DE1953417A1

DE1953417A1 - Vorrichtung zum Durchfuehren einer umgekehrten Osmose

Info

Publication number: DE1953417A1
Application number: DE19691953417
Authority: DE
Inventors: Madsen Rud Frik; Olson Ole Jentoft
Original assignee: Danske Sukkerfabrikker AS
Current assignee: Danske Sukkerfabrikker AS
Priority date: 1968-10-25
Filing date: 1969-10-23
Publication date: 1970-05-06
Also published as: US3623610A; NL166627C; NL166627B; SE368338B; FR2021564A1; DK142529C; NL6915983A; GB1282629A; DK142529B; JPS4943074B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerlegen von Fluden in zwei Teilmengen, von denen im Vergleich zu dem Ausgangsflud die eine Teilmenge eine größere und die andere Teilmenge eine kleinere Menge eines bestimmten Bestandteils enthält; bei einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das unter Druck stehende Flud über halbdurchlässige Membranen geleitet, die auf durchlässigen Unterstützungen angeordnet sind, die Membranen sind paarweise angeordnet, die Membranen Jedes Paars werden durch einen Abstandsring im gewünschten Abstand gehalten, und zwischen je zwei Membranpaaren ist eine Führungsplatte angeordnet.

Wenn eine Osmose durchgeführt werden soll, benötigt man eine Membran, die selektiv in der Weise wirkt, daß "bestimmte Bestandteile einer Lösung, und zwar gewöhnlich das Lösungsmittel, die Membran passieren können, während ein oder mehrere Bestandteile der Lösung durch die Membran zurückgehalten werden. Eine solche Membran wird als eine halbdurchlässige Membran bezeichnet, doch wird im folgenden auch lediglich der Ausdruck "Membran" benutzt. Wenn eine Membran eine Lösung von dem Lösungsmittel oder zwei Lösungen mit unter«

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schiedlichen Konzentrationswerten voneinander trennt, hat eine solche Membran das Bestreben, den Unterschied zwischen den Konzentrationswerten zu verringern, und dieses Bestreben führt dazu, daß sich ein Strom des Lösungsmittreis von der schwächeren Lösung aus in Richtung auf die stärker konzentrierte Lösung bewegt. Das Auftreten einer solchen Strömung wird als Osmose bezeichnet.

Wenn man den Druck einer konzentrierten Lösung erhöht, läßt sich beobachten, daß sich der Mengenstrom verringert. Wenn man den Druck schrittweise steigert, erreicht man schließlich einen Druck, bei dem keine Strömung mehr auftritt. Dieser Druck, bei dem sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, wird als der osmotische Druck bezeichnet. Erhöht man den Druck über diesen osmotischen Druck hinaus, kehrt sich die Strömung des Lösungsmittels um. Diese Erscheinung wird als umgekehrte Osmose bezeichnet. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zum Durchführen einer solchen umgekehrten Osmose.

Man kann die Vorrichtung z.B. zum Entsalzen von Seewasser benutzen, und wenn dies geschieht, wird der die Membranen passierende Teil des Ausgangsfludes, d.h. das gewonnene Wasser, dem Verbrauch zugeführt, während der andere Teil, dvh. das Seewasser, das im Vergleich zu dem ursprünglich zugeführten Seewasser eine erhöhte Salzkonzentration aufweist, beseitigt wird. Jedoch ist es in manchen Fällen auch erwünscht, eine Lösung, eine Suspension oder eine Emulsion oder ein Gemisch aus solchen Stoffen stärker zu konzentrieren, und in diesen Fällen wird die die Membranen nicht passierende Phase der Verwendung zugeführt. Als Beispiel für einen solchen Anwendungsfall sei die Gewinnung von Obstsäften, genannt.

Man hat bereits versucht, die erwähnten Abstandsringe aus Metall Herzustellen, da ein solcher Werkstoff geeignet ist, dem Druck standzuhalten, der auf die Innenflächen der

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Abstandsringe durch das unter einem hohen Druck stehende Flud aufgebracht wird. Jedoch sind solche AbStandsringe ziemlich ko.stspielig, und wenn mit Hilfe der Vorrichtung eine ausreichende Produktionsleistung erzielt werden soll, kann die Vorrichtung z.B. drei Abschnitte umfassen, von denen jeder 5>0 Abstandsringe enthält. Wegen dieses Nachteils wurde bereits versucht, aus Kunststoff hergestellte Abstandsringe zu verwenden, doch hat es sich gezeigt, daß solche Hinge dem erhöhten Innendruck der Vorrichtung nicht standhalten. Vielmehr werden die Ringe gereckt bzw. aufgeweitet, so daß sich ihr Durchmesser vergrößert. Um eine solche Dehnung oder Reckung der Hinge auszugleichen bzw. zu vermeiden, hat man schon versucht, die gesamte Vorrichtung in einer Umschließung aus iStahl anzuordnen, die jedoch ebenfalls sehr kostspielig ist, und deren Verwendxinp zu Schwierigkeiten beim Abführen des Fludes führt, das die Membranen passiert und in die Membranträger einströmt.

Die Lrfinaung sieht nunmehr eine Vorrichtung vor, bei der jeder Abstandsring als Formstück ausgebildet ist, das mit der Führungsplatte zusammenhängt, welche zwischen den beiden durch den Abstandsring voneinander getrennt gehaltenen Membranen angeordnet ist, und bei der innerhalb des Abstandsrings ein Kranz von Löchern vorgesehen ist, die sich durch die Führungsplatte erstrecken. Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß jeder Abstandsrinr zusammen mit der zugehörigen Führungsplatte eine radähnliche Konstruktion bildet, bei der der Abstandsring die Felge des Rades und die Führungsplttte den Redkörper bildet. Es hat sich gezeigt, daß die durch den Radkörper ermöglichte Versteifung in radialer Richtung ausreicht, um jede übermäßige Änderung des Ringdurchmessers zu verhindern, wenn der Ring dem hohen !.-ruck des in der Vorrichtung zu behandelnden Fludes ausgesetzt wird, obwohl das Vorhandensein der sich innerhalb der l·elge bzw. des Abstandsrings in der Führungsplatte vorgesehenen Löcher zu einer

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gewissen Schwächung führt. Diese Löcher sind jedoch erforderlich, damit das Ilud von der Membran auf der einen Seite der Führungsplatte zu der Membran auf der anderen Seite der Führungsplatte gelangen kann.

Um einen Stapel von Filterelementen oder dergleichen miteinander zu verspannen, ist es bekannt, an jedem Ende des Stapels eine Stirnplatte anzuordnen und die Abmessungen dieser Stirnplatten so zu wählen, daß die Stirnplatten über den Umfang des Stapels hinausragen; Die vorspringenden Eänder der Stirnplatten sind mit Löchern versehen, so daß der Stapel mit Hilfe mehrerer sich längs der Außenfläche des Stapels erstreckender Zugschrauben verspannt werden kann. Ms jetzt wird die Anwendung einer solchen Konstruktion bei Vorrichtungen der hier in Frage kommenden Art als erforderlich betrachtet. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es dann, wenn bei einer Ausführungsform der Erfindung jeder Abstandsring auf seinen voneinander abgewandten Seiten mit in der Umfangsrichtung verlaufenden Wulsten oder dergleichen versehen ist, möglich ist, die Abstandsringe mit Hilfe von stirnseitig angeordneten Flanschen mit abdichtender Wirkung gegen die Membranen zu drücken, wobei diese Flansche mit Hilfe einer einzigen Schraube zusammengezogen werden, die sich zentral durch die Führungsplatten und die Membranen erstreckt, so daß sich eine einfache Konstruktion ergibt«

Es sei bemerkt, daß das zu behandelnde Flud längs jeder Führungsplatte abwechselnd nach außen und innen strömt und während jeder solchen radialen Strömung die der Führungsplatte zugewandten Membranen überstreicht, und daß sich die Strömungsrichtung des Fludes umkehrt, wenn das Flud die Löcher der Führungsplatte durchströmt. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Dicke der Führungsplatten von der zentralen Öffnung zum Aufnehmen der Spannschraube aus nach außen in Richtung auf den Abstandsring zunehmen. Wenn die Führungsplatte in allen ihren Teilen die gleiche Dicke

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hätte, würde das Flud wegen seiner radialen Strömungsrich- " tung abwechselnd zunehmende und wieder abnehmende Querschnitte durchströmen. Wenn man jedoch die Dicke der Führungsplatte in der erwähnten Weise variiert, kann man diese Tatsache mindestens teilweise ausgleiche , so daß die Geschwindugkeit, mit der das Flud über die Membranen strömt, im wesentlichen konstant gehalten werden kann. Man kann die Strömungsbedingungen weiter verbessern, wenn man gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung jede Führungsplatte zwischen dem Abstandsring und der zentralen Öffnung mit einem gewellten Querschnitt versieht.

Um das Entweichen des Fludes durch die zentrale Öffnung der Führungsplatte längs der Spannschraube zu verhindern, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Kante der zentralen öffnung auf der der Hauptströmungsrichtung zugewandten Seite als scharfe Schneide ausgebildet sein. In diesem Fall ergibt sich nur eine sehr schmale Berührungsfläche zwischen der zentral angeordneten Spannschraube und dem Rand der zentralen Öffnung, so daß bei einer engen Passung zwischen der Spannschraube und der zentralen Öffnung ein hoher spezifischer Berührungsdruck und damit auch die gewünschte Abdichtungswirkung erzielt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Randfläche im Bereich der Kante der zentralen Öffnung jeder Führungsplatte im Vergleich zu dem verbleibenden Teil der Führungsplatte eine geringere Dicke aufweisen, und in diesem bereich kann ein Satz von radial verlaufenden VorSprüngen vorg'esehen sein, durch die die Führungsringe für die Membranen und die zugehörigen durchlässigen Unterstützungen abgestützt werden; die Führungsringe haben einen V-förmigen Querschnitt, und ihr Innendurchmesser ist größer als der Durchmesser der zentralen Spannschraube.

Bei dieser Konstruktion kann das Flud jeweils von einer Membran zur nächsten Membran strömen, d.h. zwischen den

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Vorsprüngen einer Führungsplatte nach innen, durch die Spalte zwischen den Innenflächen der Führungsringe und der Außenfläche der Spannschraube und dann zwischen 'den Vorsprüngen der nächsten Führungsplatte nach außen. Gleichzeitig bewirken die Vorsprünge, daß die Führungsringe gegen die Membranen und die Membranen gegen die zugehörigen Unterstützungen gedrückt werden, so daß das Flud nicht um die Händer der Membranen herumströmen kann.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Membranunterstützungen an der zentralen öffnung mit einem massiven Hing versehen sein, dessen radiale Breite größer ist als die radiale Breite des radialen Flansches der Führungsringe. Hierdurch wird weiter dazu beigetragen, das Entweichen des Fludes, das anderenfalls in der erwähnten Weise möglich wäre, zu verhindern, da das Flud über die Flansche hinausragende Teile der Membranen gegen den ringförmigen Teil der massiven Ringe der ^embranunterstützungen drückt, die über die Flansche so hinausragen, daß die Membranen gegen die massiven Hinge der Membranunterstützungen gedrückt werden und die Membranen daher als Dichtungen zur Wirkung kommen.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1A, 1B und 10 zeigen jeweils in einem axialen Schnitt eine Hälfte einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei jedoch nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile dargestellt sind.

Fig. 2 ist ein axialer Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung, bei der die verschiedenen Bauteile der Deutlichkeit halber-auf einer zentralen Spannschraube der Vorrichtung in größeren Abständen voneinander dargestellt sind.

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Fig. 3 zeigt einen Teil einer mit einem Abstandsring kombinierten Führungsplatte für die Vorrichtung nach Fig. 1A bis 10.

Fig. 4 ist ein vergrößerter Teilschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.

Fig. 5 und 6 zeigen Ausschnitte der Darstellung in Fig. 4 in einem noch größeren Maßstab.

Fig. 7 zeigt eine Hälfte einer Llembrantragplatte für die Vorrichtung nach Fig. 1A bis 10.

Fig. 8 zeigt im Grundriß in einem größeren Maßstab einen Teil der Tragplatte nach Fig. 7·

Fig. 9 zeigt die Rückseite des in Fig. 8 dargestellten Teils der Lembrantragplatte nach Fig. 7·

In den Zeichnungen erkennt nii-n eine SpannschraToe bzw. einen Gewindebolzen, auf den Zugkräfte mit Hilfe von Muttern 2 und 3 aufgebracht werden können, die auf die beiden runden des Gewindebolzens aufpeschraubt werden. An der Inneren Stirnfläche jeder der Muttern 2 und 3 liegt ein Stirnflansch oder Ring 4 bzw. 5 an. Jeder dieser Stirnflansche bringt die Spannkraft auf einen Zwischenflanech 6 bzw. 7 auf. Auf dem

Gewinde- oder Spannbolzen sind zwei weitere Zwischenflansche 8 und 9 angeordnet, und zwischen je zwei der Zwischenflansche liegt ein Teil oder Abschnitt der Vorrichtung. Jeder Abschnitt umfaßt einen Stapel aus 50 radähnlichen Scheiben 10, zwischen denen ebenfalls scheibenförmige I«iembranträger 11 angeordnet sind. Wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich, ist auf jeder Seite jedes Eembrantragers 11 ein scheibenförmiges Filterpapierblatt 12 angeordnet, und in Anlage an jedem Filterpapierblatt 12 ist eine halbdurchlässige Llembran 13 vorgesehen, die ebenfalls scheibenförmig ist.

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In Fig. 1A bis 10 sind von jedem Abschnitt der Vorrichtung jeweils nur vier Scheiben 10 dargestellt, und es sei bemerkt, daß die nicht gezeigten Scheiben zwischen den dargestellten Scheiben angeordnet sind.

Der Zwischenflansch 7 ist mit einem Einlaßkanal 15 mit einem Gewindebohrungsabschnitt 16 zum Anschließen einer Druckleitung zum Zuführen des zu behandelnden Fludes zu dem betreffenden Teil der Vorrichtung versehen» Der Zwischenflansch 9 weist einen entsprechenden Auslaßkanal 17 zum Anschließen einer Entnahmeleitung für das konzentrierte Flud auf. !Ferner ist ein nicht in der Zeichenebene liegender, dem Einlaßkanal 15 entsprechender Einlaßkanal in dem Zwischenflansch 9 ausgebildet, damit das unter Druck stehende Flud dem mittleren Teil der Vorrichtung zugeführt werden kann. Der Zwischenflansch 8 weist einen dem Auslaßkanal 17 des Zwischenflansches 9 entsprechenden Auslaßkanal 18 und einen nicht dargestellten, dem Einlaßkanal 15 des Zwischenflansches 7 entsprechenden Einlaßkanal auf. Dieser nicht dargestellte Einlaßkanal speist den dritten Teil der Vorrichtung, und schließlich ist der Zwischenflansch 6 mit einem den Auslaßkanälen 17 und 18 entsprechenden Auslaßkanal 19 versehene

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die drei Teile oder Abschnitte der Vorrichtung parallelgeschaltet sind.

Jede der Scheiben 10 ist als einteiliges Spritzformteil aus Kunststoff hergestellt, und gemäß Fig. 3 bis 6 umfaßt jede Scheibe einen äußeren Ring 22, der der Felge eines Rades ähnelt. Der Ring 22 ist in Fig. 5 im Querschnitt in einem größeren Laßstab dargestellt. An den inneren Rand des Rings 22 schließt sich eine Führungsplatte 23 an, die einen Radkörper bildet und nahe ihrem äußeren Rand mit mehreren auf einem Kreis liegenden, in Umfangsabständön verteilten Löchern 24 versehen ist. In ihrer Mitte weist die Führungsplatte 23 eine gemäß Fig. 4 durch eine dünne Lippe 25 abge-

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grenzte öffnung mit einer scharfen Kante 26 auf, welch letztere bei der zusammengebauten Vorrichtung mit dem zentralen Spannbolzen 1 in Berührung steht. Die Lippe 25 trägt auf einem Kreis in Umfangsabständen verteilte Vorsprünge 27» die Durchlässe 28 für das Flud abgrenzen. Die oberen Flächen der Vorsprünge 27 stehen allgemein in Fluchtung mit den Flachseiten der betreffenden Führungsplatte 23«

Wie erwähnt, ist ein Membranträger 11 zwischen je zwei Scheiben 10 angeordnet, und Jeder ^embranträger 11 und die den Membranträgern benachbarten Filterpapierblätter 12 und die Membranen 13 werden gemäß Fig. 2 an dem Rändern ihrer zentralen öffnungen von zwei Führungsringen 30 und 31 umschlossen. Der Innendurchmesser dieser Führungsringe ist größer als der Durchmesser des zentralen Spannbolzens 1. Wenn die Teile der Vorrichtung miteinander verspannt sind, sind daher Durchflußspalte 32 am Umfang des Spannbolzens und auf der Innenseite von axial verlaufenden Flanschen 33 der Führungsringe 30 und 31 vorhanden. Bei der Betriebsstellung der !'eile der Vorrichtung liegen die Vorsprünge 27 der Scheiben 10 an den radial verlaufenden Flanschen der Führungsringe an, so daß die Führungsringe die inneren Ränder der Membranen und der Filterpapierblätter gegen die inneren Ränder der Membranträger 11 drücken.

Eine Hälfte einer Platte für einen Membranträger ist in Fig. 7 dargestellt. Die Platte ist aus einem Kunststoff geformt und weist gemäß Fig. 8 auf ihrer einen Seite sehr schmale Schlitze 35 auf, die im Querschnitt V-förmig sind, so daß sie auf der anderen Seite der Platte um ein Mehrfaches breiter sind, wie es in Fig. 9 durch die Strecke a angedeutet ist. Die gemäß Fig. 8 und 9 durch die Schlitze abgegrenzten Lamellen 36 sind gemäß Fig. 7 durch Versteifungsrippen 37 verbunden, deren obere Flächen in Fluchtung mit der in Fig. 8 gezeigten Seite der Platte stehen, und deren Dicke kleiner ist als die Dicke der Platte, so daß die

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unteren Flächen der Rippen gegenüber der in Fig. 9 gezeigten Flachseite der Platte nach unten bzw. innen versetzt sind, wie es in Fig. 9 bei 38 angedeutet ist. Zwei der in Fig. 7 bis 9 dargestellten Platten bilden zusammen einen Membran- · träger 11, wobei die Platten so aufeinander gelegt sind, daß die breiten Öffnungen der Schlitze 35 einander zugewandt sind und die Schlitze der beiden Platten nahezu im rechten Winkel zueinander verlaufen. Somit sind die schmalen Öffnungen der Schlitze 35 nach außen gerichtet, und daher bilden die einander entsprechenden Flachseiten der zweiteiligen Platte einen Träger für zwei ihnen zugeordnete Filterpapierblätter 12 und zwei Membranen 13. Somit wird jede Membran durch die breiten Lamellen 36 zuverlässig abgestützt, und die Membranen überbrücken nur die engen Schlitze 35·

Jede Membrantragplatte weist im Bereich ihrer zentralen Öffnung für den Spannbolzen 1 einen massiven Eing auf, und wenn zwei solche Platten zusammengefügt werden, um in der beschriebenen Weise einen ^embranträger zu bilden, sind die massiven Ringe gleichachsig und aufeinander liegend angeordnet. In Fig. 1A bis 1C und in Fig. 2 ist jeder ^embranträger der Deutlichkeit halber als einstückiges Bauteil dargestellt, doch sei erneut bemerkt, daß jeder ¹^ emb ranträger zwei der vorstehend beschriebenen Platten umfaßt. Entsprechend sind die beiden massiven Ringe jedes Membranträgers in Fig. 2 jeweils durch ein einziges schraffiertes Rechteck 40 angedeutet. Der Innendurchmesser dieser massiven Ringe entspricht allgemein dem Außendurchmesser der axial verlaufenden Flansche 33 der Führungsringe 30 und 31» so daß die Führungsringe die massiven Ringe beim Verspannen der Teile der Vorrichtung umschließen. Außerdem drücken die radialen Flansche der Führungsringe 30 und 31 die inneren Ränder der Membranen 13 und der Filterpapierblätter 12 gegen die massiven Ringe der Membranträger, Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die massiven Ringe der Membranträger etwas breiter sind als die radialen Flansche der Führungsringe 30 und 31· Daher ragt

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ein in der Umfangsrichtung verlaufender ringförmiger Abschnitt jedes massiven Rings nach dem Verspannen der Teile der Vorrichtung über die radialen Flansche der Führungsringe 30 und 31 radial nach außen hinaus, und infolgedessen drückt der auf die Außenflächen der Membranen 13 wirkende Druck des Fludes die Membranen gegen die radial vorspringenden Teile der massiven Ringe. Daher wirkt der ringförmige Abschnitt jeder Membran, der dem vorspringenden Teil eines massiven Rings des Membranträgers 11 benachbart ist, als Dichtung, um das Entweichen des Fludes an dieser Stelle zu verhindern.

Gemäß Fig. 2 ist der äußere Ringabschnitt 22 jeder Scheibe 10 auf beiden Seiten mit zwei auch aus Fig. 5 ersichtlichen kreisrunden Wulsten 42 versehen. Wenn die Teile der Vorrichtung miteinander verspannt werden, werden die äußeren Ränder der membranen 13 gegen die äußeren Teile der kembranträger 11 gedrückt, die gemäß Fig. 7 in der gleichen Weise wie die inneren Teile der foembranträger als massive Ringe 43 ausgebildet sind. Wegen des durch die Wulste 42 hervorgerufenen hohen Flächeneinheitsdrucks wird an dieser Stelle eine ausreichende Abdichtung gegen das Entweichen des Fludes erzielt.

Wie erwähnt, werden die drei Teile der Vorrichtung in

axialer Richtung zusammengehalten bzw. miteinander verspannt, um die erforderliche Dichtungswirkung an den äußeren und inneren Rändern der Membranen mit Hilfe der Dichtungswulste 42 und der Führungsringe an den massiven Abschnitten der Membranträger herbeizuführen. Der zur Erzielung dieser Dichtungswirkung benötigte axiale Druck wird durch die beiden Lluttern 2 und 3 aufgebracht. Zunächst wird die Vorrichtung mit Hilfe einer bekannten Einrichtung verspannt, die in Fig. 1C mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Nachdem der Stirnflansch 4 und die zugehörige Mutter 2 in der aus Fig. 1A ersichtlichen Weise angeordnet worden sind, wird gemäß Fig. 1C ein

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Jochteil 50 auf das äußere Ende des Spannbolzens 1 aufgeschraubt. Auf dem radial über den Stirnflansch 5 hinausragenden Teil des Zwischenflansches 7 wird dann ein Hingkolben 52 angeordnet, der in einem ringförmigen Zylinder 53 in einem ringförmigen Teil 54- eines hydraulischen Stößels arbeitet, und ein Mruckring 45 wird zwischen dem Stößel 54 und dem Jochteil 50 vorgesehen. Durch Zuführen eines hydraulischen Druckmittels zu dem ringförmigen Zylinder 53 wird der Spannbolzen 1 gereckt, so daß man die Mutter 3 anziehen kann, um den Stirnflansch 50 in feste Anlage an dem Zwischenflansch 7 zu bringen. Nach dem Entfernen der hydraulischen Montagevorrichtung bleibt die auf den Spannbolzen 1 aufgebrachte Zugspannung nahezu vollständig erhalten.

Es sei bemerkt, daß jeder der drei Teile der Vorrichtung auf ähnliche Weise arbeitet. Daher dürfte es genügen, die Wirkungsweise nur eines dieser Teile zu erläutern.

Die zu behandelnde Flüssigkeit, die der Vorrichtung über einen der Einlaßkanäle, z.B. den Einlaßkanal 15» zugeführt wird, fließt von dem Einlaßkanal aus zu dem Ringraum zwischen der inneren Stirnfläche des ZwischenJlansches und der benachbarten Flachseite der ersten Scheibe 10. Dieser Ringraum ist dadurch abgegrenzt, daß der äußere Ringabschnitt 22 der Scheibe 10 als Abstandsring wirkt und seine Dicke größer ist als die Dicke des Führungsplattenabschnitts 23 der Scheibe. Die Flüssigkeit verteilt sinh in dem Ringraum und strömt von ihm aus durch die Löcher 24 zur anderen Seite dieser ersten Führungsplatte. Danach strömt die Flüssigkeit längs der Außenfläche der benachbarten Membran 13 nach innen, . dann über die zwischen den Vorsprüngen 27 verlaufenden radialen Kanäle 28 zu den Spalten 52 zwischen den Innenkanten der beiden Führungsringe 30, 31 und dem Spannbolzen 1 und dann zwischen den Vorsprüngen 27 der nächsten Scheibe hindurch radial nach außen und radial längs der nächsten Membran und ebenfalls nach außen. Der Strömungsweg der Flüssigkeit

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ist in Fig. 2 durch eine mit Pfeilen versehene mäanderförmige Linie angedeutet.

Da die Flüssigkeit unter einem hohen Druck steht und die Innenräume der Membranträger 11 mit der Umgebung in Verbindung stehen, bildet sich zwischen beiden Seiten jeder Membran ein Druckunterschied aus, so daß der für die Durchführung der gewünschten umgekehrten Osmose benötigte Druck zur Verfügung steht. Die die Membranen passierende Flüssigkeit wird gemäß Fig. 7 i*¹ einem ringförmigen Kanal 44 längs des äußeren Randes des Membranträgers gesammelt und aus diesem Kanal durch eine radiale Bohrung 45 abgeführt, die sich durch den Ring 43 des zusammengesetzten Membranträgers erstreckt.

Wenn die Flüssigkeit von innen nach außen strömt, passiert sie radial nach außen divergierende Strömungswege oder Querschnitte. Wenn man die Führungsplatte 23 der Scheibe 10 so ausbildet, daß ihre Dicke von ihrer Mitte aus in Richtung nach außen zunimmt, wird die axiale Breite des Strömungsweges zunehmend kleiner, und hierdurch wird die erwähnte radiale Divergenz mindestens in einem gewissen Ausmaß ausgeglichen. Wenn die Führungsplatten so ausgebildet sind, tritt die Flüssigkeit nach dem Passieren der Löcher 24 in einen Strömungsweg ein, der in axialer Richtung eine kleine Abmessung und in der radialen Richtung eine große Abmessung hat, und der Flüssigkeitsstrom passiert auf seinem Wege von außen zur Mitte Strömungswegabschnitte, deren radiale Abmessungen sich verkleinern, während sich ihre axiale Breite vergrößert. Daher ist es möglich, eine gleichmäßige und hohe Strömungsgeschwindigkeit längs der Membranen zu erzielen, so daß sich eine vorteilhafte Wirbelbewegung ausbildet. Um die Entstehung dieser Wirbelbewegung noch zu fördern, können die Führungsplatten 23 der Scheiben auf beiden Seiten mit konzentrischen Wellungen versehen sein, die Erhöhungen 60 und Vertiefungen 61 umfassen, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.

Patentansprüche; 009819/U22

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Unterteilen eines Fludes in zwei Teilmengen, die im Vergleich zu dem Ausgangsflud eine größere bzw. eine kleinere Menge eines bestimmten Bestandteils enthalten, wobei das unter Druck stehende Flud über halbdurchlässige, auf durchlässigen Trägern angeordnete Membranen geleitet wird, wobei die Membranen paarweise angeordnet sind, wobei jeweils zwei Paare von hiembranen durch einen Abstandsring im gewünschten Abstand voneinander gehalten sind, und wobei zwischen je zwei benachbarten Membranpaaren eine Führungsplatte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abstandsring (22) als einstückiges Formteil zusammen mit der Führungsplatte (23) ausgebildet und zwischen zwei ^Membranpaaren (13) angeordnet ist, die durch den Abstandsring im gewünschten Abstand gehalten sind, und daß die Führung splat te auf der Innenseite des Abstandsrings mit einem Kranz von durchgehenden Löchern (24) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abstandsring (22) auf seinen voneinander abgewandten Stirnflächen mit sich in der Umfangsrichtung erstreckenden Wulsten (42) versehen ist, daß die Abstandsringe durch Stirnflansche (4, 5) mit abdichtender ⁱ Wirkung gegen die Membranen (13) gedrückt werden, und daß die Stirnflansche gegeneinander mit Hilfe eines einzigen Spannbolzens (1) verspannt sind, der sich zentral durch die Führungsplatten (23) und die Membranen erstreckt.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Führungsplatten (23) von der zentralen öffnung zum Aufnehmen des Spannbolzens (1) aus nach außen in Richtung auf den Abstandsring (22) zunimmt.

4·. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß Jede Führungsplatte (2J) zwischen dem Abstandsring (22) und der zentralen Öffnung einen auf beiden Seiten gewellten Abschnitt (60, 61) umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (26) der zentralen öffnung jeder Führungsplatte (23) auf der der Hauptströmungsrichtung zugewandten Seite eine scharfe Schneide bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich längs des Randes (26) der zentralen Öffnung jeder Führungsplatte (23) erstreckender Randabschnitt (25) im Vergleich zum verbleibenden Teil der Führungsplatte eine geringere Dicke hat und auf jeder Seite einen Kranz von radial verlaufenden Vorsprüngen (27) trägt, daß Führungsringe (30» 31) für die Membranen (13) und die durchlässigen Itlembranträger (11) vorgesehen sind, die einen L-förmigen Querschnitt haben und auf den Kränzen von Vorsprüngen angeordnet sind, und daß der Innendurchmesser der Führungsringe größer ist als der Durchmesser des zentralen Spannbolzens (1).

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ^embranträger (11) an ihren zentralen öffnungen jeweils einen massiven Ring (40) umfassen, dessen radiale Breite größer ist als die Breite der radial verlaufenden Schenkel der Führungsringe (30, 31).

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