узел крепления трубчатого мембранного элемента в трубной решетке

Формула изобретения

УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБЧАТОГО МЕМБРАННОГО ЭЛЕМЕНТА В ТРУБНОЙ РЕШЕТКЕ, включающий втулку, размещенную в отверстии трубной решетки, отличающийся тем, что втулка выполнена из двух различного диаметра цилиндрических участков, соединенных между собой коническим участком, и установлена в торец мембранного элемента, при этом по меньшей мере один из участков втулки выполнен с кольцевыми и/или спиралеобразными выступами или впадинами на внешней поверхности, а форма отверстия трубной решетки соответствует форме втулки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам крепления трубчатых мембранных элементов в трубной решетке тепломассообменных аппаратов и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен узел крепления трубчатых мембранных элементов в трубной решетке с помощью упругой втулки и распорной трубки [1].

Недостатком данного устройства является сложность конструкции крепления, неравномерность усилия прижима упругой втулки к поверхности мембраны, а также ненадежное соединение распорной трубки с упругой втулкой вследствие возможного выталкивания распорной трубки потоком разделяемой смеси. Вероятность разгерметизации узла увеличивается при обработке среды, вызывающей разбухание материала мембраны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является узел крепления трубчатых мембранных элементов в трубной решетке, включающий втулку, размещенную в отверстии трубной решетки [2].

Недостатком данной конструкции является то, что указанный узел становится практически неработоспособным при обработке сред, вызывающих разбухание материала мембранных элементов, т.к. увеличение размеров (диаметра и длины) трубчатых мембранных элементов приводит к возникновению усилий, выталкивающих из трубной решетки, что приводит к разрушению целостности узла крепления и потере функциональной способности аппарата.

Целью изобретения является повышение надежности крепления мембранных элементов при обработке сред, вызывающих их разбухание.

Поставленная цель достигается тем, что в узле крепления трубчатого мембранного элемента в трубной решетке, включающем втулку, размещенную в отверстии трубной решетки, согласно изобретению втулка выполнена из двух различного диаметра и цилиндрических участков, соединенных между собой коническим участком, и установлена в торец мембранного элемента, при этом по меньшей мере один из участков втулки выполнен с кольцевыми и/или спиралеобразными выступами или впадинами на внешней поверхности, а форма трубной решетки соответствует форме втулки.

На фиг. 1-3 показан узел крепления трубчатого мембранного элемента в трубной решетке (варианты); на фиг.4 и 5 - распорная втулка (варианты).

Узел крепления трубчатого мембранного элемента содержит распорную втулку 1, трубчатый мембранный элемент 2, трубную решетку 3. Распорная втулка 1 со сквозным осевым каналом 4 имеет на наружной поверхности два цилиндрических участка 5 и 6 различного диаметра, соединенных между собой коническим участком 7. Диаметр участка 5 равен внутреннему диаметру трубчатого эластичного мембранного элемента 2, при этом со стороны цилиндрического участка 6 может быть выполнен буртик 8 с заплечиком 9 и по меньшей мере на одном из участков распорной втулки выполнены кольцевые 10 и/или спиралеобразные 11 выступы или впадины. Форма отверстия 12 трубной решетки соответствует форме распорной втулки, т.е. имеет два цилиндрических участка различного диаметра, соединенных между собой коническим участком.

Крепление трубчатого мембранного элемента в трубной решетке осуществляют следующим образом. Трубчатый мембранный элемент 2 вводится в отверстие 12 трубной решетки 3 таким образом, чтобы конец трубчатого эластичного мембранного элемента выступал с противоположной стороны трубной решетки 3 на расстояние, необходимое для соединения распорной втулки 1 с трубчатым мембранным элементом 2, при этом последний принимает форму распорной втулки. Полученную сборку устанавливают в отверстие 12 трубной решетки 3, где происходит закрепление трубчатого мембранного элемента в отверстии трубной решетки. Наличие по меньшей мере на одном из участков распорной втулки 1 кольцевых 10 и/или спиралеобразных 11 выступов или впадин способствует значительному увеличению силы трения, обеспечивающей надежное крепление эластичного мембранного элемента при обработке среды, вызывающей его разбухание, в отверстии трубной решетки. Материал мембраны, увеличивающий свой объем под воздействием обрабатываемой среды, заполняет впадины 10 и 11 втулки 1 (и/или отверстия 12 трубной решетки 3), тем самым повышая сцепление мембраны в узле. При отключении аппарата, например на плановый ремонт, среда перестает воздействовать на мембрану, в силу чего последняя принимает первоначальную форму, что облегчает при необходимости разборку узла.

В конкретном варианте исполнения распорная втулка со сквозным каналом диаметром 3,5 мм и длиной 20 мм имеет на наружной поверхности два цилиндрических участка диаметром 8 и 5,6 мм и длиной 5 и 13 мм соответственно, соединенных между собой коническим участком с углом конуса 45^о. Со стороны цилиндрического участка большего диаметра выполнен буртик диаметром 12 мм и толщиной 2 мм. Отверстия трубной решетки выполнены в соответствии с конфигурацией распорной втулки и также содержат два цилиндрических участка диаметром 10 и 8 мм и длиной 5 и 7 мм соответственно, соединенных между собой коническим участком с углом конуса 45^о.

Выполнение на коническом участке распорной втулки двух кольцевых впадин радиусом 1 мм либо трех ниток резьбы с притупленной вершиной на цилиндрическом участке втулки диаметром 5,6 мм обеспечило полную работоспособность мембраны на основе силиконового каучука (марки СКТВ и СКТВ-1) при обработке метиленхлоридом (относительное разбухание 180%). Без наличия выступов-впадин разгерметизация узла произошла через 1 ч работы.

Конструкция данного узла при простых выполнении и сборке-разборке обеспечивает надежную фиксацию трубчатых мембранных элементов в трубной решетке даже при обработке сред, вызывающих разбухание мембранных элементов.