Мембранный аппарат

 

Изобретение относится к устройствам для разделения растворов с помощью полупроницаемых мембран, преимущественно диаметром 293 мм, и может быть использовано в пищевой, микробиологической и химической отраслях промышленности. Мембранный аппарат содержит два фланца со штуцерами ввода разделяемой смеси и вывода продуктов, расположенный между ними пакет из дисковых мембранных и промежуточных элементов, уплотнительные прокладки, элементы крепления, размещенные по периферии фланцев, а также дополнительный элемент крепления, установленный с помощью герметизирующих прокладок по оси аппарата, при этом во фланцах, мембранных и промежуточных элементах выполнены центральные сквозные отверстия. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для разделения растворов с помощью полупроницаемых мембран, преимущественно диаметром 293 мм, и может быть использовано в пищевой, микробиологической и химической отраслях промышленности.

Известна установка стерилизующей фильтрации УСФ-293-7 (И. В. Беседина и др. "Мембранное микрофильтрование растворов для инъекций аптечного изготовления", Фармация N 1, 1989 г. с. 54 54), применяемая для мембранного микрофильтрования растворов, в состав которой входит фильтродержатель ФД-293, содержащий два фланца, расположенный между ними пакет из мембранных и промежуточных элементов и уплотнительных прокладок и элементы крепления в виде струбцин. Этот фильтродержатель может использоваться для микрофильтрования растворов при больших (до 3 кГ/см²) давлениях и большом (293 мм) диаметре мембраны. Однако эксплуатация его достаточно сложна.

Вследствие большого давления и довольно значительной площади фланцев (около 0,07 м²), на них действует значительная распирающая изнутри сила F P · S 3 кГ/см² x 700 см² 2100 кГ.

Для обеспечения необходимой прочности фланцы и элементы крепления (струбцины) выполнены из толстой стали и являются тяжелыми и громоздкими. Например, фланцы выполнены из стали толщиной 10 мм и вместе со струбцинами весят 15 18 кГ. Фильтродержатель весь контактирует с фильтруемым раствором, поэтому всю эту громоздкую и тяжелую конструкцию нужно стерилизовать в сборе в автоклаве, что неудобно. Кроме того, для обеспечения стерильности фланцы выполняются из специальных материалов (например, нержавеющая сталь 12 х 18 Н9Т), которая достаточно дорога. В итоге фильтродержатель дорог и сложен в изготовлении и неудобен в эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мембранный аппарат, содержащий два фланца со штуцерами ввода разделяемой смеси и вывода продуктов, размещенный между ними пакет из дисковых мембранных и промежуточных элементов, кольцевых прокладок, а также расположенные по периферии фланцев элементы крепления (Т. Брок "Мембранная фильтрация", М. "Мир", 1987), с. 146 148, рис. 6.9).

В связи с тем, что распирающие фланцы силы увеличиваются пропорционально квадрату диаметра, то наибольшую величину они имеют для диаметра 293 мм - наибольшего выпускаемого диаметра мембран. При таком диаметре прототип имеет такие же недостатки, как и аналог, т. е. дорог и сложен в изготовлении, неудобен в эксплуатации.

Сущность изобретения состоит в том, что в известный мембранный аппарат, содержащий два фланца со штуцерами ввода разделяемой смеси и вывода продуктов, расположенный между ними пакет из дисковых мембранных и промежуточных элементов и уплотнительных прокладок, а также элементы крепления, размещенные по периферии фланцев, введен дополнительный элемент крепления, установленный с герметизирующими прокладками по сои аппарата. При этом во фланцах, мембранных и промежуточных элементах выполнены центральные сквозные отверстия.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании менее металлоемкого, более дешевого и простого в эксплуатации мембранного аппарата, преимущественно для мембран диаметром 293 мм.

Технический результат, достигаемый при этом, состоит в перераспределении распирающих сил, что позволяет сделать фланцы более тонкими, а следовательно, мембранный аппарат белее легким и более дешевым.

На чертеже изображен предлагаемый мембранный аппарат: а состав мембранного аппарата, б мембранный аппарат в сборе.

Мембранный аппарат содержит верхний 1 и нижний 2 фланцы со штуцерами ввода разделяемой смеси 3 и вывода продуктов 4 и расположенный между фланцами пакет дисковых элементов, состоящий из уплотнительного кольца 5, опорного 6 и сетчатого 7 дисков, мембранного микрофильтра 8, предфильтра 9 и уплотнительного кольца 10. Фланцы стянуты между собой струбцинами 11. Все детали аппарата имеют центральное сквозное отверстие, а котором с герметизирующими прокладками 12 установлен дополнительный элемент крепления 13, сжимающий все детали мембранного аппарата. В качестве элемента крепления 13 может быть использован болт с гайкой.

Сборка фильтра осуществляется следующим образом. В кольцевую канавку нижнего фланца 2 помещают уплотнительное кольцо 5, затем устанавливают опорный 6 и сетчатый 7 диски. На сетчатом диске укладывают мембранный микрофильтр 8 и предфильтр 9. Поверх предфильтра по краю мембраны укладывают уплотнительное кольцо 10, размещают верхний фланец 1. Оба фланца скрепляют струбцинами 11. В центральное отверстие вставляют с двух сторон герметизирующие прокладки 12, затем устанавливают болт 13 и с помощью гайки сжимают все детали аппарата. К штуцерам верхнего и нижнего фланцев подсоединяют подводящую и отводящую трубки.

Предлагаемое решение позволяет сделать аппарат, работающий при больших давлениях и больших диаметрах мембран, более легким и дешевым, хотя и более сложным в изготовлении.

Формула изобретения

Мембранный аппарат, содержащий два фланца с штуцерами ввода разделяемой смеси и вывода продуктов, расположенный между ними пакет из дисковых мембранных и промежуточных элементов и уплотнительных прокладок, а также элементы крепления, размещенные по периферии фланцев, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным элементом крепления, установленным с помощью герметизирующих прокладок по оси аппарата, при этом во фланцах, мембранных и промежуточных элементах выполнены центральные сквозные отверстия.

РИСУНКИ

Рисунок 1