HU184595B - Device for separating gases - Google Patents

Description

A találmány tárgya köszülék egy gáz elválasztására gázke ver ékből. Ismeretes, hogy használatosak hengeres köpenybe helyezett üreges belsejű szálmembrán kötegek egy gáznak gázkeverékből való elválasztására. Ez a megoldás lehetővé teszi, hogy egy gáz a keverékből áthatoljon az üreges belsejű szálmembránok falain azok furataiba. Az üreges belsejű szálmembránok rendesen polimer anyagból készülnek, ennek következtében érzékenyek azokra a károsodásokra, melyek a köteg kezelésekor vagy a köpenybe helyezésekor következnek be. Az erre a célra használt acélköpenyek gyakran tartalmaznak revét, rozsdát, szennyeződést vagy más szemcsés anyagot, melyek károsíthatják az üreges belsejű szálmembránokat, miközben azokat beszerelik kötegelt állapotban a köpenybe, vagy a készülék későbbi üzemelése alatt. Lehetőség van arra, hogy gondosan kitisztítsuk a köpeny belsejét a szálköteg behelyezése előtt, ez azonban időrabló és költséges. Különböző megközelítések történtek az üreges belsejű szálak vagy csövek megvédésére a hőkicserélőkben és a gázáteresztő készülékekben a kezelés közben fellépő károsodás ellen.

Az US 3 526 275 lajstromszámú amerikai szabadalmi leírás olyan hőkicserélőt ismertet, melyben csó'alakú műanyag hőkicserélő elemeket alkalmaznak. Abból a célból, hogy a csőalakú elemeket megvédjék szállítás alatt, az elemeket perforált merev fémhüvellyel veszik körül. Miközben ez képes megvédeni a csőalakú elemeket a szállítás alatt, nem tesz semmit a csőalakú elemek megvédésére az acélköpenyben található revétől és más törmeléktől, ezek az anyagok ugyanis szabadon behatolnak a kötegbe a merev hüvelyben levő nyílásokon keresztül.

Az US 3 339 341 lajstromszámú amerikai szabadalmi leírás olyan gázáteresztő készüléket ismertet, melyben egy köteg üreges belsejű szálmembránt helyeznek el egy csőalakú köpenyben. A szálköteg megvédésére és a szálköteg keresztmetszet méretének csökkentésére a köteg nek a köpenybe való behelyezése közben, egy rugalmas, lyukacsos hüvely darab, előnyösen körkeresztmetszetű kötött textiltömlő fogja össze a szálköteget. Ennek nyilvánvalóan az a célja, hogy lecsökkentse a köteg keresztmetszetét a köpenybe történő beszerelés idejére. A szabadalom azt is megállapítja, hogy ez a tömlő a szálakat megvédi a szerelés alatt, de a készülék működése közben is. Nem hisszük azonban, hogy ez a tömlő sok védelmet fog jelenteni az üreges belsejű szálmembránok számára az ilyen köpenyekben gyakran található revével és más szemcsés anyagokkal szemben, minthogy az ilyen anyagok könnyedén áthatolnak a kötött textilanyagon és behatolnak a szálkötegbe.

Találmányunk összefoglalva: készülék egyik gáznak egy gázkeveréktől való elválasztására, melyben egy köteg üreges belsejű szálmembrán be van helyezve egy hengeres köpenybe, melyen van egy bevezetés a gázkeverék beeresztésére és egy kivezetőcsonk az át nem eresztett gáz kibocsátására, az üreges belsejű szálmembrán köteg áthalad egy műanyag szálrögzítő tömbön, mely be van erősítve a hengeres köpeny egyik végébe. Hasított cső alakú rugalmas lemez van behelyezve a köpenybe olyan helyzetben, hogy körülveszi a szálköteget és hozzá van erősítve a szálrögzítő tömb egyik végéhez. A hasított cső visszamaradó része mentes az összeszorítástól és úgy kiterjed, hogy érintkezésbe kerül a köpeny belső felületével.

A rajzmellékletet képező ábrákat az alábbiakban ismertetjük:

1. ábra: a találmány szerinti készülék hosszirányú metszete, mely mutatja a találmány szerinti különböző elemek elrendezését.

2. ábra: Az 1. ábra 2-2 vonala mentén készített keresztmetszeti kép, mely mutatja, hogy a hasított cső és a szálköteg kiterjedve hogyan kerül érintkezésbe a köpeny belső felületével.

3. ábra: nagyított részleges hosszmetszeti kép, mely megmutatja, hogy a hasított cső végébe helyezett gázelosztó elem hogyan kényszeríti a hasított csövet érintkezésbe a köpeny belső felületével.

4. ábra: részletkép, mely mutatja azokat a gyűrűket, melyek arra használatosak, hogy a hasított csövet és a szálköteget összeszorított állapotban tartsa a modul szállítása alatt.

Az alábbiakban találmányunkat részletesen ismertetjük. Hivatkozva a rajzok részleteire, azokon látható all hengeres acélköpeny, melynek van egy kiszélesedett 12 végrésze, melyen van egy 13 bevezető csőcsonk annak a gázkeveréknek beeresztésére, melyikből az egyik gázt el kell távolítani. Egy köteg 16 üreges belsejű szálmembrán van belehelyezve és ez kiterjed all hengeres acélköpeny teljes hosszában és átterjed a műanyag 17 szálrögzítő tömbön, mely úgy van behelyezve a kiszélesített 12 végrészbe és annak a végébe, hogy a 16 üreges belsejű szálmembrán falain annak furataiba áteresztett fluidum a 17 szálrögzítő tömbön keresztül eljuthat a 18 kamrába. Az áteresztett gáz a 18 kamrából távozva hagyja el a készüléket egy 19 kieresztő csőcsonkon keresztül. Ez a 19 kieresztő csőcsonk a 20 fedőlemezen halad keresztül, mely utóbbi pedig 21 csavarokkal van hozzáerősítve a kiszélesített 12 végrészhez. A 22 tömítőgyűrűk és a 23 tömítés akadályozza meg a gázok elszivárgását. A 17 szálrögzítő tömb 25 csavarokkal hozzá van erősítve egy 26 gyűrűalakú elemhez, melynek a 22 tömítőgyűrűk közé helyezett 27 karimája a szálrögzítő tömb tartását végzi. A 25 csavarok másik végéhez hozzá van erősítve 30 gyűrű, melyhez hozzá van hegesztve 31 cső, mely körülveszi és megvédi 17 szálrögzítő tömböt a kezelés alatt. Szintén a 30 gyűrűhöz hozzáhegesztve van egy 32 csőalakú elosztó elem, mely végigteijed a 12 végrészben körülvéve a 16 üreges belsejű szálmembrán köteget. Az elosztó elem, mely a szálrögzítő tömbbel és a kiszélesített 12 végrészszel képezi az elosztó elemet körülvevő 33 körkörös kamrát, el van látva több 34 nyílással, melyek lehetővé teszik, hogy a 13 bevezető csőcsonkon át behatoló gázok a 33 körkörös kamrából az elosztó elemen keresztül aló üreges belsejű szálmembrán kötegbe juthassanak. A 34 nyílások a 11 hengeres acélköpeny tengelyére merőleges sflíban fekszenek és helyzetüket az alábbi képletek szabják meg:

0,4<^»l,3

0,2 >0,6 ahol d a szálrögzítő tömb felülete és a 34 nyílás közepe közötti távolság, l a távolság a szálrögzítő tömb felületétől a 13 bevezető csőcsonk középvonaláig és D a szálköteg átmérője a szálrögzítő tömbben, A 34 nyílások ilyen elhelyezése megakadályozza a 16 üreges belsejű

184 595 szálmembrán károsodását a 13 bevezető csőcsonkon át behatoló gázkeverék által. A 34 nyílások ilyen elhelyezése csökkenti annak lehetőségét is, hogy a 16 üreges belseje szálmembránnak a 17 szálrögzítő tömbbel szomszédos része károsodjék, mivel aló üreges belsejű szálmembránok ezen a ponton a legtörékenyebbek.

A 17 szálrögzítő tömböt úgy készítjük, hogy a 16 üreges belsejű szálmembrán köteg alsó végét belelógatjuk egy öntőformába és ezután öntőgyantát töltünk a formába. Ennek a gyantának a szálrögzítő tömböt kialakító keményedéssel járó térhálősodása előtt és alatt, a gyanta felhúzódik növekszik a köteg átmérőjével és a köteg közepén a legnagyobb. Ebben a felszívódási tartományban és ennek szomszédságában a legridegebbek és legtörékenyebbek a szálak, nyilvánvalóan a szálrögzítő tömb térhálósítása közben a szálakhoz juttatott hő következtében. A 35 hivatkozási szám mutatja a károsított tartomány végét. A 34 nyílások elhelyezése a fenti ismertetés szerint, lényegében kiküszöböli azt a károsodást, melyet a szálakon a készülékbe nagy sebességgel behatoló gázáram okoz.

A 11 hengeres acélköpeny másik vége el van látva egy 37 második fedőlemezzel, mely hozzá van csavarozva a 11 hengeres acélköpenyhez és rendelkezik 38 kivezetőcsonkkal a gázkeverékből át nem eresztett gázok kiürítésére. A 11 hengeres acélköpeny és a 37 második fedőlemez közé helyezett 39 tömítőgyűrű arra szolgál, hogy megakadályozza az át nem eresztett gázkeverék elszivárgását. A 16 üreges belsejű szálmembránoknak a 37 második fedőlemez közelében levő végei úgy el vannak tömítve, hogy az egyetlen kijárat az áteresztett gáz számára a száak furataiból a 17 szálrögzitő tömbön keresztül létezik.

A 11 hengeres köpeny belsejébe helyezve és körülvéve a 16 üreges belsejű szálmembránok köteget, van egy rugalmas lemez, mely hasított cső alakú, mely arra szolgál, hogy megvédje aló üreges belsejű szálmembránokat a kezelés és a működés alatt. Ennek a hasított csőnek normál körülmények között, azaz akkor, amikor nincs öszszeszorítva, nagyobb az átmérője, mint a köpeny belső átmérője. A 41 hasított cső egyik vége körülveszi a 32 csőalakú elosztóelemet és ahhoz hozzá van erősítve egy ismert típusú 42 csőbilinccsel.

A 41 hasított cső rugalmas lemezanyagból készül, így vékony rozsdamentes acélból, mely oldalirányban olyan csőalakzattá nyomható össze, melynek átmérője kisebb, mint all hengeres acélköpeny belső átmérője. A 41 hasított cső ebben a csőalakzatban tartható, egymást átfedő szélekkel, a szállítás és a kezelés közben. Ezután, amikor megtörtént a hasított cső behelyezése all hengeres acélköpenybe és már nincs összeszorítva, rugalmassága arra készteti a hasított csövet, hogy kiterjedjen és érintkezésbe kerüljön all hengeres acélköpeny belső felületével. A lemez, melyből a hasított cső készült, elég széles ahhoz, hogy a szélek akkor is átfedésben maradjanak , amikor a hasított cső a hengeres acélköpenyben teljes mértékben kiterjedt. A 16 üreges belsejű szálmembránok így a 41 hasított cső síma, tiszta belső felületével kerülnek érintkezésbe és a 11 hengeres acélköpenyből reve és más törmelék nem hatolhat be a szálkötegbe. Egyes alkalmazásokhoz a 41 hasított cső lehet perforált, de előnyös, ha perforálatlan.

A 32 csőalakú elosztóelem külső átmérője legalább olyan nagy, mint all hengeres acélköpeny belső átmérője úgy, hogy a 41 hasított cső kényszerítve van arra, hogy érintkezésbe kerüljön a 12 végrésszel és csökkent a gázkeverék elszivárgásának lehetőségét all henger acélköpeny és a 41 hasított cső között. A 32 csőalakú e osztóelem külső átmérője előnyösen nagyobb a 11 hei geres acélköpeny belső átmérőjénél úgy, hogy a hasitól cső nagyon szoros érintkezésbe hozható all hengere acélköpeny végével a kiszélesített 12 végrész szomszéds gában. Ennek legjobb illusztrálása a 3. ábrán látható.

Ennek a készüléknek a használata esetén egy modul szállítanak a felhasználás helyszínére, mely a 17 szálrög zítő tömbből, a 32 csőalakú elosztóelemből és a 16 üre ges belsejű szálmembránokat körülvevő 41 hasított cső bői áll, és ezt helyezik be a helyszínen all hengere acélköpenybe. Szállítás alatt a 41 hasított cső a 16 üre ges belsejű szálmembrán köré van szorítva olyan átmérő jű csőszerű alakzattá, melynek átmérője kisebb, mint £ 11 hengeres acélköpeny belső étmérője. A hasított csövet több 45 gyűrűvel (lásd 3. ábrát) tartjuk ebben az ol dalról összenyomott alakzatban, mely gyűrűk meghatá rozott távolságokban körülveszik a hasított csövet. A 45 gyűrűk elcsúsztathatóan vannak a hasított csőre felszerelve úgy, hogy amikor a modul behelyezésre kerül a köpenybe, ezek elcsúsztathatok a hasított cső egyik végébe, vagy teljesen eltávolíthatók, hogy lehetővé tegyük, hogy a hasított cső teljes mértékben kitágulva kitöltse a hengeres acélköpenyt. Ez lehetővé teszi, hogy a szálköteg szétnyíljon és az egymástól elválasztott szálak között a gázkeverék könnyebben átáramoljon a szálkötegen.

Gázkeveréket engedünk all hengeres acélköpenybe a 13 bevezető csőcsonkon keresztül és azután áteresztjük a 34 nyílásokon keresztül a szálkötegbe. Miközben a gázkeverék áthalad all hengeres acélköpenyen a 38 kivezetőcsonkig, legalább az egyik gáz áteresztődik a szálak falán keresztül azok furatába és kivezethető a készülékből a 19 kieresztő csőcsonkon keresztül.

Claims (11)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Készülék gázok szétválasztására, azzal jellemezve, hogy a készülék az alábbiakból áll:

   a) hengeres köpenyből, mely bevezető csőcsonkkal rendelkezik a gázkeveréknek a köpenybe történő beengedésére és egy kivezető csőcsonkkal az át nem eresztett gázoknak a köpenyből való kiürítésére;

   b) üreges belsejű szálmembrán kötegből, mely el van helyezve a köpenyben, az említett membránok jobban áteresztik a gázkeverékből az egyik gázt, mint a többit;

   c) szálrögzitő tömbből, mely el van helyezve a köpenyben az üreges belsejű szálmembrán köteg egyik végén, az említett szálak áthaladnak a szálrögzítő tömbön, és

   d) rugalmas lemezből, mely hasított cső alakú és úgy van elhelyezve a köpenyben, hogy körülveszi a szálköteget, az említett hasított cső hozzá van erősítve a szálrögzítő tömbhöz, az említett hasított cső visszamaradó része mentes az összeszorítástól és kiterjedve érintkezésben van a köpeny belső felületével.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a hasított cső átmérője normál körülmények között nagyobb a köpeny belső átmérőjénél.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a hengeres köpeny egyik végén kiszélesedett rész van, az említett szálrögzítő tömb ebben a

   184 595 kiszélesedett részben van elhelyezve, egy csőalakú elosztóelem hozzá van erősítve a szálrögzítő tömbhöz és úgy terjed ki, hogy részben beleér a hasított cső végébe, az említett hasított cső hozzá van erősítve a csőalakú elosztóelemhez, a csőalakú elosztóelemen nyílás van a gázkeveréknek a köpenyből az üreges belsejű szálköteghez való beengedésére, a bevezetőcsonk az említett kiszélesedett részben van.
4. 4. A 3. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a csőalakú elosztóelem kisebb, mint a köpeny kiszélesedett része.
5. 5. A 4. Igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a csőalakú elosztóelem külső átmérője legalább olyan nagy, mint a köpeny belső átmérője úgy, hogy a hasított cső érintkezésben van az említett hengeres köpeny említett végének belső felületével.
6. 6. A 4. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a csőalakú elosztóelem külső átmérője nagyobb a hengeres köpeny belső átmérőjénél.
7. 7. A 4. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy annak a rugalmas lemeznek a szálai, melyből a hasított cső készül, egymást átlapolják.
8. 8. A 7. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a nyílás úgy van elhelyezve, hogy

   0,4-1,3

   D

   0,2^0,6 ahol d a hasított cső és az említett nyílás közötti távolság, l a hasított cső és a köpeny bevezető csőcsonkja közötti távolság és D az üreges belsejű szálmembrán köteg átmérője.
9. 9. A 8. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a csőalakú elosztóelemen több említett nyílás van, az említett csőalakú elosztóelem tengelyére merőleges síkban.
10. 10. A 8. igénypont szerinti készülék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az említett kieresztő csőcsonk a köpeny végén van távol az említett kiszélesedett végrésztől.
11. 11. Készülék gázok szétválasztására, azzal jellemezve, hogy a készülék az alábbiakból áll:

    5 a) hengeres köpenyből, melynek kiszélesedett végrésze van, a gázkeveréknek a köpenybe való beengedésével;

    b) üreges belsejű szálmembrán kötegből, mely a köpenyben van elhelyezve, az említett szálmembránok jobban áteresztik a gázkeverék egyik gázát, mint a többit;

    10 c) szálrögzítő tömbből, mely az említett kiszélesedett végrészben van elhelyezve, az említett szálmembránok áthaladnak az említett szálrögzítő tömbön, az említett szálmembránok ellenkező vége le van forrasztva;

    d) egy első fedőlemezből, mely hozzá van erősítve a 15 kiszélesedett végrészhez a végrész lezárására, az említett fedőlemezen kieresztő csőcsonk van az áteresztett gáz számára;

    e) gyűrűalakú elemből, mely hozzá van erősítve a szálrögzítő tömbhöz a köpeny végén és rendelkezik egy kari20 mával, mely a fedőlemez és a kiszélesedett végrész között van elhelyezve a szálrögzítő tömb tartására;

    f) gyűrűből, mely hozzá van erősítve a szálrögzítő tömbhöz az említett kiszélesedett végrészben;

    g) csőből, mely hozzá van erősítve a gyűrűhöz olyan 25 helyzetben,hogy körülveszi a szálrögzítő tömböt;

    h) csőalakú elosztóelemből, mely hozzá van erősítve a gyűrűhöz és benyúlik az említett végrészbe, az említett csőalakú elosztóelemen nyílás van a gázkeverék beeresztésére a köpenyből a szálköteghez;

    30 i) rugalmas lemezből, mely hasított cső alakban van elhelyezve a köpenyben oly módon, hogy körülveszi a cső alakú elosztóelem végét;

    j) bilincsből, mely tartja a hasított cső végét a csőalakú elosztó elem végén, a hasított cső visszamaradó része

    35 szabad és kiterjed, hogy érintkezésbe kerüljön a köpeny belső felületével, és

    k) második fedőlemezből, mely hozzá van erősítve a hengeres acélköpenyhez a szálmembránok leforrasztott vége közelében és van rajta egy kivezetőcsonk az át nem

    40 eresztett gázoknak a köpenyből történő kivezetésére.