[发明专利]一种三维变频振动装置及使用该装置的膜处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于解决膜污染问题的三维变频振动装置，以及使用该振动装置的膜处理系统，属于膜处理技术领域。

背景技术

膜分离是分离料液内不同大小组分的单元操作技术，广泛用于污水处理、给排水、饮品生产、药物生产和油品处理等领域。在膜分离技术应用中受影响较大的是膜污染问题，随着使用时间延长，高压侧料液内杂质容易聚积在膜表面，造成膜通量下降、处理效率降低，同时也严重影响了膜的使用寿命。尤其是用于油品处理的膜，由于油品中杂质的粘性较大，杂质粘附在膜表面，更加难以处理，因此造成膜经常堵塞的问题。减少膜污染一般采用物理清洗或化学清洗的方法，但是，物理清洗需要耗费大量低浓度反冲液，成本较高且大量反冲液被浪费，而化学清洗使用的药剂容易与膜产生化学反应，降低膜的寿命。

为了克服上述方法的缺陷，现有技术中还有采用振动设备来解决膜污染问题的，如中国专利文献CN101791501A公开了一种抗污染高效振动过滤分离设备，平板膜安装在过滤分离元件支架上，并共同安装在混合液容器内;混合液容器的顶盖上或侧面安装动力机构和运动变换机构，动力机构通过运动变换机构带动平板膜做竖直方向上的直线往复振动，振动频率为1次/2s，振幅为平板膜竖直方向长度的30%;混合液容器外部还设置外接的控制单元、供气单元、提升单元和抽吸单元。通过使平板膜在待分离混合液中进行直线式循环运动，加强了混合液或气泡对平板膜表面污染物摩擦作用的强度和频率，减缓了平板膜的污染进程，提高了产量。

上述技术通过竖直或水平方向的膜振动来减少膜表面杂质的积聚，从而达到解决膜污染的目的；但是，油料中的杂质粘性往往比较大，容易粘附在膜面上，并且高粘性的杂质还会进入膜孔堵塞住过滤膜，通过上述技术的振动装置无法有效去除膜面上粘附的杂质和膜孔内堵塞的杂质，因而无法有效解决油品膜分离中的膜污染问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术是通过竖直或水平方向的膜振动来减少膜表面杂质的积聚，但是通过上述技术的振动装置无法有效去除膜面上粘附的杂质和膜孔内堵塞的杂质，无法有效解决油品处理中的膜污染问题；进而提出一种能够有效脱除膜孔内的杂质并且脱除掉粘附在膜表面的杂质，从而解决油品处理中膜污染问题的三维变频振动装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于膜组件的三维变频振动装置，包括

水平振动器，用于使膜沿水平面方向振动；

竖直振动器，用于同时使膜沿竖直方向振动；

其特征在于，

变频器，所述水平振动器和竖直振动器相连接，用于分别使所述水平振动器和竖直振动器的振动频率在10-100Hz范围内变频变化。

所述变频器使所述水平振动器和竖直振动器的振动频率周期性变频变化。

每一周期中，所述振动频率每隔1ms-1s递增一次，直至由10Hz增加至40-50Hz，再每隔1ms-1s递减一次，直到降至10Hz；递增和递减的方式为在1ms内匀速增加或减少3Hz。

所述水平振动器包括用于与膜组件连接的水平支架、第一电机、竖直转轴、水平偏心轴和支撑弹簧；所述竖直转轴贯穿所述水平支架，所述竖直转轴的一端与所述第一电机相连接、另一端设置所述水平偏心轴；所述变频器与所述第一电机相连接；所述支撑弹簧的下端固定、上端与所述水平支架的底部相连。

所述竖直振动器包括电磁铁、衔铁和压缩弹簧，所述压缩弹簧的上端用于与膜组件相连、下端与所述水平支架相连；所述电磁铁和衔铁沿竖直方向相对设置，所述电磁铁或衔铁的上端用于与膜组件的底部相连，相对应地，所述衔铁或电磁铁的下端与所述水平支架相连；所述变频器与所述电磁铁相连，用于控制所述电磁铁和衔铁间的相对运动。

所述竖直振动器包括用于与膜组件连接的竖直支架、第二电机、水平转轴和竖直偏心轴，所述竖直支架的底部与所述水平支架相连接，所述水平转轴贯穿所述竖直支架，所述水平转轴的一端与所述第二电机相连接、另一端设置所述竖直偏心轴，所述第二电机与所述变频器相连接。

使用所述三维变频振动装置的膜处理系统，还包括膜组件，与所述水平振动器和竖直振动器相连接。

所述膜组件包括至少一级膜单元，所述膜单元包括膜装置和储油罐，所述膜装置的进料口处设置有进料阀和进料泵，所述膜装置的浓料出口处设置有调压阀，所述膜装置的净料出口通过带有流量检测器的出料阀或配有反冲泵的逆向阀与所述储油罐相连通，所述储油罐设置有产品出口。