МЕМБРАННЫЙ МОДУЛЬ

Полезная модель относится к устройствам для осуществления процессов мембранного разделения и может быть использована для очистки нефтепродуктов, воды, пищевых и других жидкостей от различных примесей.
Известен мембранный модуль по авторскому свидетельству СССР №680220 от 03.02.83 г., содержащий первый несущий фланец с отверстием, соединенный с первым несущим фланцем с отверстием второй несущий фланец с отверстием, установленные между ними по меньшей мере три эластичные прокладки, два фильтрующих элемента, каждый из которых содержит опорную рамку, дренажную вставку и полупроницаемую мембрану.
Недостатком указанного устройства является то, что поток исходной жидкости на входе в мембранный модуль непосредственно попадает на мембрану, которая часто выполняется из полимерного материала с тонким (порядка нескольких микрон) полупроницаемым покрытием. Это покрытие может быть разрушено динамическим напором входной жидкости и мембрана будет пропускать, например, более крупные частицы загрязнения, чем те, на которые она рассчитана.
На выходе из модуля мембрана последнего фильтрующего элемента может под воздействием потока жидкости перекрыть выходное отверстие из модуля, так как мембрана набухает и растягивается.
Полезная модель предназначена для устранения этих недостатков, а также направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности работы мембранного модуля и повышении его долговечности.
Указанная цель достигается тем, что мембранный модуль снабжен двумя пластинами с выступами, при этом первая пластина с выступами установлена между первым фланцем с отверстием и полупроницаемой мембраной первого фильтрующего элемента, вторая пластина с выступами установлена между вторым фланцем с отверстием и полупроницаемой мембраной по меньшей мере второго фильтрующего элемента, а выступы первой пластины направлены в сторону отверстия первого фланца с отверстием, выступы второй пластины направлены в сторону отверстия второго фланца с отверстием, ширина первой и второй пластины с выступами равна 3-4 диаметрам отверстия во фланцах с отверстиями, кромки первой пластины с выступами соединены с первой эластичной прокладкой и мембраной первого фильтрующего элемента, а кромки второй пластины с выступами соединены с по меньшей мере третьей эластичной прокладкой и мембраной по меньшей мере второго фильтрующего элемента.
Такое выполнение устройства позволяет предохранить верхнюю мембрану от разрушения динамическим напором входящей жидкости. Выступы на пластине создают дополнительную турбулизацию потока жидкости, что улучшает условия для фильтрации жидкости через мембрану. Выступы на нижней пластине, направленные в сторону отверстия второго фланца обеспечивают гарантированный зазор между нижней мембраной и выходным отверстием. Кроме того, наличие двух пластин с выступами позволяет менять направление движения жидкости в мембранном модуле, менять вход и выход, что способствует увеличению срока службы мембран без снижения производительности.
На фиг.1 изображен предлагаемый мембранный модуль в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А с фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б с фиг.2 в масштабе увеличения; на фиг.4 - разрез В-В с фиг.2 в масштабе увеличения.
Мембранный модуль содержит первый несущий фланец 1 с отверстием 2, соединенный с первым несущим фланцем 1 второй несущий фланец 3 с отверстием 4, между ними установлены эластичные прокладки 5, 6 и 7, и фильтрующие элементы 8 и 9. Фильтрующие элементы состоят из опорных рамок 10, дренажных вставок 11 и полунепроницаемых мембран 12. Между мембраной фильтрующего элемента 8 и первым несущим фланцем 1 установлена пластина 13 с выступами 14, а между мембраной 12 фильтрующего элемента 9 и вторым несущим фланцем 3 такая же пластина 13 с выступами 14.
Фильтрующие элементы имеют переточные отверстия 15, выполненные в виде щели у одного из краев опорной рамки. Мембрана 12 выполняется, например, из полимеров типа Владипор УАМ, ПМ и др., в виде полосы с шириной, равной длине переточного отверстия 15 и уложена на обе поверхности опорной рамки так, что середина полосы огибает край переточного отверстия, а концы полосы мембраны доходят до края опорной рамки. Опорная рамка имеет паз 16 для выхода фильтрата.
Первый несущий фланец 1 соединен со вторым несущим фланцем 3, например, при помощи шпилек и болтов, не показанных на фигурах, пропущенных через отверстия 17, выполненные в несущих фланцах 1 и 3.
При сборке мембранного модуля переточные отверстия 15 соседних фильтрующих элементов расположены противоположно одни относительно другого, при этом обеспечивается последовательное движение обрабатываемой жидкости через все фильтрующие элементы. Фильтрующие элементы 8 и 9 и эластичные прокладки 5, 6 и 7 закрепляются между несущими фланцами 1 и 3 и стягиваются через отверстия 17 болтами, не показанными на фигурах.
Пластина 13 выполняется из твердого листового материала, например из металла. Выступы 14 на пластине 13 выполняются, например, в виде полусфер.
Мембранный модуль работает следующим образом. Исходная жидкость подается через отверстие 2 в первом несущем фланце 1 и попадает на пластину 13, проходит между выступами 14, которые турбулезируют поток. Жидкость последовательно проходит по фильтрующим элементам 8 и 9. Проникшая через мембрану 12 жидкость (фильтрат) отводится по дренажной вставке 11 через щель 16 в опорных рамках 7. Концентрат выводится из модуля через отверстие 4 во втором несущем фланце 3.