Мембранный элемент Советский патент 1992 года по МПК B01D63/08 

Изобретение относится к аппаратуре для проведения мембранных процессов микро- и ультрафильтрации, обратного осмоса, касается плоских фильтрующих элементов и может быть использовано в пищевой, медицинской и химической промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому является мембранный элемент, состоящий из дренажной пластины с опорным и рабочим участками, пористой мембраны, крышки и днища со штуцерами и упрочняющих пластин с крепежными деталями.

Недостатки известной конструкции - уплотнение мембранного элемента осуществляется сменными кольцами, установлен- ными в крышке и имеет несколько уплотнительных поверхностей. Такое уплотнение требует повышенной точности изготовления и сборки соединяемых деталей и имеет невысокую надежность в работе.

Цель изобретения - повышение надежности работы и упрощение технологии сборки мембранного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что элемент снабжен обоймой, состоящей из

-ч

СА) 00 00

Ј

набора кольцевых секторов и стягивающего хомута, а на внешней боковой поверхности периферийного опорного участка дренажной пластины выполнена кольцевая канавка, образующие которой пересекаются под углом 30-40°, при этом на внутренней боковой поверхности кольцевых секторов выполнены три выступа, два из которых расположены на противоположных краях кол ьцевых секторов и сопряжены с упрочняющими пластинами, а центральный выступ, поперечное сечение которого представляет собой равнобедренный треугольник, сопряжен с образующими кольцевой канавки опорного участка дренажной пластины. Центральный выступ кольцевых секторов может быть выполнен съемным, а крайние выступы могут быть выполнены таким образом, что их поперечное сечение представляет собой прямоугольник. Кроме того, опорный участок дренажной пластины может быть выполнен в виде кольца, поперечное сечение которого представляет собой равнобедренную трапецию.

На фиг.1 представлен мембранный элемент, общий вид; на фиг.2 - то же, со съемным центральным выступом кольцевых секторов; на фиг.З - то же, поперечное сечение крайних выступов кольцевых секторов представляет собой прямоугольник; на фиг.4 - то же, вид сверху.

На фиг.2 и 3 представлен общий вид мембранного элемента с опорным участком дренажной пластины, выполненным в виде кольца, поперечное сечение которого представляет собой равнобедренную трапецию. Мембранный элемент состоит из дренажной пластины 1 с опорным 1 и рабочими 1а участками (фиг.1), с каналами 2 для отвода фильтрата, пористой мембраны 3, крышки 4 и днища 5 со штуцерами 6 и 7, упрочняющих пластин 8, обоймы, состоящей из набора кольцевых секторов 9, имеющих центральный 10 и крайние выступы 101 (фиг.1, 2, 3), и гибкого хомута 11, стягиваемого крепежными деталями 12 (фиг.З), Опорные 11 и рабочие1 участки разделяются между собой внешней окружностью, образованной каналами 2, а на внешней боковой поверхности ее периферийного опорного участка выполнена кольцевая канавка 13.

Углы пересечения образующих кольцевой канавки 13 дренажной пластины 1 и центрального выступа кольцевых секторов должны быть равными 30-40°, что обеспечивает максимальное герметизирующее усилие на уплотняющих поверхностях. Дальнейшее увеличение этих углов ограничивается значением угла трения сопрягаемых поверхностей кольцевой канавки и центрального выступа кольцевых секторов.

Сборка мембранного элемента осуществляется следующим образом.

Уплотняющие поверхности опорного

участка 11 дренажной пластины 1 с уложенной на ней со стороны крышки мембраной 2 соединяются с уплотняющими поверхностями крышки 4 и днища 5. Мембрана зажи0 мается между уплотняющими поверхностями крышки и дренажной пластины. На крышку и днище накладываются упрочняющие пластины 8, которые охватываются по окружности кольцевыми сектора5 ми 9, при этом их центральные выступы 10 сопрягаются образующими кольцевой канавки 13. Кольцевые секторы охватываются хомутом 11, который стягивается с помощью крепежных деталей 12. Уплотнение

0 мембранного элемента происходит за счет сжимающего воздействия крайних выступов кольцевых секторов, сопрягаемых с упрочняющими пластинами, и их центральных выступов, сопрягаемых с образующими

5 кольцевой канавки опорного участка дренажной пластины.

Мембранный элемент работает следующим образом.

Исходная жидкость под давлением по0 ступает в устройство через штуцер 6, распределяется на пористой мембране 3 и фильтруется через нее. Очищенный продукт через кольцевые каналы 2 и штуцер 7 выводится из мембранного элемента. Для упро5 щения технологии изготовления деталей мембранного элемента, а также упрощения процессов его сборки и разборки, центральный выступ 10 кольцевых секторов может быть выполнен съемным (фиг.2).

0 Мембранный элемент работает до тех пор, пока давление достаточно для преодоления сопротивления загрязняющейся мембраны. При повышении давления срок службы мембраны увеличивается, однако

5 растет нагрузка на крепежные детали. Для ее уменьшения необходимо сопрягаемые уплотнительные поверхности дренажной пластины 1, крышки 4 и днища 5 делать коническими, что возможно, если деформа0 ция мембраны допустима. В этом случае происходит увеличение герметизирующего усилия, создаваемого центральными выступами 10 кольцевых секторов 9 на уплотняющие поверхности, а опорный участок

5 дренажной пластины имеет вид кольца, поперечное сечение которого представляют собой равнобедренную трапецию. Если угол между боковыми сторонами равнобедренной трапеции соответствует углу пересечения образующих кольцевой канавки 13

периферийного опорного участка дренажной пластины, то в таком соединении не происходит искажения нормальной нагрузки на уплотняющие поверхности крышки, днища и опорного участка дренажной пластины, создаваемой центральными выступами 10 кольцевых секторов 9, чем обеспечивается наибольшее герметизирующее усилие.

Формула изобретения

1. Мембранный элемент, содержащий круглые дренажные пластины с периферийным опорным участком, пористую мембрану, крышку и днище со штуцерами и упрочняющие пластины, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения технологии сборки элемента, он снабжен обоймой, состоящей из набора кольцевых секторов и стягивающего хомута, а на внешней боковой поверхности периферийного опорного участка дренажной пластины выполнена кольцевая канав0

5

0

ка, образующие которой пересекаются под углом 30-40°, при этом на внутренней боковой поверхности кольцевых секторов выполнены три выступа, два из которых расположены на противоположных краях кольцевых секторов и сопряжены с упрочняющими пластинами, а центральный выступ, поперечное сечение которого представляет собой равнобедренный треугольник, сопряжен с образующими кольцевой канавки опорного участка дренажной пластины.

2.Элемент по п.1,отличающийся тем, что центральный выступ кольцевых секторов выполнен съемным.

3.Элемент по пп.1 и 2, отличающий- с я тем, что поперечное сечение крайних выступов кольцевых секторов представляет собой прямоугольник.

4.Элемент по пп.1-3, отличающий- с я тем, что опорный участок дренажной пластины выполнен в виде кольца, поперечное сечение которого представляет собой равнобедренную трапецию.

Использование: очистка и концентрирование жидкостей методом обратного осмоса, микро- и ультрафильтрации. Сущность изобретения: мембранный элемент содержит круглые мембрану, дренажную пластину с периферийным опорным участком, крышку и днище со штуцерами и упрочняющие пластины. Элемент снабжен обоймой, состоящей из набора пальцевых секторов и стягивающего хомута. На внешней боковой поверхности периферийного опорного участка дренажной пластины выполнена кольцевая канавка, образующие которой пересекаются под углом 30-40°. На внутренней боковой поверхности кольцевых секторов выполнены три выступа. Два из них расположены на противоположных краях кольцевых секторов и сопряжены с упрочняющими пластинами. Поперечное сечение центрального выступа представляет собой равнобедренный треугольник, он сопряжен с образующими кольцевой канавки дренажной пластины. Предпочтительно выполнение центрального выступа съемным, крайних выступов с поперечным сечением- в виде прямоугольника, а опорного участка дренажной пластины - в виде кольца, поперечное сечение которого представляет собой равнобедренную трапецию. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. СП С

з ю ю п

Фиг1

7

НПО 13

0U2.2

9

9

Фиг.З

Вид А

В

П

Шиг4