Устройство для ультрафильтрации

УСТРОЙСТВО для УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ
Полезная модель относится к анпаратурному оформлению процессов разделения солевых растворов, суспензий и может быть использована при переработке кислот в производстве взрывчатых веществ, химической, пищевой промыщленностях.
Известны устройства для ультрафильтрации, содержащие корпус, внутри которого размещена пористая труба, а в полости трубы установлен цилиндрический сердечник с винтовыми проточными каналами уменьщенного кольцевого сечения (свидетельство на полезную модель N 15475 по МШС С06 В21/00). В этих устройствах исходный раствор под давлением многократно циркулирует через полость пористой трубы и фильтруется через пористые стенки трубы, концентрация циркулирующего раствора при этом увеличивается, а чистый фильтрат постоянно отводится из устройства. В известном устройстве жидкость при движении равномерно распределяется по поверхности пористой трубы и имеет достаточно высокую скорость для образования на поверхности трубы оптимальной толщины пограничного или фильтрующего слоя, в котором концентрация нерастворенных частиц больще, чем в основном объеме раствора. Использование пористой трубы большого диаметра с установленным внутри нее сердечником, образующим с внутренней поверхностью пористой трубы узкий кольцевой проточный канал, позволяет значительно увеличить производительность по фильтрату. Как по казали результаты отработки устройства в промышленных условиях, для
МПК С06 В21/00
достижения в кольцевом проточном канале линейном скорости жидкости до 3-6 м/с необходимо поддерживать давление жидкости в кольцевом канале 0,25-0,5 МПа. Увеличение давления жидкости во внутренней полости пористой трубы приводит к повышению нагрузки на пористую стенку трубы, и, как следствие, к образованию трещин, разрывов на поверхности трубы и в итоге к нарушению работоспособности устройства.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы устройства для ультрафильтрации с трубчатым фильтрующим элементом из пористого материала.
Технический результат достигается тем, что на наружной поверхности пористой трубы дополнительно установлен жесткий каркас, плотно охватывающий пористую трубу по всей ее длине и диаметру, причем жесткий каркас может быть выполнен в виде колец, равномерно расположенных по всей длине пористой трубы с шагом 0,5-1,0 диаметра трубы и связанных между собой продольными планками, или в виде винтовой пружины с шагом 0,5-1,0 диаметра трубы.
На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство для ультрафильтрации. Устройство состоит из корпуса 1, внутри которого на боковых крышках 2 и 3 установлена фильтрующая ячейка из пористой трубы 4 пористостью 3-8 мкм. В полости пористой трубы 4 установлен цилиндрический сердечник 5 с винтовыми каналами 6 с определенным проходным сечением для протока жидкости. Боковые крыщки 2 и 3 снабжены штуцерами 7 и 8 для подвода исходного раствора или суспензии и отвода концентрата, а корпус 1 снабжен штуцером 9 для отвода фильтрата. Внутри боковых крышек 2 и 3 предусмотрены упоры 10 и 11 с прорезями для прохода жидкости. На наружной поверхности пористой трубы 4 установлен жесткий каркас 12, охватывающий трубу по всей ее длине и диаметру. Жесткий каркас 12 может быть выполнен в виде ко лец 13, равномерно расположенных по всей длине трубы с шагом 0,5-1,0 диаметра трубы. Кольца 13 связаны между собой продольными планками 14. Каркас может быть выполнен и в виде винтовой пружины с шагом 0,5-1,0 диаметра трубы.
Устройство для ультрафильтрации работает следующим образом. Исходный раствор из расходной емкости под давлением до 0,5 МПа подается через штуцер 7 в полость, ограниченную внутренней поверхностью пористой трубы 4 и винтовыми каналами 6 цилиндрического сердечника 5. Исходный раствор многократно циркулирует со скоростью до 6 м/с по каналам 6, фильтрат отводится через пористую стенку трубы 4, а концентрация исходного раствора увеличивается при многократной циркуляции его через расходную емкость, насос и фильтруюш,ее устройство. Жесткий каркас 12, плотно охватывающий пористую трубу с наружной стороны, воспринимает на себя радиальную нагрузку, возникающую от давления жидкости во внутренней полости трубы, и тем самым предотвращает возможность разрушения пористой стенки трубы.
Предложенное техническое решение проверено в условиях промышленной эксплуатации устройства для ультрафильтрации. Жесткий каркас, дополнительно установленный на наружной поверхности пористой трубы, позволил увеличить давление во внутренней полости трубы до 0,5 МПа при расходе циркулируемой жидкости до 45 , что позволило дополнительно увеличить производительность по фильтрату в 1,5 раза.
Заявитель