мембранный аппарат

Формула изобретения

МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ , содеpжащий pазмещенные в коpпусе мембpаны, подложки, пpоставки, коллектоp для отвода пеpмеата и полости для ввода и вывода pазделяемого потока, отличающийся тем, что он снабжен pазмещенными в коpпусе коллектоpом для подачи удаляющей пеpмеат сpеды, pамами, установленными одна над дpугой, и опоpными pешетками, жестко закpепленными на pамах, коpпус снабжен диффузоpом для вывода и конфузоpом для ввода pазделяемого потока, мембpаны pазмещены на pешетках, выполненных в виде изогнутых pукавов и снабжены pазмещенными внутpи pукавов шаpниpными механизмами для фиксации положения pукавов, пpи этом подложки выполнены в виде лент из поpистого гибкого матеpиала, пpостеганных жесткой нитью и пpотянутых по всей длине внутpи pукавов, коллектоpы выполнены секциониpованными, а концы pукавов закpеплены в секциях коллектоpов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к областям разработки способов и аппаратуры для разделения жидких и газовых смесей, в частности к аппаратам для мембранного разделения.

Известное большое число разнообразных мембранных аппаратов с расположенными параллельно друг другу плоскими мембранами, закрепленными на рамках, опорах и т. п. Известные аппараты достаточно сложны в сборке и при эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство для разделения жидких и газообразных смесей, включающее корпус, в котором одна на другой стенкой уложены дисковые опоры с укрепленными между ними мембранами. Объем опор заполнен пористым материалом, служащим подложкой для мембраны и дренажным для отвода пермеата. между соседними опорами образованы полости для подачи и вывода разделяемого потока, в которых расположены пористые проницаемые распорки (проставки). Опоры имеют периферийные выемки, которые в соседних опорах расположены со смещением. Внутренние объемы опор соединены с коллектором для отвода пермеата. Разделяемый поток проходит последовательно вдоль поверхностей всех мембран, а пермеат выводится из внутренних объемов опор по коллектору. Основными недостатками известного устройства является сложность изготовления, сборки и эксплуатации аппарата, так как, во-первых, необходимо предварительное изготовление большего числа опор, пористых подложек и отдельных листов мембран и сборка из них мембранных элементов, во-вторых, сборка мембранных элементов в аппарате требует не только их соответствующей ориентации, но и герметичного подключения значительного количества (десятков и даже сотен) внутренних объемов опор к коллектору для отвода пермеата, в-третьих, при выходе из строя хотя бы одной мембраны необходима разборка всего пакета опор, т. е. разборка всего аппарата.

Целью изобретения является упрощение изготовления, сборки и эксплуатации аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что в известной аппарат, содержащий размещенные в корпусе мембраны, подложки, проставки, коллектор для отвода пермеата и полости для ввода и вывода разделяемого потока, введены размещенные в корпусе коллектор для подачи удаляющей пермеат среды, рамы, установленные одна над другой, и опорные решетки, жестко закрепленные на рамах. Корпус аппарата снабжен диффузором для ввода и конфузором для вывода разделяемого потока. Мембраны размещены на решетках и выполнены в виде изогнутых рукавов и снабжены размещенными внутри pукавов шаpниpными механизмами для фиксации положения рукавов. При этом подложки выполнены в виде лент из пористого гибкого материала, простеганных жесткой нитью и протянутых на всей длине рукавов. Коллекторы выполнены секционированными, а концы рукавов закреплены в секциях коллекторов. Предлагаемое техническое решение обеспечивает упрощение изготовления, сборки и эксплуатации аппарата, так как, во-первых, аппарат изготавливается из минимального числа деталей и узлов, технологичных и простых (рамы, решетки, рукава, штифты и планки шарнирного механизма, секции коллекторов), во-вторых, сборку аппарата заключается в выполнении простых и технологичных операций: введение в рукава (не изогнутые) шарнирного механизма и подложек, закрепление концов рукавов в секциях коллекторов, складывание рукавов и шарнирных механизмов с установкой проставок, размещенные сложенных рукавов на опорных решетках, соединение секций коллекторов, установка рам в корпусе и присоединение диффузора, конфузор и штуцеров, в-третьих, практически исключены негерметичности (перетекания среды из разделяемого потока и полости для отвода пермеата), так как уплотнению (например, путем заклеивания) подвергаются только концы рукавов, в-четвертых, при повреждении мембраны поиск этого рукава осуществляется просто и надежно путем подачи в корпус небольшого избыточного давления и подключения щупа (поочередно) к различным секциям коллекторов, в пятых, легко можно быть осуществлена замена поврежденного или засорившегося рукава путем изъятия из корпуса этого рукава с присоединенными к нему секциями коллекторов и замены их на аналогичные взаимозаменяемые узлы.

На фиг. 1-3 представлен сборочный чертеж аппарата.

Аппарат включает корпус 1, рамы 2, установленные в корпусе одна на другой, опорные решетки 3, жестко соединенные с рамами 2, диффузор 4 для подачи разделяемого потока, конфузор 5 для отвода разделяемого потока, коллекторы для отвода пермеата и подачи удаляющей пермеат среды, состоящие из секций 6 и 7, мембран в виде изогнутых рукавов 8-11, разделяющих объем корпуса на параллельные полости 12 для отвода и вывода разделяемого потока, в которых установлены проставки 13, шарнирные механизмы, установленные внутри рукавов 8-11 и состоящие из пластин 14, штифтов 15 и боковых планок 16, подложки в виде лент 17, простеганных нитью 18, штуцера 19, 20 для отвода пермеата и подачи удаляющей пермеат среды и уплотнители 21, установленные на штуцерах 19, 20. Внутренний объем рукавов 8-11 состоит из ряда параллельных полостей 22 для отвода пермеата. Секции 6 (7) соединяются между собой с помощью штуцеров 23, ниппелей 24 и гаек 25. Концы рукавов 8-11 присоединены к секциям 6, 7 с помощью проставок 26 с каналами 27. Для разжатия уплотнителей 21 служат гайки 28.

Сборка аппарата осуществляется следующим образом. Шарнирные механизмы, уложенные таким образом, что пластины 14 и планки 16 расположены в одной плоскости, вместо с простеганными лентами 17 и вводятся во внутренние объемы рукавов 8-11. Концы рукавов 8-11 заклеиваются вместе с проставками в секции 6, 7 коллекторов. Далее шарнирные механизмы складываются (с установкой проставок 13 после складывания каждой секции шарнирного механизма) и фиксируют изгибы рукавов 8-11. Рукава 8-11 укладывают на опорные решетки 3, рамы 2 устанавливают друг на друга и соединяют секции 6, 7 коллекторов с помощью штуцеров 23, ниппелей 24 и гаек 25. Одевают на рамы 2 корпус 1, присоединяют к нему диффузор 4 и конфузор 5, ввинчивают штуцера 19, 20 в соответствующие секции 6, 7 (через каналы в корпусе 1), устанавливают уплотнители 21 и разжимают их гайками 28.

Работает аппарат следующим образом. Разделяемый поток через диффузор 4 распределяется по полостям 12 между звеньями рукавов 8, 9 проходит вдоль поверхностей мембран и выходит через опорные решетки 3 к полостям 12 между звеньями рукавов 10, 11. Далее поток протекает вдоль поверхностей мембран в виде рукавов 10, 11 проходит через опорные решетки на которых лежат эти рукава и удаляется через конфузор 5 из аппарата. Удаляющая пермеат среда (например, газ) подается через секции 7 коллектора во внутренние объемы рукавов 8-11, продувается по зазорам между пористыми гибкими лентами 17 и вытесняет проникшие через мембраны компоненты (пермеат) в каналы 27 во вставках 26 и далее в секции 6 коллектора для отвода пермеата. (56) Патент ЕПВ N 0155260, кл. В 01 D 13/00, 1985.