PL161160B1 - Urzadzenie do filtracji membranowej PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do filtracji membranowej, sklada- jace sie z obudowy i umieszczonych w niej elementów fil tracyjnych zawierajacych membrany ultrafiltracyjne, oraz wyposazone w kolektory doplywu surowca, odply- wu surowca i odplywu filtratu, znamienne tym, ze filtracyjny element (2) zawiera plytke (8), korzystnie gumowa, która z jednej strony ma wykonane rowki (14), doprowadzajace filtrat do otworów (13) odplywu filtratu, wchodzacych w sklad kolektora odplywu filtratu, a z drugiej strony plytki (8), sa wykonane rowki (18) usy- tuowane w dwóch rzedach biegnacych wzdluz doplywo- wych otworów (11), wchodzacych w sklad kolektora doplywu surowca, i odplywowych otworów (12), wcho- dzacych w sklad kolektora odplywu surowca, przy czym rzedy rowków (18) sa czesciowo przykryte przekladka (9) umieszczona pomiedzy plytka (8) a ultrafiltracyjna membrana (10), zas na obu stronach plytki (8) znajduja sie uszczelniajace karby (15, 17) oddzielajace przestrze- nie przeplywu filtratu i przestrzenie przeplywu surowca od otoczenia oraz przestrzenie przeplywu filtratu od przestrzeni przeplywu surowca. Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do filtracji membranowej, znajdujące zastosowanie w procesach ultrafiltracji i odwróconej osmozy w instalacjach biotechnologicznych, do koncentrowania, oczyszczania i frakcjonowania produktów reakcji, do usuwania mikroorganizmów i innych niepożądanych substancji z produktów spożywczych, farmaceutycznych i pokrewnych. Urządzenie jest stosowane do prowadzenia demineralizacji wody w procesie odwróconej osmozy w medycynie, farmacji i elektronice, a także do oczyszczania ścieków i usuwania z nich radioizotopów.

Znane urządzenie do filtracji membranowej typu MEGAFLOW firmy New Brunschwig jest zbudowane z elementów filtracyjnych ułożonych w pakiet zmontowany między dwiema obudowami stalowymi. Obudowy są wyposażone w króćce dopływowy i odpływowy surowca oraz odpływowy filtratu. Element filtracyjny urządzenia stanowi arkusz włókniny z naniesioną na nią membraną ultrafiltracyjną i przekładką dystansową. W arkuszu z włókniny są wykonane dwa rzędy otworów, stanowiących po złożeniu elementów filtracyjnych w pakiet, kolektory wlotowy i wylotowy surowca, oraz otwory tworzące kolektor odbioru filtratu.. Otwory służące do transportu surowca są wykonane we włókninie przed jej pokryciem membraną, dzięki czemu boczne ich ściany są pokryte membraną, natomiast otwory transportujące filtrat są wycinane po pokryciu włókniny membraną, a więc ich boczne ściany nie są nią pokryte. Dzięki temu, po złożeniu elementów filtracyjnych i obudów w jedną całość uzyskuje się oddzielenie przestrzeni, przez które przepływa surowiec od przestrzeni, którymi przepływa filtrat. Surowiec płynie kolektorem wlotowym, szczelinami utworzonymi między powierzchniami mambran a przekładkami dystansowymi, do kolektora wylotowego. Filtrat, stanowiący część surowca, która przeniknęła przez membranę i włókninę, przedostaje się przez boczne ściany otworów stanowiących kolektory odbioru filtratu i jest odprowadzany na zewnątrz urządzenia.

Zasadniczą niedogodnością znanego urządzenia do filtracji membranowej jest brak możliwości wyboru rodzaju membran, co ogranicza zakres wykorzystania urządzenia jedynie dla procesów, dla których membrany przewidział w urządzeniu jego wytwórca.

Wynalazek dotyczy urządzenia do filtracji membranowej, składającego się z obudowy i umieszczonych w niej elementów filtracyjnych zawierających membrany ultrafiltracyjne, oraz wyposażonego w kolektory dopływu surowca oraz odpływu surowca i odpływu filtratu.

Istota wynalazku polega na tym, że każdy element filtracyjny zawiera płytkę, korzystnie gumową, która z jednej strony ma wykonane rowki doprowadzające filtrat do otworów wchodzących w skład kolektora odpływu filtratu, a z drugiej strony płytki są wykonane rowki, usytuowane w dwóch rzędach biegnących wzdłuż otworów wchodzących w skład kolektora dopływu surowca i kolektora odpływu surowca, przy czym rzędy rowków są częściowo przykryte przekładką umieszczoną pomiędzy płytką a membraną ultrafiltracyjną. Na obu stronach płytki znajdują się karby uszczelniające, oddzielające przestrzenie przepływu filtratu i przestrzenie przepływu surowca od otoczenia oraz przestrzenie przepływu filtratu od przestrzeni przepływu surowca. Korzystne jest umieszczenie z drugiej strony membrany ultrafiltracyjnej dodatkowej przekładki, co zapwenia równomierny docisk poszczególnych elementów urządzenia oraz zwiększa sztywność konstrukcji i jej szczelność.

Urządzenie do filtracji membranowej według wynalazku umożliwia stosowanie dowolnych membran, w zależności od potrzeby konkretnego procesu, w którym urządzenie ma być wykorzystane. Wymiana membran jest czynnością nieskomplikowaną, zapewniającą zwiększenie zakresu zastosowania urządzenia według wynalazku.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony, w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do filtracji membranowej w częściowym przekroju podłużnym, fig.2 - gumową płytkę elementu filtracyjnego w widoku z góry, fig. 3 - gumową płytkę elementu filtracyjnego w widoku z dołu, a fig. 4 - metalową przekładkę w widoku z góry.

Przykładowe urządzenie do filtracji membranowej według wynalazku składa się z dwuczęściowej obudowy 1 oraz filtracyjnych elementów 2, ułożonychjeden nad drugim i tworzących pakiet umieszczony między dolną a górną częścią obudowy 1. Każda z części obudowy 1 jest wyposażona w wylotowy króciec 3 do odbioru filtratu, natomiast górna część ma wlotowy króciec 4 dla dopływu surowca, połączony z wlotowym kolektorem 5 obudowy 1, a dolna część - wylotowy króciec 6 połączony z wylotowym kolektorem 7. Filtracyjny element 2 stanowi kwadratowa, gumowa płytka 8, pod którą jest umieszczona, spoczywająca pomiędzy dwiema metalowymi przekładkami 9, ultrafiltracyjna membrana 10. Gumowa płytka 8, przekładki 9 i ultrafiltracyjna membrana 10 mają wykonane dopływowe otwory lii odpływowe otwory 12, usytuowane wzdłuż dwóch przeciwległych boków, oraz otwory 13 odpływu filtratu, usytuowane w połowie długości pozostałych boków. Dopływowe otwory 11 wszystkich filtracyjnych elementów 2 są usytuowane w płaszczyźnie wlotowego kolektora 5 górnej części obudowy 1, natomiast odpływowe otwory 12 są usytuowane w płaszczyźnie wylotowego kolektora 7 dolnej części obudowy 1.

Na górnej powierzchni gumowej płytki 8 są wykonane rowki 14, równoległe względem siebie i biegnące prostopadle do krawędzi, przy których są usytuowane otwory 13 odpływu filtratu. Część powierzchni płytki 8 z rowkami 14 i otworami 13 odpływu filtratu otacza uszczelniający karb 15, natomiast powierzchnie zajęte przez dopływowe otwory 11 i odpływowe otwory 12 są oddzielone od zewnętrznych krawędzi płytki 8 i wykonanych w jej narożach mocujących otworów 16, dodatkowymi, uszczelniającymi karbami 17. Na dolnej powierzchni gumowej płytki 8 są wykonane dwa rzędy rowków 18, przy czym jeden rząd rowków 18 leży wzdłuż dopływowych otworów 11, a drugi - wzdłuż odpływowych otworów 12, zaś rowki 18 biegną prostopadle do krawędzi, przy których usytuowane są otwory 11, 12.

Na dolnej powierzchni płytki 8 znajdują się uszczelniające karby 15, 17, przy czym ich usytuowanie jest identyczne jak na górnej powierzchni i obrócone w stosunku do niego o kąt prosty. Metalowa przekładka 9 ma kształt kwadratowej ramki, a ultrafiltracyjną membranę 10 stanowi kwadratowy arkusz z folii polisulfonowej, przy czym w ich narożach są wykonane mocujące otwory 16. Metalowe przekładki 9 i membrany 10 filtracyjnych elementów 2 są wyposażone w dopływowe otwory 11, odpływowe otwory 12 i otwory 13 odpływu filtratu, usytuowane identycznie jak w gumowych płytkach 8. Metalowa przekładka 9, przylegająca do dolnej powierzchni gumowej płytki 8, przykrywa częściowo rowki 18 oraz całkowicie- przestrzenie wokół otworów 13 odpływu filtartu, położone pomiędzy uszczelniającymi karbami 15,

17. Wlotowy króciec 4 obudowy 1, wlotowy kolektor 5 obudowy 1 oraz dopływowe otwory 11 filtracyjnych elementów 2 tworzą kolektor dopływu surowca, natomiast odpływowe otwory 12 filtracyjnych elementów 2, wylotowy kolektor 7 obudowy 1 oraz wylotowy króciec 6 obudowy tworzą kolektor odpływu surowca. Kolektor odpływu filtratu tworzą króćce 3 do odbioru filtratu oraz otwory 13 odpływu filtratu w filtracyjnych elementach 2. Mocujące otwory 16 wykonane w obudowie 1 i filtracyjnych elementach 2 umożliwiają połączenie elementów urządzenia w jedną całość.

Przykładowe urządzenie według wynalazku służy do usuwania mikroorganizmów z surowej wody. Wodę pompuje się do wlotowego króćca 4 górnej części obudowy 1, skąd wlotowym kolektorem 5 dopływa ona do dopływowych otworów 11 filtracyjnych elementów 2. Z wzdględu na częściowe rowków 18 dol^^j powierzchni gumowej pfytiki 8, surowca woda przedostaje się do przestrzeni pomiędzy dolną powierzchnią płytki 8 a membraną 10. Na skutek różnicy ciśnień wytwarzanej pomiędzy obu stronami membrany 10, woda częściowo przenika przez membranę 10, ulegając oczyszczeniu z mikroorganizmów i rowkami 14 górnej strony płytki 8 następnego filtracyjnego elementu 2 spływa do otworów 13 odpływu filtratu, a nimi do króćców 3 odbioru filtratu w obudowie 1. Pozostała część-surowej wody, która nie przeniknęła przez membranę 10, dopływa do odpływowych otworów 12 i poprzez nie do wylotowego kolektora 7 i wylotowego króćca 6, skąd może być zawracana do wlotowego króćca 4 obudowy 1. Usytuowanie uszczelniających karbów 15.17 oraz dobór szrokości boków ramki stanowiących metalowe przekładki 9 uniemożliwiają wydostawanie się surowej i przefiltrowanej wody na zewnątrz urządzenia oraz szczelnie odizolowują przestrzenie, którymi przepływa surowa woda od przestrzeni, którymi płynie woda przefiltrowana. W urządzeniu według wynalazku każda z gumowych płytek 8 spełnia rolę elementu doprowadzającego surowiec i odprowadzającego filtrat, albowiem dolna strona płytki 8 danego elementu filtracyjnego 2 doprowadza surowiec na powierzchnię membrany 10 tego elemntu 2, natomiast górna strona tej płytki 8 odprowadza filtrat z sąsiedniego filtracyjnego elementu 2.

16 14 13 15 16 8 16 18 13 17 15

Fig. 2 Fig.3

161 160

Fig. 1

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do filtarcji membranowej, składające się z obudowy i umieszczonych w niej elementów fitracyjnych zawierających membrany ultrafdtracyjne, oraz wyposażone w kolektory dopływu surowca, odpływu surowca i odpływu filtratu, znamienne tym, że filtracyjny element (2) zawiera płytkę (8), korzystnie gumową, która z jednej strony ma wykonane rowki (14), doprowadzające filtrat do otworów (13) odpływu filtratu, wchodzących w skład kolektora odpływu filtratu, a z drugiej strony płytki (8), są wykonane rowki (18) usytuowane w dwóch rzędach biegnących wzdłuż dopływowych otworów (11), wchodzących w skład kolektora dopływu surowca, i odpływowych otworów (12), wchodzących w skład kolektora odpływu surowca, przy czym rzędy rowków (18) są częściowo przykryte przekładką (9) umieszczoną pomiędzy płytką (8) a ultrafiltracyjną membraną (10), zaś na obu stronach płytki (8) znajdują się uszczelniające karby (15, 17) oddzielające przestrzenie przepływu filtratu i przestrzenie przepływu surowca od otoczenia oraz przestrzenie przepływu filtratu od przestrzeni przepływu surowca.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że z drugiej strony ultrafiltracyjnej membrany (10) jest umieszczona dodatkowa przekładka (9).