DE2717047C3 - Hochdruck-Membrantestzelle - Google Patents
Hochdruck-MembrantestzelleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Membrantestzelle der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
genannten Art.
Eine Zelle der genannten Art zur Membranfiltration und umgekehrten Osmose ist aus der Praxis bekannt.
Hochdruckzellen dieser Art werden üblicherweise bei Drücken im Bereich von 100 bar betrieben.
Gegenüber anderen bekannten Zellen weist die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannte Zelle den
Vorteil der tangentialen Einströmung des aufzuberei-
tenden Mediums in den im wesentlichen konisch ausgebildeten Druckraum auf. Durch einen zentralen
Verteiler mit einem konischen Fuß wird dabei im Zusammenwirken mit der tangentialen Einströmung
eine ungleichmäßige zentrale Beaufschlagung der
1(1 Membran verhindert. Das aufzubereitende Medium
strömt im wesentlichen spiralig im Druckraum abwärts und wird durch den Fuß des Verteilers durch einen
schmalen Ringspalt am Außenrand des Verteilerfußes vorbei in einen sehr schmalen scheibenförmigen Raum
Γ)) zwischen der Unterseite des Fußes und der Oberseite
des Filters oder der Membran gedrückt. Von dort verläßt das aufzubereitende Medium als Retentat den
Druckraum und die Zelle durch einen zentralaxial im Verteiler angeordneten Ablaufkanal, der durch eine
Retentatablaufdurchführung aus der Zelle herausführt.
Das durch den Filter und die Filterunterstützung hindurchgetretene Permeat verläßt die Zelle durch
einen im Boden der Zelle ausgebildeten Permeatablauf.
Entscheidende Voraussetzung für die Erzielung
b verläßlich reproduzierbarer Werte mit dieser bekannten
Hochdruck-Membrantestzelle ist, daß der Abstand von der Unterseite des Verteilerfußes zumindest im
Randbereich des Verteilerfußes zur Oberfläche des
Filters oder der Membran bei jeder Aufbereitung außerordntlich genau reproduzierbar eingehalten wird.
Dieser Abstand liegt typischerweise im Bereich von etwa 0,1 bis 0,2 mm. Dieser Abstand soll auch von einer
Zelle zur anderen eingehalten werden, um mit verschiedenen Zellen erhaltene Ergebrusse aussagekräftig
miteinander vergleichen zu können. Diese Voraussetzungen sind jedoch bei der bekannten Zelle nicht
gegeben. So weist allein die Stärke, mit der die als Filteruntewiützung dienende poröse Sinterplatte herstellbar
ist, eine Fertigungstoleranz auf, die um den Faktor 10 größer als die theoretisch zulässige Toleranz
der Spaltweite zwischen Verteilerfuß und Filter ist. Außerdem ist der Verteiler einstückig durch eine
Bohrung an der Oberseite des Obteils der zweiteiligen Druckzelle durchgeführt und mit dieser durch Verschweißen
dichtend verbunden. Auch durch dieses Verfahren läßt sich naturgemäß die relative Lage des
unteren Randbereiches des Verteilerfußes nicht mit der benötigten Genauigkeit justieren. Schließlich sind bei
der bekannten Zelle das Oberteil und das Unterteil durch zwischengelegte Gummidichtungen gegeneinander
abgedichtet, was ebenfalls zu nicht reproduzierbaren »schwimmenden« Abständen zwischen Oberteil und
Unterteil der Zelle und damit zwischen dem unteren Randbereich des Verteilerfußes und der Filteroberseite
führt Dies wiederum führt zu ungenau reproduzierbaren Ergebnissen, die kaum über längere Zeit hin in ein
und derselben Zelle verläßlich vergleichbar sind.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruck-Membrantestzelle
mit tangentialer Einströmung des aufzubereitenden Mediums in den Druckraum zu schaffen, die einen hochgenau und reproduzierbar
einem vorgegebenen Sollabstand entsprechenden Abstand zwischen der Unterseite des Verteilerfußes
zumindest in dessen Randbereich und der Oberseite der Membran oder des Filters aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Hochdruck-Membrantestzelle der eingangs genannten Art vorgeschlagen,
die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs genannten Merkmale aufweist.
Die Erfindung schafft also eine zweiteilige Hochdruck-Membrantestzelle
der eingangs beschriebenen Art mit tangentialer Aufgabe in den Druckraum und zentralem Verteilerelement, wobei der kritische Abstand
zwischen der Unterseite des Vei teilerfußes zumindest in dessen Randbereich und der oberen
Oberfläche des Filters, der Membran oder des Filterpaketes hochgenau und reproduzierbar einem
vorgegebenen sehr kleinen Sollabstand entspricht. Reproduzierbar bedeutet dabei im gegebenen Zusammenhang,
daß dieser Abstand in ein und derselben Zelle auch nach vielmaligem öffnen und Schließen der Zelle
und nach Reinigen und Auswechseln von Teilen stets wieder hochgenau dem vorgegebenen Sollabstand
entspricht. Reproduzierbar heißt in diesem Zusammenhang aber auch, daß dieser Sollabstand auch von einer
Zelle zur anderen fertigungstechnisch hochgenau einhaltbar ist, was eine Voraussetzung für die Vergleichbarkeit
der mit verschiedenen Zellen in Parallelversuchen erhaltenen Ergebnisse ist.
Der Grundgedanke der Erfindung beruht darauf, keine der Anschlagringflächen, die den kritischen
Abstand beeinflussen, als kritische Dichtflächen auszubilden, d. h. zwischen keine der den kritischen Abstand
bestimmenden Anschlagflächen eine elastische Dich
tung einzulegen. Der zweite Grundgedanke der Erfindung, der in Kombination mit dem ersten
Grundgedanken die Lösung der zugrundeliegenden Aufgabe ermöglicht, ist der, die eus porösem Sintermateria!,
in der Regel Metall oder Oxidkeramik, bestehende Filterunterstützungsplatte nur in einem außerhalb
der freien Filterfläche liegenden peripheren Randbereich zu unterstützen und durch Präzisionsabschleifen
dieses Randbereiches nicht die Stärke der gesamten Filterunterstützung enger zu tolerieren, sondern durch
mühelos mögliches Abschleifen der Unterseite des überstehenden Randbereiches der Filterunterstützung
den Abstand von der oberen Oberfläche der Filterunterstützung bis zur Anschlagringfläche am Unterteil für
jedi Zelle hochpräzis einzustellen. Dadurch kann auch die kritische Spaltbreite zwischen dem Fuß des
Verteilers und der Filteroberfläche hochpräzis eingehalten werden.
Bei den gebräuchlichen Testzellengrößen hat die Filterunterstützung üblicherweise eine Dicke von etwa
5,0 mm. Diese Stärke ist selbst bei Präzisionsfertigung nur mit einer Toleranz von ±0,1 mm einzuhalten. Der
kritische Spaltabstand zwischen der Filteroberfläche und der Unterseite des Verteilerfußes soll 0,15 mm bei
einem optimalen Arbeitsbereich jedoch nur 0,1 bis 0,2 mm betragen. Dieser Abstand von 0,15 mm soll mit
einer Toleranz von mindestens ±0,01 mm eingehalten werden. Die für den Spaltabstand geforderte Toleranz
ist also um den Faktor 10 kleiner als die für die Stärke der Filteruntei Stützung selbst bei Präzisionsanfertigung
erzielbare Toleranz. Ein nachträgliches Präzisionsplanschleifen der Filterunterstützungsplatte verbietet sich,
da sich bei einem solchen Schleifen die Poren der Filterunterstützungsplatte zusetzen und die Filterunterstützung
nicht mehr die erforderliche Durchlässigkeit für das Permeat aufweist.
Hier schafft die Erfindung durch das Vorsehen einer zweiten Vertiefung im Unterteil der Zelle und durch die
Schaffung eines peripheren Ringauflagebereiches, der außerhalb der für die Aufbereitung zur Verfügung
stehenden freien Filterfläche liegt, die Möglichkeit, diesen zur Aufbereitung nicht benutzten und zur
Verfügung stehenden überstehenden Rand hochgenau so abzuschleifen, daß der Abstand von der Oberfläche
der Filterunterstützung zur Anschlagfläche am Unterteil der Zelle hochgenau, und zwar mit einer Präzision
von besser als ±0,005 mm, einem vorgegebenen Sollabstand entspricht. Daß sich bei diesem Präzisionsschleifen die Poren im Randbereich der Filterunterstützung
zusetzen, ist unbedeutend, da dieser Randbereich ohnehin außerhalb der freien Filterfläche liegt. In
diesem peripheren Randbereich erfolgt auch die Dichtung zwischen Oberteil, Filter und Unterteil durch
Verquetschen eines elastischen Dichtungsringes. Der Dichtungsring wird dabei von dem herabgezogenen in
die napfartige Vertiefung des Unterteils eingreifenden Rand des Oberteils so stark verpreßt, daß er eine
ausreichende Dichtung gewährleistet. Dabei ist der untere stirnseitige Rand des herabgezogenen Randes
des Oberteils in der Weise konisch abgefaßt, daß der Dichtungsring sowohl abwärts auf den auf der
Filterunterstützung liegenden Filter als auch radial auswärts gegen die Innenzylindermantelwand der
napfartigen Vertiefung im Unterteil gepreßt wird. Entscheidend ist dabei jedoch, daß der Grad der
Verpressung dieses Dichtungsringes nicht durch die Grenze der Verpreßbarkeit des Werkstoffs des
Dichtungsringes, sondern durch das bündige Aufliegen
der flanschartig ausgebildeten Anschlagringflächen an der Unterseite des Oberteils und der Oberseite des
Unterteils begrenzt ist. Der axiale Abstand zwischen dem Unterteil und dem Oberteil der Zelle wird also
nicht durch die Verpreßbarkeit eines Dichtungswerkstoffes, sondern durch das bündige Aufliegen von
Anschlagringflächen bestimmt.
Die gleiche Grundidee, Anschlagflächen zur axialen Längenjustierung getrennt von den erforderlichen
Dichtflächen zu bilden, ist auch bei der oberen Durchführung des Verteilers, der gleichzeitig als
Retentatablauf dient, verwirklicht. Der Verteilerkopf wird mit seinem Außengewinde in das Innengewinde
der Durchführungsbohrungen so weit eingeschraubt, bis die am Verteiler als Schulter und um die Bohrung des
Oberteils der Zelle herum als Ausnehmung ausgebildeten Anschlagringflächen gerade bündig aufeinandergreifen.
Die relative axiale Lage des Verteilers im Oberteil kann dadurch hochgenau durch exaktes
Planschleifen der Anschlagringflächen festgelegt werden. Diese Anschlagringflächen auf der Innenseite des
Oberteils und am Verteiler dienen nicht als Dichtflächen. Sie brauchen daher auch nicht dichtend aufeinandergezwungen
zu werden, wodurch ein Materialabtrag verhindert wird. Die eigentliche Flächendichtung dieser
Retentatablaufdurchführung zum Druckraum der Zelle erfolgt an der äußeren Anschlagringfläche der Zelle, die
mit einer entsprechenden Anschlagringfläche des von außen eingeschraubten Stutzens zusammenwirkt. Dieser
Stutzen kann mit hoher Kraft dichtend auf die Zelle aufgezwungen werden. Nach Beschädigung durch
überfestes Anziehen können diese Dichtflächen auch vom Benutzer selbst nachgearbeitet werden, ohne daß
dadurch die geometrische Präzision der Zelle beeinträchtigt wird. Die stirnseitige Dichtung zwischen der
von beiden Enden in die Durchführungsbohrung des Oberteils der Zelle eingeschraubten Elementen, nämlich
dem Verteiler und dem in ihm ausgebildeten Retentatablaufkanal einerseits und dem Ablaufstutzen andererseits,
erfolgt durch einen zwischen die aufeinanderstoßenden Stirnflächen eingelegten elastischen Dichtungsring,
der bei bestimmungsgemäß eingeschraubten Elementen ausreichend stark verquetscht ist, um den
Retentatablaufkanal an der Stoßsteile radial zu dichten.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt die Figur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Axialschnitt
Die in der Figur gezeigte Hochdruck-Membrantestzelle besteht aus einem Oberteil I und einem Unterteil 2.
An der Unterseite des Oberteils 1 ist ein Keilflansch 3, an der Oberseite des Unterteils ein Keilflansch 4
angeformt. Die Keilflansche 3 und 4 sind durch einen gebräuchlichen Trapezspannring 5 lösbar aufeinanderzwingbar.
Die Testzelle ist aus korrosionsbeständigem Edelstahl für Betriebsdrücke im Bereich von etwa 100 bar
gefertigt.
Im Oberteil 1 der Zelle ist eine im wesentlichen schlank kreiskegelstumpfförmige Druckkammer 6 ausgebildet,
in die das aufzubereitende Medium tangential eingedrückt wird. Die Aufgabe des aufzubereitenden
Mediums erfolgt durch eine gebräuchliche tangential ausgerichtete Durchführung 7, die in den axial oberen
Bereich der Druckkammer 6 mündet Die Durchführung 7 ist sowohl durch Flächendichtung als auch durch einen
zusätzlichen elastischen Dichtungsring 8 auf dem Spiegel der Schraubgewindebohning im Oberteil 1
gedichtet.
An seiner Oberseite weist das außen im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildete Oberteil 1 der Zelle eine
beidseitig offene durchgehende Bohrung 9 auf, in der ein durchgehendes Innengewinde 10 ausgebildet ist. In das
Innengewinde 10 der Bohrung 9 ist von außen her ein gebräuchlicher Druckdurchführungsstutzen U eingeschraubt.
Dieser Stutzen dient als Retentatablaufstutzen. Oberhalb seines Gewindeschaftes 12 weist der
ίο Retentatablaufstutzen 11 eine abwärtsweisende Anschlagringfläche
13 auf, die mit einer um die Bohrung 9 herum auf der Oberseite des Oberteils 1 entsprechend
ausgebildeten aufwärtsweisenden Anschlagringfläche 14 zusammenwirken kann.
In die Gewindebohrung 9 im Oberteil 1 der Zelle ist von innen unten her ein Verteiler 15 eingeschraubt, der
im wesentlichen aus einem zylindrischen Abschnitt 16 und einem im wesentlichen konisch ausgebildeten Fuß
17 besteht. Der zylindrische Abschnitt 16 des Verteilers 15 trägt unterhalb des an ihm angeformten Gewindestutzens
20 eine aufwärtsweisende Anschlagringfläche 18, die mit einer entsprechenden abwärtsweisenden und
um die Bohrung 9 herum ausgebildeten Anschlagringfläche 19 im Oberteil 1 zusammenwirken kann.
Beim Zusammenbau des Oberteils 1, des Verteilers 15 und des Retentatablaufstutzens 11 wird zunächst der
Verteiler 15 von innen unten her in die Bohrung 9 eingeschraubt, bis ein bündiges Anliegen der Anschlagringflächen
18 und 19 ein weiteres Einschrauben des
jo Verteilers 15 verhindern. Das zum Einschrauben aufgebrachte Drehmoment ist dabei so bemessen, daß
die beiden Anschlagringflächen 18, 19 gerade bündig und die Drehbewegung hemmend aufeinander liegen,
ohne jedoch dichtend mit hohem Drehmoment aufeinandergezwungen zu werden. Das Einschrauben erfolgt
durch einen Drehmomentsteckschlüssel, dessen Stifte in am Fuß des Verteilers 15 ausgebildete Bohrungen
eingreifen. Nach dem Einschrauben des Verteilers 15 können die im Fuß 17 ausgebildeten Bohrungen durch
Stopfen 21 verschlossen werden. Weiterhin wird nach dem Einschrauben des Verteilers 15 in die Gewindebohrung
9 des Oberteils 1 auf die Stirnseite des
Gewindestutzens 20 ein Dichtungsring 22 von außen her aufgelegt Schließlich wird der Retentatablaufdurchführungsstutzen
11 mit seinem Gewindeansatz 12 von außen her in das Gewinde 10 der Bohrung 9 aufgeschraubt, bis die Anschlagringflächen 13 und 14
aufeinander liegen. Der Stutzen 11 wird dabei mittels eines Sechskantringes 23 so fest angezogen, daß die
so Ringflächen 13 und 14 hochdruckdichtend aufeinandergezwungen sind. Dabei ist der Abstand zwischen der
Änschlagringfläche 13 und der Stirnseite des Gewindestutzens 12 so bemessen, daß der zwischen den
Stirnseiten der Gewindestutzen 12 und 20 liegende Dichtungsring 22 ausreichend stark verpreßt wird, um
den im Verteiler 15 zentralaxial ausgebildeten Retentatablaufkanal 24 und den im Stutzen 11 ausgebildeten
Ablauf kanal 25 an ihrer Stoßstelle radial zu dichten.
Das obere, unmittelbar an die Bohrung 9 angrenzende Ende des sonst im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildeten Druckraums 6 ist in der in Fig. 1 gezeigten Weise vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet Der Durchmesser dieses zylindrischen Abschnittes ist so gewählt, daß er gerade geringfügig größer als
Das obere, unmittelbar an die Bohrung 9 angrenzende Ende des sonst im wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildeten Druckraums 6 ist in der in Fig. 1 gezeigten Weise vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet Der Durchmesser dieses zylindrischen Abschnittes ist so gewählt, daß er gerade geringfügig größer als
der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnittes 16 des Verteilers 15 ist Der Mantel des zylindrischen
Abschnittes 16 des Verteilers 15 trägt dabei in diesem Bereich in einer Ringnut einen elastisch verformbaren
eine zusätzliche Dichtung 15 und dem Oberteil 1 zur
Dichtungsring 26, der
zwischen dem Verteiler
Bohrung 9 hin bewirkt.
zwischen dem Verteiler
Bohrung 9 hin bewirkt.
Der Fuß 17 des Verteilers 15 ist im wesentlichen konisch ausgebildet. Der untere Durchmesser des Fußes
17 ist dabei so bemessen, daß er radial bis fast an den Rand der freien Arbeitsfläche des Filters oder der
Membran heranreicht. Auf seiner Unterseile, die schwach konkav gewölb! ausgebildet sein kann, öffnet
sich zentral der Retentatablaufkanal 24.
Das Unterteil 2 der Hochdruck-Membrantestzelle weist eine napfartige Vertiefung 27 auf, deren
Durchmesser größer als der Durchmesser der für die freie Stoffpermeation in der Zelle zur Verfügung
stehende Arbeitsfläche ist. In diese napfartige Vertiefung 27 sind mit Paßsitz die aus poröser Sinterkeramik
hergestellte Filterunterstützung 28 und auf dieser aufliegend (in der Figur nicht dargestellt) das Filter oder
die Membran eingelegt. Zentral unter der Filterunterstützung 28 ist ein Permeatablauf 29 ausgebildet.
in die napfartige Vertiefung 27 greift ein herabgezogener Rand 30 des Oberteils 1 ein. Der untere
stirnseitige Rand des herabgezogenen Randes 30 ist schräg auswärts gerichtet abgefaßt und verquetscht bei
zusammengesetzter Zelle einen auf dem Filter liegenden Dichtungsring 31 dichtend sowohl gegen das Filter
als auch gegen die Zylinderwand der napfartigen Vertiefung 27. Der Grad der Verpressung des
Dichtungsringes 31 ist dabei nicht durch die Verpreßbarkeit des Werkstoffs des Dichtungsringes 31, sondern
durch das bündige Aufliegen der an der Unterseite des Flansches 3 ausgebildeten Anschlagringfläche 32 und
der an der Oberseite des Rir.gflansches 4 ausgebildeten Anschlagringfläche 33 bestimmt.
Die für die Stoffpermeation zur Verfügung stehende freie Arbeitsfläche des Filters oder der Membran ist
durch den lichten Innendurchmesser an der Unterkante des herabgezogenen Randes 30 des Oberteils 1
bestimmt. Mit einem im wesentlichen diesem Durchmesser entsprechenden Durchmesser ist in der napfartigen
Vertiefung 27 im Unterteil 2 der Zelle eine weitere zentrale Vertiefung 34 ausgebildet. Durch die Aasbildung
dieser zentralen Vertiefung 34 ist am Rand der napfartigen Vertiefung 27 ein Ringsteg 35 gebildet, der
als Unterstützungsfläche für die Filterunterstützung 28 dient Die Ringunterstützungsfläche des Ringsteges 35
liegt außerhalb der für die Stoffpermeation zur Verfügung stehenden freien Arbeitsfläche. Im Bereich
dieser Unterstützungsfläche des Ringsteges 35 wird die geringfügig stärker als Sollmaß entsprechend ausgebildete
Filterunterstützung 28 von der Unterseite her in der Weise hochgenau abgetragen, insbesondere abgeschliffen,
daß der axiale Abstand von der Oberfläche der
Filterunterstützung 28 zur Anschlagringfläche 33 am Flansch 4 des Unterteils 2 hochgenau einem vorgegebenen
Sollabstand entspricht. Dabei ist unbeachtlich, daß beim Materialabtrag von der Filterunterstützung im
Bereich des Ringsteges 35 die Poren der porösen gesinterten Filterunterstützung 28 zugesetzt werden, da
dieser lediglich der Unterstützung dienende Ringbereich ohnehin nicht für die Stoffpermeation benötigt
wird.
Bei der in der beschriebenen Weise aufgebauten Hochdruck-Membrantestzelle ist auch nach vielmaligem
öffnen und Schließen der Zelle und von einer Zelle zur anderen gewährleistet, daß der hochgenau einzuhaltende
und zumindest am Außenrandbereich des Fußes 17 des Verteilers 15 kritische Abstand d zwischen der
Unterseite des Fußes 17 und der Oberseite des in der Figur nicht dargestellten Filters, das plan auf der
Filterunterstützung 28 aufliegt, genau und reproduzierbar zur Verfügung steht. Dieser Abstand dist durch die
Anschlagflächen 18 und 19, 32 und 33 sowie durch die Oberseite des Ringsteges 35 und die auf ihr aufliegende
Unterseite der Filterunterstützung 28 bestimmt. Keine dieser den kritischen Abstand d beeinflussenden
Flächenauflagen dienen Dichtungszwecken oder weisen zwischengelegtes elastisches Dichtungsmaterial auf.
Unterschiedliche Filterhöhen oder Membranhöhen können bei Verwendung mehrschichtiger Filteranordnungen
durch entsprechendes Einschleifen der Filterunterstützung 28 exakt berücksichtigt werden. Ein
Wechsel zwischen einem einschichtigen Filter und einem vielschichtigen Filter kann durch einfaches
Auswechseln entsprechend justierter Filterunterstützungen 28 problemlos erfolgen. Die Filterunterstützungen
28 sind daher vorzugsweise so eingepaßt, daß sie beim Umstülpen des Unterteils 2 gerade frei aus der
dann abwärts geöffneten napfartigen Vertiefung 27 herausfallen. Diese Art der Einpassung ist vorstehend
als Paßsitz bezeichnet.
Die napfartige Ausbildung des Unterteils 2 gewährleistet jederzeit einen raschen und einfachen Filterwechsel,
bei dem das Filter lediglich in die Vertiefung eingelegt zu werden braucht, ohne daß dazu eine
spezielle Zentrierung des Filters erforderlich ist. Gleichzeitig ist dabei gewährleistet, daß das Filter oder
die Membran stets absolut plan auf der Oberfläche der Filterunterstützung 28 aufliegt, ohne irgendwelchen
Schwerkräften ausgesetzt zu sein. Die nach schräg auswärts gerichtete Resultierende der Verpressung des
Dichtringes bewirkt weiterhin eine radial auswärts gerichtete Vorspannung der Membran oder des Filters,
die in jedem Fall einen einwandfreien Sitz des Filters insbesondere bei der kritischen Anlaufphase der
Aufbereitung gewährleistet
Claims (2)
1. Hochdruck-Membrantestzelle aus einem Oberteil, in dem eine Druckkammer ausgebildet ist, und
einem Unterteil, in das eine Filterunterstützung aus porösem Sintermanterial und Filter einsetzbar sind
und das mit dem Oberteil lösbar dichtend verbindbar ist, wobei im Oberteil eine tangential ausgerichtete
Zulaufdurchführung für das aufzubereitende Medium und Ober Kopf des Oberteils eine axial
ausgerichtete Ablaufdurchführung mit einem Ablaufstutzen für das Retentat und zentral ein im
wesentlichen zylindrischer Verteiler mit einem im wesentlichen konischen Fuß angeordnet sind, im
Verteiler ein mit der Ablaufdurchführung in Verbindung stehender Ablaufkanal ausgebildet ist
und sich der Verteilerfuß radial bis dicht an den freien Rand und axial zumindest an seinem Rand bis
dicht über die Oberfläche des Filters erstreckt, und wobei ferner im Unterteil eine Ablaufdurchführung
für das Permeat ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die axiale Ablaufdurchführung für das Retentat als durchgehende, mit einem Innengewinde (10)
versehene Bohrung (9) im Obertei! (1) ausgebildet ist, in die von innen der ein Außengewinde
tragende Kopf (20) des Verteilers (15) und von außen der ebenfalls ein Außengewinde (12)
tragende Ablaufstutzen (U) eingeschraubt sind, wobei die Einschraubtiefe des Verteilers (15)
und des Ablaufstutzens (11) durch an diesen Elementen ausgebildete radiale Ringflächen
(18,13), die mit planparyllel an den Randen der
Durchführungsbohrung (9) ausgebildeten Ringflächen (19, 14) zusammenwirken können, so
begrenzt ist, daß bei aufeinandergreifenden Ringflächen (13, 14; 18, 19) ein in der
Durchführungsbohrung (G) zwischen den Stirnseiten des Verteilers (15) und des Ablaufstutzens
(11) liegender elastisch verformbarer Dichtungsring (22) den Ablaufkanal (24, 25)
radial dichtend verformt wird, wobei die Ringflächen (18,19) die die Einschraubtiefe des
Verteilers (15) begrenzen, der exakt reproduzierbaren axialen Justierung des Verteilers (15)
dienen und die Ringflächen (13, 14), die die Einschraubtiefe des Ablaufstutzens (11) begrenzen,
der Dichtung gegen den Innendruck der Zelle im Druckraum (6) dienen, daß
b) das Unterteil (2) eine zentrale napfartige zylindrische Vertiefung (27) aufweist, deren
Durchmesser größer als die freie für die Stoffpermeation zur Verfügung stehende Arbeitsfläche
der Membran oder des Filters ist und in die die Filterunterstützung (28), das
Filtermaterial und elastischer Dichtungsring (31) eingelegt sind und in die weiterhin das
Oberteil (1) mit einem herabgezogenen Rand
(30) bei geschlossener Zelle so eingreift, daß der auf dem Filtermaterial liegende Dichtungsring
(31) dichtend verformt wird, während an der unteren Stirnseite des Oberteils (1) und an der
oberen Stirnseite des Unterteils (2) ausgebildete planparallele radiale Anschlagringflächen (32,
33) bündig aneinanderliegen, und daß
c) im Boden der napfartigen Vertiefung (27) im Unterteil (2) eine zweite zentrale Vertiefung
(34), deren Durchmesser dem Durchmesser der
für die Stoffpermeation zur Verfügung stehenden freien Arbeitsfläche der Membran zumindest
im wesentlichen entspricht, unter Bildung eines außerhalb der freien Arbeitsfläche der
Membram liegenden Ringsteges (35) am Außenrand der napfartigen Vertiefung (27)
ausgebildet ist, wobei diese zentrale Vertiefung (34) die Teile der Filterunterstützung (28)
aufnehmen kann, die stehenbleiben, wenn die Filterunterstützung (28) im Bereich ihrer auf
dem Ringsteg (35) aufliegenden, dem Boden der Zelle zugekehrten Oberfläche so abgetragen ist,
daß der axiale Abstand von der Oberfläche der Filterunterstützung (28) zu der an der oberen
Stirnseite des Unterteils (2) ausgebildeten Anschlagringfläche (33) hochgenau gleich
einem vorgegebenen Sollabstand ist
2. Hochdruck-Membrantestzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (6) in
seinem axial oberen Bereich kreiszylindrische mit einem Durchmesser ausgebildet ist, der größer als
die Bohrung (9), und zwar gerade so groß bemessen ist, daß er den oberen Teil des zylindrischen
Abschnittes (16) des Verteilers (15) gerade mit Paßsitz aufnehmen kann, wobei der Außenmantel
des Verteilers (15) gegen die Innenwand des zylindrischen Teils des Druckraumes (6) durch einen
elastischen Dichtungsring (26) abgedichtet ist, der in einer im Mantel des Verteilers (15) ausgebildeten
Ringnut liegt
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---|---|---|---|
DE2717047A DE2717047C3 (de) | 1977-04-18 | 1977-04-18 | Hochdruck-Membrantestzelle |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2717047A DE2717047C3 (de) | 1977-04-18 | 1977-04-18 | Hochdruck-Membrantestzelle |
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DE2717047B2 DE2717047B2 (de) | 1979-09-06 |
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ID=6006530
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1977
- 1977-04-18 DE DE2717047A patent/DE2717047C3/de not_active Expired
- 1977-09-14 US US05/833,089 patent/US4137756A/en not_active Expired - Lifetime
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DE2717047B2 (de) | 1979-09-06 |
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