Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Мембранний апарат, що містить нерухомий корпус з днищем та кришкою, розміщений всередині рулонного мембранного елемента та патрубків підводу розчину, відводу перміату та ретентату, причому рулонний мембранний елемент приводиться в обертовий рух за допомогою приводу, а патрубок підводу розчину проходить через нерухому кришку та розташований всередині патрубок відводу перміату, який відрізняється тим, що знизу рулонного мембранного елемента додатково встановлений тарілчастий очисник.

Текст

Реферат: Мембранний апарат містить нерухомий корпус з днищем та кришкою, розміщений всередині рулонного мембранного елемента та патрубків підводу розчину, відводу перміату та ретентату. Рулонний мембранний елемент приводиться в обертовий рух за допомогою приводу. Патрубок підводу розчину проходить через нерухому кришку та розташований всередині патрубок відводу перміату. Знизу рулонного мембранного елемента додатково встановлений тарілчастий очисник. UA 106060 U (54) МЕМБРАННИЙ АПАРАТ UA 106060 U UA 106060 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до мембранних апаратів з трубчастими рулонними мембранними елементами та може бути використана в хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній, харчовій, мікробіологічній та інших галузях промисловості. Відомий мембранний апарат [Патент 97568 UA, МПК МПК6 B 01 D 63/06 (2006.01), B01D 61/36 (2006.01). Мембранний апарат. / Житнецький І.В., Пономаренко В.В, Яровий В.Л. ; заявник Національний університет харчових технологій. - № u 2014 09797 ; заявл. 05.09.2014; опубл. 25.03.2015, Бюл. № 6, 2015 p.], який складається з нерухомого корпусу з днищем та кришкою, розміщеного всередині рулонного мембранного елемента та патрубків підводу розчину, відводу перміату (майже чистого розчинника), та ретентату (концентрату розчинних речовин в розчині). Рулонний мембранний елемент приводиться в обертовий рух за допомогою приводу, причому патрубок підводу розчину проходить через нерухому кришку, розташований всередині патрубка відводу перміату та закінчується під нижнім торцем мембранного елемента. Недоліком такої конструкції мембранного апарата є значне забруднення мембранних елементів, що призводить до зниження продуктивності апарата. В основу корисної моделі поставлена задача збільшення продуктивності апарата за рахунок зменшення забруднення мембранного елемента внаслідок попереднього очищення розчину від забруднень відцентровим сепаруванням. Поставлена задача вирішується тим, що мембранний апарат складається з нерухомого корпусу з днищем та кришкою, розміщеного всередині рулонного мембранного елемента та патрубків підводу розчину, відводу перміату та ретентату, причому рулонний мембранний елемент приводиться в обертовий рух за допомогою приводу, а патрубок підводу розчину проходить через нерухому кришку та розташований всередині патрубок відводу перміату Згідно з корисною моделлю, знизу рулонного мембранного елемента додатково встановлений тарілчастий очисник. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає в наступному. Обертовий мембранний елемент в корпусі, що обертається разом з ним, збільшує ефективність розділення компонентів за рахунок дії відцентрових сил. Під дією цієї сили важкі частинки, що знаходяться в рідині і забруднюють поверхню мембрани, відкидаються на периферію рулонного елемента, тим самим поверхня мембран очищається від забруднень. Однак, забруднення мембрани уникнути не вдається, так як розчин, що подається на розділення, навіть після попереднього очищення в фільтрах, містить значну кількість забруднюючих речовин. Відомо, що ефективним способом розділення рідини від речовин, що знаходяться в ній і відрізняються густиною, є відцентрове розділення. По цьому принципу основане очищення молока від твердих включень (відцентрові сепаратори очисники), очищення його від бактерій (бактофуги). Пропонується розділення розчину на мембранному модулі, що приводиться в обертальний рух, доповнити стадією відцентрового розділення від забруднень на суцільних тарілчастих елементах типу сепаратора очисника та сумістити стадію попереднього відцентрового очищення зі стадією мембранного розділення в одному корпусі апарата. Ефект розділення пропорційний швидкості обертання барабана сепаратора, де виникає відцентрова сила. Мірою збільшення швидкості розділення в полі дії відцентрових сил є фактор Фруда (відношення відцентрової сили до сили тяжіння) досягає величини від 1 до 3500 і вище (надцентрифуги). Рідина, що підлягає розділенню, спочатку потрапляє в нижнє відділення сепаратора, в якому при проходженні міжтарілчастого простору відбувається виділення забруднень, що мають густину більшу, ніж рідина, що підлягає розділенню. Забруднення під дією відцентрових сил відкидаються на внутрішню сторону суцільного барабана, звідки вони видаляються при зупинці апарата. Попередньо очищена таким чином рідина через виріз в верхній тарілці потрапляє в нижню камеру мембранного елемента і далі по міжмембранних напірних каналах в мембранний рулонний елемент, де більш легка фракція (найчастіше це розчинник) під дією тиску подачі та додаткового тиску, що створюється відцентровою силою, проникає через пори мембрани, по дренажному шару та через отвори, що виконані в центральному патрубку мембранного елемента, відводиться всередину цього патрубка, що є одночасно патрубком відводу перміату з мембранного елемента. При проходженні розчину всередині мембранного елемента по сітці сепаратора вздовж мембран (в випадку розміщення мембранного апарата вертикально: знизу вгору) розчинник (перміат) відводиться, розчин концентрується і через ці ж напірні канали він видаляться з 1 UA 106060 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 протилежної сторони мембранного елемента (зверху) в вигляді ретентату та через відповідні отвори відводу ретентату, що виконані в кришці апарата, відводиться назовні. При обертанні мембранного елемента в міжмембранних напірних каналах, що утворюються сіткою сепаратора під дією відцентрової сили продовжується виділення з розчину (аналогічно роботі відстійної центрифуги) бруду, частинок з великою молекулярною масою. Під дією відцентрової сили, такі частинки відкидаються на периферію мембранного елемента, тобто пори мембран очищаються внаслідок сповзання осаду, сполук великої молекулярної маси з поверхні мембран до периферії мембранного елемента, де концентруються. Така мембрана може більш довгий час працювати без зупинки на регенерацію, а отже і продуктивність такого мембранного апарата буде більшою. Конструкція мембранного апарата пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показаний загальний вигляд мембранного апарата, на фіг.2 - переріз А-А мембранного елемента. Мембранний апарат складається з рулонного мембранного елемента 1, що розміщений всередині кожуха 2, який з'єднаний (наприклад за допомогою шліцьового з'єднання) з днищем 3, що закріплене на валу 4. Вал приводиться в обертовий рух за допомогою приводу (на кресленні привід не показаний). Мембранний елемент в кожусі знаходиться в корпусі мембранного апарата 5, в верхній частині якого встановлена кришка 6. Нерухомий патрубок кришки 7 має такий же діаметр, як і центральний патрубок 8 мембранного елемента, який одночасно є і відвідним патрубком перміату. Патрубки кришки 7 та центральний патрубок 8 мембранного елемента, що обертається, ущільнені сальниковим ущільненням та утворюють разом канал для відведення перміату з кришки апарата через патрубок 9. Всередині патрубків 7 і 8 встановлений патрубок 10 для підведення розчину в сепаруючу камеру, що розміщена знизу мембранного елемента. Сам мембранний елемент складається з мембран 11, між якими встановлена сітка, що утворює дренажний шар 12, сітки сепаратора 13. Мембрани 11 прикріплені до трубки відводу перміату 8, в якій виконані отвори 14 для відведення ретентату через патрубок в кришці апарата 15. Кінець нерухомого патрубка підведення розчину 10 через ущільнення 16 з'єднаний з рухомим патрубком 17, в якому виконані отвори 18 подачі розчину під низ роздільних тарілок 19 з отворами 20. Працює мембранний апарат наступним чином. Розчин, що підлягає розділенню, через центральний нерухомий підвідний патрубок 10 потрапляє в рухомий патрубок 17 та через виконані в ньому отвори 18 потрапляє в нижню частину мембранного апарата, що виконує роль попереднього очищувача розчину від забруднень. Проходячи через між тарілчастий простір відбувається освітлення розчину та відвід його через отвори в тарілках 20 в нижню частину мембранного елемента. Забруднення в вигляді не вловлених твердих частинок та частинок з великою молекулярною масою відкидається на периферію та осідає на циліндричній стінці очисника. В подальшому вони можуть бути видалені при зупинці апарата та його санітарній обробці. Освітлений розчин з очисника потрапляє знизу рулонного мембранного елемента 1, що розміщений в кожусі 2. Рулонний мембранний елемент через шліцьове з'єднання між кожухом та днищем 3 приводиться в обертовий рух за допомогою приводу (на кресленні привід не показаний). Розчин під тиском рівномірно розподіляється в нижній частині мембранного елемента і по сітці сепаратора 13 піднімається вгору. Під дією початкового тиску подачі розчину та додаткового тиску, що створюється за рахунок відцентрової сили при обертанні мембранного елемента, через пори мембран проходить процес розділення рідини. Молекули розчинника, як більш легкі та менші за розміром (перміат), проникають через пори мембрани 11 і по дренажному шару 12, що разом утворюють міжмембранний напірний канал, рухаютьсядо центральної трубки 8 та через отвори в ній 14 потрапляють всередину. Мембрани та сітка дренажного шару між верхнім та нижнім торцями мембранного елемента герметично закриті. Перміат через канал відведення перміату, що утворений нерухомою трубкою 10 підведення розчину та центральною трубкою 8 мембранного елемента, а у верхній кришці апарата 6 через канал, що утворений нерухомою трубкою 10 підведення розчину та нерухомою трубкою 7 через патрубок 9 відводиться з апарата. Розчин, що підлягає розділенню, рухається вздовж мембран, розчинник переходить через пори мембран і розчин поступово концентрується, та виходить з протилежної сторони через дренажний шар мембранного елемента та патрубком 15 в вигляді ретентату відводиться з апарата. 2 UA 106060 U 5 10 15 Під час роботи апарата мембранний рулонний елемент обертається і на розчин, що знаходиться в дренажному шарі 13 діє значна відцентрова сила. Важкі частинки, що залишились в розчині і закупорюють пори мембран ковзають по її поверхні до периферії рулонного елемента, де ущільнюються. Це приводить до очищення поверхні мембрани від бруду, їх поверхня залишається активною. Такий апарат може довше розділяти розчин. Час роботи мембрани збільшується, а отже і збільшується продуктивність такого мембранного апарата. Тверді частинки, важкі молекули будуть концентруватись та ущільнюватись на периферії мембранного елемента і при регенерації мембранного апарата видалятись. Енергетичні затрати відносно до апарата, що має нерухомий мембранний елемент теж нижчі, так як додатковий тиск на рідину, що підлягає розділенню, створюється безпосередньо в самому апараті при обертанні мембранного елемента без додаткових передавальних ланок. Технічний результат від використання запропонованого мембранного апарата полягає в можливості збільшення продуктивності апарата за рахунок зниження забруднення мембран внаслідок попереднього очищення розчину в очищувачі під дією відцентрових сил. Крім того, проходить самоочищення самих мембран від забруднень відцентровою силою, що виникає в обертовому мембранному елементі. Затрати енергії на процес розділення зменшені, оскільки робочий тиск (рушійна сила процесу) створюється безпосередньо в самому мембранному елементі. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Мембранний апарат, що містить нерухомий корпус з днищем та кришкою, розміщений всередині рулонного мембранного елемента та патрубків підводу розчину, відводу перміату та ретентату, причому рулонний мембранний елемент приводиться в обертовий рух за допомогою приводу, а патрубок підводу розчину проходить через нерухому кришку та розташований всередині патрубок відводу перміату, який відрізняється тим, що знизу рулонного мембранного елемента додатково встановлений тарілчастий очисник. 3 UA 106060 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Membrane apparatus

Автори англійською

Zhytnetskyi Ihor Volodymyrovych, Ponomarenko Vitalii Vasyliovych, Yarovyi Volodymyr Leonidovych

Назва патенту російською

Мембранный аппарат

Автори російською

Житнецкий Игорь Владимирович, Пономаренко Виатлий Васильевич, Яровой Владимр Леонидович

МПК / Мітки

МПК: B01D 63/06, B01D 61/36

Мітки: мембранний, апарат

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-106060-membrannijj-aparat.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Мембранний апарат</a>

Подібні патенти