МЕМБРАННЫЙ ПОЛОВОЛОКОННЫЙ АППАРАТ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Полезная модель относиться к области гидротехники, а именно к устройствам, обеспечивающим очистку воды текущего потока методом ультрафильтрации.
Известно мембранное очистное устройство, содержащее рулонный фильтр, включающий корпус, в фильтрующей плоскости которого расположены как минимум два рулонных фильтрующих блока, отверстия для подачи жидкости и отводу задержанных веществ, обратный или регулирующий клапан, антителескопическое устройство для фильтра с ограничителем потока и клапан для повышения давления в канале для фильтрата [1].
Известное устройство сложно конструкции и не обеспечивает достаточную степень очистки воды из-за возникновения при его работе поперечного потока увеличивается трансмембранное давление, что приводит к возникновению явления концентрационной поляризации у поверхности мембраны (фильтра) - загрязнений.
Известен также аппарат, в котором в мембранный элемент с полым волокном помещают цилиндрические вставки из непроницаемого для разделяемой жидкости материала, которые способствуют образованию лабиринтного канала. При этом подача исходной жидкости осуществляется через перфорацию в осевой трубке, расположенной по всей длине трубки [2]. Основным существенным недостатком данной конструкции является уменьшение площади фильтрации мембранного элемента из-за наличия цилиндрических вставок в нем, что отрицательно влияет на качество очистки жидкости.
Наиболее близким по технической сущности заявляемого аппарата является мембранный половолоконный аппарат, содержащий цилиндрический корпус, переднее и заднее днища, пакет половолокнистых нитей, патрубки подвода исходной воды и отвода очищенной и концентрата, центральную трубу с отверстиями, расположенную коаксиально корпусу, при этом на входе центральной трубы установлено колебательное устройство, а пакет половолоконных нитей установлен в упругие кольца [3].
Данный аппарат сложный по конструкции и его работ не надежна из-за установки колебательного устройства в виде гидродинамического излучателя.
Техническим результатом заявляемого аппарата является упрощение его конструкции и повышение качества очистки воды.
Изложенный выше технический эффект (решаемая задача) реализуется в полезной модели за счет установки внутри корпуса аппарата со стороны подводы воды перпендикулярно корпусу периферийной перегородки с отверстиями для поступления воды в аппарат, по всей длине которого на равном расстоянии расположены полые волокна, образующие фильтрующий элемент, объединенные в пучки таким образом, что они создают переменные сечения по всей длине аппарата и примыкающие к его заднему днищу, при этом полые волокна выполнены из природных органических или синтетических материалов.
Ни из патентно-технической литературы и документации, а также из практики эксплуатации устройств очистки воды, не известно о наличии аппарата, имеющие идентичные признаки признаком заявляемого устройства.
Отсюда правомерен вывод о соответствии заявляемого устройства критерию новизны для полезной модели.
Заявляемый аппарат может быть неоднократно изготовлен с присущими ему существенными признаками и успешно реализован на практике с получением указанного выше технического результата, что говорит о его соответствии критерию промышленная применимость.
Техническая сущность полезной модели поясняется чертежом, где:
- на фиг. 1 - показан общий вид аппарата
- на фиг. 2 - показан поперечный разрез аппарата (по перегородке с отверстиями и волокнами)
- на фиг. 3 - узел B-B - показано поперечное переменное сечение волокон.
Заявляемое техническое решение апробировано на опытном образце мембранного половолоконного аппарата в лаборатории водоснабжения кафедры «Инженерные системы и экология».
Ниже приведены результаты апробации.
Мембранный половолоконный аппарат очистки воды состоит из корпуса цилиндрической формы 1 (фиг. 1), патрубков 2 для подачи исходной воды и 6 для отвода чистой воды (пермеата).
Внутри корпуса перпендикулярно ему установлена перегородка 3 (фиг. 1) с отверстиями 4 и по всей поверхности (фиг. 2) для подачи воды в аппарат, а также волокна 5 (в сечении). Волокна 5 установлены в корпусе 1 по всей длине аппарата и примыкают к его заднему днищу 8 (фиг. 1).
Полые волокна 5 в аппарате собраны в пучки таким образом, что они имеют по всей длине аппарата переменное сечение (фиг. 3), обеспечивая тем самым эффективное проникновение жидкости через пористую структуру.
В верхней части цилиндрического корпуса 1 (фиг. 1) перед задним днищем 8 смонтирован патрубок для отвода концентрата 7.
Устройство работает следующим образом.
Мембранный аппарат заполняют исходной жидкостью, которая по патрубку 1 подается в перпендикулярно расположенную потоку периферийную перегородку. Жидкость проходит через отверстия 4 в ней и поступает в пространство с полыми волокнами 5. Волокна на равных расстояниях объединены в пучки по всей длине аппарата, для создания переменного сечения потока жидкости между волокнами, позволяющее создать перепад давления в мембранном аппарате, снизить потери напора в нем и производительность аппарата. Жидкость проникает через пористую структуру волокон, оставляя на их поверхности концентрированные загрязнения. Очищенная вода попадает в патрубок 6 для отвода пермеата (чистой воды). Концентрат выводится из аппарата по патрубку 7.
Преимущества заявляемого аппарата перед прототипом состоит в том, что значительно упрощается его конструкция (упрощается технология его изготовления), увеличивается площадь фильтрации и скорость, и повышается качество очистки воды.
Источники информации:
[1] Заявка в РФ №2010102926/05, МПК B01D 63/10 пат. 2472575
[2] Авт. свид. СССР №1498531, МПК B01D 63/02, 1989
[3] Пат. №89416 на Пол. Модель, МПК B01D 63/06 заявка №2009126173-22, 2009 - прототип.