Мембранный аппарат

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 11967509(11 М. Кп,з с присоединением заявки МоВ 01 0 13/00(23) Приоритет -Государственный комитет ССС Р ио делам изобретений и открытийРЙ УДК 532,711,66.067 (0888) Опубликовано 23.1082 Бюллетень Но 39 Дата опубликования описания 231082 Н,С.Орлов, А.Ш.Шаяхметов, В.В.Степанов и А.В.Северин(54) МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ Изобретение относится к очисткежидкостей, в частности к разделению жидких смесей с помощью полупроницаеьых мембран, и может быть использовано в химической, микробиологической, пищевой, медицинской и других отраслях промлаленности для осуществления процессов обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа и др.Процессы разделения жидких смесей проводятся в аппаратах с различными конструкциями Фильтрующих ,элементов: плоскими, трубчатыми, рулонными.Известны аппараты с плоскими фильтрующими элементами, содаржащие сборку из Фильтрующих элементов и разделительных прокладбк, зажатую между двумя Фланцами. Сборка может быть размещена в корпусе и переток разделяемого раствора от одного фильтрующего элемента к другому осуществляется с помощью устройств, размещенных в корпусе1).Недостатки таких устройств заключаются в сложности и громоздкости конструкции, большой сложности изготовления Фильтрующих элементов ненадежности их работы. Более прогрессивными являютсяаппараты бескорпусной модели, в которых достигаетея значительная экономия материала,.упрощается изготовление и эксплуатация аппарата.Известен мембранный аппарат дляразделения смесей с помощью полупроницаемых мембран, состоящий из двухфланцев со штуцерами ввода и выводаразделяемой смеси и ее компонентов,расположенных между ними Фильтрующих элементов, каждый из которых содержит дренажное устройство, двеполупроницаеме мембраны и переточные каналы, разделительных прокладок, выполненных в виде герметизи. рующих рамок, и турбулизирующих вста вок (,2 .Известный аппарат, менее сложныйи громоздкий, обладает недостаткамиаппаратов с плоскими фильтрующимиэлементами: большой сложностью изготовления фильтрующих элементов,вызванной необходимостью гермети 2 с зации каждого переточного отверстияпутем склеивания краев мембран и дренажа, а также установкой в каждомФильтрующем элементе двух предохранительных колец для предотвращения 30 разрыва мембраны.Целью изобретения является упрощение сборки аппарата.Эта цель достигается тем, что дренажное устройство выполнено в виде прямоугольной ограничительной рамки, две внутренние стороны которой имеют .5 ряд выступов и внутри которой размещена пористая пластина, две стороны которой имеют ряд выступов, расположенных между выступами ограничительной рамки, причем на выступах 10ограничительной рамки и пористой пластины выполнены отверстия, центры которых расположены на одной прямой,полупроницаемые мембраны выполнены в виде прямоугольной пластины, имею щей с двух сторон ряд отверстий, совпадающих с отверстиями в ограничительной рамке и пористой пластине, разделительные прокладки выполнены в виде прямоугольной гермети- щ зирующей рамки, две внутренние стороны которой имеют ряд выступов с отверстиями, совпадающими с отверстиями в пористой пластине," а турбулизирующие вставки выполнены в виде прямоугольной. сетчатой пластины,две стороны которой имеют ряд выступов, расположенных между выступами герметизирующей рамки, на которых выполнены отверстия, совпадающие с отверстиями в ограничительной рамке.На фиг.1 показан аппарат, общий вид, в разрезе; на фиг.2 - разделительная прокладка; на фиг.3 - фильтрующий элемент предлагаемого,аппаратаАппарат состоит из двух фланцев 1, между которыми расположена сборка 2 из фильтрующих элементов 3 и разделительных прокладок 4. Для подвода разделяемой смеси во фланцах 1 4 О имеются каналы 5 с коллекторами б.Для отвода концентрата имеютоя каналы 7 с коллекторами 8. Для отвода фильтрата имеются каналы 9 с кол- . лекторами 10. 45Сборка 2 состоит из чередующихся фильтрующих элементов 3 и прокладок 4. Каждый фильтрующий элемент содержит ограничительную рамку 11, имеющую .выступы 12 на двух внутрен О них сторонах, пористую пластину 13 с выступами 14, расположенными между выступами 12 ограничительной рамки 11, На выступах 12 рамки и выступах 14 пластины выполнены отверстия 15 и.16, центры которых расположены на одной прямой. С обеих сторон дренажного устройства расположены полупроницаемые мембраны 17, имеющие дваряда отверстий совпадающих с Отверстиями 15 и 16.Разделительная прокладка 4 выполнена в виде герметизирующей рамки 18, имеющей выступы 19 на двух внутренних сторонах. Каждый выступ 19 снабженотверстием 20. Внутри рамки может быть расположена турбулизирующая вставка 21 с выступами 22, имеющими отверстия 23. Герметизирующая адамка 18 и турбулиэирующая, - вставка 21 могут быть выполнены в виде одной детали. При монтаже аппа-, рата фильтрующие элементы 3 и разделительные прокладки 4 поочередно накладываются друг на друга. Взаимное положение отверстий в фильтрующих элементах и уплотнительных прокладках таково, что в сборке 2 образуются коллекторы 6,8 и 10.Аппарат работает следующим образом.Разделяемая смесь подается в ка- . нал 5 под рабочим давлением и распределяется по коллекторам 6, образованным отверстиями 15 в выступах 12 ограничительной рамки 11, а также отверстиями 23 в выступах 22 турбулизирующей вставки 21. Из коллекторов б разделяемая смесь попадает в полость турбулизирующнх вставок Через полупроницаемяе мембраны 17 проникающие компоненты (фильтрат) попадают в полость пористых пластин 13 и выводятся из аппарата через коллекторы 10, образованные отверстиями 20 в выступах 19 герметизирующих рамок 18 и отверстиями 16 в пористых пластинах 13, и каналы 9 вывода филь- трата.Концентрированный растворитель, пройдя через аппарат, выводится из него по коллекторам 8, образованным аналогично коллекторам б, и каналу 7 для вывода концентрата.Особенностью предлагаемого аппарата является обратимость работы основных узлов, Вводя исходный раствор в один из каналов 9, можно вывести образовавшийся фильтрат через каналы 5 и 7. В этом случае пористые пластины 13 работают в качестве турбулизирующих вставок а турбулизирующие пластины 21 - в качестве дренажныхТакая обратимость особенно важна в процессах ультрафильтрации, по скольку дает возможность осуществлять обратную промывку аппарата с сохранением его эксплуатационных характеристик. Упрощение сборки аппарата достигается тем, .что она осуществляется простым укладыванием стандартных деталей друг на друге, не требует склейки и дополнительной герметизации, легко автоматизируется.Производство дренажных устройств и разделительных прокладок в виде одной детали легко осуществлять иэ дешевых пластмасс на литьевых машинах.Предлагаемая конструкция аппарата позволяет упростить его сборку, что влечет за собой снижение трудоемкости при изготовлении за счет исключе- ния операций пробивки и последующей склейки отверстий в мембране и дренажном устройстве. Срок службы фильтрующего элемента в предлагаемом аппарате увеличивается до 7 мес, тогда ,как в известном он составляет 2-3 мес.При потребности для очистки водына предприятиях электронной промышленности 20 предлагаемых аппаратов годовая экономия составляет 34 тыс. руб. Формула изобретения15Мембранный аппарат для разделения смесей с помощью полупроницаемых мембран, состоящий из двух фланцев со штуцерами ввода и вывода разделяемой смеси и ее компонентов, расположен О ных между ними фильтрующих элементов, каждый из которых содержит дренажное устройство, две полупроницаемые мембраны и переточные каналы, разделительных прокладок; выполненных в виде 25 герметизирующих рамок, и турбулизирующих вставок, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью упрощения сборки аппарата, дренажное устройство выполнено в виде прямоугольной ограничительной рамки, две внутренние30 стороны которой имеют ряд выступов и пористой пластины, две стороны которой имеют ряд выступов, расположенных между выступами ограничительной рамки, причем на выступах ограничительной рамки и пористой пластины выполнены отверстия, центры которых расположены на одной прямой, полупроницаемые меьрраны выполнены в виде прямоугольной пластины, имеющей с двух сторон ряд отверстий, совпадающих с отверстиями в ограничительной рамке . и пористой пластине, разделительные прокладки выполнены в виде прямоугольной герметизирующей рамки, две внутренние стороны которой имеют ряд выступов с отверстиями, совпадающими с отверстиями в пористой пластине., а турбулизирующие вставки выполнены в. виде прямоугольной сетчатой пластины, две стороны которой имеют ряд выст пов расположенных между выступамистувгерметизирующей рамки, на которы ыполнены отверстия, совпадающие с отверстиями в ограничительной рамке. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Дытнерский Ю.И.Мембранные процессы разделения жидких смесей. М.,"Химия", 1975, с.59-61.2. Авторское свидетельство СССРР 471104, кл. В 01 П 13/00, опублик.19.05.759 б 7509 1 б 17 Составитель А.СвитКедактор Л.Лукач Техред А.Бабинец ректор О. Билак аказ 7947/12 Тираж 734 Подпис ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раущская наб., д,4/5