Устройство для дозирования вещества в среду

) (11) 01 О 65/ 51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,ВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТ(57) Изобретение относитехнике для приготовленрастворов и может бытьстемах водоснабжения идозирования химическихцессах подготовки питьевхимической технологии,тся к мембранной ия и дозирования использовано в сиканализации для реагентов, в проой воды, а также в пищевой и медиИзобретение относится к мембранной технике для приготовления и дозирования растворов и может быть использовано в системах водоснабжения и канализации для дозирования химических реагентов, в процессах подготовки питьевой воды, а также в химической технологии, пищевой и медицинской промышленности,Цель изобретения - увеличение эффективности работы устройства за счет интенсификации растворения и увеличения проницаемости мембран.На чертеже изображено устройство для дозирования вещества в среду.Устройство содержит магистральный трубопровод 1 растворителя, трубопровод 2 раствора, подводящие рубопроводы растворителя с отключающими вентилями 3, диафрагму(дроссельную шайбу) 4, камеру 5 цинской промышленности. Цель изобретения - увеличение эффективности работы устройства за счет интенсификации растворения и увеличения проницаемости мембран. Устройство для дозирования включает растворную камеру и камеру растворителя, отделенные друг от друга проницаемой осматической мембраной, растворный бак с содержащими твердое дозируемое вещество затворными ящиками и двумя циркуляционными трубопроводами, нижние концы которых присоединены к входу и выходу растворной камеры, а верхние соединены с нижней и верхней областями растворного бака. Изобретение позволяет увеличить проницаемость мембран в 1,5-2 раза. 1 ил. растворителя, растворные камеры б, полупроницаемые мембраны 7, циркуляционные трубопроводы 8, гибкий трубопровод 9, узел 10 уплотнения, входной конец 11 трубопровода 9, растворный бак 12, затворные ящики 13, клапан 14, трубопровод 15 вывода раствора в обрабатываемую среду; трубопровод 16 ввода раствора в растворитель.Растворный бак 12 соединен с помощью циркуляционных трубопроводов 8 с растворными камерами 6, отделенными от камер 5 растворителя полупроницаемыми мембранами 7. Растворный бак 12, циркуляцианные трубопроводы 8 и растворные камеры б образуют циркуляционный контур, Камеры 5 растворителя присоединены с помощью трубопроводов с установленными на них отключающими вентилями 3 к магистральному трубопроводу 1 растворителя.45 50 55 Между точками присоединения трубопроводов 3 к трубопроводу 1 на последнем установлена диафрагма 4.Трубопровод 2 раствора выполнен с возможностью перемещения его входного сечения 11 внутри растворного бака 12, для чего трубопровод 2 оборудован гибким участком 9, а место его прохода через стенку бака - узлом 10 уплотнения.Затворные ящики 13 размещены внутри растворного бака 12 и выполнены в виде сит с сетчатым, перфорированным и т.п, днищем, Растворный бак оборудован также клапаном 14, установленным в его верхней точке. Присоединенные к растворному баку 12 циркуляционные трубопроводы 8 гидравлически объединяют нижнюю область растворного бака с входом в растворную камеру, а его верхнюю область - с выходом из растворной камеры,Устройство работает следующим образом.В затворные ящики 13 загружают вещество, служащее для обработки той или иной среды, для чего ящики 13 вынимают из растворного бака 12, а после загрузки снова размещают их в нем. Герметизируют крышку растворного бака, которая была снята при установке в бак ящиков, и заполняют растворные камеры, циркуляционные трубопроводы и растворный бак растворителем, для чего открывают вентили 3 на подводящих трубопроводах растворителя и клапан 14, служащий для выпуска воздуха, После выпуска воздуха клапан 14 закрывают. При этом вентили на трубопроводах 15, 16 ввода раствора в обрабатываемую среду и растворителя соответственно закрыты. Их открывают после заполнения циркуляционного контура и этим завершают работу по запуску установки, С этого момента начинается непрерывное поступление раствора с постоянной концентрацией дозируемого вещества в обрабатываемую среду. Если требуется изменить концентрацию, то входное сечение трубопровода 2 перемещают внутри растворного бака 12 (вручную или автоматически) в зависимости от показаний кон центратомера. Непрерывное поступление раствора в обрабатываемую среду обусловлено тем, что из камер растворителя в растворные камеры через полупроницаемые мембраны поступает растворитель, создавая в циркуляционном контуре давление, обеспечивающее сток раствора из этого контура в обрабатываемую среду. Процесс поступления растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор обусловлен прямым (естественным) осмосом. 5 10 15 20 25 30 35 40 Одновременно с поступлением в циркуляционный контур растворителя имеет место растворение в этом контуре дозируемого вещества, т,е. переход его в раствор с поверхности твердой фазы, содержащейся взатворных ящиках.Таким образом, в верхней части циркуляционного контура имеет место увеличение концентрации растворенного вещества,а в нижней - снижение этой концентрацииза счет осмотического разбавления. В ре-.зультате этого плотность раствора в первомциркуляционном трубопроводе, подсоединенном к нижней области растворного бака,больше, чем плотность раствора во второмциркуля цион ном трубопроводе. Неодинаковая плотность в первом и втором циркуляционных трубопроводах является условиемциркуляционного движения раствора израстворного бака в растворные камеры, а изних в растворный бак, Перемещение раствора в циркуляционном контуре интенсифици- .рует процесс растворения вещества иположительно сказывается на работе полупроницаемых мембран, уменьшая толщинуслоя концентрационной поляризации, характеризующегося пониженной концентрацией растворенного вещества вблизиповерхности мембраны, и тем самым увеличивая проницаемость мембран,Устройство позволяет дозировать раствор как в напорные трубопроводы, так и воткрытые каналы, На схеме представлен вариант дозирования раствора в напорныйтрубопровод. Наличие давления в напорномтрубопроводе исключает возможность самопроизвольного вытекания раствора избака. Расход раствора определяется толькопритоком растворителя в контур: какой объем растворителя поступил через мембраны7, такой же объем раствора вытекает из контура,Если объем притока в контуре равен 0(например, при опорожненных камерах 5 растворителя), то давление в баке становится равным давлению обрабатываемой среды (или давлению в трубопроводе растворителя 1, если дозирование раствора осуществляют в растворитель). При дозировании в открытые каналы раствор можно подавать, например, в воронку, расположенную выше растворного бака и соединенную посредством трубопровода с каналом. Такая подача раствора исключает сбой в работе дозатора.Преимущества устройства по сравнению с прототипом заключаются в том, что в растворных камерах содержится не твердая фаза, а раствор, перемещающийся вдоль поверхности мембран.1725994 Проницаемость мембран, л/сут, м Циркуляционный расход в контуре, л/ч Ха акте истика аство а, пост пающего из конт а Расход, л/чКонцентрация, раствора л/с т,мг/л 126212213,3 .202,6 118,5187,03167,2185,13 0,378 0,636 0,64 0,608 11,015 16,692 15,092 16,540 1075,8 1120,5 1107,9 1119,3 3,442 4,646 5,033 6,595 Отсутствие твердой фазы в растворных камерах и непрерывное движение раствора вдоль поверхности полупроницаемых мембран дает возможность применить для осмотического разбавления раствора аппараты обратного осмоса, например, с полыми волокнами.По сравнению с известными устрйоствами в предлагаемом имеет место непрерывное движение раствора по циркуляционному контуру до тех пор, пока наблюдается разность концентраций на входе в растворный бак и на выходе из него, За счет такого движения не только улучшается растворение вещества, но и увеличивается скорость доставки вещества к поверхности мембраны за счет того, что имеющий место в известных установках диффузионный процесс перемещения вещества в растворе заменяется конвективным, что значительно эффективнее, так как скорость распространения вещества за счет конвекции значительно превышает аналогичную величину при диффузионных процессах.Устройство характеризуется широкими возможностями по развитию поверхности мембран и позволяет использовать аппараты, выпускаемые для обессоливания воды обратным осмосом, При этом трубопровод раствора, наделенный возможностью перемещения в обьеме дозируемой среды, не является препятствием для развития поверхности мембран, так как он размещен не в растворной камере, как это предусмотрено в известных устройствах, а в растворном баке. Наличие в баке зон крепкого (в месте подключения первого циркуляционного трубопровода) и разбавленного (у входного сечения второго циркуляционного трубопровода) растворов позволяет при необходимости менять количество дозируемого вещества путем перемещения растворного трубопровода,П р и м е р, Техническая характеристика установки: площадь поверхности мембран МГА,072 м, количествозатворныхящигков 5 штмасса соли в затворных ящиках 5 х 110 г=550 г, расстояние между растворной камерой и растворным баком по верти кали 1400 мм.Результаты дозирования раствора приразной площади контакта твердой фазы реагента с раствором в растворном баке приведены в таблице,10 Из таблицы видно, что проницаемостьмембран в установке с концентрационногравитационным контуром циркуляции увеличивается по сравнению с этой величиной в известных устройствах без такого контура 15 примерно в 2 раза (в известных устройствахпри тех же концентрациях раствора она составляет 50 - 100 л/сут м ). Формула изобретения20 1; Устройство для дозирования вещества в среду, включающее растворную камеруи камеру растворителя, отделенные одна отдругой полупроницаемой осмотической25 мембраной, трубопроводы растворителя,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюувеличения эффективности в работе устройства за счет интенсификации растворения иувеличения проницаемости мембраны, оно30 снабжено размещенным над камерами растворным баком с по крайней мере однимсодержащим твердое дозируемое веществозатворным ящиком и двумя циркуляционными трубопроводами, нижние концы которых35 присоединены к растворной камере, а верхние расположены в нижней и верхней частях растворного бака,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью регулирования подачи40 доэируемого вещества, оно снабжено трубопроводом раствора, один конец которого размещен в растворном баке свозможностью перемещения по его высоте, а другой присоединен к трубопроводу45 растворителя.. Лазоренко Техред М,Моргентал рректор Н. Ревская Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 каз 1223 ВНИИПИ Госу Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5