Лабиринтно-сетчатая прокладка и способ ее изготовления Советский патент 1993 года по МПК B01D61/46 

Изобретение относится к технике разделения с помощью полупроницаемых мембран, в частности к электродиализаторам фильтр-прессного типа.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, т.е. повышение надежности и эффективности работы электродиализатора путем повышения механической прочности прокладки и снижения гидравлических потерь.

При таком выполнении прокладки между щелевыми каналами, равноотстоящими от коллекторных отверстий и первого ряда прорезей, образованы чередующиеся длинные и короткие перемычки. Длинные перемычки, равные по длине расстоянию между коллекторным отверстием и первым рядом прорезей, упрочняют примыкающие к отверстиям и прорезям края прокладки и тем самым препятствуют отгибанию краев прокладок, не допуская потерь гидравлического напора и способствуя протеканию жидкости

в лабиринтных каналах, повышая тем самым надежность работы аппарата. Короткие же перемы.чки, варьируясь по длине, обеспечивают диапазон работы щелевого канала от минимально возможного без нарушения входного режима до максимального живого сечения щелевого канала. Только при выполнении в каждом листе прокладки сначала выемок, разделенных по ширине язычками при наличии между двумя рядами выемок ненарушенного тела листа, значительно упрощает сборку двух листов в пакет прокладки за счет их усиленной прочности из-за отсутствия щелевых каналов, а затем после скрепления листов очень просто пробить в прокладке щелевые каналы. Только при таком изготовлении прокладки удалось не снизить механическую прочность по краям, примыкающим к отверстиям и прорезям, что позволяет повысить надежность работы самой прокладки и аппарата в целом. Эти отличия как в самой прокладке

1Л

С

со со

N) О 1СЛ

так и в способе ее изготовления существенны и в известных нам технических решениях нами не обнаружены.

На фиг. 1 представлен фрагмент одного из листов прокладки (без щелевых каналов); на фиг. 2 - фрагмент прокладки; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Лабиринтно-сетчатая прокладка состоит из двух одинаковых, наложенных друг на друга в перевернутом виде листов 1 и содержит прямоугольные подводящие и отводящие отверстия 2 (на фиг. представлено только одно, любое). По обе стороны от этого отверстия 2 расположены прорези 3, разделенные поперечными перегородками 4, при этом первые ряды 5 прорезей 3 в двух половинах листа равноудалены от коллекторного отверстия 2, а поперечные перегородки 4 в одной половине смещены на полшага относительно перегородок другой половины. Между первым рядом 5 прорезей 3 и коллекторным отверстием 2 по обе стороны от него расположен вертикальный ряд симметрично размещенных одинаковых пазов щелевых каналов 6, при этом крайние стороны первого и последнего паза 6 лежат на уровне сторон коллекторного отверстия 2. Коллекторное отверстие 2 со стороны, обращенной к щелевым каналам б, снабжено выемками 7, разделенными язычками 8. Точно такие же выемки 7 выполнены симметрично и со стороны пэрвого ряда 5 прорезей 3.навстречу выемкам 7, отходящим от коллекторного отверстия 2. Ширина каждой выемки 7 охватывает два соседних щелевых канала 6, т.е. стороны выемки 7 совпадают с краями первого и второго щелевого канала б, а ширина язычка 8 равна расстоянию между щелевыми каналами 6. Такое размещение по ширине выемок 7 наиболее оптимально для обеспечения как свободного прохода жидкости в каналы 6 так и механического упрочнения этого участка прокладки. Длина выемки 7 выбрана такой, чтобы перекрывать щелевые каналы 6 на величи- .ну, равную 2-8 ширинам щелевого канала 6. При длине, соответствующей нижнему пределу этого интервала, обеспечено равенство живого сечения канала 6 площади сечения выемки 7 на входе в этот канал, т.е. минимально нормальные условия функционирования канала. При меньшей длине этот участок будет узким местом аппарата.

При длине, перекрывающей более 8 ширин, возможен прогиб пакета прокладок и мембран в месте выемок 7, что увеличивает гидросопротивление каналов и не может обеспечить достижения поставленной цели. При подаче раствора в коллекторное подающее отверстие 2 он по щелевым каналам

6 попадает в лабиринт прорезей 3, проходя то под, то над поперечными перегородками 4 и с повышенной скоростью подходит к щелевым каналам 6 отводящего коллекторного отверстия 2 и, встречая упрочненный край прокладки, не в состоянии ее отогнуть, т.е. весь поток жидкости без потерь уходит из аппарата..

Предлагаемую прокладку стало возмож0. ным изготовить новым способом. В каждом листе прокладки пробивают коллекторные отверстия 2, прорези 3 с поперечными перегородками 4 со смещением на полшага поперечных перегородок в каждой половине

5 листа, а также выемки 7с язычками 8. Затем листы накладывают друг на друга с поворотом , на 180° и скрепляют их контактной сваркоиТособенно тщательно язычки 8. Только после этого прорубают щелевые ка0 налы 6, что позволяет сохранить жесткую конструкцию.

Пример. Изготавливали электродиализатор ЭДА-ОК-25, содержащий 750 мембран и 751 прокладку. Каждая прокладка

5 содержит два листа из полиэтиленовой пленки размером 1000 х 500 х 0,6 мм. В листах на ручном штампе просекают коллекторные отверстия 45 х 45 мм, а также расположенные по обе стороны от них на

0 расстоянии 33 мм крайние отверстия первых рядов прорезей, служащие ориентиром для следующей операции. Затем пробивают прорези любым известным способом. Прорези имеют размеры 16 х 35 мм, попереч5 ные и продольные перемычки между ними г З.мм. Прорези второй половины листа смещены на половину .шага по вертикали и горизонтали относительно прорезей первой половины, при этом прорези первого ряда

0 второй половины листа (чтобы сохранить равное расстояние от коллекторных отверстий) имеют половинную ширину (8 мм), а первые продольные ряды прорезей выполнены отверстиями 16x16 мм. Теперь про5 бивают выемки в одной половине листа шириной 5.мм, длиной 6 мм, отходящие от коллекторных отверстий и первого ряда прорезей симметрично навстречу друг другу с перемычкой-язычком между ними 3 мм.

0 Формируют прокладку, накладывая один лист на другой в перевернутом на 180° виде и скрепляя их между собой контактной сваркой в районе между коллекторными отверстиями и началом прорезей (в язычках), а

5 также по лабиринтообразующим и по периметру прокладки. Теперь пробивают щелевые каналы по обе стороны от коллекторного отверстия размером 1 х 27 мм каждый с перемычкой между ними в 3 мм, т.е. по 12 каналов с каждой стороны, так

что каждая выемкз включает два щелевых канала. Таким образом получается упрочненная г области щелевых каналов прокладка.

Предложенные изобретения позволяют снизить гидравлические потери в распределительно-сборных устройствах прокладок, повысить надежность и эффективность работы электродиализатора, снизить стоимость переработки 1 м3 исходного раствора на 20-30%.

Формула изобретения 1. Лабиринтно-сетчатая прокладка электродиализаторов фильтр-прессного типа, выполненная в виде двух одинаковых листов, повернутых относительно друг друга и наложенных один на другой, содержащая коллекторные отверстия, распределительную систему в виде ряда прорезей с поперечными перегородками, сдвинутыми на полшага в одной половине листа относительно другой, и щелевые каналы, размещенные между коллекторными отверстиями и первым рядом прорезей, отличающаяся тем, что, с

целью повышения надежности и эффективности работы за счет снижения гидравлических потерь, в каждом листе в одной его половине выполнены выступы, отходящие

от коллекторных отверстий и прорезей первого ряда симметрично навстречу друг другу, шириной, равной двум соседним щелевым каналам, а по длине перекрывающие щелевые каналы на величину, равную

2-8 ширинам канала. и первые рчды прорезей распределительной системы равноудалены от коллекторных отверстий.

2,-Способ изготовления лабиринтно- сетчатом прокладки, включающий пробивание коллекторных отверстий и прорезей в каждом листе, поворот листов относительно друг друга, наложение их друг на друга и их скрепление, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности работы за счет снижения гидравлических потерь, выступы выполняют в каждом листе, а щелевые каналы пробивают после скрепления листов.

Лабиринтно-сетчатая прокладка электродиализатора фильтр-прессного типа выполнена в виде двух одинаковых листов, повернутых относительно друг друга и наложенных один на другой. EJ прокладке выполнена распределительная система в виде ряда прорезей с поперечными перегородками и щелевые каналы. В каждом листе в одной его половине выполнены выступы, отходящие от коллекторных отверстий и прорезей первого ряда симметрично навстречу друг другу. Ширина выступов равна двум соседним щелевым каналам. Первые ряды прорезей распределительной системы равноудалены от коллекторных отверстий, 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

QJuzf

rT

I

Л-Л

фиг.

Pff/j