750357/26 
(22) Дата подачи заявки: 1989.10.03 
(45) Опубликовано: 1997.01.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 967509, кл. B 01D 63/08, 1982. 
(71) Заявитель(и): Белов Н.И.; Яровенко В.Л.; Белов И.П.; Белов В.И.; Белов А.И. 
(72) Автор(ы): Белов Н.И.; Яровенко В.Л.; Белов И.П.; Белов В.И.; Белов А.И. 
(73) Патентообладатель(и): Белов Николай Илларионович 

(54) МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ 

Изобретение относится к устройствам мембранной технологии и может быть использовано в различных отраслях промышленности для разделения и концентрирования смесей. Цель изобретения - повышение производительности аппарата. Аппарат содержит мембранные и промежуточные элементы, выполненные в виде рамок с каналами для разделяемой смеси, концентрата и пермеата. На обе стороны рамок крепят дренажные сетки, а в мембранных элементах также мембраны. Дренажные сетки каждого элемента скрепляют между собой. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к устройствам мембранной технологии, применяемым в различных отраслях промышленности для разделения и концентрирования смесей.

Цель изобретения повышение производительности аппарата.

Устройство мембранного аппарата иллюстрируется графическим материалом.

На фиг. 1 показан горизонтальный продольный сложный разрез аппарата по отверстиям протока исходной смеси и концентрата, образующим коллекторы исходной смеси и концентрата в несжатом состоянии (отверстия отвода пермеата и его ввода при промывке в разрез не попадают). На фиг. 2 изображен вид сбоку мембранного элемента.

Мембранный аппарат содержит набор чередующихся мембранных элементов 1 и промежуточных элементов 2, сжимаемых между собой двумя опорными плитами 3. Мембранный элемент 1 состоит из рамки 4, дренажных сеток 5, расположенных по обе стороны рамки 4, и мембран 6, расположенных по обе стороны рамок 4, и дренажных сеток 5. Промежуточный элемент, также как и мембранный, состоит из рамок 4 и дренажных сеток 5, однако мембранами не комплектуется.

Плиты 3, мембранные элементы 1 и промежуточные элементы 2 имеют отверстия 7, образующие отдельные коллекторы 8 исходной смеси, 9 концентрата и 10 - пермеата. Эти отверстия соединяются с рабочими полостями аппарата каналами 11 ввода исходной смеси, каналами 12 вывода концентрата и каналами 13 вывода (ввода) пермеата.

Каналы 11, 12 и 13 выполняют по двум вариантам, что не имеет принципиального значения для заявляемого аппарата. По первому варианту расположение этих каналов идентично как в мембранных, так и промежуточных элементах, как это показано на фиг. 2. В этом случае рамка с сеткой мембранного и промежуточного элементов различаются только расположением их в аппарате (вторая относительно первой развернута на 180o вокруг вертикальной оси в плоскости фигуры 2). По второму варианту (не показан) каналы 11 и 12 промежуточного элемента выполнены симметричными. Также симметричными выполняют и каналы 13 мембранного элемента. В этом случае рамки с сеткой мембранного и промежуточного элементов по расположению каналов неидентичны; их устанавливают в аппарате без соблюдения указанного выше правила комплектации аппарата.

Рамки 4 изготавливают из прочного материала, например, стали толщиной 0,5 3,0 мм. Дренажные сетки 5 выполняют, например, из капронового сита с размером ячеек преимущественно 0,5 3,0 мм. Крепление и герметизацию сеток выполняют путем пропитки периферийной части по размеру рамок и приклеиванием этой части к рамке эластичным герметиком.

Дренажные сетки 5 каждого элемента скреплены между собой в местах крепления 14. Способ и расположение креплений не имеют принципиального значения. Предпочтительным является крепление нитками в шахматном порядке таким образом, чтобы в максимальной степени предотвратить контакт мембраны с сеткой промежуточного элемента во время периода разделения смеси с сохранением необходимых дренирующих свойств сеток.

В качестве полупроницаемых мембран применяют эластичные, например, полимерные мембраны типа Владипор УАМ или УПМ. Мембрану 6 накладывают с обеих сторон рамок с сетками мембранного элемента, причем внешние размеры ее могут как совпадать с внешними размерами рамок, так быть и меньше их, как это показано на фиг. 2.

Мембранный аппарат работает следующим образом.

Подлежащая разделению смесь через отверстие в опорной плите поступает под давлением в коллектор, образуемый отверстиями 7 в мембранных и промежуточных элементах. Разделяясь параллельно на ряд промежуточных элементов 2 смесь по каналам 11 проходит вдоль мембран 6, омывая одновременно сетки 5 промежуточных элементов, которые турбулизируют поток. Проникшая через мембрану фракция (пермеат) проходит вдоль сеток мембранных элементов 1 и через каналы 13 вывода пермеата и коллектор, образуемый отверстиями вывода пермеата, удаляется из аппарата через отверстие в плите 10. Непроникающая через мембраны фракция отводится из аппарата через каналы 12, соответствующий коллектор и отверстие в плите 9. В период разделения под давлением смеси мембрана 6 прижимается к сетке 5 мембранного элемента, повторяя в некоторой степени ее профиль. При этом создаются хорошие условия омывания поверхности мембраны разделяемой смесью и турбулизации потока. В течение рабочего периода разделения на поверхности мембраны образуется осадок коллоидных веществ. Для удаления осадка применяют регенерацию мембран током пермеата (подачей его через мембрану в обратном направлении). С этой целью подачу разделяемой смеси в аппарат прекращают, одновременно включая подачу пермеата через отверстия и каналы отвода. Процесс промывки осуществляют под давлением, преимущественно на 10 - 25% превышающем рабочее. При этом мембрана 6 прогибается в противоположном направлении, прижимаясь к сеткам 5 промежуточного элемента 2. В момент перехода от рабочего периода к промывному, поверхность мембраны скользит по волокнам сетки, что способствует лучшему удалению осадка. Прошедший через мембрану пермеат вместе с частицами осадка удаляется из аппарата через каналы 12 и коллекторы отвода концентрата или через каналы 11 и коллекторы ввода исходной смеси.

Конструкция предлагаемого аппарата, предусматривающая скрепление дренажных сеток элементов позволяет ликвидировать застойные зоны прилегания дренажных сеток к поверхности мембраны, увеличив скорость среды непосредственно у этой поверхности. Тем самым снижается интенсивность накопления осадка, концентрационная поляризация и возрастает общая производительность аппарата. Доказательством достижения положительного эффекта служит следующий пример.

Ультрафильтрационный аппарат имеет плоские идентичные рамки из нержавеющей стали толщиной 2 мм размером 140 х 140 мм и поверхностью разделения 0,25 кв. м (6 штук мембранных и 7 штук разделительных элементов). На рамки наложены гибкие капроновые сетки с размером ячеек 2 х 2 мм. Сетки герметизированы по всей площади рамок латексом ЛПУ и сшиты капроновой нитью толщиной 0,3 мм в шахматном порядке с удалением мест скреплений друг от друга на расстоянии 10 мм. Поверх сеток мембранных элементов зигзагообразно между отверстиями мембранных и промежуточных элементов уложены мембраны марки Владипор УАМ-500. Разделению подвергают воду, содержащую 0,18 г/л взвешенных веществ. Расход концентрата 0,1% от исходной воды. Циклограмма работы аппарата: период разделения 30 мин при рабочем давлении 0,23 МПа, период промывки 2 сек при давлении 0,30 МПа. В процессе круглосуточной работы в течение 17 суток средняя производительность аппарата составляла 32 л/час. По прототипу в аналогичных условиях средняя производительность составляла 20 л/час. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Мембранный аппарат, содержащий набор чередующихся мембранных и промежуточных элементов, выполненных в виде рамок с каналами для разделяемой смеси, пермеата и концентрата, а также дренажные устройства, отличающийся тем, что дренажные устройства выполнены в виде сеток и расположены по обе стороны рамок, при этом дренажные сетки каждого элемента скреплены между собой.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru