CZ308098B6 - Exchanger module based on hollow polymer fibres - Google Patents

Exchanger module based on hollow polymer fibres Download PDF

Info

Publication number
CZ308098B6
CZ308098B6 CZ2016-487A CZ2016487A CZ308098B6 CZ 308098 B6 CZ308098 B6 CZ 308098B6 CZ 2016487 A CZ2016487 A CZ 2016487A CZ 308098 B6 CZ308098 B6 CZ 308098B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
chamber
bundle
fibers
mouth
exchanger module
Prior art date
Application number
CZ2016-487A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2016487A3 (en
Inventor
Miroslav RAUDENSKÝ
Original Assignee
Vysoké Učení Technické V Brně
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoké Učení Technické V Brně filed Critical Vysoké Učení Technické V Brně
Priority to CZ2016-487A priority Critical patent/CZ308098B6/en
Publication of CZ2016487A3 publication Critical patent/CZ2016487A3/en
Publication of CZ308098B6 publication Critical patent/CZ308098B6/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2313/00Details relating to membrane modules or apparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

The hollow polymer fibre exchanger module consists of a bundle of spaced hollow fibres (1) interconnected by a compact adhesive layer (4) at a distance from the end of the bundle, which together with the adhesive layer (4) is inserted into the collecting chamber mouth (2), in which the bundle is anchored with filling compound (8). The free ends (3) of the fibres (1) protrude through the neck (5) located at the end of the tapered mouth of the chamber (2), into the widening interior space (6) of the chamber (2), from their ends (3) the fibres (1) are encapsulated with encapsulating compound (8).

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká modulu výměníku, zejména tepelného, na bázi dutých polymerních vláken, který je tvořen svazkem s rozestupy vedených dutých vláken propojených kompaktní vrstvou adheziva, a to s odstupem od konce svazku, který je spolu s vrstvou adheziva zasunut do ústí sběrné komory, v níž je svazek ukotven zalévací hmotou.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hollow polymer fiber heat exchanger module which is formed by a bundle of spaced hollow fibers interconnected by a compact adhesive layer at a distance from the end of the bundle which is inserted into the collecting chamber mouth. where the bundle is anchored with potting compound.

Dosavadní stav technickyTechnical background

Moduly výměníků tepla nebo filtračních zařízení na bázi dutých polymerních vláken jsou tvořeny svazkem dutých vláken na obou koncích ukotvených ve sběrných komorách tak, že dutiny vláken jsou propojeny s vnitřním prostorem obou komor. V důsledku tlakového spádu mezi komorami pak proudí jedno medium dutinami vláken a při tom dochází mezi tímto mediem a vnějším mediem k přenosu tepla nebo hmoty, anebo obojího. Ukotvení dutých vláken ve sběrné komoře je popsáno v řadě patentových spisů.The hollow polymer fiber-based heat exchanger modules or filter devices are formed by a hollow fiber bundle at both ends anchored in the collecting chambers so that the fiber cavities communicate with the interior of the two chambers. As a result of the pressure drop between the chambers, one medium then flows through the fiber cavities, and there is a transfer of heat or mass, or both, between the medium and the external medium. The anchoring of the hollow fibers in the collecting chamber is described in a number of patents.

V US 5639373 se konce vláken ponoří do tuhnoucí kapaliny, jako je tekutý vosk, dokud kapalina neztuhne. Následně se nad tuto ztuhlou kapalinu aplikuje zalévací pryskyřice a nechá vytvrdit mezi vlákny. Ztuhlá kapalina se pak odstraní, např. ohřevem nebo rozpuštěním, a tím se uvolní průchody do dutin vláken před tím utěsněných tuhnoucí kapalinou. Stejnou funkci jako tuhnoucí kapalina má v US 6042373 lože práškového materiálu.In US 5639373 the fiber ends are immersed in a solidifying liquid, such as liquid wax, until the liquid solidifies. Subsequently, embedding resins are applied over this solidified liquid and allowed to cure between the fibers. The solidified liquid is then removed, for example by heating or dissolving, thereby releasing passages into the fiber voids previously sealed with the solidifying liquid. In US 6042373 a bed of powdered material has the same function as the setting liquid.

US 5922201 popisuje způsob vytvoření modulu z dutých vláken, který spočívá v tom, že se kontinuální duté vlákno naskládá na délku svazku střídavě vedle sebe s pravidelnými rozestupy. Vlákna na koncích svazku nejsou otevřena, neboť konce svazku tvoří ohyby vlákna. Konce svazku se ponoří do tuhnoucí hmoty. Po jejím vytvrzení se blok vláken a pryskyřice prořízne a tím se uvolní dutiny vláken. Blok pryskyřice se vlepí do ústí sběrné komory nebo se v něm upevní prostřednictvím těsnění.US 5922201 describes a method of forming a hollow fiber module, which comprises stacking a continuous hollow fiber on a bundle length alternately side by side with regular spacing. The fibers at the ends of the bundle are not opened because the ends of the bundle form bends in the fiber. The ends of the bundle are immersed in the setting material. After curing, the fiber and resin block is cut and the fiber cavities are released. The resin block is glued into the mouth of the collecting chamber or fixed therein by means of a seal.

Podle US 8864990 je svazek dutých vláken, která jsou uspořádána s rozestupy do řad, na samém konci prostoupen vrstvou adheziva. To však ponechává ústí dutin ve vláknech otevřená. S odstupem od této první vrstvy se vytvoří druhá shodná vrstva adheziva. Po vsunutí takto opatřeného konce svazku vláken do ústí sběrné komory je prostor vymezený axiálně oběma vrstvami adheziva a radiálně stěnami komory zaplněn, např. otvorem ve stěně komory, tuhnoucí zalévací hmotou, která trvale fixuje svazek v ústí komory a vlákna navzájem.According to US 8864990, a bundle of hollow fibers, which are spaced in rows, is permeated at the end by an adhesive layer. However, this leaves the mouth of the cavities in the fibers open. A second identical adhesive layer is formed at a distance from this first layer. Upon insertion of the end of the fiber bundle into the collecting chamber mouth, the space delimited axially by both adhesive layers and the radial chamber walls is filled, e.g., through an opening in the chamber wall, solidifying with potting compound which permanently fixes the bundle in the chamber mouth and fibers.

Známá řešení propojení svazku dutých vláken se sběrnou komorou předpokládají, že přetlak v komoře a ve vláknech vůči okolnímu prostředí bude v řádu desetin MPa. V některých aplikacích, v nichž by bylo přínosné využití modulů dutých vláken, však dosahuje tlak uvnitř komor a vláken až jednotek MPa. Takovému tlaku stávající konstrukce sběrných komor zhotovených z plastu nemohou odolat. Hrozí vyboulení vrstvy adheziva a deformace ústí komory s následkem uvolnění svazku vláken.Known solutions for connecting the hollow fiber bundle to the collecting chamber assume that the overpressure in the chamber and in the fibers relative to the environment will be in the order of tenths of MPa. However, in some applications where the use of hollow fiber modules would be beneficial, the pressure inside the chambers and fibers reaches up to MPa units. The existing constructions of collecting chambers made of plastic cannot withstand such pressure. There is a risk of the adhesive layer bulging and deforming the mouth of the chamber resulting in loosening of the fiber bundle.

Vynález si klade za úkol navrhnout modul dutých vláken, resp. komoru modulu a ukotvení svazku vláken v ní, tak aby konstrukce odolávala vyššímu tlaku, a přitom nekladla velké nároky na výrobu.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hollow fiber module, respectively. the module chamber and the anchoring of the fiber bundle therein so that the structure can withstand higher pressures while avoiding high production demands.

- 1 CZ 308098 B6- 1 GB 308098 B6

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedený úkol řeší modul výměníku na bázi dutých polymemích vláken, který je tvořen svazkem s rozestupy vedených dutých vláken propojených kompaktní vrstvou adheziva, a to s odstupem od konce svazku, který je spolu s vrstvou adheziva zasunut do ústí sběrné komory, v níž je svazek ukotven zalévací hmotou. Podstatou řešení je, že volné konce vláken vyčnívají hrdlem, které se nachází na konci zužujícího se ústí komory, do rozšiřujícího se vnitřního prostoru komory, přičemž v oblasti hrdla a s odstupem od svých konců jsou vlákna zalita zalévací hmotou.This object is solved by a hollow polymer fiber exchanger module consisting of a bundle of spaced hollow fibers interconnected by a compact layer of adhesive at a distance from the end of the bundle which, together with the layer of adhesive, is inserted into the collecting chamber mouth. potting compound. The principle of the solution is that the free ends of the fibers protrude through the neck, which is located at the end of the tapered mouth of the chamber, into the widening interior space of the chamber.

Komora modulu může mít ve směru osy kruhový nebo i podélný tvar.The module chamber may have a circular or longitudinal shape in the axis direction.

V případě podélného tvaru komory mohou být její protilehlé stěny v oblasti hrdla propojeny výztužnými třmeny, aby se zabránilo roztažení ústí komory v důsledku vnitřního přetlaku.In the case of the longitudinal shape of the chamber, its opposing walls may be connected in the region of the neck by reinforcing brackets to prevent the mouth of the chamber from being expanded due to internal overpressure.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Na obr. 1 je v osovém řezu příkladné provedení modulu podle vynálezu, resp. propojení svazku vláken se sběrnou komorou modulu. Obr. 2 a 3 představují pohled ve směru S podle obr. 1 u dvou různých provedení modulu.1 is an axial sectional view of an exemplary embodiment of a module according to the invention, and FIG. connecting the fiber bundle to the module collection chamber. Giant. 2 and 3 show the S-direction view of FIG. 1 in two different module embodiments.

Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Modul dutých vláken - viz jeho zakončení podle obr. 1-je tvořen svazkem dutých polymemích vláken 1 a sběrnou komorou 2. Vlákna 1 jsou vedena s rozestupy v řadách, přičemž svazek může mít např. kruhový průřez - viz obr. 3 nebo obdélníkový průřez - viz obr. 2. Tomu odpovídá i tvar komory 2.The hollow fiber module - see its ending according to Fig. 1 - consists of a bundle of hollow polymeric fibers 1 and a collecting chamber 2. The fibers 1 are guided at intervals in rows and the bundle can be, for example, a circular cross section - see Fig. 3 or rectangular section. see Fig. 2. The shape of the chamber 2 corresponds to this.

Svazek vláken 1 je s odstupem od konců 3 vláken 1 prostoupen kompaktní vrstvou 4 adheziva, která fixuje vlákna 1 ve vzájemných rozestupech. Vytvoření svazku s vrstvou 4 adheziva se provede známým způsobem, např. tak, že řada vláken uspořádaných rovnoběžně v rovině se napříč pásově prolije adhezivem nebo přelepí měkkou adhezivní páskou a takto fixované řady se kladou na sebe a v místě adheziva se slepí.The fiber bundle 1 is spaced from the ends 3 of the fibers 1 by a compact adhesive layer 4 which fixes the fibers 1 at intervals. The bonding layer with the adhesive layer 4 is formed in a known manner, for example by placing a series of fibers arranged in parallel in a plane across the strip by adhesive bonding or glueing over with a soft adhesive tape.

Komora 2 má zužující se ústí; v případě komory o kruhovém průřezu jsou stěny jejího ústí kuželovité, u komory obdélníkového průřezu se v podstatě rovinné stěny ústí směrem dovnitř komory sbíhají. V nejužším místě ústí se nachází hrdlo 5, za nímž se rozevírá vnitřní prostor 6 komory. Komora 2 je opatřena vstupním, resp. výstupním otvorem 7, případně nátrubkem.The chamber 2 has a tapered mouth; in the case of a chamber of circular cross-section, the walls of its mouth are conical; in the case of a rectangular chamber, the substantially planar walls of the mouth converge towards the inside of the chamber. At the narrowest point of the mouth there is a throat 5, behind which the inner space 6 of the chamber opens. The chamber 2 is provided with an inlet resp. outlet 7, or through a mouthpiece.

Konec svazku vláken 1 je zasunut včetně vrstvy 4 adheziva do ústí komory 2 tak, že konce 3 vláken 1 neuspořádaně vějířovitě vyčnívají do jejího vnitřního prostoru 6. Blok adheziva 4 je do komory 2 těsně zasunut nebo zalepen. Vlákna jsou pak v oblasti hrdla 5 zalita tvrdnoucí zalévací hmotou 8. Prostor, který zalévací hmota 8 zaujímá, je vymezen stěnami komory 2 vrstvou 4 adheziva a hladinou 9, která je vytvořena s odstupem od konců 3 vláken U Zalití lze provést, je-li osa modulu ve svislé poloze, nebo i ve vodorovné poloze na odstředivce.The end of the fiber bundle 1 is inserted, including the adhesive layer 4, into the mouth of the chamber 2 so that the ends 3 of the fibers 1 project in a fan-like manner into its interior space 6. The adhesive block 4 is tightly inserted or glued into the chamber 2. The fibers are then encapsulated in the region of the neck 5 by the hardening potting compound 8. The space occupied by the potting compound 8 is delimited by the walls of the chamber 2 with an adhesive layer 4 and a level 9 which is spaced from the fiber ends 3. the axis of the module in the vertical position or even in the horizontal position on the centrifuge.

U obdélníkového provedení komory 2 podle obr. 2 jsou podélné stěny komory 2 pod tlakem náchylné k rozevření. Tomu brání výztužné třmeny 10, které jsou ukotveny v protilehlých stěnách komory 2 a které tyto stěny propojují.In the rectangular embodiment of the chamber 2 of FIG. 2, the longitudinal walls of the chamber 2 are prone to opening under pressure. This is prevented by reinforcing brackets 10 which are anchored in opposite walls of the chamber 2 and which interconnect these walls.

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS

Claims (3)

1. Modul výměníku na bázi dutých polymemích vláken, který je tvořen svazkem s rozestupy vedených dutých vláken (1) propojených kompaktní vrstvou (4) adheziva, a to s odstupem od konce svazku, který je spolu s vrstvou (4) adheziva zasunut do ústí sběrné komory (2), v níž je svazek ukotven zalévací hmotou (8), vyznačující se tím, že volné konce (3) vláken (1) vyčnívajíHollow polymer fiber exchanger module comprising a bundle of spaced hollow fibers (1) interconnected by a compact adhesive layer (4) at a distance from the end of the bundle which is inserted into the mouth with the adhesive layer (4) a collecting chamber (2) in which the bundle is anchored by the sealing compound (8), characterized in that the free ends (3) of the fibers (1) project 5 hrdlem (5), které se nachází na konci zužujícího se ústí komory (2), do rozšiřujícího se vnitřního prostoru (6) komory (2), přičemž v oblasti hrdla (5) a s odstupem od svých konců (3) jsou vlákna (1) zalita zalévací hmotou (8).5 of the neck (5), located at the end of the tapered mouth of the chamber (2), into the expanding interior space (6) of the chamber (2), the fibers ( 1) encapsulated with potting compound (8). 2. Modul výměníku podle nároku 1, vyznačující se tím, že komora (2) modulu má ve směru io (S) osy kruhový tvar.Exchanger module according to claim 1, characterized in that the module chamber (2) has a circular shape in the axis direction (S). 3. Modul výměníku podle nároku 1, vyznačující se tím, že komora (2) modulu má ve směru (S) osy obdélníkový tvar.Exchanger module according to claim 1, characterized in that the module chamber (2) has a rectangular shape in the axis direction (S). 15 4. Modul výměníku podle nároku 2, vyznačující se tím, že protilehlé stěny komory (2) jsou v oblasti hrdla (5) propojeny výztužnými třmeny (10).Exchanger module according to claim 2, characterized in that the opposite walls of the chamber (2) are interconnected by reinforcing brackets (10) in the region of the neck (5).
CZ2016-487A 2016-08-10 2016-08-10 Exchanger module based on hollow polymer fibres CZ308098B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-487A CZ308098B6 (en) 2016-08-10 2016-08-10 Exchanger module based on hollow polymer fibres

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-487A CZ308098B6 (en) 2016-08-10 2016-08-10 Exchanger module based on hollow polymer fibres

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2016487A3 CZ2016487A3 (en) 2018-02-28
CZ308098B6 true CZ308098B6 (en) 2020-01-02

Family

ID=61249287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2016-487A CZ308098B6 (en) 2016-08-10 2016-08-10 Exchanger module based on hollow polymer fibres

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ308098B6 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2016765A3 (en) * 2016-12-07 2017-11-22 Vysoké Učení Technické V Brně An exchanger module based on hollow polymeric fibres

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68913224T2 (en) * 1988-04-22 1994-06-01 Praxair Technology Inc Tube plate for membrane devices.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68913224T2 (en) * 1988-04-22 1994-06-01 Praxair Technology Inc Tube plate for membrane devices.

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Astrouski, I., Raudensky, M., & Dohnal, M. (2013, June). Particulate fouling of polymeric hollow fiber heat exchanger. In International Conference on Heat Exchanger Fouling and Cleaning (pp. 233-239). *
ASTROUSKI, Ilya. Polymeric Hollow Fiber Heat Exchanger Design. 2016. *
Chen, X., Su, Y., Reay, D., & Riffat, S. (2016). Recent research developments in polymer heat exchangers–A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 60, 1367-1386. Available online 22 March 2016 *
Yan, Xiujuan, et al. "Analysis of improved novel hollow fiber heat exchanger." Applied Thermal Engineering 67.1 (2014): 114-121. *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2016487A3 (en) 2018-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2378775T3 (en) Support element for a hollow fiber membrane module and hollow fiber encapsulation procedure
CN104159654B (en) Hollow fiber cartridge and parts and their building method
ES2718251T3 (en) Support element for membrane module with hollow fibers
JPS61222510A (en) Hollow yarn membrane module and its preparation
CN107398183B (en) Sealing method of curtain type hollow fiber membrane
KR20160018542A (en) Membrane cartridge system
CZ308098B6 (en) Exchanger module based on hollow polymer fibres
CN101623596B (en) Hollow-fiber membrane module with stress buffer end
EP2885064B1 (en) Method of potting hollow fiber membranes and apparatus for filtering liquid with hollow fiber membranes
CN104667363B (en) Capillary dialyzer, its manufacture method and dialyzer housing
CZ307033B6 (en) An exchanger module based on hollow polymeric fibres
CZ30513U1 (en) A collecting chamber of a heat exchanger of hollow fibres
CZ307878B6 (en) Hollow polymer fibre-based exchanger and how to produce it
CZ2012894A3 (en) Method of making exchanger module based on hollow fibers
CZ2012233A3 (en) Method of making flange of hollow organic fiber bundle
BR112018077385B1 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF A MEMBRANE FILTER
JP6835538B2 (en) A method of fixing at least one end of a hollow fiber membrane bundle to a tubular module case
JP4727293B2 (en) Membrane module and manufacturing method thereof
CZ2012232A3 (en) Method of making flange of hollow organic fiber bundle
JP2009136838A (en) Method of manufacturing hollow fiber membrane module