RU2049533C1

RU2049533C1 - Diaphragm apparatus

Info

Publication number: RU2049533C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Тахистов; Анатолий Владимирович Маркевич
Original assignee: Юрий Васильевич Тахистов; Анатолий Владимирович Маркевич
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: separating materials. SUBSTANCE: diaphragm apparatus has housing with the detachable wall, piping diaphragm members mounted inside the housing and provided with plug from one of the ends, pipe plate, bearing members rigidly secured at the open ends of the diaphragm members and fixed in the passageways of the pipe plate, bearing pipes rigidly connected with the bearing members and locked in the plugs, and flexible corrugated members freely laid between the diaphragm members. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для разделения и очистки газов и жидкостей, в частности к системам для мембранного разделения. The invention relates to devices for the separation and purification of gases and liquids, in particular to systems for membrane separation.

Из известных мембранных аппаратов трубчатого типа наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известный аппарат, состоящий из корпуса, трубчатых мембранных элементов, двух трубных решеток с образованием между ними полости для отвода пермеата, штуцера для отвода пермеата и средств для подачи и отвода разделяемой среды. Каждый мембранный элемент включает две пористые трубки различной длины, установленные коаксиально, одни концы которых соединены кольцевой заглушкой, а другие закреплены в трубных решетках. Полупроницаемые мембраны нанесены на внешние поверхности охватывающих пористых трубок и на внутренние поверхности охватываемых трубок. Разделяемая смесь перемещается сначала вдоль поверхностей внешних мембран, а затем по центральным каналам мембранных элементов вдоль поверхностей внутренних мембран. Проникшие через полупроницаемые мембраны соединения (пермеат) отводятся по пористым трубкам в полость между двумя трубными решетками (см. а.с. 1095927, кл. В 01 D 63/06, 1984). Of the known tubular-type membrane apparatuses, the closest in technical essence to the proposed technical solution is the known apparatus consisting of a body, tubular membrane elements, two tube sheets with the formation of a cavity between them for permeate removal, a nozzle for permeate removal and means for supplying and discharging shared Wednesday. Each membrane element includes two porous tubes of different lengths mounted coaxially, one end of which is connected by an annular plug, and the other is fixed in tube sheets. Semi-permeable membranes are deposited on the outer surfaces of female porous tubes and on the inner surfaces of male tubes. The separated mixture moves first along the surfaces of the outer membranes, and then along the central channels of the membrane elements along the surfaces of the inner membranes. Compounds penetrated through semipermeable membranes (permeate) are discharged through porous tubes into the cavity between two tube sheets (see AS 1095927, class B 01 D 63/06, 1984).

Известный аппарат имеет недостаточную надежность, сложен при изготовлении, сборке и в эксплуатации, так как: во-первых, установка мембранных элементов и их закрепление в двух расположенных близко трубных решетках достаточно трудоемко и сложно, во-вторых, используемые мембранные элементы сложны и имеют четыре клеевых шва (два по заглушке и два в трубных решетках), в-третьих, закрепление мембранных элементов в трубных решетках только одним концом приводит к повреждению клеевого шва или пористых трубок (при изготовлении из керамических материалов) при сборке из-за перекосов, технологических погрешностей и т.п. и при эксплуатации из-за воздействия на незакрепленный конец трубчатых элементов усилий, возникающих при транспортировке, монтаже аппарата или воздействии вибрации, в четвертых, при повреждении хотя бы одного мембранного элемента весь аппарат выходит из строя, так как невозможно снять его без повреждения других элементов, и в пятых, мембранные элементы состоят из пористых трубок двух типоразмеров, что усложняет их изготовление и увеличивает номенклатуру используемой оснастки. The known apparatus has insufficient reliability, is difficult to manufacture, assemble and operate, because: firstly, installing membrane elements and fixing them in two closely spaced tube sheets is rather laborious and difficult, and secondly, the membrane elements used are complex and have four gluing seam (two on the plug and two in the tube sheets), thirdly, fixing the membrane elements in the tube sheets with only one end leads to damage to the adhesive seam or porous tubes (in the manufacture of ceramic mate rials) during assembly due to distortions, technological errors, etc. and during operation due to the impact on the loose end of the tubular elements of the forces arising from transportation, installation of the apparatus or vibration, fourthly, if at least one membrane element is damaged, the entire apparatus fails, since it is impossible to remove it without damaging other elements, and fifth, membrane elements consist of porous tubes of two sizes, which complicates their manufacture and increases the range of equipment used.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности, упрощение изготовления, сборки и эксплуатации аппарата. The problem solved by the invention is to increase reliability, simplify the manufacture, assembly and operation of the apparatus.

На фиг. 1 представлен аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows an apparatus, a longitudinal section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Мембранный аппарат состоит из корпуса, выполненного в виде двух рам 1 и 2 и четырех стенок, одна из которых 3 выполнена съемной, размещенных в корпусе трубчатых мембранных элементов 4, имеющих заглушки 5 на одном конце, трубных решеток 6, средств для подачи и отвода разделяемой среды в виде соответственно раструбов 7 и 8, штуцера 9 для отвода пермеата, установленного на съемной стенке 3. Аппарат содержит также опорные элементы 10, жестко закрепленные на открытых концах мембранных элементов 4 и зафиксированные в каналах трубной решетки 6, опорные трубы 11, установленные коаксиально внутри мембранных элементов, жестко соединенные с опорными элементами 10 и зафиксированные в заглушках 5, уплотнители 12 с гайками 13 для герметизации опорных элементов в трубной решетке и гибкие гофрированные элементы 14, свободно уложенные между мембранными элементами на уровне заглушек и концы которых закреплены в пазах 15 и 16, выполненных соответственно в рамах 1 и 2, крышку 17 с камерой 18 для пермеата и прокладок 19-22. The membrane apparatus consists of a housing made in the form of two frames 1 and 2 and four walls, one of which 3 is removable, placed in the housing of tubular membrane elements 4 having plugs 5 at one end, tube sheets 6, means for feeding and discharging the shared media in the form of, respectively, sockets 7 and 8, a fitting 9 for removing permeate mounted on a removable wall 3. The apparatus also contains supporting elements 10, rigidly fixed to the open ends of the membrane elements 4 and fixed in the channels of the tube sheet 6, supporting pipes 11 mounted coaxially inside the membrane elements, rigidly connected to the supporting elements 10 and fixed in the caps 5, seals 12 with nuts 13 for sealing the supporting elements in the tube sheet and flexible corrugated elements 14, freely laid between the membrane elements at the level of the caps and the ends of which fixed in the grooves 15 and 16, respectively made in frames 1 and 2, the cover 17 with a chamber 18 for permeate and gaskets 19-22.

Сборка аппарата осуществляется следующим образом. Мембранные элементы 4 с закрепленными на них заглушками 9 и опорными элементами 10 с опорными трубами 11 после нанесения селективного покрытия на их внешние поверхности поочередно со стороны удаленной съемной крышки вводятся в каналы трубной решетки 6, в которых установлены уплотнительные элементы 12, и герметизируются в этих каналах с помощью гаек 13. После закрепления одного ряда мембранных элементов 4 на их свободные концы укладывается гофрированный элемент, затем устанавливается следующий ряд мембранных элементов 4 и т.д. После закрепления всех мембранных элементов 4 на корпусе устанавливают стенку 3 и раструбы 7 и 8. The assembly of the apparatus is as follows. Membrane elements 4 with plugs 9 mounted on them and support elements 10 with support tubes 11 after applying a selective coating to their outer surfaces are alternately introduced from the side of the removed removable cover into the channels of the tube sheet 6, in which the sealing elements 12 are installed, and sealed in these channels with the help of nuts 13. After fixing one row of membrane elements 4, the corrugated element is laid on their free ends, then the next row of membrane elements 4 is installed, etc. After fixing all the membrane elements 4 on the housing, a wall 3 and sockets 7 and 8 are installed.

Работает предлагаемый аппарат следующим образом. The proposed apparatus works as follows.

Разделяемый поток через раструб 7 подают к мембранным элементам 4, он обтекает их внешние поверхности и удаляется через раструб 8 из аппарата. Определенные компоненты из разделяемого потока селективно проникают через мембраны в пористую основу мембранных элементов 4, а из нее в центральные каналы этих элементов. Затем проникшие компоненты (пермеат) поступают через радиальные каналы 23 в опорную трубу, из нее в центральные каналы 24 в опорных элементах 10, в камеру 18 и далее через штуцер 9 удаляется из аппарата. The separated flow through the bell 7 is fed to the membrane elements 4, it flows around their outer surfaces and is removed through the bell 8 from the apparatus. Certain components from the shared stream selectively penetrate through the membranes into the porous base of the membrane elements 4, and from it into the central channels of these elements. Then the penetrated components (permeate) enter through the radial channels 23 into the support tube, from it into the central channels 24 in the support elements 10, into the chamber 18 and then through the nozzle 9 is removed from the apparatus.

Claims

MEMBRANE APPARATUS, comprising a housing, tubular membrane elements placed therein having plugs at one end, a tube sheet, means for supplying and discharging a shared medium, and a nozzle for draining the permeate, characterized in that it is equipped with supporting elements rigidly fixed to the open ends of the membrane elements and fixed in the channels of the tube sheet, supporting pipes installed coaxially inside the membrane elements, rigidly connected to the supporting elements and fixed in plugs, seals with nuts for sealing the supporting elements in the tube sheets and flexible corrugated elements freely laid between the membrane elements at the level of the plugs, while the body is made in the form of two frames having grooves to accommodate the ends of the corrugated elements in them, and four walls, two of which are located respectively, at the plugs and at a distance from the tube sheet, they are removable and a fitting for removing permeate is attached to the last of them.