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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verteilen von Kapillarmembranen zur Herstellung eines Membranfiltermoduls, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Schablone zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Aus der
DE 10 2004 004 212 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Membranfiltermoduls für flüssige oder gasförmige Medien mit einem Bündel aus an mindestens einer Stirnseite offenen Kapillarmembranen bekannt, die in einem zu dem offenen Membranende endnahen Bereich in eine zu einem festen Kopfstück ausgehärtete Dichtungsschicht eingegossen sind. Die Dichtungsschicht ist an ihrer, den offenen Enden der Kapillarmembranen abgewandten Seite auf einem Abstandshalter aufgetragen, der eine von den Kapillarmembranen durchdrungene und für das zur Dichtungsschicht aushärtende Gießmaterial undurchlässige Schicht aufweist. Zur Herstellung des Membranfiltermoduls werden dabei die Kapillarmembranen zunächst mit einem überstehenden Ende in den Abstandshalter eingesetzt und auf den Abstandshalter eine Dichtungsschicht aus viskosem Gießmaterial aufgebracht, welches den Freiraum zwischen den an der Oberseite des Abstandshalters vorstehenden Enden der Kapillarmembran ausfüllt und zu einem festen Kopfstück aushärtet. Dabei wird der Abstandhalter jedes Mal mit eingepottet und ist verloren. Eine Serienfertigung mit dem beschriebenen Verfahren ist dadurch erschwert, dass fertigungstechnisch das Durchziehen der Kapillarmembranen durch die Abstandshalter aufwendig ist und dass ein gleichzeitig beidseitiges Verpotten durch die Benutzung einer Zentrifuge nicht möglich wäre.
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Aus der
DE 38 39 985 C2 Trennmodul für eine Permeationseinrichtung zur An- oder Abreicherung von Gasbestandteilen in bzw. von Gasgemischen, bestehend aus einer Vielzahl bündelartig zusammengefasster, parallelverlaufender, in ihrer Wandung selektiv permeabler Trennkapillaren, die im Bereich der beiden stirnseitigen Enden eines jeden Trennmoduls jeweils dergestalt in eine Abschlusswand dichtend eingebettet sind, dass der lichte Innenraum einer jeden Trennkapillare außerhalb der Abschlusswände frei ausmündet, wobei die Trennmodule als vorgefertigte, selbsttragende, am Umfang offene, für sich nicht anschlussfähige Vormontageeinheiten ausgebildet sind, die jeweils aus Abschlusswänden, Trennkapillaren und stabilisierender offener Stützkonstruktion mit im Bereich beider Abschlusswände angebrachten definierten Dichtflächen besteht. Die Stützkonstruktion ist vorzugsweise als am Umfang offenes Hüllrohr oder als Hüllkäfig ausgebildet ist und die Trennkapillaren sind innerhalb der Vormontageeinheit in einem festgelegten Anordnungsraster unter einem solchen gegen seitigen Abstand zu allen jeweils nächstliegend benachbarten Trennkapillaren angeordnet, wobei alle Trennkapillaren trotz gewisser Geradheitsfehler auf ihrer ganzen Länge allseits freistehend und somit untereinander berührungsfrei verlaufen und wobei die Trennkapillaren im Bereich der stirnseitigen Enden der Vormontageeinheiten in achssenkrecht stehenden Haltematrizen durch Klebstoff oder Vergussmasse dichtend befestigt sind. Die beiden stirnseitigen Haltematrizen sind dabei durch einen zentral innerhalb des Bündels verlaufenden Stab axial auf Abstand und in der achssenkrechten Lage gehalten und zu einem in sich und unabhängig von dem käfigartigen Hüllrohr eigensteifen Kapillaren käfig zusammengefügt. Das in den Kapillarenkäfig eingefädelte, zwischen den stirnseitigen Haltematrizen und dem zentralen Stab gehaltene Bündel von Trennkapillaren ist in das käfigartig ausgebildete, aber in den axialen Endbereichen umfangsmäßig geschlossene Hüllrohr axial eingesetzt und im Bereich der stirnseitigen Haltematrizen darin durch Klebstoff oder Vergussmasse abgedichtet.
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Aus der
DE 10 2009 017 413 A1 ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines Membranfiltermoduls bekannt, wobei eine Vielzahl von Hohlfasermembranen zu einem Hohlfasermembranbündel zusammengefasst, in ein Gehäuse eingeformt und jeweils endseitig in eine Vergussmasse eingebettet und gehalten werden. Das Gehäuse mit dem noch nicht vergossenen Bündel der Hohlfasern wird dabei um die Längsrichtung rotiert bzw. zentrifugiert. So soll insbesondere eine gleichmäßige Verteilung der einzelnen Kapillarmembranen erreicht werden, bzw. durch die Fliehkraft eine höhere Packungsdichte der Hohlfaser am radialen Rand als in der Mitte vom Bündel erzielt werden.
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Aus der
DE 10 2012 209 846 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Membranfiltermoduls bekannt, bei dem zunächst ein Gehäuse mit äußeren Wänden, einer Oberseite sowie einer Unterseite hergestellt wird. Anschließend wird eine erste Vergussabdeckung an der Unterseite des Gehäuses angeordnet, wobei die erste Vergussabdeckung eine innere Fläche und eine Mehrzahl von ringförmigen Trennwänden aufweist, die eine vorbestimmte Höhe von der Innenfläche der Vergussabdeckung hervorstehen und wobei die Mehrzahl von Trennwänden unterschiedliche Durchmesser aufweisen und konzentrisch angeordnet und in vorbestimmten Abständen beabstandet sind. Hierauf folgt ein Anbringen einer Mehrzahl von Kapillarmembranen im Gehäuse durch die Oberseite, wobei die Kapillarmembranen durch die Mehrzahl von Trennwänden aufgeteilt sind, sodass eine erste Menge von Kapillarmembranen in einem mittleren Abschnitt des Gehäuses angeordnet werden, während eine zweite Menge in einem äußeren Abschnitt des Gehäuses angeordnet wird. Hierdurch soll insbesondere eine gleichmäßige Befeuchtungsleistung über die ganzen Kapillarmembranen erreicht werden können.
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Generell wird bei der Herstellung eines Membranfiltermoduls zunächst ein Bündel, vorzugsweise zumindest einseitig verschlossener Kapillarmembranen in ein Gehäuse eingebracht und mindestens ein Ende mit einer Vergussmasse verpottet. Die allgemein in der Produktion verwendeten Prozessschritte sind dabei ein Bündelzuschnitt, eine Versiegelung der Kapillarenden, eine Überführung des Kapillarmembranbündels in das Gehäuse, eine Montage der Vergusskappen auf das Gehäuse, ein Vergießen, ein Aushärten sowie ein Freilegen der Kapillarmembranen durch einen Endschnitt.
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Um eine möglichst hohe Filterleistung eines derartigen Membranfiltermoduls erzielen zu können, ist es erforderlich, die einzelnen Kapillarmembranen definiert, das heißt insbesondere mit vordefinierten Abständen zueinander anzuordnen, sodass ausgeschlossen werden kann, dass diese beispielsweise an einigen Stellen dicht gepackt aneinander anliegend und dadurch die Filterleistung reduzieren.
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Bei der Herstellung von Membranfiltermodulen mit vergleichsweise großem Bündeldurchmesser (mehr als 10 cm), ist es zudem wichtig, die Kapillarmembranen auf der Querschnittfläche so anzuordnen, dass sich diese nicht berühren und die Vergussmasse sich auf den gesamten Querschnitt gleichmäßig zwischen den Kapillarmembranen verteilen kann.
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Das Berühren der nebeneinander stehenden Kapillarmembranen, oder Kapillarmembranen mit einer Gehäusewand erhöht das Risiko von Aufsteigen der Vergussmaße durch die Kapillarkräfte bei der Verpottung, was zum Verlust der Membranfilterfläche, bzw. der Filterleistung, führen kann.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Verfahren zur Herstellung eines Membranfiltermoduls der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere ein automatisiertes und qualitativ hochwertiges Herstellen ermöglicht.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Ausrichten der einzelnen Kapillarmembranen eines Kapillarmembranbündels eines Membranfiltermoduls für eine industrielle Anwendung, d.h. mit einem vergleichsweise großen Durchmesser der einzelnen Kapillarmembranen, maschinell und automatisiert vorzunehmen, wodurch die einzelnen Kapillarmembranen exakt zueinander beabstandet angeordnet und von der einzubringenden Vergussmaße an einer vordefinierten Stelle umgossen und fixiert werden können. Hierdurch kann ein Versiegeln bzw. ein Vergießen weniger arbeits- und materialintensiv gestaltet und eine Verpottungsqualität deutlich verbessert werden, da die Kapillarmembranen beim Vergießen fixiert sind. Dies hat auch positive Auswirkung auf die spätere Filterleistung des Membranfiltermoduls. Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Membranfiltermoduls beruht dabei hauptsächlich auf dem gleichmäßigen Ausrichten der einzelnen Kapillarmembranen vor dem Fixieren durch die Vergussmasse. Erfindungsgemäß kann dies alternativ durch drei unterschiedliche aber gleichwertige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen, nämlich einmal durch den Einsatz einer Schablone mit Durchgangsöffnungen für die einzelnen Kapillarmembranen, wobei zugleich ein durch die Durchgangsöffnungen in Einführrichtung der Kapillarmembranen strömender Luftstrom erzeugt wird, der ein Einsaugen jeweils einer Kapillarmembran in eine zugehörige Durchgangsöffnung bewirkt. Alternativ hierzu kann das Ausrichten der einzelnen Kapillarmembranen auch mittels Magnetkräfte oder elektrostatischer Ladungen erfolgen.
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Bei der zuerst genannten alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt somit das Ausrichten der einzelnen Kapillarmembranen mittels eines Unterdruckverfahrens, wobei die Schablone mit den einzelnen, sich trichterförmig in Einführrichtung verjüngenden Durchgangsöffnungen im Wesentlichen horizontal in einer Vorrichtung angeordnet wird. Unterhalb der Schablone wird eine Platte angeordnet, wobei oberhalb der Schablone das Kapillarmembranbündel mit seinen freihängenden Kapillarmembranen angeordnet und langsam nach unten bewegt wird. Ein Unterdruck und insbesondere ein Vakuum zwischen der Schablone und der darunter angeordneten Platte sorgt dafür, dass Luft durch die Durchgangsöffnungen der Schablone angesaugt wird. Dabei setzt die Luftströmung die Kapillarmembranen in Bewegung, sodass einzelnen Kapillarmembranen in einzelne Durchgangsöffnungen eingezogen werden. Zur Unterstützung des Aufteilvorgangs kann zusätzlich die Schablone bzw. das Kapillarmembranbündel in Vibration versetzt werden. Sind die einzelnen Kapillarmembranen durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen geführt, können die in den Zwischenraum zwischen der Schablone und der Platte hängenden Enden der Kapillarmembranen versiegelt werden, woraufhin die Vergussmasse eingebracht und dadurch die Verpottung erzeugt werden kann.
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Bei der zweiten alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung werden die Enden der einzelnen Kapillarmembranen (offen oder einzeln versiegelt) magnetisch aktiv gemacht, das heißt magnetisiert, zum Beispiel indem man das Ende des Kapillarmembranbündels kurz in eine Suspension mit magnetischen oder magnetisierbaren Partikeln eintaucht und dadurch die Kapillarmembranenden mit der magnetischen Suspension benetzt. Die Suspension, beispielsweise ein Ferrofluid, enthält somit eine magnetische oder magnetisierbare Substanz, insbesondere magnetische Partikel. Anschließend wird das Kapillarmembranbündel mit seinen freihängenden Kapillarmembranen über einer Platte angeordnet, die ein Muster von gleichmäßig verteilten polarisierten Stellen aufweist, woraufhin sich die magnetisierten Kapillarmembranenden relativ zu den polarisierten Stellen ausrichten. In diesem Zustand ist nun das Kapillarmembranbündel mit gleichmäßig verteilten Kapillarmembranen für die weiteren Verarbeitungsschritte, beispielsweise für das Einfüllen der Vergussmasse, d.h. das Verpotten, bereit.
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Bei der dritten alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst Kapillarmembranbündel in einem Gehäuse angeordnet und an dem Gehäuse sowie an dem Kapillarmembranbündel dieselbe elektrostatische Ladung angelegt, woraufhin sich die einzelnen Kapillarmembranen voneinander und vom Gehäuse abstoßen und sich dadurch gleichmäßig verteilen und ausrichten. In dem nunmehr ausgerichteten Zustand können die einzelnen Kapillarmembranen versiegelt, bzw. mit der Vergussmasse fixiert werden.
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Wenn die Kapillarmembranen schon in einem vorangehenden Schritt versiegelt wurden, erfolgt mit der Vergussmasse gleich die Verpottung. Ansonsten dient die Vergussmasse zur Fixierung und Versiegelung der Kapillarmembranen, da die Verpottung und Freilegung der Kapillaren in den Folgeschritten erfolgt.
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Prinzipiell lassen sich hierbei drei Verfahrensvarianten unterscheiden:
Elektrisches Laden der Kapillarmembranen mittels eines Einführwerkzeugs, wodurch sich diese abstoßen und anschließendes Vergießen mit einer Vergussmasse, z.B. mit einem Harz.
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Versiegeln einzelner Kapillarmembranen und anschließendes elektrisches Laden mittels eines elektrisch leitenden Harzes, ausrichten und Vergießen. Elektrisches Laden der Kapillarmembranen mittels eines elektrisch leitenden Harzes, wodurch sich diese abstoßen und ausrichten und zugleich versiegelt werden, wobei anschließend ein Verpotten mittels einer Vergussmasse erfolgt.
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Ausrichten der Kapillarmembranen mittels einer elektrisch leitenden Folie, die insbesondere als Vergusskappe/-form ausgebildet ist und zugleich als Befüllvorrichtung verwendet wird.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dieses an beiden Längsenden des Kapillarmembranbündels angewandt, so dass beide Längsenden des Kapillarmembranbündels mit einer aushärtenden Vergussmasse fixiert und damit verpottet sind. Anschließend wird eine der beiden ausgehärteten Vergussmassen durchgeschnitten, wodurch die einzelnen Kapillarmembranen dort geöffnet werden. Hierdurch ist nicht nur ein zuverlässiges Versiegeln bzw. Verpotten beider Kapillarmembranenden, sondern auch das nachträgliche zuverlässige und gleichmäßig Öffnen der Kapillarmembranen an lediglich einem Längsende möglich.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung werden die Kapillarmembranen an ihren Längsenden geschmolzen und verschlossen. Dieses Versiegeln kann vor dem Umgießen mit der Vergussmasse erfolgen, wodurch die Kapillarmembranen zuverlässig verschlossen sind.
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Die Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Schablone zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der ersten Alternative anzugeben, bei welcher sich die Durchgangsöffnungen in Einführrichtung konisch verjüngen und an ihrem an der Einführseite gelegenem Rand aneinander anliegen. Die Ränder können dabei in der Art von Waben, d.h. sechseckförmig, ausgebildet und aneinander angeordnet sein. Hierdurch ist eine zugleich gleichmäßige und kompakte Anordnung möglich. Auf der gegenüberliegenden Seite kann ein Ausgangsrand der einzelnen Durchgangsöffnungen rund oder schlitzartig ausgebildet sein. Die gesamte Durchgangsöffnung kann derart ausgebildet sein, dass ein unerwünschtes Austreten der Vergussmasse durch die Durchgangsöffnungen nicht erfolgen kann. Dabei ist es vorteilhaft, dass die Oberfläche der Öffnungen für die Vergussmasse abweisend wirkt, so dass durch die Kapillardepression das Durchtreten der Vergussmasse durch die Öffnungen verhindert wird. So wirkt z.B. eine mit Polytetrafluorethylen beschichtete Öffnung abweisend auf eine Vergussmasse, z.B. Epoxidharz, so dass bei begrenzten Spaltgrößen das Durchdringen der Öffnung vermieden wird. Bei der Ausführungsvariante, bei der die Kapillarmembranenden unter der Schablone während der Verpottung geöffnet bleiben, macht das spätere Freilegen der Kapillaren unnötig, bzw. erleichtert es auf das einfache Abschneiden. Auch die Haftung der ausgehärteten Verpottung mit der so beschichteten Schablone wird reduziert.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1a, b jeweils eine Vorrichtung zur Durchführung einer ersten alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verteilen von Kapillarmembranen zur Herstellung eines Membranfiltermoduls mittels Unterdruck und eine Durchgangsöffnung aufweisenden Schablone,
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2 die gemäß der 1 verwendete Schablone zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 die gemäß der 1 verwendete Schablone (Draufsicht) zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem Querschnitt entlang einer Öffnung,
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4a–c unterschiedliche Querschnittsformen der Durchgangsöffnungen der Schablone,
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5 eine Vorrichtung zur Durchführung einer zweiten alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Kapillarmembranbündels für ein Membranfiltermodul,
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6 eine Darstellung wie in 5, jedoch bei einer dritten alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Entsprechend der 1 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verteilen von Kapillarmembranen 3 zur Herstellung eines Kapillarmembranbündels 2 eines Membranfiltermoduls eine Schablone 4 mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen 5 auf (vgl. auch die 2 bis 4). Mit der Schablone 4 und der Vorrichtung 1 kann dabei ein gleichmäßiges Ausrichten der einzelnen Kapillarmembranen 3 erreicht werden, wobei die Schablone 4 zunächst in der Vorrichtung 1 angeordnet wird. Unterhalb der Schablone 4 ist eine Platte 6 angeordnet, welche zusammen mit der Schablone 4 und einem Gehäuse 7 der Vorrichtung 1 eine Kammer 8, insbesondere eine Unterdruckkammer begrenzt. Zur Herstellung des Kapillarmembranbündels wird dieses zunächst mit frei nach unten hängenden Kapillarmembranen 3 oberhalb der Schablone 4 angeordnet und dann langsam nach unten verfahren. Mittels einer Pumpe 9 (1a) wird dann in der Kammer 8 ein Unterdruck erzeugt, wodurch stetig Luft in Einführrichtung 10 der Kapillarmembranen 3 angesaugt und damit ein Luftstrom erzeugt wird. Dieser Luftstrom bewegt dabei die Kapillarmembranen 3, während die einzelnen Durchgangsöffnungen 5 der Schablone 4 jeweils eine Kapillarmembrane 3 ansaugen. Das gleichmäßige Aufteilen der einzelnen Kapillarmembranen 3 auf die Durchgangsöffnungen 5 der Schablone 4 kann zusätzlich dadurch unterstützt werden, dass beispielsweise das Kapillarmembranbündel 2 und/oder die Schablone 4 in Vibration versetzt werden/wird. Sind die einzelnen Kapillarmembranen 3 mit ihren Längsenden durch die Durchgangsöffnungen 5 der Schablone 4 hindurchgetreten und ragen dadurch in die Kammer 8 hinein, kann die Pumpe 9 abgeschaltet und die Kapillarmembranen 3 können versiegelt, bzw. verpottet werden.
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1b zeigt eine Ausführungsvariante, bei welcher die Vergussmasse 11 nicht die Öffnungen durchfließen kann. Die Kapillarmembranen 3 ragen mit ihren Längsenden ca. 0 bis 3 mm in die Kammer 8 hinein und müssen nicht verschlossen bzw. versiegelt werden. Das Einführen der Vergussmasse 11 kann seitlich, wie es in der 1b gezeigt ist, alternativ auch von unten durch einen Stutzen der Ansaugung erfolgen. Nun wird eine Vergussmasse 11 eingefüllt, welche die einzelnen Kapillarmembranen 3 in ihrer durch die Schablone 4 vordefinierten Ausrichtung fixiert, bzw. gleichzeitig verpottet.
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Die Schablone 4 kann dabei aus Kunststoff, insbesondere aus dem Kunststoff der Vergussmasse 11 oder aus Silikon ausgebildet sein, wobei insbesondere die Ausbildung aus Silikon eine mehrfache Verwendung ermöglicht. Auch eine Ausführung aus Stahl ist denkbar, mit einer entsprechenden Beschichtung, die ein leichtes Lösen der ausgehärteten Vergussmasse 11 ermöglicht. Prinzipiell ist selbstverständlich auch vorstellbar, die Schablone 4 als verlorene Form einzusetzen, insbesondere sofern sie aus einem für den Einsatzzweck passenden Material besteht.
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Betrachtet man die 2 bis 4 so kann man erkennen, dass sich die Durchgangsöffnungen 5 der Schablone 4 in Einführrichtung 10 konisch verjüngen, wobei ein Einführrand 12 beispielsweise sechseckförmig, d.h. wabenförmig, ausgebildet sein kann, sodass sich die einzelnen Durchgangsöffnungen 5 an ihrer Einführseite mit ihrem Einführrand 12 berühren, bzw. aneinander anliegen. Ein Ausgangsrand 13 kann dabei entweder schlitzartig ausgebildet sein (vgl. 4a) oder aber rund (vgl. 3, 4b, c). Die konische Verjüngung der einzelnen Durchgangsöffnungen 5 erleichtert ebenfalls das Einführen der einzelnen Kapillarmembranen 3. Betrachtet man die 1a und 1b, so kann man erkennen, dass die Kapillarmembranen 3 unten aus der Schablone 4 herausragen und von unten in einem Schritt mit der Vergussmasse 11 versiegelt und in nächstem Schritt vergossen werden. Die Schablone 4 bleibt dabei im Modul erhalten.
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Alternativ ist auch denkbar, dass die Kapillarmembranen unten aus der Schablone 4 herausragen und durch die bekannten Methoden versiegelt werden. Die Vergussmasse 11 (Harz) wird in diesem Fall auf der Oberseite der Schablone 4 eingefüllt. Anschließend wird die Schablone 4 abgetrennt.
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Bezüglich der 1 sowie 5 und 6 ist anzumerken, dass dort der Übersichtlichkeit halber lediglich einige der Kapillarmembranen 3 dargestellt sind, ebenso wie lediglich ein Teil der Vergussmasse 11.
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Betrachtet man die 5, so kann man dort eine weitere Vorrichtung 1 zur Durchführung eines alternativen zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Kapillarmembranbündels 2 erkennen, bei welchem zunächst die einzelnen Kapillarmembrane 3 mit ihren Längsenden 14 in eine Suspension 15 mit magnetischen Partikeln eingetaucht werden. Das Eintauchen in die Suspension 15 erfolgt dabei selbstverständlich bereits außerhalb der Vorrichtung 1. Anschließend wird das Kapillarmembranbündel 2 mit frei nach unten hängenden Kapillarmembranen 3 über eine Platte 16 bewegt, die ein Muster von gleichmäßig verteilte, polarisierten Stellen 17 aufweist, sodass zwischen den magnetisierten Längsenden 14 und den polarisierten Stellen 17 Magnetfelder entstehen, die ein Ausrichten der Kapillarmembranen 3 relativ zu den Stellen 17 erzwingen. Sind die einzelnen Kapillarmembrane 3 ausgerichtet, kann auch hier die Vergussmasse 11 zur Fixierung des Kapillarmembranbündels 2 eingebracht werden. Wenn die Kapillarenden schon in einem vorherigen Schritt, z.B. durch Heizdraht, versiegelt wurden, dann wird mit der Vergussmasse 11 gleich die Verpottung erledigt. Sonst dient die Vergussmasse 11 zur Versiegelung und Fixierung der Kapillarmembranenden.
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Generell gibt es drei mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der dritten Alternative:
Elektrisches Laden der Kapillarmembranen 3 mittels eines Einführwerkzeugs 18, wodurch sich diese abstoßen und anschließendes Vergießen mit einer Vergussmasse 11, z.B. mit einem Harz.
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Versiegeln der Kapillarmembranen 3 und anschließendes elektrisches Laden mittels eines elektrisch leitenden Harzes, ausrichten und Vergießen.
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Elektrisches Laden der Kapillarmembranen 3 mittels eines elektrisch leitenden Harzes 11, wodurch sich diese abstoßen und ausrichten und zugleich versiegelt werden, wobei anschließend ein Vergießen mittels eines Vergussmasse 11, z.B. mittels eines Harzes erfolgt.
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Ausrichten der Kapillarmembranen 3 mittels einer elektrisch leitenden Folie 19, die insbesondere als Vergusskappe/-form ausgebildet ist und zugleich als Befüllvorrichtung verwendet wird.
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Betrachtet man die 6, so kann man hier eine Vorrichtung 1 zur Durchführung eines dritten alternativen erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Kapillarmembranbündels 2 erkennen, bei welchem das Kapillarmembranbündel 2 zunächst in einem Gehäuse 7 angeordnet wird. An dem Gehäuse 7 und an dem Kapillarmembranbündel 3 wird nun dieselbe elektrostatische Ladung (+ oder –) angelegt, sodass sich die Kapillarmembranen 3 gleichmäßig verteilen, gegeneinander und gegenüber dem Gehäuse abstoßen und dadurch ausrichten. Anschließend werden die ausgerichteten Kapillarmembranen 3 mit einer Vergussmasse 11 umgossen und fixiert. Wenn die Kapillarenden schon in einem vorherigen Schritt, z.B. durch Heizdraht, versiegelt wurden, dann wird mit der Vergussmasse gleich die Verpottung erledigt. Sonst dient die Vergussmasse zur Versiegelung der Kapillarenden.
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Sämtliche drei alternativen erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichen ein automatisiertes, höchst präzises Ausrichten der einzelnen Kapillarmembranen 3 des Kapillarmembranbündels 2, wodurch insbesondere ein Aneinanderanliegen der einzelnen Kapillarmembranen 3 zuverlässig unterbunden werden kann. Hierdurch kann die Filterleistung eines mit einem derartig hergestellten Kapillarmembranbündel 2 hergestellten Membranfiltermoduls gesteigert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004004212 A1 [0002]
- DE 3839985 C2 [0003]
- DE 102009017413 A1 [0004]
- DE 102012209846 A1 [0005]
