Мембранный аппарат

Авторы патента:

Пермякова Екатерина Владимировна (RU)

Сазонова Екатерина Константиновна (RU)

B01D63/06 - трубчатые мембранные элементы

Владельцы патента RU 2641117:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)" (RU)

Изобретение относится к аппаратам для концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса. Трубчатый мембранный аппарат, к торцевой части которого крепится устройство для отвода поляризационного слоя, выполненное в виде полого конуса, отличающийся тем, что в устройстве коаксиально с ним установлен дополнительный полый конус, создающий щелевой канал, сужающийся по длине отводимого поляризационного слоя. Технический результат - увеличение производительности. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к области концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Из существующего уровня техники известен мембранный аппарат с отводом поляризационного слоя [1], включающий подвижный кожух с патрубком для отвода продукта, с находящимся внутри него корпусом с отверстиями, в полости которого имеется подвижный полый конус, который осуществляет отвод растворенных веществ с поверхности мембраны.

Недостатком этого аппарата является сложность конструкции.

Наиболее близким к изобретению является аппарат для мембранного разделения [2], в котором производится отвод слоя с повышенным содержанием растворенных веществ (поляризационного слоя) с поверхности мембраны с помощью конической втулки с кольцевыми прорезями. Недостатком этого аппарата является невысокая производительность.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение производительности.

Данная задача решается за счет того, что в заявленном аппарате отводящее устройство выполнено в виде двух коаксиально установленных конусов с некоторым зазором между ними, уменьшающимся по длине.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является увеличение производительности.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображена схема предлагаемого мембранного аппарата.

Мембранный аппарат состоит из трубчатой мембраны 1, на конце которой имеется резьба 2, на которую накручивается корпус отводящего устройства 3, внутри которого имеются два коаксиальных конуса 4, 5, между которыми имеется зазор, величина которого уменьшается по длине. Отвод слоя осуществляется через штуцер 6, а обедненного потока через внутреннюю полость конуса 5.

Аппарат работает следующим образом. При подаче раствора в мембранный аппарат происходит фильтрация раствора. При этом на поверхности мембраны образуется слой задерживаемых веществ (явление концентрационной поляризации). Верхняя часть слоя перемещается в направлении движения потока. Корпус 3 с конусами завинчивают по резьбе 2 до тех пор, пока щелевой зазор между конусами 4,5 не достигнет области повышенной концентрации на поверхности мембраны, а затем осуществляют его отвод по щелевому каналу и удаление через штуцер 6. Сужающаяся форма щелевого канала обеспечивает увеличение скорости перемещения среды, что позволяет более интенсивно отводить образующийся поляризационный слой с поверхности мембраны, т.е. увеличить производительность.

Литература

1. Пат. №2505346. Аппарат для мембранного концентрирования / Б.А. Лобасенко, А.Е. Тимофеев, А.Г. Семенов (Россия); Заявлено 01.11.2011, №2011144272/05. Опубл. 10.05.13, Бюл. 13.

2. Пат. №2119378 РФ, С1 B01D 61/14, 65/08. Аппарат для мембранного разделения / Б.А. Лобасенко, В.Н. Иванец, Ю.В. Космодемьянский, Л.М. Лопухинский (Россия). - 95122363/25; Заявлено 26.12.95. Опубл. 27.09.98, Бюл. №27.

Трубчатый мембранный аппарат, к торцевой части которого крепится устройство для отвода поляризационного слоя, выполненное в виде полого конуса, отличающийся тем, что в устройстве коаксиально с ним установлен дополнительный полый конус, создающий щелевой канал, сужающийся по длине отводимого поляризационного слоя.

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей и газов, например, в сельском хозяйстве, медицинской, пищевой и микробиологической отраслях промышленности, а также может быть использовано для разделения и концентрирования технологических растворов, водоподготовки, очистки сточных вод других производств.

Фильтр для очистки жидкостей и газов // 2634449

Изобретение относится к средствам очистки жидкостей и газов методом фильтрации как в различных отраслях промышленности (в химической, пищевой, медицинской, в сельском хозяйстве и др.), так и в быту.

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.

Аппарат для мембранного концентрирования // 2607664

Изобретение относится к области разделения, концентрирования жидких пищевых сред мембранными методами и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, микробиологической промышленности, а также на предприятиях агропромышленного комплекса.

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.

Способ и реактор для селективного удаления продукта из газообразной системы // 2597921

Изобретение относится к способу селективного удаления газообразных продуктов реакции из газообразной системы, включающей реагенты и продукты, при проведении химических реакций, таких как синтез аммиака, метанола и т.д., и реакторам для проведения способа.

Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей // 2587443

Изобретение относится к области водородной энергетики, выделения водорода из газовых смесей, получения особо чистого водорода. В способе изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей, при котором на поверхности мембраны, выполненной на основе сплавов металлов 5-й группы Периодической системы друг с другом или с другими металлами, наносят защитно-каталитическое покрытие из палладия или сплавов палладия, согласно изобретению материал мембраны изготавливают из сплава, содержащего примеси легирующих элементов, концентрацию которых изменяют в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне путем увеличения растворимости водорода в материале мембраны увеличивается в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне в соответствии с формулой где S(x) - константа растворимости водорода в металле (сплаве), x - координата в направлении, нормальном к поверхности мембраны, Sвх - значение константы растворимости в материале мембраны возле входной поверхности, Pвх и Pвых - входное и выходное давления водорода, ата, L - толщина мембраны, мм.

Новая геометрия фильтрующих элементов // 2585782

Изобретение относится к технической области тангенциального разделения с использованием фильтрующих элементов. Фильтрующий элемент (I) для фильтрации текучей среды, содержащий жесткую пористую подложку (1) цилиндрической формы, имеющую центральную продольную ось (A) и содержащую множество каналов (C01, C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) для циркуляции фильтруемой текучей среды с целью сбора фильтрата на периферии (11) подложки, выполненных в подложке (1) параллельно ее центральной оси (A), при этом указанные каналы (C01, C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) образуют, в частности, фильтрующие кольца (F1, F2…Fn) по меньшей мере в количестве трех, в каждом из которых: - каналы (C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) имеют не круглое прямое поперечное сечение, при этом прямое поперечное сечение каждого канала имеет ось симметрии (X, X1,…Xn, X11,…X21…, Xn1…), которая проходит через центр подложки, - два соседних канала разделены соединительными проходами (P, P1, P2,…Pn, P11,…P21…, Pn1…), при этом указанные соединительные проходы (P, P1, P2,…Pn, P11,…P21…, Pn1…) имеют ось симметрии (Y, Y1, Y2…Yn, Y11,…Y21…, Yn1…), которая проходит через центр подложки, - все соотношения между гидравлическими диаметрами двух любых каналов (C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) фильтрующих колец находятся в интервале 0,75-1,25, предпочтительно в интервале 0,95-1,05, при этом указанные фильтрующие кольца (F1, F2…Fn) распределены концентрично и отделены друг от друга сплошной пористой зоной (F1, F2…Fn-1) без взаимопроникновения между двумя смежными кольцами, при этом на уровне трех колец, наиболее близких к периферии подложки, называемых кольцами ряда n, n-1 и n-2, существует по меньшей мере одно совмещение между тремя смежными осями среди осей (Y, Y1, Y2…Yn, Y11,…Y21…, Yn1…) соединительных проходов и осей (X, X1…Xn, X11, …X21…, Xn1…) каналов, которое способствует механической прочности подложки, при этом, если фильтрующий элемент имеет более трех фильтрующих колец, то среди трех колец, наиболее близких к периферии подложки, называемых кольцами ряда n, n-1 и n-2, существует, по меньшей мере, одно кольцо, в котором число каналов не является кратным числу каналов кольца, наиболее близкого к центру подложки, называемого кольцом ряда 1.

Мембранная система переноса кислорода и способ переноса тепла в каталитические/технологические реакторы // 2579584

Изобретение относится к химической промышленности. Мембранный модуль содержит множество трубчатых мембранных элементов для переноса кислорода, вступающего в контакт со стороной ретентата мембранных элементов.

Мембранная трубка и реактор с мембранной трубкой // 2575725

Изобретения могут быть использованы в химической и металлургической промышленности. Мембранная трубка для диффузионного выделения водорода из водородсодержащих газовых смесей содержит пористую трубку (S) из металлокерамического сплава, а также содержащую палладий или выполненную из палладия мембрану (M), которая покрывает наружную сторону металлокерамической трубки (S).