RU2174432C1 - Membrane apparatus with nonstationary hydrodynamics - Google Patents
Membrane apparatus with nonstationary hydrodynamics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2174432C1 RU2174432C1 RU2000130308/12A RU2000130308A RU2174432C1 RU 2174432 C1 RU2174432 C1 RU 2174432C1 RU 2000130308/12 A RU2000130308/12 A RU 2000130308/12A RU 2000130308 A RU2000130308 A RU 2000130308A RU 2174432 C1 RU2174432 C1 RU 2174432C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- semi
- permeable
- spherical
- membrane surface
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, микробиологической промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса. The invention relates to the field of separation, concentration and desalination of various solutions by reverse osmosis and ultrafiltration methods and can be used in the food, pharmaceutical, microbiological industry, as well as in agricultural enterprises.
Известны мембранные элементы (а.с. N 1367995, кл. В 01 D 13/00, 1988 г. ), содержащие пористые трубчатые каркасы с полупроницаемыми мембранами и турбулизирующими устройствами, выполненными в виде закрепленной в торцовых крышках оси, на которой размещены вращающиеся втулки с лопастями. Known membrane elements (A.S. N 1367995, class B 01
Недостатком известного мембранного элемента являются неэффективность работы мембран в ламинарном режиме, неравномерный гидродинамический режим по длине аппарата, а также повышенный расход исходного раствора. A disadvantage of the known membrane element is the inefficiency of the membranes in the laminar mode, the uneven hydrodynamic mode along the length of the apparatus, as well as the increased consumption of the initial solution.
Известен мембранный аппарат (а.с. N 1034754, кл. В 01 D 13/00, 1983 г.), состоящий из корпуса со штуцерами ввода разделяемой смеси и вывода продуктов, мембранного элемента, выполненного в виде герметизированного по трем сторонам сложенного гармошкой пакета из двух плоских полупроницаемых мембран и размещенного между ними дренажа, обоймы, в которой закреплена негерметизированная сторона пакета. Known membrane apparatus (A.S. N 1034754, class B 01
Недостатком известного мембранного аппарата является сложность и большая трудоемкость сборки и замены мембран. A disadvantage of the known membrane apparatus is the complexity and complexity of the assembly and replacement of membranes.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является мембранный элемент трубчатого типа (а.с. N 1502042, кл. В 01 D 13/00, 1989 г. ), содержащий пористый каркас, расположенную на его внутренней поверхности полупроницаемую мембрану и турбулизирующую вставку, выполненную в виде цепи или ленты. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed one is a tubular-type membrane element (A.S. N 1502042, class B 01
Недостатком известного мембранного элемента является возможность повреждения мембраны в результате механической очистки. A disadvantage of the known membrane element is the possibility of damage to the membrane as a result of mechanical cleaning.
Технической задачей изобретения является повышение производительности мембранного аппарата за счет улучшения гидродинамических условий потока разделяемого раствора вследствие снижения уровня концентрационной поляризации и исключения возможности повреждения мембран. An object of the invention is to increase the performance of the membrane apparatus by improving the hydrodynamic conditions of the flow of the solution being separated due to a decrease in the concentration polarization level and eliminating the possibility of damage to the membranes.
Техническая задача достигается тем, что в мембранном аппарате с нестационарной гидродинамикой, включающем трубчатые мембранные модули, выполненные в виде пористых тел, с нанесенными на внутреннюю поверхность полупроницаемыми мембранами, патрубки для ввода исходного раствора, вывода фильтрата и концентрата, полупроницаемый рукав, расположенный коаксиально мембранной поверхности, шаровые элементы, соединенные между собой звеньями цепи и приводимыми в движение посредством ведущей и ведомой звездочек, новым является то, что шаровые элементы имеют возможность перемещения в непроницаемом рукаве вдоль мембранной поверхности. The technical problem is achieved in that in a membrane apparatus with non-stationary hydrodynamics, including tubular membrane modules made in the form of porous bodies, with semi-permeable membranes deposited on the inner surface, nozzles for introducing the initial solution, output of the filtrate and concentrate, a semi-permeable sleeve located coaxially to the membrane surface , ball elements interconnected by chain links and driven by means of the drive and driven sprockets, new is that ball ele cients are movable along the sleeve in an impermeable membrane surface.
На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый мембранный аппарат; на фиг. 2 - элемент мембранного аппарата; на фиг. 3 - схема гидродинамического процесса. In FIG. 1 schematically shows the proposed membrane apparatus; in FIG. 2 - an element of the membrane apparatus; in FIG. 3 is a diagram of a hydrodynamic process.
Аппарат содержит мембранные модули 1 (фиг. 1), выполненные в виде двух коаксиально расположенных цилиндров 2 и 3. Причем цилиндр 2 выполнен из непроницаемого для раствора материала, а цилиндр 3 - из пористого материала, на внутреннюю поверхность которого нанесена полупроницаемая мембрана 5. Цилиндры 2 и 3 снабжены штуцерами ввода исходного раствора 4, штуцерами вывода фильтрата 6 и концентрата 7. Внутри цилиндра 3 расположен непроницаемый рукав 8, выполненный, например, в виде гофрированной трубки, имеющей повышенный характер упругих деформаций. Для возникновения упругих деформаций непроницаемого рукава 8 предназначена вильчатая цепь 9 с шаровыми фторопластовыми элементами 10. Шарнир цепи 9 является, в свою очередь, осью 11 (фиг. 2), которая закрепляет шаровые элементы 10 между собой. Для предотвращения осевых перемещений шаровых элементов 10 предназначены фторопластовые втулки 12 и стопорные кольца 13. Непроницаемый рукав 8 при помощи фланцевого соединения 14 закрепляется внутри цилиндра 3. Для приведения вильчатой цепи в движение предназначены ведущая 15 и ведомая 16 звездочки, имеющие в торцовой стороне вырезы для захвата звеньев цепи 9 и шаровых элементов 10. The apparatus contains membrane modules 1 (Fig. 1), made in the form of two coaxially arranged
Мембранный аппарат работает следующим образом. Membrane apparatus operates as follows.
Исходный раствор подается через штуцеры 4 в мембранные модули 1 под определенным давлением противоточно движению цепи 9. Прошедший через полупроницаемые мембраны фильтрат отводится по каналам с помощью штуцеров 6, а образующийся в процессе разделения концентрат из напорного канала - через штуцеры 7. Исходный раствор, попадая в напорный канал мембранных модулей 1, претерпевает ряд гидродинамических изменений, в частности гидродинамических параметров разделяемой среды, например рабочего давления Pраб. и линейной скорости потока Vлин. по всей длине мембранной поверхности модулей 1. При движении шаровых элементов 10 внутри рукава 8 происходит деформация последнего, при которой обеспечивается необходимый зазор между поверхностями рукава 8 и мембраны 7.The initial solution is supplied through fittings 4 to the membrane modules 1 under a certain pressure countercurrent to the movement of
Мембранный аппарат с нестационарной гидродинамикой может быть использован, например, для разделения, концентрирования и фракционирования продуктов микробиологического происхождения. A membrane apparatus with non-stationary hydrodynamics can be used, for example, for the separation, concentration and fractionation of products of microbiological origin.
Течение разделяемого раствора вдоль мембранной поверхности зоны I (фиг. 3) неизбежно сопровождается увеличением его кинетической энергии и падением давления. Возникающая в этом случае турбулентность усиливается движением навстречу потоку цепи 9 с набором шаровых элементов 10, благодаря чему повышается сжатие разделяемой среды и срыв слоя высокомолекулярных соединений 17 с цилиндрических стенок мембранной поверхности 5. Молекулы разделяемого раствора по мере продвижения по зоне II преодолевают нарастающее давление за счет кинетической энергии потока, уменьшающейся вдоль этой зоны до некоторого момента, а также в направлении от оси модуля к мембранной поверхности. Периферийный поток, непосредственно прилегающий к мембране 5, обладает низким скоростным показателем, поэтому он не может преодолеть нарастающее давление и в некоторый момент времени возникают противоточные основному потоку перетоки, что также приводит к турбулизации разделяемой среды. Эффект турбулизации исходного раствора усиливается тем, что противоточное основному потоку движение цепи 9 с набором шаровых элементов 10 приводит к интенсивному пульсационному гидродинамическому режиму, который носит нестационарный временной характер. The flow of the solution to be separated along the membrane surface of zone I (Fig. 3) is inevitably accompanied by an increase in its kinetic energy and a drop in pressure. The turbulence arising in this case is enhanced by moving towards the flow of the
Данный аппарат позволяет обеспечить
- низкий уровень концентрационной поляризации вследствие противоточного движения цепи с набором шаровых элементов и разделяемого потока;
- полную герметизацию отвода продуктов разделения, благодаря использованию непроницаемого рукава;
- сохранность мембранной поверхности в результате защиты движущихся частей аппарата непроницаемым рукавом;
- получение широкого диапазона производительности за счет изменения гидродинамических условий в аппарате, связанных с частотой вращения ведомой звездочки и скоростью прокачки разделяемого потока.This unit allows you to provide
- a low level of concentration polarization due to countercurrent movement of the circuit with a set of ball elements and a shared stream;
- complete sealing of the discharge of separation products through the use of an impermeable sleeve;
- the safety of the membrane surface as a result of the protection of the moving parts of the apparatus with an impermeable sleeve;
- obtaining a wide range of performance due to changes in the hydrodynamic conditions in the apparatus associated with the speed of the driven sprocket and the pumping speed of the shared stream.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000130308/12A RU2174432C1 (en) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | Membrane apparatus with nonstationary hydrodynamics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000130308/12A RU2174432C1 (en) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | Membrane apparatus with nonstationary hydrodynamics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2174432C1 true RU2174432C1 (en) | 2001-10-10 |
Family
ID=20242885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000130308/12A RU2174432C1 (en) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | Membrane apparatus with nonstationary hydrodynamics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2174432C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103331101A (en) * | 2013-06-14 | 2013-10-02 | 浙江玉泉环境工程有限公司 | Ultrafiltration membrane component |
RU2680061C1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Membrane apparatus with inflatable sleeves |
RU2680459C1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Membrane device with double action turbulator |
RU2813339C1 (en) * | 2023-04-24 | 2024-02-12 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Московский Государственный Университет Технологий И Управления Имени К.Г. Разумовского (Первый Казачий Университет)" | Membrane apparatus with nozzle turbulizer |
-
2000
- 2000-12-04 RU RU2000130308/12A patent/RU2174432C1/en active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103331101A (en) * | 2013-06-14 | 2013-10-02 | 浙江玉泉环境工程有限公司 | Ultrafiltration membrane component |
RU2680061C1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Membrane apparatus with inflatable sleeves |
RU2680459C1 (en) * | 2018-03-29 | 2019-02-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") | Membrane device with double action turbulator |
RU2813339C1 (en) * | 2023-04-24 | 2024-02-12 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Московский Государственный Университет Технологий И Управления Имени К.Г. Разумовского (Первый Казачий Университет)" | Membrane apparatus with nozzle turbulizer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR910009327A (en) | Membrane Separation System and Its Usage | |
HU222973B1 (en) | Method for cross-flow filtration with membrane disks | |
RU2174432C1 (en) | Membrane apparatus with nonstationary hydrodynamics | |
US3491021A (en) | Method and apparatus for non-cyclic concentration of solution-suspension | |
IE37164B1 (en) | Apparatus for separating liquids into two fractions by means of semipermeable membranes | |
AU2014276442B2 (en) | Method of operating a pressure-retarded osmosis plant | |
SE510324C2 (en) | Method and apparatus for purifying a fluid | |
FR2394318A1 (en) | LIQUID TREATMENT APPARATUS, OF THE PLISSED SEMI-PERMEABLE MEMBRANE TYPE | |
CN108821489A (en) | A kind of sea water desalting equipment with contaminant removal | |
TR200002233A2 (en) | Method of concentrating tomato juice with reverse osmosis | |
WO2008044941A3 (en) | Method, system and apparatus for producing a potential over a body | |
WO2005049172A3 (en) | A fluid filtration system and method of filtering fluid | |
KR101414944B1 (en) | Structure of hollow fiber membrane bundle arrangement in hollow fiber membrane module | |
RU2269373C1 (en) | Membrane apparatus with the toroidal vortex generators | |
RU2252815C1 (en) | Membrane-type apparatus with jet flows | |
CN209362237U (en) | A kind of novel roll-type putamina | |
RU2506990C1 (en) | Membrane apparatus with transient hydrodynamics | |
RU2680459C1 (en) | Membrane device with double action turbulator | |
SU1465069A1 (en) | Membrane member of tubular type | |
RU2367507C1 (en) | Ultrasonic membrane element | |
RU2560417C1 (en) | Membrane apparatus | |
RU2515U1 (en) | MEMBRANE ELEMENT | |
RU2680061C1 (en) | Membrane apparatus with inflatable sleeves | |
RU2148427C1 (en) | Membrane apparatus with immersible filtering element | |
CN205815488U (en) | A kind of hygiene-type pressure vessel for reverse osmosis |