DE2717048B2 - Als Halterung und Verschluß dienende Vorrichtung für eine Hochdruck-Membrantestzelle - Google Patents
Als Halterung und Verschluß dienende Vorrichtung für eine Hochdruck-MembrantestzelleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Obes begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Hochdruck-Membrantestzellen dienen der Filtration oder der umgekehrten Osmose, kurz der Aufbereitung
von Flüssigkeiten unter Drücken im Bereich von bar. Sie dienen insbesondere dem Einsatz im
Laboratorium zum Prüfen der Trennmembranen oder zu Versuchsaufbereitungen oder Modellaufbereitungen
von Flüssigkeiten.
Solche Testzellen weisen gebräuchlicherweise ein Oberteil und ein Unterteil auf. Im Oberteil ist ein
Druckraum für das aufzubereitende Medium ausgebildet. Weiterhin weist das Oberteil eine Zulaufdurchfüh-
rung für das aufzubereitende Medium und eine Ablaufdurchführung für das Retentat auf, Nicht selten
sind weitere Durchführungen im Oberteil der Zelle ausgebildet Im Unterteil der Zelle sind üblicherweise
eine Filterunterstützung und das meist mehrschichtige Filter, gegebenenfalls Dichtungseiemente, gehaltert
Außerdem weist das Unterteil eine Ablaufdurchführung für das Permeat auf. Oberteil und Unterteil sind
gebräuchlicherweise aus Edelstahl hergestellt und
ι ο weisen dementsprechend ein beachtliches Gewicht auf.
möglichst leicht, bequem und mit wenigen Handgriffen
sowohl voneinander zu lösen als auch miteinander
hochdruckdicht verbindbar sein müssen. Als Verschlußclement haben sich insbesondere Keilflanschverbindungen mit zweiteiligen Spannringen durchgesetzt Ein
solcher Keilflansch-Spannverschluß ist beispielsweise
aus dem DE-GM 72 25 662 bekannt Am Unterteil und
am Oberteil der Zelle sind Keilflansche angeformt, die
durch einen zweiteiligen Spannring mit Trapezringpro
fii aufeinandcrzwingbar sind. Die Spannung wird dabei
durch zwei tangentiale Spannschrauben aufgebracht.
Verschlußmechanismus ist, daß nach Lösen der Spannschrauben mit einem Hilfswerkzeug die verkeilten Spannringteile auseinandergezw}ngen werden
müssen und die ZeKe dann in drei bis vier Einzelteile auseinanderfällt, nämlich in das Oberteil, das Unterteil
in und die beiden Spannringteile. Zum Offnen und
Schließen der Zelle, das im Laboratorium vielmals täglich erfolgt, sind also mehr als ein Benutzer
erforderlich, wenn eine Beschädigung der Zelle vermieden werden soll.
)5 Bei einer gebräuchlichen Ausbildung der bekannten
Zelle ist einer der beiden Spannringteile an einer rückwärtigen Stativwand befestigt. Selbst bei dieser
Ausbildung sind jedoch mehr als zwei bedienende Hände erforderlich, wenn beim I ösen der Spannschrau-
4« ben und Abzwingen des vorderen Spannringteils ein
Herabfallen des Unterteils vermieden werden soll.
Weiterhin sind Druckfiltrationszellen bekannt, die ein Oberteil, ein Unterteil und beide Teile lösbar miteinander verbindende Spannelemente aufweisen. Diese
Vi Druckfiltrationsgeräte sind mit ihrem Unterteil auf
Dreifußstativen gehaltert. Nach dem Lösen der Spannelemente wird ein Auseinanderfallen der Zelle
dadurch verhindert, daß das Oberteil nach wie vor vom Unterteil unterstützt und getragen ist. Nachteilig beim
">o Offnen dieser Zellen ist jedoch, daß das mit den als
Druckleitungen ausgebildeten Zulaufleitungen und Ablaufleitungen verbundene Oberteil vom Unterteil
abgehoben werden muß. Dies führt nicht nur zu Unzuträglichkeiten in der Handhabung des Gerätes,
r)r> sondern auch zu Unzuträglichkeiten und Beschränkungen bei der Ausbildung der Druckleitungen.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Halterung und zum Verschluß für eine Hochdruck-
M) Membrantestzelle der eingangs genannten Art zu
schaffen, die eine ieichte, rasche, bequeme und problemlose Handhabung der Zelle durch einen
einzelnen Benutzer und die Verwendung starrer ortsfester Druckleitungen in Verbindung mit der Zelle
h'i ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine
als Halterung und Verschluß dienende Vorrichtung für eine Hochdruck-Membrantestzelle der eineanes Be-
nannten Art vor, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale
aufweist.
Die Erfindung schafft also eine Vorrichtung, die aus ein':r ortsfesten starren Halterung für das Oberteil der
Zf lie und an diese Halterung angelenkten und stabil gihalterten Verschlußelementen zum dichtenden Verbinden
des Oberteils mit dsm Unterteil besteht. Beim öffnen der Zelle braucht vom Benutzer lediglich ein
einziges abnehmbares und entfernbares Teil gehalten und abgenommen zu werden, nämlich das Unterteil der
Zelle. Sämtliche anderen Teile, nämlich das Oberteil der Zelle und sämtliche Teile des Verschlußelementes, sind
ortsfest an einem Hauptträger gehaltert, der seinerseits in gebräuchlicher Weise beispielsweise an einem Stativ,
an einer Stativwand oder im Mauerwerk oder in anderer Art befestigt ist. Beim öffnen der Zelle braucht
der Benutzer nur mit einer Hand die einzige Spannschraube der Verschlußeiemente zu lösen, während
er gleichzeitig mit der anderen Hand den Boden des Unterteils der Zelle unterstützt Er braucht dabei
nicht das Herabfallen irgendweicher Teiie der Zeile zu
befürchten. Auch können bei dieser Art der starren ortsfesten Halterung des Oberteils der Zeüe fest
verlegte Druckleitungen für den Zulauf und den Ablauf des aufzubereitenden Mediums verwendet werden. Dies
bedeutet nicht nur eine Erhöhung der Betriebssicherheit und Betriebszuverlässigkeit des Gerätes, sondern auch
eine Kosteneinsparung beim Aufbau von Prüfständen zu Aufbereitungszwecken der in Rede stehenden Art.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Horizontalträger vorzugsweise am Kopf, insbesondere
auf der Oberseite des Oberteils der Zelle befestigt. Diese Art der Befestigung gewährleistet, daß der
Mantel des Oberteils der meist zylindrisch ausgebildeten Zelle zu Anschlußzwecken frei zur Verfügung steht.
Dies ist insbesondere bei der sich zunehmend mehr durchsetzenden tangentialen Einströmung des Zulaufs
in den Druckraum der Zelle von Bedeutung. Insbesondere ist dabei der Horizontalträger vorzugsweise durch
eine Schraubverbindung am Oberteil der Zelle befestigt. Die Zuordnung der einzelnen Elemente solcher
Schraubverbindungen ist dabei vorzugsweise bo ausgebildet,
daß die Zelle bzw. deren Oberteil, bezogen auf die Radialebene, in den verschiedensten Winkelstellungen
zum Horizontalträger befestigt werden kann. Dies erleichtert dem Benutzerden Aufbau von Versuchsständen
insbesondere bei Anschlüssen auf dem Mantel des Oberteils, da er solche Anschlüsse wahlweise nach vorn,
nach hinten, nach rechts oder nach links relativ zur Bedienungsseite oder Trägerrichtung setzen kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung greift die Spannschraube mit ihrem Gewindeschaft
vorzugsweise nur an einem der beiden Teile des zweiteiligen Spannringes in ein entsprechendes Gegengewinde,
während sie am anderen Spannringteil in einer entsprechend angeordneten Bohrung frei drehbar, aber
axial, bezogen auf den Spannschraubenschaft, fixiert gelagert ist. Diese Art der Halterung der Spannschraube
gewährleistet, daß die beiden Spannringteile beim ι Lösen der Schraube automatisch auseinandergezwungen
werden. Auch ist dadurch in jedem Fall verhindert, daß die Spannschraube abhanden kommen oder aus
dem Spannring entfernt werden kann.
Die Spannschraube ist vorzugsweise als Flügelschrau- <■
bc mit freistehendem gewindefreiem Schaftstück ausgebildet, wobei auf diesem freistehenden gewindefreien
Schaftstück zusätzlich Abflachungen zum Angriff eines Gabelschlüssels ausgebildet sind.
Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen
näher erläutert Es zeigt
ί F i g. 1 in Seitensicht ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung und
F i g. 2 das in F i g. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel in Draufsicht (um 90c verdreht).
In den F i g. 1 und 2 ist eine zylindrische Hochdruck-Ki
Membrantestzeile dargestellt, die aus Edelstahl für Betriebsdrücke im Bereich von 100 bar gefertigt ist Die
Zelle besteht aus einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2. Das Oberteil weist eine tangential ausgerichtete
Zulaufdurchführung 3 für das aufzubereitende Medium und über Kopf eine axiale Ablaufdurchführung 4 für das
Retentat auf. Ein als Flachträger ausgebildeter Horizontalträger 5 ist mit Senkkopfschrauben 6 auf der
Oberseite 7 des Oberteils 1 befestigt. In seinem vorderen Bereich ist der Horizontalträger 5 gabelförmig
ausgebü'det und umgreift die Ablaufdurchführung 4. Das Oberteil 1 ist mit drei /jweils um 90°
gegeneinander versetzte Schrauben 6 mit !em Horizontalträger
5 verschraubt Die Schraubbolzen sind von oben her durch entsprechend angeordnete Bohrungen
2ϊ im Horizontalträger 5 in Gewindebohrungen 8 eingeschraubt,
die in der Oberseite 7 der Zelle 1 eingeschnitten sind. Insgesamt sind auf der Oberseite 7
der Zelle I vier auf einem Kreis liegende und jeweils um 90° gegeneinander versetzte Gewindebohrungen 8
to vorgesehen. Dies ermöglicht, das Oberteil 1 der Zelle in vier verschiedenen Winkelstellungen relativ zur Längsachse
des Horizontalträgers 5 an diesem zu befestigen. Dadurch kann beispielsweise der in F i g. 2 auf der linken
Seite gezeigte Zulauf 3 durch Lösen und Wiederbefestin gen von nur drei Schrauben auf die rechte Seiie verlegt
werden.
Am Horizontalträger 5 ist weiterhin ein als
Rundbolzen ausgebildeter Vertikalträger 9 befestigt.
Der Vertikalträger erstreckt sich vom Horizontal- äger
tu 5 abwärts und ist neben der Zelle 1,2 angeordnet. Seine
Längsachse verläuft parallel zur Längsachse der Zelle 1,
2. In uem hier beschriebenen Ausführjngsbeispiel ist der Vertikalträger 9 mittels einer Mutter 10 und einer
Unterlagscheibe 11 am Horizontalträger 5 verschraubt.
r> Der untere Teil des Vertikalträgers 9 ist als Achszapfen 12 ausgebildet. An diesem Achszapfen 12
sind in der Horizontalen frei verschwenkbar axial fixiert eine Horizontallasche 13 und ein erster Spannhalbring
14 angelenkt. Die axiale Fixierung erfolgt dabei durch
so eine Unterlagscheibe 15 und eine Mutter 16.
Die mit ihrem pinen Ende am Achszapfen 12 angelenkte Horizontallasche 13 trägt an ihrem anderen
Ende einen Achszapfen 17, der in nicht allzu weiter horzor.laier Entfernung achsparallel neben dem Achso
zapfen 12 angeordnet ist. Am Achszapfen 17 ist axial fixiert und in der Ho.-izontalen frei verschwer:kbar ein
zweiter Spannhalbring 18 gehaltert.
Die beiden Spannhalbringe 14, 18 weisen ein innenliegendes Tr&pezringprofil 19 auf, das mit entspreo
chend ausgebildeten Keilflanschen 20 und 21 am Oberteil 1 bzw, Unterteil 2 der Zelle zusammenwirken
kann. Dadurch, daß die beiden Spannhalbringe i4, 18, deren rückwärtige Schwenkachsen 12, Yi durch die
Horizontallasche 13 gegeneinander festgelegt sind, "· durch eine Spannschraube 22 vorderseitig gegeneinander
gezwungen werden, werden durch die zusammenwirkenden Keilflächen des Trapezringprofils 19 und der
Keilflächen der Keilflansche 20 und 21 das Oberteil 1
und das Unterteil 2 der Zelle dichtend aufeinandergezwungen.
Der Schaft der Spannschraube 22 weist einen gewindefreien Abschnitt 23 auf, der frei drehbar in einer
Bohrung oder in einem Auge 24 gelagert ist, das in einem Vorsprung 25 ausgebildet ist, der am ersten
Spannhalbring 14 angeformt ist. Durch Anschlagscheiben 26 und 27 ist der Schaft der Spannschraube 22 im
Auge 24 gegen axiale Verschiebung fixiert. Vorzugsweise ist die Anschlagscheibe 26 am Schaft angeformt oder
auf diesem aufgeschrumpft, während die Anschlagscheibe 27 durch einen lösbaren Splint 28 auf dem Schaft
gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Dadurch ist eine leichte Auswechselbarkeit der Spannschraube 22
gewährleistet. Der über die innere Anschlagscheibe 27 überstehende Teil 29 des Schaftes der Spannschraube 22
ist mit einem Außengewinde versehen, das in ein entsprechendes Innengewinde eingreift, das in einer
Bohrung 30 in einen am zweiten Spannhalbring 18 angeformten Vorsprung 31 geschnitten ist. Beim Lösen
der Spannschraube 22 wird diese durch den Gewindeeingriff ihres mit dem Außengewinde versehenen
Schaftabschnittes 29 aus dem zweiten Spannhalbring 18 herausgezwungen. Dabei liegt der zwischen den beiden
Vorsprüngen 25 und 31 liegende Anschlagring 27 an der Innenfläche des Vorsprungs 25 des ersten Spannhalbringes 14 an und zwingt diesen öffnend vom zweiten
Spannhalbring 18 ab. Die beiden Spannringhälften 14 und 18 können so mühelos und ohne Zuhilfenahme von
Zusatzwerkzeugen geöffnet werden, und zwar auch dann, wenn sie durch festes Anziehen verkeilt waren.
Die Spannschraube 22 ist zur normalen Betätigung mit einem Griffflügel 32 versehen. Für den Fall, daß die
beiden Spannringhälften 14, 18 durch Anziehen an
Flügel 32 nicht fest genug gegeneinandergezwungei werden können oder daß beim öffnen die durcl
Angreifen am Handflügel 32 aufbringbare Kraft zun Lösen der Spannschraube 22 nicht ausreicht, sind an
Schaft der Spannschraube 22 zwischen der Sperrscheibi 26 und dem Flügel 32 Abflachungen 33 ausgebildet, dii
das Ansetzen eines Gabelschlüssels ermöglichen.
Nach dem Öffnen der Spannringshälften 14, 18 kam das Unterteil 2 mit dem Permeataablauf 34 frei un<
mühelos unter dem Oberteil 1 abgehoben werden Dabei bleiben sämtliche Teile der Zelle einschließlicl
ihrer Spannelemente, insbesondere also das Oberteil
mit den an ihm angeschlossenen Druckleitungen und di< beiden Spannringhälften 14 und 18 mit der Spann
schraube 22 am Horizontalträger 5 gehaltert. Lediglid das Unterteil 2 ist vom Benutzer zu halten um
abzunehmen.
Dadurch, daß die beiden Spannringhälften 14 und Ii
am Vertikalträger 9 durch eine Schraubverbindung 15 16 lösbar gehaltert sind, sind sie mühelos üuch in dei
Radialebene um 180° verkippt anbringbar, wodurch die
Vorrichtung der Erfindung auch von Linkshänderr bequem bedienbar ist. Die Spannringhälften 14, If
liegen dadurch zwar asymmetrisch zum Horizontalträ ger 5, wodurch ihre Funktionsfähigkeit jedoch beein
trächtigt wird. Gewünschtenfalls kann jedoch auch irr Horizontalträger 5 eine zweite Bohrung angebrachl
weraon, die auch ein Versetzen des Vertikalträgers 9 in
der Weise ermöglicht, daß die Spannringhälften 14 und 18 auch nach Umsetzen der Spannschraube 22 zur
Bedienung durch Linkshänder wieder symmetrisch zum Horizontalträgers stehen.
Claims (5)
1. Als Halterung und Verschluß dienende Vorrichtung für eine Hochdruck-Membrantestzelle, bei der
ein Oberteil und ein Unterteil mit angeformten Keilflanschen durch einen ein komplementär ausgebildetes Trapezringprofil aufweisenden zweiteiligen
Spannring mit tangentialer Schraubverspannung dichtend gegeneinander zwingbar sind, dadurch
gekennzeichnet, daß ein das Oberteil (1) tragender, ortsfest am Arbeitsplatz gehaltener
Horizontalträger (5) am Oberteil (1) der Zelle angreifend befestigt ist, daß am Horizontalträger (5)
neben der Zelle ein sich abwärts erstreckender Vertikalträger (9) befestigt ist, an dessen Fuß die
beiden Teile (14, 18) des Spannringes mit je einem ihrer Enden axial fixiert und in der Horizontalen frei
schwenkbar angelenkt sind, und daß die beiden freien Enden (25, 31) der beiden Teile (14, 18) des
Spannringes durch eine tangentiale Spannschraube (22) in an sich bekannter Weise gegeneinander
zw'ingbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Horizonialträger (5) auf der
Oberseite (7) des Oberteils (1) befestigt ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Horizontalträger (5) durch Schrauben (6) am Oberteil (1) befestigt
ist und Jaß das Oberteil (1) entsprechende Gewindebohrungen (8) in einer Verteilung aufweist,
die eine Verbindung zwischen dem Oberteil (1) und dem Horizon i-träger (5) in verschiedenen radialen
Winkelstellungen ermöglicht
4. Vorrichtung nach einem oer Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, Jaß die Spannschraube
(22) in einem am freien Ende eiiic-s der beiden Teile
(14) des Spannringes angeformten Auge (24) bezogen auf den Schaft der Spannschraube (22) axial
fixiert frei drehbar gelagert ist und mit ihrem dem anderen Spannringteil (18) zugekehrten überstehenden Gewindeschaft (29) in ein entsprechend
geschnittenes Innengewinde in einem am Ende dieses anderen Spannringteils (18) angeformten
Auge (30) eingreifen kann.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spannringteile (14, 18) um zwei an einer kurzen Horizontallasche (13) gehalterte nebeneinanderliegende Achszapfen (12,17) in der Horizontalen schwenkbar sind,
von denen der eine (12) am Vertikalträger (9) einstückig angeformt ist.
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