Вузол кріплення трубчатого мембранного елемента в трубній решітці

Реферат: Вузол кріплення трубчатого мембранного елемента в трубній решітці містить розпірну втулку, трубчатий мембранний елемент і трубну решітку, розпірна втулка має наскрізний канал та дві циліндричні ділянки, з'єднані конічною ділянкою на зовнішній поверхні. Отвори в трубній решітці виконані наскрізними циліндричними. UA 111941 U (12) UA 111941 U UA 111941 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до пристроїв кріплення трубчатих мембранних елементів в трубній решітці тепломасообміних апаратів і може бути використана в нафтопереробній, нафтохімічній, хімічній та інших галузях промисловості. Відомий вузол кріплення трубчатих мембранних елементів в масообмінному апараті, що містить трубну решітку з наскрізними отворами, в кожному з яких розміщено кінцеву ділянку трубчатого мембранного елемента, в якому встановлено фіксуючу його вставку у вигляді тіла обертання з наскрізним каналом, а також додаткову трубну решітку з наскрізними отворами, кожна вставка та відповідна кінцева ділянка трубчатого мембранного елемента розташовані в отворах обох трубних решіток, при цьому форма вставок на довжині отворів додаткової трубної решітки також відповідає їх формі, а кожну вставку виконано із змінним зовнішнім діаметром, який зменшується від її центральної частини до кінців наскрізного каналу (Патент України на корисну модель № 107 МПК B01D 63/06, опубл. 25.12.1997, Бюл. № 6, 1997 p.). Недоліком даного вузла є складність конструкції кріплення, наявність додаткових деталей, складність монтажу та можливість пошкодження мембранних елементів при монтажі за рахунок стискуючого зусилля, що призведе до втрати працездатності вузла та масообмінного апарата в цілому. Найбільш близьким, за сукупністю ознак і технічним результатом, до запропонованої корисної моделі є вузол кріплення трубчатого мембранного елемента в трубній решітці (Патент Російської Федерації № 2016639 МПК B01D 63/06, опубл. 30.07.1994, Бюл. № 14, 1994 p.). Цей вузол містить розпірну втулку, трубчатий мембранний елемент і трубну решітку, форма отвору в трубній решітці відповідає формі розпірної втулки, причому розпірна втулка має наскрізний канал та дві циліндричні ділянки, з'єднані конічною ділянкою на зовнішній поверхні. Однак при обробці середовищ з температурою вище 40 °C має місце значне розбухання матеріалу мембранних елементів (тобто збільшення геометричних розмірів, діаметра і довжини) і виникають крайові зусилля на межі переходу від циліндричної ділянки до конічної, оскільки форма отворів відповідає формі втулок, та крайові зусилля на модифікованих поверхнях втулки та отвору трубної решітки, що неодмінно призведе до пошкодження мембранних елементів, руйнування цілісності вузла кріплення та втрати працездатності апарата. Також недоліком є складність виготовлення отворів і втулок з модифікаціями поверхні, що затрудняє використання в промислових масштабах. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення існуючого вузла кріплення мембранних елементів та забезпечення ефективної його роботи при підвищених температурах з середовищами, які викликають значне розбухання, шляхом зміни форми отворів в трубній решітці, що унеможливить виникнення крайових зусиль і пошкодження мембранних елементів в робочих умовах. Поставлена задача вирішується тим, що у вузлі кріплення трубчатого мембранного елемента в трубній решітці, що містить розпірну втулку, трубчатий мембранний елемент і трубну решітку, розпірна втулка має наскрізний канал та дві циліндричні ділянки з'єднані конічною ділянкою на зовнішній поверхні, згідно з корисною моделлю, отвори в трубній решітці виконані наскрізними циліндричними. Використання вузла з даною відмінною ознакою відрізняється простотою виготовлення та дозволить уникнути пошкодження мембранних елементів на критичній ділянці між втулкою і отвором, що забезпечить безперебійну роботу апарата. На фіг. 1-3 наведено схему вузла кріплення трубчатого мембранного елемента в трубній решітці. Вузол складається з розпірної втулки 1, трубчатого мембранного елемента 2 та трубної решітки 3. Розпірна втулка 1 з наскрізним каналом 4 має на зовнішній поверхні дві циліндричні ділянки 5 і 6 різного діаметра, з'єднані між собою конічною ділянкою 7. Діаметр ділянки 5 дорівнює внутрішньому діаметру трубчатого мембранного елемента 2, при цьому зі сторони циліндричної ділянки 6 виконано бортик 8 з плечем 9. Форма отвору 10 трубної решітки 3 циліндрична і наскрізна. Закріплення трубчатого мембранного елемента в трубній решітці відбувається наступним чином. Трубчатий мембранний елемент вводиться в отвір 10 трубної решітки 3 для з'єднання розпірної втулки 1 з трубчатим мембранним елементом 2, при цьому останній приймає форму розпірної втулки. Отриману збірку встановлюють в отвір 10 трубної решітки 3, де відбувається закріплення мембранного елемента в отворі трубної решітки. Матеріал мембрани, збільшуючи свій об'єм під дією середовища, яке обробляється, збільшує силу тертя, забезпечуючи надійність з'єднання, при цьому не відбувається пошкоджень, оскільки відсутні критичні ділянки з'єднання. При відключенні апарата, середовище припиняє взаємодіяти з мембранним елементом, внаслідок чого останній приймає первісну форму. 1 UA 111941 U 5 10 В конкретному варіанті розпірна втулка має наскрізний канал діаметром 4 мм і довжиною 16 мм, на зовнішній поверхні дві циліндричні ділянки діаметром 8 та 6 мм і довжиною 9 та 3 мм відповідно, які з'єднані між собою конічною ділянкою з кутом конуса 30°. Зі сторони циліндричної ділянки більшого діаметра виконаний буртик діаметром 12 мм і товщиною 2 мм. Отвори трубної решітки наскрізні циліндричні з діаметром 10 мм. Таке виконання розпірної втулки та отвору трубної решітки забезпечило повну працездатність мембрани на основі силіконового каучуку (марки СКТВ та СКТВ-1) при обробці метиленхлоридом з температурою 40 °C (відносне розбухання 180 %), обробці гексаном з температурою 70 °C (відносне розбухання 150 %) та при обробці толуолом з температурою 120 °C (відносне розбухання 100 %). В іншому виконанні розрив мембрани і розгерметизація вузла відбулася в середньому через 30-60 хвилин роботи. Конструкція даного вузла має просте виконання, забезпечує легкий монтаж та дає надійну фіксацію трубчатих мембранних елементів в трубній решітки при роботі з середовищами які викликають значне розбухання мембранних елементів. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Вузол кріплення трубчатого мембранного елемента в трубній решітці, що містить розпірну втулку, трубчатий мембранний елемент і трубну решітку, розпірна втулка має наскрізний канал та дві циліндричні ділянки, з'єднані конічною ділянкою на зовнішній поверхні, який відрізняється тим, що отвори в трубній решітці виконані наскрізними циліндричними. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2