МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ
MEMBRANE DEVICE

Изобретение относится к области концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.
Известен аппарат для мембранного концентрирования [1], состоящий из корпуса, на котором находится кожух со штуцерами. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток, на конце которого выполнен конус. Положение конуса регулируется при помощи резьбы. Устройство присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится спираль, приводящаяся во вращение лопастями, которые расположены в корпусе. На корпусе имеются штуцеры для подвода продукта. Внутри спирали по всей длине расположена неподвижная сетка, которая одним концом крепится к конусу штока, а другим - к корпусу. Благодаря сетке, предотвращается размытие диффузионного слоя в радиальном направлении, что благоприятно влияет на сохранение концентрации в отводимом из аппарата слое. Недостатком аппарата является периодичный характер работы.
Известен аппарат для мембранного концентрирования [3], состоящий из корпуса, на котором находится кожух со штуцером. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток, на конце которого выполнен конус. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Аппарат присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится рифленая вставка в виде сектора цилиндра, приводящаяся во вращение лопастями. Вставка одним концом крепится к конусу штока, а другим - к лопастям. Благодаря щелевому зазору между вставкой и мембраной, а также рифленой поверхности вставки происходит увеличение скорости потока и его турбулизация, что приводит к очистке части поверхности мембраны в области вставки. Недостатком данной конструкции является низкая производительность по отводимому диффузионному слою, что влияет на производительность аппарата в целом.
Известно мембранное устройство [2], состоящее из корпуса, на котором находится кожух со штуцером. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток с конусом. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Устройство присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится подвижный полый вал с насаженными на него лопастями, один конец которого крепится к конусу штока, а другой - выходит через корпус наружу. Вал имеет два отверстия для подачи газа, расположенные под углом 90° относительно оси вала. Лопасти разделяют полость мембраны на четыре сектора, в трех из них осуществляется отвод диффузионного слоя, а в четвертом происходит очистка мембраны. Недостатком данного устройства является невысокая степень очистки мембраны, за счет чего будет низкая производительность по фильтрату.
Задачей изобретения является увеличение производительности.
Решается задача тем, что тем, что в трех секторах находится сетка, крепящаяся к лопастям на некотором расстоянии от мембраны, а в четвертом - на валу по всей его длине установлены диски.
На фиг.1 представлен предлагаемый аппарат, на фиг.2 разрез А-А.
Аппарат состоит из корпуса 1, на котором находится штуцер 2 и кожух 3. Корпус имеет две кольцевые щели 4 и 5. Внутри корпуса находится полый шток 6 с конусом. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Корпус присоединен к трубчатой мембране 7. Внутри канала мембраны расположены четыре лопасти 8, которые образуют сектора. Внутри одного из образованных лопастями секторов к валу на небольшом расстоянии друг от друга крепятся диски 9. В остальных секторах к лопастям на некотором расстоянии от мембраны крепится цилиндрическая сетка 10. Поворот вала с лопастями осуществляется путем подачи раствора через штуцер 11. Подача исходного раствора осуществляется через штуцер 12. К корпусу крепится кожух 13 со штуцерами для отвода фильтрата 14 и подачи газа 15.
Мембранный аппарат работает следующим образом. Исходный раствор под давлением подается в устройство через штуцер 12. При фильтровании раствора на внутренней поверхности мембраны образуется подвижный диффузионный слой с повышенным содержанием растворенных веществ (явление концентрационной поляризации). Диффузионный слой отводится из штуцера 2 и кожух 3, а основная часть потока - через внутреннюю полость штока 6. Благодаря лопастям 8, поток делится на четыре сектора, в трех из которых осуществляется формирование диффузионного слоя, а в четвертом - очистка мембраны за счет установленных дисков, создающих интенсивную турбулизацию потока. Установленная в трех секторах, цилиндрическая сетка 10 способствует сохранению концентрации в отводимом слое, препятствуя его размытию в радиальном направлении.
По мере загрязнения поверхности мембраны в других секторах производят поворот вала с дисками, для чего подают исходный раствор через штуцер 11. При этом внешние кромки лопастей также осуществляют очистку мембраны. Помимо этого для очистки внутренних пор мембраны возможна подача газа через штуцер 15.
Источники информации
1. Лобасенко Б.А., Котляров Р.В., Истратова Е.Е. Аппарат для мембранного концентрирования: Патент №2285556. - Опубл. 20.10.06. в БИ №29.
2. Лобасенко Б.А., Гарифулин Р.Ш., Семенов А.Г., Иванова С.А. Аппарат для мембранного концентрирования: Патент №2429053. - Опубл. 20.09.11. в БИ №15.
3. Лобасенко Б.А., Истратова Е.Е. Мембранное устройство: Патент №2286841. - Опубл. 10.11.06. в БИ №31.