1. Цилиндрическая оболочка из упрочненного стеклом пластика, имеющая концевую пробку на каждом своем конце, причем каждая из концевых пробок имеет по меньшей мере одно отверстие, через которое может протекать вода, и удерживается на месте при помощи установочного кольца, заделанного в стенку оболочки и охватывающего оболочку изнутри, внутреннюю канавку, идущую по окружности установочного кольца, первое стопорное кольцо, имеющее идущее по его периметру внешнее ребро, при этом указанное ребро находится в указанной канавке, второе стопорное кольцо, которое плотно входит в указанное первое стопорное кольцо, чтобы расширять его наружу и вдавливать его внешнее ребро в указанную канавку, причем в концевой пробке и во втором стопорном кольце имеются отверстия для винтов, служащих для крепления второго стопорного кольца к концевой пробке.

2. Оболочка по п.1, в которой первое стопорное кольцо содержит несколько дуговидных деталей, которые собирают внутри установочного кольца, чтобы образовать первое стопорное кольцо.

3. Способ изготовления и закрывания цилиндрической оболочки, который предусматривает ввод со скольжением установочного кольца поверх каждого конца вращаемой оправки, намотку покрытых смолой стекловолокон на указанную оправку для образования указанной оболочки за счет вращения оправки, причем установочные кольца заделаны в оболочку и каждое из них имеет внутреннюю канавку, вставку концевой пробки в каждый конец оболочки, вставку первого стопорного кольца в каждое из указанных установочных колец, чтобы произвести захват концевых пробок, причем первые стопорные кольца имеют идущие по окружности ребра, которые входят в канавки установочных колец, вставку второго стопорного кольца в каждое из первых стопорных колец для расширения первых стопорных колец и принудительного введения указанных ребер в указанные канавки, и крепление вторых стопорных колец к концевым пробкам за счет пропускания винтов через расточки во вторых стопорных кольцах и введения винтов в имеющие резьбу расточки концевых пробок.

4. Способ по п.3, который предусматривает сборку нескольких дуговидных деталей внутри каждого первого стопорного кольца, за счет чего образуются вторые стопорные кольца.

 

(57) Реферат / Формула:
Цилиндрическая оболочка из упрочненного стеклом пластика, имеющая концевую пробку на каждом своем конце, причем каждая из концевых пробок имеет по меньшей мере одно отверстие, через которое может протекать вода, и удерживается на месте при помощи установочного кольца, заделанного в стенку оболочки и охватывающего оболочку изнутри, внутреннюю канавку, идущую по окружности установочного кольца, первое стопорное кольцо, имеющее идущее по его периметру внешнее ребро, при этом указанное ребро находится в указанной канавке, второе стопорное кольцо, которое плотно входит в указанное первое стопорное кольцо, чтобы расширять его наружу и вдавливать его внешнее ребро в указанную канавку, причем в концевой пробке и во втором стопорном кольце имеются отверстия для винтов, служащих для крепления второго стопорного кольца к концевой пробке.

2. Оболочка по п.1, в которой первое стопорное кольцо содержит несколько дуговидных деталей, которые собирают внутри установочного кольца, чтобы образовать первое стопорное кольцо.

3. Способ изготовления и закрывания цилиндрической оболочки, который предусматривает ввод со скольжением установочного кольца поверх каждого конца вращаемой оправки, намотку покрытых смолой стекловолокон на указанную оправку для образования указанной оболочки за счет вращения оправки, причем установочные кольца заделаны в оболочку и каждое из них имеет внутреннюю канавку, вставку концевой пробки в каждый конец оболочки, вставку первого стопорного кольца в каждое из указанных установочных колец, чтобы произвести захват концевых пробок, причем первые стопорные кольца имеют идущие по окружности ребра, которые входят в канавки установочных колец, вставку второго стопорного кольца в каждое из первых стопорных колец для расширения первых стопорных колец и принудительного введения указанных ребер в указанные канавки, и крепление вторых стопорных колец к концевым пробкам за счет пропускания винтов через расточки во вторых стопорных кольцах и введения винтов в имеющие резьбу расточки концевых пробок.

4. Способ по п.3, который предусматривает сборку нескольких дуговидных деталей внутри каждого первого стопорного кольца, за счет чего образуются вторые стопорные кольца.

 

---

011068
Область применения изобретения
Настоящее изобретение имеет отношение к области опреснения и фильтрации.
Предпосылки к созданию изобретения
Во многих регионах мира опресненная морская вода и опресненная жесткая вода являются единственными источниками питьевой воды.
Другим источником воды, который в настоящее время практически не используется, является загрязненная вода из заводов, которая поступает на установки для обработки сточных вод. Эти два вида воды в лучшем случае обрабатывают до так называемого состояния воды "речного качества", после чего эту воду спускают в реки и, следовательно, не используют повторно.
Известны различные способы опреснения, причем обычно используют полупроницаемый материал, который позволяет воде проходить через него, но задерживает любые оставшиеся твердые частицы и твердую фазу раствора. Опреснению обычно предшествует операция фильтрации, проводимая для того, чтобы удалить основную массу твердых частиц.
В таких опреснительных установках используют так называемые "мембраны". Каждая мембрана содержит перфорированный трубчатый сердечник и множество прямоугольных листов, которые прикреплены к нему и затем намотаны вокруг трубчатого сердечника. Каждый лист закрыт вокруг трех кромок и открыт вдоль четвертой кромки. Вдоль этой кромки лист прикреплен к трубчатому сердечнику. Внутри каждого листа предусмотрена распорка, чтобы исключить его сплющивание. Распорки предусмотрены также и между листами. Подлежащая обработке вода втекает в каналы задержки твердых частиц и твердой фазы раствора между листами, просачивается через материал листов в каналы очищенной воды внутри листов и вытекает из каналов очищенной воды внутрь трубки. Соляной раствор протекает вдоль мембраны от одного конца к другому, задерживаясь в каналах задержки, и вытекает через выпуск солевого раствора.
Каждая мембрана находится внутри удлиненной цилиндрической оболочки. Давление внутри каждой оболочки составляет ориентировочно от 40 до 60 бар или выше. Это вызывает значительные усилия, которые приложены к концевым крышкам, которые герметично закрывают концы оболочки. Удлиненные оболочки похожей формы используют для фильтрации жидкостей и удаления из них твердых частиц. Давление, существующее в оболочках, которые используют для фильтрации, обычно ниже того, которое используют при опреснении, однако возникающие усилия все еще способны выбивать концевые крышки.
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованной оболочки и усовершенствованного способа изготовления такой оболочки.
Краткое описание изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предлагается цилиндрическая оболочка из упрочненного стеклом пластика, имеющая концевую пробку на каждом своем конце, причем каждая из концевых пробок имеет по меньшей мере одно отверстие, через которое может протекать вода, при этом каждая концевая пробка удерживается на месте при помощи установочного кольца, заделанного в стенку оболочки и охватывающего оболочку изнутри, внутреннюю канавку, идущую по окружности установочного кольца, причем первое стопорное кольцо имеет идущее по его периметру внешнее ребро, при этом указанное ребро находится в указанной канавке, второе стопорное кольцо, которое плотно входит в указанное первое стопорное кольцо, чтобы расширять его наружу и вдавливать указанное ребро в указанную канавку, причем имеются отверстия для винтов в указанной концевой пробке и в указанном втором стопорном кольце, при этом винты служат для крепления второго стопорного кольца к концевой пробке.
Каждое первое стопорное кольцо может содержать несколько дуговидных деталей, которые собирают вместе внутри установочного кольца, чтобы образовать первое стопорное кольцо.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предлагается способ изготовления и закрывания цилиндрической оболочки, который предусматривает ввод со скольжением установочного кольца поверх каждого конца вращаемой оправки, намотку покрытых смолой стекловолокон на указанную оправку для образования указанной оболочки за счет вращения оправки, причем установочные кольца заделаны в оболочку и каждое из них имеет внутреннюю канавку, вставку концевой пробки в каждый конец оболочки, вставку первого стопорного кольца в каждое из указанных установочных колец, чтобы произвести захват концевых пробок, причем первые стопорные кольца имеют идущие по окружности ребра, которые входят в канавки установочных колец, вставку второго стопорного кольца в каждое из первых стопорных колец, для расширения первых стопорных колец и принудительного введения указанных ребер в указанные канавки, и крепление указанных вторых стопорных колец к концевым пробкам за счет пропускания винтов через расточки во вторых стопорных кольцах и введения винтов в имеющие резьбу расточки концевых пробок. Способ дополнительно может предусматривать сборку нескольких дуговидных деталей внутри каждого первого стопорного кольца, за счет чего образуются вторые стопорные кольца.
Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного
- 1 -
011068
со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано перспективное изображение узла для опреснения воды с использованием обратного осмоса, который содержит цилиндрическую оболочку.
На фиг. 2 показано продольное диаметральное сечение узла, показанного на фиг. 1, где можно видеть некоторые компоненты, разделенные для упрощения понимания.
На фиг. 3 показано перспективное изображение с пространственным разделением деталей узла, показанного на фиг. 1, в увеличенном масштабе и в разрезе.
На фиг. 4 показано перспективное изображение с пространственным разделением компонентов, которые образуют концевую пробку.
На фиг. 5 показан разрез собранной концевой пробки.
Подробное описание изобретения
Обратимся сначала к рассмотрению фиг. 1, на которой показан опреснительный узел 10 обратного осмоса, который содержит цилиндрическую оболочку 12 и торцевые крышки 14, только одна из которых видна на фиг. 1. Внутри оболочки 12 (см. фиг. 2 и 3) имеются три расположенные конец к концу спирально намотанные мембраны 16.1, 16.2 и 16.3 обратного осмоса. Конструкция мембран хорошо известна специалистам в данной области и не обсуждается далее более подробно. Для решения задач настоящего изобретения необходимо только указать, что каждая из мембран 16.1, 16.2 и 16.3 содержит трубчатый сердечник 18, с листами 20 полупроницаемого материала, намотанными вокруг него.
Выше по течению от каждой мембраны 16 имеется пластина 22 распределителя потока. Пластины 22 описаны более подробно в публикации WO 97/21630. Две короткие трубки 24 соединяют три трубчатых сердечника 18 конец к концу, так что вода, которая просочилась через полупроницаемый материал листов 20, может протекать на выходной конец трубчатого сердечника мембраны 16.1. Пробка 26 закрывает тот конец трубчатого сердечника 18 мембраны 16.3, который удален от трубки 24, которая соединяет трубчатый сердечник мембраны 16.3 с трубчатым сердечником мембраны 16.2.
Для изготовления оболочки 12 образуют смесь двух компонентов отверждаемой смолы. Эта смесь смолы при нанесении или напылении на поверхность оправки образует слой. Смола после отверждения имеет некоторую упругость, так что она может быть растянута в направлении длины оболочки, а также обладает памятью, так что после растяжения она возвращается к своей исходной длине.
Ровинги стекловолокна сматывают с одного или нескольких барабанов, пропускают через ванну смолы и затем через ракели для удаления избытка смолы. Ванна и ракели образуют наматывающую головку (не показана). Свободные концы ровингов прижимают к липкому слою смолы на оправке, так что они прилипают к нему. Оправку затем вращают для сматывания ровингов с барабанов, причем одновременно наматывающая головка совершает возвратно-поступательное движение вперед и назад вдоль оправки, так что ровинги распределяются по всей длине оправки.
После намотки части толщины оболочки с использованием покрытых смолой ровингов, наматывают витки электрического провода (не показан) на часть образованной оболочки. Затем продолжают процесс намотки с использованием покрытых смолой ровингов. Таким образом, витки электрического провода будут заделаны в материал оболочки. Функция этих витков описана в публикации WO 98/30501.
После того как оболочка получает требующуюся толщину стенки, ее покрывают снаружи с использованием гелиевого покрытия, чтобы получить необходимую чистоту поверхности.
Подходящими материалами для оболочки являются следующие:
Внутренний слой (вкладыш) URCO/6414 А+В
Ровинги DR 2400tex
Смола SP4578
Отвердитель SP457S-1
Два кольца 28, каждое из которых имеет ряд идущих по окружности внешних фланцев 30 (см. фиг. 4 и 5), надевают со скольжением на каждый конец оправки перед началом процесса намотки. Упругий слой идет от одного кольца до другого. Кольца 28 будет заделаны в концы оболочки 12 в процессе намотки. За счет фланцев (выступов) 30, кольца 28 фиксируются стекловолоконным упрочняющим материалом оболочки и становятся неподвижными относительно нее. На фиг. 3 и 4 кольца 28 показаны отдельно от оболочки 12. "Отпечаток" каждого кольца 28 показан внутри оболочки 12.
Каждое кольцо 28 также имеет внутреннюю идущую по окружности канавку 32 (см. фиг. 4).
Состоящее из нескольких частей (деталей) кольцо 34 (также лучше всего показанное на фиг. 4) плотно вводят в каждое кольцо 28. Каждое кольцо 34 содержит три или четыре дуговидных детали, которые собирают в единое кольцо 34 в соответствующем кольце 28. Каждая деталь каждого кольца 34 имеет внешнее ребро, идущее от одного его конца к другому. Ребра деталей соединяются друг с другом при сборке кольца 34 и образуют идущее по окружности ребро 36, которое входит в канавку 32 кольца
28.
Еще одно кольцо 38 плотно вставляют внутрь каждого кольца 34. Кольцо 38 имеет идущие по оси
- 2 -
011068
расточки 40, расположенные с (равными) промежутками вокруг его периметра.
Куполовидные концевые пробки 42.1, 42.2 закрепляют при помощи винтов 44 на кольцах 38, причем винты 44 проходят через расточки 40 и ввинчиваются в имеющие резьбу глухие отверстия 46 (фиг. 4 и 5) концевых пробок 42.1, 42.2. Концевая пробка 42.1 имеет две проходящие через нее трубки 48 и 50, а другая концевая пробка 42.2 имеет единственную проходящую через нее трубку 52.
Применяют следующий порядок сборки компонентов концевой крышки, показанной на фиг. 4 и 5. Концевую пробку 42.2 вводят в конец оболочки 12 и пропускают через заделанное кольцо 28. Затем кольцо 34 собирают внутри заделанного кольца 28, так что ребро 36 входит в канавку 32 и производит захват концевой пробки 42.2. После этого вводят кольцо 38 в собранное кольцо 34 и винты 44 пропускают через кольцо 38 и ввинчивают в имеющие резьбу глухие отверстия 46 концевой пробки 42.2. Кольцо 38 расширяет кольцо 34 и вдавливает ребро 36 в канавку 32.
Подлежащую опреснению воду подают при помощи трубы 48 в пространство выше по течению от левой пластины 22, показанной на фиг. 2. Вода, которая вытекает из задерживающих соли каналов мембраны 16.1, протекает через центр одной из пластин 22 и далее втекает в мембрану 16.2, а после этого в мембрану 16.3. Солевой раствор вытекает через трубу 52, а просочившаяся вода вытекает через трубу 50.
1. Цилиндрическая оболочка из упрочненного стеклом пластика, имеющая концевую пробку на каждом своем конце, причем каждая из концевых пробок имеет по меньшей мере одно отверстие, через которое может протекать вода, и удерживается на месте при помощи установочного кольца, заделанного в стенку оболочки и охватывающего оболочку изнутри, внутреннюю канавку, идущую по окружности установочного кольца, первое стопорное кольцо, имеющее идущее по его периметру внешнее ребро, при этом указанное ребро находится в указанной канавке, второе стопорное кольцо, которое плотно входит в указанное первое стопорное кольцо, чтобы расширять его наружу и вдавливать его внешнее ребро в указанную канавку, причем в концевой пробке и во втором стопорном кольце имеются отверстия для винтов, служащих для крепления второго стопорного кольца к концевой пробке.
2. Оболочка по п.1, в которой первое стопорное кольцо содержит несколько дуговидных деталей, которые собирают внутри установочного кольца, чтобы образовать первое стопорное кольцо.
3. Способ изготовления и закрывания цилиндрической оболочки, который предусматривает ввод со скольжением установочного кольца поверх каждого конца вращаемой оправки, намотку покрытых смолой стекловолокон на указанную оправку для образования указанной оболочки за счет вращения оправки, причем установочные кольца заделаны в оболочку и каждое из них имеет внутреннюю канавку, вставку концевой пробки в каждый конец оболочки, вставку первого стопорного кольца в каждое из указанных установочных колец, чтобы произвести захват концевых пробок, причем первые стопорные кольца имеют идущие по окружности ребра, которые входят в канавки установочных колец, вставку второго стопорного кольца в каждое из первых стопорных колец для расширения первых стопорных колец и принудительного введения указанных ребер в указанные канавки, и крепление вторых стопорных колец к концевым пробкам за счет пропускания винтов через расточки во вторых стопорных кольцах и введения винтов в имеющие резьбу расточки концевых пробок.
4. Способ по п.3, который предусматривает сборку нескольких дуговидных деталей внутри каждого первого стопорного кольца, за счет чего образуются вторые стопорные кольца.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
14 "
Фиг. 1
011068
44 34 42.1 22 16.1 20 22 16.2 /
__________________________ ______/
I 12 24 20 18 28 52 34 38
Фиг. 4
- 4 -
011068
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 5 -