[发明专利]膜组件安装在螺旋输送器上与转鼓差速同轴转动的超重力膜分离机

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜分离机，是一种在超重力条件下工作的膜分离机，尤其是一种膜组件与转鼓同轴差速转动的在超重力条件下工作的膜分离机。

背景技术

膜分离技术是当今十大高新技术之一，被誉为21世纪最具发展前景的化工技术，目前，已经广泛应用于食品、饮料、化工、制药、环保、海水淡化、供水和污水处理等领域的分离、浓缩、纯化等工艺环节。然而，由于膜浓差极化和膜污染的广泛存在导致目前膜分离技术还存在如下问题：

1、膜通量快速下降、膜劣化加剧、膜寿命降低、膜分离购置成本和运行成本大幅度增加。

2、膜分离过程能耗大幅度增加，运行成本大幅度增加。

3、高浓度进料和高倍浓缩时，膜浓差极化和膜污染更加严重，导致膜分离难以在高进料浓度和高倍浓缩(如乳制品、果蔬汁)等工艺场合实施困难或根本不能实施。

膜浓差极化和膜污染是导致膜分离购置和运行成本高是限制其应用推广的最主要原因，已经成为普遍的共识。

另外，膜透过侧流道窄小(尤其是中空纤维膜)导致膜背部透过液压力大，是中空纤维膜通量低的另一个主要原因。

为解决上述问题，有人经过钻研，成功地将膜分离技术和超重力技术两项高新技术有机结合，创立超重力膜分离技术，提出了超重力膜分离概念、工作原理，设计原则，获得了如下发明专利：

A、依靠刚性可转动桶体作支撑在超重力条件下工作的膜组件(zl200810054213.7)

B、旋转离心超重力膜分离机(zl200910068949.4)

C、由多个独立的固定在转盘上的膜组件构成的超重力膜分离机(zl200910070253.5)

超重力膜分离技术是膜分离技术和超重力技术两大高新技术的有机结合，该技术是将膜分离过程中的各个要素(分离膜、进料液、透过液、清洗液)置于由旋转离心产生的超重力场中，1.利用膜分离过程中膜表面浓差极化层与主体料液的浓度差导致的密度差，借助于离心旋转产生的强大离心力使浓差极化层脱离膜表面，从而降低膜浓差极化和膜污染。2.利用离心旋转产生的离心力使膜透过侧的透过液甩出膜后透过液通道，从而降低膜后压力，进而提高膜通量。

超重力膜分离技术的优点

1、可有效降低膜浓差极化和膜污染。

2、可极大提高膜通量和膜效率。

3、可大幅度降低膜设备购置成本和运行成本。

4、可极大拓展膜分离技术的应用空间，尤其是高进料浓度和高浓度截留产物的膜浓缩。

然而，依托上述专利A和专利B制作超重力条件下工作的膜分离机具有：1、膜截留物不易排出，膜截留物浓度不高，2、转鼓长径比低，膜装入量低，设备不易放大的缺点。依托专利C制作的超重力膜分离机虽然可施加较大的进料压力，但具有膜装入量较低，设备不易放大，单机产量(处理量)低的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，从而提供一种新型的膜分离机，本发明具有：1、膜单机安装量高，2、单机处理量大，3、膜截留浓缩物浓度高的优点。

本发明的技术方案是：

一种一种膜组件安装在螺旋输送器上与转鼓差速同轴转动的超重力膜分离机由转鼓、螺旋输送器、膜组件、原料输入管、轻液气泡排出管、机座、透过液收集器、截留收集器、差速器、转鼓驱动轮、螺旋输送器驱动轮、等组成。膜组件固定安装在螺旋输送器上，并随螺旋输送器与转鼓同轴差速转动。

上述螺旋输送器由组成螺旋输送器左端盖、螺旋输送器中段、螺旋输送器膜组件压盖等组成，螺旋输送器左端盖与螺旋输送器中段固定连接共同形成螺旋输送器透过液汇聚腔，螺旋输送器中段与螺旋输送器膜组件压盖固定连接将膜组件固定在螺旋输送器上。

上述膜组件由膜组件上盖、膜组件下盖、膜帘状组件组成，膜帘状组件的对称轴沿着膜组件直径方向向外放射布置与膜组件上盖、膜组件下盖固定连接共同组成膜组件。

上述螺旋输送器左端盖底部开有螺旋输送器左端螺旋状脊，其上固定安装有透过液排出通道形成盖板。

上述螺旋输送器中段，其筒状外璧有螺旋输送器螺旋，开有螺旋输送器截留液透过孔、其左端开有透过液排出口，中部安装向心泵叶轮轴承。

上述螺旋输送器膜组件压盖，其上固定连接有第一隔板、第二隔板，大底板部与第一隔板之间固定连接有第二叶片，第一隔板与第二隔板之间固定连接有第一叶片，大底板部上开有原料液膜组件入孔M、轻液气泡膜组件排出口G，其筒状部上开有原料液入孔O、原料液入孔N。