Пермеатор

 

ПЕРМЕАТОР, состоящий из удлиненного трубчатого корпуса, имеющего по крайней мере один открытый конец и штуцеры для ввода и вывода разделяемого раствора, водопроницаемой крышки со штуцером вывода пермеата , герметично соединенной с корпусом , продольного пучка полых параллельных полупроницаемых волокон, один конец которого герметично закреплен на влагонепроницаемой трубной решетке, а также уплотнительной прокладки , контактирующей с трубной решеткой , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности пермеатора в работе при относительном сдвиге трубной решетки, уплотнительная прокладка выполнена в виде и-образного в сечении полиО ) мерного кольца, в полости которого расположен упругий элементо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (1!!

4(51) В 01 D 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К llATEHTY (21) 3370949/23-26 (22) 28.12.8! (31) 218837 (32) 29.12.80 (33) США (46) 07.01.85. Бюл. N 1 (72) Роджер Шермэн Отстот (США) (71) Монсанто Компани (США) (53) 66.067-278.002.73(532.7 11(088.8) (56) 1. Патент США У 3422008, -кл. 210-321, 1969.

2. Патент США У 4001110, кл. 210-321, 1976.

3. Патент СССР по заявке

Р 2860746/26, кл. В 01 D 13/00,1978. (54)(57) ПЕРМЕАТОР, состоящий из удлиненного трубчатого корпуса, имеющего по крайней мере один открытый конец и штуцеры для ввода и вывода разделяемого раствора, водопроницаемой крышки со штуцером вывода пермеата, герметично соединенной с корпусом, продольного пучка полых параллельных полупроницаемых волокон, один конец ко горого герметично закреплен на влагонепроницаемой трубной решетке, а также уплотнительной прокладки, контактирующей с трубной решеткой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности пермеатора в работе при относительном сдвиге трубной решетки, уплотнительная прокладка выполнена в виде 0 -образного в сечении полимерного кольца, в полости которого расположен упругий элемент.

134112

45

1 1

Изобретение относится к мембранным аппаратам и может быть использовано для разделения жидких смесей, обессоливания и очистки водных растворов, для концентрирования растворов в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности.

Известен пермеатор, в котором полупроницаемые мембраны выполнены в виде полых волокон, закрепленных в трубных решетках установленных в корпусе (1) .

Известен также пермеатор, между корпусом которого и трубными решетками установлены прокладки для герметизации соединения (2(.

Недостатком этих пермеаторов является нарушение. герметичности между корпусом и решетками при изменении размеров как корпуса, так и.решеток, возникающих иэ-за колебания температуры, влияния агентов, вызывающих набухание конструкционных материалов и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому является пермеатор, состоящий иэ удлиненного трубчатого корпуса, имеющего по крайней мере один открытый конец и штуцеры для ввода и вывода разделяемого раствора, водонепроницаемой крышки со штуцером вывода пермеата, герметично соединенной с корпусом, продольного пучка полых параллельных полупроницаемых волокон один конец которого герметично закреплен во. влагонепроницаемой трубной решетке, а также уплотнительной прокладки, контактирующей с трубной решеткой (3) .

Однако герметичное соединение корпуса с трубной решеткой обеспечивается прокладкой, которая не гарантирует надежной работы пермеатора при сдвигах трубной решетки относительно корпуса.

Цель изобретения — повышение надежности работы пермеатора при относительном сдвиге трубной решетки.

Эта цель достигается за счет того, что в пермеаторе, состоящем из удлиненного трубчатого корпуса, имеющего по крайней мере один открытый конец и штуцеры для ввода и вывода разделяемого раствора, водонепроницаемой крышки со штуцером вывода пермеата, герметично с6единенной с корпусом, продольного пучка полых

I0

"35 параллельных полупроницаемых волокон, один конец которого герметично закреплен во влагонепроницаемой трубной решетке, а также уплотнительной прокладки, контактирующей с трубной решеткой, уплотнительная прокладка выполнена в виде Н -образного в сечении полимерного кольца, в полости которого расположен упругий элемент.

На фиг. 1-5 показаны варианты пермеаторов с различным расположением уплотнительной прокладки относительно трубной решетки и корпуса; на фиг. 6-8 — схематические изображения поперечных разрезов уплотнительных прокладок с различной конструкцией упругих элементов.

Пермеатор содержит трубчатый корпус 1, выполненный нэ металла или пластмассы. На корпусе с одной стороны расположен штуцер 2 для ввода разделяемого раствора и фланец 3, к которому крепится торцевая крышка 4.

Прокладка 5 обеспечивает герметичность места крепления. На крышке 4 расположен штуцер 6 вывода пермеата.

С другой стороны корпуса имеется фланец 7, прокладка 8 и крышка 9 со штуцером 10 для вывода разделяемого раствора.

Внутри корпуса 1 расположен пучок 11 полых полупроницаемых волокон.

В одном пучке может быть до 1 млн. волокон, профиль сечения пучка повторяет профиль поперечного сечения корпуса. Один конец пучка 11 может быть залит в пробке 12 или просто

;загерметизирован путем расплавления концов полых волокон.

Второй конец пучка 11 закреплен в трубной решетке 13, причем каждое волокно, составляющее пучок, выходит открытым каналом на противоположную сторону трубной решетки 13. Пучок 1! вблизи трубной решетки 13 проходит через утолщение 14 в корпусе 1, в котором выполнены проточные каналы, соединяющие штуцер 2 с внутренним объемом корпуса 1.

Для герметизации трубной решетки в корпусе служит уплотнительная прокладка 15. Под прокладку 15 выполнено гнездо 16, которое в пермеаторах различных вариантов конструкции размещено в разных деталях устрой.ства.

В. варианте, представленном на фиг. 1, гнездо 16 выполнено на

3 11341 внутренней поверхности расширенной части корпуса 1. На трцевой крышке 4 имеется кольцевой выступ 17, прижимающий трубную решетку 13 к пружинам 18, которые создают нужные усилия прижатня трубной решетки 13 к крышке 4.

В пермеаторе, изображенном на фиг. 2, трубная решетка 13 имеет расширенную часть 19 и узкую часть 20.

В торец 21 расширенной части 19 упирается втулка 22, на внутренней поверхности которой размещено гнездо

16. Втулка 22 прикреплена к своему фланцу 23, с помощью которого через дополнительную прокладку 24 происходит сжатие всей конструкции.

Пермеатор по варианту, представленному на фиг. 3, имеет трубную решетку, также состоящую из двух частей. В торец 21 расширенной части трубной решетки упирается втулка 22,. которая в данном случае герметично прикреплена к торцевой крышке 4, например, с помощью сварки. Седло 16 выполнено также на внутренней поверхности втулки 22. Для удобства установки уплотнительной прокладки 15 втулка 22 снабжена съемным кольцом

25, которое крепится к втулке 22 болтами 26. Узкая часть трубной решетки 13 может быть снабжена nasaf ми 27, не доходящими до торца 21 расширенной части.

На фиг. 4 изображен вариант пермеатора, в котором уплотнительная

35 прокладка 15 контактирует с торцевой поверхностью трубной решетки 13, имеющей также узкую и расширенную части. Здесь гнездо 16 выполнено на торцевой части втулки 22. Сжатие устройства производится с помощью фланца 23, втулки 22 и пружин 1.8.

На фиг. 5 представлен вариант пермеатора, в котором гнездо 16 вы. 45 полнено на внутренней поверхности торцевой крышки 4, а уплотнительная прокладка контактирует с торцом трубной решетки Э.

Во всех перечисленных вариантах

50 пермеаторов могут быть использованы уплотнительные прокладки, представленные на фиг. 6 — 8. Каждая из них состоит из U -образного в сече12 4 нии кольца 28, в полости которого расположен упругий элемент 29. Кольцо 28 может быть выполнено из полимерного материала, предпочтительно из фторуглеродного полимера. Упругий элемент 29 может представлять собой винтовую проволочную пружину (фнг. 6) или 0 -образную металлическую пружину (фиг. 7 и 8). Предпочтительно упругий элемент 29 изготавливать из коррозионноустойчивых металлических сплавов, из нержавеющей стали.

Иермеатор работает следующим образом.

Разделяемый раствор подают под рабочим давлением в штуцер 2, из которого он растекается между волокнами пучка 11 внутри корпуса 1. Проникающий через стенки полых волокон пермеат по внутренним канаЬам волокон проходит к концу пучка, закрепленному в трубной решетке 13, через открытые концы волокон собирается в пространстве между трубной решеткой 13 и торцевой крышкой 4 и по штуцеру 6 выводится из пермеатора.

Не прошедший через мембраны ноток выводится из пермеатора по штуцеру

10. Для герметизации трубной решетки, предотвращающей смешивание пермеата и исходного раствора, служит уплотнительная прокладка 15. В тех случаях, когда под воздействием рабочих растворов, химических веществ или температуры происходит расширение или усадка трубной решетки, корпуса или торцевой крышки, что чревато разгерметизацией аппарата и снижением эффективности его работы, происходящие при этом колебания размеров воспринимает на себя уплотнитеяь,ная прокладка 15, в которой упругий элемент 29 может сжиматься или растягиваться нод действующей на него силой.

Основным преимушеством такого уплотнения является его автоматическое действие на любое внешнее усилие. В пермеаторах, снабженных такими уплотнениями, взаимные перемещения трубной решетки и кор уса не вызовут разгерметизации аппарата.

113ч l)2

1134112

Фь2. 6

Составитель А.. Свитцов

Техред А.Бабинец Корректор С. Шекмар

Редактор Н. Егорова

Закаэ 9965/46 ираж 659 Подписное

ВНИЫЖ Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4