SU1069603A3 - Пермеатор - Google Patents

Abstract

1. ПЕРМЕАТОР, содержащий трубчатый корпус со штуцерами ввода и вывода раздел емой смеси, торцевую крышку со штуцером вывода пермеата, уплотнительную прокладку, расположенную между корпусом и торцевой крышкой, пучок полых полупроницаемых волокон, закрепленный концом в трубной решетке, диаметр которой превышает диаметр пучка полых волокон, а также герметизирующее уплотнение, расположенное между торцевой поверхностью трубной решетки и крышкой вокруг открытых концов полых волокон, отличающийс  тем, что, с целью сохранени  герметизации пермеатора при изменении размеров любого узла, трубна  решетка выполнена подвижной вдоль оси пермеатора, а пермеатор снабжен упругим элементом дл  поджати  трубной решетки к торцевой крышке, контактирующим с корпусом и трубной решеткой. (Л о: со 05 о со

Description

2. Пермеатор по п. 1, отличающийс  тем, что трубна  решетка расположена в корпусе, а упругий элемент размеплен между внутренней поверхностью корпуса и трубной решеткой .

3. Пермеатор по п. 1, отличающийс  тем, что трубна  решетка расположена снаружи корпуса, а упругий элемент размещен между торцевой поверхностью корпуса и трубной решеткой.

1

Изобретение относитс  к химическому машиностроению, а конкретнее к устройствам дл  разделени  жидких и газовых смесей с помощью полупроницаемых мембран , и может использоватьс  в любой отрасли промышленности, где существует необходимость такого разделени .

Одним из наиболее перспективных типов устройств дл  мембранного разделени  смеси - пермеаторов  вл ютс  аппараты с полупроницаемыми мембранами в виде полого волокна. Известны конструкции таких пермеаторов , содержащих пучок полых полупроницаемых волокон, размещенный в трубчатом корпусе. Концы пучка полых волокон закреплены в трубных рещетках, выполненных обычно из эпоксидных смол. Дл  герметизации аппарата используют О-образНые кольца, размещенные между боковой поверхностью трубной решетки и внутренней поверхностью корпуса. С двух сторон корпуса размещены торцевые крыщки, образующие ка-. меры -дл  сбора компонента, прошедшего через мембраны - пермеата 1 и 2.

Недостатком таких пермеаторов  вл етс  трудность сборки и демонтажа из-за указанного расположени  герметизирующих О-образных уплотнений. Кроме того, дл  обеспечени  надежной герметизации необходима тщательна  обработка внутренней поверхности корпуса и боковой поверхности трубных решеток.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  Пермеатор, содержащий трубчатый корпус со штуцерами ввода и вывода раздел емой смеси, торцевую крышку со штуцером вывода пермеата, уплотнительную прокладку , расположенную между корпусом и торцевой .крышкой, пучок полых полупроницаемых волокон, закрепленный своим концом в трубной решетке, диаметр которой цревышает диаметр пучка полых волокон, а также герметизирующее уплотнение, расположенное между торцевой поверхностью трубной решетки и вокруг открытых концов полых волокон 3.

Недостатком известного пермеатора  вл етс  Нарушение его герметичности за счет значительной разницы в степени расширени  трубной решетки и корпуса при нагревании устройства, при действии набухающих агентов, содержащихс  в обрабатываемой смеси.

Цель изобретени  - сохранение герметизации пермеатора при из.менении размеров любого его узла.

Эта цель достигаетс  за счет того, что в

пермеаторе, содержащем трубчатый Kopav;. со штуцерами ввода и вывода раздел еглой смеси, торцевую крышку со штуцером вывода пермеата, уплотнительную прокладку, расположенную между корпусом и торцевой

крышкой, пучок полых полупроницаемых волокон, закрепленный концом в трубной решетке, диаметр которой превышает диаметр пучка полых волокон, а также герметизирующее уплотнение, расположенное между торцевой поверхностью трубной рещетки и крыщкой вокруг открытых концов полых волокон, трубна  решетка выполнена подвижной вдоль оси пермеатора, а пермеатор снабжен упругим, элементом дл  гюджати  трубной решетки к торцевой крышке , контактирующим с корпусом и трубной

решеткой.

Трубна  решетка может быть расположена в корпусе, а упругий элемент - между внутренней поверхностью корпуса и трубной решеткой.

Трубна  решетка может быть расположена сааружи корпуса, а упругий элемент - между торцевой поверхностью корпуса и трубной решеткой.

На фиг. 1 дано расположение упругого

элемента у открытого конца корпуса вокруг грубной решетки, размещенной в корпусе, продольный разрез; на фиг. 2 - расположение упругого элемента между торцевой поверхностью корпуса и трубной рещеткой, размещенной снаружи корпуса, продольный

разрез; На фиг. 3 и 4 - расположение упругого элемента и трубной решетки внутри корпуса, продольный разрез.

Пермеатор содержит трубчатый корпус 1. Он может быть выполнен из любого удобного влагонепроницаемого материала - металла , пластики и т.п. Корпус может иметь в поперечном сечении любой удобный профиль , однако, предпочтительным  вл етс  круглое поперечное сечение. С одного конца корпуса размещен; передний фланец 2,

необходимый дл  поджати  торцевой крышки: 3, с другого конца - задний фланец 4 дл  закреплени  на корпусе задней крышки 5, уплотненной с помощью прокладки 6. На

корпусе 1 имеетс  штуцер 7 дл  ввода исходной смеси и штуцер 8 дл  ее вывода. На корпусе 1 может быть расположено множество штуцеров 7 дл  обеспечени  лучшего распределени  раздел емой смеси в корпусе .

Внутри корпуса 1 размеш,ен пучок 9, составленный из множества полых полупроницаемых волокон (в зависимости от соотношени  диаметров волокна и корпуса от 10000 до 1 млн). Полые волокна могут быть изготовлены из любого синтетического или натурального материала, в зависимости от условий проведени  процесса разделени . Наружный диаметр полого волокна может измен тьс  в пределах 20 - 1000 мкм, толщина стенки - 5 -3000 мкм. Собранные в пучок волокна могут быть пр молинейными или спирально закрученными.

Один конец пучка 9 закреплен в трубной решетке 10, Каждое полое волокно проходит через трубную решетку 10 и имеет открытый канал на торцевой поверхности трубной решетки . Другой конец пучка может быть закреплен в пробке 11 (фиг. 1), может быть подвёрнут и закреплен в трубной решетке 10, так что пучок обретает U-образную форму , может быть закреплен во второй, симметричной первой трубной решетке. Трубна  решетка 10 и пробка 11 могут быть изготовлены любым удобным способом например , литьем скрепл ющего материала или пропиткой концов полых волокон скрепл ющим материалом.

Как показано на фиг. 1, трубна  решетка 10 в данном варианте конструкции помещена в патрубок 12 и крепитс  к нему множеством винтов 13. К патрубку 12 прикреплен фланцевый элемент 14. Между элементом 14 и фланцем 2 корпуса 1 расположено множество установочных штифтов 15 с упругими элементами 16, выполненными в виде пружин . Штифты 15 размещены в сверлени х 17, выполненных во фланце 2 корпуса 1. Между торцевой крышкой 3 и фланцем 2 помещена уплотнительна  прокладка 18. В торцевой крышке 3 выполнена кольцева  проточка 19, в которой уложено герметизирующее уплотнение 20, расположенное вокруг открытых-концов полых волокон в трубной рещетке 10. Диаметр трубной решетки 10 меньше внутреннего диаметра корпуса 1. Вследствие этого трубна  решетка может перемещатьс  по оси корпуса. Пружины 16 поджимают трубную решетку 10 через фланцевый элемент 14 к торцевой крышке 3, на которой размещен штуцер 20 дл  вывода пермеата.

На фиг. 2 показан вариант пермеатора, в котором трубна  решетка 10 размещена

снаружи корпуса 1, в полости торцевой крышки 3 с возможностью перемещени  вдоль оси пермеатора. Упругий элемент 16 выполнен в виде волнистой пружины и размещен между торцом корпуса 1 и трубной решеткой 10.

На фиг. 3 показан вариант пермеатора, в котором корпус 1 выполнен в виде цилиндрической трубы, проход щей внутрь фланца 2. Дл  фиксации взаимного положени 

0 корпуса 1 и фланца 2 введена втулка 22 с отверсти ми 23 дл  прохода раздел емой смеси и ее распределени  между волокнами пучка 9. Упругий элемент 16 в виде волнистой пружины размещен между втулкой 22 и трубной решеткой 10. Последн   может

5 перемещатьс  вдоль оси пермеатора во фланце 2. Между торцевой крышкой 3 и фланцем 2 размещ.ен промежуточный элемент 24, снабженный дополнительной прокладкой 25. На фиг. 4 представлен вариант пермеаQ тора, в котором пучок 9 проходит через распределительный элемент 26, имеющий каналы (не показаны) и служащий в качестве опоры упругому элементу. Последний выполнен в виде двух пружин 27 и 28, разделенных шайбой 29. Подбира  различные пру5 жины и шайбы, можно получить требуемое промежуточные рассто ни  и упругость всего элемента. Герметизируюшее уплотнение также выполнено составным и содержит промежуточное кольцо 30, с двух торцевых сторон которого в канавках размещены О-об разные прокладки 31 и 32. Выбор щирины промежуточного кольца 30 обеспечивает требуемую силу сжати  пружин 27 и 28.

Пермеатор по любому варианту работает следующим образом.

Разделенную смесь через штуцер 7 вво5 д т в корпус I, где она распредел етс  между полыми волокнами пучка 9 и, омыва  их, проходит вдоль всего пучка и выводитс  из пермеатора через штуцер 8. Проникающий компонент - пермеат - проходит

0 внутрь полых волокон и по капилл рам выводитс  из пучка через открытые концы полых волокон, закрепленные в трубной решетке 10, и далее из пермеатора - через штуцер 21.

Преимущество предлагаемых пермеаторов состоит в том, что значительно облегчаетс  замена пучка полых, волокон, устран етс  необходимость тщательной обработки внутренней поверхности корпуса, легко ком0 пенсируютс  изменени  в размерах трубной решетки, герметизирующего уплотнени , которые могут возникать при нагревании пермеатора или воздействии набухающих агентов раздел емой смеси.

Claims (3)

1. ПЕРМЕАТОР, содержащий трубчатый корпус со штуцерами ввода и вы- вода разделяемой смеси, торцевую крышку со штуцером вывода пермеата, уплотнительную прокладку, расположенную между корпусом и торцевой крышкой, пучок полых полупроницаемых волокон, закрепленный концом в трубной решетке, диаметр которой превышает диаметр пучка полых волокон, а также герметизирующее уплотнение, расположенное между торцевой поверхностью трубной решетки и крышкой вокруг открытых концов полых волокон, отличающийся тем, что, с целью сохранения герметизации пермеатора при изменении размеров любого узла, трубная решетка выполнена подвижной вдоль оси пермеатора, а пермеатор снабжен упругим элементом для поджатия трубной решетки к торцевой крышке, контактирующим с корпусом и трубной решеткой.

.Фиг.1

2. Пермеатор по π. 1, отличающийся тем, что трубная решетка расположена в корпусе, а упругий элемент размещен между внутренней поверхностью корпуса и трубной решеткой.

3. Пермеатор по π. 1, отличающийся тем, что трубная решетка расположена снаружи корпуса, а упругий элемент размещен между торцевой поверхностью корпуса и трубной решеткой.