DE20300546U1

DE20300546U1 - Modul zum Aufbau eines Membranfilters

Info

Publication number: DE20300546U1
Application number: DE20300546U
Authority: DE
Original assignee: Puron AG
Current assignee: Koch Membrane Systems GmbH
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2013-01-18

Abstract

Modul zum Aufbau eines Membranfilters, bestehend aus
einem Formkörper (1) mit einem Permeatsammelraum (2) und einem Anschlussende (3) für ein Filterelement (4) und
einem Filterelement (4) mit einem Faserbündel (5) aus Kapillarmembranen (6), die mit einem offenen Ende in ein Kopfstück (7) eingegossen sind,
wobei das Kopfstück (7) fest oder lösbar mit dem Anschlussende (3) des Formkörpers (1) verbunden ist, der mantelseitig zwei Öffnungen (8) für eine Durchströmung des Permeatsammelraumes aufweist und wobei der Permeatsammelraum (2) Strömungseinbauten (10) enthält, die bei einer Spülung des Permeatsammelraumes (2) mit einer den Permeatsammelraum (2) durchströmenden Flüssigkeit eine Flüssigkeitsüberströmung der offenen Enden der Kapillarmembranen mit Kopfstück (7) fördern.

Description

Die Erfindung betrifft ein Modul zum Aufbau eines Membranfilters. Modul bezeichnet eine kleine, funktionsfähige Einheit des Membranfilters. Durch Zusammenschalten mehrerer Module ergeben sich Membranfilter mit variabel festlegbarer Filterfläche.
Aus DE 100 45 227 C1 ist ein Membranfilter für die Wasseraufbereitung mit einem Faserbündel aus Kapillarmembranen bekannt. Das Membranfilter weist ein Kopfstück auf, das einen Permeatsammelraum mit einem Permeatablauf besitzt. Die Kapillarmembranen sind mit einem offenen Ende zum Permeatsammelraum in das Kopfstück eingegossen und an ihrem anderen Ende geschlossen. Das Kopfstück enthält einen Luftkanal, an den ein in das Faserbündel ragendes Mundstück mit mindestens einer Luftaustrittsöffnung angeschlossen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Modul zum Aufbau eines Membranfilters anzugeben, das mit identisch ausgebildeten Einheiten variabel zu Membranfiltern unterschiedlicher Größe verbunden werden kann. Dabei soll auch bei einer Zusammenschaltung einer großen Zahl von Modulen eine Spülung des Permeatsammelraumes und eine wirkungsvolle Rückspülung der Membranflächen möglich sein.
Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein Modul zum Aufbau eines Membranfilters, bestehend aus
einem Formkörper mit einem Permeatsammelraum und einem Anschlussende für ein Filterelement und
einem Filterelement mit einem Faserbündel aus Kapillarmembranen, die mit einem offenen Ende in ein Kopfstück eingegossen sind,
wobei das Kopfstück fest oder lösbar mit dem Anschlussende des Formkörpers verbunden ist, der mantelseitig zwei Öffnungen für eine Durchströmung des Permeatsammelraumes aufweist und wobei der Permeatsammelraum Strömungseinbauten enthält, die bei einer Spülung des Permeatsammelraumes mit einer den Permeatsammelraum durchströmenden Flüssigkeit eine Flüssigkeitsüberströmung der offenen Enden der Kapillarmembranen im Kopfstück fördern. Die mantelseitigen Öffnungen sind von Verbindungsflanschen begrenzt, an die identisch ausgebildeten Module anschließbar sind. Die Module können an ihren Verbindungsflanschen beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen direkt miteinander verbunden werden. Dadurch lässt sich ein Permeatsammelraum mit einer großen und beliebig festlegbaren Zahl von Faserbündeln bilden. Erfindungsgemäß ist der Permeatsammelraum durchströmbar und kann in eine Kreislaufleitung eingebunden werden. Insbesondere besteht die Möglichkeit, den Permeatsammelraum eines aus mehreren Modulen aufgebauten Membranfilters wirkungsvoll zu spülen. Dabei sorgen die Strömungselemente der Module dafür, dass die Kopfstücke der Filterelemente mit den darin einmündenden offenen Enden der Kapillarmembranen überströmt werden. Verschmutzungen an den Kopfstücken, welche die Funktion des Membranfilters beeinträchtigen, lassen sich dadurch sehr wirksam entfernen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Formkörper einen Luftversorgungskanal sowie eine daran angeschlossene Leitung für eine Zufuhr von Luft in den Innenbereich des Faserbündels auf. Die Verbindungsflansche besitzt zweckmäßig jeweils eine zweite Öffnung für eine Durchströmung des Luftversorgungskanals. Aufgrund der miteinander verbundenen Luftversorgungskanäle der Module reicht ein einziger Anschluss an eine Luftversorgungsquelle aus, um sämtliche Faserbündel in ihrem Innenbereich mit Luft beaufschlagen zu können. Vorzugsweise ist an das freie Ende der Leitung eine Luftlanze angeschlossen. Hierdurch ist eine gezielte Beaufschlagung des Faserbündels mit Luft an einer oder mehreren Stellen innerhalb des Faserbündels möglich. Zweckmäßigerweise sind die Austrittsöffnungen der Luftlanze so ausgelegt, dass der bei Durchströmung der Luftlanze auftretende Druckverlust wesentlich größer ist als der Strömungsdruckverlust im Luftversorgungskanal. Dies erlaubt eine gleichmäßige Luftversorgung sämtlicher Faserbündel auch bei einer großen Zahl in Reihe geschalteter Module.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist an die Luftlanze eine Kappe angeschlossen, die mit der Lanze einen unterseitig offenen Ringraum begrenzt. Innerhalb des Ringraumes bildet sich ein Luftpolster, das ein Zusetzen der Luftaustrittsöffnungen in der Lanze mit Schmutz partikeln verhindert, da diese Öffnungen nicht mit ungereinigter Flüssigkeit beaufschlagt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Formkörper im Permeatsammelraum als Strömungseinbauten eine sich bis in die Nähe des Anschlussendes erstreckende Trennwand auf, welche die mit Flüssigkeit beaufschlagte Öffnung der Verbindungsflansche in zwei Abschnitte sowie den Permeatsammelraum in zwei Kammern unterteilt. Bei einer Durchströmung des Permeatsammelraumes z. B. mit Reinigungsflüssigkeit, strömt die Flüssigkeit beim Übertritt von der einen in die andere Kammer über die Trennwand und reinigt dabei das Kopfstück bzw. die offenen Enden der Kapillarmembranen. Der beim Überströmen der Trennwand auftretende Druckverlust ist hierbei wesentlich größer als der bei Durchströmen des Permeatsammelraumes auftretende Strömungsdruckverlust. Dadurch wird eine gleichmäßige Überströmung der Trennwand gewährleistet. Der Formkörper kann kostengünstig als einstückiges Spritzgussformteil gefertigt werden.
Im Folgenden wir die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen schematisch:
1 ein erfindungsgemäßes Modul zum Aufbau eines Membranfilters,
2 einen Längsschnitt durch den Gegenstand der 1 in der Schnittebene A-A,
3 den Schnitt B-B aus 1,
4 einen Schnitt durch eine Luftlanze des Moduls in einer gegenüber 1 vergrößerten Darstellung und
5 eine Draufsicht auf ein Membranfilter, das aus mehreren Modulen zusammengesetzt ist.
Das in 1 dargestellte Modul zum Aufbau eines Membranfilters besteht aus einem als Kunststoffspritzgussteil einstückig ausgebildeten Formkörper 1 mit einem Permeatsammelraum 2 und einem Anschlussende 3 für ein Filterelement 4. Das Filterelement 4 weist ein Faserbündel 5 aus Kapillarmembranen 6 auf, die mit einem offenen Ende in ein Kopfstück 7 eingegossen sind. Das Kopfstück 7 ist lösbar mit dem Anschlussende 3 des Formkörpers 1 verbunden. Der Formkörper 1 enthält mantelseitig zwei Öffnungen 8 für die Durchströmung des Permeatsammelraumes 2. Die Öffnungen 8 sind von Verbindungsflanschen 9 zum Anschluss identisch ausgebildeter Module begrenzt. Die Gestaltung erlaubt es, eine beliebige Anzahl von Modulen direkt, z. B. durch Verkleben oder Verschweißen, miteinander zu verbinden. Der Permeatsammelraum 2 enthält Strömungseinbauten 10, die bei einer Spülung des Permeatsammelraumes 2 mit einer den Permeatsammelraum 2 durchströmenden, also durch die mantelseitigen Öffnungen 8 ein- und austretenden Flüssigkeit eine Flüssigkeitsüberströmung der offenen Enden der Kapillarmembranen im Kopfstück 7 fördern.
Im Ausführungsbeispiel bestehen die Strömungseinbauten aus einer Trennwand 11, die sich bis in die Nähe des Anschlussendes 3 erstreckt und den Permeatsammelraum 2 in zwei parallel durchströmbare Kammern 12, 12' unterteilt. Die Funktion dieser Trennwand 11 wird in Verbindung mit 5 verständlich. Die 5 zeigt eine Draufsicht auf ein Membranfilter, das aus mehreren Modulen aufgebaut ist, und zwar bei abgenommenen Filterelementen 4. Die Module sind an ihren Verbindungsflanschen miteinander verbunden, so dass die Permeatsammelräume 2 nacheinander durchströmbar sind. An den beiden endseitigen Modulen 22 sind die mantelseitigen Öffnungen 8 durch angrenzende Endelemente 23 jeweils hälftig geschlossen. Dargestellt ist die Durchströmung der Permeatsammelräume 2 bei einer Filterspülung mit einer Reinigungsflüssigkeit. Diese tritt in die Kammer 12 ein, überströmt die Trennwände 11 innerhalb der Permeatsammelräume 2 und strömt in den Kammern 12' ab. Bei der Überströmung der Trennwände 11 wird die Flüssigkeit an den offenen Enden der Kapillarmembranen im Kopfstück 7 vorbeigeführt. Auch andere Strömungseinbauten, welche eine den Permeatsammelraum 2 durchströmende Reinigungsflüssigkeit zum Kopfstück 7 hin umlenken, fallen unter die erfindungsgemäße Lehre.
Der in 1 dargestellte Formkörper weist einen Luftversorgungskanal 13 sowie eine daran angeschlossene Leitung 14 für eine Zufuhr von Luft in den Innenbereich des Faserbündels 5 auf. Zur Durchströmung des Luftversorgungskanals 13 enthalten die Verbindungsflanschen 9 jeweils eine zweite Öffnung 15. An das freie Ende der Leitung 14 ist eine Luftlanze 16 angeschlossen, die in 4 detaillierte dargestellt ist. Die Luftlanze 16 weist oberseitige Austrittsöffnungen 18 auf. Über der Luftlanze 16 ist eine Kappe 19 angeordnet, die mit der Lanze 16 einen unterseitig offenen Ringraum 20 begrenzt. Innerhalb des Ringraumes 20 bildet sich ein Luftpolster, das den Zulauf von verunreinigter Flüssigkeit zu den Austrittsöffnungen 18 verhindert. Die Kappe 19 ist mit Rast- und Klemmverbindungen 21 an der Lanze 16 befestigt.

Claims

Modul zum Aufbau eines Membranfilters, bestehend aus einem Formkörper (1) mit einem Permeatsammelraum (2) und einem Anschlussende (3) für ein Filterelement (4) und einem Filterelement (4) mit einem Faserbündel (5) aus Kapillarmembranen (6), die mit einem offenen Ende in ein Kopfstück (7) eingegossen sind, wobei das Kopfstück (7) fest oder lösbar mit dem Anschlussende (3) des Formkörpers (1) verbunden ist, der mantelseitig zwei Öffnungen (8) für eine Durchströmung des Permeatsammelraumes aufweist und wobei der Permeatsammelraum (2) Strömungseinbauten (10) enthält, die bei einer Spülung des Permeatsammelraumes (2) mit einer den Permeatsammelraum (2) durchströmenden Flüssigkeit eine Flüssigkeitsüberströmung der offenen Enden der Kapillarmembranen mit Kopfstück (7) fördern.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (1) einen Luftversorgungskanal (13) sowie eine daran angeschlossene Leitung (14) für eine Zufuhr von Luft in den Innenbereich des Faserbündels (5) aufweist.
Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an das freie Ende der Leitung (14) eine Luftlanze (16) angeschlossen ist.
Modul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an die Luftlanze (16) eine Kappe (19) angeschlossen ist, die mit der Lanze unterseitig offenen Ringraum (20) begrenzt.
Modul nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (1) eine sich bis in die Nähe des Anschlussendes (3) erstreckende Trennwand (11) aufweist, welche den Permeatsammelraum in zwei separate durchströmbare Kammern (12, 12') unterteilt.
Modul nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (1) aus einem einstückigen Spritzgussformteil besteht.