МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ Российский патент 1995 года по МПК B01D63/00 

Изобретение относится к устройствам для мембранного разделения химических соединений.

Известен мембранный аппарат, в котором пакет мембранных элементов (с листовыми мембранами) выполнен открытым, т. е. без корпуса, и стягивается при помощи двух фланцев и шпилек, пропущенных через эти фланцы [1]
Этому аппарату присущ ряд недостатков: сложность замены мембраны (необходимость разборки всего аппарата) и возникающая при повторной сборке негерметичность.

Наиболее близким к предлагаемому является мембранный аппарат, содержащий две плиты и расположенный между ними набор мембранных элементов, каждый из которых включает опорный элемент с каналом, соединенным с коллектором для отвода пермеата, подложки и полупроницаемую мембрану и каналы для подачи и отвода разделяемого потока [2]
Основными недостатками известного аппарата являются сложность сборки и эксплуатации, так как: во-первых, необходимость укладки и совмещения большого числа опорных элементов, рамок и мембран; во-вторых, разборка всего пакета мембранных элементов при необходимости замены хотя бы одной мембраны, что при повторной сборке приведет к негерметичности из-за взаимного смещения следов на мембранах, возникших при предыдущем стягивании пакета.

Цель изобретения упрощение сборки и эксплуатации аппарата, обеспечение герметичности.

На фиг. 1 представлен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вид Б на фиг. 2.

Аппарат состоит из опорной гребенки 1, выступы 2 которой имеют полости 3 и подложки 4 и являются опорными элементами двух плит 5 и 6, крышки 7, в которой выполнены каналы 8 и 9 для прохода разделяемого потока и концентрата и коммутационные каналы 10, уплотнительных прокладок 11, 12 и 13, набора мембранных элементов 14-19, размещенных во впадинах гребенки. Каждый мембранный элемент имеет U-образную мембрану 20 и продольную перегородку 21, разделяющую объем впадины на две сообщающиеся полости 22 и 23, две подложки 24 и 25, расположенные в этих полостях и закрепленные на обеих поверхностях перегородки 21. Мембраны установлены на поверхности впадин гребенки, зафиксированы при помощи опорных стержней 26, а края их прижаты к поверхности впадин при помощи проставок 27 и 28. Опорные стержни 26 жестко соединены с перегородкой и расположены вдоль ее нижней кромки. Мембранные элементы снабжены также пластинами 29 с двумя каналами 30 и 31 соответственно для подачи и отвода разделяемого потока. Вблиз стержня 26 выполнен канал 32, соединяющий полости 22 и 23, а в опорной гребенке 1 коллектор 33 с отходящим от него к полостям 3 канал 34. Кромки мембран, прилегающих к ним проставок 27, 26 и выступов 2 гребенки покрыты клеем или герметиком.

Сборка аппарата осуществляется следующим образом. На опорной гребенке 1 устанавливают плиту 6 и прокладку 13, переворачивают аппарат на 90^о т. е. на плиту 6, вкладывают подложку 4 в полость 3, прилегающую к плите 6. Далее во впадину опорной гребенки 1 вводят перегородку 21 с проставками 27, 28, стержнем 26 и пластиной 29, полуобернутую мембраной 20, т. е. устанавливают мембранный элемент 19. Далее вкладывают подложку 4 в следующую полость 3 и устанавливают аналогично следующий мембранный элемент 18 и т. д. После установки последнего мембранного элемента 14 в полость 3, прилегающую к плите 5, вкладывают подложку 4 и закрепляют плиту 5 на опорной гребенке. Затем устанавливают необходимую крышку с прокладкой 11. Снаружи кромки мембран 20, прилегающих к ним проставок 27, 28 и выступов 2 гребенки 1 покрывают клеем или герметиком.

Аппарат работает следующим образом.

Разделяемый поток подается по каналу 8 и через канал 30 мембранного элемента 14 поступает в полость 22 этого элемента, поворачивает в канал 32, проходит через полость 23 и через канал 31 попадает в коммутационный канал 10 в крышке 7. Далее таким же образом разделяемый поток последовательно проходит по полостям 22, 23 остальных мембранных элементов 15-19 и выходит через канал 9 в крышке 7. Проникшие через мембраны соединения попадают в полости 3 и из них выводятся через каналы 34 в коллектор 33 для отвода пермеата. При установке крышки 7 разделяемый поток проходит через аппарат тремя параллельными потоками (через элементы 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19). Пермеат отводится аналогично схеме с последовательно соединенными мембранными элементами.

Сущность изобретения: мембранный аппарат содержит опорную гребенку, выступы которой выполнены полыми и являются опорными элементами для двух плит и набора мембранных элементов, которые размещены во впадинах гребенки. Каждый мембранный элемент снабжен продольной перегородкой, не доходящей до поверхности впадин и разделяющей объем впадины на две сообщающиеся полости, опорным стержнем, жестко соединенным с перегородкой и расположенным вдоль ее нижней кромки, двумя проставками, пластиной с двумя каналами для подачи и отвода разделяемого потока и крышкой с выполненными в ней соосными каналами. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ, содержащий две плиты и расположенный между ними набор мембранных элементов, каждый из которых включает опорный элемент с каналом, соединенным с коллектором для отвода пермеата, подложки и полупроницаемую мембрану, канал для подачи разделяемого потока и канал для отвода концентрата, отличающийся тем, что он снабжен опорной гребенкой, выступы которой выполнены полыми и являются опорными элементами, и крышкой с выполненными в ней каналами, связывающими соседние мембранные элементы по разделяемому потоку, мембранные элементы размещены во впадинах гребенки и каждый из них снабжен продольной перегородкой с каналом, разделяющей объем впадины на две сообщающиеся полости, опорным стержнем, жестко соединенным с перегородкой и расположенным вдоль ее нижней кромки, двумя проставками, жестко соединенными с перегородкой и расположенными вдоль ее боковых кромок, и пластиной с двумя каналами для подачи и отвода разделяемого потока, сообщающимися с каналами, выполненными в крышке, и полостями мембранного элемента, мембраны установлены на поверхности впадины гребенки, зафиксированы при помощи опорных стержней, края мембраны прижаты к поверхности впадин при помощи проставок, при этом подложки закреплены на обеих поверхностях перегородок, а коллектор для отвода пермеата размещен на опорной гребенке. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что кромки мембран, прилегающих к ним проставок и выступов гребенки покрыты клеем или герметиком.