RU1809776C - Module for separation of liquid phases - Google Patents

Abstract

Использование: разделение жидких сред. Сущность изобретени : модуль содержит корпус, полый вал с закрепленными на нем с возможностью вращени  и возвратно- поступательного движени  дисковыми фильтрующими элементами, расположенные между ними неподвижные дисковые фильтрующие элементы, герметично соединенные между собой и установленные с зазором относительно корпуса с образованием замкнутой полости дл  сбора и отвода фильтрата. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.Usage: separation of liquid media. SUMMARY OF THE INVENTION: a module comprises a housing, a hollow shaft with disk filter elements fixed thereto for rotation and reciprocating motion, stationary disk filter elements located between them, tightly interconnected and installed with a gap relative to the housing to form a closed collection cavity and drainage of the filtrate. 1 s P. f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс  к оборудованию дл  разделени  жидких сред и может быть использовано дл  концентрировани  растворов методами микро- и ультрафильтрации .The invention relates to equipment for separating liquid media and can be used to concentrate solutions by micro and ultrafiltration methods.

, Цель изобретени  - повышение производительности за счет снижени  концентрационной пол ризации.An object of the invention is to increase productivity by reducing concentration polarization.

На фиг. 1 показано схематическое изображение модул  с плоскими мембранами; на фиг. 2 - механизм привода вращательного и возвратно-поступательного движени  вала; на фиг. 3 - фрагмент конструкции модул  с эластичными скребками дл  очистки фильтрующих элементов; на фиг. 4 - иллюстраци  движени  фильтрата и концентрата в разделительном модуле,In FIG. 1 shows a schematic illustration of a module with flat membranes; in FIG. 2 - a drive mechanism for rotational and reciprocating shaft motion; in FIG. 3 is a structural fragment of a module with elastic scrapers for cleaning filter elements; in FIG. 4 is an illustration of the movement of the filtrate and concentrate in the separation module,

Разделительный модуль содержит (фиг. 1) корпус 1 с плоскими торцевыми крышками 2, полый вал 3 с закрепленными на нем с возможностью вращательного и возвратно-поступательного движени  дисковыми фильтрующими элементами 4, расположенными между ними неподвижными фильтрующими элементами 5, выполненными в виде дисков б с закрепленными на нихThe separation module contains (Fig. 1) a housing 1 with flat end caps 2, a hollow shaft 3 with disk filter elements 4 mounted thereon with the possibility of rotational and reciprocating motion, stationary filter elements 5 located between them, made in the form of disks fixed on them

мембранами 7 и герметично соединенными 5 между собой с помощью колец 8 и на крыш- ках корпуса 2 с помощью шпилек 9, фланца С/1 10 и кольца 11 и установленными с зазором относительно корпуса с образованием зам- кнутой полости 12 дл  сбора и отвода фиЬь- В трата, патрубки ввода раздел емой смеси 13 и вывода фильтрата 14 и концентрата 15.membranes 7 and hermetically connected 5 with each other using rings 8 and on the covers of the housing 2 with the help of studs 9, flange C / 1 10 and the ring 11 and installed with a gap relative to the housing with the formation of a closed cavity 12 for collecting and discharging fi - In waste, the inlet pipes of the divided mixture 13 and the outlet of the filtrate 14 and concentrate 15.

Привод вала состоит из узлов враща- jЈ тельного движени . Вращательное движе- С ние осуществл етс  от электродвигател  16 ЧЭ через клиноременную передачу. Вал 17име- ч| ет шлицы, с помощью которых ведомый vj ижив 18 передает крут щий момент от элек- Q тродвигател  19. Привод возвратно-поступательного перемещени  вала (вверх-вниз) осуществл етс  следующим образом. Вал - 17 опираетс  на упорный подшипник 20, vA/ закрепленный в приводной гайке-шестерне 21. Враща  гайку 21 вручную с помощью руко тки 22 или с помощью реверсивного электродвигател  16 через редуктор 23 и ведущую шестерню 24, можно перемещать, вал вверх-вниз, сохран   его вращательное движение от электродвигател  19.The shaft drive consists of rotational motion units. Rotational motion is carried out from the SE motor 16 through a V-belt drive. Shaft 17imech | There are splines with which the driven vj live 18 transmits torque from the electric motor Q of the motor 19. The reciprocating shaft movement (up-down) is carried out as follows. The shaft - 17 is supported by a thrust bearing 20, vA / fixed in the drive gear nut 21. Rotating the nut 21 manually using the handle 22 or using the reversible electric motor 16 through the gearbox 23 and the drive gear 24, you can move the shaft up and down, saved its rotational movement from the electric motor 19.

Величины перемещени  задаютс  с помощью микропереключателей 25, не позвол ющих поверхност м мембран касатьс  друг друга, т. е, зазор минимальный.The displacement values are set using microswitches 25, which prevent the membrane surfaces from touching each other, i.e., the clearance is minimal.

Дл  повышени  качества очистки мембран подвижные фильтрующие элементы снабжены эластичными скребками 26 (фиг. 3), выполненными из м гких материалов, например эластичный пенополиуретан, пе- новинилформаль, войлок и т. д., которые механически очищают поверхность мембран без их разрушени . . Устройство работает следующим образом .To improve the cleaning quality of the membranes, the movable filter elements are equipped with elastic scrapers 26 (Fig. 3) made of soft materials, for example, flexible polyurethane foam, vinylformal, felt, etc., which mechanically clean the surface of the membranes without destroying them. . The device operates as follows.

В качестве рабочего раствора использовали тонкодисперсную водную суспензию красител  марки Алый, в качестве фильтрующего элемента ультрафильтраци- онную фторопластовую мембрану с размером пор 0,05 мкм. Подлежащую концентрированно тонкодисперсную суспензию краситеп  непрерывно подают через патрубок 13 в нижнюю часть разделительного модул  (фиг. 1-4) под давлением 3 кгс/см2. При движении рабочего раствора через разделительный модуль под действием разности давлений на мембране 7 происходит его разделение на фильтрат и концентрат. Необходима  турбулизаци  потока создаетс  за счет вращени  полого вала 3 с установленными на нем фильтрующими элементами 4, 5, которые имеют также возможность совершать возвратно-поступательное движение.A finely dispersed aqueous suspension of Aly brand dye was used as a working solution, and an ultrafiltration fluoroplastic membrane with a pore size of 0.05 μm was used as a filter element. The appropriate concentrated fine-dispersed suspension of paint is continuously fed through the pipe 13 to the lower part of the separation module (Fig. 1-4) under a pressure of 3 kgf / cm2. When the working solution moves through the separation module under the action of the pressure difference on the membrane 7, it is divided into the filtrate and concentrate. The necessary turbulization of the flow is created by rotating the hollow shaft 3 with filter elements 4, 5 mounted on it, which also have the ability to reciprocate.

Неподвижные и подвижный дисковые мембранные элементы 4, 5 образуют лаби- ринт, по которому рабоча  смесь перемещаетс  ступенчато от периферии к центру и обратно от центра к периферии вдоль поверхностей мембран и одновременно снизу-вверх модул , При этом одна часть ультрафильтрата через полупроницаемые мембраны 7 попадает внутрь подвижных фильтрующих элементов 4 и далее по полому оалу 3 отводитс  из модул . Друга  часть ультрафильтрата попадает внутрь неподвижных дискоо 5, из них в замкнутую полость 12 и далее отводитс  от модул . Концентрат, пройд  модуль сверху вниз, отводитс  через штуцер 15.The fixed and movable disk membrane elements 4, 5 form a labyrinth along which the working mixture moves stepwise from the periphery to the center and back from the center to the periphery along the surfaces of the membranes and simultaneously from the bottom-up of the module. One part of the ultrafiltrate through semipermeable membranes 7 inside the movable filter elements 4 and further along the hollow shaft 3 is withdrawn from the module. Another part of the ultrafiltrate enters the stationary disco 5, of which, into the closed cavity 12, it is then diverted from the module. The concentrate, passing the module from top to bottom, is discharged through the nozzle 15.

При снижении скорости ультрафильтрации за счет образовани  сло  коллоидных частиц на поверхности мембраны включаетс  возвратно-поступательное движение вала . В результате такого движени  рассто ние между подвижными и неподвижными фильтрующими элементами периодическиWhen the ultrafiltration rate decreases due to the formation of a layer of colloidal particles on the surface of the membrane, the reciprocating motion of the shaft is activated. As a result of this movement, the distance between the movable and stationary filter elements is periodically

измен етс , резко возрастает тангенциальна  скорость потока над мембраной и поскольку в данном случае сорбционна  способность дисперсного красител  к поверхности мембраны незначительна, слойchanges, the tangential flow rate above the membrane sharply increases, and since in this case the sorption ability of the dispersed dye to the membrane surface is insignificant, the layer

коллоидных частиц смываетс  с ее поверхности , тем самым скорость ультрафильтрации восстанавливаетс  до первоначальной. Врем  регенерации составл ет 1-5 мин. В известном устройстве дл  восстановлени  фильтрующих свойств мембран примен етс  химическа  мойка мембран, Врем  регенерации составл ет 60-90 мин. Использование предлагаемого разделительного модул  позвол ет интенсифицировать процесс разделени  жидких сред за счет сокращени  времени регенерации, снижени  концентрационной пол ризации и тем самым повысить его производительность .colloidal particles are washed off from its surface, thereby the ultrafiltration rate is restored to the original. The regeneration time is 1-5 minutes. A known device for restoring the filtering properties of membranes uses a chemical washing of the membranes. The regeneration time is 60-90 minutes. The use of the proposed separation module makes it possible to intensify the process of separation of liquid media by reducing the regeneration time, lowering the concentration polarization and thereby increasing its productivity.

Одновременно снижаетс  расход моющих средств за счет системы самоочистки. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  At the same time, the consumption of detergents is reduced due to the self-cleaning system. FORMULA AND SECTION

Claims (2)

1. Разделительный модуль, содержащий корпус, полый вал с закрепленными на нем1. The separation module containing the housing, a hollow shaft with mounted on it с возможностью вращени  дисковыми фильтрующими элементами, расположенными между ними неподвижные фильтрующие элементы, патрубки ввода раздел емой смеси и вывода фильтрата и концентрата,rotatable by disk filter elements, stationary filter elements located between them, nozzles for introducing a separable mixture and outlet for filtrate and concentrate, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности модул  за счет снижени  концентрационной пол ризации , подвижные дисковые .фильтрующие элементы установлены с возможностью возвратио-поступательного движени , а неподвижные фильтрующие элементы выполнены в форме дисков, герметично соединенных между собой и установленных с зазором относительно корпуса с образованием замкнутой полости дл  сбора и отвода фильтрата .characterized in that, in order to increase the module's performance by reducing concentration polarization, movable disk filter elements are installed with the possibility of reciprocating motion, and stationary filter elements are made in the form of disks hermetically connected to each other and installed with a gap relative to the housing with forming a closed cavity for collecting and discharging the filtrate. 2. Модуль по п. 1,отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности2. The module according to claim 1, characterized in that, in order to increase efficiency очистки мембран, подвижные фильтрующие элементы снабжены эластичными скребками .membrane cleaning, movable filter elements are equipped with elastic scrapers. fiuaifiuai Фиг. 1FIG. 1 фие.ЗFie.Z