AT411649B - Abstandselement - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abstandselement zur Führung von Strömungsmedien bei Vorrichtungen zum Filtern und Trennen der Strömungsmedien durch Umkehrosmose, Nanofiltrati- on, Ultrafiltration oder Mikrofiltration, wobei das Abstandselement im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist und einen Aussenrand, um eine zentrale Öffnung angeordnete Durchtrittsöffnungen sowie zumindest auf einer Oberfläche eine Vielzahl Strömungskanäle bildender Trennwände aufweist. 



   Ein derartiges Abstandselement ist beispielsweise aus der EP 0 289 740 A1 bekannt. Überein- ander gestapelte Abstandselemente, zwischen denen Filterkissen angeordnet sind, bilden dabei innerhalb eines rohrförmigen Gehäuses einen Stapel, durch den in bekannter Weise ein eingeleite- tes Medium in Permeat und Konzentrat getrennt wird. Die in der EP 0 289 740 A1 gezeigten Ab- standselemente weisen auf den beiden Oberflächen eine Vielzahl noppenartiger Vorsprünge auf, die die Filterkissen von den Abstandselementen geringfügig distanzieren. Bei Langzeiteinsätzen hat sich jedoch gezeigt, dass die noppenartigen Vorsprünge zunehmend in die Filterkissen eindrin- gen und diese perforieren, wodurch deren Funktion verloren geht. 



   Weiters ist aus der DE 197 00 231 A1 bekannt, halbkreisförmige Trennwände auf Abstands- elementen anzuordnen, deren Zu- und Abflussöffnungen diagonal gegenüberliegen. Diese Trenn- wände dienen dazu, das Strömungsmedium an der unwirksamen Mittelzone vorbeizuleiten und die Totzonen am Rand zu befluten. 



   Erfindungsgemäss ist stattdessen vorgesehen, dass die Trennwände radial verlaufen, wobei zumindest ein Teil der Trennwände im wesentlichen vom Aussenrand des Abstandselementes bis zu den Durchtrittsöffnungen reicht. 



   Die Trennwände ergeben im Vergleich zu den noppenartigen Vorsprüngen des Standes der Technik eine vergrösserte Auflagefläche für das Filterkissen, wodurch die lokale Flächenpressung abnimmt. Die Trennwände bewirken weiters eine radiale Führung des Strömungsmediums, wo- durch im Vergleich zum Stand der Technik die Partialdruckdifferenz des Filterstapels zwischen Zulauf und Ablauf um bis zu 30 % verringert ist. 



   Eine optimale Führung des Strömungsmediums ergibt sich, wenn jede zweite Trennwand im wesentlichen vom Aussenrand des Abstandselementes bis zu den Durchtrittsöffnungen reicht. 



   Ausführliche Versuche und Berechnungen der Anmelderin haben ergeben, dass es aufgrund der Druckverhältnisse, die das Filterkissen jeweils in Richtung der Trennwände des unten liegen- den Abstandselements drücken, möglich ist, die andere Oberfläche des Abstandselements in jenem Bereich, der im wesentlichen vom Aussenrand bis zu den Durchtrittsöffnungen reicht, glatt auszubilden. 



   Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfol- genden Figurenbeschreibung. Dabei zeigt: Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Filtern und Trennen von Strö- mungsmedien durch Umkehrosmose, Nanofiltration, Ultrafiltration oder Mikrofiltration, Fig. 2 ein erfindungsgemässes Abstandselement in einer Ansicht von oben, Fig. 3 dieses Abstandselement in einer Ansicht von unten, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2, Fig. 5 einen vergrösserten Schnitt entlang der Linie C-C in Fig. 2, Fig. 6 einen vergrösserten Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 2 und Fig. 7 das in Fig. 2 eingezeichnete Detail X in Vergrösserung. 



   Aus Fig. 1 ist in groben Zügen die an sich bekannte Arbeitsweise von Vorrichtungen zum Fil- tem und Trennen von Strömungsmedien durch Umkehrosmose, Nanofiltration, Ultrafiltration oder Mikrofiltration zu entnehmen. Innerhalb eines Gehäuses 13 ist eine Vielzahl von Abstandselemen- ten 1 übereinander gestapelt und mittels eines Spannbolzens 14 verspannt. Zwischen den Ab- standselementen 1 sind Filterkissen 11angeordnet. In Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit halber nur ein Teil der Abstandselemente 1 und Filterkissen 11gezeigt. Das zu trennende Medium wird durch die Leitung 15 eingeleitet und durchfliesst den gesamten Stapel. Das durch die Filterkissen 11gepresste Permeat fliesst entlang des Spannbolzens 14 zur Öffnungen 16 hin ab, wogegen das Konzentrat durch die Leitung 17 abgeführt wird. 



   Das erfindungsgemässe Abstandselement 1 ist im wesentlichen scheibenförmig und wird im Spritzgussverfahren hergestellt. Als Material eignen sich insbesondere Acrylnitril-Butadien-Styrol- Copolymer (ABS), Polypropylen (PP) und Kunststoffe aus Copolymerisaten des Styrols (LURAN). 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   Wie Fig. 2 zeigt, weist das Abstandselement 1 eine zentrale Öffnung 5 für den Spannbolzen 14 auf, die von zahlreichen, voneinander getrennten Durchtrittsöffnungen 6 umgeben ist. Der Aussen- rand 4 des Abstandselementes 1 ist als erhabener umlaufender Steg ausgebildet. 



   Die Oberfläche 2 des Abstandselementes 1 weist radial verlaufende Trennwände 3a und 3b auf, die die Oberfläche 2 in Strömungskanäle gliedern. Wie aus den Schnittzeichnungen   derfig.   4 bis 6 ersichtlich, verläuft jede zweite Trennwand 3a im wesentlichen vom Aussenrand 4 des Ab- standselementes 1 bis zu den Durchtrittsöffnungen 6. Die Endbereiche sind jeweils abgeschrägt, beim Aussenrand 4 steil, zu den Durchtrittsöffnungen 6 hin flach. Die zwischen den Trennwänden 3a angeordneten Trennwände 3b sind kürzer und erstrecken sich ausgehend vom Umfangsrand 4 in etwa über 30 % des Radius des Abstandselementes 1. 



   Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, ist die Oberfläche 7 an der Unterseite des Abstandselementes 1 im Gegensatz zur Oberfläche 2 in jenem Bereich, der im wesentlichen vom Aussenrand 4 bis zu den Durchtrittsöffnungen 6 reicht, glatt ausgebildet. 



   Innerhalb der Durchtrittsöffnungen 6 sind auf beiden Seiten des Abstandselementes 1 Ringnu- ten 8 ausgebildet, in die Dichtringe eingesetzt werden können. Die Ringnuten 8 sind am Grund gerundet, um einer Risseinleitung durch Kerbwirkung vorzubeugen. 



   Um die zentrale Öffnung 5 sind weiters einige Stifte 9a vorgesehen, die mit Vertiefungen 9b korrespondieren. Die Stifte 9a und Vertiefungen 9b definieren die Winkellage der Abstandselemen- te 1 zueinander, sodass sichergestellt ist, dass die insbesondere in Fig. 7 ersichtlichen Ausbuchtun- gen 12 der zentralen Öffnung 5 durchgehende Fliesskanäle für das Permeat entlang des Spannbol- zens 14 bilden. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Abstandselement zur Führung von Strömungsmedien bei Vorrichtungen zum Filtern und 
Trennen der Strömungsmedien durch Umkehrosmose, Nanofiltration, Ultrafiltration oder 
Mikrofiltration, wobei das Abstandselement im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet ist und einen Aussenrand, um eine zentrale Öffnung angeordnete Durchtrittsöffnungen sowie zumindest auf einer Oberfläche eine Vielzahl Strömungskanäle bildender Trennwände auf- weist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (3a, 3b) radial verlaufen, wobei zu- mindest ein Teil der Trennwände (3a) im wesentlichen vom Aussenrand (4) des Abstands- elementes (1) bis zu den Durchtrittsöffnungen (6) reicht.

Claims (1)

1. 2. Abstandselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede zweite Trennwand (3a) im wesentlichen vom Aussenrand (4) des Abstandselementes (1) bis zu den Durch- trittsöffnungen (6) reicht.

   3. Abstandselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Ober- fläche (7) des Abstandselementes (1) in jenem Bereich, der im wesentlich vom Aussenrand (4) bis zu den Durchtrittsöffnungen 6) reicht, glatt ausgebildet ist.