Устройство для разделения и очистки жидкости и аппарат для фильтрацииПатент на изобретение №: 2063785 Автор: Терпугов Г.В., Мынин В.Н. Патентообладатель: Терпугов Григорий Валентинович Дата публикации: 20 Июля, 1996 Адрес для переписки: подача заявки10.02.1995 публикация патента20.07.1996 Изображения    Использование: изобретение относится к области очистки жидкостей, например, в сельскохозяйственном производстве, а так же очистки воды, сточных вод и т.д. Сущность изобретения: устройство снабжено системой трубопроводов, обеспечивающих возвратно-поступательное движение жидкости в устройстве и отдельном его элементе - аппарате. Аппарат с трубчатыми элементами, крышками, патрубками подачи жидкости от известного отличаются тем, что он снабжен трубой с отверстиями, корпусом переменного сечения, дренажами, твердыми частицами и гидравлической схемой, обеспечивающими возвратно-поступательное движение жидкости, ее интенсивное перемешивание, очистку поверхности фильтрующих элементов и отключение дефектного фильтрующего элемента. 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 7 ил. , , , , , , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к средствам очистки жидкостей, например, в сельскохозяйственном производстве, а также может использоваться для очистки сточных вод, разделения и концентрирования технологических растворов, очистки воды и т.д. Известны установки, в которых для создания необходимых гидродинамических и концентрационных условий в установке используются схемы компоновки с последовательным, параллельным или последовательно-параллельным расположением аппаратов (элементов). Расчет таких систем сложен и тем не менее не обеспечивает одинаковых условий разделения в каждом аппарате или элементе установки /1/. Отметим, что во всех известных схемах разделяемый раствор от аппарата (элемента) к аппарату (элементу) и в установке в целом движется в одном определенном направлении. Для очистки фильтрующей поверхности используются обратная промывка фильтратом или чистой жидкостью, очистка губчатыми шомполами (шарами). Однако такие схемы очистки уменьшают время работы и производительность установки, а применение губчатых шомполов (шаров) требует разборки установки и применимо только к трубчатым установкам с внутренним мембранным слоем и достаточно большим диаметром трубки /2/. Поэтому в практике чаще интенсификацию мембранных процессов осуществляют путем повышения линейной скорости над поверхностью мембраны, что приводит к увеличению энергетических затрат или конструктивным изменениям, чтобы обеспечить необходимую турбулентность разделяемой жидкости. Известно устройство (аппарат), в котором турбулентное движение разделяемой жидкости осуществляется за счет конструктивных элементов / 3/. Аппарат имеет трубки, закрепленные с помощью сальниковых (резиновых) уплотнений и резьбовых соединений между трубными решетками, которые размещены в корпусе аппарата, снабженном крышками и коллектором для отвода фильтрата. Мембрана находится на наружной поверхности каждой трубки. Для подачи исходной жидкости и отвода концентрата в корпусе имеются штуцера. Для обеспечения турбулентности разделяемой жидкости в центре аппарата имеется ось с мешалкой. Данное техническое решение наиболее близко к предлагаемому. К недостаткам известного устройства можно отнести следующее: аппарат имеет большие расстояния между трубками, часть объема аппарата (75% в сечении) занята мешалкой, что дополнительно снижает плотность упаковки мембран, а следовательно, и производительность устройства. Использование мешалки обусловливает необходимость центровки и наличие сальниковых уплотнений, надежность которых может уменьшаться по мере роста рабочего давления. Кроме того, это значительно усложняет конструкцию аппарата, его изготовление и сборку установки. Данное устройство не позволяет определить мембрану, вышедшую из строя во время сборки или эксплуатации, поэтому в этом случае происходит полная разборка устройства или аппарата и замена всех мембран. Изобретение направлено на повышение эффективности применения устройства за счет повышения производительности, упрощения конструкции и повышения ее технологичности, очистки поверхности мембран и улучшения гидравлических характеристик, повышение ремонтопригодности и комплексности установки. Поиск, проведенный по патентной и научной литературе, показал, что заявленное соответствует критерию "Новизна". Поскольку заявленное выполнено из известных узлов, то оно соответствует критерию "Промышленная применимость". А так как в результате использования данного технического решения имеется новый эффект, то заявленное соответствует критерию "Изобретательный уровень". На фиг. 1 изображена схема устройства, на фиг. 2 4 устройство мембранного разделения, на фиг. 5 7 расположение дренажного элемента на центральной трубе устройства. Решение поставленной задачи обеспечивается наличием насоса 1, системы аппаратов 2 (не менее одного), регулирующей 3 и запорной 4 арматуры, трубопроводов исходной жидкости 5, концентрата 6, фильтрата 7, обратной продувки или промывки 8, которая может обеспечить возврат концентрированного раствора к месту подачи в устройство исходного раствора и возвратно-поступательное движение жидкости как во всем устройстве, так и в его отдельных элементах, что показано на фиг. 1. Смена направления движения разделяемой жидкости зависит от ее физико-химических свойств и колеблется в пределах 0,5 120 мин. В корпусе 9 аппарата 2 расположена центральная труба 10, внутренняя полость которой гидравлически сообщена с центральной полостью 11 корпуса 9 посредством выполненных в стенках трубы 10 сквозных отверстий или прорезей 12, с другой стороны посредством патрубка 13 центральная труба 10 соединена с трубопроводом исходной жидкости 5 или концентрата 6. Отверстия или прорези 12 выполнены переменного сечения, причем количество отверстий или прорезей 12 и их сечение уменьшаются по мере движения жидкости из верхней части аппарата в нижнюю. В верхней части аппарата 2 под крышкой 14 выполнена полость 15, которая имеет большее сечение чем центральная полость 11 и гидравлически сообщена с одной стороны посредством патрубка 16 с полостью трубопровода фильтрата 7, с другой стороны с полостями мембранных элементов 17. Под крышкой 16 в нижней части аппарата 2 выполнена нижняя полость 19, которая гидравлически сообщена с одной стороны посредством патрубка 20 с полостью трубопровода исходной жидкости 5 или концентрата 6, с другой стороны с центральной полостью 11 корпуса 9, которая имеет меньшее сечение, чем полость 19 нижней крышки 18 аппарата. Между верхней 14 и нижней 18 крышками аппарата аксиально расположены мембранные элементы 17 с наружным фильтрующим слоем, нижний конец которых заглушен в кольцевой чашке 21, где одновременно с фильтрующими элементами закреплены и дренажные устройства 22 и 23. Кольцевая чашка 21 имеет бортики различной высоты, причем внутренний бортик 24 имеет большую высоту, чем наружный 25. Кольцевая чашка не закреплена и может перемещаться вдоль центральном трубы 10. Верхний конец мембранных элементов 17, центральная труба 10 и дренажные устройства 22 и 23 герметично закреплены в трубной решетке 26, в которой с этой целью выполнены углубление 27, проточки 28, гнезда 29 и соосно с ними резьбовые отверстия 30, обеспечивающие отключение дефектного мембранного элемента 17 и гидравлическое сообщение с полостью 15. В трубной решетке 26 и крышке 14 верхней части аппарата 2 имеются прорези или резьбовые гнезда 31, которые обеспечивают их извлечение из аппарата с помощью специального инструмента. Трубная решетка 26 можeт быть снабжена бобышкой 32 с резьбой, в этом случае верхняя крышка 14 имеет отверстие 33 и герметизирующие уплотнения 34, 35, а герметизация трубной решетки 26 осуществляется разжимным кольцом 26 и уплотнением 37. Герметизация аппарата 2, крепление верхней 14 и нижней 18 крышек аппарата, трубной решетки 26 осуществляются разжимными кольцами 36, проволокой 38 или шарами 39 с резьбовыми заглушками 40, герметизирующими уплотнениями 34, 35, 37, 41 и 42, а мембранных элементов 17 герметизирующими уплотнениями 43 и 44. В корпусе 9 между мембранными элементами 17 загружены твердые неорганические или полимерные частицы 45 в количестве 2 40% (объемных), размер которых меньше расстояния между мембранными элементами 17, а плотность близка или больше плотности разделяемой жидкости. Возвратно-поступательное движение жидкости обеспечивает движение твердых частиц 45 и контакт их с внешней поверхностью мембранных элементов 17, которая является фильтрующей поверхностью. Это позволяет интенсивно перемешивать разделяемую жидкость и очищать во время работы устройства поверхность мембранных элементов, что повышает производительность мембран и установки в целом в 1,5 3 раза. Для загрузки твердых частиц 45 трубная решетка 26 и нижняя крышка 14 снабжены резьбовыми отверстиями 46, 47 с заглушкой 48, 49. Отверстие 47 в нижней крышке 18 обеспечивает и опорожнение аппарата 2 от исходной жидкости. В аппарате 2 имеется система дренажных устройств (сеток, тканей и др.), которые обеспечивают постоянство нахождения твердых частиц 45 внутри корпуса 9 между мембранными элементами 17. Они выполнены или в виде внутреннего 22 и внешнего 23 цилиндров, ограничивающих мембранные элементы 17, или в виде внутреннего цилиндра 22 и кольцевого 50 дренажного устройства, расположенного в нижней полости 19 аппарата между патрубком 20 исходной жидкости и кольцевой чашкой 21, или в виде внутреннего 22 цилиндрического и патрубкового дренажного устройства 51 на входе или выходе патрубка 20 исходной жидкости в корпус или из корпуса 9 аппарата, причем внутреннее 22 цилиндрическое дренажное устройство крепится на центральной трубе 10 или в проточке 52 центральной трубы 10, или в кольцевой чашке 21. Устройство мембранного разделения работает следующим образом. Исходная жидкость с помощью насоса 1 поступает в аппарат 2, при этом возможны два варианта движения жидкости. При поступательном (условно) движении исходная жидкость по патрубку 20 поступает в полость 19, затем в центральную полость 11 корпуса 9 и движется между мембранными элементами 17. Часть жидкости под действием давления проходит внутрь мембранных элементов 17, поступает в полость 15, затем через патрубок 16 в трубопровод фильтрата 7. Другая часть исходной жидкости через отверстия или прорези 12 попадает в центральную трубу 10 и в виде концентрата через патрубок 13 поступает в следующий аппарат установки или в трубопровод концентрата 6. При возвратном движении жидкости в установке, которое обеспечивается переключением регулирующей 3 и запорной 4 арматуры, в аппарате поступление и прохождение разделяемой жидкости происходят в обратном описанному выше порядке, а движение фильтрата в том же. При регенерации мембран отключается или снижается давление подачи исходной жидкости насосом 1, открывается запорная арматура 8, подается газ или промывная жидкость в трубопровод фильтрата 7, затем через патрубок 16 в верхнюю полость 15 аппарата и внутрь мембранных элементов 17. Под воздействием давления газ или промывная жидкость проходит через поры мембранных элементов и дополнительно, наряду с твердыми частицами 45, очищает внешнюю фильтрующую поверхность мембранных элементов. Необходимо заметить, что возвратно-поступательное движение исходной жидкости, наличие твердых частиц, дренажей и отверстий или прорезей в центральной трубе в совокупности обеспечивают высокую эффективность работы аппаратов и установки в целом, как уже отмечалось, в 1,5 3 раза выше, чем у известных устройств. Сочетание трубной решетки с гнездами и отверстиями, центральной трубной решетки, наружного фильтрационного слоя мембранных элементов, кольцевой чашки с заглушенными концами элементов обеспечивает простоту сборки, эксплуатации и устранение дефектности мембранного элемента, что не позволяет сделать аналогичные конструкции аппаратов. Такая ремонтоспособность устройства делает его более дешевым и конкурентноспособным по сравнению с известными устройствами. Список литературы 1. Брык М. Т. и др. Применение мембран для создания систем кругового водопользования. М. Химия, 1990, с. 26 28. 2. Green G. J. Desalination. v. 35, N 1 3, p. 129 147. 3. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. М. Химия, 1986, 272 с. 2ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Устройство для разделения и очистки жидкости, включающее подающий трубопровод с насосом, который сообщен с аппаратом для фильтрации, связанным, кроме того, с трубопроводами отвода концентрата и фильтрата, и запорно-регулирующую арматуру, отличающееся тем, что выход насоса посредством двух линий трубопроводов с соответствующей запорно-регулирующей арматурой сообщен с патрубками подачи или отвода жидкости или соответственно концентрата, причем эти патрубки посредством соответствующих гидролиний с запорно-регулирующей аппаратурой связаны с трубопроводом отвода концентрата. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено по крайней мере одним дополнительным аппаратом для фильтрации, патрубки подачи или отвода жидкости или соответственно концентрата которого сообщены с разноименными патрубками аппарата для фильтрации. 3. Аппарат для фильтрации, включающий корпус, в котором установлены соосно расположенные трубчатые элементы с наружным фильтрующим слоем, укрепленные в трубной решетке, патрубки подачи жидкости и отвода концентрата, причем полости трубчатых элементов с наружным фильтрующим слоем сообщены с патрубком отвода фильтрата, отличающийся тем, что он снабжен трубой с отверстиями, установленной по оси корпуса, дренажными элементами и расположенными между последними инертными частицами и/или гранулами, объем которых не превышает 60% свободного внутреннего объема корпуса, при этом патрубки подачи жидкости и отвода концентрата являются патрубками подачи или отвода жидкости или соответственно концентрата и один из них сообщен с трубой с отверстиями, а другой с полостью корпуса, в которой расположена входная часть упомянутой трубы. 4. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что в выходном отверстии в трубной решетке, расположенном соосно с гнездом для крепления трубчатого элемента с наружным фильтрующим слоем, выполнена резьба. 5. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что внутренний диаметр центральной части корпуса меньше внутреннего диаметра полости корпуса, в которой расположена входная часть трубы с отверстиями. 6. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что в трубной решетке и/или крышке корпуса и/или корпусе выполнены загрузочные отверстия с заглушками.Популярные патенты: 2231250 Устройство для промышленного выращивания земляники и других растений ... случайных травмах растительного поля. В отдельных вариантах колпак-крышка выполняется как часть системы для организации движения газовых смесей в зоне произрастания растений. В этом случае колпак-крышка снабжается соответствующими штуцерами для отсасывания и/или подачи газовых смесей, а также необходимыми отверстиями и/или дополнительными плоскостями с переменным наклоном для лучшей организации движения воздуха в требуемом направлении. То же самое может быть и у поддона.На фигуре 2 показаны дополнительные детали и функциональные слои растительного поля в поперечном сечении.Внутренним слоем растительного поля является пористый материал 10, выполненный с возможностью обжимания стебля у ... 2112341 Лапа плоскорежущая ... ней, пластина выполнена зигзагообразной формы, передняя часть которой совмещена с щекой, а задняя часть расположена эквидистантно ее боковой поверхности, при этом верхний обрез загзагообразной косо поставленной пластины смещен вперед по высоте относительно нижнего обреза пластины; длина наклонной части зигзагообразной пластины и длина односторонней лапы находятся в соотношении 1 : (8 - 10). За счет того, что щека плоскорежущей лапы снабжена зигзагообразной пластиной, достигается указанный выше технический результат. Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об ... 2402211 Способ получения трансгенных кроликов, продуцирующих белки в молочную железу ... животных по сравнению с мышами: низкий уровень интеграции трансгена, низкая выживаемость эмбрионов и требование высокой квалификации специалиста. Другие доступные методы переноса гена для создания трансгенных сельскохозяйственных животных включают пересадку ядра и опосредованный ретровирусом перенос гена. К сожалению, все эти методы имеют ограничения в применении. Современные методы для пересадки ядра имеют низкую эффективность (обычно между 0 и 3%) судя по опубликованным данным Вильмута (Wilmut J., Nat. Med., 2002, 8, 215-216), требуют высокой технической квалификации, а также больших трудовых затрат. Проблемами связывания гена ретровирусными векторами являются ... 2126616 Устройство управления навесной системой трактора ... этом поворотный вал 2 поворачивается против часовой стрелки, позиционный датчик 29 через тягу 28 и балансир 26 восстанавливает позицию "нейтраль" золотника 6. Обратное перемещение позиционной рукоятки управления 31 вызывает синхронное опускание навесной системы. При различных взаимных положениях позиционной 31 и силовой 34 рукояток управления достигаются различные комбинации воздействия силового и позиционного датчиков на золотник 6 гидрораспределителя 5. В случае быстрого перемещения позиционной 31 или силовой 34 рукояток управления в направлении стрелки А (на подъем) со скоростью, превышающей скорость подъема навесной системы трактора, золотник 6 полностью выбирает свой ход от ... 2270545 Посевной комбинированный агрегат ... уменьшенной высоте угол при вершине лопастей 4 становится больше 40°. При таком угле происходит интенсивное уплотнение стенок ложбин при меньшей их глубине.Таким образом, описанная конструкция сошников 3 и способ их фиксирования на поверхности катка 5 обеспечивают настройку комбинированного посевного агрегата в широком диапазоне природно-климатических условий. Высеянные семена трав и кустарников находятся в комфортных условиях и при тепло- и влагообеспеченности дают дружные и устойчивые всходы. Таким образом обеспечивают достижение указанного выше технического результата - создание устойчивых и высокопродуктивных агроценозов на деградированных и обесструктивных почвах и ... |
Еще из этого раздела: 2247490 Способ освоения закустаренных земель и устройство для его осуществления 2157612 Способ уборки корней растений, преимущественно лакрицы, и устройство для его осуществления 2094986 Гербицидный состав 2302109 Способ снижения уровня никеля и свинца в крови и молоке коров техногенной провинции 2144756 Селекционная сеялка для посева семян в кассеты 2479988 Способ формирования линейно ориентированного виноградника с капельным орошением (версия 3) 2264065 Способ возделывания сельскохозяйственных культур на корм 2157603 Способ послепосевного прикатывания озимых культур и каток для его осуществления 2440721 Способ определения вредоносности насекомых комплекса "гнус" для крупного рогатого скота 2145478 Гранулированное либо пеллетированное средство для защиты растений, способ его получения и способ борьбы с грибами |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||