DE20120838U1

DE20120838U1 - Filtrationsvorrichtung

Info

Publication number: DE20120838U1
Application number: DE20120838U
Authority: DE
Original assignee: QUATTROFLOW FLUID SYSTEMS GmbH
Current assignee: QUATTROFLOW FLUID SYSTEMS GmbH
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2011-12-28
Also published as: WO2003055579A2; WO2003055579A3; EP1458464A2

Description

&ngr; PATENTANWÄLTE

FIEDLER & OSTERMANN. Heiligenbreite 7. D-37176 Nörten-Hardenberg DR. JÜRGEN FIEDLER

Dipl.-Ing. · Nörten-Hardenberg

THOMAS OSTERMANN

Dipl.-Ing. · Paderborn

Antwort bitte nach / please reply to:

Heiligenbreite 7, OT Angerstein
D-37176 Nörten-Hardenberg

Telefon: O 5503/91 50 00
Telefax: 0 5503/91 50 01
email: Dr.Fiedler@t-online.de

Anmelder: Quattroflow Fluid Systems GmbH
Anwaltsakte: G-QUA 11

Filtrationsvorrichtung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Filtrationsvorrichtung, insbesondere für großformatige Membrankassetten, die auf einer Seite einer Verteilerplatte anordenbar sind, die einen Speiseanschluss für ein zu filtrierendes Medium, einen Retentatanschluss für ein abzuführendes Retentat und mindestens einen Filtratan-Schluss für ein abzuführendes Filtrat aufweist, mit einer Halterung und einer Einspannplatte.

Filtrationsvorrichtungen, insbesondere für großformatige Membrankassetten (z.B. 50 &khgr; 30 cm) werden in der Ultrafiltration und in der Mikrofiltration von Flüssigkeiten eingesetzt. Großformatige Membrankassetten werden dabei in der Regel einer Verteilerplatte benachbart und mit Hilfe einer Halterung zwischen zwei Einspannplatten eingespannt bzw. zusammengepresst. Die Verteilerplatte und die Einspannplatten sind dabei aus Metall bzw. Stahl ausgebildet. Die Verteilerplatte weist dabei Anschlüsse für das zu filtrierende Medium und Anschlüsse für das Filtrat bzw. Permeat sowie bei der Ultrafiltration Anschlüsse für das Retentat bzw. Konzentrat auf. Zur Verbindung mit den

hintereinander schaltbaren bzw. stapelbaren Membrankassetten weist die Verteilerplatte in ihrem Inneren Kanäle auf, die mit den Anschlüssen verbunden sind. Eine solche Filtrationsvorrichtung ist z.B. als Maxisette 25 der Fa. PaIl Filtron bekannt.

Nachteilig dabei ist, dass die Verteilerplatte wegen der Kanäle in ihrem Inneren eine relativ große Stärke bzw. Dicke aufweisen muss, was zu einem relativ großen Volumen mit entsprechendem Gewicht führt.

Weiterhin ist aus der US 4,715,955 eine Filtrationsvorrichtung bekannt, bei der die Verteilerplatte gleichzeitig als eine Einspannplatte ausgebildet ist. Derartige Vorrichtungen werden in der Regel für kleinere Membrankassetten verwendet. Aber auch diese Verteilerplatte hat den Nachteil, dass sie relativ großvolumig und schwer ist. Gleichzeitig ist der Herstellungsaufwand derartiger Verteilerplatten hoch, so dass diese relativ teuer sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Filtrationsvorrichtungen so zu verbessern, dass ihre Verteilerplatten ein kleineres Volumen und damit ein geringeres Gewicht aufweisen und kostengünstiger hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass die Verteilerplatte als eine ebene Platte ausgebildet ist an deren den Membrankassetten abgewandter Unterseite die Anschlüsse über Anschlusskörper mit der Verteilerplatte verbindbar sind, dass die Anschlusskörper einen Leitungskanal aufweisen, und dass der jeweilige Leitungskanal der Anschlusskörper mit quer zur Verteilerplatte angeordneten Leitungsbohrungen der Verteilerplatte verbunden ist, die mit entsprechenden Leitungsöffnungen der Membrankassette korrespondieren.

Dadurch, dass die Filtrationsvorrichtung neben der Verteilerplatte nur eine Einspannplatte aufweist, wird das Gewicht einer zweiten Einspannplatte eingespart.

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Dadurch, dass die Verteilerplatte an ihrer Außenseite Anschlüsse aufweist, die über Leitungskanäle aufweisende Anschlusskörper mit der Verteilerplatte verbindbar sind, kann die Stärke der Verteilerplatte reduziert werden, so dass das Volumen und damit das Gewicht der Verteilerplatte erheblich verringert wird. Durch die außenliegenden Leitungskanäle kann zudem der Fertigungsaufwand und damit die Herstellkosten verringert werden. Gleichzeitig bilden die Anschlusskörper eine Art Versteifung der Verteilerplatte.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Halterung eine Mehrzahl von Verbindungsstangen auf, über die die Verteilerplatte mit der Einspannplatte so verbindbar ist, dass die Membrankassetten zwischen Verteilerplatte und Einspannplatte einspannbar sind. Die Einspannplatte weist dabei quer zu ihrer Längsrichtung mindestens eine Verstärkung auf, die mit zwei einander gegenüberliegenden Verbindungsstangen gegen die Einspannplatte pressbar ist.

Durch die Verstärkung kann auch die Einspannplatte relativ dünnwandig und damit volumen- und gewichtsarm ausgebildet werden. Die Verstärkungen sind quer zur Längsrichtung der einspannplatte angeordnet. Es ist aber auch möglich die Verstärkungen in Längsrichtung oder diagonal, beispielsweise als eine Art Diagonalkreuz anzuordnen. Die Verstärkung von der Einspannplatte zu trennen, hat den Vorteil einer einfachen kostengünstigen Fertigung. Es ist aber auch möglich, die Verstärkung fest mit der Einspannplatte zu verbinden oder anzuformen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der mit dem Speiseanschluss verbundene Anschlusskörper als Feed-Verteiler bzw. Speiseverteiler ausgebildet. Der mit dem Retentatanschluss verbundene Anschlusskörper ist als ein Retentat-Sammler ausgebildet. Die mit den Filtratanschlüssen verbundenen Anschlusskörper sind dabei als Filtrat-Sammler ausgebildet.

Durch die Ausbildung der Anschlusskörper als Verteiler bzw. als Sammler lässt sich das gesamte Verteilungssystem nebst Anschlüssen einfach und kostengünstig an die Verteilerplatte ansetzen.
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Nach einer weiteren bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sind die Filtrat-Sammler den einander gegenüberliegenden Stirnseiten der Verteilerplatte benachbart. Der Retentat-Sammler und der Feed-Verteiler sind den einander gegenüberliegenden Längsseiten der Verteilerplatte benachbart. Die Anschlusskörper wirken dabei zugleich als eine Art Versteifungs- bzw. Verstärkungsrahmen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigen:
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Figur 1: Eine Draufsicht auf eine Filtratiorisvorrichtung ohne Verstärkung,

Figur 2: eine Seitenansicht der Filtrationsvorrichtung von Fig. 1 entlang der Linie II - II geschnitten mit Ver

stärkung und

Figur 3: eine Seitenansicht der Filtrationsvorrichtung von Fig. 1 entlang der Linie III - III geschnitten mit Verstärkung.

Eine Filtrationsvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Verteilerplatte 1, Membrankassetten 2, einer Einspannplatte 3 und einer Halterung 4.
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Die Halterung 4 besteht aus zwölf Verbindungsstangen 5, über die die Verteilerplatte 1 mit der Einspannplatte 3 verbunden wird. Je nach zu filtrierendem Volumen werden, beispielsweise

vier Membrankassetten 2 zwischen Verteilerplatte 1 und Einspannplatte 3 angeordnet, wobei über die Verbindungsstangen 5 die Einspannplatte 3 gegen die Membrankassetten 2 und die Verteilerplatte 1 gepresst wird.

Die Verteilerplatte 1 weist quer zu ihrer Längsachse 6 einer ersten Stirnfläche 7 und einer gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche 8 benachbart jeweils eine Reihe von sieben Leitungsbohrungen 9 auf, die mit entsprechenden Leitungsöffnungen der Membrankassetten 2 korrespondieren. Über die Leitungsbohrungen 9 wird das von den Membrankassetten 2 gefilterte Filtrat 36 bzw. Permeat abgeführt. Einer Längsfläche 10 benachbart weist die Verteilerplatte 1 eine Reihe von fünfzehn Leitungsbohrungen 11 zur Zuführung des zu filtrierenden Mediums 12 auf.

Die Leitungsbohrungen 11 korrespondieren mit entsprechenden Leitungsöffnungen der Membrankassetten 2. An der der ersten Längsfläche 10 gegenliegenden zweiten Längsfläche 13 benachbart weist die Verteilerplatte 1 eine Reihe von fünfzehn Leitungsbohrungen 14 auf, die mit entsprechenden Leitungsöffnungen der Membrankassetten 2 korrespondieren. Über die Leitungsbohrungen 14 wird das Konzentrat bzw. Retentat 15 abgeführt.

An der den Membrankassetten 2 abgewandten Unterseite 16 der Verteilerplatte 1 werden die den Stirnflächen 7, 8 benachbarten Leitungsbohrungen 9 jeweils von einem Anschlusskörper 17 so abgedeckt, dass sie in den Leitungskanal 18 münden. Die Anschlusskörper 17 sind als Filtrat-Sammler 19 ausgebildet, der an seiner tiefsten Stelle einen Anschluss 20 aufweist, der als Filtratanschluss ausgebildet ist.

Den der ersten Längsfläche 10 benachbarten Leitungsbohrungen 11 ist an der Unterseite 16 ein Anschlusskörper 21 zugeordnet, der als Feed-Verteiler 22 ausgebildet ist und zur Zuführung bzw. Verteilung des zu filtrierenden Mediums 12 dient. Der Feed-Verteiler weist einen Anschluss 23 auf, der als Speiseanschluss ausgebildet ist. Während die der ersten Längsfläche 10 zugeordneten Leitungsbohrungen 11 in den Leitungskanal 24 des Feed-Verteilers 22 münden, enden die der zweiten Längsfläche 13 be-

nachbarten Leitungsbohrungen 14 in dem Leitungskanal 25 eines Anschlusskörpers 26, der als Retentat-Sammlers 27 ausgebildet ist. Der Retentat-Sammler 27 weist entsprechend einen Anschluss

28 auf, der als Retentatanschluss ausgebildet ist.
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Die Anschlusskörper 17, 21, 26 werden mit Hilfe von Schrauben

29 an der Unterseite 16 der Verteilerplatte 1 verschraubt.

Die den Längsflächen 10, 13 zuzuordnenden Verbindungsstangen 5 sind als feste Verbindungsstangen 30 ausgebildet und werden mit ihren der Verteilerplatte 1 zugewandten unteren Enden 31 fest mit der Verteilerplatte 1 verschraubt.

Zur Bestückung der Filtrationsvorrichtung mit Membrankassetten 2 werden auf der der Unterseite 16 abgewandten Oberseite 32 der Verteilerplatte 1 die anzuordnenden Membrankassetten 2 gestapelt und so angeordnet, dass ihre nicht weiter dargestellten Leitungsöffnungen mit den Leitungsbohrungen 9, 11, 14 korrespondieren. Anschließend wird die Einspannplatte 3 über die festen Verbindungsstangen 30 aufgesetzt. Über jeweils zwei einander gegenüberliegende feste Verbindungsstangen 30 wird eine Verstärkung 37 gesteckt und über Muttern 33, die auf die oberen Enden 34 der festen Verbindungsstangen 30 aufgeschraubt werden, in Richtung der Verteilerplatte 1 gepresst bzw. gespannt. Anschließend erfolgt ein weiteres Verspannen über lose Verbindungsstangen 35, die durch entsprechende Öffnungen der Verteilerplatte 1 und Einspannplatte 3 gesteckt und mit Muttern 33 festegeschraubt werden. Zum Auswechseln der Membrankassetten 2 erfolgt eine Demontage in umgekehrter Reihenfolge.

Auf eine Darstellung von Hilfseinrichtungen, wie Armaturen, Pumpen etc. wurde verzichtet.

Claims

1. Filtrationsvorrichtung insbesondere für großformatige Membrankassetten, die auf einer Seite einer Verteilerplatte anordenbar sind, die einen Speiseanschluss für ein zu filtrierendes Medium, einen Retentatanschluss für ein abzuführendes Retentat und mindestens einen Filtratanschluss für ein abzuführendes Filtrat aufweist, mit einer Halterung und einer Einspannplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerplatte (1) als eine ebene Platte ausgebildet ist an deren den Membrankassetten (2) abgewandter Unterseite (16) die Anschlüsse (20,23, 28) über Anschlusskörper (17, 21, 26) mit der Verteilerplatte (1) verbindbar sind, dass die Anschlusskörper (17, 21, 26) einen Leitungskanal (18, 24, 25) aufweisen, und dass der jeweilige Leitungskanal (18, 24, 25) der Anschlusskörper (17, 21, 26) mit quer zur Verteilerplatte (1) angeordneten Leitungsbohrungen (9, 11, 14) der Verteilerplatte (1) verbunden ist, die mit Leitungsöffnungen der Membrankassetten (2) korrespondieren.

2. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (4) eine Mehrzahl von Verbindungsstangen (5) aufweist, über die die Verteilerplatte (1) mit der Einspannplatte (3) so verbindbar ist, dass die Membrankassetten (2) zwischen Verteilerplatte (1) und Einspannplatte (3) einspannbar sind.

3. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannplatte (3) quer zu ihrer Längsrichtung mindestens eine Verstärkung (37) aufweist.

4. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannplatte (3) zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Verstärkungen (37) aufweist.

5. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung (37) fest mit der Einspannplatte (3) verbunden ist.

6. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkung (37) mit zwei einander gegenüberliegenden Verbindungsstangen (5) gegen die Einspannplatte (3) pressbar ist.

7. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Speiseanschluss (23) verbundene Anschlusskörper (21) als ein Feed-Verteiler (22) ausgebildet ist.

8. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Retentatanschluss verbundene Anschlusskörper (26) als ein Retentat-Sammler (27) ausgebildet ist.

9. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Flitratanschlüssen verbundenen Anschlusskörper (17) als Filtrat-Sammler (19) ausgebildet sind.

10. Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtrat-Sammler (19) einander gegenüberliegenden Stirnflächen (7, 8) der Verteilerplatte (1) benachbart sind.

11. Filtrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Retentat-Sammler (27) und der Feed-Verteiler (22) einander gegenüberliegenden Längsflächen (10,13) der Verteilerplatte (1) benachbart sind.