DK152833B - Organ til taetsluttende fastgoerelse af semipermeable membraner paa understoetningsplader i en separator - Google Patents

Description

Opfindelsen angår et fastgørelsesorgan af den i krav l's indledning angivne art.

Med selektiv permeabilitet arbejdende fluidseparatorer er f.eks. kendt fra FR patentskrift nr. 21 27 155 og dettes tillægspatent nr. 21 41 417, jfr. DK patentskrift nr. 141.681. Disse separatorer består af undergrupper af parallelle membranunderstøtningsplader placeret side om side, og i hvis endepartier der findes gennemløbs-1 åbninger for fluidet. Det fluidum, som regel en væske, der skal behandles, cirkulerer i parallel mellem efter hinanden følgende understøtningspladers membraner. Fluidet cirkulerer i serie fra en undergruppe af plader til den næste undergruppe ved hjælp af plader, der kun har gennemløbsåbninger ved det ene endeparti, og som betegnes mellemplader. Det gennem membranerne passerende permeat bortledes særskilt fra hver membranunderstøtningsplade, således at en individuel genindvinding er mulig.

Til tætning af membranerne i området ved fluidets gennemløbsåbning er ifølge FR patentskrift nr. 21 65 042 membranen ved sine tværender fastholdt i en aflang fordybning i området ved gennemløbsåbningen ved hjælp af en aftagelig del, ved hvilken membranen holdes tæt til anlæg mod den indre væg i området ved gennemløbsåbningen.

Denne aftagelige del kan under visse driftsbetingelser, især ved stor cirkulationshastighed, med fordel erstattes med en fortrinsvis cirkulær del, i hvis midte fluidet, der skal behandles, cirkulerer.

Denne kendte del til tæt fastgørelse af membranen er imidlertid ikke fastgjort til understøtningspladen.

Det er derfor nødvendigt, at to efter hinanden følgende understøtningspladers over for hinanden beliggende fastgørelsesdele ligger an mod hinanden, f.eks. via knaster eller fortykkelser. På denne måde fikseres membranerne imidlertid kun på understøtningspladerne under apparaturets sammenspænding. Da imidlertid under separatorens sammenspænding membranerne også tætnes langs understøtningspladens periferi, er der risiko for utæthed.

Fra FR patentskrift nr. 2.392.696, jfr. DK fremlæggelses-skrift nr. 151.615, kendes et fastgørelsesorgan i form af to ringe, der er fastgjort til hinanden efter en aksial tilnærmelse i gennemgangsåbningen for det behandlede fluidum i en understøtningsplade. Disse ringe består af et stift makromolekylært materiale og er fortrinsvis sprøjtestøbt. Disse materialer er ikke særlig modstandsdygtige over for visse kemiske stoffer eller/og varme.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe et fastgørelsesorgan af den angivne art uden de nævnte ulemper, og som især udviser en bedre kemikalie- og varmebestandig-hed.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved at udforme organet som anført i krav l's kendetegnende del.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 viser en understøtningsplade til membraner i en separator, fig. 2 er et delsnit igennem understøtningspladen på fig. 1, fig. 3 er et snit langs linien III-III på fig. 1 igennem et fastgørelsesorgan ifølge opfindelsen, anbragt på en understøtningsplade, fig. 3a og 3b er aksiale snit igennem henholdsvis hunringen og han-ringen på fig. 3 før deres montering på understøtningspladen, fig. A er et snit, visende en monteringsmåde for fastgørelsesorganet på fig. 3 på en understøtningsplade, og fig. 5 og 6 er delsnit igennem ændrede udførelsesformer for fastgørelsesorganet ifølge opfindelsen.

Fig. 1 og 2 viser en understøtningsplade 1, til hvilken membraner kan fastgøres tætsluttende ved hjælp af organet ifølge opfindelsen. Pladen 1, som er aflang, har ved begge enderne mindst én gennemløbsåbning 2 for fluidet, der skal behandles. I udførelsesformen på fig. 1 er pladen 1 forsynet med to åbninger 2 foroven og kun én åbning forneden, men naturligvis kan understøtningspladerne have samme antal åbninger i begge ender. Imellem åbningerne 2 ved de to pladeender udviser understøtnings-pladens overflade et skålformet parti eller zone 3, der omfatter ribber 5 stående vinkelret på pladens længdeakse 4. Ribberne 5 kan have et trekantet tværsnit som vist på fig. 2, men fortrinsvis har de et trapezformet tværsnit, som vist forstørret på fig. 3. Eventuelt kan ribberne 5 omfatte forankringsmidler, f.eks. kamme, som beskrevet i FR offentliggørelsesskrift nr. 2.400.380. Ribberne 5 i hver af skålene 3 er tildækket af en membran, og det fluidum, der strømmer igennem membranerne, cirkulerer i rillerne 13 imellem de på hinanden følgende ribber 3. Væsken opsamles i hver skål 3 takket være mindst én langsgående rille 6, der står i forbindelse med hver af rillerne 13, og hver af rillerne 6 står fortrinsvis i forbindelse med en i pladen 1 internt forløbende kanal 7 til udløb af væsken fra pladen, eksempelvis igennem et rør 8.

To på hinanden følgende understøtningsplader 1 i et separationsapparat holdes fortrinsvis indbyrdes adskilt ved hjælp af en flad pakning, som tilvejebringer en periferisk tæt lukning imellem de to plader og bestemmer lagtykkelsen af den behandlede væske, som under tryk cirkulerer imellem membranerne på to på hinanden følgende understøtningsplader. Understøtningspladen 1 omfatter langs randen 14 af hver pladeoverflade en periferisk, eventuelt diskontinuert not 9, der vil optage en tilsvarende overtykkelse af den flade pakning imellem to understøtningsplader, hvilket tilvejebringer en bedre positionering og giver den flade pakning en større modstandsdygtighed mod virkningen af det cirkulerende fluidum under tryk imellem membranerne på to på hinanden følgende plader. Den flade pakning er ikke vist på fig. 1, men kortstreglinierne 10a og 10b viser dens anbringelse på understøtningspladen 1, og det ses, at yderkonturen af pakningen har i det væsentlige samme dimension som konturen af understøtningspladen (linien 10b), mens dens indre kontur (linie 10a) i det væsentlige svarer til bredden af skålen 3 og forløber i nærheden af åbningerne 2. På understøtningspladen 1 har hver (ikke vist) membran en kontur i det væsentlige svarende til noten 9 samt åbninger svarende til åbningerne 2 til gennemgang af det behandlede fluidum. Membranerne har i almindelighed en sådan udskæring, at de i nærheden af åbningerne 2 hviler på en periferisk udsparing 11 i hver overflade af understøtningspladen 1. Indhak 12 i det øverste parti af understøtningspladen 1 svarer til fastholdelsesorganer for understøtningspladerne, der normalt står lodret i en separator, og udløbsrøret 8 er da hensigtsmæssigt anbragt ved det nederste parti af hver understøtnings-plade .

Understøtningspladen 1 kan eksempelvis bestå af et form-stof og fremstilles ved sprøjtestøbning, men pladerne kan naturligvis også fremstilles på anden måde.

Selv om åbningerne 2 er vist cirkelformede på fig. 1, kan de også være elliptiske, kvadratiske eller rektangulære med afrundede hjørner. Det nedenfor beskrevne fastgørelse sorgan ifølge opfindelsen i forbindelse med cirkel-formede åbninger skal naturligvis tilpasses den aktuelle form af disse åbninger.

Pig. 3 viser en foretrukken udførelsesform for organet ifølge opfindelsen til tætsluttende fastgørelse af semipermeable membraner 15 på hver overflade af en understøtningsplade 1 som tidligere beskrevet. Organet omfatter en han-ring 16 og en hun-ring 17, som er indskudt i hinanden i en gennemløbsåbning 2 i den betragtede plade 1 for det behandlede fluidum, og de er indbyrdes fastgjort tætsluttende ved hjælp af en pakning 18. Fig.

3a viser hun-ringen 17 og fig. 3b han-ringen 16 før deres fastgørelse i åbningen 2 i understøtningspladen 1. De to ringe 16 og 17 består af et dybtrukket metal, sædvanligvis en legering, fortrinsvis af rustfrit stål, og de har i det væsentlige den samme tykkelse over det hele. De omfatter hver især et cylinderformet parti 19,20 og en kant eller krave 21,22, hvis cirkulære omkreds afsluttes med en indvendig ribbe 23. Ribberne 23 presser membranerne 15 tætsluttende imod understøtningspladen 1, når organet er fastgjort til pladen. Kanterne 21 og 22 danner før montering af ringene 16 og 17 på en understøtningsplade 1 en vinkel α beliggende imellem 2° og 8°, fortrinsvis imellem 3° og 6°, i forhold til overfladen af den understøtningsplade, imod hvilken de skal fastklemme en membran. Vinklen α bestemmes fortrinsvis således, at ribberne 23, efter montering af ringene på en understøtningsplade, trykker på membranerne, men kanterne 21,22 deformeres i den elastiske deformationszone af det anvendte metal og således, at ringene efter en eventuel afmontering af beslaget bevarer den oprindelige vinkel a. Hun-ringen 17 udviser et cylinder-formet parti 24 med en større diameter, i hvilken den O-ringformede pakning 18 er anbragt, og som slutter direkte til kanten 22 af ringen 17. Åbningen 2 i understøtningspladen 1 udviser et cylinderformet parti (reces) 25 med en større diameter, der svarer til partiet 24 i hun-ringen 17. Partiet 25 af åbningen 2 er direkte forbundet med udsparingen 11 i understøtningspladen 1. Yderdiameteren af det cylinderformede parti 20 af hun-ringen 17 har i det væsentlige samme dimension som åbningen 2, mens inderdiameteren af partiet 20 i det væsentlige er lig med yderdiameteren af han-ringens 16 cylinderformede parti 19, hvis længde iøvrigt er således, at dens ombukkede del efter fastgørelsen til pakningen 18 i det væsentlige ligger i samme plan som kanten 22 af hun-ringen 17. Endvidere er udsparingen 11 i understøtningspladen 1 således, at yderfladen 36 af kanten 21,22 af hver ring 16,17 efter monteringen af fastgørelsesorganet ligger i det væsentlige i samme plan som membranen på hver pladeskål 3.

Pakningen 18 behøver naturligvis ikke at være O-ringformet, men kan også have et rektangulært eller kvadratisk tværsnit, og den kan hensigtsmæssigt fremstilles af et passende formstof, såsom nitrilgummi, ethylen-butylen-gummi, butylgummi, butadien-styren, chloropren, fluorocarbon, silicone, fluorosilicone, polyacrylater eller polyurethan.

Til montering af det på fig. 3 viste fastgørelsesorgan anvendes som vist på fig. 4 en plan understøtning 26, hvis kontur i det væsentlige svarer til konturen af understøtningspladen 1. Understøtningen 26 har på hvert sted svarende til en åbning 2 i støttepladen 1 en centreringscylinder 27 i fast forbindelse med understøtningen, og hvis længdeakse svarer til aksen af den pågældende åbning 2. Omkring cylinderen 27 anbringes et ringformet legeme 28, hvis inderdiameter svarer til diameteren af cylinderen 27, og hvis yderdiameter svarer til inder-diameteren af han-ringen 16. Det parti af det ringformede legeme 28, der er i berøring med understøtningen 26, afsluttes hensigtsmæssigt med en afrunding, hvis radius svarer til krumningsradius for forbindelsen imellem det cylinderformede parti 19 og kanten 21 af han-ringen. Det ringformede legeme 28 og cylinderen 27 kan eventuelt også udformes i ét stykke.

På den vandret anbragte understøtning 26 anbringes derefter successivt på hvert sted, hvor der er en åbning 2 i understøtningspladen 1: en han-ring 16 omkring det ringformede legeme 28, en forud udskåret membran 15, understøtningspladen 1, en membran 15, hun-ringen 17 og pakningen 18. Derefter anbringes omkring centrerings-cylinderen 27 et låselegeme 29 med en boring 30 med samme diameter som cylinderen 27. Legemet 29, hvormed han-ringen 16 over pakningen 18 kan fastlåses til hunringen 17 under sammentrykning af pakningen 18, omfatter to cylinderformede partier, hvoraf det ene har en diameter 31 lidt mindre end omkredsen af ribben 23 på kanten 22 af hun-ringen 17, og det andet har samme diameter som inderdiameteren af det cylinderformede parti 19 af han-ringen 16. Overgangen imellem de to cylinder-formede partier af låselegemet 29 sker gennem en afrunding 32, hvormed enden af det cylinder formede parti 19 af han-ringen 16 kan ombukkes i den ønskede form på pakningen 18, når låselegemet 29 og det ringformede legeme 28 bringes til indbyrdes anlæg.

Anbringelsen af hvert fastgørelsesorgan ifølge opfindelsen på en understøtningsplade 1 sker således med et simpelt apparatur, hvormed der tilvejebringes en konstant afstand imellem kanten 22 af hun-ringen 17 og kanten 21 af han-ringen 16. Delene 29 og 28 nærmes hinanden ved anbringelse imellem pladerne af en presse. Alle fastgørelsesorganer til en og samme understøtnings-plade 1 bringes fortrinsvis på plads samtidig.

Fig. 5 viser en ændret udførelsesform for fastgørelses-organet ifølge opfindelsen, hvor man for simpelheds skyld kun har vist halvdelen af organet, men det forstås, at den ikke viste halvdel er symmetrisk i forhold til længdeaksen af den pågældende åbning 2 i understøtnings-pladen 1. I denne udførelsesform befinder pakningen 18 sig ikke i en udhuling i det cylinderformede parti 20 af hun-ringen 17 som i udførelsesformen på fig. 3, men på kanten 22 af hun-ringen 17, fortrinsvis i en rille 33 i kanten 22. Under monteringen af dette organ på en understøtningsplade ombukkes enden af det cylinder-formede parti 19 af han-ringen 16 altså til berøring med pakningen 18 på hun-ringens 17 kant 22, der hensigtsmæssigt imellem det cylinderformede parti 20 og rillen 33 er udformet således, at enden af han-ringen 16 efter dens ombukning omkring pakningen 18 vil ligge i det væsentlige i samme plan som kanten 22 af hun-ringen 17 på den anden side af rillen 33. Udsparingen 11 i støttepladen 1 på samme side som hun-ringen 17 omfatter hensigtsmæssigt en cirkelformet rille 34 til positionering af rillen 33 i hun-ringen 17.

Fig. 6 viser en tredie udførelsesform for fastgørelses-organet ifølge opfindelsen, hvor han-ringen 16 har et cylinderformet parti 19, hvis længde ikke svarer til hele tykkelsen af understøtningspladen 1 ud for udsparingerne 11 til en åbning 2. Hun-ringen 17 omfatter et cylinderformet parti 20, hvis længde svarer til hele tykkelsen af understøtningspladen 1 ud for udsparingerne 11, og hvis ende omfatter et fortrinsvis afrundet parti 33 rettet indad fra det cylinderformede ringparti 20. Pakningen 18 fastklemmes herved tætlukkende imellem den afrundede ende 35 af det cylinderformede parti 20 af hun-ringen 17 og den ombukkede ende af det cylinder-formede parti 19 af han-ringen 16.

EKSEMPEL

Et fastgørelsesorgan med den på fig. 3 viste udformning fremstilles af rustfrit stål. Tykkelsen af ringene 16 og 17 er 0,5 mm. Inderdiameteren af det cylinder formede parti 20 af hun-ringen 17 og yderdiameteren af det cylinderformede parti 19 af han-ringen 16 er 67 mm. Kanterne 21 og 22 af hver ring har en yderdiameter på 89 mm.

Vinklen α for hver ring er 4°. Længden af det cylinder-formede parti 19 af han-ringen 16 er 6,6 mm før monteringen på understøtningspladen 1. Efter den indbyrdes fastlåsning på en understøtningsplade over en O-ringformet pakning 18, hvis inderdiameter er 66,4 mm og tværsnits-diameter er 1,8 mm, har yderfladerne 36 af kanterne 21 og 22 af ringene 16 og 17 en indbyrdes afstand på 5,6 mm. Krumningsradien ved overgangen imellem kanterne 21 og 22 af hver ring med det hosliggende cylinderformede parti 19 og 24 er 1 mm. Den anvendte pakning 18 består af kautsjuk.

Med dette organ til fastgørelse af membraner på en understøtningsplade 1 har der ikke kunnet spores nogen udsivning under et lufttryk på 6 bar.

Claims (7)

1. Organ til tætsluttende fastgørelse af semipermeable membraner (15) omkring gennemløbsåbninger (2) i en membranunderstøtningsplade (1) på begge dennes to modstående flader i en med selektiv permeabilitet arbejdende separator, hvilket organ omfatter en han-ring (16) og en hunring (17), der udviser en kant (21,22) og et cylinder-formet parti (19,20), hvilke kanter (21,22) presser membranerne (15) mod understøtningspladen (1), kendetegnet ved, at ringene (16,17) er dyb-trukne metalringe, der er fastgjort indbyrdes tætsluttende ved ombukning af enden af det cylinderformede parti (19) af han-ringen (16) omkring en pakning (18) under montagen af organet på understøtningspladen (1).

2. Fastgørelsesorgan ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hun-ringen (17) udviser et cylinderformet parti (24) med en større diameter, der slutter direkte til kanten (22) og er lejret i en tilsvarende reces (25) i understøtningspladen (1), og at pakningen (18) er beliggende i dette parti (24).

3. Fastgørelsesorgan ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hun-ringen (17) udviser en rille (33) i ringens kant (22), og at pakningen (18) er beliggende i rillen (33).

4. Fastgørelsesorgan ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at den cylinderformede ende (19) af han-ringen (16) efter ombukningen befinder sig i det væsentlige i samme plan som kanten (22) af hunringen (17).

5. Fastgørelsesorgan ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hun-ringen (17) har et cylinderformet parti (20), hvis længde i det væsentlige svarer til tykkelsen af understøtningspladen (1) i nærheden af åbningen (2), og hvis ende udviser et fortrinsvis afrundet parti (35) rettet indad fra det cylinderformede parti (20), og at pakningen (18) ligger an imod partiet (35) efter ombukningen af enden af det cylinderformede parti (19) af han-ringen (16).

6. Fastgørelsesorgan ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at kanterne (21,22) af hver ring (16,17) danner en vinkel (a) med aksen af den betragtede ring således, at kanterne (21,22) under monteringen af organet i åbningen (2) i understøtningspladen (1) under presning af membranerne imod pladen deformeres inden for de elastiske grænser af det anvendte metal til fremstilling af ringene (16,17).

7. Fastgørelsesorgan ifølge krav 6, kendetegnet ved, at ringene (16,17) består af rustfrit stål, og at vinklen (a) andrager imellem 3° og 6°.