PL64897B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 28.VI.1967 (P 121 430) 07.VII.1966 Stany Zjednoczone Ameryki 5.X.1972 64897 KI. 12dfl/04 MKP BOld 13/04 UKD CZ\ iELNIA Urzedu Pai«aliv»go Pilski hnrzTpKporRlI Lrtwj Twórca wynalazku: Per Nyrop Wlasciciel patentu: Dorr — 01iver Incorporated, Stamford (Stany Zjed¬ noczone Ameryki) Wklad do przeponowego rozdzielania, szczególnie roztworów i zawiesin na odrebne frakcje oraz sposób jego wytwarzania Przedmiotem wynalazku jest wklad do przepono¬ wego rozdzielania szczególnie roztworów i zawiesin na odrebne frakcje oraz sposób jego wytwarzania.Przepony sa stosowane przy elektrodializie ultra- filtracji, zwrotnej osmozie i stanowia istotny ele¬ ment w procesach rozdzielanda roztworów i zawie¬ sin na odrebne frakcje. Dla wykonania takiego od¬ dzielenia frakcji w skali przemyslowej konieczne jest stosowanie przepon o duzych powierzchniach czynnych, które wstawia sie do obrabianego roz¬ tworu lub zawiesiny. Przepony te moga sie skla¬ dac z wielu elementów przeponowych polaczonych ze soba, tworzacych zespól. Zespól taki wprowadza sie w obudowe zaopatrzona we wloty, wyloty i ka¬ naly przeplywowe dla kierowania roztworu zawie¬ siny do powierzchni przepony i do odprowadzenia powstalych frakcji z urzadzenia.Stwierdzono, ze przepony stosowane w procesach rozdzielania roztworów i zawiesin posiadaja ograni¬ czona zywotnosc, poniewaz mikroopory w przepo¬ nie sa zatykane przez czasteczki, które tworza po¬ wloki, czy tez zlepy na powierzchni przepony. Zja¬ wiska te lacznie z innymi przyczynami, z których niektóre nie sa jeszcze calkowicie zrozumiale, zmniejszaja szybkosc strumienia substancji prze¬ chodzacej przez przepone. Chociaz istnieja dostep¬ ne srodki zaradcze, w celu oczyszczenia przepony i przywrócenia jej do stanu pierwotnego, to musi ona ostatecznie ulec wymianie. Dlatego tez ze wzgledu na ekonomie procesów oddzielania prze- 10 15 20 25 2 ponowego wazne jest, aby przepony mogly byc szybko i tanio wymienione bez wykorzystywania specjalistów.Dotychczas wstawianie zasadniczych przepon do konstrukcji zespolów przeponowych odbywalo sie przy pomocy urzadzen, których obsluga wymagala wysokich kwalifikacji Wstawianie tych zasadni¬ czych przepon bylo przy tym pracochlonne. Znane sa na przyklad wklady przeponowe wykonane me¬ toda odlewania ciaglego lub nieciaglego z tworzyw sztucznych. Znane sa równiez wklady przeponowe skladajace sie z uksztaltowanych elementów nos¬ nych, których polaczenia sa uszczelnione odpowied¬ nimi uszczelkami. Nalezy jednak zauwazyc, ze przepony sa cienkie i kruche i w zwiazku z tym sa klopotliwe przy montazu takiego wkladu. Co wier cej powstaja zaGadnicze problemy z uszczelnianiem takiego wkladu. Stwierdzono na przyklad, ze pró¬ by uszczelniania wkladu przeponowego za pomoca uszczelnien typu pierscieniowego powoduja po¬ wstanie punktów naprezen w przeponie. Punkty te charakteryzuja sie zmniejszona przepuszczalnoscia, co uwidacznia sie w odpowiedniej próbie barwie¬ nia. Wada znanych wkladów przeponowych' jest równiez to, ze przepony zrywaly sie pod cisnie¬ niem zasilania.Celem wynalazku jest usuniecie powyzej omó¬ wionych wad dotychczas znanych i stosowanych wkladów przeponowych, natomiast zadaniem wy¬ nalazku jest zastosowanie odpowiedniego ukladu 6489764897 3 elementów tworzacych te wklady, odpowiedniego materialu do ich wytwarzania oraz specjalnej obróbki tych wkladów eliminujacych ich kruchosc.Cel ten zostal zrealizowany przez opracowanie wkladu przeponowego wedlug wynalazku, który sklada sie z szeregu pokrytych selektywnie przepu¬ szczalna powloka porowatych elementów nosnych przepuszczalnych dla cieczy, polaczonych koncami z nieprzepuszczalna przegroda, przy czym elementy te sa rozmieszczone równolegle obok siebie po jednej stronie przegrody, a konce tych elementów nosnych wysltaja poza przegrode nieprzepuszczalna, laczac sie z przestrzenia po przeciwnej jej stronie, z tym, ze elementy nosne sa tak usytuowane wzgle¬ dem siebie, ze tworza miedzy soba kanaly, zapew¬ niajace odprowadzenie cieczy przestrzenia pomie¬ dzy tymi elementami.Porowate elementy nosne skladaja sie z warstw P^yt* plaskich lub uksztaltowanych spiralnie i sa wykonane z materialu wlóknistego, którego luzne wlókna wystaja z powierzchni nie wiecej niz okolo 50% grubosci przepony, przy czym porowate ele¬ menty nosne sa wykonane z papieru laminowanego lub innego laminowanego materialu.Porowate elementy nosne skladaja sie z warstw srodkowej i zewnetrznych, z tym, ze warstwy tych porowatych elementów nosnych sa nasycone zywica fenolowa w ilosci okolo 50% w, stosunku do tych warstw srodkowej i zewnetrznych i zlaczone sa ze soba w podwyzszonej temperaturze pod naciskiem okolo 0,7 kg/cm2, przy czym srodkowe warstwy po¬ rowatych elementów nosnych od strony przeciwnej kierunkowi przeplywu cieczy maja nalozona war¬ stwe porowata o drobnych porach pozwalajacych na przeplyw cieczy w kierunku prostopadlym do jej powierzchni. - Porowate elementy nosne na swym obwodzie w miejscu przeciecia sie z przegroda maja uszczelnie¬ nie z tworzywa uszczelniajacego wiazacego sie za¬ równo z materialem porowatego elementu nosnego jak i z materialem nieprzepuszczalnej przegrody, przy czym tworzywo uszczelniajace jest umieszczo¬ ne na odkrytych brzegach porowatych elementów nosnych i pomiedzy stykajacymi sie ze soba po¬ wierzchniami porowatych elementów nosnych i nieprzepuszczalnej przegrody.Nieprzepuszczalne przegrody korzystnie maja po¬ stac plyt okraglych i rur.Sposób wytwarzania wkladu wedlug wynalazku polega na tym, ze wklady z porowatych elementów nosnych zanurza sie w kapieli stanowiacej ciecz tworzaca selektywnie przepuszczajaca przepone, po czym wyjmuje sie te porowate elementy nosne z tej kapieli wraz z powstala na nich warstwa cie¬ czy i tak utworzone na powierzchni elementów nos¬ nych poddaje sie obróbce powodujacej powstanie selektywnie przepuszczajacej przepony.W czasie zanurzania wkladów z porowatych ele¬ mentów nosnych w kapieli powlekajacej wytwarza sie w przestrzeniach odciekowych i wewnetrznych szczelinach tych elementów podcisnienie od 12,7 do 254 mm Hg, przy czym wytworzone wewnatrz po¬ rowatych elementów nosnych podcisnienie przy za¬ nurzaniu ich w kapieli zmniejsza sie podczas ich wyjmowania z kapieli w "granicach od polowy do jednej piatej jego poczatkowej wartosci, z tym, %e obróbke powodujaca powstawanie selektywnie przepuszczajacej przepony przez zanurzanie poro¬ watych wkladów z porowatych elementów nosnych 5 przeprowadza sie kolejno w kilku odpowiednich kapielach przy zachowaniu podcisnienia wewnatrz tych elementów.Jako ciecz na selektywnie przepuszczajaca prze¬ pone stosuje sie ciecz o lepkosci od 100 do 3500 10 centypuazów.Wklad z porowatych elementów nosnych przed zanurzeniem w kapieli stanowiacej ciecz tworzaca selektywinie przepuszczajaca przepone poddaje sie wstepnej obróbce w celu zahamowania nasycania 15 ich ta kapiela. Tworzywo uszczelniajace obwód po¬ rowatych elementów nosnych nanosi sie przed za¬ nurzaniem w kapieli tworzacej selektywnie przepu¬ szczajaca przepone.Sposób wytwarzania wkladu wedlug wynalazku 20 polega na tym, ze z szeregu plytek nosnych z poro¬ watego materialu przepuszczajacego ciecz, montuje sie o odpowiedniej konstrukcji wklad przeponowy.W ten sposób scalony wklad zanurza sie tak, aby wytworzyc warstwe cieczy na przeciwleglych po- » wierzchmiach nosnych plytek, porowatych. Kon¬ strukcja wkladu musi byc tak zaprojektowana, aby zapewnic styk cieczy tworzacej selektywnie prze¬ puszczajaca przepone ze wszystkimi powierzchnia¬ mi porowatych elementów nosnych i aby zapewnic 30 odpowiednie odprowadzenie nadmiernej ilosci cie¬ czy po wyjsciu wkladu z kapieli. Gotowy wklad jest stosowany w odpowiedniej obudowie dla stwo¬ rzenia czynnego zespolu do oddzielania' membrano¬ wego. 35 Porowate elementy nosnev na których wytwarza sie selektywnie przepuszczajaca przepone, stanowia laminowana konstrukcje z plyt wielowarstwowych, przy czym warstwy stanowiace rdzen porowatych elementów nosnych maja otwarte pory dla latwego 40 odprowadzenia odcieków wzdluz plaszczyzny plyty.Warstwy zewnetrzne porowatych elementów nos¬ nych posiadaja odpowiednio drobne pory, aby utrzy¬ mywac ciekla powloke tworzaca selektywnie prze* puszczajaca przepone, która ma byc na nich nalo- 45 zona.Poniewaz selektywnie przepuszczajace przepony wkladów przeponowych wedlug wynalazku sa wy¬ konane przez nakladanie na porowate elementy nosne powloki w postaci cieczy, to przystosowuja 50 sie one do wszystkich niedokladnosci konstrukcji nosnej.Selektywnie przepuszczajaca powloka przepono¬ wa wedlug wynalazku przylega nie tylko do po¬ wierzchni porowatych elementów nosnych lecz 55 takze ma wewnetrzna powierzchnie styku z_ kaz¬ dym innym elementem skladowym scalonego wkla¬ du, z którym przepona styka sie, na przyklad z nieprzepuszczalna przegroda. Dlatego tez przez odpowiedni dobór materialów mozna uzyskac 60 dobre przyleganie przepony do innych elementów skladowych wkladów oraz skuteczne uszczelnienie wkladu bez powstawania naprezen w przeponie.Poniewaz przepone uzywa sie w konstrukcjach uprzednio skladanych, niniejszy wynalazek umoz- 65 liwia dodatkowo regeneracje przepony przez zerwa-64897 nie lub rozpuszczenie starej, zatkanej przepony i przez powleczenie powtórne konstrukcji nosnej swieza powloka przeponowa.Przedmiot wynalazku jest przykladowo pokazany na rysunku, na którym fig. 1' przedstawia wklad w widoku z boku, fig. 2 — wklad przepony wedlug fig. 1 w widoku z góry, fig. 3 — inne wykonania wkladu przeponowego wedlug wynalazku w prze¬ kroju wzdluznym, fig. 4 — zespól przeponowy wedlug fig. 3 w przekroju wzdluz linii 4—4, fig. 5, 6K7 i 8 — elementy wkladu przeponowego uszczel¬ nione wedlug wynalazku, fig. 9 — urzadzenie do zanurzania wkladów przeponowych w kapieli wy¬ twarzajacej powloki przeponowe.Wklady przeponowe wedlug wynalazku przedsta¬ wione na fig. 1 do 4 sa laczone w zespoly scalone przed nalozeniem delikatnych selektywnie prze¬ puszczajacych przepon. Selektywnie przepuszczajace powloki przeponowe sa nastepnie wytwarzane na zewnetrznych plaszczyznach porowatych elementów nosnych przepuszczajacych ciecz przez zanurzenie w kapieli tworzacej selektywnie przepuszczajaca przepone. Przedstawiony na fig. 1 i 2 wklad 20 stanowiacy przeponowy zespól scalony, jest umiesz¬ czony w odpowiedniej obudowie 21, która jest przedstawiona schematycznie linia przerywana.Obudowa 21 posiada otwór wlotowy do zasilania 23, srodkowy otwór wylotowy 25 i otwór wylotowy dla odcieków. Wklad 20 sklada sie z pewnej liczby porowatych elementów nosnych 22, majacych postac najlepiej plyt ustawionych wzgledem siebie w ten sposób, aby posiadaly pomiedzy soba odpowiednie waskie powierzchnie lub kanaly 24. Plyty stano¬ wiace elementy nosne 22 sa porowate i posiadaja szczeliny laczace sie ze soba w celu przeprowa-^ dzania cieczy wewnetrznie wzdluz plaszczyzn plyt.Plyty 22 sa korzystnie wykonane z papieru lami¬ nowanego, jak to opisano ponizej. Jednakowoz i inne nosne materialy porowate moga^ byc stoso¬ wane wedlug wynalazku takie, jak porowate me¬ tale, porowate tworzywa sztuczne i ceramiczne w postaci spiekanej lub inne materialy wlókniste." Czesc koncowa kazdego porowatego elementu nosnego 22 plyty przechodzi poprzez szczeliny 26 wykonane w nieprzepuszczalnej przegrodzie 28.Przegroda 28 jest zaopatrzona w pierscien 29 o przekroju kolowym, opierajacy sie o obudowe 21 w celu uszczelnienia kanalów zasilajacych 24 od wylotowych otworów 27 dla scieków. Przeciwlegle konce porowatych elementów nosnych 22, to jest plyt, sa zamocowane w odstepie jeden od drugiego za pomoca plytkowego elementu dystansowego 30, który posiada wpusty 32 dopasowane do konców porowatych elementów nosnych 22. Wklad opisany wyzej stanowiacy nierozdzielny zespól jest nastep¬ nie powlekany zanurzeniowo w cieczy tworzacej selektywnie przepuszczajaca przepone w celu po¬ krycia powierzchni 34 porowatych nosnych ele¬ mentów 22.W odmianie wedlug fig. 3 i 4 wklad 50 stano¬ wiacy zespól, zawiera porowate elementy nosne 52 w postaci plyt, uksztaltowanych spiralnie, któ¬ rych konce sa osadzone w szczelinie 70 nieprze¬ puszczalnej przegrody majacej postac rury 54 o zamknietym koncu obejmujacej centralna przestrzen odciekowa 53. Taki wklad stosuje sie w obudowie cylindrycznej 55, która moze byc odcinkiem rury.Obudowa 55 jest zaopatrzona w króciec zasilajacy 56, posiadajacy ekran 58 w celu rozprowadzania 5 cieczy zasilajacej i w celu niedopuszczenia do zatkania wkladu 50 zbyt wielkimi czastkami znaj¬ dujacymi sie w cieczy. Króciec zasilajacy 56 jest zaopatrzony w przewód 60 o odpowiedniej kon¬ strukcji polaczony z odciekowa rura 54. Przewód io 60 stanowi rura 62, której jeden koniec jest osa¬ dzony w odciekowej rurze 54 a drugi w wystepie 64 posiadajacym uszczelke pierscieniowa 66.Rura 62 jest uszczelniona odpowiednio w rurze odciekowej 54 za pomoca pierscienia 68; 15 Porowate elementy nosne 52 w postaci" plyt, przepuszczajace ciecz, uksztaltowane spiralnie, sa wsuniete do wzdluznych szczelin 70, wykonanych w odciekowej rurze 54. Przestrzenie lub kanaly 72 pomiedzy porowatymi elementami nosnymi 52 20 majacymi postac spiralnych plyt sa ustalone za pomoca elementów dystansowych 74 w postaci wkladek.W tej odmianie wykonania wklad 50 skladajacy sie ze spiralnych plyt 52, z rury 54 i elementów 25 dystansowych 74, stanowiacy jednolity zespól 76 zanurza sie w kapieli w celu powleczenia powierz¬ chni porowatych plyt 52 znajdujacych sie ila zewnatrz rury odciekowej 54. J Na fig. 5 do 8 przedstawione sa powiekszone 30 przekroje porowatych elementów nosnych wykona¬ nych z laminowanego papieru i kilka odmian uszczelnien wedlug wynalazku. Na fig. 5 porowaty element nosny stanowi larriinat, zawierajacy war¬ stewke srodkowa 181 i warstewki zewnetrzne 183. 35 Laminowany element nosny umieszczony jest w nieprzepuszczalnej przegrodzie 184 i z nia pola¬ czony. Warstewka centralna 18i sluzy do odprowa¬ dzenia odcieku, lctóry przeszedl przez przepone wzdluz plaszczyzny laminatu i przez przegrode. Do 40 tego celu warstewka centralna 181 powinna po^ siadac maksymalna przestrzen lub powierzchnie otwarta. Dalej, poniewaz odpowiednie cisnienie za¬ silania jest konieczne do przeprowadzenia pfócesu oddzielenia, porowaty laminowany element Wkladu 45 jest poddany naprezeniu sciskajacemu miedzy przeciwleglymi porowatymi elementami nosnymi'..Wskutek tego warstewka centralna 181 porowatej elementu nosnego musi posiadac wystarczajaca wy¬ trzymalosc na sciskanie w celu zabezpieczenia-po^ 50 rów przed zgnieceniem. Stwierdzono, ze papier 0 grubosci 0,75 mm i posiadajacy gestosc 0,2 grama- na cm8 bedzie posiadac pozadane wlasnoscia Jezeli bedzie potraktowany zywica fenolowa.Warstewki zewnetrzne 183 sluza do przyjmowa- 55 nia powlokowej cieczy tworzacej przepone, do utrzymywania wytworzonej przepony pod istnieja¬ cymi cisnieniami zasilania i do przenoszenia odcie¬ ku z przepony do warstewki centralnej. Na war¬ stewke zewnetrzna nadaje sie papier o grubosci 60 0,25 mm potraktowany fenolem i posiadajacy gestosc bez zywicy 0,5 gram na cm8. Luzne wlókna papieru nie moga wystawac z powierzchni wieeej niz okolo 50% grubosci przepony, to znaczy okolo 0,025 do 0,1 mm, gdyz beda przerywaly ciaglosc « przepony, która jest oblana wokól takich wlókien*64897 Chociaz przy wielkosci porów do 0,2 mm zewnetrzna warstewka bedzie równomiernie utrzymywac prze¬ pone podczas pracy, to warstewki z porami mniej¬ szymi, na przyklad od 0,05 do 0,8 mm sa bardziej odpowiednie do zapobiegania nadmiernemu nasy¬ ceniu porowaitego nosnika przez ciekla powloke przepony.Srodkowe i zewnetrzne warstewki porowatego nosnika sa razem powiazane w celu przeciwdzia¬ lania delaminacji, ale sposób wiazania musi za¬ chowac zdolnosc nosnika porowatego do prze¬ puszczania cieczy. Stwierdzono, ze jezeli zastosuje sie wzglednie wielkie zawartosci fenolu okolo 50% w warstewkach papierowych lacznie z odpowiednio niskim cisnieniem wiazacym okolo 0,7 kg/cm2, to mozna otrzymac udane wiazanie bez niszczenia porów w papierze.Na brzegach porowatego elementu nosnego wy¬ konanego z laminatu stosuje sie uszczelnianie dla zabezpieczenia, aby ciecz tworzaca selektywnie przepuszczajaca przepone nie nasycala warstewki centralnej 181 i dla zapewnienia odpowiedniego podparcia dla przepony na tych brzegach. Jak to pokazano na fig. 5 uszczelnienie 185 jest nakladane w poprzek zewnetrznych brzegów laminatu przez szczotkowanie, walcowanie lub zanurzanie ma¬ terialu uszczelniajacego tego samego rodzaju co przepona. Przepona ^90 jest na skutek tego utwo¬ rzona nad uszczelnieniem brzegowym 185. Te uszczelnienia brzegu laminatowych elementów nos¬ nych mozna stosowac przed montowaniem wkladu, lecz moze byc korzystniejsze uszczelnienie tych brzegów po montazu, poniewaz brzegi przylegaja¬ cych warstewek sa wtedy wyprostowane i moga byc jednoczesnie uszczelnione we wkladzie tak, jak to pokazano na fig. 1 i 2.Jak pokazano na fig. 5 wklad jest zamontowany przez wstawienie laminowych plyt porowatych do uprzednio nacietych szczelin 182 w nieprze¬ puszczalnej przegrodzie 184. Pomiedzy plyta poro¬ wata i przegroda stosuje sie klej 186 w celu polaczenia tych elementów. Klej 186, moze byc wprowadzony na porowate warstewki 181 przez zanurzenie przed montazem i wtedy po wlozeniu do szczelin 182 nadmiar kleju i porowaty material plyty, pokazany za pomoca linii przerywanej, moze byc obciety w celu otwarcia kanalów odciekowych.Po pokryciu ciecza tworzy sie selektywnie prze¬ puszczajaca przepona 190 na plaszczyznach warstw zewnetrznych 183, na uszczelnieniu 185 i materiale sklejajacym 186. Material sklejajacy dobiera sie odpowiednio nie tylko w celu zamocowania plyty porowatej w przegrodzie nieprzepuszczalnej, lecz takze w celu przyklejania przepony, a przez to dla uszczelnienia zlacza miedzy arkuszem i przegroda.Jako kleje sa odpowiednie na przyklad: dla poli¬ merów jonowych — kleje usieciowane, takie jak fenolowe i aminowe. W przypadku zastosowania przepon z azotanu celulozy, akrylu lub kopolime¬ ru pozadana bedzie powloka z azotanu celulozy, która stanowic bedzie element wiazacy skuteczny nawet po jej osuszeniu.Na fig. 6 jest przedstawione polaczenie nieprze- puszczajacej przegrody z porowatym elementem nosnym w postaci plyty porowatej z laminatu o 10 centralnej warstewce 200 i warstewce zewnetrznej 201, który jest wstawiony w przegrodzie nieprze¬ puszczalnej 20? bez jakiegokolwiek czynnika skle¬ jajacego. Taka konstrukcja moze na przyklad byc 5 wykorzystana, jezeli przegroda bedzie wytlaczana lub odlewana wokól brzegów plyt wykonanych z laminatu. Jednakze w przypadku, gdy zadany ma¬ terial przegrody nie zostalby wlasciwie zwiazany bezposrednio z plyta, stosuje sie material posredni 204, który jest wybrany do polaczenia materialu przegrody z plyta na linii przeciecia plyty z prze¬ groda. Wówczas przy nastepnym powlekaniu przez zanurzenie powstala selektywniex przepuszczajaca przepona 206 tworzy zwiazana nakladke na ma- 15 50 55 teriale posrednim 204.Fig. 7 przedstawia konstrukcje zlacza nieprze¬ puszczalnej przegrody i plyty porowatej, w którym zarówno przegroda nieprzepuszczalna, jak i plyta 20 porowata sa zanurzone do kapieli wytwarzajacej selektywnie przepuszczajaca przepone.Wskutek tego selektywnie przepuszczajaca prze¬ pone 210 tworzy sie na powierzchni porowatej plyty wykonanej z laminatu porowatego 212, 213 25 i takze na nieprzepuszczalnej przegrodzie 214. Ko¬ rzystnie material przegrody dobiera sie tak, ze laczy on i uszczelnia bezposrednio przegrode bez potrzeby uzycia posredniego czynnika sklejajacego.Jednakze gdy nie jest to mozliwe, mozna w tym 30 ukladzie wykorzystac jeden ze sposobów uszczel¬ niania materialem bezposrednim wedlug rysunków fig. 5, 6 i 8.Fig. 8 przedstawia zlacze plyty porowatej z nie- przepuszczajaca przegroda, w którym material 35 uszczelniajacy 220 zostal zastosowany do powloki selektywnie przepuszczajacej przepony 222 nanie¬ sionej na wykonane z laminatu plytki porowate 224, 225, które byly uprzednio montowane w prze¬ grodzie nieprzepuszczalnej 226. W tym przypadku 40 selektywnie przepuszczajaca przepone 222 stosuje sie do pokrycia zewnetrznych powierzchni warstw porowatych 224, 225 do punktu scisle przylegaja¬ cego do nieprzepuszczalnej przegrody 226, a do¬ piero wtedy stosuje sie szczeliwo 220. Sposób ten 45 moze byc szczególnie stosowany do wkladu poka¬ zanego na fig. 1 i 2, w którym szczeliwo plynne mozna zastosowac na górnej plaszczyznie nieprze¬ puszczalnej przegrody 28 w polozeniu pokazanym na fig. 1.Na rysunku fig. 9 przedstawiono schematycznie urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku. Urzadzenie to posiada wiele stanowisk w postaci odcinków szynowych 152, 154, 156 i 160 do przesuwania wózków kolowych 162. Wózki 162 sa przystosowane do zmontowanych konstrukcji wkladów, takich jak opisane wyzej w celu zanu¬ rzenia ich w kapieli i wytworzenia selektywnie przepuszczajacej przepony. Kazdy wózek 162 po¬ siada wewnatrz kanaly 164 prowadzace do jednego w lub wiecej elementów ustalajacych wklady 165.Elementy ustalajace sa dostosowane do szczelnego montazu wkladu na wózku, posiadajacym przestrze¬ nie wyciekowe polaczone z kanalami 164 wózków.Kazdy przewód 164 wózka ma otwór 166 przysto- 65 sowany do przylaczenia do przewodów 170 i 17264897 9 przewidzianych w pewnych odcinkach ukladu szy¬ nowego dla celów opisanych ponizej.Odcinki szynowe 154, 156 i 158 maja mechanizm do obnizenia odpowiedniego wózka i wkladów znajdujacych sie na nich do odpowiednich kapieli 173, 174 i 177. W celu realizacji tych funkcji obnizania lub zanurzania, odcinki szynowe 154, 156 i 158 sa podparte przez pionowe uklady srubo¬ we 175 posiadajace walki gwintowane 176 zamo¬ cowane nieobrotowe w sposób konwencjonalny w ustalonym polozeniu pionowym i zaopatrzone w odpowiednie srodki nie pokazane na rysunku, w celu wybiorczego dokrecania nakretek 178 w jed¬ nym lub w drugim kierunku do kontrolowanego podnoszenia i obnizania walków gwintowanych i sekcji szynowych.Alternatywnie urzadzenie do przesuwania wóz¬ ków przewozacych wklady ze stanowiska do sta¬ nowiska moze byc wykonane w postaci stolu obrotowego, zamiast pokazanego ukladu kolowego i szynowego. W takim przypadku kazdy wózek bylby zamontowany na stole obrotowym i posia¬ dalby niezaleznie ruch pionowy.Zamontowane wklady bez przepon skladajace sie z porowatych elementów nosnych polaczonych z nieprzepuszczalna przegroda takie jak na fig. 1 i 2 sa zamocowane na wózku na stanowisku 152.Wózek przesuwa sie do stanowiska 154, gdzie wkla¬ dy sa obnizane przez uklady srubowe 175 w celu zanurzenia porowatych elementów nosnych w pierwszej kapieli 173. Jest to etap obróbki wstep¬ nej, podczas której porowate elementy nosne sa obrabiane w celu zabezpieczenia przed ich nasy¬ ceniem ciecza tworzaca selektywnie przepuszczaja¬ ca przepone. Tym przeciwimpregnacyjnym stop¬ niem moze byc jedynie zanurzenie w wodzie, przez co pory porowatych elementów nosnych sa wstep¬ nie napelnione w celu uniemozliwienia nasycenia przez ciecz tworzaca selektywnie przepuszczajaca przepone.W przypadku pewnych materialów tworzacych przepuszczajaca powloke przeponowa, jak na przy¬ klad octan celulozowy, wstepna obróbka woda dziala nie tylko jako fizyczna przeszkoda dla na¬ sycenia, lecz takze dziala w kierunku wytracenia roztworów na powierzchni rozgraniczajacej wode i roztwór. Sklad materialu tworzacego selektywnie przepuszczajaca przepone zapobiega jakiemukol¬ wiek dalszemu nasycaniu jej. Dla pewnych ma¬ terialów przeponowych moze byc konieczna bar¬ dziej skomplikowana obróbka przeciwimpregnacyj- na, jak na przyklad obróbka krzemowa. Poza tym kiedy uzywa sie jako porowatego elementu nosne¬ go papieru nasycanego zywica fenolowa, wysoka zawartosc fenolu w papierze nieodlacznie stwarza powinowactwo fobiowe z ciecza tworzaca przepone i w ten sposób przeciwdziala nasyceniu.^ Po etapie wstepnym obróbki na stanowisku 154 wózek przesuwa sie do stanowiska 156, gdzie wkla¬ dy zanurza sie do kapieli 174 z ciecza wytwarza¬ jaca powloke, która moze byc na przyklad lateks, ciekly manomer lub polimer albo ich roztwór.Zestawy dzwigników srubowych sa przystosowane do umozliwienia scislej regulacji szybkosci zanu¬ rzania i szybkosci wyjmowania z kapieli w celu li zapewnienia odpowiedniego osadzenia cieklej po¬ wloki na nosnikach porowatych. Na tym stano¬ wisku zanurzania kanaly 164 znajdujace sie w wózku sa podlaczone do przewodu 170 a poprzez 5 przewód 170 jest wytwarzane niewielkie podcis¬ nienie i w przestrzeniach odciekowych wkladów a stad i w wewnetrznych szczelinach porowatych plytek.Korzystnie stosuje sie podcisnienie od 12,5 mm io do 0,25 mm Hg w czasie, gdy uklady sa zanurzone w kapieli. Nastepnie redukuje sie próznie do war¬ tosci od polowy do jednej piatej jej poczatkowej wielkosci i utrzymuje sie ja podczas gdy wklad jest wyjmowany. Ostatecznie próznia likwiduje sie. 15 W ten sposób pecherzyki powietrza, które maja tendencje tworzenia sie na powierzchni porowa¬ tych elementów nosnych wkladu, podczas gdy jest zanurzony w kapieli 174, beda usuniete z po¬ wierzchni porowatych elementów nosnych poprzez 20 szczeliny i przewód 170. Tego rodzaju pecherzyki powietrza, w przypadku ich pozostawienia, spo¬ wodowalyby zmiany lokalne w charakterystyce zdolnosci oddzielania selektywnie przepuszczajacej przepony i moglyby byc takze powodem do powsta- 25 nia dziurek w powloce selektywnie przepuszczaja¬ cej przepony po zerwaniu cienkich scianek peche¬ rzyków przez cisnienie robocze.Po zakonczeniu etapu zanurzania na stanowisku 156 wózek przechodzi do stanowiska 158, gdzie 30 pokryte wklady sa zanurzane w kapieli 177, która dziala tak, aby utrwalic powloke selektywnie prze¬ puszczajacej przepony i nadac zadane parametry tej przeponie.Jak to pokazano na fig. 9 za pomoca linii prze- 35 rywanej obudowa 180 moze miec regulacje atmos¬ fery otaczajacej zanurzone wklady od momentu, gdy wklady »te zostana wyjete z kapieli 174 i do¬ póki nie zostana zanurzone do kapieli utrwalajacej 175. Dzieki takiej regulacji otaczajacej atmosfery 40 mozna na przyklad zapobiegac niepozadanemu szybkiemu schnieciu selektywnie przepuszczajacej powloki przeponowej.Etapy obróbki koncowej nastepujace po kapieli utrwalajacej moga miec za zadanie nadac selek¬ tywnie przepuszczajacej przeponie wymagana cha¬ rakterystyke zdolnosci oddzielania. Taka obróbka moze byc prowadzona w kilku kolejnych kapielach przez zanurzenie wkladu w róznych cieczach. Jed¬ nakze urzadzenie z fig. 9 zostalo uproszczone, aby pokazac wylacznie stanowisko kapieli utrwalajacej, natomiast podobne stanowiska powinny istniec, aby wykonac tego rodzaju zabiegi obróbki konco¬ wej. 55 Moze byc pozadane stosowanie prózni czesciowej dla strony odciekowej wkladów w kapieli utrwa¬ lajacej i kolejno po niej nastepujacych kapielach do obróbki koncowej i w tym celu przewidziano przewód prózniowy 172 na tych stanowiskach. 60 Stosowanie takiej czesciowej prózni jest pozada¬ ne w kapieli z goraca woda, na przyklad tam, gdzie wyzsze temperatury powoduja parowania cieczy w selektywnie przepuszczajacej przeponie i/lub w porowatym elemencie nosnym i w ten 65 sposób maja tendencje wywolania odstawiania se- 45 5064897 " 11 lektywnie przepuszczajacej powloki przeponowej od jej porowatego elementu nosnego.Ostatecznie wózek 162 przesuwa sie do stano¬ wiska 160, z którego gotowe wklady odprowadzane sa na sklad.Etapy suszenia moga byc wprowadzone miedzy róznymi operacjami zanurzenia. Jak to pokazano na fig. 9 naturalne suszenie powietrzem jest prze¬ widziane w czasie, gdy wklady znajduja sie miedzy kolejnymi kapielami.Jednakze moga byc przewidziane oddzielnie sek¬ cje- szynowe ido suszenia lub stanowiska w celu przedluzenia okresu osuszania i/lub uklad osuszania powietrzem ogrzanym lub nieogrzanym.Prawidlowe uksztaltowanie przepon selektywnie pólprzepuszczajacych wedlug wynalazku jest za¬ lezne od doboru roztworów na te przepony, posia- * dajacych wymagane wlasciwosci charakterystyczne.Lepkosc roztworu posiada wielkie znaczenie. Stwier¬ dzono, ze w spdsobie wedlug wynalazku pozadana jest lepkosc W granicach od 100 do 3500 centy- puazów. Górna granica lepkosci zapewnia calko¬ wite pokrycie porowatych elementów nosnych prze¬ pon, kiedy wklad jest zanurzony i zapewnia wlasciwe odprowadzenie nadmiaru roztworu po wyjeciu wkladu z kapieli do powlekania. Dolna granica lepkosci podyktowana przez trudnosci ksztaltowania selektywnie przepuszczajacych prze¬ pon, posiadajacych odpowiednie wlasciwosci roz¬ dzielajace w bardzo, slabych roztworach i przy zalozeniu, ze roztwór na selektywnie przepuszcza¬ jacej przeponie nie nasyca nadmiernie porów ele¬ mentów nosnych.. Przy uprzednio stosowanych spospbach wytwarzania przepon, takich jak odle¬ wanie na szkle przy pomocy wyciaganego preta, stosuie sie zwykle roztwory o znacznie wiekszej lepkosci.Sposób, przeprowadzania sposobu wedlug wyna¬ lazku jest zilustrowany nastepujacym przykladem.Przygotowuje sie 35 litrów kapieli zawierajacej 19% octanu celulozy, 27% formamidu (amidu kwasu mrówkowego) i 54% acetonu o lepkosci 1700—1800 centypuazów, nastepnie z kapieli tej usuwa sie calkowicie gaz w ciagu 0,5 do 2 godz. Komore, do której ma byc wprowadzona kapiel wypelnia sie suchym powietrzem. Nastepnie wklady zanu¬ rza sie w kapieli na 1—5 mm i stosuje sie pod¬ cisnienie 12,5—0,25 mm Hg, po czym podcisnienie zmniejsza sie do polowy wartosci poczatkowej, a nastepnie do jednej piecdziesiatej, po czym wy¬ ciaga sie wklad z kapieli. Po zlikwidowaniu pod¬ cisnienia wklad przenosi sie do suszenia po¬ wietrzem, nastepnie wklad zanurza sie w kapieli zmywajacej.W sposobie wedlug wynalazku lepkosc jest regu¬ lowana przez stezenie roztworu i przez odpowiedni dobór rozpuszczalników. Regulacja stopnia stezenia roztworu powlekajacego jest zilustrowana naste¬ pujacym przykladem. Przepona nadajaca sie do odsalania jest prawidlowo wytworzona za pomoca znanych konwencjonalnych sposobów z roztworu zawierajacego 25% octanu celulozy, 25% amidu kwasu mrówkowego i 50% acetonu. Przepona byla wytworzona na szkle, suszona przez jedna minute i ^nastepnie przemyta. Lepkosc takiego roztworu 12 jest zbyt wysoka do prawidlowego zastosowania przy procesach wytwarzania przepony metoda za¬ nurzeniowa wedlug wynalazku. Dlatego roztwór zmieniono do zawartosci 19% octanu celulozy, 27% 5 amidu kwasu mrówkowego i 54% acetonu. Roztwór ten posiadajacy nizsza lepkosc, zostal skutecznie wytworzony w celu uzyskania przepony odsalaja¬ cej, posiadajacej podobne wlasnosci.Wlasnosci zwilzajace znanych poprzednio roz- 10 tworów na selektywnie przepuszczajacej przeponie, na przyklad roztworu zywicy jonowej w ukladzie woda — dioksan — HCL sa niewystarczajace w sposobach wytwarzania przepon metoda zanurze¬ niowa z powodu nadmiernego przesycania pórowa- 15 tego elementu nosnego.Na przyklad roztwór zywicy jonowej w ukladzie wóda — dioksan ¦— HCL opisany w zgloszeniu patentowym 341834 ze stycznia 1964 r. w Stanach Zjednoczonych stanowi taki problem. Jednakze 20 przez zmiane powyzszego roztworu na uklad HGL — etanol — woda mozna wytwarzac przepony w zywicy jonowej o podobnych wlasnosciach. Po¬ za tym znane sa jeszcze inne materialy nadajace sie do wytwarzania przepon selektywnie prze- 25 puszczalnych jak: celuloza i estry celulozowe, akryle, polichlorek winylu, zywice proteinowe, ny¬ lon, mocznik i melaminy formaldehydowe. Tego rodzaju znane materialy mozna stosowac do wy¬ twarzania przepon wedlug wynalazku. 30 Reasumujac, mozna zauwazyc, ze wynalazek daje tania konstrukcje wkladu przeponowego, któ¬ rej operacje montazowe konstrukcji sa wykonane przed nalozeniem delikatnych selektywnie prze¬ puszczajacych powlok przeponowych. W ten spo- 35 sób same przepony sa chronione bez kosztownej i czasochlonnej konserwacji, umiejetnosci przepro¬ wadzania montazu. Dalej przedmiot wynalazku za-N pobiega. przekroczeniu naprezen granicznych w uszczelnieniach stosowanych uprzednio wkladek. 40 Ostatecznie wiec, wynalazek przewiduje wklady* które mozna powtórnie uzywac po usunieciu zatka¬ nej powierzchni selektywnie przepuszczajacej prze¬ pony i zastapieniu jej nowo zalozona powloka, bez demontazu wkladu przeponowego. PL PL

Claims (19)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Wklad do przeponowego rozdzielania, szczegól¬ nie roztworów i zawiesin na odrebne frakcje, zna¬ mienny tym, ze sklada sie z szeregu pokrytych selektywnie przepuszczajaca powloka przeponowa porowatych elementów nosnych {ZIL, 52) prze¬ puszczalnych dla cieczy, polaczonych koncami z nieprzepuszczalna przegroda (28, 54, 184, 202, 214, 226), przy czym porowate elementy nosne (22, 52) sa rozmieszczone, równolegle obok siebie a konce ich wystaja poza przegroda nieprzepuszczalna (28, 54, 184, 202, 214, 226), przy czym miedzy elementa¬ mi nosnymi (22, 52) sa kanaly (24, 72) do odpro- 6(j wadzania* cieczy.

2. Wklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze porowate elementy nosne {22, 52) maja postac plyt plaskich lub uksztaltowanych spiralnie.

3. Wklad wedlug zastrz. 1—2, znamienny tym, ze 65 porowate elementy nosne (22, 52) sa wykonane z13 materialu wlóknistego, którego luzne wlókna wy¬ staja z powierzchni nie wiecej niz okolo 50% gru¬ bosci przepony.

4. Wklad wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze porowate elementy nosne (22, 52) sa wykonane z papieru laminowanego lub innego laminowanego materialu.

5. : Wklad wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze porowate elementy nosne (22, 52) skladaja sie z warstw, srodkowej (181, 200, 212, 224) i zewnetrz¬ nych (183, 201, 213, 225).

6. Wklad wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze warstwy (181, 183, 200, 201, 212, 213, 224, 225) porowatych elementów nosnych (22, 52) sa nasy¬ cone zywica fenolowa w ilosci okolo 50% w sto¬ sunku do warstw srodkowej i zewnetrznych i zla¬ czone z soba w podwyzszonej temperaturze pod naciskiem okolo 0,7 kg/cm2.

7. Wklad wedlug zastrz. 1—6, znamienny tym, ze srodkowe warstwy (181, 200, 212, 224) porowa¬ tych elementów nosnych (22, 52) od strony prze¬ ciwnej kierunkowi przeplywu cieczy maja nalo¬ zona warstwe porowata o drobnych porach pozwa¬ lajacych na przeplyw cieczy w kierunku prosto¬ padlym do jej powierzchni.

8. Wklad wedlug zastrz. 1—7, znamienny tym, ze porowate elementy nosne (22, 52) na swym obwodzie w miejscu przeciecia sie z przegroda (28, 54) maja uszczelnienie z tworzywa uszczelniaja¬ cego wiazacego sie zarówno z materialem porowa¬ tego elementu nosnego (22, 52) jak i z materialem nieprzepuszczalnej przegrody (28, 54).

9. Wklad wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze tworzywo- uszczelniajace jest umieszczone na od¬ krytych brzegach porowatych elementów nosnych!

10. Wklad wedlug zastrz. 8—9, znamienny tym, ze tworzywo uszczelniajace jest umieszczone po¬ miedzy stykajacymi sie ze soba powierzchniami porowatych elementów nosnych i nieprzepuszczal¬ nej przegrody.

11. Wklad wedlug zastrz. 1;—10, znamienny tym, ze nieprzepuszczalne przegrody maja postac plyt okraglych i riir. 14

12. Sposób wytwarzania wkladu wedlug zastrz. 1—11, znamienny tym, ze porowate elementy nosne zanurza sie w kapieli, stanowiacej ciecz tworzaca selektywnie przepuszczajaca przepone, po czym 5 wyjmuje sie porowate elementy nosne z tej kapieli wraz z pozostala na nich warstwa cieczy * i tak utworzona na powierzchni elementów nosnych po¬ wloke poddaje sie obróbce powodujacej powstanie selektywnie przepuszczajacej przepony. to

13. Sposób wedlug zastrz. 1—12, znamienny tym, ze w czasie zanurzania porowatych elementów nos¬ nych w kapieli powlekajacej stosuje sie wewnatrz tych elementów podcisnienie.

14. Sposób wedlug zastrz. 13, znamienny tym, 15. Ze podcisnienie wewnatrz porowatych elementów nosnych przy zanurzeniu ich w kapieli, zmniejsza sie podczas ich wyjmowania z kapieli w granicach od polowy do jednej piatej jego poczatkowej war¬ tosci. 20 ;

15. Sposób wedlug zastrz. 13—14, znamienny tym, ze wewnatrz porowatych elementów nosnych sto¬ suje sie podcisnienie od 12,7 do 254 mm Hg.

16. Sposób wedlug zastrz. 12—15, znamienny tym, ze obróbke powodujaca powstawanie selektywnie 25 przepuszczajacej przepony przez zanurzenie wkla¬ dów z porowatych elementów nosnych, przeprowa¬ dza sie kolejno w kilku odpowiednich kapielach przy zachowaniu podcisnienia wewnatrz tych ele¬ mentów. 30

17. Sposób wedlug zastrz. 12—16, znamienny tym, ze stosuje sie ciecz tworzaca selektywnie przepusz¬ czajaca przepone o lepkosci od 100 do 350Q centy- puazów. : . ¦ '

18. Sposób wedlug zastrz. 12—17, znamienny tym, 35 ze wklad z porowatych1 elementów nosnych pod¬ daje sie wstepnej obróbce, przed zanurzeniem w kapieli stanowiacej ciecz tworzaca selektywnie przepuszczajaca przepone, w celu zahamowania procesu nasycania ich.ta kapiela. 40

19. Sposób wedlug zastrz. 1—18, znamienny tym, ze tworzywo uszczelniajace obwód porowatych ele¬ mentów nosnych nanosi sie przed zanurzeniem w kapieli, tworzacej selektywnie przepuszczajaca prze- « Pone. r64897 MKP BOld 13/04 30 24 22 20 34 .-21 L. 29 21 26 fig. 9 28 PL PL