RS50554B - Separacija čvrstih čestica iz tečnosti u kojoj su dispergovane - Google Patents

Abstract

Metoda za rad filterske jedinice (10) koja uključuje membrane (16) uključuje propusnu cev (12) kao i listove za propuštanje vode (14) kroz koje protiče voda da dođe do pomenute propusne cevi, gde ova metoda obuhvata dovod sirove vode do donjeg kraja ove jedinice (10) i ekstrahovanje propusne vode sa donjeg kraja ove jedinice, što se odlikuje time da se održava pritisak iznad atmosferskog na gornjem kraju jedinice (10) uz pomoć trajne vezes dovodom (48) gasa pod pritiskom. Prijava sadrži još 4 patentna zahteva.

Description

/:SEPARACIJAČVRSTIH ČESTICA

IZ TECNOSTIU KOJOJ SU

DISPERGOVANE

POUE TEHNIKE

Ovaj pronalazak se odnosi na separaciju čvrstih čestica iz tečnosti u kojoj su dispergovane.

STANJE TEHNIKE

Za uklanjanje finih, čvrstih čestica veličine nekoliko mikrona iz vode (ili ma koje druge tečnosti) konvencionalno se koriste polu-propustljivi materijali, Ovi materijali koji se koriste su porozni za molekule vode, ali su ove pore dovoljno male da bi dozvolile prolazak čvrstih čestica. Ovi materijali vrše mikro ili ultrafiltraciju, zavisno od veličine njihovih pora.

Konvencionalno filter koji se zasniva na takvim materijalima obuhvata izduženu cev u centru koja po svojoj dužini ima nizove otvora. Izduženi listovi od polu-propustljivog materijala koji su sa jedne strane otvoreni, ali sa druge su u vidu zatvorenih džepova, fiksirani su za cev gde je ta otvorena ivica u komunikaciji sa nizom otvora. Između ovih džepova i u samim džepovima nalaze se pregrade u vidu mreže. Ti zaptiveni džepovi su obmotani oko cevi, i ta namotana jedinica se uvlači u izduženo spoljašnje kućište.

Kada voda sa sadržajem čvrstih čestica ulazi u ovo kućište, ona ulazi u prolaze koji zadržavaju čvrste čestice koji su obmotani oko listova, odnosno pregrada između džepova koji se nalaze u prostorima za zadržavanje čvrstih čestica. Voda, ali ne i čvrste čestice, prolazi kroz polu-propustljivi materijal u džepove, pa tako i do cevi preko otvorenih ivica tih džepova i nizova otvora.

Posle određenog perioda upotrebe, filter se zapuši, ili se barem brzina protoka smanjuje do te mere da je neophodno da se filter očisti. Ovo se postiže otvaranjem ventila koji kontroliše izlazak otpada iz kućišta, i propuštanjem mlaza vode za ispiranje pod pritiskom u samo kućište, da voda ispere i očisti kućište, i da izbaci čvrste čestice iz samog kućišta kroz izlaz za otpad.

Patenti EP-A-1022052, WO 03/031342 i JP 09 313899 A (Patentni apstrakti Japana, 1998, br. 04, od 31. marta, godine 1998) svi opisuju metode ispiranja filterskih jedinica gore opisanog tipa.

Predmet ovog pronalaska jeste da se obezbedi poboljšana metoda funkcionisanja filterske jedinice i poboljšano instaliranje filtera,

KRATAK OPIS PRONALASKA

Po jednom aspektu ovog pronalaska, dajemo metodu za rad uspravne filterske

jedinice koja uključuje membranu koja obuhvata cev za prolaz i listove za prolaz vode kroz koje prolazi voda da bi stigla do pomenute propusne cevi , i ta metoda obuhvata propuštanje sirove vode do donjeg kraja ove jedinice, ekstrahovanjem propusne vode sa donjeg kraja ove jedinice, i održavanje pritiska većeg od atmosferskog u gornjem kraju jedinice pomoću trajne veze za dovod gasa pod pritiskom.

Ovaj gas će iz razloga uštede biti obično vazduh, ali se mogu koristiti i drugi gasovi.

Za čišćenje membrane, metoda rada obuhvata prekid protoka sirove vode, otvaranje linije za protok otpada koja komunicira sa donjim krajem jedinice i uspostavljanje protoka vode za ispiranje do gornjeg kraja pomenute jedinice istovremeno održavajući dovod gasa do gornjeg kraja jedinice tako da voda, gas i čvrste čestice teku od pomenute jedinice kroz linije za protok otpada.

Ovaj pritisak može, tokom ispiranja filterske jedinice, da se održava na konstantnom nivou, ili može da pulsira.

Ovaj pronalazak takođe daje instalaciju koja obuhvata uspravnu filtersku jedinicu koja uključuje membranu koja obuhvata vertikalnu permeabilnu cev i listove koji propuštaju vodu kroz koje voda prolazi da do stigla do pomenute propusne cevi, ulaz na donjem kraju jedinice za sirovu vodu, izlaz na donjem kraju jedinice za permeat, ventil za zatvaranje dovoda sirove vode, ulaz na gornjem kraju te jedinice, dovod gasa pod pritiskom koji je trajno povezan s ulazom na gornjem kraju ove jedinice dok jedinica radi da odvaja tečnost od prisutnih čvrstih čestica, cev za protok vode za ispiranje koja dovodi do ulaza na gornjem kraju jedinice, ventilski sklop za normalno zatvaranje cevi za pomenuti protok vode za ispiranje gde taj ventilski sklop može da se otvara i spaja pomenutu cev za protok vode za ispiranje za izvorom vode za ispiranje pod pritiskom kada treba obaviti čišćenje, i izlaz za otpad na donjem kraju jedinice kroz koji jedinicu napuštaju voda za ispiranje i čvrste čestice.

Ova filterska jedinica u instalaciji može da se sastoji od membrane koja obuhvata propusnu cev i listove koji propuštaju vodu kroz koje voda prolazi da bi stigla do pomenute propusne cevi, membrane koja na svakom kraju ima poklopac, kao i kućište koje se formira in situ namotavanjem vlakana obloženih smolom oko membrane i poklopaca.

Ova vlakna su preferencijalno u obliku staklenih vlakana, ali mogu se koristiti i druga vlakna kao što su ugljena vlakna i Kevlar vlakna.

KRATAK OPIS CRTEŽA

Za bolje razumevanje ovog pronalaska, i da bismo pokazali kako se to može sprovesti u dejstvo, sada ćemo se pozivati na primer ilustrovan crtežima koji su priloženi, na kojima

Slika 1 je presek kroz filtersku jedinicu u skladu sa ovim pronalaskom;

Slika 2 je izgled filterske jedinice sa Slike 1 u rastavljenom stanju;

Slike 3 i 4 su panoramski prikazi suprotnih strana ove filterske instalacije;

Slike 5 i 6 su bočne vertikalne projekcije suprotnih strana ove filterske instalacije;

Slika 7 predstavlja gornju horizontalnu projekciju ove filterske instalacije;

Slike 8 i 9 su projekcije suprotnih strana ove filterske instalacije; i Slika 10 je dijagram toka ove filterske instalacije.

DETALJNI OPIS CRTEŽA

Filterska jedinica 10 ilustrovana na Slikama 1 i 2 obuhvata izduženu, vertikalnu, centralnu cev 12 oko koje se nalaze izduženi listovi 14 (Slika 2). Svaki list 14 je u obliku zaptivenog džepa i proizveden je korišćenjem polu-propustljivog materijala koja omogućava prolaz vodi, ali ne i čvrstim česticama da prolaze kroz njega. Unutrašnja ivica svakog od ovih džepova je otvorena i upravo ta ivica je spojena za cev 12. Ovi džepovi komuniciraju sa unutrašnjošću cevi 12 kroz veliki broj perforacija na cevi 12. Konstrukcija cevi 12 i listova 14 je konvencionalna. U skladu sa konvencionalnom nomenklaturom u struci, struktura koja obuhvata cev (označena brojem 12) i listovi koji su propusni za vodu (označeni brojem 14) nazivaće se „membranom". Membrana je označena brojem 16.

Filterska jedinica, kako je to ilustrovano na Slici 1, dodatno uključuje krajnji zatvarač 18 koji se nalazi na njenom donjem delu. Krajnji zatvarač ima centralnu spojnicu 20 koja prima cev 22. Cev 22 prodire u cev 12 i spaja krajnji zatvarač 18 sa cevi 12. Izlazni otvor 24 na zadnjem poklopcu 18 komunicira sa unutrašnjošću cevi 22, pa tako i sa unutrašnjošću cevi 12 i omogućava permeatu koji je ušao u cev 12 da protiče kroz filtersku jedinicu 10. Cev 22 privremeno povezuje krajnji poklopac 18 sa membranom 16.

Krajnji poklopac 18 dodatno ima dva otvora 26, 28. Otvor 26 je ulaz da dovod sirove vode, a otvor 28 je izlaz za ispiranje. Kroz otvor 28 se čvrste čestice čiste iz kućišta tokom postupka čišćenja, kao što će biti kasnije opisano. Po želji, moguće je imati i više od jednog otvora 26 i više od jednog otvora 28.

Na gornjem kraju filterske jedinice 10 postoji i dodatni zatvarač 30. Krajnji zatvarač 30 ima aksijalni otvor 32 kroz koji se dovodi vazduh pod pritiskom (nije prikazan na Slikama 1 i 2). Postoji prostor 34 između krajnjeg zatvarača 30 i membrane 16. Gornji kraj centralne cevi 12 zatvara se čepom 36.

Za proizvodnju filterske jedinice 10, membrana 16 ima dva krajnja zatvarača 18, 30 koji su postavljeni na nju, a ta složena struktura se montira na rotacionu osovinu (nije prikazana). Ta osovina obuhvata dva koaksijalna, aksijalno rastavljena klipa koji ulaze u otvore 24 i 31, i tako rotaciono podižu krajnje zatvarače 18, 20 i membranu 16.

Krajnji zatvarač 30 uključuje omotač 38 u koji se uglavljuje membrana 16, i tako obezbeđuje potrebna privremena veza između poklopca 30 i membrane 16. Ova osovina se rotira, a kućište 40 se proizvodi namotavanjem smolom obloženih staklenih ili drugih vlakana oko membrane 16 i krajnjih zatvarača 18, 30. Kućište 40 spaja membranu 16 sa krajnjim zatvaračima 18, 30 i tako spaja integralnu jedinicu koja nema nikakvog prostora između spoljašnje površine membrane 16 i unutrašnje površine kućišta 40.

Sada se okrećemo slikama 3 do 10, gde je filterska instalacija ilustrovana tako da obuhvata okvir baze 42 na koji se postavljaju sve preostale komponente ove instalacije.

Četiri filterske jedinice 10.1, 10.2, 10.3 i 10.4 oblika koji je gore opisan, postavljaju se na okvir 42. Cevi 44 spajaju se sa ulaznim otvorima 32 četiri filterske jedinice. Svaka cev 44 vodi do ventila 46 (Slika 10) koji kontroliše protok od dovoda vazduha 48.

Voda koju treba tretirati ulazi kroz otvor 50 i teče kroz ventil 52 do cevi 54 koja je spojena sa sukcionom stranom pumpe 56. Strana pritiska pumpe je povezana za razdelnik 58. Postoji i drugi ulaz 60 za ispiranje vode, a ventil 62 postoji između ulaza 60 i cevi 54.

Razdelnik 58 povezan je sa četiri grane cevi 64 do otvora 26 jedinica

10.1, 10.2 itd. Na taj način sirova voda protiče u prolaze na membrani 16 gde se zadržavaju čvrste čestice. Svaki otvor 24 povezan je sa odvodnom cevi 66, a cevi 66 vode do razdelnika za izvod permeata 58. Drugi otvor 28 svakog poklopca 18 povezan je sa cevi 70, a cevi 70 vode do razdelnika 72. Postoje i ventili 74 u cevima 70, ventili 76 u cevima 66 i ventili 78 u cevima 64.

Cev 80 povezuje razdelnik 58 sa granama cevi 82 koje vode do ulaznih otvora 32 na gornjim krajevima jedinica 10.1, 10.2 itd. Postoje i normalno zatvoreni ventili 84 u granama cevi 82. Cevi 82 spajaju se sa cevima 44 tako da otvor 32, za namene ispiranja, može istovremeno da se poveže za dovod vazduha koji je označen brojem 48, kao i za dovod čiste vode 60.

Pri normalnom funkcionisanju, sirova voda sa sadržajem čvrstih čestica u sebi upumpava se pomoću pumpe 56 u razdelnik 58, a onda u cevi 64, kroz otvore 26 u membrane 16. Voda koja se uliva u membrane 16 prolazi kroz listove 14 i izlazi kroz cevi 12, cevi 22 i otvore 24. Iz otvora 24 voda teče do cevi 66 i otuda u razdelnik 68 kroz ventile 76.

Gornji delovi jedinica 10.1, 10.2 itd. trajno su povezani sa dovodom vazduha 48, i na taj način održavaju pritisak na nivou iznad atmosferskog u svakoj od jedinica 10.1, 10.2 itd. Pritisak u sirovoj ulaznoj vodi u otvorima 26 dovoljan je da uspostavi ravnotežu sa pritiskom vazduha na taj način da voda puni kućišta 40 skoro do vrha, istovremeno ostavljajući prostor za vazduh iznad vode.

Kada se filterska jedinica začepi, ventil 52 je zatvoren, a ventil 62 je otvoren. Istovremeno, ventili 74 i 84 se otvaraju, a ventili 76, 78 zatvaraju. Ventili 74, 84 kada sprava normalno funkcioniše, su zatvoreni, a ventili 76, 78 su normalno otvoreni. Voda za ispiranje teče od pumpe 56 do razdelnika 58, a onda do cevi 80. Od cevi 80, voda za ispiranje teče kroz cevi 82 do otvora 32 sa ulaznim vazduhom koji je u stanju da odmah započne protok kroz jedinice, kada se ventili 78 zatvaraju da uklone pritisak vode sa donjih krajeva membrana.

Vazduh i voda za ispiranje teku kroz prolaze za zadržavanje čvrstih čestica na membranama, pa kroz otvore 28 do cevi 70, a onda do razdelnika 72, noseći čestice koje su se zadržale u filtru sa sobom.

Pritisak vazduha se obezbeđuje konstantno do gornjeg kraja svake filterske jedinice. Tokom ispiranja, pritisak vazduha se može održavati na konstantnoj vrednosti ili se može obezbediti njegovo pulsiranje.

Claims (4)

1. Metoda za rad filterske jedinice (10) koja uključuje membrane (16) uključuje propusnu cev (12) kao i listove za propuštanje vode (14) kroz koje protiče voda da dođe do pomenute propusne cevi, gde ova metoda obuhvata dovod sirove vode do donjeg kraja ove jedinice (10) i ekstrahovanje propusne vode sa donjeg kraja ove jedinice, što se odlikuje time da se održava pritisak iznad atmosferskog na gornjem kraju jedinice (10) uz pomoć trajne veze s dovodom (48) gasa pod pritiskom.

2. Metoda navedena u zahtevu 1, naznačena time da se čisti membrana (16), metoda za funkcionisanje obuhvata prekid dovoda sirove vode, otvaranje linije za protok otpada (66) koja je u komunikaciji sa donjim krajem ove jedinice i uspostavljanje protoka vode za ispiranje do gornjeg kraja pomenute jedinice, istovremeno održavajući dovod gasa do gornjeg kraja same jedinice tako da voda, gas i čvrste čestice protiču od pomenute jedinice kroz pomenutu liniju za odvod otpada.

3. Metoda navedena u zahtevu 2, naznačena time da pritisak dovodnog gasa tokom ispiranja pulsira.

4. Instalacija koja obuhvata filtersku jedinicu (10) koja uključuje membranu (16) i obuhvata vertikalnu cev za prolaz (12) i listove koji su propusni za vodu (14) kroz koje voda prolazi da dođe do pomenute propusne cevi, ulaz (26) na donjem kraju jedinice za dovod sirove vode, izlaz (24) na donjem kraju jedinice za propuštanje, ventilski sklop (78) za zatvaranje dovoda (64) sirove vode, ulaz (32) na gornjem kraju jedinice, dovod (48) gasa pod pritiskom koji je trajno povezan sa povezanim ulazom (32) na gornjem kraju jedinice dok sama jedinica radi na odvajanju tečnosti od pratećih čvrstih čestica, cev za dovod vode za ispiranje (82) koja vodi do ulaza (32) na gornjem kraju jedinice, ventilski sklop (84) za normalno zatvaranje pomenute cevi za protok vode za ispiranje,, što znači da taj ventii može da se otvori i poveže pomenutu cev za protok vode za ispiranje za izvor vode za ispiranje pod pritiskom, kada treba preduzeti čišćenje, i izlaz za otpad (28) na donjem kraju ove jedinice kroz koji voda za ispiranje i čvrste čestice napuštaju jedinicu. Instalacija u skladu sa zahtevom 4, u kome filterska jedinica obuhvata membranu (16) koja uključuje i cev za propuštanje (12) listove koji propuštaju vodu (14) kroz koje vora prolazi da dođe do pomenute propusne cevi, membrana koja ima zatvarač na svakom svom kraju (18, 30) i kućište (40) koje se formira tako što se na licu mesta namotavaju vlakna obložena smolom oko membrane i zatvarača.