Аппарат для обратного осмоса и ультрафильтрации

,11)698018 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикделам изобретений и открытий 71) Заявитель Киевский технологический инс 54) АППАРАТ ДЛЯ ОБРАТНОГО ОСМОСА УЛЬТРАФИЛ ЬТРАЦИ Иналы, Аппарат снабжен распорным приспособлением для крепления мембран, выполненным в виде двух элементов распираемых пружиной или стягиваемых винтом 2.В известном аппарате распорное приспособление, имеющее несколько деталей, усложняют сборку аппарата и не обеспечивает герметизацию переточного канала, кроме того через этот узел возможна утечка обработанного раствора. Все указанные выше недостатки снижают надежность работы аппарата.Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы, герметичности крепления мембран и упрощение сборки аппарата.Это достигается тем, что фильтрующий модуль мембранного аппарата снабжен узлом перетока, выполненным в виде двух цилиндроконических втулок, скрепленных винтом, обращенных цилиндрической частью друг к другу, а конической частью - к мембранам, причем переточные каналы размещены в теле цилиндроконических втулок,На фиг. 1 представлен обрата; на фиг, 2 - фильтрукруглой формы, расположпромежуточными элементами щии вид аппающий модуль енный между ; на фиг,3 -2) Авторы изобретения А. С. Дыченко и В. М, Гуца Предлагаемое изобретение относится каппаратам для разделения жидких смесейс помощью полупроницаемых мембран методом обратного осмоса и мокет быть использовано в микробиологической, пищевой 5и химической промышленности.Известно устройство для обратного осмоса и ультрафильтрации, включающеефильтрующие модули, состоящие из дренажной основы, мембран и промежуточных 1 пэлементов в виде фасонных прокладок, Напериферии фильтрующих модулей выполнены переточные отверстия, при сборке фильтрующих модулей переточные отверстияо бр азуют кап ал 1 . 15Герметизация переточного канала в аппарате осуществляется посредством приклеивания мембран по периферии отверстия с обеих сторон фильтрующего элемента клеем ускоренного действия. Однаконаличие клеевого соединения сникает надежность работы аппарата и усложняетзамену мембраны,Наиболее близким к предложенному решению является аппарат для обратногоосмоса, включающий плоские фильтрующиемодули круглой или прямоугольной формы,состоящие из дренажной основы и размещенных с обеих ее сторон мембран и промежуточных элементов, и переточные капищевой промышленностивариант устройства с прямоугольнымифильтрующими модулями; на фиг. 4 -узел перетока в прямоугольном фильтрующем модуле,Аппарат состоит из чередующихся плоскопараллельных фильтрующих модулей 1 ипромежуточных элементов 2, зажатыхмежду двумя фланцами 3 с помощью стяжных шпилек 4. Фланцы имеют штуцеры 5и 6, соответственно для входа и выходаразделяемого раствора.Фильтрующий модуль 1 состоит из дренажной основы и размещенных с обеих еесторон полупроницаемых мембран 7. Дренажная основа включает в себя опорнуюпластину 8, имеющую центральное цилиндроконическое отверстие, каналы 9 для отводафильтра от поверхности мембраны к ее периферии и дренажный слой, состоящий изкрупнопористой подложки 10 (напримерсетка с размером ячеек 0,1 - 0,2 мм) и мелкопористой подложки 11 (например фильтровальная бумага).В опорной пластине 8 с обеих ее сторонимеются углубления, глубина которых на0,5 - 1,5 мм превышает суммарную толщину дренажного слоя и мембраны 7. Оставшееся пространство образует напорную камеру для прохождения разделяемого раствора вдоль поверхности мембран.В подложке 10 сделано отверстие, диаметр которого соответствует диаметрубольшого основания конуса цилиндроконического отверстия опорной пластины 8, Вподложке 11 сделано отверстие, диаметркоторого соответствует диаметру цилиндрической части цилиндроконического отверстия опорной пластины 8. Наружный диаметр подложки 10 соответствует внешнемудиаметру углубления в опорной пластине 8.Наружные диаметры подложки 11 и мембраны 7 одинаковы и равны внешнемудиаметру опорной пластины 8. На подложках 11 с обеих сторон дренажной основыразмещены полупроницаемые мембраны 7.В качестве полупроницаемых мембран могут быть использованы полимерные пленкитипа Владипор.В центре фильтрующего модуля 1 имеется узел перетока, выполненный в виде двухцилиндроконических втулок 12 и 13, скрепленных винтом 14, и обращенных цилиндрической частью друг к другу, а коническойчастью - к мембранам 7, Суммарная высота втулок 12 и 13 несколько меньше длины центрального отверстия в опорной пластине 8. Образовавшийся зазор между цилиндроконическими втулками необходимдля компенсации погрешности изготовления самих втулок, а также деформаций подложки 11 и мембраны 7, В теле цилиндроконических втулок 12 и 13 по окружностивыполнены переточные отверстия 15. В центральном отверстии цилиндроконическойвтулки 13 нарезана резьба под винт 14,510 15 20 25 Зо 35 4045 50 55 50 65 По наружному периметру с обеих сторон опорной пластины 8 выполнены пазы прямоугольной формы, в которые укладываются круглые кольцевые прокладки 1 б из эластичного материала (например резины).Промежуточные элементы 2 представляют собой круглые диски толщиной 0,5 1,0 мм, выполненные из жесткого материала (например сталь) и имеющие по периферии отверстия 17 для перетока разделяемого раствора.Аппарат собирается следующим образом.На обе стороны опорной пластины 8 укладываются последовательно подложки 10 и 11, В прямоугольные периферийные пазы вставляются круглые кольцевые прокладки 1 б, Затем с обеих сторон образовавшейся дренажной основы накладывают полупроницаемые мембраны 7. Цилиндрической частью втулок 12 и 13 в мембранах 7 продавливаются отверстия. Образовавшиеся кружки удаляются, а втулки вставляются в центральное цилиндрическое отверстие опорной пластины 8. Втулки 12 и 13 ориентируются одна относительно другой таким образом, чтобы отверстия 15 оказались соосцыми, В случае обеспечения достаточного зазора между втулками их взаимное ориентирование це является обязательным, Затем, придерживая от вращения втулку 12, закручивают винт 14 до обеспечения надежного прижатия мембраны 7 к внутренней коцусцой поверхности цилиндрокоццческого отверстия опорной пластины 8.Собранные таким образом фильтрующие модули 1 укладываются поочередно между промежуточными элементами 2, Образовавшийся пакет скимается между фланцами 3 с помощью стяжцых шпилек 4. Для увеличения производительности аппарата его собирают из нескольких, параллельно подключаемых, пакетов.Работает устройство следующим образом, Разделяемый раствор под давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, через входной штуцер 5 и отверстия 17 в направляющих пластинах подается в напорную камеру аппарата, ограниченную с одной стороны мембраной 7 фильтрующего модуля 1, с другой - поверхностью промежуточного элемента 2. Боковыми стенками напорной камеры являются боковыс поверхности углубления в опорной пластине 8. Растворитель и часть растворенных в цем веществ проходит через полупроницаемые мембраны 7 и через дренажный слой по каналам 9 отводится от внутренней поверхности мембран 7 к торцу опорной пластины 8, а затем в емкость для сбора фильтрата. Разделяемый раствор, обогащенный веществами, задерживаемыми полупроницаемой мембраной 7, перетекает пс переточ.ным отверстиям 15 в цилинлроконическихвтулках 12 и 13 в слелующую напорнуюкамеру, ограниченную с одной сторонымембраной 7 того же фильтрующего модуля 1, а с другой - поверхностью следующего промежуточного элемента 2. Пройдя всенапорные камеры пакета, обраоотанныйтаким образом, раствор через тцтуцер 6выводится из аппарата.Узел перетока и уплотнений может быть 10использован и лля аппаратов с прямоугольнттмтт фильтрун)тттимтт ыо;тулттмтт, и В этомслучае переточный канал мо)кет быть выполнеп в самом стяжном винте. В аппарате лля обратного осмоса и ультрафильтрации с прямоугольными фильтрующими молулями 18 узел перетока выполцетт в видедвух ттттлиттлрокотти теских втлок 19 и 20,скрепленных винтом 21, и обращенных цилинлртшеской частью дранг к лрчгу, а конитеской тастьто - к мембранам 7. Переточпый канал 22 выполнен в теле самого крепекного винта 21. Колтт тество узлов перетока и уплотнений в аппаратах с прямоугольттьвттт Фгтльтрутощими модулями зависит от цтттриттьт ттапорной камеры, а такжеот пясхола разделяемого раствора,Аппяпат состоит из тепелютттттхся сЬильтптлтттттх ттод лей 18, состояптих из лпенажттотт ост овьт, вклтотатотттей кптпттопопистую 301 О и мелкопопистуто 11 по тло)кки, и размептенньтх с ооеих ее сторон полупроницаемьтх мембпан 7 и ппомежуточньтх элементов 23, вьтполпенньтх в виде рамок из проклалотттого материала (ттапример паронит), 35Получетптьтй таким образом пакет сжимается межлу двумя Фланцами 24 с помощьюстяжных шпилек 25.Ряботает аппарат следующим образом,Разделяемый раствор под давлением, 40ппевьттттаютттим осмотическое лавление раствопенттьтх в нем веществ, через входноеотвепстие 26 потяется в напопные камерыяпттяпятя, огпани тенньте с двоих сторон напжттттмтт повеп сттостямтт мембпан 7 фильтплотттих )толлей 18. Боковьтмтт стенкамипапоппт.тх камер 27 являются внутренниеповерхности проме)куточтпях элементов 23,Растворитель и часть растворенных в нем веществ проходит через полупроницаемую мембрану 7 и через дренажный слой по каналам 28 в опорной пластине 29 фильтрующих модулей 18 отводится от внутренней поверхности мембран 7 к торцу опорной пластины 29, а затем в емкость для сбора фнльтрата. Разделяемый раствор, прошедший все напорные камеры 27 и обогащенный веществами, задерживаемыми полупроницаемыми мембранами 7, выводится из аппарата через верхнее отверстие 30.Предложенная конструкция узла перетока в аппаратах для обратного осмоса и ультрафильтрации позволяет повысить надежность их эксплуатации, а также упростить технологию сборки фильтрующих модулей и смену мембран.Ф ор м ул а из о бр ете ни яАппарат для обратного осмоса и ультра- фильтрации, включающий плоские фильтрующие модули круглой или прямоугольной формы, состоящие из дренажной основы и размещенных с обеих сторон мембпан и промежуточных элементов, и переточнте каналы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, гепметичности крепления мембран и упрощения сборки аппарата, фильтрующий модуль снабжен узлом перетока, выполненным в виде двух цилиндроконических втулок, скрепленных винтом, обращенных цилиндрической частью одна к другой, а конической частью - к мембранам, причем пере- точные каналы размещены в теле цилиндроконических втулок.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР435833, кл. В 010 13/00, 1972.2, Авторское свидетельство СССР592334, кл, В 010 13/00, 1972,"О 77 7 Е 7 гПпог, Ф Составитель Ж. ЕвсюковаТехред А. Камышникова Корректор О. Тюрина Редактор П, Горькова Типография, пр, Сапунова, 2 Заказ 764/5 Изд,Тираж 733 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5