RU2286841C1

RU2286841C1 - Diaphragm device

Info

Publication number: RU2286841C1
Application number: RU2005116638/15A
Authority: RU
Inventors: Борис Анатольевич Лобасенко (RU); Борис Анатольевич Лобасенко; Евгени Евгеньевна Истратова (RU); Евгения Евгеньевна Истратова
Original assignee: ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-11-10

Abstract

FIELD: concentration by ultra-filtering or inverse osmosis.

SUBSTANCE: device comprises casing with connecting pipes for discharging product, housing with two ring slots, and hollow rod with cone. The movable hollow shaft is connected with the rod and is provided with blades that are fit on the shaft and are in a contact with the diaphragm. The blades divide the passage into four sectors. Two sectors are connected with the shaft space for supplying gas through the openings that are arranged at a 90°one to the other. The second end of the shaft projects out of the housing.

EFFECT: enhanced efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of concentration of solutions by ultrafiltration, reverse osmosis and can be used in food, chemical, pharmaceutical and other industries.

Известен аппарат для ультрафильтрации вязких жидкостей [1]. Он состоит из корпуса, двух боковых фланцев, снабженных штуцерами для ввода разделяемой жидкости и отвода концентрата. Внутри корпуса расположен полый вал с осевой прорезью, на который насажены фильтрующие элементы. Между ними расположены перемешивающие устройства, один конец которых загнут в виде кольца и надевается на полый вал, а другой - упирается в корпус. Прошедшая через фильтрующие элементы жидкость через осевую прорезь внутри полого вала выводится из аппарата. При вращении полого вала перемешивающие элементы, благодаря тому, что они одним концом упираются в корпус, не вращаются. За счет малой толщины и упругости перемешивающих устройств возникают осевые вибрации, что создает турбулизацию жидкости. Недостатком данного аппарата является низкая производительность.A known apparatus for ultrafiltration of viscous liquids [1]. It consists of a casing, two side flanges equipped with fittings for introducing a shared liquid and draining the concentrate. Inside the housing there is a hollow shaft with an axial slot, on which filter elements are mounted. Between them are mixing devices, one end of which is bent in the form of a ring and is put on a hollow shaft, and the other rests against the body. The fluid that has passed through the filter elements through the axial slot inside the hollow shaft is discharged from the apparatus. When the hollow shaft rotates, the mixing elements, due to the fact that they abut against the body at one end, do not rotate. Due to the small thickness and elasticity of the mixing devices, axial vibrations occur, which creates a turbulization of the liquid. The disadvantage of this device is its low performance.

Известен способ разделения растворов смесей с помощью полупроницаемой мембраны [2]. Очистку поверхности мембраны проводят подачей на нее газа под давлением и осуществлением возвратно-поступательного движения границы раздела двух фаз: газ - концентрируемый раствор. Недостатком способа является турбулизация диффузионного слоя, что приводит к снижению его концентрации.A known method of separating solutions of mixtures using a semipermeable membrane [2]. The surface of the membrane is cleaned by supplying it with gas under pressure and by reciprocating the boundary between the two phases: gas - a concentrated solution. The disadvantage of this method is the turbulization of the diffusion layer, which leads to a decrease in its concentration.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для отвода диффузионного слоя [3], состоящее из корпуса, на котором находится кожух со штуцером. Корпус имеет две кольцевые щели. Внутри корпуса находится полый шток с конусом. Положение штока регулируется при помощи резьбы. Устройство присоединяется к трубчатой мембране. Внутри полости мембраны находится подвижная спираль. Вращение спирали приводит к снятию неподвижного слоя на поверхности мембраны и уменьшению сопротивления трансмембранного переноса. Недостатком данной конструкции при небольших частотах вращения является периодичность очистки поверхности мембраны, а при увеличении частоты вращения - турбулизация отводимого слоя.Closest to the proposed technical essence is a device for removing the diffusion layer [3], consisting of a housing on which there is a casing with a fitting. The housing has two annular slots. Inside the body is a hollow stem with a cone. The position of the stem is adjustable using threads. The device is attached to the tubular membrane. Inside the cavity of the membrane is a movable spiral. The rotation of the spiral leads to the removal of a fixed layer on the surface of the membrane and a decrease in the resistance of transmembrane transfer. The disadvantage of this design at low speeds is the frequency of cleaning the surface of the membrane, and with increasing speed - turbulization of the discharge layer.

Задачей изобретения является увеличение производительности. Это достигается за счет того, что к штоку одним концом присоединяется подвижный полый вал с насаженными на него лопастями, касающимися мембраны, которые делят канал на четыре сектора, два из которых соединены отверстиями с полостью вала для подачи газа, расположенными под углом 90° друг к другу, второй конец вала выходит через корпус наружу.The objective of the invention is to increase productivity. This is achieved due to the fact that a movable hollow shaft with blades mounted on it is connected to the rod at one end, touching the membrane, which divide the channel into four sectors, two of which are connected by openings with a cavity of the shaft for supplying gas, located at an angle of 90 ° to each other friend, the second end of the shaft goes out through the housing.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.The drawing shows the proposed device.

Устройство состоит из корпуса 1, на котором находится кожух 2 со штуцерами 3 и 4. Корпус имеет две кольцевые щели 5 и 6. Внутри корпуса находится полый шток 7 с конусом. Корпус присоединен к трубчатой мембране 8. Внутри канала мембраны находится подвижный полый вал 9 с насаженными на него лопастями 10, один конец которого крепится к конусу штока 7, а другой выходит через корпус 11 наружу. Вал 9 имеет два отверстия для подачи газа, расположенные под углом 90° друг к другу. Вал 9 приводится во вращение лопастями 12, которые расположены в корпусе 11, присоединенном к другому концу мембраны. На корпусе имеются штуцера 13 и 14 для подвода продукта. К корпусу крепится кожух 15 со штуцерами 16, 17 для подачи газа и отвода фильтрата соответственно.The device consists of a housing 1, on which there is a casing 2 with fittings 3 and 4. The housing has two annular slots 5 and 6. Inside the housing there is a hollow rod 7 with a cone. The housing is attached to the tubular membrane 8. Inside the membrane channel there is a movable hollow shaft 9 with blades 10 mounted on it, one end of which is attached to the cone of the rod 7, and the other goes out through the housing 11. The shaft 9 has two gas supply openings located at an angle of 90 ° to each other. The shaft 9 is driven into rotation by the blades 12, which are located in the housing 11, attached to the other end of the membrane. On the body there are nipples 13 and 14 for supplying the product. A casing 15 with fittings 16, 17 for supplying gas and leaking filtrate, respectively, is attached to the housing.

Устройство работает следующим образом. Исходный раствор под давлением подается в устройство через штуцер 13. Лопасти 10 делят поток на четыре сектора. В двух из них происходит фильтрование раствора, а в остальные осуществляется подача газа. При фильтровании раствора на внутренней поверхности мембраны образуется подвижный диффузионный слой с повышенным содержанием растворенных веществ (явление концентрационной поляризации). Диффузионный слой отводится из штуцеров 3 и 4, а основная часть потока - через отверстия в полости штока 7. Через некоторое время на мембране образуется устойчивый неподвижный слой с повышенным содержанием растворенных веществ, который в дальнейшем может преобразоваться в слой геля. Для предотвращения образования слоя геля и сохранения производительности на высоком уровне осуществляют очистку мембраны, которая производится вращением полого вала 9 с лопастями 10 на 180° за счет подачи исходного раствора через штуцер 14. Подача газа турбулизирует среду и в сочетании с вращением лопастей, снимающих неподвижный осадок с поверхности мембраны, позволяет интенсивно производить очистку. При необходимости, для лучшей очистки производят подачу газа через штуцер 16 в направлении, противоположном отводу фильтрата.The device operates as follows. The initial solution under pressure is supplied to the device through the nozzle 13. The blades 10 divide the flow into four sectors. In two of them, the solution is filtered, and the rest is supplied with gas. When filtering a solution, a movable diffusion layer with a high content of dissolved substances is formed on the inner surface of the membrane (concentration polarization phenomenon). The diffusion layer is discharged from nozzles 3 and 4, and the main part of the flow is through openings in the cavity of the rod 7. After some time, a stable fixed layer with a high content of dissolved substances is formed on the membrane, which can later be transformed into a gel layer. To prevent gel layer formation and maintain high performance, the membrane is cleaned by rotating the hollow shaft 9 with the blades 10 through 180 ° by supplying the initial solution through the nozzle 14. The gas supply turbulizes the medium and in combination with the rotation of the blades that remove the stationary sediment from the surface of the membrane, allows intensive cleaning. If necessary, for better cleaning, gas is supplied through the nozzle 16 in the direction opposite to the discharge of the filtrate.

Турбулизация среды за счет подачи газа в сочетании с вращением лопастей, снимающих неподвижный осадок с поверхности мембраны, интенсифицирует процесс ее очистки, что позволяет поддерживать производительность по фильтрату на высоком уровне.The turbulization of the medium due to the gas supply in combination with the rotation of the blades that remove the stationary sediment from the membrane surface intensifies the process of cleaning it, which allows maintaining the filtrate productivity at a high level.

ЛитератураLiterature

1. Волгин В.Д., Лялин В.А., Назаров В.Д. и др. Аппарат для ультрафильтрации вязких жидкостей: Авторское свидетельство №586919. - Опубл. 05.01.78 в БИ №1.1. Volgin V.D., Lyalin V.A., Nazarov V.D. and other apparatus for ultrafiltration of viscous liquids: Copyright certificate No. 586919. - Publ. 01/05/78 in BI No. 1.

2. Швец Н.В., Брезгунов В.Н., Колезнев А.С. Способ разделения растворов смесей с помощью полупроницаемой мембраны: Авторское свидетельство №1124999. - Опубл. 23.11.84 в БИ №43.2. Shvets N.V., Brezgunov V.N., Koleznev A.S. The method of separation of solutions of mixtures using a semi-permeable membrane: Copyright certificate No. 1124999. - Publ. 11.23.84 in BI No. 43.

3. Лобасенко Б.А., Павский В.А., Механошина А.А. и др. Аппарат для мембранного концентрирования: Патент №2217224. - Опубл. 27.11.03 в БИ №33.3. Lobasenko B.A., Pavsky V.A., Mekhanoshin A.A. and other apparatus for membrane concentration: Patent No. 2217224. - Publ. 11/27/03 in BI No. 33.

Claims

A membrane device comprising a casing with fittings for product discharge, a housing with two annular slots and a hollow rod with a cone, characterized in that a movable hollow shaft with blades mounted on it is connected to the rod, touching the membrane, which divide the channel into four sectors, two of which are connected by openings with a cavity of the shaft for supplying gas, located at an angle of 90 ° to each other, the second end of the shaft goes out through the housing.