CH507010A - Permeations-Trennvorrichtung und Verfahren zu ihrem Betrieb - Google Patents

Description

  
 



  Permeations-Trennvorrichtung und Verfahren zu ihrem Betrieb
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Trennung von Fluiden mittels Membrandiffusion unter Ausnutzung der unterschiedlichen Durchgangsgeschwindigkeiten durch permeable Membranen bzw. Scheidewände in Form kleiner Schläuche aus organischen Polymeren.



   Fluidtrennverfahren und - vorrichtungen, bei denen zur Trennung Schläuche aus Polymeren verwendet sind wurden bereits beschrieben. Eine sorgfältige Beurteilung der bekannten Verfahren und Vorrichtungen hat jedoch ergeben, dass sich diese noch im Verschsstadium befinden oder unwirksame und unpraktische Verkörperungen der ältesten Vorschläge, die man auf diesem Gebiet gemacht hat, sind. Die bekannten Vorrichtungen sind so konstruiert oder weisen Merkmale auf, die einen befriedigenden technischen Betrieb nicht ermöglichen und die sich auch praktisch und technisch zuverlässig nicht herstellen lassen.



   Zeil der Erfindung ist der Vermeidung der Unzulänglichkeiten und Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen und die Schaffung einer besseren Fluidtrennvorrichtung, insbesondere hinsichtlich Wirksamkeit, Trennschärfe der Flexibilität und Zuverlässigkeit im technischen Einsatz sowie einfachen, direkten und wirtschaftlichen Aufbaus sowie Herstellungsmöglichkeiten sowie ein Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtungen.



   Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines besonderes vorteilhaften, technisch auwendbaren Herstellungsverfahrens für die erfindungsgemässe Vorrichtung.



   Der erfindungsgemässe Permeations-Trentvorrichtung zur Abtrennung einer Komponente aus einem Fluidgemisch unter Ausnützung der unterschiedlichen Durchgangsgeschwindigkeiten der Gemischkomponnenten durch permeable Membranen in Form von Schläuchen aus polymerem Werkstoff, ist gekennzeichnet durch ein längliches flüssigkeitsdichtes Gehäuse, bei dem wenigstens das eine Ende durch einen flüssigkeitsdichten, vorzugsweise angegossenen Schlauchboden aus polymeren Werkstoff verschlossen ist, einen den Schlauchboden übergreifenden mit dem Gehäuse verbundenen Deckel mit Einlass, wenigstens einen Einlass und einen Auslass im Gehäuse, eine Anzahl von Schöäuchen, die wenigstens an ihrem einen Ende im Schlauchboden eingebettet sind, durch diesen hindurchreichen,

   einen Durchmesser von 10 bis 500   und eine Wandstärke von 1 bis 100   aufweisen und zu mindestens einem Schlauchbündel gleichmässiger Packungsdichte zusammengefasst sind, in dem sie über einen erheblichen Teil ihres Längsrstreckens parallel zueinander angeordnet sind und von wenigstens einem länglichen flexiblen porösen Hüllschlauch umschlossen sind, wobei das bzw. die   Schlauchbiindel    und dessen   Umhiillung    bzw. deren Umhüllungen den inneren Querschnitt des Gehäuses ausfüllen und die bzw. jede Umhüllung querkontaktionsfähig ausgebildet ist und der poröse Hüllschlauch mit den Schläuchen zusammenwirked eine gleichmässige Packungsdichte der Schläuche in den   Schlauchbiindeln    und im Gehäuse   ermöglicht.   



   Die beiliegenden Zeichnungen erläutern die Erfindung an mehreren vorteilhaften Ausführungsbeispielen.



  Es stellen dar:
Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemässe Fluidtrennvorrichtung,
Fig. 2 und 2a Querschnittanscichten nach der Linie 2-2 in Fig. 1, bei Fig. 2a mit etwas vergrössertem Massstab,
Fig. 3 eine Teilquerschnittansicht nach der Linie 3-3 in Fig. 1,
Fig. 4 eine stark vergrösserte Teilansicht eines Teils einer in Fig. 2 dargestellten Schlauchgruppe,
Fig. 5a, 5b, 5c Teilansichten einer porösen Umhüllung für Schlauchbündel,
Fig. 6 ein Schaltbild einer zweistufigen Permeations Trennanlage unter Verwendung von Trennvorrichtungen gemäss Fig. 1,
Fig. 7 ein Schaltbild einer dreistufigen Permeations Trennanlage mit Trennvorrichtungen gemäss Fig. 1,  
Fig. 8 ein Schaltbild einer abgewandelten dreistufigen Permeations-Trennanlage mit Trennvorrichtungen gemäss Fig. 1,
Fig. 9 ein Schaltbild einer vierstufigen Permeations Trennanlage mit Trennvorrichtungen gemäss Fig. 1,
Fig.

   9a ein   Schaltbid    einer einstufigen Permeations Trennanlage mit mehreren parallelgeschalteten Trennvorrichtungen gemäss Fig. 1,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von einzelnen kleineren Schlauchbiindeln aus durchgehenden Schläuchen,
Fig. 11 eine vereinfachte Seitenansicht eines Schlauchbündels in flachgelegtem Zustand, das eine Bündekeinheit zur Verwendung in einer Trennvorrichtung gemäss Fig. 1 darstellt,
Fig. 12 eine vereinfachte Seitenansicht eines einzelnen Schlauchbündels bzw. einer einzelnen Wicklung in flach zusammengelegtem Zustand, das von einer porö- sen Umhiillung umschlossen und radial zusammengehalten ist,
Fig. 13 eine Teilseitenansicht mehrerer umhällter Schlauchbündel, die zu einem grösseren Hauptbündel vor dem Einbau in die Trennvorrichtung zusammengefasst, sind,
Fig.

   14 eine Teilansicht eines Hauptbündels aus umhüllten   Schlauchbiindeleinheiten    in einer Lage, aus der es nach   Uberstreifen    einer porösen Aussenumhüllung in den   Mantel    einer Trennvorrichtung gemäss Fig. 1 einbauen lässt,
Fig. 15 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 14, bei der jedoch die poröse Aussenumhüllung zur Querkontaktion aller   Schlauchbiindeleinheiten    bzw. einzelner Schlauchbündel dient, damit das   Hauptbiindel    in dem Gehäuse der Trennvorrichtung eingebracht werden kann,
Fig. 16 einen Teillängsschnitt durch zusammengezogene Schlauchbündel in ihrer Lage im Gehäuse der Trennvorrichtung mit einer auf den Mantelstirnflansch aufgesetzten Gussform zum AngieBen eines fliissigkeitsdichten Schlauchbodens,
Fig.

   17 einen Teillängsschnitt durch den Kopf der Trennvorrichtung mit abgenommener GuBform und noch nicht entferntem, überstebendem, angegossenem Teil des Schlauchbodens,
Fig. 18 einen Fig. 17 entsprechenden Teillängs- schnitt eines abgewandelten fertigen angegossenen Schlauchbodens in seiner Lage im Gehäuse der Trennvorrichtung, wobei der Schlauchboden gegen eine radial äussere vorgesehene Schicht einer schweren unvermischbaren Flüssigkeit in der Gussform während eines Schleudervorgangs geformt wurde, um die Schlauch   biindelenden    frei von GuBwerkstoff zu halten,
Fig. 19 eine teilperspektivische Ansicht einer Zentrifugier- bzw.

  Schleudervorrichtung zur Herstellung des angegossenen Schlauchbodens der Permeations Trennvorrichtung gemäss Fig. 1, auf die ein Gehäuse mit angeschraubten GieBformen aufgespannt ist, und
Fig. 20 eine Teilseitenansicht einer abgewandelten   Ausfiihrungsform    der Schleudervorrichtung nach Fig. 19 zum Angiessen von   Schlauchbdden    auf jeweils einer Seite an mehrere Trennvorrichtungen gleichzeitig.



   Eine Grundform einer Permeation-Trennvorrichtung für Fluide, die eine bevorzugte   Ausfiihrungsform    der Erfindung   darstelit,    ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beruht auf dem selektiven Durchgang von Gasen oder Fliissigkeiten durch nichtporöse Membranen oder Scheidewänden durch Permeation oder aktivierte Diffusion. Man stellt sich den Vorgang normalerweise so vor, dass sich das gasförmige oder flüssige Membranen oder Scheidewänden   nichtporbsen    Festwand   lost,    unter EinfluB eines Konzentrations- oder eines Druckgefälls durchwandert und auf der anderen Seite der Membran wieder austritt.



  Die Trennung erfolgt dann, wenn die Komponenten des Fluidgemisches Durchgangsgeschwindigkeiten durch nichtporöse Membranen aufweisen. Die Trennung aufgrund unterschiedlicher Permeation hat man bereits mit Membranen aus Platin, Palladium und deren Legierungen, Silikaten und gewissen Gläsern und verschiedenen polymeren Materialien   durchgefiihrt.   



   Eine bevorzugte   Ausfiihrungsform    der Permeations Trennvorrichtung 100 gemäss Fig. 1 bis 4 weist einen flüssigkeitsdichten rohrförmigen Mantel 101 aus Stahl oder dergleichen auf, der sich an beiden Enden in den Abschnitten 107 konisch erweitert und Stirnflansche 102 aufweist. Im Mantelrohr 101 ist ein EinlaB 109 und ein AuslaB 108 im Bereich der konischen Erweiterungen 107 vorgesehen. Das Mantelrohr minnt relativ eng gepackt eine   grove    Anzahl sehr diinner Schläuche 111 aus einer polymeren Verbindung, wie beispielsweise Poly äthylenterephthalat auf. Die Schläuche sind, siehe Fig. 1 bis 4, in einer Reihe etwa gleich   grower    Schlauchbündeleinheiten 110 zusammengefasst, die jeweils durch eine längliche, flexible und poröse Umhüllung 112 fest zusammengehalten sind.

  Zusätzlich sind alle   umhiillten    Schlauchbündel 110 durch winw grosse längliche, flexible und poröse Aussenumhüllung 113 zusammengefasst. Die genaue Ausbildung und Wirkungsweise dieser Umhül- lungen ist an späterer Stelle erläutert In beiden Enden des Mantelrohes 101 ist ein   flüssigkeitsdichter    angegossener Schlauchboden (gegossenes Wandteil) 950 vorgesehen, welcher vorzugsweise aus einer polymeren Verbindung, wie beispielsweise einem Epoxyharz, besteht. Die Schläuche erstrecken sich zwischen den Schlauchböden 950 parallel   zudnander    und zur Achse des Mantelrohres und reichen mit ihren offenen Enden durch die   Schlauchböden,    in welche sie flüssigkeitsdicht eingebettet sind, hindurch.

  An beiden Enden ist das Mantelrohr 101 mit Deckeln 103 abgeschlossen, welche zusammen mit den angegossenen Schlauchböden 950 eingeschlossene Kammern 130 bilden, die mit dem Innern der Schläuche in Verbindung stehen. Jede Kammer 130 weist einen LeitungsanschluB 104 und einen Flansch 105 auf, der gegen den Flansch 102 des Mantelrohres mittels Schrauben 106 verschraubt ist. Bei der dargestellten   Ausfiihrungsform    ist eine nachgiebige, ringförmige Dichtung K aus einem geeigneten Material wie Gummi oder Neopren zwischen jedem angegossenen Schlauchboden 950 und Mantelrohr 101 sowie zwischen jedem Schlauchboden und Deckel 103 zur Abdichtung vorgesehen. Der Deckel 103 kann aus Stahl hergestellt sein.

 

   Die   umhtillten      Schlauchbiindel    110 aus den Schläu- chen 111 sind im Hauptabschnitt des Mantelrohrs 101 zwischen den konischen Endabschnitten 107 relativ enggepackt angeordnet. Dadurch, dass die flexiblen und porösen Umhüllungen 112 die Schläuchen fest zusammenhalten, behalten sie diese Lage bei, obwohl sie sich eng an die benachbarten Schlauchbündel und an die Innenwandung des Rohrmantels anlegen können Dadurch ergibt sich gegebenenfalls eine Verformung jedes Schlauchquerschnittes, um eine höhere Packungsdichte   za      erreichen,    als man sie bei festem kreisförmigem Querschnitt erhielte. Dies geht insbesondere aus Fig. 2a  hervor.

  Die   Schlauchbiindel    und die einzelnen Schläuche selbst berühren einander und teilweise das Mantelrohr in Form schmaler   Liingszonen,    siehe Fig. 2, 2a und 4.



  Diese Längsberührungsflächen schliessen zwischen den   Schlauchbiindeln    und den einzelnen Schläuchen und zwischen den Schlauchbündeln und der Innenwandung des Mantelrohres eine   grove    Anzahl in Querrichtung gleich verteiler länglicher Strömungswege- oder- kanäle ein, die sich entlang der ganzen Schläuche und des ganzen Mantelrohres erstrecken. Diese Strömungswege haben nur eine sehr geringe Querverbindung miteinander und bewirken, dass die   Fliissigkeitsstrdmung    im Mantelrohr und ausserhalb der Schläuche im wesentlichen nur in ihrer Längsrichtung zwischen den konischen Abschnitten 107 ohne Quervermischung erfolgt.



   Die gegenseitige Zuordnung der Schläuche 111 im Bereich ihrer Enden in den konischen Abschnitten 107 des Rohrmantels 101 geht aus Fig. 3 hervor. Aufgrund des grösseren Querschnitts der konischen Abschnitte 107 ist die Packungsdichte der Schläuche dort reduziert und der Abstand zwischen den Schläuchen vergrössert, um einen besseren Ein- bzw. Auslass und eine gute Verteilung des Fluids im Bereich des Einlass 109 und AuslaB 108 in die Strömungswege zwischen den benaschbarten Schläuchen und Schlauchbündeln zu   ermöglichen.   



   Der innere konische Abschnitt 107 an beiden Enden des Mantelrohrs 101 wirkt mit dem entsprechenden konischen Abschnitt des benachbarten engegossen Schlauchbodens 950 unter Entwicklung einer Keilwirkung zusammen, um die benachbarten Teile fliissigkeitsdicht gegeneinander zu halten. Die gleiche Wirkung tritt aufgrund des Angriffs zwischen den betroffenen konischen Abschnitten der Deckel 103 und den angeschlossenen Schlauchböden 950 auf.



   Ein besonderes wichtiges Merkmal der Trennvorrichtung ist die Innenfläche SF des angegossenen Rohrbodens 950. Diese Fläche ist relativ glatt, ununterbrochen, eben und frei von jeglichen scharfen Formen oder   Vorspningen    in Richtung der Schläuche Diese Formgebung muss unbedingt erreicht und aufrechterhalten werden, so dass eine flüssigkeitsdichte Verbindung um die Schläuche ohne die wirksame Oberfläche der Schläuche zwischen den Schlauchböden zu vermindern, besteht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Innenfläche SF des angegossenen Schlauchbodens konkav gekrümmt, siehe Fig. 1. Diese Formgebung   riihrt    vom Schleudergiessen her, das zur Herstellung der Schlauchböden 950 vorzugsweise angewendet wird. Es ist an späterer Stelle beschrieben.



   Die Schläuche 111 können aus jedem polymeren Werkstoff bestehen, der sich für eine selektive oder differenzielle Membran-Permeation eignet. Als Werkstoffe kommen in Frage: Olefine, Ester, Amide, Silicone, Äther, Nitrile oder Sulfid-Polymere sowie jedes andere geeignete Polymer oder Copolymer. Geeignete Schläuche lassen sich aus Polyäthylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyhexamethylenadipymid, Copolymere von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen, Celluloseacetat, Athylcellulose, Polystyrol, Copolymere von Butadien und Styrol und aus vielen anderen Polymeren und Copolymeren auf verschiedene Weise herstellen, beispielsweise durch Ausspinnen aus der Lösung oder aus der Schmelze. Die polymeren Schläuche haben einen Aussendurchmesser von vorzugsweise etwa 10 bis 500 Mikron und eine Wand   stark    von etwa 1 und 100 Mikron.

  Als besonders vorteilhaft haben sich Schläuche mit einem   Aussen-    durchmesser zwischen 20 und 250 Mikron und einer Wandstärke zwischen 2 und 50 Mikron erwiesen.



   Die Packungsdichte der Schläuche 111 innerhalb der flexiblen und porösen Umhüllung 112 kann jeden Wert oberhalb etwa 35 % aufweisen; zur Erzielung optimaler Ergebnisse sollte sie jedoch so hoch wie irgend möglich sein. Die   Packungsdichte    ist als prozentualer Anteil der von den äusseren Wänden der Schläuche eingeschlossenen Querschnittsfläche zu der des Mantelrohrs 101 definiert.

  Für einen Rohrmantel mit   kreisfbrmigem    Querschnitt und Innendurchmesser Ds, in dem N Schläuche mit kreisförmigem Querschnitt und einem Aussendurchmesser   DE    untergebracht sind, ist die Pakkungsdichte durch folgenden Ausdruck gegeben: Packungsdichte (%)
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 Die so definierte Packungsdichte erreicht einen Maximalwert von 90,5% für Schläuche mit kreisförmigem Querschnitt bei enger hexagonaler Packung und einen Grösstwert von 78,5 % bei enger quadratischer Packung.



  Packungsdichten von oberhalb 45 % innerhalb der flexiblen und porösen Umhüllungen liessen sich ohne weiteres erzielen. Packungsdichten oberhalb 60 % und mehr lassen sich erreichen, wenn man die Schläuchen parallel zueinander anordnet, sie mit einer Umhüllung eng   um-    gibt und deren Umfangserstreckung anschliessend durch Querkontraktion verkleinert, um auf diese Weise die eingeschlossenen Schläuche enger aneinander zu bringen. Wurden mehrere Bündel von umhüllten, eng gelegten Schläuchen wiederum gebündelt in ein Mantelrohr in der in den Zeichnungen dargestellten Weise eingebaut, so haben sich Packungsdichten von   tiber    55 % erreichen lassen.

  Für die Vorrichtung gemäss den Fig. 1 bis 4 ist eine Gesamtpackungsdichte von über 40 % an   zustreben.    Diese hohen Packungsdichten verhindern die Bewegung der Flüssigkeit in die Bündel und aus diesen heraus zwischen den Schläuchen keineswegs. Vielmehr bewirken diese, dass die Flüssigkeiten ausserhalb der Schläuche innerhalb des Mantelrohres entlang und in Richtung der Schläuche in jedes Schlauchbündel strömen. Durch diese Strömungsbdingungen werden   gUn-    stige Konzentrationsgradienten erzeugt und innerhalb des Mantelwohres entlang der Schläuche aufrechterhalten, solange ein Fluidgemisch durch die Schläuche durchtritt. Die genauen Strömungsbedingungen sind an späterer Stelle erläutert.



   Der flexiblen und porösen Umhüllungen 112 und 113 können aus jedem geeigneten, natürlichen, regenerierten oder synthetischen Wirkstoff geeigneter Festigkeit und   Vertraglichkeit    mit dem zu trennenden Fluidgemisch, dem polymeren   Werkstoff,    aus   deim    die Schläuche   hestehen,    und dem Material, aus dem die angegossenen Schlauchböden gefertigt sind, und den anderen Materialien, mit dem die Umhüllungen in Berüh- rung kommen, gefertigt sein. Die Umhüllungen kbnnen ferner jeden zweckmässigen Aufbau haben, solange sie nur   pores    und flexibel sind. 

  Sie sollen jedoch zweckmässig aus einem sehr abriebfesten Material bestehen oder einen Aufbau aufweisen, der eine Schrumpfung oder Querkonraktion zulässt, um so eine gleichmässige, zusammenziehende und verdichtende Wirkung entlang eines Schlauchbündels oder einer Gruppe von Schläuchen auf diese ausüben zu   kUnnen.    Einen bevorzugten Aufbau weist eine rundgestrickte Hülle aus einem ge  eigneten Material, beispielweise Baumwollfäden auf, wobei die Hülle beträchtliche Verkürzungen in Querrichtung ermöglicht, wenn die hülle in Längsrichtung gedehnt wird.

  Eine solche Hülle ist deshalb besonders vorteilhaft, weil beim Einziehen eines Schlauchbündels in das mantelrohr, wobei eine hohe Zugspannung auf die Hülle aufgebracht wird, diese eine gleichmässige Verdichtungswirkung auf den Querschnitt des Schlauchbündels   tiber    dessen ganze Länge ausiibt, um so das ganze Bündel ohne Beschädigung einzelner oder aller Schläuche eines Bündels in das Mantelrohr eimbringen zu   kbnnen.    Die Umhüllungen 113 können auch aus einem gewebten oder nichtgewebten textilen Flachmaterial oder aus gelochten oder eingeschnittenen zylindrischen Rohren oder schlauchförmigen Netzen, siehe Fig. 5a, 5b,   Sc    und 5d, bestehen. Es ist jedoch das sehr gleichmässige Querkontaktionsvermögen sehr erwünscht und bedeutsam.



   Das Mantelrohr kann jede zweckmässige oder beliebige Querschnittsform aufweisen, braucht also nicht einen   kreisfbrmigen    Querschnitt zu haben; es muB aus einem verträglichen Werkstoff ausreichender Festigkeit bestehen. Zylindrische metalische Mäntel, beispielsweise aus Stahlrohr, sind geeignet, da sie relativ einfach herzustellen und zuammenzubauen sind. Die Grösse des Mantelrohres für die Trennvorrichtung kann sehr unterschiedlich sein. Sein Durchmesser kann zwischen einem und vielen Zentimetern und seine Länge zwischen einem und vielen Dezimetern liegen.



   Eine Vorstellung von der Wirksamkeit der Konstruktion bei Verwendung von Schläuchen ergibt sich daraus, dass eine erfindungsgemäss aufgebaute Trennvorrichtung aus einem Mantelrohr mit etwa 15 cm Durchmesser und 2,40   m    Lunge etwa 12 Millionen Schläuche enggepackt aufnehmen kann, um eine wirksame Membranfläche von etwa 1860 m  zu ergeben
Bei einigen erfindungsgemässen Permeations-Trennvorrichtungen ist es erwünscht, Flüssigkeit im Bereich der beiden Enden des Mantelrohrs, siehe letzte Stufe Fig. 8, einzuleiten und Flüssigkeit aus einem zwischen den beiden Enden liegenden Bereich abzuziehen.

  In diesem Fall ist es zweckmässig. in einem solchen Bereich zwischen den beiden Enden   tiber    einen abgegrenzten Längsabschnitt einen grösseren Mantelrohrquerschnitt vorzusehen, um dort die Packungsdichte der Schläuche und Schlauchbündel ein bischen zu verringern und so eine Querströmung zum Abzug von Flüssigkeit zwischen den Schläuchen und Schlauchbündeln zu schaffen.



   Die angegossenen Schlauchböden 950 können ebenfalls aus jedem geeigneten härtbaren oder verfestigbaren Werkstoff ausreichender Festigkeit und Verträglichkeit mit den anderen teilen der Vorrichtung bestehen.   Verweudhar    sind   Lötmittel,    Zemente, Wachse, Klebemittel, näturliche und synthetische Harze. Diese Materialien für die Schlauchböden können aushärten oder erstarren aufgrund einer Gefrier- oder Kühlbe handlung, nur einer Kühlbehandlung oder aufgrund von chemischen Reaktionen, die eine Polymerisation, Kondensation, Oxydation oder einen anderen Aushärteprozess bewirken.

  Weitere zweckmässige Eigenschaften des härt- oder erstarr- bzw. verfastigbaren Manteils sind aber: niedrige Viskosität im flüssigen Zustand für das gute Eingrigen zwischen die Schläuche der Schlauchbündel vor der Verfestigung oder dem Aushärten, eine hohe Dichte für ein gutes Verhalten während des Schleudergiessens, das an späterer Stelle beschrieben ist, keine Gasentwicklung oder ähnliche physikalische Änderung während der Verfestigung keine oder nur eine äusserst geringe Volumveränderung während der Verfestigung und eine möglichst niedrige Wärmeentwicklung während der Verfestigung. Synthetische und organische Harze sind für den Schlauchbonden in Verbindung mit den bevorzugten polymeren Verbindungen, aus denen die   Schlauche    bestehen, besonders geeignet, insbesondere Epoxyharze.



   Die Beschreibung der Betriebs- und Wirkungsweise einer erfindungsgemässen Trennvorrichtung, wie sie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, erfolgt zunächst anhand der ersten Stufe einer mehrstufigen Trennanlage. Für viele Gastrennungen bzw. -entmischungen, bei denen die Komponente mit der hbchsten Permeationsgeschwindigkeit von einem Fluidgemisch abzutrennen ist, aber nur einen kleinen Mischungsanteil ausmacht, hat es sich in der ersten Stufe als vorteilhaft erwiesen, das Ausgangsgemisch zunächst durch das Innere der Schläuche zu leiten und die durch die Schlauchwände durchgegangene Flüssigkeit von der AuBenwand der Schläuche abzuziehen. Hierbei wird, siehe Fig. 1, der Einlsassstrom des Ausgangsgemischs durch den EinlaB 104 unter erhöhtem Druck in die Kammer 130 auf der linken Seite, siehe Fig. 1 der Vorrichtung eingebracht.



  Aus dieser Kammer 130 fliesst das Fluidgemisch durch das Innere der Schläuche und Schlauchbündel 110 zur Kammer 130' auf der rechten Seite der Vorrichtung.



  Wird eine geeignete Druck- und/oder Konzentrationsdifferenz zwischen der Innen- und Aussenseite der Schläuche durch. Del Teil des Gemisches, der die Kamponente des Ausgangsgemischs mit der höheren Permeationsgeschwindigkeit angereichert nach aussen durch die Schlauchwände in den Raum zwischen der Innenwand des mantelrohrs 101 und der Aussenseite der Schläuche durch. Der Teil des Gemisches, der die Kammer 130' erreicht, im folgenden Ausfluss genannt, dem der Anteil mit der höchsten Permeationsgeschwindigkeit durch die Schlauchwände wegdiffundiert ist, wird durch den AuslaB 104 abgezogen.



   Die mit der Komponente höherer Permeationsgeschwindigkeit (der leichteren Komponente) angerelcherte Fraktion des Ausgangsgemisches, die durch die Schlauchwände durchgedrucen ist, und im folgenden Durchlass genannt ist, wird aus dem Inneren des Mantelrohres mit gegenüber dem Einlassgemisch erniedrigtem Druck über den Auslass 108 abgezogen. Vorteilhaft ist, es bei der Trennung gleichzeitig einen Spülfluidstrom, den ein Teil des Einlausses bei erniedrigtem Druck bilden kann, in das Mantelrohr 101 durch den Einlass 109 entlang der Aussenseite der Schläuche innerhalb des mantels zu führen und durch den Auslass 108 abzuziehen. Um einen hohen wirksamen Konzentrationsgradienten aufrechtzuerhalten, soll das Spülfluid im Gegenstrom zum Einlassgemisch geführt sein. 

  Diese Bedigungen, die enge Packung der schläuche und Schlauchbündel aufgrund der Umhüllungen 112 und 113, und die Längskanäle zwischen den Schläuchen und Schlauchbündeln bewirken eine sehr wirksamen gleichverteilte und gleichmässige Flüssigkeitsströmung innerhalb des mantelrohres 101 und ausserhalb der Schläuche, durch die unerwünschte Strömungen mit unerwünschter Rückmischung und Rückdiffusion auf der Aussenseite der Schläuche und eine Störung des erwünschten Konzentrationsgradienten sowie Konvektionsströmungen auf ein Mindestmass reduziert sind. Zusätzlich trägt die   grove    wirksame Membranfläche je Volumeinheit und  die extrem kleine Dicke der Membran bzw. Schlauchwände sehr zu den güngstigen praktisch und wirtschaftlich erreichbaren Trenngeschwindigkeiten der erfindungsgemässen Vorrichtung bei.



   Stelle die aus dem Fluidgemisch abzutrennende Komponente mit der höchsten Permeationsgeschwindigkeit die grösste Mischungskomponente dar, dann sollte diese zweckmässigerweise unter erhöhtem Druck in das Mantelrohr 101 zur Aussenseite der Schläuche durch den Einlass 109 eingeleitet und als Auslassstrom, aus dem die Komponente mit der höchsten Permeationsgeschwindigkeit weitgehend entfernt ist, durch den Auslass 108 abgezogen werden. Ein Teil des Einlassge- misches, der mit der Komponente mit der höchsten Permeationsgeschwindigkeit angereichert ist, dringt durch   die    Schlauchwände in deren Inneres   durch,    von wo er unter erniedrigtem Druck durch den AuslaB 104 und/oder 104' nach ZUsammenführung in den Kammern 130 und 130' abgezogen werden kann.

  Auch bei dieser Betriebsweise kann es zweckmässig sein, mit einem Spülfluid zu arbeiten, das im Gegenstrom zum EinlaBgemisch geführt wird, indem man es durch den Einlass 104 einbringt und es zusammen mit dem Durchlassprodukt durch den Auslass 104' abzieht. Diese Betriebsweise hat sich insbesondere bei der letzten Stufe einer mehrstufigen Gastrennanlage bewährt. Bei anderen   Anwendungsfällen,    wie der Wasserentsalzung oder der Trennung von Kohlenwasserstoffen kbnnen selbstverständlich andere Anordnungen vorteilhafter sein.



   Eine andere vorteilhafte Ausführungsform einer letzten Stufe sieht vor, dass das EinlaBgemisch in den Mantelraum in der Nähe der beiden Enden eingebracht und das   Ausflussprodukt    zwischen den beiden Mantelenden abgezogen wird, siehe letzte Stufe Fig. 8. Hierbei wird die Komponente, die durch die Schläuche dringt, gleichzeitig an beiden Stirnseiten der Vorrichtung abgezogen, siehe letzte Stufe Fig. 8. Hierdurch ergibt sich der gewünschte Gegenstrom zwischen Durchlass und Einlab bzw. Ausfluss mit dem erwünschten Konzentrationsgradienten.



   Bei Verwendung der bevorzugten Baumaterialien für die Trennvorrichtung   lässt    sich diese befriedigend bei normalen atmosphärischen Temperaturen und mässigen   Überdrücken,    die weit unter 70 at betreiben, obwohl sich die Schläuchen ohne weiteres auch bei so ausreichend hohen Druckdifferenzen verwenden lassen, dass hohe technische Trenngeschwindigkeiten erzielt werden.



  Die flexiblen und porösen Umhüllungen 112 und 113 der Schlauchbündel dienen nicht nur zum leichteren Zusammenbau der Trennvorrichtung, sondern sind ein wichtiger Bestandteil der Vorrichtung selbst, in dem sie auch während des Betriebs die Schläuche schütze und die Quer-Druckspannungen gleichmässig   tiber    jedes Schlauchbündel verteil aufrechterhalten, ohne dass diese zusammengedrückt oder beschädigt werden, insbesondere auch diejenigen am Aussenumfang des ganzen Bündels, die an der Mantelrohrwand liegen.



   Die   bgrorzugte    Verwendung schleudergegossener Schlauchböden an den Enden der Schläuche erscheint für die gesamte Vorrichtung zur Erzielung eines wirksamen flüssigkeitsdichten Schlauchbodens und Abdichtung der sehr diinnen enggepackten Schläuche gegeneinander und gegenüber dem Mantelrohr besonders wichtig, damit das Bodenmaterial, solange dieses flüssig ist, nicht zwischen und entlang den Schläuchen aufgrund der Kapillarwirkung nachdringt, was zu Hohlräumen im Boden führen könnte und durch Überziehen der Schlauchoberflächen die wirksame   Membranflache    innerhalb des Mantelrohres verkleinern würde-
Die Vorrichtung gemäss den Fig. 1 bis 4 kann in verschiedenster Weise verwendet und kombiniert. werden, um   Trennsysteme    bzw.

   -anlagen mit mehreren parallelen oder hintereinandergeschalteten Trenneinheiten je nach Wunsch und Bedarf aufzubauen. Eine Anzahl solcher Trennanlagen sind in den Fig. 6, 7, 8, 9 und 9a dargestellt.



   In Fig. 6 ist eine der einfachsten Formen einer mehrstufigen Gastrennungsanlage dargestellt, nämlich eine zweistufige Anlage, der   tiber    eine Einlassteilung 201 ein Druckregelventil 202 und eine Leitung 203, das zu trennende EinlaBgemisch in die Schläuche der Trennvorrichtung 100 gemäss Fig. 1 der ersten Stufe geleitet wird. Das aus den Schläuchen abgeleitete Ausflussprodukt strömt durch die Leitung 204 einem Regelventil 206 zu, von dem es abgelassen, im Kreislauf ge   fohrt    oder in anderer Weise weiterverwendet wird. Ein Teil des EinlaBgemisches wird   tiber    die Leitung 210 abgezweigt und   tiber    ein Regelventil 208 und die Leitung 209 als Spülfluid in den Mantel der Trennvorrichtung 100 der ersten Stufe im Gegenstrom zum Einlass- gemisch zugeleitet.

  Das Regelventil 208 wird von einer Einrichtung 207 zur Analyse des über die Leitung 204 aus der Trennvorrichtung 100 austretenden Ausflusses gesteuert. Das Spülgas und der Durchlass werden   aus    der Trennvorrichtung 100 der ersten Stufe über die Leitung 211 abgezogen und einem Kompressor 212 zugeführt und von dort über die Leitung 213 in die Schläuche der zweiten oder letzten, wieder durch eine Trennvorrichtung 100 gebildeten Stufe, eingeleitet. Der aus dem Inneren der Schläuche abgezogene Ausfluss gelangt über die Leitungen 214 und 215 zum Regelventil 218 und von dort   tiber    die Leitung 216 als Kreislaufstrom in die Eingangsleitung 203 der ersten Stufe.



  Das Regelventil 218 wird durch eine Einrichtung 217 zur Analyse des aus der zweiten Stufe austretenden und im Kreislauf geführten Rücklaufs gesteurt. Der Druchlass wird aus dem Mantel der Trennvorrichtung 100 der zweiten Stufe über die Leitung 219 als Endprodukt abgezogen. Dieses Produkt wird von einer Einrichtung 220 analysiert, die betriebswirksam mit der Analysiereinrichtung 217, wie weiter unten erläutert, verbunden ist.



   Bei der in Fig. 6 dargestellten Anlage wird der Druck des EinlaBgemisches und des Ausflusses mittels automatischer Steuerung oder Druckregelventilen 202 und 206 konstant auf einem gewünschten Wert gehalten. Der Analysator 207 bestimmt die Konzentration der höhen durchlässigen Komponente in verünnten Ausfluss und steuert das Regelventil 208, um eine konstant niedrige Konzentration aufrechtzuerhalten. Steigt die entsprechende Konzentration im Ausfluss über einen bestimmten Wert an, so wird das Regelventil 208 ge öffnet, um mehr Spülgas einzulassen; umgekehrt wird der Spülgasstrom bei zu niedriger Konzentration gedrosselt. 

  In gleicher Weise bestimmt der Analysator 217 die Konzentration der   lid her    druchlässigen Komponente im Rüxcklauf und steuert das Regelventil 218, um eine konstante Konzentration zu erhalten, die eingestellt ist oder mittels des Analysators 220 für den Produkstrom ermittelt wird. Steigt die Konzentration des Rücklaufs zu stark an, bewirkt der Analysator 217 ein Schliessen des Regelventils 218, um den Rücklauf zu drosseln, wodurch der Anteil des   Einlassgemisches    in die  zweite Stufe, das durch die Schläuche strömt, ansteigt und die Konzentration der weniger durchlässigen Komponente sowohl im Rücklauf als auch im Produktstrom erniedrigt wird.



   Fällt umgekehrt die Konzentration der   lid her    durchlässigen (leichteren) Komponenten im Produktstrom zu weit ab, wird durch den Analysator 220 der Sollwert des Analysators 217 angehoben, was wiederum das Regelventil 218 öffnet, um den Rücklauf ansteigen zu lassen, wodurch der Anteil des Einlassgernisches in die zweite Stufe, das durch die Schläuche tritt, erniedrigt und die Konzentration der höher durchlässigen Konponente sowohl im Rücklauf als auch im Produkt angehoben wird.



   Beim Betrieb einer zweistufigen Trennanlage gemäss Fig. 6 zur Abtrennung von Helium aus einem Gemisch aus Helium und Stickstoff wurde ein Gasgemisch mit 0,47% Helium auf 28 at verdichtet und mit einem   Rücklaufstrom,    wie unten näher beschrieben, vereinigt.



  Das sich ergebende EinlaBgemisch (5315 Volumen bei   I    at je min) wurde in eine Trennvorrichtung gemäss Fig. 1 mit Schlauchmembranen aus Polyäthylentere- phthalat am einen Ende eingespeist und durch das Innere der Schläuche geleitet und am deren Ende der Vorrichtung als Ausfluss abgezogen, Ein Teil des Einlassgemisches wurde nach Absenkung des Drucks auf 250 mm Hg als Spüllgas in den Mantel der Trennvorrichtung nahe seinem Ende eingeleitet. Das Ausflussgas, das durch die Schläuche der ersten Stufe geleitet worden war, enthielt 0,047 % Helium bei einer Ausbeute von   90S.    Das aus Druchlass- und Spülgas bestehende aus der ersten Stufe (mit 693 Standardvolumen je min) abgezogene Gas enthielt 3,6 % Helium.

  Das miteinander vereinigte DurchlaB- und Spülgas wurde dann auf 32,5 ata verdichtet und durch die Schläuche der zweiten Stufe (mit 242 Volumen bei 1 at je min) geleitet. Nach Durchgang durch die Schläuche der zeiten Stufe hatte deren Rücklauf einen Heliumgehalt von 1,63 % bei einem Druck von 31,6 ata. Das im Einlass- ende des Mantels der zweiten Stufe (mit 8 Standardvolumen je min) abgezogene DurchlaBprodukt enthielt 63.0% Helium. Der Rücklauf wurde mit dem Ausgangsgemisch zur Aufgabe auf sich zur Anreicherung   mengefiihrt.   



   Anlagen der bescriebenen Art. mit Schläuchen aus geeigneten Werkstoffen eignene sich zur Anreicherung von Luft mit Sauerstoff, Gewinnung von Wasserstoff mit erhöhtem Reinheitsgrad aus einer Mischung mit anderen Gasen, zur Abtrennung von Methan aus anderen Kohlenwasserstoffen und für andere Trennungen.



   In Fig. 7 ist eine gegenüber der gemäss Fig. 6 verfeinerte Anlage dargestellt, die insbesondere für die Reinigung von Helium oder die Gewinnung von Sauerstoff aus Luft geeignet ist. Die dreistufige Anlage weist 9 Kompressoren C in drei Gruppen auf, von denen jeder mit einem oder mehreren Permeations-Trennvorrichtungen 100 in jeder der drei Stufen zusammenarbeitet.



  Das Ausgangsgemisch gelangt durch die Leitung 301 zu einer Probenahmeeinrichtung S, von dort zu einer Messeinrichtung R zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit und weiter   tiber    eine Leitung 302 mit einem Druckmessgerät G zum ersten Kompressor C der ersten Stufe. Hinter diesem Kompressor und allen anderen Kompressoren C fliesst das Gemisch nacheinander durch die Leitung 303 mit einem Druckmesser G, zwei   wassergekiihlte    Wärmeaustauscher HX, die Leitung 305 und eine automatische Filterfalle aus Filter F und   False    T, bevor es in den zweiten Kompressor der entsprechenden Trennstufe eintritt. Die Filterfallen T dienen zur Abscheidung und Rückleitung des Öls des zugeordneten Kompressors, um den Schmiermittelstand konstant zu halten.

  Jeder Kompressor hat eine unabhängige Kühlwasserversorgung für den Zylinderkopf und die Wärmeanstauscher Die Drucke zwischen den Kompressoren werden mittels der Druckmesser G und nicht dargestellter Ablass- bzw. Sicherheitsventile überwacht. Der Druck hinter dem letzten Kompressor jeder Trennstufe wird durch einen Gegendruckregler gestreurt,   der      za      einem    nicht dargestellten Ballasttank   ftihrt,    der auch als Ausgangsgasreservoir dient. Aus Fig. 7 entnimmt man, dass das   EinlaBgemisch.    der Auslass und der Druchlass jeder Trennvorrichtung 100 bezüglich des Drucks mittels Druckmessern G und bezüglich der   Strijmungsgeschwindigkeit    mittels MeBeinrichtungen R überwacht werden.

  Zusätzlich wird der Druck am toten Ende des Mantels jeder Trennvorrichtung mittels Druckmessrichtungen G bestimmt. Ferner ist, was jedoch nicht dargestellt ist, für die Rücklaufführung des Ausflusses von jeder zweiten oder dritten Stufe und für die Zusammensetzungsanalyse der Ströme in jeder Leitung gesorgt. Das Einlassgemisch gelangt durch die drei Kompressoren C der ersten Trennstufe   tiber    die Leitung 315 durch die Schläuche der Trennvorrichtung 100 der ersten Stufe. Der aus den Schläuchen austretende Ausfluss wird über die Leitungen 316 und 317 abgezogen und im Kreislauf rückgeführt oder abgelassen.



  Der DurchlaB wird dagegen aus dem Mantelraum der ersten Trennvorrichtung   tiber    die Leitung 318 abgeleitet und auf die drei Kompressoren der zweiten Trennstufe und von dort   tiber    Leitung 332 in die Schläuche der zweiten Trennstufe 100 gegeben. Der aus den Schläuchen austretenden Ausfluss dieser Trennstufe geht über die Leitung 333 ab oder wird im Kreislauf rückgeführt. Der Durchlassstrom dieser zweiten Stufe wird aus dem Mantelraum der zweiten Trennvorrichtung über die Leitung 334 abgezogen und auf die drei Komüressoren C der dritten Trennstufe 100 gegeben, von wo er als Einlassstrom über die Leitung 349 in die Schläuche der dritten Trennstufe 100 eintritt.

  Der hier aus den Schläuchen austretende ausgelauchte AuslaB   strdmt    über die Leitungen 350 und 351 ab oder wird im Kreislauf   rückgeführt.    Der Durchlass dieser Stufe oder das Endprodukt wird aus dem Mantelraum der dritten Trennvorrichtung über die leitung 352 durch einen weiteren Gegendruckregler R abgezogen.



   In der Anlage gemäss Fig. 7 ist ein Analysator zur Bestimmung der Zusammensetzung des DurchlaBproduktes der dritten Trennstufe vorgesehen, der den Sollwert eines zweiten Analysators zur Analyse des Rück- laufs von der ersten Trennstufe dient, welcher wiederum die Strömungsgeschwindigkeit des Rücklaufs regelt. Zur Regelung des Ausflussstromes sind, solange dieser im Kreislauf geführt wird, Ventile V vorgesehen. Die Be   triebsweise    ist deshalb vorteilhaft, da die   Zusammen-    setzung des DurchlaBproduktes der dritten Stufe sich nicht so schnell ändert oder so sehr auf   Veriinderungen    der Rücklaufmenge der zweiten Stufe anspricht, wie es die Zusammensetzung des Rücklaufs oder des Durchlasses der zweiten Stufe tut. 

  Bei einer etwas weniger zweckmässigen Betriebsweise der dreistufigen Anlage wird der Rücklauf von der dritten Stufe in Abhängigkeit von Schwankungen in der Zusammensetzung geregelt. Diese Regelung ist deswegen weniger zweckmässig, da das Volumen des Rücklaufgases der dritten   Stufe wesentlich kleiner als das Volumen des Rücklaufs der zweiten Stufe ist und weil sich die Zusammensetzung weniger stark mit dem Rücklaufs ändert. weil es eine erheblich höhere Konzentration an höher durchlässigen Komponenten hat. Diese dreistufige Anlage ist jedoch für die Gewinnung eines Produktgases hohen Reinheitsgrades aus einem Ausgangsgas mässiger Reinheit, wie beispielsweise ein sehr reines Helium aus einer Mischung mit etwa 40 bis 70 % Helium, sehr geeignet.



  Hierbei kann eine Gegenstromspülung in der ersten Stufe oder den ersten Stufen mit dem AusfluBgas der ersten Stufe anstelle des Ausgangsgemisches angewendet werden.



   Auch die in Fig. 8 dargestellte Trennanlage kann als dreistufige Anlage mit Trennvorrichtungen gemäss Fig. 1 angesehen werden, bei welcher der Ausfluss der ersten Stufe abgezogen oder in einer Zusatzstufe weiter aufgearbeitet wird. Das   tiber    Leitung 430 eintretende Einlaussgemisch gelangt durch ein Filter 430a und die Leitung 431 in die Schläuche der ersten Trennvorrichtung 100. Der AusfluB aus den Schläuchen der ersten Trennstufe gelangt dann   tiber    die Leitung 432 in die Schläuche der Hilfs- bzw. Trennstufe aus einer weiteren Trennvorrichtung 100. Der Ausfluss aus den Schläuchen dieser Hilfsstufe wird abgezogen oder   tiber    Leitung 433 einer weiteren Verwendung zugeleitet. Ein Teil des Ausflusses wird jedoch   tiber    Leitung 434 in den Mantelraum der Zusatzstufe als Spülgas eingeführt.



  Dieses und das DurchlaBgas aus der Zusatzstufe gelangt über die Leitungen 435 und 438 in eine  Deoxo-Einrichtung  438a, in der sie mit Luft zur Entfernung jeglichen Wasserstoffes unter Bildung von Wasser reagieren. Das Wasser wird in einer Trocknereinrichtung 440a entfernt. Ein Teil des Spülgases und des Durchlassgases aus dem Mantelraum der Zusatzstufe gelangt in den Mantelraum der ersten Stufe als Spülgas über die Leitung 436 im Gegenstrom zum Einlass. Dieses Spül- gas und das DurchlaBgas aus dem Mantelraum der ersten Stufe wird dann über- die Leitung 437 dem der Deozxo-Einrichtung zuströmenden Gas zugeführt.



  Nach Durchtritt durch die  Deoxo-Einrichtung  in Leitung 440 und den Trockner gelangt dieser Gasstrom über Leitung 441 in den Kompressor C der zweiten Trennstufe oder Trennstufen. Dieser Strom wird als Einlass über die Leitungen 443, 444, 446 und 447 in den Mantelraum der zweiten Trennvorrichtung 100 an dessen beiden Enden eingeleitet. Der AusfluBstrom wird dann etwa in der Mitte zwischen den beiden Einlassstellen aus dem Mantelraum wieder abgezogen und als EinlaBteilstrom der ersten Stufe über die Leitung 442 zugeführt. Der durch die Schläuche der zweiten Trennstufe gedrungene DurchlaB wird aus diesen über die Leitungen 448 und 449 an beiden Enden des grossen Schlauchbündels abgezogen und über Leitung 450 dem Kompressor C der dritten Trennstufe zugeleitet.

  Von hier aus wird der verdichtete Gasstrom dann als Einlass über die Leitungen 451, 452 und 453 in den Mantelraum der Trennvorrichtung 100 der dritten Stufe an dessen beiden Enden zugeführt von dem er als Ausfluss etwa in der Mitte zwischen den beiden Einlass- stellen wieder abgezogen und über Leitung 445 dem Einlass in der zweiten Trennstufe zugeführt wird. Der durch die Schläuche der Trennvorrichtung der dritten Stufe gedrungene DurchlaB wird dann über die Leitungen 454, 455 und 456 als Endprodukt abgezogen, mittels des Kompressors C verdichtet und über die Leitung 457 einem Lagerbehälter oder dergleichen als Produkt zugeführt.



   Bei dieser Anlage gemäss Fig. 8 wird also ein Fluidgemisch mit einer relativ hohen Konzentration einer höher drucklässigen Komponente in die erste Stufe einer Permeations-Trennvorrichtung eingespeist und der   ausgelauchte    AusfluB aus dieser Stufe als Einlass einer Hilfs- oder Zusatzstufe, in die ebenso wie in die Trennvorrichtung der ersten Stufe ein Spülgas gegeben wird, verwendet. Der DurchlaB und das Spülfluid der ersten Stufe und der Hilfsstufe werden dann mit dem rück- geführten AusfluB der dritten Stufe in einer weiteren dritten Stufe konzentriert bzw. angereichert. Die Spül- gasmengen werden so geregelt, dass man eine möglichst niedrige Konzentration im ausgelauchten AusfluB der Hilfstufe erhält.

  Der rückgeführte Ausfluss der dritten Stufe wird so eingestellt, dass man die gewünschte hohe Konzentration des   DurchlaBproduktes      erreiclit.    Diese Anlage bzw. dieses   Trennsystem    ist besonders vorteilhaft dann einzusetzen, wenn das zu trennende Fluid bereits eine relativ hohe Konzentration einer besonders wertvollen   hochdurchlässigen    (leichteren) Komponente aufweist, beispielsweise bei der Gewinnung von über 95 % Helium aus einer 60 % igen Mischung mit einem Reinheitsgrad von 99,9 % oder darüber.



   Die in den folgenden Tabellen I und II angegebenen Zahlen geben die technischen Daten, Tabelle I, und die Betriebsdaten und Werte, Tabelle II, einer Trennanlage gemäss Fig. 8 wieder, wobei diese für die   Gewinnung    von 28 300   m3    Helium je Tag bei einem Druck von
1,0 at und 210 C aus dem angegebenen Ausgangsgemisch ausgelegt war. Das Ausgangsgas bestand aus Helium, Stickstoff, Methan und Wasserstoff mit den in Tabelle II angegebenen Anteilen. Die Schlauchmem branen bestanden aus Polyäthylenterephthalat
Tabelle I Stufe 1. Zusatz- 2. 3.



  Schläuche, Innendurchmesser (Mikron) 15 15 20 20 Schläuche, AuBendurchmesser (Mikron) 28,2 28,2 37,8 37,8 Schläuche Hohlraumvolumenanteil (%) 28 28 28 28 Schläuche wirksame Länge (m) 3 3 3 3 Gesamtanzahl der Schläuche (Millionen) 1060 450 322 225 Mantelrohr Innendurchmesser (cm) 30 30 30 30 Durchlasstrenneinheit (Permeation) 19 8 10 7 Betriebstemperatur ( C) 40 40 40 40 EinlaB in die Trennvorrrichtung in die Schläuche Schläuche Mantel Mantel  
Tabelle II MeB- Betriebsstelle Betriebs- Strömmungs- stellen gem.

  Beschreibung druck menge
Nr. zu Fig. 8 at m /min He N2 CH4 H2 O2 H2=
401   Einlassstrom    95 33,6 58,5 39,4 1,8 0,3 0 1,6 X 10-4
402 28,2 33,6 58,5 39,4 1,8 0,3 0 1,6x10-6
403 Stufe 1 28,2 37,6 58,5 39,4 1,8 0,3 0 1,6X 10-6
EinlaBstrom
404 Zusatzstufe 21,4 15,6 3,6 92,3 4,1 0,015 0,055 0    Einlassstrom   
405 Ausflussgas 14,6 14,1 0,12 95,53 4,3 7x10-4 0,046 0
Abfall
406 Zusatzstufe 1,0 1,4 36,9 59,3 3,5 0,15 0,148 0
DurchlaB
407 Stufe 1 Durchlass 1,0 22,0 97,0 2,36 0,16 0,48 0,01 0
408 EinlaBstrom 1,0 23,5 93,0 6,16 0,36 0,46 0,185 0 in  Deoxo
Einrichtungs
409 EinlaBstrom in 1,0 23,7 92,6 7,0 0,36 0,00012 0,046 0,46 den Trockner
410 Luft in die 1,0 0,28 0 79 0 0 21 0   Deoxo-Ein richtung,
411 1,0 23,6 92,6 7,0 0,36 0,00012 0,46 0
412 28,9 23,6 92,6 7,0 0,36 0,00012 0,046 0
413 Stufe 3 28,9 2,2 98,96 0,96 0,06 0,0002 0,022 0
Kreislaufstrom
414 Stufe 

   2 28,9 25,8 93,0 6,5 0,23 0,00013 0,044 0    Einlassstrom   
415 Stufe 2 28,9 3,9 58,4 39,2 2,1 0,00023 0,27 0
Kreislaufstrom
416 Stufe 2 1,0 21,8 99,89 0,1 0,006 0,00011 0,0024 0
Durchfluss
417 Stufe 3 29,6 21,8 99,89 0,1 0,006 0,00011 0,0024 0
EinlaBstrom
418 Stufe 3 1,0 19,6 99,998 0,0015 0,0001 0,0001 0,00012 0
Durchlassstrom
419 Produkt 280 19,6 99,998 0,0015 0,0001 0,0001 0,00012 0
In Fig. 9 ist eine vorteilhafte vierstufige Trennanlage dargestellt, die in jeder Stufe eine oder mehrere Permeations-Trennvorrichtungen gemäss Fig. 1 aufweist.



  Der EinlaB tritt in die Schläuche der Trennvorrichtung 100 der ersten Stufe über die Leitung 501, das Druckregelventil 502, eine weitere Leitung 503, noch ein Druckregelventil 504, das von einer automatischen Steuereinrichtung 545 für eine letzte EinlaBdruckkontrolle dient, und   tiber    die Leitung 505 ein. Der aus den Schläuchen der Trennvorrichtung der ersten Stufe abgezogene Ausfluss wird durch die Leitung 506 und ein von einem automatischen Kontrollgerät 532 zur Ausflussdruckregelung betätigten Ventil 507 und durch die Leitung 508 abgelassen, rückgeführt oder anderweitig verwendet. Ein vom Einlass abgeteilter Teilstrom gelangt   tiber    die MeBeinrichtung 534, die Leitung 533, das Druckregelventil 541, die Leitung 539, das Regelventil 538 und die Leitung 540 im Gegenstrom-EinlaB in die Trennvorrichtung 100 der ersten Stufe als Spül- gas.

  Dieses Spülgas und der nach aussen durch die Schläuche durchgedrungene Druchlass der ersten Trennstufe gelangt aus deren Mantelraum   tiber    die Leitung 509 zum Kompressor   C1    und von dort über die Leitung 510 in die Schläche der Trennvorrichtung 100 der zweiten Stufe. Der Ausfluss aus den Schlänchen der zweiten Trennstufe wird über die Leitung 511, das Regelventil 557 and die Leitung 591 als Rücklauf zusammen mit dem EinlaB in der Leitung 505 den Schläuchen der ersten Trennstufe zugeführt. Der durch die Schläuche nach aussen in den Mantelraum der zweiten Trennstufe durchgetrennte DurchlaB wird dagegen aus dem Mantelraum abgezogen und über die Leitung 513 dem Kompressor C2 zugeführt Von hier gelangt er als EinlaB über die Leitung 512 in den Mantelraum der Trennvorrichtung 100 der dritten Trennstufe neben beiden Stirnenden. 

  Der aus dem Mantel der dritten Stufe abgezogene AusfluB wird zwischen den beiden EinlaBstellen über die Leitung 515 abgezogen und durch ein Regelventil 516 sowie eine Leitung 517 als Rück- lauf in den zur zweiten Stufe führenden Leitung 509  flissenden EinlaB   zugegehen.    Der nach innen in die Schläuchen eindringende Flüssigkeitsstrom der dritten Stufe wird an deren beiden Enden über die Leitungen 518 und 519 abgezogen und über die Leitung 520 dem Kompressor C3   zugefohrt,    von dem aus er als Einlass über die Leitung 521 in den Mantelraum der Trennvorrichtung der vierten und letzten Stufe in der Nähe der beiden Enden eingespeist wird.

  Der AusfluB aus der Trennvorrichtung der vierten Stufe wird etwa zwischen den beiden EinlaBstellen abgezogen und über Leitung 522, ein Druckregelventil 523 und Leitung 524 als Rücklauf in den EinlaB der dritten Stufe in die Leitung 513 eingespeist. Der nach innen durch die Schläuche der Trennvorrichtung der vierten Stufe diffundierte Durchlass wird als Endprodukt an beiden Enden aus den Schläuchen abgezogen und über die Leitung 525, 526 zur Lagerung oder über eine Leitung 527 abgeführt.



  Die Zusammensetzung oder Konzentration des Durchlassproduktes wird zweckmässig mittels der Analysiereinrichtung 578 ständig kontrolliert.



   Zur Regelung des Drucks der Druchlassströme weist jeder Kompressor eine Druckablassumleitung auf.



   Die Strömungsgeschwindigkeiten des Ausflusses aus der dritten und vierten Trennstufe werden mittels Regelventilen 566 und 575 in den Leitungen 567 und 576 geregelt, um die gewünschte Konzentration oder Zu   samrnensetzung    dieser Ströme und die des Endproduktes sicher einzuhalten.



   Die Trennanlage gemäss Fig. 9 weist einen   Prozess-    regler 551 auf, der abwechselnd die   AusfluBkonzentra-    tion oder -zusammensetzung nach der ersten Trennstufe und die des Rücklaufstromes aus der zweiten Trennstufe miBt. Der AusfluB in Leitung 506 gelangt über das Druckregelventil 561 und Leitung 560 zur Analyse zum Prozessregler 551, während der Rücklauf in Leitung 511 über das Druckregelventil 563 und die Spülleitung 562 dem ProzeBregler 551 zur Analyse zugeführt wird.

  Ein der Analyse des Ausflusses (Konzentration oder Zusammensetzung) in Leitung 506 proportionales Signal 550w wird über die Leitung 550 der Regeleinrichtung 547 zugeführt, die das Signal mit der gewünschten oder der eingestellten Konzentration oder Zusammensetzung vergleicht und ein Differenzsignal 548a, erzeugt, das dem Prozessregler 536 ebenso wie das in der Messeinrichtung 543 erzeugte Strömungsgeschwindigkeitssignal aufgegeben wird. Aufgrund dieser beiden Eingangssignale steuert der Regler 536 das Ventil 538, um so eine bestimmte Konzentration oder Zusammensetzung des Ausflusses aus der ersten Trennstufe aufrechtzuerhalten.

  Ein der Konzentration der Zusammensetzung des Kreislaufs in der Leitung 511 proportionales Signal 552a gelangt über die Leitung 552 zum Regler 553, der dieses Signal mit dem Konzentrationssollwert vergleicht und ein entsprechendes Differenzsignal erzeugt und auf den Regler 555 gibt.



  Gleichzeitig gelangt an diesen Regler 555 ein Druckdifferenzsignal 555a der mit den beiden Leitungen 511 und 510 verbundenen Druckmesseinrichtung 559. Aufgrund dieser beiden Eingangssignale steuert der Regler 555 das Regelventil 557, um die Strömung in der Leitung 511 zu regeln und die Konzentration oder Zusammensetzung des im Kreislauf geführten Ausflusses aus der zweiten Trennstufe auf einen vorbestimmten Wert zu halten.



   Zusammenfassend sieht der Betrieb der Trennanlage gemäss Fig. 9 vor. dass die Strömung des Spüllstroms in den Mantelraum der ersten Stufe mittels des Regelventils 538 und der Regler 547 und 536 zur Aufrechterhaltung einer bestimmten niedrigen Konzentration der leichteren Komponente im Ausfluss der Leitung 506 eingestellt wird. Ferner werden die Strömung des Kreislaufs der zweiten Stufe, des der dritten Stufe und des der vierten Stufe in Abhängigkeit von Konzentrationsschwankungen des DurchlaBstroms der zweiten, der dritten oder der vierten Stufe ausregelt. Die in Fig. 9 dargestellte vorteilhafte Anlage dient zur Regelung des Kreislaufs der zweiten Trennstufe, um eine möglichst hohe Konzentration der leichteren Komponente im Durchlass (Produkt) der vierten Stufe zu   erreiclien.   



  Diese Anlage ist bei der geschilderten Betriebsweise insbesondere für die Gewinnung eines hohen Anteils aus einem sehr reinen Produkt aus einer Fluidmischung mit niedriger Konzentration der hiiher durchlässigen bzw. leichteren Komponente, wie beispielsweise zur Gewinnung von Helium aus Erdgas, geeignet.



   Eine gemäss Fig. 9 aufgebaute vierstufige Versuchsanlage zur Gewinnung von Helium aus Erdgas arbeitete sehr zufriedenstellend. Es wurden Schläuche aus Poly äthylenterephthalat mit einem AuBendurchmesser von etwa 29,2 Mikron und einem Innendurchmesser von etwa 15,5 Mikron verwendet. Die erste Stufe bestand aus mehreren zueinander parallelen Permeations-Trennvorrichtungen mit insgesamt 50 Millionen Schläuchen mit je einer wirksamen Länge von etwa 2   m    und einer wirksamen Gesamtaustauschfläche von etwa 657 mê Die zweite Stufe wies etwa 11 Millionen Schläuche mit einer wirksamen Länge von 75 cm und einer Gesamtaustauschfläche von 55,5   m2    auf. Bei den ersten beiden Stufen wurde der EinlaB jeweils in die Schläuche eingespeist, während er in die dritte und vierte Stufe jeweils mantelseitig d.h. in den Mantelraum, geleitet wurde.



  Die letzten Stofen weisen jeweills 10400 bzw. 3200 Schläuche mit einer wirksamen Länge von 86 cm und einer wirksamen Austauschfläche von etwa 6 bzw.



  1,8   m    auf. Die Anlage wies automatische Regeleinrichtungen zur Steuerung des Spülgasstromes der ersten Stufe in Abhängigkeit der Zusammensetzung, deren Ausflusses und des Kreislaufs der zweiten Stufe in Abhängigkeit von dessen Zusammensetzung auf. Zusätzlich wurde die gewünschte Konzentration des Kreislaufs in Abhängigkeit von Schwankungen des Heliumgehaltes des aus der vierten Stufe abgezogenen Endprodukts verändert oder geregelt. Diese Versuchsanlage arbeitete ununterbochen mit nur kleinen Schwankungen in den   Strömungsgeschwindigkeiten    und Gasgemischzusammensetzungen unter den in Tabelle III angegebenen Bedingungen, wobei kleine Verluste aufgrund von Probe   nahmen    nicht berücksichtigt sind.  



   Tabelle III Strom in Leitung Art des Stroms Druck Strömungsmenge Heliumgehalt
Nr. Art des Stroms atii   mm3/min    Vol.%
501 EinlaB in die Anlage 52,3 1,44 0,50
503 EinlaB in die Anlage 22,4 1,44 0,50
540 1. Stufe   Spitlgas    0,24 0,0034 0,50
593 1. Stufe Einlass 22,4 1,40 0,59
506 1. Stufe AusfluB 17,9 1,40 0,032
509 1. Stufe Druchfluss 0,24 0,058 13,1
510 2. Stufe Einlass 26,5 0,026 13,0
511 2. Stufe Kreislauf 24,5 0,021 3,8
513 2. Stufe Druchfluss 0,47 0,0043 59,8
514 3. Stufe Einlass 14,6 0,0028 61
515 3. Stufe Kreislauf 14,6 0,0097 10
518, 519 3. Stufe Durchfluss 0 0,0011 85
521 4. Stufe Einlass 8,5 0,00071 85
522 4. Stufe Kreislauf 8,5 0,00045 74
525, 526 4. Stufe Druchlass 0 0,00028 99,9  (Endprodukt)
Die Wirksamkeit der Regeleinrichtung wurde durch während des gleichmässigen Betriebs künstlich verunsachte Störungen kontrolliert.

  Folgende Störungen wurden erzeugt: a) der Sollwert der gewünschten Helium-Konzentration des Ausflusses der ersten Stufe und des Kreislaufs der zweiten Stufe wurde verändert; b) es wurde die Strömungsgeschwindigkeit des Einlasses in die erste Stufe durch Veränderung des Drucks des aus der ersten Stufe austretenden Ausflusses ver   iindert,    und c) es wurde die Konzentration des Einlasses in jede Stufe verstellt.



   In allen Fällen gelang es der automatischen Regelung, die Anlage   innerhalb    kurzer Zeit   wieder    in den Gleichgewichtszustand zu bringen und aus der vierten Stufe ein in der Konzentration unverändertes Endprodukt abzugeben.



   Die Regelkreise dieser Permeations-Trenneinrichtung gemäss der Erfindung bewirken einen störungsfreien ununterbrochenen Betrieb der Anlage und der Anlageeinrichtungen mit einem Minimum von Störun- gen. Bei entsprechender Instrumentation ist das automatische Regelsystem in der Lage, die vielen im normalen Betrieb einer grosstechnischen Anlage auftretenden Schwankungen der ProzeBbedingungen voll auszugleichen. Beispielsweise würde eine Konzentrationssteigerung der leichteren Komponente des   Einlassgases    zu einem Anstieg deren Konzentration im AusfluB und an Produktgas der ersten Stufe führen Zum Ausgleich erhöht das Regelsystem die   Spülgasmenge,    um die Wirkung der ersten Trennstufe zu erhöhen.

  Durch die Spülgasmengenerhöhung nimmt das Volumen mit der Folge zu, dass sich die Konzentration der   lid her    durchlässigen bzw. leichteren Komponente im Produktgas der ersten Stufe etwas verändert. Darauf ändert sich dann die Strömungsrate des Kreislaufstroms der zweiten Stufe aufgrund ihrer Konzentrationsänderung Diese Anderungen können zu einer Zunahme der Reinheit des Produktgases der letzten Stufe führen. Hiergegen erniedrigt das Regelsystem die Kreislaufrate bzw. das Umlaufverhältnis in einer der Stufen. Hat das ganze System seinen Gleichgewichtszustand   erreiclit,    so bedeutet dies, die Einhaltung der gewünschten niedrigen Konzentration der höher durchlässigen bzw. leichteren Komponente im AusfluB der einzelnen Stufen und die schnellere bzw. grössere Produktion eines Produktgases mit der gewünschten hohen Reinheit.



   Ein automatisches Regelsystem für die erfindungsgemässe Trennanlage stellt sich auch auf eine Abnahme des Trennwirkungsgrades jeder Stufe ein. Eine solche Abnahme kann beispielsweise aufgrund eines Lecks in einer Membran auftreten, wenn sich dadurch EinlaBgas mit dem Produktgas in einer der Trennstufen mischt.



  Tritt ein Leck in einer der Zwischenstufen auf, so kann die Reinheitsabnahme des Einlasses in die nächste Stufe unter Umständen eine Reinheitsabnahme des Produktgases der letzten Stufe nach sich ziehen. Das automatische Regelsystem wird in diesem Fall die Kreislaufrate erhö- hen, um so die Produktreinheit wieder auf den gewünsch- ten Wert zu bringen und, als notwendige Folge hiervon, die Konzentration der   hdher    durchlässigen Komponente im Kreislauf erniedrigen. Die Abnahme der Reinheit des Kreislaufs zieht eine Konzentrationsabnahme der   lid her    durchlässigen Komponente (Komponente der höheren Durchgangsgeschwindigkeit) im Kreislauf der ersten Stufe nach sich und führt auch zu einer Konzentrationsabnahme der leichteren Komponente im Ausfluss. 

  Um das AuslaBgas jeweils auf die   gewtinschte    Zusammensetzung zu bringen, bewirkt die dargestellte automatische Regeleinrichtung eine Anderung der   Spülgasmenge.   



   Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Regeltechnik und Regeleinrichtung gemäss der Erfindung ist die Einsparung von Trennstufen bei einem mehrstufigen Trennverfahren für ein bestimmtes Gasgemisch gegenüber bekannten Verfahren. Die Verminderung der Stufenanzahl resultiert zum Teil aus den ersten Zerlegungsstufen und den diesen angeschlossenen jeweils mit hohem Wirkungsgrad arbeitenden Anreicherungsstufen  und zum Teil daher, dass mit Kreislaufströmen gearbeitet wird, deren Anteil an leichterer Komponente grösser ist als der des der zugehörigen Stufe zugeleiteten Einlasses. Die Kreislaufströme machen normalerweise nur einen kleinen oder mittleren Anteil der gesamten einer Stufe zugeleiteten EinlaBmenge aus.

  Da aber die Konzentration der leichteren Komponente im Kreislauf der ersten Stufen zwei- bis zehnmal grösser als die Konzentration des Einlaufs, mit dem dieser gemischt wird, ist, hat das Gemisch eine signifikant höhere Reinheit und geht daher schneller durch die Schläuche durch. Es ergibt sich ein Produkt erhöhter Reinheit. In ähnlicher Weise kann der Kreislauf der letzten Stufen nur die Hilfte bis 1/1 der Konzentration der weniger   durch-    lässigen Komponente aufweisen und kann sich aus einem kleinen Anteil zum wesentlichen Anteil anreichern. Auch dies ergibt einen schnelleren Durchgang und ein signifikant reineres Produkt.



   Ein weiterer Vorteil dieser Regeleinrichtung und Regeltechnik gegenüber dem bekannten ist die Einsparung an erforderlicher Membranfläche in allen Stufen, um eine bestimmte Produktmenge vorgegebener Reinheit zu erzielen. Das Arbeiten mit Kreislaufmengen die reiner sind als die Mengen, mit denen sie gemischt werden, führt zu einer Steigerung der Ausnützung der vorhandenden Membranflächen.



   Ein weiterer Vorteil ist die Einsparung an Einrichtungs- und Betriebskosten aufgrund der kleineren Anzahl erforderlicher Stufen und der verkleinerten Mem- branfläche je Stufe. Der Betrieb mit der erfindungsgemässen Regelung bewirkt, dass Änderungen der in der ersten Stufe auftretenden Durchlassmenge Anderungen in der Zusammensetzung des Einlassgemisches ziemlich proportional sind, und dass derforderliche Anderungen an der Membranfläche dann in einer der nachfolgenden Stufen vorgenommen werden können, wo das Hinzufügen oder   Wegnehmen    einer einzigen Trennvorrichtung einen relativ grossen Effekt auf die Kapazität der Anlage ausübt.



   Der Betrieb jedes der vielen möglichen Permeations Trennverfahren und Trennanlagen gemäss der Erfindung mit schlauchseitigem Einlass in der ersten Stufe oder der Zerlegungsstufe hat den unerwarteten Vorteil des gro   Ben    Wirksamkeitsunterschieds der erreichbaren Trennung. Die grössere Wirksamkeit rührt von der verbesserten Berührung zwischen dem EinlaB und den Membranflächen her, die man bei schlauchseitigem Einlass erhält, und durch die günstigeren Partialdruckunterschiede aufgrund der verbesserten Austauschberührung nieddrigem Durchgangsdruck, Gegenstrom und Verwendung von Spülgas.

  Der sich hierdurch ergebende praktische Nutzen ist bei jeder ergebenen Produktionshöhe die bedeutende Abnahme der erforderlichen Membranfläche
Der Betrieb des Verfahrens und der Vorrichtung gemäss der Erfindung mit mantelseitigem EinlaB in den letzten oder den Anreicherungsstufen ohne Spülgas- strom hat den unerwarteten Vorteil und die unerwartete Wirkung, dass eine Verkleinerung der DurchlaBraten und eine Abnahme der Reinheit des Durchlasses aufgrund von Störungen und Beschädigungen an Schläuchen stark vermindert oder ganz ausgeschaltet sind. Der Grund für diese nicht zu erwartende Wirkung ist im folgenden erläutert.



   Bei schlauchseitigem Einlass   fiillt    sich ein verstopfter Schlauch mit Gas entweder aus dem Einlassgemisch oder dem AusfluBgemisch. Während nun in diesem Gas die Konzentration der höher durchlässigen bzw. leichteren Komponente durch Diffusion sinkt, steigt die Konzentration der weniger durchlässigen Komponente an, wobei beträchtliche Mengen durchgehen, um die Konzentration der weniger durchlässigen Komponente zu erniedrigen. Dies führt zu einer Abnahme der Reinheit des Durchlasses und zu einer Abnahme des durchge- lassenen Volumens aufgrund des verstopften Schlauchs.



  Bei mantelseitigem Einlass und bei Gegenstrombetrieb ist ein in der Nähe seines Einlasses verstopfter Schlauch praktisch auf beiden Enden verschlossen, da durch den Gegenstrombetrieb das durchgelassene Fluid nur am EinlaBende in die Vorrichtung abgezogen wird. Ein Schlauch, der jedoch in der Nähe der AuslaBseite, an der der Ausfluss aus der Vorrichtung abgezogen wird, verstopft ist, verhält sich dagegen nicht sehr viel anders als die nicht verstopften Schöäuche Die Wirkung eines verstopften Schlauches bei mantelseitigem Einlass der zu trennenden Mischung äussert sich daher nur in einer geringen Abnahme des Druchflussproduktes ohne sigrifikante   Abnahme    der Konzentration.



   Bei schlauchseitigem Einlass bewirkt eine Abnahme der Strömung aufgrund teilweiser Verstopfungen eine Vergrösserung der Berührungszeit zwischen dem Einlassgas und Trennflächen und damit eine Zanahme des DurchfluBanteils und eine Abnahme der Reinheit des Durchflusses. Die Auswirkung der Strömungsbehinde- rung auf die DurchlaBmenge hängt vom Ort der Strö- mungsbehinderung ab. Erfolgt diese in der Nähe des Auslasses des Ausflusses aus der Vorrichtung, so steigt der mittlere Druck in den teilweise verstopften Schläu- chen an, ohne dass dabei das Durchflussvolumen stark erhöht wird. Statt dessen nimmt die Konzentration des Durchflussstroms aufgrzbd der längeren Berührungszeit wegen der niedrigeren Strömungsgeschwindigkeit durch die Schläuche stark ab.



   Bei mantelseitigem Einlass haben verstopfte Schläuche auf die   DurchfluBreinheit    oder das Durchflussvolumen nur eine kleine Wirkung, da sie den Druck oder die Strömungsgeschwindigkeit des Durchflusses mit niedrigem Druck und niedriger Dichte kaum beeinflussen.



   Schläuche mit kleinerem Durchmesser als dem durchschnittlichen Durchmesser zeitigen im wesentlichen die gleichen Folgen wie teilweise zugesetzte Schläu- che, nämlich Abnahme der Druchflussreinheit und des Volumens bei schlauchseitigem EinlaB, aber nicht bei mantelseitigem Einlass.



   Bei schlauchseitigem EinlaB erlauben überdurch-   schnittlich    groBe Schläuche eine schnellere Strömung des Einlasses, führen zu einer Verkleinerung der Berührungszeit und damit zu einer Abnahme der Durchflussraktion, ferner zu einer Steigwerung der Druchflussreinheit und der Konzentration der höher durchlässigen Komponente im AusfluB. Ferner bewirken bei mantelseitigem Einlass grössere Rohre als normal eine grössere Austauschfläche als normal und damit eine Vergrösserung des   DurchfluBvolumens    und eine leichte Zunahme der Konzentration des Durchflusses aufgrund des erhöhten Partialdruckunterschiedes wegen des niedrigeren DurchlaBdrucks.

 

   Bei schlauchseitigem EinlaB ist ein gebrochener oder abgetrennter Schlauch besonders nachteilig, da hierdurch das Volumen des Durchlasses stark zunimmt und dessen Reinheit abnimmt. Sowohl der EinlaB als auch der AusfluB stehen unter höheren Druck als der Durchfluss, so dass beide durch die offenen Enden des gebro  chenen Schlauches relativ   grove    Mengen EinlaBvolumen oder Ausflussmengen in den Druchflussraum strömen, Bereits wenige Schläuche je 1000 Schläuche senken daher die reinheit des Druchflusses schon stark ab und erhöhen dessen   Volume.    Bei mantelseitigem Einlass wird das eine Ende des gebrochenen Schlauches gar nicht verwendet, während die durch das andere Ende strömende Menge aufgrund des Druckabfalles in dem Schlauchstück zwischen der Bruchstelle und dem Durchflussauslass reduziert ist.

  Der Vorteil des mantelseitigen Einlasses ist daher die Abnahme der in den DurchfluBraum eintretenden EinlaBmenge um mehr als die Halfte.



   Ein weiterer unerwarteter Vorteil des mantelseitigen Einlasses in den Anreicherungsstufen ist die verminderte Gefahr von Schlauchbrüchen bei erhöhtem Druck, wershalb weniger hohe Anforderungen an die Druckregelung gestellt werden müssen und man eine grössere Freiheit bei der Änderung des Betriebsdruckes zum Ausgleich des Auslasses aufeinanderfolgender Stufe bei einem mehrstufige Verfahren hat. Bei schlauchseitigem Einlass in den Anreicherungsstufe ist die Schlauchwandstärke, mit der bei bestimmtem Druck eine optimal hohe Produktivität und Wirksamkeit der Trennung ermöglicht, ist häufig so klei, dass nur ein kleiner Sicherheitsspielraum zwischen dem Betriebsdruck und dem Grenzdruck, bei welchem ein kleiner Anteil der Schläuche bereits platzt, gegeben ist.

  Trennstufen mit schlauchseitigem EinlaB müssen daher innerhalb eines kleinen Druckbereiches zur gefahrlosen Ausnützung ihrer Membranfläche, ohne dass Schläuche platzen, betrieben werden. Auf der anderen Seite kann bei mantelseitigen Einlass der Druck erheblich höher sein, bevor die Gefahr des Zusammendrückens der Schläuche besteht. Die in einer Stufe erreichbare Durch   lassmenge    lässt sich dann durch Veränderung des Betriebsdrucks bequem verändern und so einstellen, dass sich gerade die Menge ergibt, die von den folgenden Stufen aufgenommen werden kann. Die hierdurch erhöhte Freizügigkeit in der Verfahrensführung führt zu einer starken Reduzierung der Anlagengrösse und macht eine einfachere Regelung möglich.



   Zur Verdeutlichung sei angeführt, dass bei einer vierstufige Anlage gemäss Fig. 9 die sur Gewinnung von 99,99%igem Helium aus Erdgas mit weniger als   1 W    Helium bei schlauchseitigem Einlass in die ersten beiden Stufen und mantelseitigem Einlass in die beiden letzten Stufe die Rechnungen ergeben, dass ohne die vorteilhafte erfindungsgemässe Ausgestaltung des Verfahrens und der Anlage wenigsens eine weitere Stufe, weitere wirksame membranfläche und mehr Energie zur Verdichtung des Gases erforderlich wären. Bei   schlauch-      seitigem    Einlass in allen Stufen wäre eine weitere erste Anreicherungsstufe und eine geringe Erhöhung der wirkamen Membranfläche, aber auch ein strak erhöhter Energieverbrauch zur Verdichtung der Gase erforderlich.

  Auch bei mantelseitigen Einlass in alle Stufen würde eine weitere letzte Stufe erforderlich sein, bei gleichzeitiger starker Zunahme der erforderlichen wirksamen Membranfläche und einer gerigeren Zunahme der erforderlichen Energie für die Verdichtung der Gase.



   Der schlauchseitige EinlaB ist in den ersten Stufen immer dann vorzuziehen, wenn das Einlassgas einen gehalt von weniger als 25% der höher durchlässigen Komponente hat und ist unbedigt dann vorzuziehen wenn der gehalt kleiner als 5% ist. Der mantelseitige EinlaB bei den letzten Trennstufen ist dann vorzuziehen, wenn der Einlassgasstrom mehr als 80 % der höher durchlässigen bzw. leichteren Komponente enthält und sollte ubendingt angewandt werden, wenn dieser Anteil höher als 95 % ist.



   Bei der vorangegangenen Erläuterung von mehrstufigen Anlagen gemäss der Erfindung wurde ausgeführt, dass jede Permeations-Trennstufe mehrere parallel geschaltete Trennvorrichtungen aufweisen kann, Zur Erläuterung einer Stufe mit mehreren Trennvorrichtungen gemäss der Erfindung dient die Anlage gemass der Fig. 9a. Diese Anlage ist für die erste Stufe einer Heliumtrennanlage gemäss Fig. 8 repräsentativ.



  Das Einlassgemisch gelangt über die Leitung 620, das Druckregelventil 605, in eine Leitung 621, von der aus es sich aufteilt und durch die Leitungen 636, 644 und 651 durch die Regelventile 637, 645 und 652 und die Leitungen 638, 646 und 653 in die Schläuche der Permeations-Trennvorrichtungen A, B und C eintritt. Der AusfluB hieraus gelangt über die Leitungen 639, 647 und 654, die Regelventile 602a, 602b und 602c, die Ventile 641, 649 und 656 und die Leitungen 642, 650 und 657 zusammen in die Leitung 643 zum Druckregelventil 606, wonach er abgelassen und im Kreislauf geführt werden kann.

  Ein Teil des EinlaBgemisches in Leitung 621 wird über die Leitung 622 durch das Ventil 607 und die Leitung 623 abgeteilt und über die Leitungen 624, 628 und 632, die Ventile 625, 629 und 633, die Leitungen 626, 630 und 634, die Ventile   601 a,    601b und 601c sowie die Leitungen 627, 631 und 635 mantelseitig in die Trennvorrichtungen A, B und C als Slülgas eingeleitet. Die Spülgasmengen und die Druchlassmenge werden aus den mantel der Trennvorrichtungen A, B und C über Leitungen 658,661 und 663, die Ventile 659, 662 und 664 in die Leitung 660 als Durchlassprodukt abgezogen. Die Druckabfallmesseinrichtung 609 bestimmt jeweils den Druckabfall zwischen Einlass und Ausfluss jeder Trennvorrichtung über die Leitungen 670, 669, 668, 672, 674 und die Ventile 673, 674 und 667.

  Die Druckabfallmesseinrichtung 608 bestimmt dagegen den Druckabfall über die ganze dargestellte Trennstufe. Der Druck des Einlasses und des Ausflusses werden durch die Druckregelventile 605 und 606 geregelt. Zur Verdentlichung der Brössenänderung bei der Trennung in Trennvorrichtungen gleicher Type und Grösse lassen sich folgende Angaben machen: Trennvorrichtung A
Optimalzustand alle Schläuche hinsichtlich Grösse und Form identisch, leckfrei und nicht verengt. Bei vorgegebenem Betriebsdruck und vorgegebener Konzentration des EinlaBgases erreicht deren Trennwirkung ihren optimalen Wert.



  Trennvorrichtung B gerade noch annehmbare Qualität, Schläuche   kön-    nene Untergrösse, unterschiedliche Grösse und/oder Form aufweist können verstopit oder verengt sein und Lecks aufweisen. Wird diese Trennvorrichtung unter den gleichen Bedingungen wie die Trennvorrichtung A betrieben, ergibt sich eine verkleinerte Durchsatzleistung und eine niedrige Konzentration des Durchlasses und des Ausflusses.



  Trennvorrichtung C kurze Schläuche und/oder übergrösse Schläuche führen zu einer grossen Leistung mit hohen Konzentratio  nen im DurchlaB und im AusfluB. Die Wiedergewinnung von DurchlaBgas ist niedrig.



   Beim Betrieb einer Trennanlage ist es günstig, die Konzentration von DurchlaB und AusfluB konstant auf einem praktischen Wert zu halten. Ferner ist es zur Er   leichterung    der Einstellung der wirksamen Membranfläche durch Wegnehmen oder Hinzufügen von Trenn einrichtungen zu oder von einer Trennstufe sehr erwünscht, dass jede einzelne Trennvorrichtung die gleiche Gasleistung und Trennwirkung hat. Diese Bedigungen lassen sich durch Einstellung der Ventile zur Erzielung der gewünschten Konzentration so einstellen, nachdem man die Spülstromventile 601a, 601b und 601c bei der Inbetriebnahme zunächst ganz geschlossen und die Aus   flussventile    602a, 602b und 602c ganz geöffnet hatte.



  Öffnet man ein Ausflussregelventil, beispielsweise das mit der Bezeichnung 602a, so steigt die Leistung der Trennvorrichtung an und die Konzentrationen von DurchlaB und AusfluB nehmen zu. Durch Öffnen des Regelventils für die Spülmenge, beispielsweise des Regelventils 601a, wird die Kapazität nicht verändert Es nimmt jedoch die Konzentration des Ausflusses bei nur geringer Veränderung der Konzentration des Durchlassstroms stark zu. Ist eine Trennvorrichtung so eingestellt worden, dass sie die gleiche Gasleistung und Trennwirkung wie die anderen aufweist, dann ist der Druckabfall an ihr, wie er von der Messeinrichtung 609 gemessen wird, ein Mass für die Leistung der entsprechenden Trennvorrichtung.

  Ist an den Ventilen einer bestimmten Trennvorrichtung das Spülstromregelventil, beispielsweise das Ventil 601a, völlig geschlossen und das Ausflussregeleventil, beispielsweise das Ventil 602a, völlig geöffnet, lassen sich weitere Einstellungen nicht bewirken; in diesem Fall sollte diese Trennvorrichtung aus dem Betrieb gezogen werden.



   Eine bevorzugte Einrichtung zur Herstellung der Permeabilitäts-Trennvorrichtungen gemäss der Erfindung ist in den Fig. 10 bis 20 dargestellt.



   Die Schläuche werden auf Spulen einzeln oder als Stränge aufgewickelt angeliefert. Diese Spulen können vorteilhafterweise in einer auf Rändern B verfahrbaren Rahmenkonstruktion 700 aus senkrechten Trägern 701 und waagrechten Trägern 702 drehbar angeordnet werden und über entsprechende Führungselemente E auf eine Wickelvorrichtung 800 abgezogen und zu Schlauchbündeln aufgewickelt werden. Die Wickelvorrichtung weist in einem senkrechten Ständer 704 mit Grundplatte 703 eine wägrecht gelagerte Welle 705 auf, auf derem einen Ende die über einen endlosen Riemen 707 antreibbare Riemenscheibe 706 und auf deren anderen Ende eine Scheibe 708 mit Radialarmen 709 sitzt, auf deren schsparallele Arme 710 die Schlauchbündel in die Ausschnitte 711 gewickelt werden.



   Ist ein entsprechendes Bündel 110 gewickelt, und dieses vor der Wickelvorrichtung 800 abgenommen, so wird es mit zwei Haken 720 an diametral gegenüberlie- genden Stellen gefasst und zu einem flachen Bündel, siehe Fig.   11 ,gelegt.    Während das Bündel 110 in dieser Form unter Spannung durch die Haken 720 gehalten ist, wird eine poröse und flexible Hülle 112, vorzugsweise, wie oben angegeben, rundgestrickt, über das Schlauchbündel in Längsrichtung gesreift. Wie ebenfalls bereits erwähnt, wird eine derartige HÜlle 112 verwendet, die sich unter eine in Längsrichtung wirkenden Zugkraft in Querrichtung zusammenzieht und ihren Umfang verkleinert. Die Hülle 112 kann, nachdem sie akkordeon ähnlich auf eine rohrförmige Hülse N gefaltet wurde, mit deren Hilfe, über das Bündel 110 aufgebracht werden.

  Durch Aufbringung einer in Längsrichtung wirkenden Zugspannung auf die Enden der Hülle 112 zieht sich diese in Querrichtung zusammen und drückt auf diese Weise das Schlauchbündel fest und eng zusammen, so dass es eine hohe Packungsdichte aufweist. Wie ebenfalls bereits erwähnt, ist die flexible und   pordse    Hülle durch geeignete Material- und Konstruktionswahl ausreichend fest und abriebbeständig ausgebildet, um nicht nur eine Kompressionskraft auf das Bündel aufbringen zu   kdnnen,    sondern dieses auch während des Zusammenbaus der Trennvorrichtung und deren Betrieb gegen Beschädigungen wirkamen zu schützen.



   Mehrere solchen umhüllter Schlauchbündel werden als nächstes, am einen Ende parallel und vertikal zueinander mittels eines ringförmigen Rings oder einer Platte 721, in die die Haken 720 eingehängt werden, zu einem grossen Bündel zusammengefasst, siehe Fig. 13.



  Die Platte 721 ist in geeigneter Weise aufgehängt, beispielsweise an einer vertikalen Kette 723, die sich durch das Innere des Mantelrohrs 101 erstreckt, siehe Fig. 14.



  Die so aufgehängten umhüllten Schlauchbündel werden dann, wie in den Fig. 14 und 15 dargestellt, durch eine oder mehrere grössere flexible und durchlässige äussere Umhüllungen 113 umgeben, wie dies für die einzelnen Bündel im Zusammenhang mit Fig. 12 erläutert, ist.



  Die oder jede äussere grosse Umhüllung wird dann ebenfalls in Längsrichtung gezogen, um die einzelnen Schlauchbündel in Querrichtung zu verdichten, so dass das gesamte Bündel dann in das Mantelrohr 101 mittels der Kette 723 eingezogen werden kann. Die von den Hüllen bewirkte Querkompression reicht aus, um das gesamte Bündel enggepackt in den Mantel einzubringen und dessen Inneres durch die enggepackten Schläuche ganz auszufüllen, ohne dass beim Einbrigen irgendeiner der Schläuche eingedrückt oder verietzt wird, was aufgrund ihrer kleinen Grösse durchaus möglich wäre, weil sie ja sehr zerbrechlich und bei der Verarbeitung leicht beschädigbar sind.

  Es wäre anderseits unmöglich, die gleiche Anzahl Schläuche zu einem einzigen Bündel zusammenzufassen und ihm die erforderliche dichte Packung in einem Mantel zu verleihen, wenn man lediglich vom Aussenumfang her eine Querkompressionskraft auf das Bündel ausübte. Hierbei würde mit Sicherheit mindestens die äussere Schlauchlage eingedrückt oder verletzt werden. Andere Vorteile, die das Zusammenfassen der Schläuche in einzelne Schlauchbündel mit sich bringt, die jeweils porös umhüllt sind und andere Hüllenkonstruktionen, sind weiter vorn erläutert worden.

 

   Nachdem das eine grosse zusammengesetzte und umhüllte Schlauchbündel in das Mantelrohr 101 eingebracht ist, wird eine Gussform 905b auf die Stirnseiten des Mantelrohrs, siehe Fig. 16, aufgeschraubt. Es kann zweckmässig sein, vorher noch eine ringförmige nachgiebige Dichtung K aus geeignetem Material, beispielsweise Gummi oder Neopren, in den konischen Ab- schnitt des Mantels einzubringen. Die Gussform 905b wird flüssigkeitsdicht gegen den Flansch 102 des Mantels 101 mit ihrem Flansch 907 durch Schrauben 906 verbunden. Der Gussformraum MC umgibt die Endabschnitte der Schlauchgruppen, die den Endabschnitt des gesamten Bündels bilden, siehe Fig. 16. Das flüssige Gussmaterial lässt sich in die Gussform 905b über den Einlass 908a einbrigen.



   Während der Drehung des Mantelrohrs 101 mit der angeschraubten GuBform 905b in der Weise, dass die   Fliehkräfte in Richtung des Pfeils CF in Fig. 16 wirken, wird ein erhärtender Giebwerkstoff, beispielsweise eine Epoxyharzmischung oder ein anderess Material, wie es bereits vorn angegeben ist, in den Hohlraum der Form, die die Endabschnitte der einzelnen Schlauchbündel umgreift und am konischen Abschnitt des Mantelrohrs anliegt, eingeleitet. Durch die Fliehkräfte wird verhindert, dass der Giesswerkstoff entlang den Schläuchen in das Innere des Mantelrohres hochkriecht und bewirkt, dass es eine glatte innere gekrümmte Oberfläche SF bildet, die zusammenhängend, eben und in Richtung der Schläuche frei von scharfen Vorsprüngen oder dergleichen ist. Aufgrund der Zentrifugalkräfte stellt sich auch die konkav zylindrische Form der Oberfläche SF ein, wie sie in den Fig. 1 und 16 dargestellt ist.

  Während der Mantel weitergedreht wird, lässt man das Giessmaterial zu einem flüssigkeitsdichten Gusskörper bzw.



  Schlauchboden 950, der die Schläuche eng umgibt, und auch am Mantel flüssigkeitsdicht anliegt, erhärten oder erstarren. In Fig. 14 ist der so gebildete Gusskörper mit abgenommener Gussform dargestellt. Als nächstens sind der Endabschnitt des Güsskörpers und die Schlaufenenden der Schlauchbündel abzutrennen. Hierzu wird der Güsskörper entlang der Linie CL, siehe Fig. 17, durchgeschnitten. Dadurch werden gleichzeitig auch die Einlassöffnungen in den eingebetten Schläuchen gebildet. Als günstig hat sich erwiesen, zunächst den Gusskörper 950 durchzusägen und anschliessend mit einem rasiermesserscharfen Instrument durch weiteres Abtragen von der Stirnfläche des Schlauchbodens die Schläuche zu öffnen. Als letztes wird auf diese Seite des MAntels der äussere Abflussdeckel 103 aufgesetzt, siebe Fig. 1 In gleicher Weise wird anschliessend die andere Seite der Trennvorrichtung ausgebildet.



   Eine abgewandelte Herstellungsweise für den angegossenen Schlauchboden sieht im Gegensatz zur zuvor beschriebenen vor, dass ausser dem Gussmaterial gleichzeitig eine mit diesem nicht vermischbare Flüssigkeit höherer Dichte in die Gussform während des Schleuderns eingeleitet wird. Unter der Wirkung der Fliehkraft setzt sich die spezifisch dichtere bzw. schwerere Flüssigkeit zwischen der Aussenwand der Giessform und dem erhärtenden flüssigen Giesswerkstoff ab. Es wird so viel schwere Zusatzflüssigkeit zugegeben, dass sich bei der Erhärtung des Giesswerkstoff und nach Abzug der schwereren Zusatzflüssigkeit ein angegossener Schlauchboden gebildet hat, wie er in Fig. 18 dargestellt ist, aus dem die Schlaufenenden der Schlauchbündel frei hervorstehen.

  AnschlieBend braucht dann nur noch das Ende des ganzen Schlauchbündels entlang der Linie CL', siehe Fig. 18, abgetrennt und die Enden der im Schlauchboden eingebetten und über diesen hervorstehenden Schläuche geöffnet zu werden. Beim Schleudern wird zweckmässig zunächst der erhärtende Giesswerkstoff und danach erst die nicht mit diesem vermischende dichtere bzw. schwerere Flüssigkeit in die Form eingebracht. Hierdurch entsteht ein Überzug auf den Endabschnitten der Schläuche aus dem erhärtenden Gusswerkstoff, der trotz der Zugabe der sich nicht vermischenden Flüssigkeit bleibt und als dünne Schicht auf den Schläuchen aushärtet, was das spätere Trennen und Öffnen der Enden erleichert.



   Als nicht vermischende Flüssigkeiten lassen sich mehrere Materielien verwenden, vorausgesetzt, dass sie dichter als der erhärtende Guss-Werkstoff sind, mit den Schläuchen und dem Gusswerstoff keine Reaktion eingehen und wieder abziehbar sind. Die Zusatzflüssigkeit kann auch zeitweilig härtbar sein, beispielsweise durch Ausgelieren, Polymerisieren oder dergleichen, wenn es nur anschliessend durch Erhitzen, Depolymerisieren, Lösen oder dergleichen ohne den erstarrten Schlauchboden anzugreifen, wieder entfernbar ist. In Verbindung mit einen erhärtenden Materialien ist Wasser eine zweckmässige nichtmischende Flüssigkeit, die notfalls mit Agar, Gelatine, Polyvinylalkohol oder einen synthetischen oder natürlichen Gummi verdickt oder gelatiniert werden kann. Es lassen sich auch Paraffinwachse mit niedrigem Schmelzpunkt und zu Fetten eingendickte Kolbenwasserstofföle verwenden.

  Besonders vorteilhafte nichtvermischende Flüssigkeiten in Verbindung mit Epoxyharzeu als erhärtenden Gusswerkstoffen sind halogenierte Flüssigkeiten, wie beispielsweise die von der Minnesota Mining and Manufacturing Company unter der Handelbezeichnung   #Kel-F#    vertriebenen Fluorocarbonöle. Diese haben eine ausreichend höhere Dichte als Epoxyharze und bilden daher eine schärfere Trennfläche bei mässigen Zentrifugalkräften.



   Unter gewissen Umständen kann die Herstellung der Permeations-Gastrennvorrichtungen gemäss der Erfindung einen zusätzlichen Herstellungsschritt erforderlich machen, nämlich das Abdichten von Lecks aufgrund gebrochener Schläuche oder lecks im angegossenen Schlauchboden. Ein vorteilhaftes Verfahren zum Abdichten von Lecks umfasst folgende Schritte:
1. Verbringen des Vorrichtung in eine solche Lage, in der eine Flüssigkeit auf der Oberfläche des einen angegossenen Schlauchbodens 950 bleibt; Abdecken der offenen Enden der im Schlauchboden eingebetteten und über diesen hinausstehenden Schläuche.



   2. Anlegen eines   Uberdrucks    an die oberen und unteren Schlauchenden und eines Unterdrucks am den Rohrmantel 101 und die Aussenseite der Schläuche, wobei eine Druckdifferenz zwischen dem oberen und dem unteren Schlauchende so aufrechtzuhalten ist, dass das Gas nach oben durch die leckfreien Schläuche strömt, jedoch nach unten durch die Schläuche, die ein Leck aufweisen, und nach unten durch die Leckstellen im Schlauchboden oder zwischen den Schläuchen und den sie umgebenden Teil des Schlauchbodens.



   3. Gleichzeitig mit Schritt 2 Überschichten der offenen Schlauchenden mit einer erhärtenden Flüssigkeit, so dass der oben auf die Schläuche wirkende Druck die härtbare Flüssigkeit in die leckbehafteten Schläuche und die Lecke im Schlauchboden drückt, und dass das von unten mit erhöhtem Druck auf die Schläuche wirkende Gas verhindert, dass die härtbare Flüssigkeit von oben in die leckfreien Schläuche eintritt.

 

   4. Entfernen des Überschusses an erhärtender Flüssigkeit oberhalb der Schlauchenden.



   5. Aus- bzw. Erhärtenlassen der erhärtenden Flüssigkeit in den oberen Endabschnitten der leckbehateten Schläuche und in den Lecks im Schlauchboden.



   6. Wiederholung der oben angeführten Schritte zum Abdichten von Lecks an der anderen Stirnseite des Schlauchbündels.



   Die Druckdifferenzen zwischen den beiden Enden des Rohrbündels, bei der einerseits das Eindringen der erhärtenden Flüssigkeit in die leckfreien Schläuche verhinert ist, aber anderseits nicht so starke Blasen entstehen, dass das Eindringen der härtbaren Flüssigkeit von oben in die leckbehafteten Schläuche verhindert ist, müssen sorgfältig bestimmt werden. Auch muss die Grösse der Druckdifferenz zwischen dem oberen Schlauchbündelende und deren Aussenseite bzw. dem   Mantelraum, welche die Druckdifferenz zwischen den beiden Enden des Schlauchbündels überwindet und auch die Abdichtung der kleinsten Lecks an den Schläuchen zulässt, genau ermittelt werden.



   Insgesamt ist die hier vorgeschlagene Abdichtungsmethode jedoch eine sehr praktische und einfache Methode, um aushärtbares Dichtungsmaterial in die Leckstellen im Schlauchboden und den Schläuchen einzuführen und gleichzeitig das Eindringen des Dichtungswerkstoffs in die leckfreien Schläuche dadurch zu verhindern, dass man einen sorgfältig kontrollierten Gasstrom durch die Schläuche und Leckstellen einstellt. Mit dieser Methode lassen sich praktisch alle Leckstellen abdichten, und zwar ohne dass gleichzeitig eine grössere Anzehl leckfreier Schläuche mit abgedichtet wird. Die ab   gedichtete    Permeations-Trennvorrichtung arbeitet daher wirkungsvoller, ohne dass gleichzeitig dessen Durchsatzleistung stark vermindert ist.

  Die Abdichtmethode wird an der Trennvorrichtung in eingebautem Zustand des Schlauchbündels durchgeführt, so dass die leicht beschädigbaren Schläcuhe durch den Mantel geschützt sind und nicht weiterverarbeitet werden müssen. Auch lassen sich so Trennvorrichtungen mit erhöhter Lebensdauer herstellen, indem man sie freiwillig einem höheren Druck als dem vorgesehenen Betriebsdruck aussetzt, die Lecks abdichtet und sie dann bei dem niedrigeren geplanten Betriebsdruck betreibt.



   In den Fig. 19 und 20 ist eine weitere vorteilhafte Vorrichtung zum Herstellen der angegossenen Schlauch   bbden    der erfindungsgemässen Permeations-Trennvorrichtungen dargestellt.



   Fig. 19 stellt einen auf einer Schleudervorrichtung montierte Trennvorrichtung gemäss Fig. 1 dar, die zum GieBen eines Schlauchbodens 950 vorbereitet ist. Die abnehmbaren Gussformen 905a und 905b sind mit den Flanschen 102 des Mantelrohrs 101 mittels ihrer Flanschen 907 und Schrauben 906 flüssigkeitsdicht befestigt.



  Die Einlassanschlüsse 908a und 908b, durch die der erhärtende GuBwerkstoff in die Form 905a und 905b eingelassen wird, befinden sich in der Nähe des äusseren Randes der GuBformen, können jedoch auch an anderer Stelle in diese einmünden.



   Die Schleudervorrichtung weist einen rohrförmigen Ständer 909, eine nicht dargestellte Drehachse, eine Antriebsriemenscheibe 911, einen Riemen 912, einen Motor 913, einen Ständerfuss 914, ein Fundament 915, eine Klemmeinrichtung 916 sowie weitere Teile zur Halterung und Drehung der Trennvorrichtung auf.



   Ferner weist die Schleudervorrichtung eine Einlasseinrichtung für erhärtenden Gusswerkstoffe in die Gussformen 905a und 905b auf. Diese kann in Form einer hydraulischen Gleitringeinrichtung 917 ausgebildet sein, siehe Fig. 19. Sie ist auf der Schleudervorrichtung befestigt und besteht aus einer dicken Platte, die von oben mehrere konzentrische Rillen 918a, b trägt, in welche der aushärtende oder erstarrende Gusswerkstoffe eingelassen und über Rohre 919a, b in die GuBform 905a und 905b abgezogen werden kann.



   Die hydraulische Gleitringeinrichtung 917 kann zwei, vier oder mehrere Rillen 918a, b...für die Zufuhr des Glesswerkstoffs aufweisen, um deren Einleitung in die Gussformen 905a und 905b an einem oder meh- reren Niveaus zu ermöglichen. Die Rillen 918a, b...



  sind zum Auslass hin zweckmässig etwa exzentrisch ausgebildet, um den Glesswerkstoff unter dem EinfluB der Fliehkraft zu ihren Auslässen und durch die Rohre 919a, b... in die Glessformen zu drücken. Ferner sind die Rillen 918a, b...zweckmässig so geformt, dass sie das Übertreten von Gussflüssigkeit über ihre Ränder während der Drehung verhindern.



   Die GuBwerkstoffe lassen sich in die hydraulische Gleitringeinrichtung 917 auf jede bekannte Weise einführen. Sie lassen sich beispielswwise aus Behältern 920a, b...über Ventile 921a, b...in abgemessen Mengen durch die Rohre 922a, b...in die Rillen 198a usw. einbringen. Die hydraulische Gleitringeinrichtung und ihre ihr zugeordneten Teile bewirken während der Drehung der Schleudervorrichtung eine gute und wirksame Einleitung des GuBwerkstoffs in die GuBformen 905a und 905b.



   Vor dem AngieBen eines Schlauchbodens mit der Schleudervorrichtung gemässe Fig. 19 müssen folgende Vorarbeiten ausgeführt worden sein: Die Schläuche müssen zu Schlauchgruppen zusammengefasst und in das Mantelrohr 101 eingebaut worden sein, die GuBformen 905a und 905b an den Stirnseiten des Mantelrohrs in der dargestellten Weise befestigt sein und der Schwerkpunkt der ganzen Einrichtung gefunden und mittels normaler Schrauben oder Muttern, die auf die Schrauben 906 aufgeschraubt werden, ausbalanciert werden. Nach dem statischen Ausbalancieren wird die Trennvorrichtung auf die Schleudervorrichtung aufgesetzt und festgeklammert. Dann erst werden die hydraulische Gleitringeinrichtung 917 und die Zufuhrleitungen 919a, b...zwischen der dicken Platte (dem Ringkörper) und den einzelnen Anschlussstücken der Gussformen 905a und 905b montiert.



   Der Schleudergiessvorgang sieht folgende Stufen vor: Anschalten des Motors 913 und Hochlaufenlassen, bis die Zentrifugalkraft in den GuBformen den gewünsch- ten Wert annimmt. Einfüllen von aushärtendem oder erstarrendem Gusswerkstoff und, sofern erforderlich, einer nichtvermischenden schweren Zusatzflüssigkeit in die Gussformen über den hydraulischen Gleitringkörper und seine Anschlussleitungen. Der Gliesswerkstoff wird mit solcher Geschwindigkeit eingelassen, dass ihm in den GuBformen genügend Zeit zum Eindringen und vollständigen Ausfüllen der Zwischenräume zwischen den Schläuchen bleibt. Während der Giessflüssigkeitszufuhr wird die Schleudervorrichtung, wie bereits angegeben, mit solcher Drehzahl betrieben, dass sich in den GuBformen die gewünschte Zentrifugalkraft ergibt.

  Anschliessend lässt man noch so lange weiterdrehen, bis die Erstarrung und Aushärtung der GuBmasse erfolgt ist und sie ihre Form beibehält.



   Nachdem der Giesswerkstoff ausreichend ausgehärtet ist, hält man die Schleudervorrichtung an und nimmt die Trennvorrichtung von ihr ab. Man kann die Trennvorrichtung dann noch eine Zeitlang ruben lassen, um das GuBmaterial völlig aushärten zu   lessen.    Anschlie Bend ist gegebenenfalls die nichtvermischende Zusatzflüssigkeit abzulassen, sind die GuBformen abzunehmen, die Schlauchenden abzutrennen, (ist mit keiner nichtvermischenden Flüssigkeit gearbeitet worden, so ist auch der überschüssige Gusswerkstoff mit abzuschneiden), Öffnen der Schlauchenden zum Freilegen der Strömungswege und Aufschrauben der äusseren Deckel 103, um die Einlassräume 130 und 130' der Trennvorrichtung einzuschlieBen. 

  Die Trennvorrichtung ist betriebsbereit, nachdem die übringen erforderlichen Anschlüsse vorgenommen sind und sie mit einer Gemischquelle und Einrichtungen zum Abzug des abge   trennten    Produktes verbunden sind.  



   Eine weitere Ausführungsform einer Schleudervorrichtung zum Angiessen von Schlauchböden 950 an die Trennvorrichtung ist in Fig. 20 dargestellt. Diese Schleudereinrichtung weist einen ortsfesten Ständer 923, eine Achse 924, einen Antriebsmotor 925 und andere Teile zur Unterstützung und Drehung von Trennvorrichtungen 101 auf. Auf die Achse 924 kann wieder ein hydraulischer Gleitringkörper 917 aufgesetzt sein, der über flexible Schläuche 919a, b... den Schleifringkörper 917 mit den Gussformen 905a und 905b verbindet. Mit der Achse 924 ist oben noch eine Tragplatte 929 mit angelenkten Dreharmen 926a, b... drehfest angebracht. Die Dreharme sind gleichmässig am Umfang der Platte 929 so verteilt, dass jeweils zwei einander diametral gegenüberliegen.

  An ihnen sind zwei, vier oder mehrere Mantelrohre 101 mittels Bügeln 927a, b... angelenkt, wobei die Bügelenden am Flansch 102 des Mantels 101 und das Mittelteil am Drehzapfen 928 des Dreharms 926 befestigt ist. Solange sich die Schleudereinrichtung nicht dreht, hängen die Trennvorichtungen senkrecht nach unten, wie dies gestrichelt in Fig. 20 angedeutet ist. Der Betrieb dieser Vorrichtung gleicht im wesentlichen derjenigen gemäss Fig. 19.



   Die Lage der Einlässe 908a, siehe Fig. 16,   durch    die der Giesswerkstoff eingelassen wird, kann ohne weiteres verändert werden. Diese Einlässe können am Boden der Gussformen angeordnet sind, so dass der Giesswerkstoff oder die sich nicht mit diesem vermischende Flüssigkeit fortschreitend die Luft aus den äusseren Stellen der Schlauchbündel zu deren Mitte hin verdrängen; sie können jedoch auch an der Seite der GuBform vorgesehen sein. Der Einlass durch den Boden ist im allgemeinen immer dann vorzuziehen, wenn mit einer sich nichtvermischenden Flüssigkeit gearbeitet wird und wenn der Gusswerkstoff dazu neigt, sich ungleichmässig in die Schlauchbündel einzuziehen.

  Dagegen wird der EinlaB an der Seite immer dann günstig sein, wenn der Glesswerkstoff der nichtvermischenden Flüssigkeit überschichtet werden soll und er zum Schwinden während des Aushärtens neigt und wenn nochmals weiterer GieBwerkstoff dem schon teilweise ausgehärteten GieBwerkstoff zugegeben werden soll, um kleine Schwindrisse und Lunker, Blasen oder dargleichen völlig auszufüllen. Man kann auch verteilt mehrere Einlassöffnungen an den Gussformen vorsehen, wobei jede an das Zuleitungssystem angeschlossen ist, so dass die nichtvermischende Zusatzflüssigkeit und ein Teil des Giesswerkstoffes nur an einer Stelle und ein anderer Teil des Giesswerkstoffes an einer oder mehreren hiervon abgelegenen Stellen einführbar ist.



   Bei Verwendung einer nichvermischenden Zusatzflüssigkeit kann diese entweder vor oder nach dem Giesswerkstoff eingebracht werden. Das Einlassen der nichvermischenden Zusatzflüssigkeit vor dem Giesswerkstoff ist dann vorzuziehen, wenn man es bequem über die Einlassöffnungen im Boden der Gussform und den Giesswerkstoff über Einlassöffnungen am oberen Ende der Gussform einbringen kann. Das Einlassen des Giesswerkstoffes vor der dichteren, nichtvermischenden Zusatzflüssigkeit ist jedoch dann zweckmässig, wenn beide durch die Öffnungen im Boden der Gussform eingelassen werden müssen. Ferner ist es zweckmässig, den Giesswerkstoff zuerst einzulassen, wenn die nichtvermischende Flüssigkeit die Schläuche benetzt und durch den Giesswerkstoff nicht ohne weiteres von den Oberflächen der Schläuche wieder verdrängt werden kann.



  Auch ist der Giesswerkststoff zuerst einzubringen, wenn er die Schläuche benetzt und nicht ganz wieder von der nichtmischenden Flüssigkeit in dem gewünschten Bereich verdrängt werden kann. Unter diesen Bedingungen härtet ein dünner Giesswerkstoffilm auf den Schläuchen aus und versteift diese, was das spätere Abtrennen der Schlauchenden und das Öffnen der Schläuche erheblich erleichtert. Schliesslich lässt man die Giesswerkstoff dann zuerst ein, wenn die nichtmischende Flüssigkeit die Schläuche benetzt, weil sich so sehr praktisch sehr feste Abdichtungen ergeben, in denen die Schläuche gleichmässig über die ganze Fläche verteilt sind.

  Wird die nichtvermischende Zusatzflüssigkeit zuerst zugegeben, so müssen die Schläuche relativ weit auseinander liegen, damit das Gussmaterial zwischen sie fliesst, um eine gleichmässige Abdichtung zu bilden und nicht in der Nähe des Einlasses zu bleiben und die nichtzumischende Flüssigkeit in Bereiche zu drücken, die vom Giesswerkstoff ausgefüllt werden sollen.

  Die Höhe der zur Ausnützung der Vorteile, die die Erfindung bringt, erforderlichen Zentrifugalkraft hängt von mehreren Faktoren ab, Wichtig ist die Grösse und Packungsdichte der Schläuche, die Viskosität und andere Fliesseigenschaften des Giesswerkstoffs, die Oberflächenspannung zwischen dem Giesswerkstoff und den Schläuchen und zwischen dem Giesswerkstoff und den Wänden der Gussform, die relativen spezifischen Dichten der Schläuche und des Gussmaterials und bei der anderen Ausführungsform der Schleudereinrichtung, bei der die Stützen oder Ständer aufgrund der Zentrifugalkräfte zusammen mit den Gussformen schwingen, das Gewicht und die Form der Ständer und Gussformen.



   Es lassen sich Zentrifugalkräfte zwischen kleinen vielfachen und dem Hundertfachen der Erdanziehungskraft einstellen. Bevorzugt werden Zentrifugalkräfte etwa zwischen dem 50 fachen und dem 200 fachen der Erdanziehungskraft angewendet. Die niedrigsten noch wirksam werdenden Kräfte erhält man bei Beschleunigungen zwischen dem 5- und 25 fachen der Erdanziehungskraft. Zentrifugalbeschleunigungen über dem 900fachen der Erdbeschleunigungen sollten jedoch vermieden werden, da sie zu einem Zusammenfallen der dünnwandigen Kunststoffschlauchwände führen können. Die Höhe der Zentrifugalkräfte lässt sich leicht durch Dreh   zahlregelung    beeinflussen.



   PATENTANSPRUCH I
Permeations - Trennvorrichtung zur Abtrennung einer Komponente aus einem Fluidgemisch unter Ausnützung der unterschiedlichen Durchgangsgeschwindigkeiten der Gemischkomponenten durch permeable Membranen in Form von Schläuchen aus polymerem Werkststoff, gekennzeichnet durch ein längliches flüssigkeitsdichtes Gehäuse (101), bei dem wenigstens das eine Ende durch einen flüssigkeitsdichten Schlauchboden (950) aus polymerem Werkstoff verschlossen ist, einen den Schlauchboden übergreifenden, mit dem Gehäuse verbundenen Deckel (103) mit EinlaB (104), wenigstens einen Einlass (109) und einem Auslass (108) im Gehäuse, eine Anzahl von Schläuchen (11), die wenigstens an ihrem einen Ende im Schlauchboden eingebettet sind, durch diesen hindruchreichen, 

   einen Durchmesser von 10 bis 500   und eine Wandstärke von 1 bis 100   aufweisen und zu mindestens einem Schlauchbündel mit gleichmässiger Packungsdichte zusammengefasst sind, in dem sie über einen erheblichen Teil ihres Längserstrekkens parallel zueinander angeordnet sind und von we 

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.



   

Claims (1)

1. **WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

   Eine weitere Ausführungsform einer Schleudervorrichtung zum Angiessen von Schlauchböden 950 an die Trennvorrichtung ist in Fig. 20 dargestellt. Diese Schleudereinrichtung weist einen ortsfesten Ständer 923, eine Achse 924, einen Antriebsmotor 925 und andere Teile zur Unterstützung und Drehung von Trennvorrichtungen 101 auf. Auf die Achse 924 kann wieder ein hydraulischer Gleitringkörper 917 aufgesetzt sein, der über flexible Schläuche 919a, b... den Schleifringkörper 917 mit den Gussformen 905a und 905b verbindet. Mit der Achse 924 ist oben noch eine Tragplatte 929 mit angelenkten Dreharmen 926a, b... drehfest angebracht. Die Dreharme sind gleichmässig am Umfang der Platte 929 so verteilt, dass jeweils zwei einander diametral gegenüberliegen.

   An ihnen sind zwei, vier oder mehrere Mantelrohre 101 mittels Bügeln 927a, b... angelenkt, wobei die Bügelenden am Flansch 102 des Mantels 101 und das Mittelteil am Drehzapfen 928 des Dreharms 926 befestigt ist. Solange sich die Schleudereinrichtung nicht dreht, hängen die Trennvorichtungen senkrecht nach unten, wie dies gestrichelt in Fig. 20 angedeutet ist. Der Betrieb dieser Vorrichtung gleicht im wesentlichen derjenigen gemäss Fig. 19.

   Die Lage der Einlässe 908a, siehe Fig. 16, durch die der Giesswerkstoff eingelassen wird, kann ohne weiteres verändert werden. Diese Einlässe können am Boden der Gussformen angeordnet sind, so dass der Giesswerkstoff oder die sich nicht mit diesem vermischende Flüssigkeit fortschreitend die Luft aus den äusseren Stellen der Schlauchbündel zu deren Mitte hin verdrängen; sie können jedoch auch an der Seite der GuBform vorgesehen sein. Der Einlass durch den Boden ist im allgemeinen immer dann vorzuziehen, wenn mit einer sich nichtvermischenden Flüssigkeit gearbeitet wird und wenn der Gusswerkstoff dazu neigt, sich ungleichmässig in die Schlauchbündel einzuziehen.

   Dagegen wird der EinlaB an der Seite immer dann günstig sein, wenn der Glesswerkstoff der nichtvermischenden Flüssigkeit überschichtet werden soll und er zum Schwinden während des Aushärtens neigt und wenn nochmals weiterer GieBwerkstoff dem schon teilweise ausgehärteten GieBwerkstoff zugegeben werden soll, um kleine Schwindrisse und Lunker, Blasen oder dargleichen völlig auszufüllen. Man kann auch verteilt mehrere Einlassöffnungen an den Gussformen vorsehen, wobei jede an das Zuleitungssystem angeschlossen ist, so dass die nichtvermischende Zusatzflüssigkeit und ein Teil des Giesswerkstoffes nur an einer Stelle und ein anderer Teil des Giesswerkstoffes an einer oder mehreren hiervon abgelegenen Stellen einführbar ist.

   Bei Verwendung einer nichvermischenden Zusatzflüssigkeit kann diese entweder vor oder nach dem Giesswerkstoff eingebracht werden. Das Einlassen der nichvermischenden Zusatzflüssigkeit vor dem Giesswerkstoff ist dann vorzuziehen, wenn man es bequem über die Einlassöffnungen im Boden der Gussform und den Giesswerkstoff über Einlassöffnungen am oberen Ende der Gussform einbringen kann. Das Einlassen des Giesswerkstoffes vor der dichteren, nichtvermischenden Zusatzflüssigkeit ist jedoch dann zweckmässig, wenn beide durch die Öffnungen im Boden der Gussform eingelassen werden müssen. Ferner ist es zweckmässig, den Giesswerkstoff zuerst einzulassen, wenn die nichtvermischende Flüssigkeit die Schläuche benetzt und durch den Giesswerkstoff nicht ohne weiteres von den Oberflächen der Schläuche wieder verdrängt werden kann.

   Auch ist der Giesswerkststoff zuerst einzubringen, wenn er die Schläuche benetzt und nicht ganz wieder von der nichtmischenden Flüssigkeit in dem gewünschten Bereich verdrängt werden kann. Unter diesen Bedingungen härtet ein dünner Giesswerkstoffilm auf den Schläuchen aus und versteift diese, was das spätere Abtrennen der Schlauchenden und das Öffnen der Schläuche erheblich erleichtert. Schliesslich lässt man die Giesswerkstoff dann zuerst ein, wenn die nichtmischende Flüssigkeit die Schläuche benetzt, weil sich so sehr praktisch sehr feste Abdichtungen ergeben, in denen die Schläuche gleichmässig über die ganze Fläche verteilt sind.

   Wird die nichtvermischende Zusatzflüssigkeit zuerst zugegeben, so müssen die Schläuche relativ weit auseinander liegen, damit das Gussmaterial zwischen sie fliesst, um eine gleichmässige Abdichtung zu bilden und nicht in der Nähe des Einlasses zu bleiben und die nichtzumischende Flüssigkeit in Bereiche zu drücken, die vom Giesswerkstoff ausgefüllt werden sollen.

   Die Höhe der zur Ausnützung der Vorteile, die die Erfindung bringt, erforderlichen Zentrifugalkraft hängt von mehreren Faktoren ab, Wichtig ist die Grösse und Packungsdichte der Schläuche, die Viskosität und andere Fliesseigenschaften des Giesswerkstoffs, die Oberflächenspannung zwischen dem Giesswerkstoff und den Schläuchen und zwischen dem Giesswerkstoff und den Wänden der Gussform, die relativen spezifischen Dichten der Schläuche und des Gussmaterials und bei der anderen Ausführungsform der Schleudereinrichtung, bei der die Stützen oder Ständer aufgrund der Zentrifugalkräfte zusammen mit den Gussformen schwingen, das Gewicht und die Form der Ständer und Gussformen.

   Es lassen sich Zentrifugalkräfte zwischen kleinen vielfachen und dem Hundertfachen der Erdanziehungskraft einstellen. Bevorzugt werden Zentrifugalkräfte etwa zwischen dem 50 fachen und dem 200 fachen der Erdanziehungskraft angewendet. Die niedrigsten noch wirksam werdenden Kräfte erhält man bei Beschleunigungen zwischen dem 5- und 25 fachen der Erdanziehungskraft. Zentrifugalbeschleunigungen über dem 900fachen der Erdbeschleunigungen sollten jedoch vermieden werden, da sie zu einem Zusammenfallen der dünnwandigen Kunststoffschlauchwände führen können. Die Höhe der Zentrifugalkräfte lässt sich leicht durch Dreh zahlregelung beeinflussen.

   PATENTANSPRUCH I Permeations - Trennvorrichtung zur Abtrennung einer Komponente aus einem Fluidgemisch unter Ausnützung der unterschiedlichen Durchgangsgeschwindigkeiten der Gemischkomponenten durch permeable Membranen in Form von Schläuchen aus polymerem Werkststoff, gekennzeichnet durch ein längliches flüssigkeitsdichtes Gehäuse (101), bei dem wenigstens das eine Ende durch einen flüssigkeitsdichten Schlauchboden (950) aus polymerem Werkstoff verschlossen ist, einen den Schlauchboden übergreifenden, mit dem Gehäuse verbundenen Deckel (103) mit EinlaB (104), wenigstens einen Einlass (109) und einem Auslass (108) im Gehäuse, eine Anzahl von Schläuchen (11), die wenigstens an ihrem einen Ende im Schlauchboden eingebettet sind, durch diesen hindruchreichen,

   einen Durchmesser von 10 bis 500 und eine Wandstärke von 1 bis 100 aufweisen und zu mindestens einem Schlauchbündel mit gleichmässiger Packungsdichte zusammengefasst sind, in dem sie über einen erheblichen Teil ihres Längserstrekkens parallel zueinander angeordnet sind und von we

   nigstens einem länglichen flexiblen porösen Hüllschlauch umschlossen sind, wobei das bzw. die Schlauchbündel und dessen Umhüllung bzw. deren Umhüllungen den inneren Querschnitt des Gehäuses ausfüllen und die bzw. jede Umhüllung (112) querkontraktionsfähig ausgebildet ist, und der poröse Hüllschlauchmit den Schläuchen zusammenwirkend eine gleichmä Bige Packungsdichte der Schläuche in den Schlauchbündeln und im Gehäuse ermöglicht.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (101) zwei offene Seiten aufweist, welche beide mittels Schlauchböden (950) verschlossen sind, und dass jedes Ende der Schläuche in einem Schlauchboden gehalten ist.

   2. Vorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die umhüllten Schlauchbündel (110) im Gehäuse (101) dieses oder einander entlang meh- rerer schmaler Bereiche in Richtung der Längserstrek- kung der Schläuche (111) so berühren, dass sich zwischen den Schläuchen und zwischen den Schläuchen und der Innenwand des Gehäuses eine in Querrichtung zum Gehäuse gleichverteile Anordnung länglicher abgegrenzter Kanäle entlantg der Schlauchbündel und Schläuche zu dem oder zwischen den Schlauchböden ergiht, um eine verteilte Strömung des Fluids in Längs- richtung des Gehäuses auBerhalb der Schläuche ohne merkliche Quervermischung zwischen den einzelnen Kanälen zuzulassen.

   3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (101) neben dem oder jedem Schlauchboden (950) einen sich erweiternden Abschnitt (107) mit vergrösserter Querschnittsfläche hat, in dem die Packungsdichte der Schläuche (111) vermindert ist und dass der EinlaB (109) und der Auslass (108) im Bereich der erweiterten Abschnitte (107) angeorduet ist.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schlauchboden (950) abdichtend an dem Gehäuse (101) und an der Aussenseite der Schläuche (111) anschliesst, eine homogene Struktur aufweist, frei von Hohlräumen und Blasen ist und wenigstens eine am Gehäuse anliegende Umfangsfläche und zwei einander gegenüberliegende Stirnflächen aufweist, von denen die innere Fläche zusammen mit den AuBenseiten der Schläuche und der Innenseite des Ge houses einen mantelseitigen Raum einschliessen und die äussere Fläche zusammen mit der Innenseite der Schläuche und der Innenwand (130) des oder jedes Deckels (103) einen schlauchseitigen Raum abtrennt und dass die Innenfläche (SF) jedes Schlauchbodens relativ eben, durchgehend, glatt und frei von scharfen Vorsprüngen in Richtung der Schläuche ausgebildet ist.

   5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Gehäuseinnern zugewandte Stirnfläche (SF) des oder jedes Schlauchbodens (950) die Form eines Abschnitts eines konkav gekrümmten Kreiszylinders aufweist.

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehause in Form eines Mantelrohrs (101) ausgebildet ist.

   7. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtheit aller umhüllter Schläuche (111) in mehrere gleichgroBe, jeweils von den länglichen, flexiblen, porösen, streckbaren Hüllschlänchen (112) umgebenen Schlauchbündel (110) unterteilt sind.

   8. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die einzelnen Schlauchbündel (110) umschliessend Hüllschläuche (112) unter einer Zugkraft längsdehnbar und querkontraktionsfähig ausgebildet sind und dass sie aufgrund der mit einer Längs- dehnung bewirkten Querkontraktion die Schläuche (111) jedes Schlauchbündels jeweils mit hoher Pakkungsdichte zusammenhalten und dass die zu einem grossen Bündel zusammengafassten Schlauchbündel einen in Querrichtung dehnbaren Umfang aufweisen, um eine gleichmässig und relativ enge Packung einer grossen Anzahl von Schlauchbündeln (112) in dem grossen Bündel zuzulassen.

   9. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine nachgiebige Dichtung (K) zwischen dem Gehäuse (101) und der Umfangsfläche des oder jedes Schlauchbodens (950) angeordnet ist.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (101) zwischen seinem EinlaB (109) und AuslaB (108) einen weiteren EinlaB in einem mittleren Bereich aufweist, in welchem es eine Erweiterung mit vergrössertem Querschnitt aufweist.

   PATENTANSPRUCH II Mehrstufiges Verfahren zum Betrieb von Vorrichtungen gemäss Patentanspruch I mit wenigstens zwei hintereinander geschalteten Permeations-Trennvorrichtungen, deren enggepackte Kunststoffschläuche die permeable Membrane bilden und die das Flüssigkeit- oder Gasgemisch entweder von der Hohl- oder der Mantelseite der Schläuche aufnehmen, dadurch gekennzeichnet, dass man das zu trennende Gemisch unter Druck in die Schläuche der ersten Trennvorrichtung einleitet, dass man das sich auf der Mantelseite sammelnde Permeat abzieht und auf der Mantelseite der zweiten bzw. letzten Trennvorrichtung unter Druck einführt, dass man das sich auf der Hohlseite der Schläuche der zweiten bzw.

   letzten Trennvorrichtung sammelnde Permeat unter ver mindertem Druck abzieht, nicht permeierende Komponente der Flüssigkeits- oder Gasgemische kontinuierlich in das Ausgangsgemisch zurückleitet und damit abermals der Trennung unterwirft.

   UNTERANSPRÜCHE 11. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man durch den Mantelraum der ersten Stufe ein Spülfluid niedrigeren Drucks im Gegenstrom zum EinlaBgemisch leitet und mit dem Spülfluid so viel Durchlass abzieht, dass das gewünschte Konzentrationsverhältnis zwischen den Mischungskomponenten innerhalb und ausserhalb der Schläuche aufrechterhalten ist.

   12. Verfahren nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Teil des EinlaBgemisches als Spiilfluid verwendet und die Spülfluidmenge in Ab- hängigkeit von der Zusammensetzung des aus den Schläuchen wieder austretenden Ausflusses so regelt, dass eine vorbestimmte Abtrennung der höher durch lassigen Komponente des EinlaBgemischs eingehalten ist.

   13. Verfahren nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsmenge der aus dem Mantelraum einer Stufe, die nicht die erste Stufe ist, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des von den Schläuchen dieser Stufe abgezogenen Durchlasses so ge

   regelt wird, dass dessen Zusammensetzung auf einem vorgewählten Wert gehalten ist.

   14. Verfahren nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass in wenigstens einer Stufe parallel durch mehrere parallel geschaltete Trennvorrichtungen mit unterschiedlichen Trenncharakteristiken geleitet wird und ein Teil des Einlasses als Spülflüssig- keit mit niedrigerem Druck gleichzeitig im Gegenstrom durch jede der parallel geschalteten Trennvorrichtungen geleitet wird, um damit jeweils den DurchlaB auszutragen, und dass die Stromungsmengen jedes Einlassgemischs und jedes Spülfluids entsprechend den unterschiedlichen Charakteristiken jeder Trennvorrichtung so geregelt werden, dass die Zusammensetzung des aus jedem Mantelraum dieser Trennvorrichtungen abgezogenen Spülfluids und Durchlasses praktisch gleich sind.

   15. Verfahren nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsmenge jedes Einlassgemischs und jedes Spülfluids so geregelt werden, dass jeweils der AusfluB aus den parallel geschalteten Trennvorrichtungen gleiche Zusammensetzung hat.

   16. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Teil des Gemischs aus der ersten Stufe zusammen mit wenigstens einem Teil des Durchlasses einer Zwischenstufe als EinlaB der letzten Stufe verwendet.

   17. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man das Einlassgemisch der letzten Stufe mantelseitig im Bereich bei den Schlauchenden einlässt und den verbleibenden Ausfluss an einer Stelle zwischen den beiden Einlassstellen abzieht.

   PATENTANSPRUCH III Verfahren zur Herstellung einer Permeations-Trennvorrichtung nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man aus praktisch parallel angeordneten Schläuchen Schlauchbündel bildet, diese Bündel mit einenm biegsamen porösen Hüllschlauch umgibt, der das Bündel zu einem quer komprimierten Schlauchbündel mit kleiner Querabmessung als der ursprünglich vorgegebenen zusammenfasst, dass man das quer komprimierte Schlauchbündel in ein längliches, rohrförmiges Gehäuse mit etwa der gleichen Querabmessung wie das komprimierte Bündel einhringt, dass man an einem Ende des Gehäuses eine Giessform so anbringt, dass diese zusammen mit dem Endabschnitt des rohrförmigen Gehäuses eine GieBausnehmung bidet, in die das Ende des querkomprimierten Schlauchbündels hineinragt,

   dass man einen erhärtenden Giesswerkstoff in die Giessausnehmung einbringt, den Werkstoff mindestens teilweise zu einem Verschluss erstarren lässt, die Giessform vom Gehäuse und von dem am Gehäuse und an den Enden der Schlauchbündel erstarrten Giesswerkstoff abnimmt, dass man den AuBenabschnitt des angegossenen Teils und das eingebettete Schlauchbündelende zur Schaffung eines freien Zugangs zum Innern der Schläuche, die sich durch den angegossenen Schlauchboden erstrecken, ab- trennt und dass man die AbschluBdeckel des Gehäuses anbringt.

   UNTERANSPRÜCHE 18. Verfahren nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass man ein in Querrichtung lose gepacktes Schlauchbündel aus parallelen Schläuchen bildet, dieses mit einem flexiblen, porösen Hüllschlauch umgibt, dass man den Hüllschlauch in Längsrichtung elastisch dehnt und eine Mehrzahl von parallelen Bün- deln zu einem Schlauchbündel sammelt.

   19. Verfahren nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man die aus parallel nebeneinander angeiordneten Schläuchen bestehenden Bündel derart bildet, dass man mindestens einen Schlauch zu einer Strähne wickelt, die Strähne zu einem Bündel mit zwei Endteilen und einer Mehrzahl von durch die Strähnen gebildeten Schleifen formt, dass man den Endabschnitt und einen erhärtenden Werkstoff in einer Giessausnehmung so anordnet, dass der Endabschnitt in den eingebrachten Giesswerkstoff eintaucht, dass man dann den Giesswerkstoff aushärtet und das Schlauchbündelende von ihm einkapseln lässt, dass man das eingekapselte Schlauchbündelende aus der GieBausnehmung herauslöst, dass man den die Schlaufen enthaltenden Teil des eingekapselten Schlauchbündels abtrennt, um so einen Schlauchboden zu bilden, durch den die Schläuche mit offenen Enden hindurchragen.

   20. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das rohrförmige Gehäuse mit der an ihm befestigten Giessform um eine die Richtung der in die Gussausnehmung eintretenden Schlauchenden senkrecht schneidenden Achse dreht, wobei die Entfernung dieser Achse von der Ausnehmung und die Drehzahl so aufeinander abgestimmt sind, dass die auf den Giesswerkstoff wirkende Zentrifugalkraft ausreicht, um ein Hochkriechen des Werkstoffes an den Schläuchen infolge der Kapillarkräfte zu verhindern und der GieBwerkstoff in einem blasen- und hohlraumfreien, glatten und in Richtung der Schläuche von scharfen Vorsprüngen freien Zustand zu halten und die Rotation zum Stillstand kommen lässt, bevor man die Gussform vom Gehäuse und vom erhärteten Werkstoff entfernt.

   21. Verfahren nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse das Gehäuse senkrecht schneidet.

   22. Verfahren nach Unteranspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass man am anderen Ende des Gehäuses eine zweite GuBform befestigt und dadurch an diesem Ende eine zweite Ausnehmung bildet, in welcher das andere Ende der Schlauchbündel angeordnet ist, in diese Ausnehmung einen erhärtenden GieBwerkstoff einfiihrt und diesen Werkstoff mindestens teilweise zu einem Schlussglied erstarren lässt, bevor die Drehbewegung zum Stillstand kommt.