Мембранный аппарат комбинированного типа

Авторы патента:

Попов Вадим Юрьевич (RU)

Лазарев Сергей Иванович (RU)

Кочетов Виктор Иванович (RU)

B01D61/18 - устройства для этих целей

Владельцы патента RU 2496560:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО ТГТУ (RU)

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами микрофильтрации, ультрафильтрации, осмофильтрации и может быть использовано в химической, текстильной, микробиологической, медицинской, пищевой и других областях промышленности. Разделение раствора происходит в две стадии. На первой стадии разделения исходный раствор подается через штуцер в первую камеру плоскокамерного модуля. Получаемый пермеат через канал в корпусе отводится в камеру для пермеата первой ступени, а оставшийся раствор поступает в следующую камеру через проточное окно. После прохождения всех камер полученный ретентат выводится из аппарата через штуцер. При заполнении камеры для пермеата первой ступени подача разделяемого раствора в плоскокамерный модуль прекращается, включается компрессор, создающий перепад давления, под действием которого пермеат первой ступени подается в трубчатые модули для прохождения второй стадии разделения, где он разделяется на пермеат и ретентат второй ступени, выводимые из аппарата. Далее процесс повторяется. Изобретение обеспечивает повышение качества и эффективности разделения и очистки растворов, путем совмещения элементов плоскокамерного и трубчатого мембранных аппаратов в одном аппарате, имеющем небольшие габариты. 13 ил.

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и очистки растворов методами микрофильтрации, ультрафильтрации, осмофильтрации и может быть использован в химической, текстильной, микробиологической, медицинской, пищевой и других областях промышленности.

Прототипом данной конструкции является плоскокамерный мембранный аппарат, приведенный в работе Дытнерского Ю.И. "Процессы и аппараты химической технологии. Часть 2.", М.: Химия, 1995, стр.347-348, представляющий собой набор эллиптических мембранных элементов, находящихся между круглыми фланцами, и трубчатый мембранный модуль для фильтрации жидкости, конструкция которого приведена а патенте RU 2156645 С1, 27.09.2000.

Техническая задача - повышение качества и эффективности разделения и очистки растворов, путем совмещения элементов плоскокамерного и трубчатого мембранных аппаратов в одном аппарате, имеющем небольшие габариты.

На фиг.1 изображен главный вид мембранного аппарата комбинированного типа; на фиг.2 - вид слева; на фиг.3 - вид сверху; на фиг.4 - сложный разрез А-А на фиг.3; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.6 - главный вид верхней крышки мембранного аппарата комбинированного типа; на фиг.7 - вид снизу верхней крышки; на фиг.8 - вид слева верхней крышки; на фиг.9 - главный вид нижней крышки мембранного аппарата комбинированного типа; на фиг.10 - вид слева нижней крышки; на фиг.11 - вид сверху нижней крышки; на фиг.12 - опорное кольцо; на фиг.13 - корпус плоскокамерного модуля.

Мембранный аппарат комбинированного типа состоит из двух крышек 1, 2, имеющих штуцеры для ввода разделяемого раствора 3, отвода пермеата 4 и ретентата 5, 6 и подачи воздуха 7 для нагнетания давления в камере для пермеата первой ступени 8, выступы 9,10 для фиксации трубчатых модулей 11 и корпуса плоскокамерного модуля 12, имеющего впадину 13 для установки опорных колец 14, канал 15 для отвода пермеата от плоских мембранных элементов, вырезы 16 для соединения с выступами крышек, обратный клапан 17, препятствующий попаданию пермеата обратно в канал; жесткой дренажной сетки 18; пористой подложки 19; обратноосмотических мембран 20; поплавкового уровнемера 21, отслеживающего уровень пермеата в камере для пермеата первой ступени; двух трубчатых мембранных модулей, имеющих изогнутую форму; прокладок 22; герметизирующих заливок 23; байонетного кольца 24 для соединения крышек аппарата.

Крышки мембранного аппарата и корпус плоскокамерного модуля могут быть изготовлены из различных сталей и могут иметь гальванические покрытия.

Герметизирующая заливка состоит из герметизирующих эпоксидных смол или клея «холодная сварка».

Дренажная сетка может быть выполнена из материала Х18Н10Т, 20Х23Н18, 10Х17Н13М2Т, О8Х18Т1.

Пористая подложка может быть изготовлена из ватмана.

Аппарат работает следующим образом.

Исходный раствор под давлением, превышающим осмотическое давление растворенных в нем веществ, через штуцер 3 подается в первую камеру плоскокамерного модуля, образованную верхней крышкой 1, прокладкой 22, корпусом плоскокамерного модуля 12 и обратноосмотической мембраной 20. Из камеры получаемый пермеат отводится в канал 15, а оставшийся раствор переходит через проточное окно 25 в следующую камеру.

Раствор переходит из камеры в камеру по проточным окнам всего плоскокамерного модуля. Образующийся при этом пермеат по каналу в корпусе 15 отводится в камеру для пермеата первой ступени 8, а ретентат выводится из аппарата через штуцер 5 в нижней крышке 2.

При заполнении камеры для пермеата первой ступени подача разделяемого раствора в плоскокамерный модуль прекращается и включается компрессор, нагнетающий давление в камере для пермеата первой ступени. Обратный клапан 17, установленный на корпусе плоскокамерного модуля 12, препятствует попаданию пермеата из камеры для пермеата первой ступени обратно в канал. Уровень пермеата в камере для пермеата первой ступени отслеживается посредством поплавкового уровнемера 21.

Под действием давления, нагнетаемого компрессором, пермеат первой ступени подается в трубчатые мембранные модули 11, где разделяется на пермеат и ретентат второй ступени. Образовавшийся ретентат через штуцеры 6 выводится из аппарата, а пермеат попадает в камеру для пермеата второй ступени 26, откуда также выводится из аппарата через штуцер 4.

При опустошении камеры для пермеата первой ступени компрессор выключается и возобновляется подача разделяемого раствора в плоскокамерный модуль и процесс повторяется.

Таким образом, разделение раствора происходит в две стадии: на первой стадии раствор проходит через плоскокамерный модуль, а на второй - через два трубчатых модуля, что обеспечивает высокую степень очистки раствора.

Мембранный аппарат комбинированного типа, включающий в себя крышки, байонетное кольцо, корпус плоскокамерного мембранного модуля, плоскокамерный мембранный модуль, два трубчатых мембранных модуля, обратный клапан, поплавковый уровнемер, каналы ввода и вывода разделяемого раствора и подачи воздуха компрессором, камеры для пермеата, отличающийся тем, что разделяемый раствор на первой стадии разделения проходит через камеры плоскокамерного мембранного модуля, разделяется на пермеат и ретентат, при этом полученный ретентат выводится из аппарата, а пермеат через канал в корпусе плоскокамерного модуля попадает в камеру для пермеата первой ступени, при заполнении которой под действием перепада давления, создаваемого компрессором, пермеат первой ступени подается в два трубчатых модуля для проведения второй стадии разделения, при этом получаемый ретентат второй ступени выводится из аппарата, а пермеат попадает в камеру для пермеата второй ступени, откуда также выводится из аппарата.

Изобретение относится к способу и устройству для очистки питьевой воды. Способ осуществляют в устройстве (2) для очистки питьевой воды с резервуаром (4) для воды для приема подлежащей очистке питьевой воды (6), насосом (8) для транспортировки воды и блоком (10) мембранного фильтра, который имеет подвод (12) воды, мембранный фильтр (14), водоспуск (16) чистой воды и водоспуск (18) промывной воды.

Коттеджный фильтр // 2450845

Изобретение относится к бытовым устройствам для фильтрации артезианской воды, воды колодцев, естественных водоемов, городского водопровода. .

Способ фильтрации жидкости через однородные и композитные мембраны и устройство для его осуществления // 2411068

Изобретение относится к области ультра- и микрофильтрации жидкостей и может быть использовано в медицине, фармацевтике, биотехнологии, химической, пищевой промышленности и машиностроении.

Мембранный ультра-микрофильтрационный рулонный элемент // 2398619

Изобретение относится к конструкции мембранных ультра-микрофильтрационных элементов (МФРЭ), предназначенных для очистки технических и природных жидкостей от взвешенных в них частиц, коллоидов и бактерий.

Мембранный трубчатый фильтрующий элемент и способ его получения // 2289470

Изобретение относится к мембранным трубчатым элементам и способам их получения для осуществления микро-, ультра-, нано- и диафильтрации в перекрестно-точном режиме.

Аппарат для очистки воды // 2258673

Фильтр тонкой очистки жидкости и/или газа // 2242270

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим тонкую очистку жидкости и/или газов от взвесей, бактерий, вирусов и растворенных в воде химических соединений, как для индивидуальных потребителей, так и для промышленных целей.

Способ ультрафильтрации и устройство для его реализации // 2228788

Трубчатый мембранный модуль для фильтрации жидкости и способ его изготовления // 2156645

Установка для фильтрования жидкостей // 2130801

Изобретение относится к устройствам для очистки технологических жидкостей полупроницаемыми мембранными фильтрами. .

Способ и устройство рецикла для рецикла сбросной воды, содержащей суспензию, из процесса обработки полупроводников, в частности, из процесса химико-механической полировки // 2520474

Изобретение относится к способу и устройству для рецикла сбросной воды, содержащей суспензию, из процесса обработки полупроводников, в частности из процесса химико-механической полировки. Способ включает: стадию фильтрования, на которой свежую содержащую суспензию сбросную воду непрерывно подают в циркуляционную емкость (10), при этом смешанную сбросную воду непрерывно извлекают из циркуляционной емкости (10), извлеченную сбросную воду направляют через устройство (20) ультрафильтрации и концентрируют путем удаления жидкости для получения концентрированной сбросной воды, и концентрированную сбросную воду подают в циркуляционную емкость (10) и смешивают с содержимым циркуляционной емкости (10), чтобы получить смешанную сбросную воду; и стадию концентрирования, следующую по времени за стадией фильтрования, на которой добавление свежей сбросной воды в циркуляционную емкость (10) уменьшают или практически прекращают, при этом смешанную сбросную воду непрерывно удаляют из циркуляционной емкости (10), смешанную сбросную воду, которую удаляют, пропускают через устройство (20) ультрафильтрации и концентрируют им путем удаления жидкости для получения концентрированной сбросной воды, и концентрированную сбросную воду пропускают в циркуляционную емкость (10). Технический результат - повышение концентрации твердых веществ в концентрированной сбросной воде. 2 н. и 10 з.п.ф-лы, 6 ил.

Устройство и способ извлечения высококонцентрированной плазмы из цельной крови // 2578418

Группа изобретений относится к области медицины и может быть использована для получения высококонцентрированной плазмы. Устройство для извлечения высококонцентрированной плазмы из цельной крови содержит: шприц; пробирку для центрифугирования, которая присоединена к шприцу с целью центрифугирования цельной крови, находящейся в первом шприце; и мембранный фильтр для удаления воды или содержащего воду компонента, имеющего размер меньше заданного диаметра частиц, посредством мембраны из плазмы. Мембранный фильтр содержит: корпус, содержащий впускное отверстие для присоединения шприца, мембрану, второе пространство, сформированное в корпусе, в которое вводят плазму для фильтрации, причем высококонцентрированная плазма, содержащая компоненты, имеющие размер больше заданного диаметра частиц и не проходящие через мембрану, остается во втором пространстве. Группа изобретений относится также к способу получения высококонцентрированной плазмы из цельной крови с помощью заявленного устройства. Группа изобретений обеспечивает упрощение получения высококонцентрированной плазмы при повышении качества продукта. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Устройства мембранного разделения, системы и способы, применяющие указанные устройства, и системы и способы управления данными // 2601449

Изобретение относится к мембранным устройствам разделения для применения в процедурах обработки крови. Устройство фильтрации крови содержит: цилиндрический корпус; внутренний элемент, установленный внутри корпуса; пористую мембрану, расположенную на расстоянии от стенки корпуса или поверхности внутреннего элемента с образованием кольцевого зазора между ними, при этом корпус и внутренний элемент могут вращаться друг относительно друга; впуск для направления цельной крови, в кольцевой зазор, первый выпуск для направления плазмы, проходящей через мембрану в контейнер для сбора; и второй выпуск для направления из кольцевого зазора оставшихся компонентов крови, причем устройство дополнительно содержит область высокой перфузии, покрытую мембраной, и непроточную область и содержит радиальный выступ, который отделяет область высокой перфузии от непроточной области. Технический результат заключается в повышении степени и скорости сепарации крови. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл., 33 ил.

Способ получения осажденной мембраны // 2613990

Изобретение относится к области фильтрации и может быть использовано для разделения и очистки коллоидных систем и растворов методом микро-, ультра- и нанофильтрации. Способ получения осажденной мембраны путем пропускания суспензии через пористую подложку с образованием селективного слоя, при этом в качестве суспензии используют бентонит, диспергированный в водном растворе диаллилдиметиламмония хлорида, в соотношении по сухому веществу (0,5-1,0)-1,5⋅10-6, при этом образование селективного слоя на пористой подложке с размером пор от 0,1 мкм до 5,0 мкм осуществляют в режиме рециркуляции при давлении 0,2-0,3 МПа до осветления суспензии с последующим уплотнением селективного слоя путем повышения давления до 0,3-0,4 МПа в течение 10-20 минут. Технический результат - повышение эффективности очистки.

Устройства мембранного разделения, системы и способы, применяющие указанные устройства // 2615536

Изобретение относится к устройствам мембранного разделения. Способы заполнения мембранного сепаратора с вращающейся мембраной, в котором сепаратор содержит корпус с верхом и низом, мембрана сконфигурирована для вращения вокруг вертикально ориентированной оси, при этом между корпусом и мембраной образован зазор, при этом мембрана содержит поверхность, через которую происходит разделение, ориентированную вертикально, при этом способ содержит введение раствора для заполнения через канал внизу корпуса; протекание дополнительного раствора для заполнения через канал внизу корпуса, с тем чтобы сформировалась поверхность раздела раствор для заполнения - воздух в зазоре между корпусом и мембраной, которая продвигается вверх через корпус и вверх через поверхность мембраны для вытеснения воздуха внутри корпуса и выталкивания воздуха через канал наверху корпуса c одновременным смачиванием мембраны; и продолжение протекания дополнительного раствора для заполнения через канал внизу корпуса в зазор. Также заявлен контур обработки текучей среды. Технический результат – уменьшение риска введения пузырьков воздуха пациенту. 3 н. 9 з.п. ф-лы, 31 ил.

Способ и устройство для фильтрации и разделения текучих сред посредством мембран // 2639907

Изобретение относится к фильтрации и разделению текучих сред посредством мембран. Способ фильтрации и разделения текучих сред посредством мембран, включающий в себя по существу герметичный под давлением корпус, в котором расположено множество мембран, по меньшей мере один впуск для направляемой в устройство текучей среды, подлежащей разделению, и по меньшей мере один выпуск для выводимого из устройства пермеата, а также выводимой остающейся фракции, причем мембраны выполнены в виде мембранных подушек, которые имеют область открытия для выхода собирающегося во внутреннем пространстве мембран пермеата, отличающийся тем, что в пакете мембран соответствующую часть мембран различных областей разделения эксплуатируют с соответственно предопределенным, различным давлением подлежащей разделению среды. Также заявлено устройство фильтрации и разделения текучих сред посредством мембран. Технический результат – создание способа и устройства разделения текучих сред в одну стадию. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 ил.