自洁式内旋流膜分离设备.pdf

本发明公开了一种自洁式内旋流膜分离设备，在设备壳体内设置有膜分离单元管，壳体壁上设计有渗透流体排出口，在分离单元管之前设置有使自洁物料和待分离进料流体相混合的装置，所述单元管设置有使待分离流体沿膜管内壁切向进入单元管的进口部件，以及使溢流流体排出单元管的溢流管和使底流流体与自洁物料排出单元管的底流口部件。混合装置通过管道与进口部件联接。进入单元管的流体部分和自洁物料从底流口部件流出，大部分从溢流口流出，渗透流体则透过膜，再通过渗透流体排出口流出。自洁物料可以沿分离膜的表面作圆柱螺旋运动，不断地清洁膜表面。本发明具有结构设计巧妙合理，操作简便，分离性能高等优点，适合于工业应用、民用和军用。

1、  一种自洁式内旋流膜分离设备，在设备壳体内设置有膜分离单元管，单元管设置有使待分离流体沿单元管内壁切向进入单元管的进口部件，和使溢流流体排出单元管的溢流管，壳体壁上设计有渗透流体排出口，其特征在于设备还设置有使自洁物料和待分离进料流体相混合的装置，和使底流流体与自洁物料排出单元管的底流口部件，所述混合装置设置在进料流体进入进口部件之前，由管道与进口部件联接，所述底流口部件设置在单元管的下端。

2、  如权利要求1所述的自洁式内旋流膜分离设备，其特征在于壳体内设置不少于二个的膜分离单元管，在待分离流体来流方向的混合装置与进口部件之间设置有与其相通的流体分布器，在溢流管外的溢流方向设置有与其相通的溢流收集器，在底流口部件的底流方向设置有与其相通的底流收集器。

3、  如权利要求2所述的自洁式内旋流膜分离设备，其特征在于所说的流体分布器为壳体筒体上管板与上封头管板之间的空间，所说的溢流收集器为上封头管板与上封头之间的空间，所说的底流收集器为壳体筒体下管板与下封头之间的空间。

4、  如权利要求1或2或3所述的自洁式内旋流膜分离设备，其特征在于还设置有使自洁物料循环使用的返还管道，返还管道的一端与混合装置相联接，另一端与底流口部件或底流收集器相联接。

5、  如权利要求1或2或3所述的自洁式内旋流膜分离设备，其特征在于在壳体壁上还设计有用于通入更新单元管分离膜的反冲流体进入壳体内的接管口。

6、  如权利要求1或2或3所述的自洁式内旋流膜分离设备，其特征在于所说的进口部件为膜分离单元管上端封头，溢流管位于进口部件的中央，进口部件的进口方向沿进口部件壳体与溢流管之间的环形空间内壁的切线方向。

7、  如权利要求6所述的自洁式内旋流膜分离设备，其特征在于所说的进口部件上设置有进口流道与溢流管，在流体进口流道内设置有使进料流体旋转流动的导流片或导流流道。

8、  如权利要求1或2或3所述的自洁式内旋流膜分离设备，其特征在于所说的底流口部件为膜分离单元管下端封头，其底流口由喇叭口和直孔口构成，喇叭口的大端与膜分离单元管联接。

9、  如权利要求1或2或3所述的自洁式内旋流膜分离设备，其特征在于所说的膜分离单元管的膜管的内径为10毫米至300毫米，孔隙率为5％至70％。

10、  如权利要求9所述的自洁式内旋流膜分离设备，其特征在于所说的膜分离单元管的膜管可以是均质膜管，也可以是非对称膜管，非对称膜管的内表面是起分离作用的活性层。

自洁式内旋流膜分离设备
一、技术领域
本发明涉及流体净化设备，特别涉及微滤或超滤的流体净化设备。更具体地说，本发明涉及由用于流体分离的膜分离单元管构成的流体进化设备。
二、技术背景
圆管式膜分离装置具有流动状态好、流速容易控制，安装拆卸、换膜和维修均较方便，能够处理含有悬浮固体的溶液，机械清除杂质比较容易，合适的流动状态可以减轻浓差极化和污染等优点，因此，在微滤和超滤等领域有广泛的应用前景。然而资料表明，影响膜分离装置在实际中大量应用的主要原因之一是膜的污染问题。膜的污染不仅使膜的渗透通量下降，而且使膜发生劣化，导致膜的使用寿命缩短。因此，采取恰当的措施来减轻这种影响是非常必要的。
浓差极化和膜污染是膜分离领域备受关注的问题，现有的解决这一问题的强化措施包括以外加物理场、增加流动的不稳定性、膜和膜构件运动来强化分离。外加物理场包括电场、超声波场和微波场，可以使悬浮固体颗粒远离膜表面，从而减轻浓差极化和膜污染，但是，其缺点是外加场辅助装置一般比较复杂，应用也受到固体性质的限制。增加流动不稳定性的措施包括采用压力脉动进料，在膜表面盘绕弯曲流道，在膜表面加搅拌叶片，在内压式膜管内安装塑料球、螺旋构件或丝网，在外压型膜管外加设螺旋构件等等，这些措施降低了固体粒子向膜面迁移的能力，可在不同程度上改善浓差极化现象，但是，对膜污染的改善不大。膜或膜构件运动的强化措施包括旋转圆盘和管式动态膜器，这类膜器利用膜面的高速旋转使流体产生较剧烈的湍动和/或二次流动来阻止固体颗粒在膜面的沉积，减轻了浓差极化和膜污染，使渗透速率大大提高，然而，由于这类膜分离装置往往比较复杂，此外流动阻力较大，压力损失多，能耗也较高，因此，其应用受到了限制。
近年出现了一种利用旋转流动强化外压型管式膜渗透速率的设备，这种膜分离设备将管式膜同心地置于圆形压力壳体内，其进料构件具有可使流体绕膜管旋转流动的引流道，流体通过引流道进入膜管与圆形压力壳体的环形空间内，呈螺旋流动并且产生二次流动，调节流量可强化这类流动。这种设备的优点是，各构件均为固定件，结构简单，操作简便，二次流动的最大切向、径向和轴向速度一般近似为膜装置环形空间平均轴向流速的2～6倍，二次流沿切向和轴向迁移，并与旋转切向流一起极大地冲刷了膜管表面，减轻了粒子对膜的污染。此外，由于环形空间内的流体旋转流动，使较大的固体粒子产生离心力，向圆形压力壳体的内壁运动，更不容易形成污染层。这种结构对膜分离的强化作用是相当明显的，在相同条件下，这种设备的稳态渗透通量是一般轴向十字流分离设备的稳态通量的1.7～2.3倍。但是这种设备也有其不足之处，对于以压力为推动力的膜分离设备，流体的旋转会导致膜表面的压力降低，从而降低过滤的推动力。此外，容器内置入单根膜管时，环形空间内流动状态有利于强化分离，但是当置入多根膜管时，在膜管与容器之间的流动难以达到上述的效果。因此，当需要增加过滤面积时，只能增加膜设备的台数才能保持强化效果，这势必增加设备总体的复杂程度。
内旋流型管式膜分离设备是管式分离膜封装到一个压力壳体中，其进料构件具有可使流体在膜管内旋转流动的引流结构和溢流管，流体通过引流结构进入膜管内，呈圆柱螺旋流动。螺旋流分内螺旋流和外螺旋流，调节流量可强化这类流动。利用旋转切向流可以冲刷膜的表面，可以减轻粒子对膜的污染，强化分离，同时流体的旋转会增强作为膜分离推动力的压力，进一步强化分离。在相同条件下，该设备的初始通量是一般轴向十字流分离设备的初始通量的2倍，而稳态通量只有1.3倍，这说明旋转切向流确实起到了冲刷的作用，但是，由于在离心力和渗透流的共同作用下，固体粒子有向膜表面沉积的趋势，对分离膜产生较大的污染，渗透通量下降较快，分离膜的工作寿命较短，为了维持足够的渗透通量，需经常更新分离膜，运行成本高，维修比较麻烦。因此，这种设备的使用价值有待于进一步研究。
三、发明内容
针对现有技术的膜分离设备存在的不足，本发明公开的以压力为膜分离推动力的自洁式膜分离设备的目的在于解决以下问题：在保持足够高的渗透通量的条件下，提高膜分离单元管的分离膜地工作寿命，减少维修工作，降低运行成本。
上述技术问题可通过具有以下技术方案的自洁式膜分离设备获得解决。
在自洁式内旋流膜分离设备的壳体内设置有膜分离单元管，壳体壁上设计有渗透流体排出口，所述单元管设置有使待分离流体沿单元管内壁切向进入单元管的进口部件，以及使溢流流体排出单元管的溢流管和使底流流体与自洁物料排出单元管的底流口部件，所述底流口部件设置在单元管的下端，在进料流体来流方向的进入进口部件之前还设置有使自洁物料和待分离进料流体相混合的装置，所述混合装置设置由管道与进口部件联接。
当壳体内设置有不少于二个的膜分离单元管时，在待分离流体来流方向的混合装置与进口部件之间设置有与其相通的流体分布器，在溢流管外的溢流方向设置有与其相通的溢流收集器，在底流口部件的底流方向设置有与其相通的底流收集器。所述流体分布器可为壳体筒体上管板与上封头管板之间的空间，所述溢流收集器可为上封头管板与上封头之间的空间，所述底流收集器可为壳体筒体下管板与下封头之间的空间。
在上述方案中，为了使自洁物料循环使用，还设置有自洁物料循环返还管道，返还管道的一端与混合装置相联接，其另一端，当设备只有一个膜分离单元管时，与底流口部件相联接，当设备含有不少于两个膜分离单元管时，与底流收集器相联接。
在上述方案中，为了更新单元管分离膜，在壳体壁上还设计有用于通入反冲流体的接管口。
在述方案中所述的进口部件可为膜分离单元管上端封头，溢流管位于进口部件的中央，进口部件的进口方向沿进口部件壳体与溢流管之间的环形空间内壁的切线方向。所说的进口部件上还可设置有进口流道，在流体进口流道内设置有使进料流体旋转流动的导流片或导流流道。
在上述方案中，所说的底流口部件可为膜分离单元管下端封头，其底流口由喇叭口和直孔口构成，喇叭口的大端与膜分离单元管联接。
在上述方案中，所说的膜分离单元管的膜管的内径可为10毫米至300毫米，孔隙率可为5％至70％。膜分离单元管的膜管，可以是均质膜管，也可以是非对称膜管，非对称膜管的内表面是起分离作用的活性层。
在上述方案中，由于流体透过膜进行分离的推额动力为压力，因此本发明所公开的分离设备属于压力容器，壳体应能承受一定的压力。
本发明还采取了其他一些技术措施。
本发明公开的自洁式内旋流膜分离设备的工作结构原理如下：待分离的流体和自洁物料先进入设置在膜分离管之前的混合装置进行混合后，由管道进入与其相联接的膜分离管口部件，再由进口部件进入膜分离管内形成旋转流动。在膜分离管内，大部分截留的流体能够进入溢流管排出到溢流收集器，然后从溢流收集器排出该设备；部分截留的流体和表面更新物料能够从底流口部件上的底流口排出到，或先排出到底流收集器，然后再从底流收集器排出该设备。表面更新物料可以被循环使用。在所述的膜分离管外壁与壳体内壁之间形成一个第一空间，渗透流体透过膜分离管后进入该空间，再通过壳体上的管口排出该设备。壳体上还设置有一个反冲流体接管口，反冲流体通过其进入壳体，再从分离膜管外壁流入膜管内。对于设置有多个膜分离单元管的，膜分离单元管进口部件处的两块管板与壳体一起形成第二空间，被处理的物料从这里被分配到各个膜分离单元管。在溢流管与管板之间有一个密封盖和密封件，用于密封溢流管，防止第二空间内的流体与溢流收集器的流体相互混合或者泄漏到设备外。膜分离管的活性层在管的内表面。待处理流体和自洁物料旋转进入膜管内，其中，部分流体在压力的推动下透过膜，作为渗透流体进入到该设备的第一空间，然后再排出设备；其余的流体作为截留流体向底流口运动，在底流口附近分成两股流体，大部分流体旋转向上流动，成为溢流，从溢流口流到溢流收集器，然后排出该设备，少部分流体和自洁物料一起作为底流，经底流口流到底流收集器，然后排出该设备。自洁物料是一种易与流体分离的固体物质，并可以反复使用。增加膜分离单元管的数量可以增加分离面积，从而很容易地提高设备的处理能力。
本发明的膜分离单元管结构设计简单合理，可以很容易地装入与拆卸，更换或清洗十分方便。在设备的几个空间中，第一空间的操作压力最高，为反冲压力，而反冲压本身也不会太高，且作用时间很短，因此，壳体与进口部件及底流口部件之间的密封很容易实现；该设备的第二空间的压力为进料压力，即所述的膜分离设备的工作压力，如果被处理的流体通过集成管道及支管被分配到各个膜分离单元，则第二空间没有压力负荷，降低了设备对密封的要求。溢流收集器的压力负荷较大，但总是小于进料压力，如果溢流收集器是一根管道，各膜分离单元的溢流管与其相连接，则密封很容易实现；如果溢流收集器是一个压力壳体，由于压力一般不会超过10MPa(例如，在反渗透操作时)，因此，密封问题也可以解决。底流收集器承受的一般为大气压，此密封问题很容易解决。
本发明的膜分离设备结构简单，所有零部件均为固定件，所有的密封为静密封，膜分离管也很容易被装拆。例如，可采用下列步骤来拆卸膜分离管：
1.拆下设备底流收集器；
2.松开底流口部件的固定螺栓，拆下底流口部件；
3.取下膜分离管。
采用与以上步骤相反的顺序和动作，可以很容易地安装膜分离管。
本发明的基本思想是通过在待分离流体内加入自洁物料，利用在膜分离单元管内随流体高速旋转的自洁物料对分离膜进行清洁，而提出了一种新的膜表面污染层自洁技术，且根据这一基本思想设计出了结构新颖的膜分离分离设备。这种分离设备保持了现有技术的优点，在性能上优于现有的技术，具体地说，采用了内压管式膜组成分离单元管，流体进入膜分离单元管后在膜管内旋转流动，使膜面上的压力沿轴向变化很小，维持了较大的分离推动力，而传统的轴向十字流过滤设备的分离推动力随轴向距离增大而逐渐衰减。另一方面，利用了自洁物料和旋转切向流的冲刷作用可以不断地更新膜表面的污染物，把污染层的阻力降低到最小，提高了膜分离单元管的使用寿命，减少了维修工作，降低了设备运行成本。此外，膜分离单元管的安装也比较简单，以便更换失效的分离膜，也可以增加或减少膜分离单元管的数量，使系统的经济性、方便性和实用性达到优化组合。
四、附图说明
附图1至9是本发明不同的具体实施方式的结构示意。各附图的图号所表示的内容在后面的具体实施方式中，结合实施例的描述进行说明。
五、具体实施方式
在以下各实施例的附图中，同一符号所代表的内容是相同的，例如图中的“F”表示待分离流体，“P”表示渗透流体，“R”表示截留流体，“U”表示底流流体，“RF”表示反冲流体，“M”表示自洁物料。
实施例1
本实施例的结构如附图1所示，为在一个压力壳体内装有一个膜分离单元管的膜分离设备。在本实施例中，膜分离单元管由膜分离管(5)，进口部件(8)，底流口部件(2)和密封件(1，3，6，7)等构成，用螺栓(11)或焊接等其他方式将进口部件(8)和底流口部件(2)组装在一压力壳体(4)中，弹环垫圈(12)起到防止螺栓(11)松动的作用，此处密封件(1)和(7)的作用是防止渗透流体或反冲流体通过法兰向外泄漏，而密封件(3)和(6)的作用是防止膜分离管内的流体串漏到膜分离管(5)与压力壳体(4)内壁之间的空间与渗透液混合，压力壳体(4)的形状是多种多样的，优先地选用圆筒形压力壳体，压力壳体(4)上开有渗透液出口(14)和流体反冲口(13)。在进口部件(8)和流体输送机械(17)之间设置有混合装置(18)，优先地选用喷管混合器，与主体装置一起构成本发明的膜分离设备。
进口部件(8)包括连接法兰，切向引流结构(9)和溢流管(10)。切向引流结构可以是一个或者多个引流通道组成，引流通道可以是能够产生旋转流动的任何形状的流道，例如，收缩的矩形或圆形横截面的切线形、不收缩的圆形横截面的切线形、螺旋线形、渐开线形、弧线形进料管等，优先地选用与进口部件(8)的内壁面相切的圆形横截面引流通道；溢流管可以是任何横截面形状的管道，优先地使用圆形横截面的管道(10)；连接法兰与压力壳体(4)的法兰相连接，用密封件(7)密封，密封件优先地选用O形密封圈。
底流口部件(2)包括喇叭口段(锥段)，底流口(15)和法兰。锥段的锥角是可变化的，优先地选用90°，底流口横截面的形状可以是任何形状的，优先地选用圆形横截面的底流口，底流口可喷涂耐磨材料或者嵌套耐磨材料，底流口的大小可以调节，以适应工况的需要；法兰与压力壳体(4)的法兰相连接，用密封件(1)密封，密封件优先地选用O形密封圈。
对于图1所示的内压式单个膜分离单元管的设备，可以用其它形式的连接方式将切向进口部件(8)和底流口部件(2)与压力壳体(4)连接，例如，螺纹连接方式和快开法兰连接方式等。
自洁物料是一种固体粒子，可以采用任何处理工艺，允许使用的密度大于待分离流体密度的材料制作固体粒子，粒子的形状可以是任何形状的，优先地采用球形粒子作为自洁物料。
图1所示的实施例特别适合于室内或者野外的饮用水的净化。向设备的引流通道(9)供给原水和自洁物料的混合液，混合液进入膜分离管(5)内后作旋转流动向下流动，同时，自洁物料迅速沉积到膜面并作圆柱螺旋线运动，膜对水有选择性，所以纯净水会透过可渗透的膜，进入到膜分离管(5)与压力壳体(4)之间的环形空间内，然后从圆筒上的渗透流体出口(14)流出，而大部分固体物质和生物质会被截留下来，然后随废水运动到膜分离管的下部，在这一区域分成底流和上旋流，底流带着自洁物料通过底流口(15)排出设备，上旋流主要是废水，向上流动通过溢流管(10)作为截留液排出设备。在压力壳体(4)上还开有反冲流体入口(13)，以便通入更新分离膜的反冲流体。
实施例2
本实施例的结构如附图2所示，为在一个压力壳体内装有一个膜分离单元管的膜分离设备。在本实施例中，其主体结构与实施例1的结构完全相同，只是自洁物料与待分离流体的混合不在混合装置(18)中进行，而是在混合槽(优先地选用搅拌槽)(16)中先混合，再由流体输送机械(17)输送到进口部件(8)，由此构成本发明的膜分离设备。
实施例3
本实施例的结构如附图3所示，为在一个压力壳体内装有一个膜分离单元管的膜分离设备。在本实施例中，其主体结构与实施例1的结构完全相同，只是预先将自洁物料加入到混合槽(16)内，自洁物料与待分离流体混合后再由流体输送机械(17)输送到进口部件(8)，由此构成本发明的膜分离设备。自洁物料从底流口部件(2)的底流口(15)排出后，直接进入混合槽(16)与新鲜的待分离流体混合。在此实施例中，自洁物料可以循环使用。
实施例4
本实施例的结构如附图4所示，为在一个压力壳体内装有两个膜分离单元管的膜分离设备。这是本发明另一种结构的一个实施例，图4是该实施例的截面示意图。适合于处理量较大的水的净化、废水处理、海水净化，苦咸水净化等，尤其适用于液体中含固体悬浮物的场合。
在本实施例中，主体装置的承压壳体由上管板(25)、筒体(23)和下管板(22)等构成，筒体(23)的横截面可以是任意形状的，优先地采用圆筒体，筒体壁上开有渗透流体出口(38)和反冲流体入口(24)。筒体(23)的两端焊接有上管板(25)和下管板(22)，下管板(22)上的开孔大小、开孔数和开孔位置与上管板(25)上的一一对应，以便安装膜分离单元管。膜分离单元管的结构与图1实施例的相同。下管板(22)与底流收集器(20)相联接，底流收集器(20)可以是任何形状的封头，优先地采用锥形封头，以便使底流很容易地流到底流口(19)，然后排出装置，底流收集器(20)通过法兰(21)与承压壳体的下管板(22)相连接，并用密封件(39)密封。在膜分离单元管进口部件(8)的引流结构(9)和流体输送机械(17)之间设置有流体分布器(40)，通过它将流体均匀地分配给各膜分离单元管。在膜分离单元管进口部件(8)的溢流管(10)的溢流方向设置有溢流收集器(31)，通过它收集来自各膜分离单元管的溢流。
本实施例的主体装置与混合槽(16)、流体输送机械(17)、流体分布器(40)、溢流收集器(31)等构成了自洁式内旋流膜分离设备。自洁物料与待分离流体在混合槽(16)中先混合，再由流体输送机械(17)输送到流体分布器(40)，通过它将流体均匀地分配给各膜分离单元管的进口部件(8)的引流结构(9)，经分离后，渗透流体从筒体(23)的渗透流体出口(38)排出设备，少部分流体和自洁物料经底流口(19)排出设备，截留流体经溢流管(10)流到溢流收集器(31)再排出设备。
实施例5
本实施例的结构如附图5所示，为在一个压力壳体内装有两个膜分离单元管的膜分离设备。在本实施例中，主体装置与实施例4完全相同，只是工艺流程有些区别，即预先将自洁物料加入到混合槽(16)内，自洁物料与待分离流体混合后再由流体输送机械(17)输送到流体分布器(40)，通过它将流体均匀地分配给各膜分离单元管，辅助装置与主体装置一起构成本实施例的膜分离设备。自洁物料从底流收集器(20)的底流口(19)排出后，直接进入混合槽(16)与新鲜的待分离流体混合。在本实施例中，自洁物料可以循环使用。
实施例6
本实施例的结构如附图6所示，为在一个压力壳体内装有两个膜分离单元管的膜分离设备。在本实施例中，主体装置与实施例4完全相同，只是工艺流程有些区别，即自洁物料与由流体输送机械(17)输送过来的待分离流体在混合装置(18)中进行混合，然后进入流体分布器(40)，通过它将流体均匀地分配给各膜分离单元管，由此构成本实施例的膜分离设备。
实施例4、5和6中的筒体(23)上设计的反冲流体入口(24)是用于引入反冲流体，以便对分离膜进行反冲洗。
实施例7
本实施例的结构如附图7所示，在压力壳体内装有两个以上内压式膜分离单元管，附图7是该类典型设备的截面示意图。这是本发明另一种结构的膜分离设备一个实施例。适合于处理量较大的水的净化、废水处理、海水净化，苦咸水净化等，尤其适用于液体中含固体悬浮物的场合。
本实施例的主体装置承压壳体由上管板(25)、筒体(23)和下管板(22)等构成，筒体(23)的横截面可以是任意形状的，优先地采用圆筒筒体，筒体壁上开有渗透流体出口(38)和反冲流体入口(24)。筒体(23)的两端焊接有上管板(25)和下管板(22)，下管板(22)上的开孔大小、开孔数和开孔位置与上管板(25)上的一一对应，以便安装膜分离单元管。膜分离单元管的结构与图1所示实施例相同。下管板(22)与底流收集器(20)相联接，底流收集器(20)可以是任何形状的封头，优先地采用锥形封头，以便使底流很容易地流到底流口(19)，然后排出装置，底流收集器(20)通过法兰(21)与承压壳体的下管板(22)相连接，并用密封件(39)密封。在膜分离单元管进口部件(8)的引流结构(9)和流体输送机械(17)之间设置有流体分布器，流体分布器为壳体筒体(23)上管板(25)、筒体(35)、上封头管板(34)之间的空间，筒体(35)的横截面可以是任意形状的，优先地采用圆筒容器，壁上开有进料口(26)，筒体(35)的一端焊接法兰(36)，另一端焊接上封头管板(34)，通过法兰(36)与承压壳体的上管板(25)联接，并用密封件(37)密封。通过流体分布器可将流体均匀地分配给各膜分离单元管。在膜分离单元管进口部件(8)的溢流管(10)的溢流方向设置有溢流收集器(31)，溢流收集器(31)也是一个耐压结构，为上封头管板与上封头之间的空间，溢流收集器(31)可以是任何形状的封头，优先地采用椭圆形封头，焊接有法兰(33)，封头上有溢流出口(27)。溢流收集器(31)通过法兰(33)与上封头管板(34)相连接，并用密封件(32)密封，通过它收集来自各膜分离单元管的溢流。膜分离单元管的溢流管(10)与进料室(35)之间的密封由密封盖(30)完成，可用螺栓把密封盖(30)固定上封头管板(34)上，并用密封件(28)密封，密封盖(30)与溢流管(10)之间的间隙用密封件(29)密封，并可以用多道密封。
本实施例的主体装置与混合槽(16)、流体输送机械(17)等构成了自洁式内旋流膜分离设备。自洁物料与待分离流体在混合槽(16)中先混合，再由流体输送机械(17)输送到流体分布器的进料口(26)，通过流体分布器将流体均匀地分配给各膜分离单元管的进口部件(8)的引流结构(9)，经分离后，渗透流体从筒体(23)的渗透流体出口(38)排出设备，少部分流体和自洁物料经底流收集器(20)的底流口(19)排出设备，截留流体经溢流管(10)流到溢流收集器(31)再由溢流出口(27)排出设备。
实施例8
本实施例的结构如附图8所示，为在一个压力壳体内装有两个以上的膜分离单元管的膜分离设备。在本实施例中，主体装置与实施例7完全相同，只是工艺流程有些区别，即预先将自洁物料加入到混合槽(16)内，自洁物料与待分离流体混合后再由流体输送机械(17)输送到流体分布器的进料口(26)，通过流体分布器将流体均匀地分配给各膜分离单元管，自洁物料从底流收集器(20)的底流口(19)排出后，直接进入混合槽(16)与新鲜的待分离流体混合，由此构成本实施例的膜分离设备。在此实施例中，自洁物料可以循环使用。
实施例9
本实施例的结构如附图9所示，为在一个压力壳体内装有两个以上的膜分离单元管的膜分离设备。在本实施例中，主体装置与实施例7完全相同，只是工艺流程有些区别。自洁物料与由流体输送机械(17)输送过来的待分离流体在混合装置(18)中进行混合，然后进入流体分布器的进料口(26)，通过流体分布器将流体均匀地分配给各膜分离单元管，由此构成本实施例的膜分离设备。
实施例7、8和9中的筒体(23)上设计的反冲流体入口(24)，是用于引入反冲流体，以便对分离膜进行反冲洗。
本发明的膜分离设备膜分离管(5)的装拆很方便，可以按以下步骤进行：
1.拆掉底流收集器(20)；
2.拆掉螺栓(11)和垫圈(12)；
3.卸下底流口部件(2)；
4.拆下膜分离管(5)。
采用与以上步骤相反的顺序和动作，可以很容易地安装膜分离管(5)。
本发明的膜分离设备可用于以压力为推动力的膜分离过程，例如反渗透、超滤和微滤，尤其适合于分离带有固体粒子的流体。
本发明的具体实施方式不限于实施例所描述的形式，本领域的技术人员很容易根据本发明的内容设计出其他具体结构实施方式，但这样的具体结构实施方式仍属于本发明的保护范围。