Пермеатор Советский патент 1985 года по МПК B01D13/00 

1 Изобретение относится к мембранным аппаратам и может быть использовано для разделения жидких смесей обессоливания и очистки водных раст воров, для концентрирования растворов в химической, пищевой, микробио логической и других отраслях промыш ленности. Известен пермеатор, в котором по лупроницаемые мембраны выполнены в виде полых волокон, закрепленных в трубных решетках.установленных в корпусе « Известен также пермеатор, между корпусом которого и трубными решетками установлены прокладки для герметизации соединения 2j . Недостатком этих пермеаторов является нарушение герметичности между корпусом и решетками при изменеНИИ размеров как корпуса, так и решеток, возникающих из-за колебания температуры, влияния агентов, вызывающих набухание конструкционных материалов и т.д. Наиболее близким к предлагаемому является пермеатор, состоящий из удлиненного трубчатого корпуса, име ющего по крайней мере один открытый конец и штуцеры для ввода и вывода разделяемого раствора, водонепроницаемой крьш1ки со штуцером вывода пермеата, герметично соединенной с корпусом, продольного пучка полых параллельных полупроницаемых волоко один конец которого герметично закреплен во.влагонепроницаемой трубной решетке, а также уплотнительной прокладки, контактирующей с трубной решеткой з . Однако герметичное соединение корпуса с трубной решёткой 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, име ющего по крайней мере один открытый конец и штуцеры для ввода и вывода разделяемого раствора, водонепроницаемой крышки со штуцером вывода пермеата, герметично сбединенной с корпусом, продольного пучка полых 122 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 U -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 из металла или пластмассы. На корпусе с одной стороны расположен штуцер 2 для ввода разделяемого раствора и фланец 3, к которому крепится торцевая крьш1ка 4. Прокладка 5 обеспечивает герметичность места крепления. На крьш1ке 4 расположен штуцер 6 вывода пермеата. С другой стороны корпуса имеется фланец 7, прокладка 8 и крьш1ка 9 со штуцером 10 для вьшода 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 11 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 пермеато- pax различных вариантов конструкции размещено в разных деталях устройства. В. варианте, представленном на фиг. 1, гнездо 16 выполнено на 3 внутренней поверхности расширенной части корпуса 1. На трцевой крышке имеется кольцевой выступ 17, прижимающий трубную решетку 13 к пружинам 18, которые создают нужные усиЛИЯ прижатия трубной решетки 13 к крьш1ке 4. В пермеаторе, изображенном на фиг. 2, трубная решетка 13 имеет ра ширенную часть 19 и узкую часть 20. В торец 21 расширенной части 19 упи рается втулка 22, на внутренней поверхности которой размещено гнездо 16. Втулка 22 прикреплена к своему фланцу 23, с помощью которого через дополнительного 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 част трубной решетки упирается втулка 22 которая в данном случае герметично прикреплена к торцевой крышке 4, на пример, с помощью сварки. Седло 16 выполнено также на внутренней повер ности 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 пазами 27, не доходящими до торца 21 расширенной части. На фиг. 4 изображен вариант пермеатора, в котором уплотнительная прок тадка 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 18. На фиг. 5 представлен вариант пермеатора, в котором гнездо 16 выполнено на внутренней поверхности торцевой крышки 4, а уплотнительная прокладка контактирует с торцом тру ной решетки )3, Во всех перечисленных вариантах пермеаторов могут использованы уплотнительные прокладки, представленные на фиг, 6-е. Каждая из них состоит из I) -образного в сече24НИИ 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 (фиг. 6) или и-образную металлическую пружину (фиг. 7 и 8). Предпочтительно упругий элемент 29 изготавливать из коррозионноустойчивых металлических сплавов, из нержавеющей стали. Пермеатор 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 канашам волокон проходит к концу пучка, закрепленному в трубной рещетке 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 поток выводится из пермеатора по штуцеру 10. Для герметизации трубной решетки, предотвршцающей 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 уплотнитеиьная прокладка 15, в которой упругий элемент 29 может сжиматьсяили растягиваться под действующей на него силой. Основным преиму цеством такого уплотнения является его автоматическое действие на любое внешнее усилие. Б пермеаторах, снабженных такими уплотненияьш, взаимные перемещения трубной решетки и корпуса не вызовут разгерметизации аппардта.

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

%, /

21

/

чХхХчх

uz6

Фт9