DE1442366B

DE1442366B - Membrane separator

Info

Publication number: DE1442366B
Authority: DE
Inventors: Alan Sherman Lexington Me. Michaels (V.St.A.)
Original assignee: Amicon Corp., Cambridge, Mass. (V.St.A.)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Membran- Ende der letzten Windung mit der Membran der scheidevorrichtung, insbesondere für Dialyse oder Nachbarwindung abdichtend verbunden sind.
Ultrafiltration. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform habenThe invention relates to a membrane end of the last turn with the membrane of the cutting device, in particular for dialysis or adjacent turn are sealingly connected.
Ultrafiltration. According to a preferred embodiment, have

Es sind zahlreiche Vorrichtungen zum Trennen die Strömungswege eine Dicke zwischen 0,013 und oder Reinigen von Lösungen und anderen flüssigen 5 0,254 mm.There are numerous devices for separating the flow paths between 0.013 and 0.03 in thickness or cleaning solutions and other liquids 5 0.254 mm.

und gasförmigen Mischungen mittels selektiver Dif- Durch die Erfindung ist eine Membranscheidevor-and gaseous mixtures by means of selective diff

fusion von Material von einem Medium zu einem richtung geschaffen, bei der eine vergleichsweise anderen durch eine Membran oder Scheidewand hin- große Berührungsfläche zwischen dem Medium und durch bekannt. Im idealen Fall soll die Vorrichtung der Membran geschaffen ist. Zusätzlich zu der großen für derartige Arbeitsvorgänge eine große Membran- io Berührungsfläche führt die außerordentlich geringe kontaktfläche je Volumeneinheit des eingenommenen Dicke der Strömungswege zu sehr dünnen Medium-Raumes schaffen, und da beste Resultate mit dünnen, schichten, was wiederum zu einem sehr hohen Trennstrukturell schwachen Membranstoffen erhalten wer- wirkungsgrad führt, weil Gegendiffusion weitgehend den, soll eine angemessene Abstützung der Membran herabgesetzt ist. Diese Vorteile werden dabei mit gegen Verformung oder Beschädigung durch hydrau- 15 einer vergleichsweise einfachen und damit billigen lischen Druck oder thermische oder mechanische Ausführung erhalten.Fusion of material from one medium to one direction created in which a comparatively another area of contact between the medium and through a membrane or septum known by. In the ideal case, the membrane device should be created. In addition to the great A large membrane contact surface for such work processes leads to the extremely small one contact surface per unit volume of the occupied thickness of the flow paths to very thin medium space create, and given the best results, thin layers, which in turn lead to a very high separation structure weak membrane materials are obtained, because counter-diffusion is largely effective the reason is that adequate support for the membrane is reduced. These benefits are included in the process against deformation or damage by hydraulic 15 a comparatively simple and thus cheap thermal or mechanical design.

Stöße vorgesehen sein. Zusätzlich sollen die mit der Die Erfindung wird nachstehend an Hand derBumps be provided. In addition, the invention will be described below with reference to the

Membran in Berührung stehenden Mediumströme Zeichnung beispielsweise erläutert,
sehr dünn sein und vorzugsweise eine Dicke von der F i g. 1 ist eine Teildraufsicht der einen Seite desMembrane contact medium flows drawing for example explained
be very thin and preferably a thickness of the figure. 1 is a partial plan view of one side of the

gleichen Größenordnung wie die Membran selbst 20 Haltebandes und zeigt, daß die Oberfläche mit Längshaben, um eine Gegendiffusion auf ein Geringstmaß kanälen versehen ist.same order of magnitude as the membrane itself 20 holding strap and shows that the surface with longitudinal, is provided to a counter-diffusion to a minimum of channels.

zu reduzieren, die durch den Konzentrationsgradien- F i g. 2 ist eine Teildraufsicht der anderen Seite desto reduce that by the concentration gradient- F i g. 2 is a partial plan view of the other side of the

ten verursacht wird, der sich aus der Erschöpfung des Haltebandes und zeigt, daß die Oberfläche mit Quer-Mediumfilms an der Grenzfläche zwischen Membran kanälen versehen ist.th is caused by the exhaustion of the tether and shows that the surface is covered with transverse media film is provided channels at the interface between membrane.

und Medium ergibt. Die Vorrichtung soll weiterhin so 25 F i g. 3 ist eine Querschnittsansicht des Haltebanausgebildet sein, daß die Strömungsbedingungen ge- des nach Linie 3-3 der Fig. 1.and medium yields. The device should continue to be shown in FIG. 3 is a cross-sectional view of the tether formed be that the flow conditions according to line 3-3 of FIG.

ändert werden können, und im idealen Fall soll die F i g. 4 ist eine Teillängsschnittansicht des Halte-can be changed, and in the ideal case the F i g. 4 is a partial longitudinal sectional view of the holding

Ausführung einfach, billig und zuverlässig sein. bandes nach Linie 4-4 der Fig. 1.Execution to be simple, cheap and reliable. band along line 4-4 of FIG. 1.

Bekannte Membranscheidevorrichtungen weisen F i g. 5 ist eine Querschnittsansicht, welche das ausKnown membrane separation devices have FIG. Fig. 5 is a cross-sectional view illustrating this from

Membranstapel oder -säcke oder gewickelte Rohre 30 dem Halteband und der Membran bestehende aus Membranstoffen auf, jedoch haben diese nicht Schichtgebilde wiedergibt.Membrane stacks or sacks or coiled tubes 30 consisting of the tether and the membrane made of membrane materials, but these do not reflect layer structures.

sämtliche oben erörterten Anforderungen erfüllt. Ins- F i g. 6 ist eine schaubildliche Darstellung, welchemeets all of the requirements discussed above. In total. 6 is a pictorial illustration showing

besondere kombiniert keine der bisher bekannten eine Teilwinäüng desTauf einen hohlen, gelochten ZuVorrichtungen eine große Membranfläche je VoIu- führkern zu wickelnden Halteband-Membranmeneinheit in einer zusammengedrängten Einheit, 35 Schichtgebildes zu Beginn des Wickelvorganges wieweiche imstande ist, mit hohen Drücken und bei dergibt, durch den die spiralförmige Zelle gebildet sich stark ändernden Strömungsgeschwindigkeiten zu wird,
arbeiten, mit einer einfachen und billigen Ausbildung. F i g. 7 ist eine schaubildliche Ansicht der fertigenIn particular, none of the previously known partial windings of the device combine a large membrane area per solid core to be wound with a holding band membrane unit in a compacted unit, 35 layer structure at the beginning of the winding process, how soft is able to with high pressures and when there is, through the the spiral cell is formed to rapidly changing flow velocities,
work, with simple and cheap training. F i g. 7 is a perspective view of the finished one

Es ist auch eine Membranscheidevorrichtung der Zellenwicklung.It is also a membrane separating device of the cell winding.

einleitend genannten Art bekannt, enthaltend eine 40 F i g. 8 ist ein axialer Schnitt durch eine zusammenspiralförmige Wicklung aus einer Membran mit einem gebaute Zelle in ihrem Gehäuse.
Halteband, das zwischen sich und der Membran einen F i g. 9 ist ein radialer Schnitt durch die Zelle nachknown at the outset, containing a 40 F i g. Figure 8 is an axial section through a coiled coil of a membrane with an assembled cell in its housing.
Retaining strap that has a F i g between itself and the membrane. 9 is a radial section through the cell according to FIG

Strömungsweg freiläßt. Linie 9-9 der F i g. 8.Leaves free flow path. Line 9-9 of FIG. 8th.

Bei dieser bekannten Vorrichtung ist das Halte- Fig. 10 ist ein radialer Schnitt durch das Ende desIn this known device the holding Fig. 10 is a radial section through the end of the

band aus einem Kunststoffstreifen und einem Metall- 45 Spiralkernes nach Linie 10-10 der Fig. 8.
siebstreifen gebildet, und die Ausführung ist sehr Fig. 11 ist eine Teilschnittansicht, welche dietape made of a plastic strip and a metal spiral core along line 10-10 of FIG. 8.
screen strips formed and the embodiment is very Fig. 11 is a partial sectional view showing the

komplex und unhandlich. Enden von sich überlappenden, benachbartencomplex and unwieldy. Ends of overlapping, adjacent ones

Allgemein führt die Kombination einer Membran Windungen der Zellenwicklung wiedergibt, womit den anderen Elementen zur Herstellung eines bei die Pfeile die Querströmung des Mediums anspiralförmigen Aufbaus zu zahlreichen Problemen. 5° deuten.In general, the combination of a membrane leads to turns of the cell winding, which means the other elements for producing a spiral-shaped cross flow of the medium at the arrows Build up to numerous problems. 5 ° interpret.

Ein Element der Spirale ist durch seine Eigenart län- Die Membranscheidevorrichtung gemäß der Erfin-One element of the spiral is long due to its peculiarity.

ger als das andere, und dieser Unterschied in der dung wird dadurch gebildet, daß eine Membran 10 Länge muß ausgeglichen werden. Zusätzlich können und ein Halteband 12 aufgewickelt werden, an dessen die Verbindungen, welche zum einwandfreien Zu- einer Seite "die Kanten der Membran 10 befestigt führen der beiden Medien zu ihren entsprechenden 55 sind. Das Halteband 12 ist ein langer Streifen aus Räumen notwendig sind, nicht bequem hergestellt dünnem Material, der in einem mittleren Bereich auf werden. der der Membran¹ zugewandten Seite eine Oberflä-shorter than the other, and this difference in manure is formed by the fact that a membrane 10 length must be compensated for. In addition, a retaining strap 12 can be wound up, on whose connections the edges of the membrane 10 are fastened to the proper one side and lead the two media to their respective 55. The retaining strap 12 is a long strip of spaces required. not conveniently produced thin material, which in a central area on the side facing ^{the membrane 1 has a surface}

Zur Beseitigung der oben erläuterten Schwerigkei- chenkonfiguration hat; die mit der Membran einen ten ist eine Membranscheidevorrichtung der zuletzt Längsströmungsweg begrenzt. Wie in Fig. 1 bis 5 genannten Art «emäß der Erfindung cWlurch pe- 60 dargestellt ist, kann diese Konfiguration die Form kennzeichet, daß das Halteband beidseitig an sich von flachen Längsnuten annehmen, welche die Membekannte Nuten aufweist, die auf einer Seite als bran trägt und gleichzeitig einem Medium gestattet, Längsnuten, auf der anderen Seite als Quernuten in Längsrichtung zwischen dem Halteband 12 und ausgebildet sind, daß die bandförmige Membran an der Membran 10 zu fließen.To eliminate the difficulty configuration explained above; the one with the membrane th is a membrane separating device that limits the last longitudinal flow path. As in Figs. 1 to 5 The type mentioned according to the invention is represented by PE-60, this configuration can take the form indicates that the retaining strap on both sides inherently assume shallow longitudinal grooves, which the meme is known Has grooves that bear on one side as a bran and at the same time allow a medium to Longitudinal grooves, on the other hand as transverse grooves in the longitudinal direction between the retaining strap 12 and are designed so that the band-shaped membrane on the membrane 10 to flow.

den Längsrändern des Haltebandes befestigt ist und 65 Die andere Seite des Haltebandes 12 ist mit einer daß die Außenseite der Membran am Ende der ersten Oberflächenkonfiguration versehen, welche, wenn sie inneren Windung mit dem Halteband der Nachbar- sich mit der anderen Seite der Membran 10 in Berühwindung und die freie Seite des Haltebandcs am rung befindet, einen Qerströmungsweg begrenzt; wiethe longitudinal edges of the tether is attached and 65 The other side of the tether 12 is with a that the outside of the membrane provided at the end of the first surface configuration, which, if inner turn with the retaining strap of the neighboring one with the other side of the membrane 10 in contact and the free side of the tether is located on the tion, delimiting a cross-flow path; how

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in F i g. 1 bis 5 dargestellt ist, wird dieser Strömungs- in dem den Aubau unmittelbar umgebenden Bereichin Fig. 1 to 5 is shown, this flow is in the area immediately surrounding the building

weg durch Quernuten gebildet. gestattet. Der aufgerollte Aufbau mit der äußerenformed away by transverse grooves. allowed. The rolled up structure with the outer one

Das Halteband 12 ist zu beiden Seiten des mitt- durchlässigen Umhüllung 26 wird in dem zylindrileren, die Nuten 14 und 16 aufnehmenden Bandes sehen Gehäuse 24 angeordnet, das mit einem Ausmit Randteilen 18 versehen, an welchen die Kanten 5 laß 28 versehen ist, durch welchen eine Verbindung der Membran 10 befestigt sind. Die Randteile 18 mit dem äußeren Ende des Primärzellenbereiches herhaben eine verkleinerte Dicke und sind jeweils mit gestellt ist.The retaining strap 12 is on both sides of the medium-permeable envelope 26 is in the cylindrical, the grooves 14 and 16 receiving tape see housing 24 arranged with an Ausmit Edge parts 18 are provided on which the edges 5 let 28 is provided through which a connection the membrane 10 are attached. Have the edge parts 18 with the outer end of the primary cell area a reduced thickness and are each provided with.

gegenüberliegenden Faltnuten 19 versehen, an wel- Nachdem der aufgewickelte Aufbau innerhalb desOpposite folding grooves 19 provided, on wel- After the wound structure within the

chen jeder Rand um die darüberliegende Kante der Gehäuses 24 angeordnet ist, werden, um die KantenChen each edge located around the overlying edge of the housing 24 will be around the edges

Membran herumgefaltet und durch ein Bindemittel io der ersten Windung und der letzten Windung, wie esMembrane folded around and covered by a binder io the first turn and the last turn as it

mit ihr verbunden wird, wie dies in Fi g. 5 dargestellt in Fi g. 8 und 10 dargestellt ist, Überzüge 30 bzw. 31is connected to it, as shown in Fi g. 5 shown in Fi g. 8 and 10, coatings 30 and 31, respectively

ist. aus einem viskosen, filmbildenden Kitt aufgebracht,is. applied from a viscous, film-forming putty,

Die Membran 10 und das Halteband 12 begrenzen um zwischen dem Primär- und dem Sekundärzellen-The membrane 10 and the retaining strap 12 delimit between the primary and the secondary cell

daher zusammen einen Längskanal (Primärzellen- bereich eine Abdichtung an den Stellen zu schaffen,therefore create a longitudinal channel together (primary cell area to create a seal at the points

bereich), durch den eines der Medien hindurchgeführt 15 an denen sie sonst miteinander in Verbindung stehenarea) through which one of the media 15 passed through which they are otherwise connected to one another

werden kann. Das andere Medium wird veranlaßt, würden.can be. The other medium is prompted to do so.

auf der Außenseite des Aufbaus in den Querkanälen Endkappen 32, deren jede einen Bund 33 hat, deron the outside of the structure in the transverse channels end caps 32, each of which has a collar 33 which

zwischen den Quernuten 16 und der Membran 10 zu den zentralen Kern 20 dichtpassend umgibt, sind aufbetween the transverse grooves 16 and the membrane 10 to the central core 20 tightly fitting surrounds are on

strömen, die mit ihnen in Berührung tritt, wenn der die Enden des Gehäuses 24 aufgesetzt und werdenflow that comes into contact with them when the ends of the housing 24 are put on and are

Aufbau zu einer Spirale aufgewickelt wird. Ein Teil 20 durch Platten 34 an ihrem Ort gehalten, die durchStructure is wound into a spiral. A part 20 is held in place by plates 34, which by

der aufeinanderfolgenden Windungen, welche den Längsbolzen zusammengehalten werden. In den End-of the successive turns that hold the longitudinal bolts together. In the end

Querströmungsweg (Sekundärzellenbereich) begren- kappen 32 vorgesehene Stutzen 36 ermöglichen dasCross-flow path (secondary cell area), nozzles 36 provided with caps 32 make this possible

zen, ist in Fig. 11 dargestellt. Zuführen von Flüssigkeit zu den Enden des aufge-zen, is shown in FIG. Supplying liquid to the ends of the

Bei der Herstellung der spiralförmigen Zelle wird rollten Aufbaus.In the manufacture of the spiral cell, a rolled structure is used.

der aus der Membran 10 und dem Halteband 12 be- 25 Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwi-which consists of the membrane 10 and the retaining strap 12. In the embodiment shown, between

stehende Aufbau auf einen hohlen Kern 20 gewickelt sehen Umfangsfianschen 39 der Endkappen und denstanding structure wound on a hollow core 20 see circumferential flanges 39 of the end caps and the

(Fig. 6), der Löcher 21 aufweist, durch welche hin- Enden des Gehäuses24 O-Ringe38 vorgesehen, und(Fig. 6), which has holes 21 through which ends of the housing 24 O-rings38 are provided, and

durch das eine Medium in den Primärzellenbereich ähnliche O-Ringe 40 liegen zwischen zentralen Flan-due to the one medium in the primary cell area similar O-rings 40 are located between central flanges

eingeführt oder aus ihm entfernt werden kann. Beim sehen 33 der Endkappen und dem zentralen Kern-can be inserted or removed from it. When seeing 33 of the end caps and the central core

Aufwickeln des Haltebandes 12 und der Membran 10 30 rohr 20.Winding up of the retaining band 12 and the membrane 10 30 tube 20.

ist die Membran vorzugsweise an der Außenseite der Im Betrieb wird das eine der Medien in das zen-the membrane is preferably on the outside of the In operation, one of the media is in the center

Windungen angeordnet, und sie hat nach dem Auf- trale Kernrohr 20 eingeführt und durch den AuslaßCoils arranged, and she has inserted core tube 20 upstream and through the outlet

wickeln eine relativ größere Länge als das Halteband 28 hindurch weggeführt, nachdem es in einer radia-wrap a relatively greater length than the tether 28 passed through it after it has been in a radial

12. Dieser Längenunterschied kann dadurch ausge- len, spiralförmigen Bahn durch den ganzen Längs-12. This difference in length can be created in a spiral-shaped path through the entire longitudinal

glichen werden, daß ein sich langsam verfestigendes, 35 Strömungsweg hindurchgegangen ist. Das anderebe like that a slowly solidifying 35 flow path has passed through it. The other

viskoses, flüssiges Bindemittel, wie z. B. ein Epoxy- Medium wird in den Stutzen 36 einer der Endkappenviscous, liquid binder, such as. B. an epoxy medium is in the nozzle 36 of one of the end caps

harz, zwischen den Kanten der Membran und den 32 eingeführt, von dem es allgemein parallel zurresin, introduced between the edges of the diaphragm and the 32, of which it is generally parallel to the

Randteilen 18 des Haltebandes 12 verwendet wird, - . Achse der Spirale durch die Querströmungswege, dieEdge parts 18 of the tether 12 is used -. Axis of the spiral through the cross-flow paths that

so daß ein relatives Gleiten stattfinden kann oder daß zwischen aufeinanderfolgenden Windungen gebildetso that relative sliding can take place or that is formed between successive turns

das Halteband 12 aus einem verhältnismäßig zusam-40 sind, hindurchgeht und dann durch den Stutzen 36the tether 12 is composed of a relatively co-40, passes through and then through the connecting piece 36

mendrückbaren Material oder die Membran 10 aus der gegenüberliegenden Endkappe herausströmt,compressible material or the membrane 10 flows out of the opposite end cap,

einem relativ elastischen Material gebildet wird. Bei Bei der bevorzugten Ausführungsform der Mem-a relatively elastic material is formed. In the preferred embodiment of the mem-

einer abgeänderten Ausführungsform können die branscheidevorrichtung gemäß der Erfindung bestehta modified embodiment can consist of the dividing device according to the invention

Membran 10 und das Halteband 12 der Rolle ge- das Halteband 12 vorzugsweise aus einem dünnen,Membrane 10 and the retaining strap 12 of the roll, the retaining strap 12 is preferably made of a thin,

trennt zugeführt und unmittelbar vor ihrem Aufwik- 45 biegsamen Material, beispielsweise einem Kunst-separately supplied and immediately before their winding 45 flexible material, for example a plastic

kein auf die Rolle miteinander vereinigt werden, so stoff wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid,not be combined with each other on the roll, such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride,

daß verschiedene Längen dieser Materialien in die Zelluloseacetat oder einem Metall wie Aluminium,that various lengths of these materials can be incorporated into cellulose acetate or a metal such as aluminum,

Spirale eingeführt werden können. rostfreien Stahl oder Kupfer. Seine Oberflächenkon-Spiral can be introduced. stainless steel or copper. Its surface con-

Um die beiden Strömungswege zu trennen, wird figurationen, welche die Längs- und Querströmungszwischen der Unterseite oder der Rückseite des 5° wege bilden, sollen einen Weg begrenzen, der im Haltestreifens 12 und der Membran 10 am Ende der Vergleich zu der Membran dünn ist, z. B. 0,013 bis ersten Wicklung eine Schicht aus Bindemittel auf- 0,25 mm beträgt, und das Halteband selbst soll ebengebracht wie dies in F i g. 9 bei 22 angedeutet ist, falls möglichst dünn sein, um das Aufwickeln zu er- und weiterhin zwischen diesen beiden Teilen eine leichtern und eine größtmögliche Ausnutzung des Bindemittelschicht am Ende der letzten Windung 55 Raumes für das Membranmaterial zu gestatten,
aufgebracht, wie das in F i g. 9 bei 23 angedeutet ist. Ein wesentliches Merkmal der Ausbildung des Auf diese Weise wird das in dem Längsweg fließende Haltebandes 12 liegt darin, daß, wenn es mit der Medium daran gehindert, an den Enden des aufge- Membran aufgewickelt wird, aufeinanderfolgende wickelten Aufbaus in den Sekundärzellenbereich zwi- Windungen des Haltebandes mit gegenüberliegenden sehen der Membran und der Rückseite des Halte- 60 Seiten der Membran in Berührung kommen, wie dies bandes 12 einzutreten. aus F i g. 11 ersichtlich ist. Diese Berührung wird da-In order to separate the two flow paths, figurations which form the longitudinal and transverse flow between the underside or the rear of the 5 ° path are intended to limit a path that is thin in the retaining strip 12 and the membrane 10 at the end of the comparison to the membrane, z. B. 0.013 to the first winding a layer of binding agent is 0.25 mm, and the retaining strap itself should be brought as shown in FIG. 9 is indicated at 22, if it should be as thin as possible in order to be able to wind up and furthermore to allow easier and greatest possible utilization of the binder layer at the end of the last turn 55 space for the membrane material between these two parts,
applied, as shown in FIG. 9 is indicated at 23. An essential feature of the design of the In this way, the retaining strap 12 flowing in the longitudinal path is that, when it is prevented from being wound up with the medium at the ends of the membrane, successive structures are wound in the secondary cell area between turns of the Retaining strap with opposite see the membrane and the back of the retaining 60 sides of the membrane come into contact, as this strap 12 to enter. from Fig. 11 can be seen. This touch is

Der aufgewickelte Aufbau ist zum Einführen von durch gewährleistet, daß der mittlere Bereich desThe rolled-up structure is ensured for the introduction of through that the central area of the

Medien in die Strömungswege ausgeführt, indem Haltebandes 12 dicker als die Ränder gemacht ist,Media carried out into the flow paths by making the retaining strap 12 thicker than the edges,

er in einem zylindrischen Gehäuse 24 angeordnet so daß der mittlere Bereich und nicht die Ränder denit is arranged in a cylindrical housing 24 so that the central area and not the edges

wird, vorzugsweise nachdem eine äußere Umhüllung 65 Abstand der Windungen bestimmt und die Ränderis determined, preferably after an outer envelope 65, the distance between the turns and the edges

26 aus porösem Material, wie z. B. einem Gaze-, Filz- den Fluß des Mediums zu dem Sekundärzellenbereich26 made of porous material, such as. B. a gauze, felt, the flow of the medium to the secondary cell area

oder Siebstoff, aufgebracht ist, welches als eine nicht behindern,or sieve material is applied, which as one does not hinder

äußere Halterung dient, die den Strom des Mediums Die Scheidemembran kann aus irgendeinem einerouter bracket serves to control the flow of the medium. The diaphragm can be made of any one

Vielzahl bahnförmiger Materialien hergestellt sein, die für Membranscheidesysteme zweckvoll sind, z. B. aus Zelluloseacetat, Cellophan, Polyäthylen oder anderen künstlichen oder natürlichen bahnförmigem Stoffen.A variety of sheet materials can be made that are useful for membrane separation systems, such. B. made of cellulose acetate, cellophane, polyethylene or other artificial or natural sheet-like Fabrics.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß eine große Berührungsfläche der Membran geschaffen ist. Wenn beispielsweise das Halteband eine Dicke von 1,27 mm hat, die Membran 0.0254 mm dick ist und die Nuten 0,254 mm tief sind, werden etwa 39 cm² Membranfläche je Kubikzentimeter Mediumgehalt und etwa 7,8 cm² Fläche je Kubikzentimeter des Gesamtvolumens geschaffen. Eine Einheit mit einer volumetrischen Kapazität von 1 Liter würde eine totale Membranfläehe von über 40 m² schaffen.From the above description it can be seen that a large contact area of the membrane is created. For example, if the tether has a thickness of 1.27 mm, the membrane is 0.0254 mm thick and the grooves are 0.254 mm deep, about 39 cm ^{2 of} membrane area per cubic centimeter of medium content and about 7.8 cm ^{2 of} area per cubic centimeter of the total volume are created. A unit with a volumetric capacity of 1 liter would create a total membrane area of over 40 m ² .

Zusätzlich zu dem großen Oberflächenbereich führt die außerordentliche Dünnheit der Mediumschichten in dem Primärzellen- und dem Sekundärzellenbereich zu einem sehr hohen Trennwirkungsgrad, weil die Gegendiffusion des übertragenen Materials weitgehend herabgesetzt ist.In addition to the large surface area, the extraordinary thinness of the medium layers results in the primary cell and the secondary cell area to a very high separation efficiency because the Counter-diffusion of the transferred material is largely reduced.

Die spiralförmige Anordnung des Systems in einem zylindrischen Gehäuse ermöglicht ein Arbeiten mit hohen Drücken, da alle Medien innerhalb des Gehäuses und der Endkappen eingeschlossen sind, die beliebig stark gemacht werden können. Falls beide Medien sich unter dem gleichen Druck befinden, wird an der Membran keine Druckdifferenz erzeugt.The spiral arrangement of the system in a cylindrical housing enables you to work with high pressures as all media are inside the housing and the end caps are included, which can be made arbitrarily strong. If both If media are under the same pressure, no pressure difference is generated across the membrane.

Membranscheidevorrichtungen gemäß der Erfindung sind demgemäß für viele Zwecke verwendbar, z. B. zur Dialyse oder Ultrafiltration einschließlich des Arbeitens als Hämodialysator (künstliche Niere),, zum Entfernen von Salz aus Seewasser, zum Entfernenvon Flüssigkeitskomponenten durch Pervaporation und als Permeator zum Trennen der Bestandteile ' von Gasgemischen.Membrane separation devices according to the invention are accordingly usable for many purposes, z. B. for dialysis or ultrafiltration including working as a hemodialyzer (artificial kidney) ,, for removing salt from sea water, for removing liquid components by pervaporation and as a permeator for separating the constituents from gas mixtures.

Die Erfindung wurde oben in Verbindung, mit einer besonderen Ausführungsform beschrieben, jedoch können im Rahmen der Erfindung zahlreiche Änderungen vorgenommen werden. Es kann eine andere Art des Zusammenbaus des Haltebandes und der Membran angewandt werden. Weiterhin können mehrere Halteband-Membran-Aufbauten zusammen auf den zentralen Kern aufgewickelt werden, um parallele Primärzellenbereiche zu schaffen, und es können mehrere vollständige Membranscheideeinheiten in Serie oder parallel oder teilweise in Serie und teilweise parallel angeordnet werden, um eine große Mannigfaltigkeit von Ausführungsarten für besondere Zwecke zu schaffen.The invention has been described above in connection with a particular embodiment, however Numerous changes can be made within the scope of the invention. It can be another Type of assembly of the strap and the membrane are used. Furthermore you can several tether-membrane assemblies are wound together on the central core to make parallel ones To create primary cell areas, and there can be several complete membrane separation units be arranged in series or in parallel or partly in series and partly in parallel to form a large To create a variety of designs for special purposes.

Claims

Patent claims:

1. Membrane separation device, in particular for dialysis or ultrafiltration, containing a spiral winding made of a membrane with a tether between itself and the Membrane leaves a flow path free, characterized in that the retaining strap has grooves known per se on both sides, on one side as longitudinal grooves, on the other Side are designed as transverse grooves that the band-shaped membrane on the longitudinal edges · the Retaining strap is attached and that the outside of the membrane at the end of the first inner turn with the retaining strap of the neighbor and the free side of the retaining strap at the end of the last turn are sealingly connected to the membrane of the neighboring turn.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the flow paths have a thickness between 0.013 and 0.254 mm.

1 sheet of drawings