Мембранный элемент

 

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

788480 А1 (l9) (I!) (g1)5 В 01 Р 63/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 2746566/26 (22) 06.04 79 (46) 07.07.92. Бюл. И 25 (72) И.Е.Черняков, Э.Г.Новицкий, С.И.Гдалин и Л.И.Кротов (53) 532.711.66.067(о88.8) (56) Патент США и 3881897, кп. 55-158, 1975.

Патент США Р 3854904, кл ° 55-158, 1974. (54) (57) МЕМБРАННЫЙ ЭЛЕМЕНТ аппарата для разделения жидких или газоИзобретение относится к области создания мембранных аппаратов для разделения или концентрирования многокомпонентных жидких или газообразных смесей, в которых разделение происходит с помощью плоских мембран.

Мембранная технология представляет значительный интерес в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, медицины, так как часто более удобна и экономична, чем та кие общепринятые методы для разделения и концентрирования " веществ, как ректификация, сорбция, экстракция и др. Как известно, эффективность любого процесса (в том числе и с использованием мембранной техно- . логии) во многом определяется эффективностью конструкции аппарата.

Известны разделительные аппараты с плоскими мембранными элементами, содержащими пористый материал, покры2 вых смесей, содержащий подложку, покрытую с обеих сторон полупроницаемой мембраной и герметизированную из периферии, с центральным отверстием, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения монтажа и демонтажа аппарата, мембранный элемент снабжен уплотнительными прокладками, расположенными с обеих сторон по контуру центрально" го отверстия, связанными между собой поперечными мостиками. тый с обеих сторон полупроницаемой мембраной. Изоляция разделяемой смеси и продуктов разделения осуществляется с помощью резиновых прокладок. Недостатки таких мембранных элементов заключаются в сложности, организации перетока разделяемой смеси с одного элемента на другой, а также в больших трудностях, при монтаже и демонтаже аппаратвв.

Известен мембранный элемент аппарата для разделения жидких или газовых смесей, содержащий подложку. покрытую с обеих сторон полупроницаемой мембраной и герметизированную по периферии, с центральным отверстием. По периферии элемент загерметизирован путем сварки или обмазки самоотверждающимися герметиками. В центре элемента имеется отверстие. Элементы находятся на коллекторе, через который выходят продукты разделения. На коллекторе элементы уплотняются с помощью

78 прокладок. Между элементами на кол.лекторе или в стенках аппарата закреплены перегородки, которые направляют поток таким образом, что он последовательно омывает все элементы и выходит из аппарата, Поток, прошедший через мембрану, попадает в подложку, через нее в общий коллектор и выводится из аппарата.

Подобная конструкция мембранных элементов имеет ряд существенных недостатков:

- затруднен процесс монтажа (наличие большого числа прокладок и перегородок);

- невозможность многократного использования элемента (при сборке элементов на коллекторе прокладки деформируют мембрану, при демонтаже аппарата в местах нахождения. прокладок мембрана портится).

Целью предложенного изобретения является упрощение монтажа и демонI тажа аппарата, Эта цель достигается за счет того, что мембранный элемент снабжен уплотнительными прокладками, расположенными .с обеих сторон по контуру центрального отверстия, связанными между собой поперечными мостиками.

На фиг. 1 представлен предложенный мембранный элемент; на фиг. 2 " разделительный аппарат, оснащенный такими элементами.

Мембранный элемент содержит подложку 1, с обеих сторон которой расположены полупроницаемые мембраны

2. По периферии мембранный элемент имеет герметичный бортик 3. С обеих сторон центрального отверстия имеются уплотнительные прокладки 4, связанные между собой поперечными мостиками 5. Элементы выполнены в виде круга со срезанным сегментом б. Они .могут быть выполнены также в . виде квадрата с одной усеченной стороной. Периферийный герметизирующий бортик 3 и уплотнительные прокладки 4 могут быть выполнены из одного и того же или разных материалов (пластмассы, резины). Метод изготовления элементов - горячая или холодная вулканизация резиновых смесей, либо самоотверждающихся компаундов в пресс-форме, а также литьем под давлением. В форму предваритель но закладывают заготовку подложки, 8480 покрытой с обеих сторон полупроницаемой мембраной. Изготовляемые элементы собирают в аппарат. An l0

f5

55 парат состоит из корпуса 7, крышек

8 с входными и выходными отверстиями 9, 10, 11, коллектора 12, на котором находятся элементы 13. Элементы выполнены в виде круга со срезанным элементом 6 и коллектируются таким образом, что срезы двух соседних элементов находятся на диаметрально противоположных сторонах. Элементы на коллекторе стягиваются гайками 14. Для герметизации корпуса 7 и крышек 8 имеются кольцевые прокладки 15.

При сборке аппарата, элементы 13 набираются на коллекторе 12 и стягиваются на нем либо пружинами, либо гайками 14, В коллекторе 12 BblnoJl нены продольные отверстия. Контакт и уплотнение элементов между собой происходит по уплотнительным прокладкам 4, Элементы на коллекторе набираются таким образом, что срезы двух соседних элементов находятся на диаметрально противоположных сторонах. В элементах прямоугольной формы (усеченный квадрат) отверстие под коллектор находится ниже центра тяжести прямоугольника (ближе к одному из оснований). Коллектирование элементов осуществляют таким образом, что основания прямоугольника, наименее и наиболее удаленные от отверстия, чередуются и просветы между кромкой элемента и корпусом аппарата двух соседних элементов находятся на диаметрально противоположных сторонах. Собранные на коллекторе 12 элементы 13 помещаются в корпус 7 аппарата плотно с натягом по периметру элемента.

Аппарат работает следующим образом.

Разделяемая смесь через отверстие 9 поступает в аппарат, последовательно омывает все элементы 13 и выходит через отверстие 11. Поток, прошедший через мембрану, через подложку 1 попадает в коллектор 12 и выводится через отверстие 10. В зависимости от технологических условий работы аппарата его корпус изготовляется из соответствующего материала .

Аналогично работает аппарат и с элементами прямоугольной формы.

5 788480 применение в разделительных an- Увеличивает повеРхность РазДелениЯ. паратах мембранных элементов с наруж- ОДновременно это позволЯет снизить ным и внутренним уплотнительным 5ор- трУДоемкость изготовлениЯ элемЕнтиком обеспечивает возможность много- та, а также õ монтажа и демонтажа

5 кратного использования элементов и на коллекторе.

18848 О

Редактор Е.Гиринская

Тираж

Заказ 2818

Подписное

Проиэводственно-нэдательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

BHHHlIH Государственного

11303 5, 4 г.2

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Щвцдкав комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

« «» °