专利名称：用真空装置进行膜的负压清洗设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改进的膜设备，特别是一种采用真空装置进行负压清洗的膜设备，属于半透膜的分离方法及其设备的技术领域。
现有的膜的负压清洗装置都是采用把膜器件接在泵的吸程上，用泵的吸程的抽吸作用清洗膜，如果采用的泵是离心泵，由于离心泵所输送的液体在操作条件下有不同的饱和蒸气压，泵吸入端面有的可以低于泵入口，有的则必须高于泵入口，泵吸入口附近的压头最小。为什么要注意泵吸入端液面高度，是因为要保证被输送的液体在泵入口的低压下不气化。气化了的物料在泵内被增压以后，势头又凝结成液体，于是在原来气泡的位置上造成了局部真空，而周围的高压液体就会以极大的速度冲击过来。这样，一方面离心泵达不到原有的流量和扬程，破坏了泵的正常操作；另一方面，液体剧烈的冲击叶片和转轴也会造成整个泵颤动，并且很快就会将叶片或转轴损毁。这种现象叫做离心泵的“气蚀”现象，为了避免“气蚀”现象就必需使入口端的压头高于物料在当时条件下的饱和蒸气压所相当的压头，高出之值称作泵的“需要气蚀余量”，也称作“净正吸入压头”。其它种类的泵的入口料液流速和供给量也有一定要求，因此组件处于泵的入口的负压值不可能很高，这样就会影响清洗效果。
现有的
背景技术：
经检索有如下的专利文献，未见报道有关采用真空装置进行膜的负压清洗的技术和设备。有关文献如中国专利86101075，美国专利4986918，美国专利4867885等。
本实用新型的目的是提供一种改进膜的负压清洗设备，它是用真空装置如喷射泵(或称水射器射流泵)或真空泵等作为负压源，在膜面达到高的真空度，清洗时可产生高速湍流的液流，从面取得更好的清洗效果。
本实用新型是以膜件接在真空装置上的方式来实现的。
以下结合附图和实施例对本实用新型的负压清洗设备作详细说明。
本实用新型提供附
图16幅其中
图1反向流喷射泵无真空罐膜负压清洗装置图2反向流喷射泵有真空罐膜负压清洗装置图3同向流喷射泵无真空罐膜负压清洗装置图4同向流喷射泵有真空罐膜负压清洗装置图5喷射泵无真空罐膜负压清洗装置图6喷射泵有真空罐膜负压清洗装置图7真空泵有真空罐反向膜负压清洗装置图8真空泵有真空罐同向流膜负压清洗装置图9气压滤空真空装置膜负压清洗装置
图10密封液罐滤空真空装置膜负压清洗装置
图11带压料液真空装置膜清洗设备1
图12带压料液真空装置膜清洗设备2
图13带压料液真空装置膜清洗设备3
图14带压料液真空装置膜清洗设备4
图15带压料液真空装置膜清洗设备5
图16带压料液真空装置膜清洗设备6实施例1请参阅
图1和图2。本实用新型的喷射泵与膜器件的连接是以如下方式实施的。
泵〔101〕的入口和出口分别接三通〔110〕和三通〔111〕，三通〔110〕的另两端分别接阀门〔109〕和三通〔106〕，阀门〔109〕的另一端接三通〔108〕，三通〔108〕的另两端分别接液槽〔115〕和排空阀〔107〕，三通〔106〕的另两端分别接阀门〔105〕和排空阀〔103〕，阀门〔105〕的另一端接三通〔104〕，三通〔104〕的另两端分别接液槽〔114〕和排空阀〔102〕。三通〔111〕另两端分别接阀门〔118〕和三通〔112〕，阀门〔118〕的另一端接三通〔130〕，三通〔130〕的另两端分别接三通〔129〕和三通〔131〕，三通〔129〕的另一端分别接阀门〔127〕和阀门〔128〕，连接阀门〔127〕的管子伸到液槽〔114〕底部，连接阀门〔128〕的管子伸到液槽〔115〕底部。喷射泵〔122〕的入口〔119〕，出口〔121〕，予压口〔120〕分别接阀门〔116〕、〔126〕、〔123〕，阀门〔116〕另一端接三通〔112〕，阀门〔126〕另一端接三通〔131〕。膜器件〔138〕的两个料液流通口分别接四通〔124〕和三通〔134〕，四通〔124〕的另两端分别接压力真空表〔125〕和预滤器〔117〕，预滤器〔117〕的另一端接阀门〔113〕，阀门〔113〕另一端接三通〔112〕，三通〔134〕的另两端分别接阀门〔132〕和阀门〔135〕，阀门〔135〕的另一端接槽〔136〕，阀门〔132〕与阀门〔134〕间装有压力真空表〔133〕，阀门〔132〕另一端与三通〔131〕相接，透过液阀门〔137〕的两端分别接膜器件〔138〕的透过液出口和伸入到透过液槽〔139〕底部的管路〔140〕见附
图1。
当关闭阀门〔102〕、〔103〕、〔105〕、〔107〕、〔116〕、〔126〕、〔123〕、〔135〕、〔127〕，开启阀门〔109〕、〔113〕、〔132〕、〔128〕、〔137〕则实施以槽〔115〕为料液槽的运行程序，阀门〔118〕为液体分流阀。
当关闭阀门〔102〕、〔103〕、〔107〕、〔109〕、〔113〕、〔132〕、〔128〕，开放阀门〔105〕、〔116〕、〔126〕、〔123〕、〔135〕、〔137〕、〔127〕则实施以槽〔114〕和槽〔136〕为清洗槽的负压清洗程序，阀门〔118〕为液体分流阀。当开放阀〔137〕并在槽〔139〕中注满透过液或清洗介质时则实施膜面负压高流速及透过液或清洗介质逆流的膜清洗。如关闭阀〔137〕则只实施膜面负压高流速清洗如关闭阀门〔135〕，开放〔137〕则只实施透过液或清洗介质逆流的负压反清洗。
结合图2所示，如果在负压口[120]和阀门[123]间接带有排空阀[141]，放气阀[143]的真空罐[142]，则可以起缓冲作用，调节膜面所受液体的冲击力。实施例2请参图图3泵[301]的入口和出口分别接三通[312]和三通[313]，三通[312]的另两端分别接阀门[311]和三通[307]，阀门[311]的另一端接三通[310]，三通[310]的另两端分别接排空阀[308]和料液槽[319]，三通[307]的另两端分别接排空阀[303]和阀门[306]，阀门[306]的另一端接三通[305]，三通[305]的另两端分别接排空阀[302]和清洗液槽[318]，三通[313]的另两端分别接阀门[312]和三通[314]，阀门[321]的另一端接三通[332]，三通[332]的另两端分别接三通[333]和三通[331]，三通[331]的另两端分别接阀门[327]和阀门[328]，阀门[327]另一端连接伸到槽[318]底部的管路，阀门[328]另一端连接伸到槽[319]底部的管路。喷射泵[325]的入口[322]，出口[324]，负压口[323]分别连接阀门[320]、[329]和阀门[330]，阀门[320]连接三通[314]，阀门[329]连接三通[333]，膜器件[337]的料液流通口分别接四通[336]和预滤器[326]，预滤器[326]的另一端接四通[316]，四通[316]的另三端分别接压力真空表[317]，阀门[309]、[315]，阀门[309]的另一端连接伸到清洗液槽[304]底部的管路。阀[315]与阀[314]相接。四通[336]的另三端分别接压力真空表[335]，阀门[330]、[334]，阀门[334]与阀门[333]相连，透过液阀[338]分别连接透过液管和伸入到透过液槽[339]底部的管路[340]，如图3所示。
如图4所示，如果在负压口[323]和阀门[330]间接带有排空阀[341]，放气阀[343]的真空罐[342]，则可以起缓冲作用，调节膜面所受液体的冲击力。
当关闭阀门[302]、[303]、[306]、[308]、[309]、[320]、[329]、[330]、[327]，开启阀门[331]、[315]、[334]、[328]、[338]时则实施以槽[319]为料液槽的运行程序，此时阀门[321]可调节流经膜器件[337]的液流。
当关闭阀门[302]、[303]、[308]、[311]、[315]、[334]、[328]，开启阀门[311]、[309]、[320]、[329]、[330]、[327]则实施以槽[318]、[340]为清洗槽的负压清洗流程。阀[321]可用来阀节流经喷射泵的液流量。在实施清洗流程时如透过液阀[338]开启则进行膜面负压高流速及透过液或清洗介质逆流负压的反清洗；如关闭[338]则只实现膜面负压高流速清洗。如关闭阀门[309]，开启阀门[338]则只实行授过液或清洗介质逆流的负压反清洗。
实施例3请参见图5，泵[501]的入口和出口分别接阀门[504]和预滤器[506]，阀门[504]的另一端接三通[503]，三通[503]的另两端分别接排空阀[502]和料液槽[505]，膜器件[519]的两个料液流通口分别接三通[515]和四通[508]，四通[508]的另外三个接口分别接压力真空表[507]阀门[525]，阀门[509]，阀门[525]的另一端接预滤器[506]阀门[509]的另一端接喷射泵[513]的负压口[511]，喷射泵[513]的入口[510]接有压力驱动的水源或气(汽)源。三通[515]与膜器件装有压力真空表[518]，三通[515]的另两端分别接阀门[514]和[516]，阀门[516]的另一端接液槽[517]，阀门[514]另一端接伸到槽[505]底部的管路。
如图6所示，如果在压口[511]和阀门[509]间装带有排空阀[522]和排气阀[524]的真空罐[523]则可以起缓冲作用，调节膜面所受液体的冲击力。
阀门[509]及与其相连接的喷射泵也可装在膜器件另一流通口与三通[515]之间。喷射泵也可换成真空泵。
当关闭阀门[502]、[509]、[516]，开启阀门[504]、[514]、[520]，时则实行运行程序，如关闭阀门[504]、[514]，开启阀门[516]、[509]则实施膜的负压清洗程序。实施例4请参阅图7，泵[701]的入口和出口分别接阀[704]和预滤器[706]，阀门[704]的另一端接三通[703]，三通[703]的另两端分别接排空阀[702]和料液槽[705]，膜器件[716]的两个料液流通口分别接三通[711]和三通[708]，四通[708]的另三端分别接压力真空表[707]，阀门[709]，和阀门[725]阀门[725]的另一端与预滤器[706]相连，三通[711]与膜器件[716]间装有压力真空表[715]，三通[711]的另两端分别接阀门[710]和[712]，阀门[710]的另一端接伸到料液槽[705]底部的管路，阀门[712]的另一端接槽[713]，真空罐[721]的底部接阀门[709]的另一端，底部还接有三通[720]，三通[720]的另两端分别接排空阀[719]和阀门[714]，真空罐[721]的顶部接有排气阀[722]，还接阀门[723]，阀门[723]的另一端接真空泵[724]。三通阀[720]高于阀门[714]。
关闭阀门[720]、[709]、[712]，开启阀门[704]、[725]、[710]、[717]则实施运行程序。
当关闭阀门[725]、[710]、[722]、[719]、[714]，开启阀门[709]、[712]、[723]时则实行负压清洗程序。因为三通[720]比阀[714]位置高，故罐[721]中的清洗介质可放回到槽[713]中，继而可再用来清洗膜。
实施例5请参阅图8，泵[801]的入口和出口分别接阀[804]和预滤器[806]，阀门[804]的另一端接三通[803]，三通[803]的另两端分别接排空阀[802]和料液槽[805]，膜器件[816]的两个料液流通口分别接三通[811]和四通[808]，四通[808]的另三端分别接压力真空表[807]，阀门[809]和阀门[825]，阀门[809]的另一端与清洗液槽[813]底部相连，阀门[825]的另一端与预滤器[806]相连，三通[811]的另两端分别接阀门[810]和[812]，阀门[810]的另一端接伸到料液槽[805]底部的管路，阀门[812]的另一端接真空罐[821]的底部，真空罐[821]的底部还接有三通[820]，三通[820]的另两端接排空阀[819]和接有伸往清洗 液槽[813]底部管路的阀门[822]和连接真空泵[824]的管路和阀门[823]，接在膜器件[816]透过液口的阀门[817]，的另一端接伸往透过液槽[818]底部的管子。
当关闭门[802]、[809]、[812]，开启阀门[804]、[825]、[810]、[817]则实行膜设备运行程序。
如关闭阀门[810]、[825]、[822]、[814]、[819]，开启阀门[809]、[812]、[823]则实施膜的负压清洗程序。利用阀[814]可把真空罐中的清洗液放回清洗槽[813]可再用来清洗膜。
上面5个实施例中的任何一种都可采用下列方式达到增大分离比有目的，请参阅图9。
四通[905]的四个接口分别接排空阀[902]、阀门[904]和[907]，阀门[904]的另一端接压力真空表[903]和压力气源的管路。阀门[906]的另一端接泵[901]的入口，泵[901]的出口接预滤器，阀门[907]的另一接口接带有锥形底的料液槽[908]，阀门[909]的一端接伸到料液槽[908]底部的管路[910]，另一端接料液回流管路。当用泵[901]运行到料液体积为设备的死体积时，用泵[901]无法再使系统进行分离工作，此时可关闭阀门[907]、[902]、[909]，开启阀门[906]、[904]，接通压力气源则可使分离工作继续进行直到无法再分离为止。这种方法对于价值很高的料液是值得的。当压缩到一定程度时，可打开阀门[907]，把料液罐[908]中的剩余料液放下来，再用气压分离，如此继续，直到达到最大分离比。
上面5个实施例中的任何一种也可采用下列方式达到增大分离比的目的，请参阅
图10。
带有锥形底的料液槽 的底接三通 ，三通 的另两端接排空阀 和阀门 ，阀门 的另一端接泵 的入口，泵 的出口接预滤器，料液槽 的上面接有可密封的盖 ，盖上装有进料口 ，观察孔 ，真空压力表 ，接料液回流管路和伸到槽 的阀门 ，盖上还装有三通 ，三通 的阀门 和 。阀门 另一端接压力气源，阀门 为放气阀。
当用泵 无法再进行分离时，可把阀门 、 、 关闭。槽盖与槽体之间加以密封，在阀门 处由压力气源加压把设备内部料液最大限度压出。
实施例6请参阅
图11，四通阀 的四个接排空阀 、阀门 、 和膜器件 的一个料液流通口，在膜器件 与四通阀 之间装有压力真空表，阀门 的另一端接压力驱动料液源，阀门 的另一端接真空装置，膜器件 的另一个料液流通口接阀门 ，连接另一端的管路 伸到槽 的底部，膜器件 的透过液出口接阀门 ，阀门 的另一端接伸到透过液槽 底部的管子 。当关闭阀门 、 、 ，开启阀门 、 则现运行程序。当关闭阀门 、 、 、 ，开启阀门 、 、 则实施清洗程序。
如去掉阀门 和管路 及液槽 ，膜器件 只有一个料液流通口，则可使设备简单，如
图12所示。如再去掉透过液管上的阀门 则设备可进一步简化，如
图13所示。
把
图11中的设备去掉排空阀 和与之相连接管路，把四通 改为三通，则也可使设备简化，如
图14所示。在
图14的基础上去掉阀门 、管路 和液槽 则设备简化如
图15，如再去掉阀门 则简化如
图16所示。
权利要求1.用真空装置进行膜的负压清洗，包括膜器件、泵或加压料液源、真空装置、真空压力表、预滤器、阀门、三通、四通、液槽、连接管路，其特征在于由阀门的开或关将膜器件既可与泵出口或加压料液源相连接又可转换为与真空装置连接的膜的负压清洗设备。
2.按权利要求1所述的膜的负压清洗设备，其特征是泵[101]的入口和出口分别接三通[110]和三通[111]，三通[110]的另两端分别接阀门[109]和三通[106]，阀门[109]的另一端接三通[108]，三通[108]的另两端分别接液槽[115]和排空阀[107]，三通[106]的另两端分别接阀门[105]和排空阀[103]，阀门[105]的另一端接三通[104]，三通[104]的另两端分别接液槽[114]和排空阀[102]，三通[111]另两端分别接阀门[118]和三通[112]，阀门[118]的另一端接三通[113]，三通[130]的另两端分别接三通[129]和三通[131]，三通[129]的另两端分别接阀门[127]和阀门[128]连接阀门[127]的管子伸到液槽[114]底部，喷射泵[122]的入口[119]，出口[121]，负压口[120]分别接阀门[116]、[126]、[123]，阀门[116]另一端接三通[112]，阀门[126]另一端接三通[131]，膜器件[138]的两个料液流通口分别接压力真空表[125]和预滤器[117]，预滤器[117]的另一端接阀门[113]，阀门[113]另一端接三通[112]，三通[134]的另两端分别接阀门[132]和阀门[135]，阀门[135]的另一端接槽[136]，阀门[132]与阀门[134]间装有压力真空表[133]，阀门[132]另一端与三通[131]相接，透过液阀[137]的两端分别接膜器件[138]的透过液出口和伸入到液槽[139]底部的管路[140]。在负压口[120]和阀门[123]间可接带有排空阀[141]，放气阀[143]的真空罐[142]。
3.按权利要求1所述的膜的负压清洗设备，其特征是泵[301]的入口和出口分别接三通[312]和三通[313]，三通[312]的另两端分别接阀门[311]和三通[307]，阀门[311]的另一端接三通[310]的另两端分别接排空阀[308]和料液槽[319]，三通[307]的另两端分别接排空阀[303]和阀门[306]，阀门[306]的另一端接三通[305]，三通[305]的另两端分别接排空阀[302]和清洗液槽[318]，三通[313]的另两端分别接阀门[321]和三通[314]，阀门[321]的另一端接三通[332]，三通[332]的另两端分别接三通[333]和三通[331]，三通[331]的另两端分别接阀门[327]和阀门[328]，阀门[327]另一端连接伸到槽[319]底部的管路，喷射泵[325]的入口[322]，出口[324]，负压口[323]分别连接阀门[320]，[329]和阀门[330]，阀门[320]连接三通[314]，阀门[329]连接三通[333]，膜器件[337]的料液流通口分别接四通[336]和预滤器[326]，预滤器[326]的另一端接四通[316]，四通[316]的另三端分别接压力真空表[317]，阀门[309]、[315]，阀门[309]的另一端连接伸到清洗液槽[304]底部的管路，阀门[315]与三通[314]相接，四通[336]的另三端分别接压力真空表[335]，阀门[330]、[334]，阀门[334]与三通[333]相连，透过液阀门[338]分别连接透过液管和伸入到透过液槽[339]底部的管路[340]，在负压口[323]和阀门[330]间可接带有排空阀[341]，放气阀[343]的真空罐[342]。
4.按权利要求1所述的膜的负压清洗设备，其特征是泵[501]的入口和出口分别接阀门[504]和预滤器[506]，阀门[504]的另一端接三通[503]，三通[503]的另两端分别接排空阀[502]和料液槽[505]，膜器件[519]的两个料液流通口分别接三通[515]和四通[508]，四通[508]的另外三个接压力真空表[507]，阀门[525]、[509]的另一端接喷射泵[513]的负压口[511]，喷射泵[513]的入口[510]接有压力驱动的水源或气(汽)源。三通[515]与膜器件间装有压力真空表[518]的另两端分别接阀门[514]和[516]，阀门[516]的另一端接液槽[517]，阀门[514]另一端接伸到槽[505]间可装有排空阀[522]和排气阀[524]的真空罐[523]，阀门[509]及与其相连的喷射泵也可装在膜器件另一流通口与三通[515]之间，喷射泵也可换成真空泵。
5.按权利要求1所述的膜的负压清洗设备，其特征是泵[701]的入口和出口分别接阀[704]和预滤器[706]，阀门[704]的另一端接三通[703]三通[703]的另两端分别接排空阀[702]和料液槽[705]，膜器件[716]的两个料液流通口分别接三通[711]和四通[708]，四通[708]和另三端分别接压力真空表[707]，阀门[709]和阀门[725]，阀门[725]的另一端与预滤器[706]相连，三通[711]的另两端分别接阀门[710]和[712]，阀门[710]的另一端接伸到料液槽[705]底部的管路，阀门[712]的另一端接槽[713]真空罐[721]的底部接阀门[709]的另一端，底部还接有三通[720]，三通[720]的另两端分别接排空阀[719]和阀门[714]，真空罐[721]的顶部接有排气阀[722]，还接阀门[723]，阀门[723]的另一端接真空泵[724]，三通阀[720]高于阀门[714]。
6.按权利要求1所述的膜的负压清洗设备，其特征是泵[801]的入口和出口分别接阀门[804]和预滤器[806]，阀门[804]的另一端接三通[803]三通[803]的另两端分别接排空阀[802]和料液槽[805]，膜器件[816]的两个料液流通口分别接三通[811]和四通[808]，四通[808]和另三端分别接压力真空表[807]，阀门[809]和阀门[825]，阀门[809]的另一端与清洗液槽[813]底部相连，阀门[825]的另一端与预滤器[806]相连，三通[811]的另两端分别接阀门[810]和[812]，阀门[810]的另一端接伸到料液槽[805]底部的管路，阀门[812]的另一端接真空罐[821]的底部，真空罐[821]的底部还接有三通[820]，三通[820]的另两端分别接排空阀[819]和接有伸到清洗液槽[813]底部管路的阀门[814]，真空罐[821]的顶部装有排气阀[822]和连接真空泵[824]的管路和阀门[823]，接在膜器件[816]透过液口的阀门[817]的另一端接有伸到透过液槽[818]底部的管子。
7.按权利要求1所述的膜的负压清洗设备，其特征是，料液槽及其邻近结构也可改变为四通[905]的四个接口分别接排空阀[902]，阀门[904]、[906]、[907]，阀门[904]的另一端按压力真空表[903]和接压力气源的管路，阀门[906]的另一端接泵[901]的入口，泵[901]的出口接预滤器，阀门[907]的另一接口接带有锥形底的料液槽[908]，阀门[909]的一端伸到料液回流管路。
8.按权利要求1所述的膜的负压清洗设备，其特征是，带有锥形底的料液槽[1005]槽底接三通[1003]，三通[1003]的另两端接排空阀[1002]和阀门[1004]的出口接预滤器，料液[1005]的上面接有可密封的盖[1006]，盖上装有进料口[1007]，观察孔[1012]，真空压力表[1008]，接料液回流管路和伸到槽[1005]的阀门[1009]，盖上还装有三通[1015]，三通[1015]的另两端接阀门[1010]和[1011]，阀门[1010]的另一端接接压力气源，阀门[1011]为放气阀。
9.按权利要求1所述的膜的负压清洗设备，其特征是，四通阀[1103]的四个接口分别接排空阀[1101]阀门[1102]、[1104]和膜器件[1106]的一个料液流通口，在膜器件[1106]与四通阀[1103]间装有压力真空表，阀门[1102]的另一端接压力驱动料液源，阀门[1104]的另一端接真空装置，膜器件[1106]的另一个料液流通口接阀门[1109]，连接阀门[1109]另一端的管路[1108]申到槽[1105]的底部，膜器件[1106]的透过液出口接阀门[1110]，阀门[1110]的另一端接伸到透过液槽[1107]底部的管子[1111]。
10.按权利要求1或9所述的膜负压清洗设备，其特征是，该设备可去掉阀门[1109]和管路[1108]及液槽[1105]，膜器件[1106]只有一个料液流通口，还可再去掉透过液管上的阀门[1110]使设备进一步简化。
11.按权利要求1所述的膜的负压清洗设备，其特征是，该设备可去掉排空阀[1101]和与之相连接的管路，把四通[1103]改为三通，使设备简化，再去掉阀门[1109]，管路[1108]和液槽[1105]，设备可进一步简化，可再去掉阀门[1105]使设备达到最简化形式。
专利摘要本实用新型公开了一种由真空装置进行膜负压清洗的膜设备。该设备包括泵、阀门、预滤器、真空装置、压力真空表、三通、四通、液槽、连接管路、膜器件等真空装置。膜器件既与运行泵连接又与真空装置连接,由阀门可使膜器件处于运行流程也可处于清洗流程,从而可完成运行程序又可实行膜的负压清洗程序。该装置还可与压力料液源和真空装置相连接由阀门转换达到既可运行又可清洗的目的。
文档编号B08B5/04GK2297257SQ9621916
公开日1998年11月18日 申请日期1996年9月28日 优先权日1996年9月28日
发明者吴光夏, 张东华, 刘忠洲 申请人:中国科学院生态环境研究中心