RU1801560C - Membrane device - Google Patents

Abstract

Использование: разделение жидких смесей с помощью полупроницаемых мембран в химической, пцщевой и микробиологической промышленности. Сущность изобретени : мембранный аппарат содержит корпус, разделенный мембранным-эле- ментом на камеры исходной жидкости и пермеата. В камере исходной жидкости размещен закрепленный на корпусе посредством подшипникового узла вал с центральным каналом и внешним полым валом. Центральный канал через отвод щий коллектор и запорный орган соединен с линией отвода концентрата, а в камере исходной жидкости - с патрубками, снабженными отверсти ми , выполненными на нижней поверхности патрубков и смещенными к одному из боковых торцов каждого патрубка . Внешний полый вал через коллектор и запорный орган соединен с линией подачи исходной жидкости, а в камере исходной жидкости соединен с патрубками, изогнутыми по спирали Архимеда и снабженными отверсти ми, выполненными под углом к поверхности мембранного элемента. Дл  управлени  процессом мембранного разделени  камера исходной жидкости снабжена вентилем сброса. 5 ил.Usage: the separation of liquid mixtures using semipermeable membranes in the chemical, industrial and microbiological industries. SUMMARY OF THE INVENTION: The membrane apparatus comprises a housing separated by a membrane element into the chambers of the initial liquid and permeate. A shaft with a central channel and an external hollow shaft mounted on the housing by means of a bearing assembly is placed in the source fluid chamber. The central channel is connected through the outlet manifold and the shutoff element to the concentrate discharge line, and in the source fluid chamber to nozzles provided with holes made on the lower surface of the nozzles and offset to one of the side ends of each nozzle. An external hollow shaft is connected through the manifold and the shut-off element to the feed fluid supply line, and in the feed fluid chamber it is connected to nozzles curved in an Archimedes spiral and provided with holes made at an angle to the surface of the membrane element. To control the membrane separation process, the source fluid chamber is provided with a discharge valve. 5 ill.

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  разделени  жидких смесей с помощью полупроницаемых мембран и может быть использовано в химической, пищевой и микробиологической промышленности.The invention relates to apparatus for separating liquid mixtures using semipermeable membranes and can be used in the chemical, food and microbiological industries.

Цель изобретени  - упрощение конструкции и повышение эффективности.The purpose of the invention is to simplify the design and increase efficiency.

На фиг.1 изображен . мембранный аппарат , разрез, общий вид: на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1: на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.2: на фиг.5 - сечение Г-Г на фиг.2.Figure 1 is depicted. membrane apparatus, section, general view: in Fig.2 is a section aa in Fig.1: in Fig.3 is a section bB in Fig.2; figure 4 is a section bb in figure 2: in figure 5 is a section GG in figure 2.

Мембранный аппарат состоит из корпуса 1, разделенного мембранным элементом 2 на камеры исходной жидкости 3 и пермеата 4. В камере исходной жидкости 3 размещен закрепленный на корпусе 1 посредством подшипникового узла 5 вал 6 с центральным каналом 7 и внешним валом 8. Центральный канал 7 через отвод щий коллектор 9 и запорный орган 10 соединен с линией отвода концентрата, а в камере исходной жидкости 3-е патрубками 11, снабженными отверсти ми 12. выполненными на нижней поверхности патрубка со смещением к одному из боковых торцов каждого патрубка. Внешний полый вал 8 через коллектор 13 и запорный орган 14 соединен с линией подачи исходной жидкости,а в камере исходной жидкости 3 соединен с патрубками 15, изогнутыми по спирали Архимеда и снабженными отверсти ми 16. выполнен00The membrane apparatus consists of a housing 1, separated by a membrane element 2 into the chambers of the initial fluid 3 and permeate 4. In the chamber of the initial fluid 3 there is a shaft 6 fixed to the housing 1 by means of a bearing assembly 5 with a central channel 7 and an external shaft 8. The central channel 7 is through an outlet the collecting manifold 9 and the shutoff member 10 are connected to the concentrate discharge line, and in the source fluid chamber, 3 nozzles 11 provided with holes 12. made on the lower surface of the nozzle with an offset to one of the side ends of each nozzle . The external hollow shaft 8 through the collector 13 and the shut-off element 14 is connected to the supply line of the source fluid, and in the chamber of the source fluid 3 is connected to the nozzles 15, curved in a spiral of Archimedes and provided with holes 16. done00

оabout

ел о оate about

ными под углом к поверхности мембранного элемента 2. Дл  управлени  процессом мембранного разделени  камера исходной жидкости 3 снабжена вентилем сброса 17 и манометром 18, а камера пермеата 4 жена каналом отвода пермеата с запорным органом 19.angled to the surface of the membrane element 2. To control the process of membrane separation, the source liquid chamber 3 is equipped with a relief valve 17 and a pressure gauge 18, and the permeate chamber 4 is provided with a permeate removal channel with a locking member 19.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Исходна  жидкость подаетс  в аппарат через запорный орган 14, коллектор 13, внешний полый вал 8 и патрубки 15 и заполн ет камеру 3, откуда поступает через отверсти  12 в патрубки 11 и через центральный канал 7, отвод щий коллектор 9 и запорный орган 10 поступает в линию отвода концентрата. Положение запорных органов 10 и 14 выбираетс  таким образом, чтобы в камере исходной жидкости 3 создавалось давление, необходимое дл  процесса мембранного разделени : например, дл  ультрафильтрации от 0,1 до 0,5 МПа, дл  обратного осмоса от 2,5 до 10 МПа. Под действием давлени  очищенна  от примесей жидкость, проход  через мембранный элемент 2 будет поступать в камеру пермеата и через запорный орган 19 удал тьс  на потребление в качестве конечного продукта . Выход ща  из торцовых отверстий патрубков 15 и тангенциальных каналов жидкость создает реактивный момент, вращающий вал 6 и одновременно размывающий отложени , которые отвод тс  через отверсти  12, так как в линии отвода концентрата давление обычно равно атмосферному , устран   концентрационную пол ризацию на поверхности мембран. При вращении вала 6 в отверсти  12 с поверхности мембран отбираетс  жидкость (концентрат ) с наибольшим содержанием задерживаемых веществ и отложений в виде частиц и гелей. При необходимостиThe source fluid is supplied to the apparatus through the shut-off element 14, the manifold 13, the external hollow shaft 8 and nozzles 15 and fills the chamber 3, from where it enters through the holes 12 into the nozzles 11 and through the central channel 7, the outlet manifold 9 and the shut-off element 10 enter concentrate discharge line. The position of the locking elements 10 and 14 is selected so that the pressure necessary for the membrane separation process is created in the chamber of the initial liquid 3: for example, for ultrafiltration from 0.1 to 0.5 MPa, for reverse osmosis from 2.5 to 10 MPa. Under pressure, the liquid purified from impurities, the passage through the membrane element 2 will enter the permeate chamber and through the shut-off element 19 will be removed for consumption as the final product. The liquid exiting the end openings of the nozzles 15 and the tangential channels creates a reactive moment, a rotating shaft 6 and at the same time erodes deposits, which are discharged through the openings 12, since the pressure in the concentrate discharge line is usually atmospheric, eliminating concentration polarization on the membrane surface. When the shaft 6 rotates in the hole 12, a liquid (concentrate) with the highest content of trapped substances and deposits in the form of particles and gels is taken from the surface of the membranes. If necessary

уменьшени  частоты вращени  вала б потока может сбрасыватьс  через вентиль 17.a decrease in the rotational speed of the flow shaft b can be discharged through the valve 17.

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение эффективности мембранногоThe proposed device provides increased membrane efficiency

разделени  за счет исключени  застойных зон на поверхности мембраны, привод щих к образованию отложений на поверхности мембран и позвол ет упростить конструкцию путем исключени  отдельного привода.separation by eliminating stagnant zones on the surface of the membrane, leading to deposits on the surface of the membranes and simplifying the design by eliminating a separate drive.

Другим существенным достоинством предлагаемого устройства  вл етс  возможность создани  мембранных аппаратов большой единичной мощности путем установки группы мембранных элементов с пропуском через них общего вала.Another significant advantage of the proposed device is the possibility of creating membrane devices of large unit power by installing a group of membrane elements with a common shaft passing through them.

Claims (1)

Формула изобретени  Мембранный аппарат дл  разделени  растворов, состо щий из корпуса, разделенного плоским мембранным элементом на камеры исходной жидкости и пермеата, устройства отвода концентрата, выполненного в виде установленного соосно с корпусом полого вала, снабженного патрубкамиSUMMARY OF THE INVENTION Membrane apparatus for separating solutions, consisting of a housing separated by a flat membrane element into the chambers of the initial liquid and permeate, a concentrate discharge device made in the form of a hollow shaft mounted coaxially with the housing and equipped with nozzles дл  очистки мембранного элемента и соединенного с приводом механизма вращени , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  эффективности , он снабжен внешним валом сfor cleaning the membrane element and the rotation mechanism connected to the drive, characterized in that, in order to simplify the design and increase efficiency, it is provided with an external shaft with патрубками в форме спирали Архимеда на его конце, установленным концентрично полому валу и соединенным с патрубком подвода исходной жидкости, причем патрубки внешнего вала снабжены отверсти ми, выполненными под углом к поверхности мембранного элемента, а устройство дл  очистки мембранного элемента выполнено в виде установленных параллельно мембранному элементу патрубков с отверсти ми, Archimedes spiral-shaped nozzles at its end mounted concentrically to the hollow shaft and connected to the source fluid supply nozzle, the nozzles of the external shaft being provided with holes made at an angle to the surface of the membrane element, and the device for cleaning the membrane element is made in the form of parallel to the membrane element nozzles with holes, расположенными на стороне, обращенной к мембранному элементу со смещением к одному из торцов каждого патрубка.located on the side facing the membrane element with an offset to one of the ends of each pipe. UаUa ПермеатPermeate --i------ . .--i ------. . ФигЛFigl Г-ГGg Фиг. 5FIG. 5