DE2239931C2 - Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten mittels umgekehrter Osmose - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten mittels umgekehrter Osmose, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer derartigen, bekannten Vorrichtung (DE-AS 12 80 817) ist ein Gehäuse vorgesehen, von dessen offenen Ende aus mindestens ein Hohlfaserbündel in das Gehäuseinnere geleitet wird. Die Hohlfaserbündel werden mittels einer Dichtungsmasse nahe dem offenen Ende des Gehäuses festgehalten, wobei die Dichtungsmasse ein Duroplast ist und in Form eines konusförmigen Stopfens ausgebildet ist, dessen verjüngte Seite dem offenen Ende des Gehäuses zugewandt ist und in eine dort ausgebildete konische Öffnung passend eingesetzt ist

Die Hohlfasern sind U-förmig gebogen, wobei die beiden Enden eines Faserstranges aus dem gleichen Ende des Gehäuses herausragen.

Bei dieser Vorrichtung wird von der Eigenschaft der Faser Gebrauch gemacht, eine Flüssigkeit leichter durch die Faserwände dringen zu lassen, als andere Flüssigkeiten, Ionen oder Bestandteile. Hierbei wird ein aufzutrennendes Flüssigkeitsgemisch unter Druck in das Gehäuseinnere geleitet, wo der abzutrennende Bestandteil durch die Wände der Hohlfasern dringt. Durch das Innere der Hohlfasern gelangt dieser Bestandteil dann aus dem Gehäuse heraus in einen Sammelbehälter. Die im Inneren des Mantels verbleibende Flüssigkeitsfraktion wird durch eine Auslaßöffnung entfernt.

Der konusförmige Stopfen hat hierbei die Aufgabe, einerseits die Durchführungen der einzelnen Hohlfasern derart abzudichten, daß keine Leckstelle entsteht, und andererseits die Axialkräfte aufzunehmen, welche infolge des Innendrucks im Behälter auf die Hohlfasern wirken.

Bei der bekannten Vorrichtung ist der konische Sitz für den konusförmigen Stopfen mit hoher Genauigkeit zu arbeiten, um die Bildung von Passagen am Stopfen vorbei zu verhindern. In gleicher Weise können sich infolge ungenügender Verklebung oder durch Rissebildung beim Aushärten des verwendeten Duroplastes im Stopfen längs der Hohlfasern Risse bilden, welche ebenfalls durchgehende Passagen bilden und Leckstellen darstellen können. Im übrigen ist die Herstellung des konischen Sitzes für die Stopfen im Gehäusedeckel aufwendig und kompliziert

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgäbe der Erfindung, die bekannte Dichtung zu vereinfachen und zu verbessera

Hierbei wird erfindungsgemäß der Stopfen aus einer elastomeren Dichtungsmasse gebildet und ist in eine starre, konusförmige Hülse dichtend eingepaßt, die im Gehäuse befestigt ist Die Herstellung dieser Hülse kann unabhängig vom Gehäuse stattfinden, und die Anbringung einer konischen Paßfläche ist ohne weiteres und einfach möglich. Im übrigen ist die elastomere Dichtungsmasse aufgrund ihrer inhärenten Eigenschaften in gewissen Grenzen nachgiebig und paßt sich somit an die Innenwand der Hülse selbst dann an, wenn deren Innenkonus einen Winkel- oder Oberflächenfehler aufweisen sollte. Aus dem gleichen Grund drückt sich die Dichtungsmasse infolge des Innendrucks im Gehäuse auch gegen die Hohlfasern an, so daß die Bildung von Passagen längs des Konussitzes oder der Hohlfasern verhindert ist

Es kann auch eine poröse Platte am offenen Ende des Gehäuses befestigt sein, um die vom Innendruck im Gehäuse auf den Stopfen ausgeübte Axialkraft aufzunehmen und abzuleiten und somit zu verhindern, daß bei Verwendung einer besonders weichen, elastomeren Dichtungsmasse etwa ein Stopfen zu weit aus der konusförmigen Hülse herausgepreßt wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert und dabei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen.

Die Zeichnung ist ein Längsschnitt einer Vorrichtung gemäß der Erfindung und zeigt eine konisch verlaufende Dichtung 16, durch die ein Hohlfaserbündel 14 innerhalb des Modelies 10 gehalten wird.

Das Modell 10 weist einen länglichen Mantel 12 auf, der an einem Ende offen ist In dem Gehäuse ist ein U-förmiges Hohlfaserbündel 14 enthalten, wobei die Fasern mit beiden Enden aus dem offenen Ende des Gehäuses herausragen. Die Enden des Hohlfaserbündels sind mittels einer elastomeren Dichtung 16 mit konischer Form, die nach dem Innern des Gehäuses hin weiter wird oder deren Winkel sich zum Innern des Gehäuses hin öffnet, abgedichtet. Den Abschluß des Faserbündels umgibt eine starre, konusförmige Hülse 18, in die die kegelförmige Dichtung 16 eingepaßt ist, um das Faserbündel 14 während des Arbeitsganges im Innern des Gehäuses zu halten. Das offene Ende des Gehäuses 10 weist einen Flansch 20 auf, mit dem das passende Kuppelaufnahmeteil 22 einer Kupplungseinrichtung verbunden ist. Am freien Ende des Faserbündels ist eine poröse Platte 24 vorgesehen, die durch das Kuppeleinsatzteil 26 der Kupplungseinrichtung in ihrer Lage gehalten wird. Bei Bedarf ist über der porösen Platte 24 eine Stützplatte 28 vorzusehen. Die Stützplatte 28 weist eine Anzahl von Öffnungen auf, um Wasser hindurchzulassen.
Um die Dichtung 16 auf dem Faserbündel gemäß der Erfindung anzubringen, wird eine elastomere Dichtungsmasse auf dem Faserbündel vor dem Einsetzen in das Gehäuse, in dem die umgekehrte Osmose stattfindet, aufgebracht Das Faserbündel weist dabei die Form eines in die länge gezogenen „O" auf, d. h. das Bündel hat keine freien Enden. Die Dichtungsmasse wird in der Nähe eines Endes des Bündels aufgebracht, in die gewünschte Form, d. h. Konusform, gebracht, und dann gehärtet. Dann wird das Bündel in das Gehäuse einge-

setzt Nun wird die konusförmige Hülse 18 mit leichtem Druck in das Gehäuse eingepaßt Wenn das Hohlfaserbündel in dem Gehäuse untergebracht ist, wird im Innern des Gehäuses ein leichter Überdruck erzeugt, durch den eine leichte Verschiebung der Hohlfasern hervorgerufen wird. Hierdurch wird das Aufschneiden der aus dem offenen Ende des Gehäuses ragenden Enden des Bündels möglich. Nun wird die poröse Platte 24, und wenn nötig, die Stützplatte 28 mit Hilfe der Kupplungsteil? 22 und 26 angebracht

Geeignete Materialien für die Dichtungsmasse gemäß der Erfindung sind polymere Elastomere mit einer ausreichend niedrigen Viskosität, um die Fasern einzuhüllen. Nach dem Formen härten diese Elastomere zu einer höheren Viskosität Typische Materialien sind natürlicher und synthetischer Kautschuk, Urethane, Polysulfide und Silikone. Bevorzugt wird als Dichtungsmasse Silikonkautschuk verwendet Dieser weist eine hohe Festigkeit auf und härtet in Anwesenheit von Wasser

Für die Herstellung der Hülse 18 verwendet man ein starres Material, das einen flüssigkeitsdichten Verschluß ermöglicht Besonders Epoxidharze erweisen sich für diesen Verwendungszweck als besonders vorteilhaft, obwohl auch andere Harze, wie Polystyrol, Polyvinylchlorid und dergl. verwendbar sind.

Bei der Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird eine verunreinigte Flüssigkeit, z. B. Brackwasser, in das Innere des Gehäuses 10 durch eine unter Druck stehende Eintrittsöffnung (nicht gezeigt) eingeführt Die Hohlfasern im Gehäuse, die aus einem Material bestehen, daß ein Eindringen des Wassers in das Innere der Faser erlaubt, wirken als Trenneinrichtung. Das klare, gereinigte Wasser tritt an den offenen Enden des Faserbündels aus dem Gehäuse aus. Das Gehäuse weist auch eine Einrichtung auf (nicht gezeigt), um ungereinigte Flüssigkeitsrückstände ablaufen zu lassen.

Durch den Druck im Gehäuse entsteht eine seitlich wirkende Druckkraft, durch die eine Abdichtung der Fasern auf der Innenseite der Dichtungsmasse erreicht wird, wodurch Leckagen vermieden werden. Die porose Befestigungsplatte 24 nimmt die durch den hohen Arbeitsdruck entstehenden Druckkräfte auf. Man hat herausgefunden, daß Vorrichtungen, die in der erläuterten Weise verschlossen sind, bei Drücken bis zu ca. lSkp/cm² und höher kontinuierlich betrieben werden

ίο können, ohne daß ungereinigtes Wasser entweicht

Die polymeren Materialien zur Herstellung der Hohlfasern sind bekannt Zu ihnen gehören Polyäthylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyhexamethylenadipamid, Mischpolymerisate aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen, Celluloseacetat, Äthylcellulose, Polystyrol, Mischpolymerisate aus Butadien und Styrol, Celluloseester, Celluloseäther, Acrylnitrile, Polyvinylformal- und -butyral-Harze, Polyolefine, Polyurethane, Polyamide und dergl. Bevorzugt wird Celluloseacetat

Die poröse Platte 24, die das Faserbündel gegen den im Gehäuse herrschenden hohen Arbeitsdruck im Gehäuse hält, kann aus jedem hierfür geeigneten Material bestehen. Geeignet ist jedes Material, durch das keine Undichtigkeit entsteht und das kein Herausschieben der Fasern aus dem Gehäuse zuläßt. Ein besonders geeignetes Material für die Herstellungder porösen Platte 24 ist ein hochfestes Sieb aus rostfreiem Stahl mit kleiner Maschenweite.

Die richtige Form der konusförmigen Dichtung 16 hängt von der Höhe des Drucks im Gehäuse ab. Es hat sich gezeigt, daß ein Kegelwinkel zwischen 5° und 10° im allgemeinen für den Verwendungszweck gemäß der Erfindung ausreichend ist, wobei ein Kegelwinkel von

7 V₂" bevorzugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Reinigen von Flüssigkeiten mittels umgekehrter Osmose, mit einem länglichen Gehäuse, in dem mindestens ein Hohlfaserbündel, bevorzugt eine große Zahl von diesen, untergebracht ist, wobei jedes der Bündel Fasern aufweist, die mittels einer Dichtungsmasse verbunden sind, die Dichtungsmasse das Bündel an einer Stelle umgibt, die nahe beim offenen Ende des Gehäuses liegt, und die umhüllende Dichtung die Form eines konusförmigen Stopfens aufweist, dessen verjüngte Seite dem offenen Ende des Gehäuses zugewandt ist und in eine konische Öffnung eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (16) aus einer elastomeren Dichtungsmpsse gebildet ist und in eine sta/re, konusförmige Hülse (18) selbstdichtend eingepaßt ist, die im Gehäuse (12) befestigt ist

Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Dichtungsmasse aus Silikonkautschuk besteht