мембранный аппарат

Формула изобретения

1. Мембранный аппарат для очистки газов и жидкостей, содержащий соединенный с крышкой корпус с трубопроводами подачи очищаемой среды и отвода концентрата и пермеата, в котором установлены мембранные элементы, отличающийся тем, что корпус снабжен горизонтальной перегородкой, в гнездах которой параллельно друг другу установлены мембранные элементы, по их оси в днище корпуса размещены штуцеры отвода пермеата, при этом пространство между днищем корпуса и горизонтальной перегородкой разделено вертикальной перегородкой на камеры очищаемой среды и концентрата.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что гнезда горизонтальной перегородки снабжены втулками с заплечиками и юбками с прорезями.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что камера очищаемой среды снабжена дросселем, установленным в горизонтальной перегородке между гнездами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аппаратам для разделения жидких сред с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известен мембранный аппарат для разделения растворов, состоящий из цилиндрического корпуса с размещенными в нем мембранными элементами и крышек со штуцерами для подвода раствора и вывода продуктов разделения. (см. например, а. с. СССР N 1685493, B 01 D 61/08, 1991).

Такое устройство характеризуется простотой конструкции, однако не позволяет использовать рулонные элементы с различными присоединительными размерами и габаритами.

Известен также мембранный аппарат для очистки жидкостей методом ультрафильтрации и микрофильтрации, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, в которой выполнены каналы для подачи очищаемой среды и отвода концентрата. Внутри корпуса установлены одно или два промежуточных перекрытия, на которых крепятся мембранные элементы, пермеатотводящие каналы которых объединены коллектором, соединенным со штуцером отвода пермеата, установленным на крышке аппарата. В мембранный аппарат встроены одно либо несколько средств, обеспечивающих рециркуляцию жидкости в процессе фильтрации (см. например, заявку ЕПВ N 0448466, B 01 D 61/18, 1990).

Недостатком известного устройства является то, что все элементы установлены параллельно и для обеспечения заданного расхода жидкости через каждый мембранный элемент требуется применение средств для рециркуляции жидкости с большой производительностью, что резко удорожает эксплуатацию оборудования и усложняет конструкцию.

По совокупности общих признаков в качестве прототипа выбрано устройство по заявке ЕПВ N 0 448 466.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей аппарата за счет обеспечения возможности установки в нем мембранных элементов с различной высотой и диаметром.

Поставленная задача решается тем, что в мембранном аппарате для очистки газов и жидкостей, содержащем соединенный с крышкой корпус с трубопроводами подачи очищаемой среды и отвода концентрата и пермеата, в котором установлены мембранные элементы, корпус снабжен горизонтальной перегородкой, пространство между которой и днищем корпуса разделено вертикальной перегородкой на камеры очищаемой среды и концентрата. В гнездах горизонтальной перегородки размещены мембранные элементы, установленные параллельно друг другу, по их оси в днище корпуса расположены штуцеры отвода пермеата, причем гнезда снабжены втулками с заплечиками и юбками с прорезями, а камера очищаемой среды снабжена дросселем, установленным в горизонтальной перегородке между гнездами.

Снабжение корпуса горизонтальной перегородкой, пространство между которой и днищем корпуса разделено вертикальной перегородкой на камеры очищаемой среды и концентрата с отверстиями в горизонтальной перегородке в виде гнезд под мембранные элементы, установленные параллельно друг другу со штуцерами отвода пермеата, в днище обеспечивает возможность создания различных схем последовательно-параллельного соединения мембранных рулонных элементов путем изменения количества гнезд под мембранные элементы, соединенных с камерами очищаемой среды и концентрата, и изменением расположения вертикальной перегородки или ее конфигурации в процессе изготовления аппарата. Так как мембранные элементы устанавливаются в заявляемом аппарате одним концом, то их высота может быть любой, например, от 450 до 900 мм, что позволяет охватывать всю номенклатуру выпускаемых промышленностью элементов и повысить функциональные возможности аппарата.

Снабжение гнезд горизонтальной перегородки втулками с заплечиками и юбками с прорезями обеспечивает применение элементов различного диаметра, например, от 76 до 100 мм, что также позволяет охватывать всю номенклатуру по диаметрам выпускаемых промышленностью мембранных элементов. При этом также расширяются эффективность применения мембранного оборудования конкретным потребителем.

Снабжение камеры очищаемой среды дросселем, установленным в горизонтальной перегородке между гнездами, обеспечивает исключение застойных зон в полости мембранного аппарата за счет частичного дросселирования потока из камеры очищаемой среды в объем аппарата, расположенный с внешней стороны мембранных элементов, при этом дросселируемая жидкость перемешивается с жидкостью, прошедшей первую ступень мембранных элементов, и выходит через вторую ступень без снижения скорости, теряемой за счет отбора пермеата.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, на которых изображены: на фиг.1 продольный разрез аппарата; на фиг.2 позиция А на фиг.1; на фиг.3 позиция Б на фиг.1; на фиг.4 поперечное сечение аппарата.

Аппарат состоит из корпуса 1, в котором установлены рулонные мембранные элементы 2, и крышки 3, герметично соединенных между собой посредством затвора 4. В корпусе 1 установлена горизонтальная перегородка 5 с гнездами 6 под мембранные элементы 2 и дросселирующим устройством 7 в виде резьбовой втулки с калиброванным центральным каналом. В полости корпуса 1, ограниченной горизонтальной перегородкой 5, герметично установлена вертикальная перегородка 8, делящая эту полость на камеру очищаемой среды с подводящим трубопроводом 9 и камеру концентрата с отводящим трубопроводом 10. В гнездах 6 посредством уплотнений 11 установлены втулки с заплечиками 12, юбка которых снабжена прорезями 13. На горизонтальной перегородке 5 установлена центральная стойка 14, на которой выполнена резьба и установлены прижимная пластина 15 и гайка 16. В днище корпуса 1 вварены штуцеры отвода пермеата 17, а в верхней части крышки 3 установлен клапан 18 для сброса воздуха.

Предлагаемый аппарат работает следующим образом.

При снятой крышке 3 в гнезда 6 устанавливаются мембранные рулонные элементы 2, после чего на стойке 14 устанавливается прижимная пластина 15 так, чтобы перекрывались верхние торцы пермеатотводящих трубок мембранного элементы 2, ее положение фиксируется гайкой 16, на корпус 1 устанавливается крышка 2 и герметизируется затвором 4. Через подающий трубопровод 9 в камеру очищаемой среды, ограниченную горизонтальной перегородкой 5 и вертикальной перегородкой 8, подается обрабатываемая жидкость, которая, проходя одновременно через мембранный элемент 2, соединенный с камерой очищаемой среды и дросселирующее устройство 7, заполняет полость под крышкой 3, ограниченную горизонтальной перегородкой 5, затем через мембранный элемент, соединенный с камерой концентрата, по отводящему трубопроводу 10 удаляется из аппарата. После заполнения мембранного аппарата жидкостью клапан 18 сброса воздуха запирается и в аппарате создается рабочее давление, под действием которого часть проходящей через аппарат жидкости проходит через мембрану, очищается от растворенных солей и через штуцеры отвода пермеата 17 выводится из аппарата. При необходимости использования мембранных элементов меньшего диаметра в гнездах 6 устанавливаются втулки с заплечиками 12, под которыми устанавливаются уплотнения 11 и фиксируются отгибом юбки на участках между прорезями 13.

Предлагаемое устройство обеспечивает установку всего спектра выпускаемых мембран, расширяет функциональные возможности аппарата.