CN110575755B - 具有旋转固定的偏转盘的膜袋组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及膜组件，尤其是膜袋组件，包括设置在壳体中的膜袋叠件，所述壳体具有至少一个进料入口，至少一个渗余物出口和至少一个渗透物出口。本发明还涉及所述膜组件用于分离液体和/或气体混合物的用途。已知类型的膜，也称GS组件，包括壳体，其通过两端的精整盘形成容器内部空间,并以压力密封的方式封闭。所述精整盘包括至少一个进料入口，至少一个渗余物出口和一个渗透出口，至少一个膜袋叠件设置在容器内部空间，所述膜袋叠件具有多个膜袋，其彼此对齐、通过密封相互分开并且推压配合到渗透管。所述渗透管突出超过所述精整盘的至少一个渗透物出口。本发明的膜组件的特征在于，所述渗透管和精整盘的渗透物出口通过键槽连接以交合方式对齐。

Description

具有旋转固定的偏转盘的膜袋组件

发明领域

本发明涉及膜组件，特别是膜袋组件，其包括设置在壳体中的膜袋叠件，所述壳体具有至少一个进料入口，至少一个渗余物出口和至少一个渗透物出口。本发明还涉及根据本发明的膜组件用于分离液体和/或气体的混合物的用途。

背景技术

在用于工艺过程之前，膜必须插入具有特定用途且能够进行实际操作的组件中。如此形成的膜结构被称为膜组件。膜组件中的进料流(进料)被分成浓缩流(渗余物)和滤液流(渗透物)。

在分离和富集技术中，尤其使用袋式的平板膜。在袋式膜(也称为枕式膜)的情形，两个单独的平板膜其间带有间隔物并在其周围通过焊接或粘接形成袋(枕)。在膜袋中心的孔使得渗透物能够从渗透管的方向从膜袋的内部区域排出，所述渗透管配合推入通过所述孔。用以形成模块的所述袋的叠件通常使用环形密封件以交合的方式设置，使得渗余物不会进入渗透管。

围绕所述渗透管配合推入的膜袋安装在壳体中，其中进料可围绕所述膜袋流动。所述袋的渗透物朝向内部向中心消散，并通过渗透管排出，渗透管在两端侧突出超过围绕膜袋的壳体的精整盘，并借助于渗透帽法兰配合安装到所述精整盘上。在GS袋模块的情形，进料优选地以迂曲的方式围绕膜袋流动，由偏转盘引起，所述偏转盘另外结合在膜组件中并且将膜组件细分成子部分(隔室区域)。

这种GS袋模块被描述于DE-PS 35 07 908，其在此全部引作参考，其中膜件由具有两个端板的壳体围绕，以相互间隔叠件，并且具有中心内孔，其中有渗透管配合地插入。所述端板(精整盘)以密封方式在端部封闭壳体，并具有用于进料流的进料管线、用于渗余物流的排出管线以及用于渗透物流的至少一个中心排出管线。结合在膜叠件中的偏转盘通过进料引起膜袋周围的迂曲流动。

这种类型的GS袋模块的构造还进一步被描述于T.Melin,R.Rautenbach，，Membranverfahren–Grundlagen der Modul-und Anlagenauslegung“,3.Aufl.,2007Seiten170bis 172und Abb.5.22.(Membrane methods-Fundamentals in the designof modules and systems,3^rd edition,2007,pages 170to 172and Fig.5.22)和V.Nitsche et al.，，Abtrennung organischer mit Membranen“,ChemieIngenieur Technik(70),Seite 515,Abb.3,(，，Separation of organic vapours usingmembranes“,Chemie Ingenieur Technik(70),page515,Fig.3),这两份文献在此均全部引入参考。

为了制造膜袋模块，首先将渗透管连接到用于壳体的一个精整盘上，将袋膜和偏转盘叠件在渗透管上并且结合在壳体中，接合到壳体,并连接到第二精整盘。然后借助于压力机将袋膜和壳体中的偏转盘压缩到预定的尺寸。突出超出精整盘的渗透管借助于渗透帽固定到精整盘上，并且放松压力机的压力。需要压力机以保证膜袋周围的迂曲流动。

相互固定渗透管和精整盘的渗透帽在操作中会变松。在已知的GS膜组件的情形，不利的是，当重新拧紧渗透帽时，精整盘旋转膜叠件和偏转盘，这是由精整盘的旋转引起的，会导致效率的损失,直到使膜变得无用。而且，没有压力机就不能更换膜袋。

本发明的目的是提供一种开头所述类型的膜组件，其中所述膜袋可以以简单方式更换。

所述目的是通过膜组件来实现的，其中所述膜组件包括：壳体，其通过两端的精整盘形成容器内部空间，以压力密封的方式封闭，并且所述精整盘包括至少一个进料入口，至少一个渗余物出口和至少一个渗透物出口，其中至少一个膜袋叠件设置在容器内部空间,所述膜袋叠件具有多个膜袋，其彼此对齐、通过密封件相互分开并且推压配合到渗透管，其中所述渗透管突出超过所述精整盘的至少一个渗透物出口，特征在于所述渗透管和所述精整盘通过键槽连接以交合的方式在所述渗透管和所述精整盘的所述渗透物出口对齐，其中两个凹槽设置在所述渗透管中，并且两个导键在各种情况下设置于所述精整盘的渗透物出口。

发明概述

先前已知类型的膜组件包括壳体，其用于通过两端侧的精整盘形成容器内部空间，并且以压力密封的方式封闭。所述精整盘包括至少一个进料入口，至少一个渗余物出口和一个渗透物出口，在容器内部空间中设置有至少一个膜袋叠件，其具有多个膜袋，而这些膜袋彼此对齐、通过密封相互分开并且推压配合到渗透管。所述渗透管突出超过所述精整盘的所述至少一个渗透物出口。根据本发明的膜组件的特征在于，所述渗透管和精整盘的渗透物出口通过键槽连接以交合的方式对齐。

根据本发明的一种实施方式，所述膜袋叠件还包括偏转盘，其借助于中心孔被推压配合到渗透管，其中偏转盘分别具有凹槽，用于在迂曲的进料流中引导进料流从至少一个进料入口41到至少一个渗余物出口,并且渗透管和偏转盘同样通过键槽连接以交合方式对齐。偏转盘将膜袋叠件细分为隔室区域。根据一种优选实施方式，由偏转盘细分的隔室区域中的膜袋的数量在从至少一个进料入口到至少一个渗余物出口的方向上减小。

根据本发明的另一种实施方式，级分隔盘还固定在渗透管上。所述级分隔盘可以例如通过内螺纹或通过焊接进行螺纹配合而固定在渗透管上。级分隔盘将壳体细分为两段，其从相应的相对侧可以配备不同的膜叠件。然而，这些段也可以在一侧配置膜叠件，使得所述段的一侧保持未被利用。所述级分隔盘优选在内侧封闭，使得不同的渗透物流可以在渗透管的不同端排出。

根据本发明的另一种实施方式，在渗透管中设置至少一个凹槽，并且至少一个导键分别设置在精整盘的渗透物出口以及，如果存在，中间孔中。偏转盘。此外优选地，在渗透管中设置至少两个凹槽，并且两个导键分别设置在精整盘的渗透物出口以及，如果存在，偏转盘的中心孔中。此外，渗透管中的凹槽和导键分别偏离180°。

根据本发明的另一种实施方式，所述壳体是耐压壳体。所述壳体优选地是圆柱形的。此外，所述渗透管优选地也是圆柱形的，并且通过中心孔突出超过壳体的精整盘。令人惊讶地表明，根据本发明的膜组件的构造使得能够制造膜组件或者在不需要压力机的情况下对膜进行翻新。

根据本发明的膜组件可用于分离液体和/或气体的混合物。本发明所述的膜组件具有优势,尤其是用于减少储罐的呼吸管线上的排放，就如EP 0 752 974 B1所描述的，而该文献在此全部被引入参考。在此有利的是，膜袋，特别是在膜袋使用寿命短的侵蚀性环境中，可以以简单方式对膜袋进行更换，而不必将系统运送到制造商。

发明详述

下面通过附图以示例性方式对本发明进行更为详细的说明，其中所述附图并非用来对本发明进行限制。在所述附图中：

图1是本发明所述的膜组件的示意图，其中示出了壳体、精整盘、偏转盘、渗透管和渗透帽，但未示出膜叠件。

图2是具有组装的偏转盘的渗透管的示意图，所述渗透管能够用于本发明所述的膜组件。

图3是能够在本发明所述的膜组件中使用的精整盘的示意图。

图4是偏转盘的示意图，该偏转盘能够用于本发明所述的膜组件。

图5是渗透帽的示意图，其能够用于本发明所述的膜组件中。

回到图1，本发明所述的膜组件1具有壳体2，其用于通过两端侧的精整盘4形成容器内部空间，并且以压力密封的方式封闭。分别用于进料入口41或渗余物出口的孔位于精整盘4中。此外，用于推压配合渗透管3的孔位于精整盘4中，所述进料入口41，如此处示例性所示，居中设置在精整盘4中。渗透管3通过渗透帽6在两侧法兰配合到至少一个精整盘4上。渗透管3的至少一端包括渗透物出口33。

在壳体中设置一个或多个偏转盘7(图4)，其中偏转盘7分别具有凹槽，用于在迂曲的进料流中引导进料流从至少一个进料入口41到至少一个渗余物出口。偏转盘7同样具有用于推压配合渗透管3的孔，所述孔居中设置在偏转盘7中。多个偏转盘7，例如两、三、四、五、六、七、八或者更多个偏转盘7，其用于形成膜组件的多个隔室部分，通常设置在壳体中。将进料流分成渗余物流和渗透物流的膜袋堆(未示出)分别设置在精整盘4之间，或者在偏转盘7和精整盘4之间，或者在偏转盘7之间。袋的堆叠是优选使用环形密封以交合的方式进行，使得渗余物不会进入渗透管。所述袋的渗透物居中地向内部消散，并通过渗透管排出。

图1以示例性方式示出了具有级分隔盘5的组件，所述级分隔盘5将膜组件分成不同的段。

图2示意地显示了本发明所述的渗透管3，其具有组装的级分隔盘5。所示渗透管3具有圆形横截面32，其具有两个凹槽34，其偏离180°。渗透管具有多个(例如，两，三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六或甚至更多个)渗透物入口孔31，用于接收来自膜袋的渗透物流。渗透管3可以是一体的或多个部分，从而级分隔盘可以推压配合在其上并且在需要时再次从其中移除。图2中示出了两部分的渗透管3，其中级分隔盘5通过内螺纹配合到渗透管3或焊接到渗透管3上。偏转盘7(图4)，其在膜段内将后者细分为隔室区域，与膜叠层一起推压配合到渗透管3。级分隔盘5优选地具有与壳体的横截面对应的基本上圆形的横截面，其中横截面在圆形段上被倒角，使得壳体内的进料流可以从一段到达下一段。级分隔盘在其圆周上优选地具有凹槽，其中可以插入诸如橡胶密封件的密封件。渗透管3优选地具有至少一个外螺纹，优选至少两个外螺纹，用于固定至少一个渗透帽6，优选两个渗透帽6。还有，渗透管3分为两部分，其中渗透管3的一部分在其端部处支撑两个外螺纹，一方面用于通过渗透帽6中的内螺纹固定渗透帽6，并且，另一方面，用于通过级分隔盘5的内螺纹固定级分隔盘5，以及通过渗透管3的第二部分的内螺纹固定渗透管3的第二部分。渗透管3的第二部分，在一端具有内螺纹，其用于将渗透管3的第一部分固定在后者的外螺纹上，级分隔盘位于其间，而在另一端具有外螺纹，用于固定渗透帽6。渗透物出口33通过渗透管居中，例如通过施加负压，进行操作。如果膜组件1通过级分隔盘5被细分为两段，则各段的渗透物出口33在渗透管3的相对侧进行；因此，在这种结构的情况下，设置两个渗透物出口33。

图3示出了本发明所述的精整盘4，其在两侧封闭壳体2(图1)。所示的精整盘4具有圆形横截面，其对应于壳体的横截面。优选地，用于接收诸如橡胶密封件的密封件的密封槽43被优选地用于气密密封。精整盘4具有至少一个进料入口41，允许进料流进入，或允许渗余物流排出(进料入口41/渗余物出口孔)。精整盘4还具有用于推压配合渗透管3的孔(图1)，所述孔在本例情况下居中设置。所述孔具有圆形横截面，其对应于渗透管横截面32(图2)。此外，所述孔具有至少一个导键42，用于以交合的方式对齐渗透管3和精整盘4。所示的精整盘4具有圆形横截面，该圆形横截面设有两个导键42，它们偏离180°。

图4示出了本发明所述的偏转盘7，其可以推压配合到渗透管。所示的偏转盘7具有基本上圆形的横截面，其对应于壳体的横截面，然而横截面在圆形段上被倒角，使得膜模块内的进料流可以从一个隔室区域进到下一个。通过其倒角圆形段的偏转盘优选地安装成在壳体中分别偏离180°，使得迂曲进料流中的进料流从至少一个进料入口41(图1)进入至少一个渗余物出口。优选地，提供了为接纳密封件(例如橡胶密封件)的密封槽73，用于气密密封。

所述偏转盘7具有用于推压配合渗透管3的孔(图1)，所述孔在本例情况下居中设置。所述孔具有圆形横截面，其对应于渗透管横截面32(图2)。此外，所述孔具有至少一个导键72，用于以交合的方式对齐渗透管3和偏转盘7。所示的偏转盘7具有圆形横截面，设有两个导键72，它们偏离180°。

图5示出了渗透帽6，其用于将所述渗透管3法兰配合到凸缘部位65中的精整盘上。所述渗透帽6优选地具有内螺纹，其对应于所述渗透管端部的外螺纹。所述渗透帽6优选地具有圆柱形渗透帽体64，其中设置有键槽67，用于通过键工具将渗透帽6固定在渗透管3上。或者，渗透帽体也可以构造成有角的形式，例如为六边形，使得所述渗透帽体可以借助于键工具紧密地拧到渗透管上。

参考标号清单：

1 膜组件

2 壳体

3 渗透管

4 精整盘

5 级分隔盘

6 渗透帽

7 偏转盘

31 渗透入口孔

32 渗透管横截面

33 渗透出口

34 凹槽

41 进料入口/渗余物出口孔

42 导键

43 密封槽

64 渗透帽体

65 凸缘部位

67 键槽

72 导键

73 密封槽

Claims (8)

1.一种膜组件(1)，其包括壳体(2)，其通过两端的精整盘(4)形成容器内部空间，以压力密封的方式封闭，并且所述精整盘(4)包括至少一个进料入口(41)，至少一个渗余物出口和至少一个渗透物出口(33)，其中至少一个膜袋叠件设置在容器内部空间,所述膜袋叠件具有多个膜袋，其彼此对齐、通过密封件相互分开并且推压配合到渗透管(3)，其中所述渗透管突出超过所述精整盘的至少一个渗透物出口(33)，特征在于所述渗透管(3)和所述精整盘(4)通过键槽连接以交合的方式在所述渗透管(3)和所述精整盘(4)的所述渗透物出口对齐，其中两个凹槽设置在所述渗透管(3)中，并且两个导键在各种情况下设置于所述精整盘(4)的渗透物出口。

2.根据权利要求1所述的膜组件(1)，其特征在于，所述膜袋叠件还包括偏转盘，其借助于中心孔被推压配合到所述渗透管(3)上，其中所述偏转盘在各种情况下具有凹槽，用于在迂曲的进料流中引导进料流从至少一个进料入口(41)到至少一个渗余物出口，其中所述渗透管(3)和所述偏转盘通过键槽连接也以交合方式对齐。

3.根据权利要求1所述的膜组件(1)，其特征在于，至少一个凹槽设置在所述渗透管(3)中，并且至少一个导键在各种情况下设置于所述精整盘(4)的所述渗透物出口。

4.根据权利要求3所述的膜组件(1)，其特征在于，至少一个导键在各种情况下设置于偏转盘的中心孔。

5.根据权利要求3所述的膜组件(1)，其特征在于，两个凹槽设置在所述渗透管(3)中，并且两个导键在各种情况下设置于所述精整盘(4)的渗透物出口。

6.根据权利要求2所述的膜组件(1)，其特征在于，两个导键在各种情况下设置于所述偏转盘的中心孔，并且两个导键偏离180°。

7.前述权利要求之一所述的膜组件(1)的用途，用以分离液体和/或气体的混合物。

8.根据权利要求7的用途，用以减少储罐的呼吸管线上的排放。