DE2813172A1

DE2813172A1 - Permeator mit hohlfaser

Info

Publication number: DE2813172A1
Application number: DE19782813172
Authority: DE
Inventors: George Burdette Clark
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1977-03-28
Filing date: 1978-03-25
Publication date: 1978-10-05
Also published as: IT1102141B; AU515807B2; BE865342A; HK57580A; GB1566364A; US4080296A; CA1098838A; FR2385426B1; JPS6229081B2; NL181908B; ES468240A1; AU3451278A; DE2813172C2; IT7848596A0; NL7803284A; FR2385426A1; NL181908C; JPS53119788A

Description

Geräte zur permeablen Trennung oder Permeatoren, bei denen die Membran die Form selektivpermeabler, haarähnlicher Hohlfaserlängen (hollow fiber lengths) hat, sind nunmehr wohlbekannt. Die letztere Membranform ist besonders dazu geeignet, Wasser aus Solen durch umgekehrte Osmose rückzugewinnen, weil die Fasern nicht eine Abstützung gegen die großen Transmembrandurckdifferentiale benötigen, die man bei dieser Verfahrensweise verwenden muß. Dennoch ist die Wirtschaftlichkeit bezüglich der Fabrikationskosten und des Raumbedarfs, der dafür erwartet werden müßte, für große Anlagen dieses Typs nicht realisierbar, weil die Kosten für in adäquater V/eise druckwiderstandsfähige Gehäuse und damit in Verbindung stehende Installationsarbeiten (plumbing) nach üblicher Bauweise unproportional ansteigen, wenn die Größe der Anlage gesteigert wird. Auf der anderen Seite beansprucht die Verwendung einer Anzahl von kleineren Anlagen in paralleler Bauweise mehr Platz und teurere äußere Installationsarbeiten und teurere Instrumentation. Preiswertes Wasser von vergleichbarer Qualität für Verwendung in Haushalten und Industrie ist nicht verfügbar oder wird zunehmend weniger in den meisten Teilen der Welt verfügbar werden. Infolgedessen ist es besonders wünschenswert, daß man in der Lage ist, derartiges Y/asser aus Ozeanen, aus Brackwasser oder aus generell verunreinigten Wasserquellen zu den niedrigst möglichen Kosten pro Volumeneinheit rückzugewinnen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Permeator mit Hohlfaser und ist gekennzeichnet durch:

(A) ein Gehäuse mit einer Gesamtform eines länglichen Zylinders, der an seinen beiden Enden durch eine Halbkugel verschlossen istj

(B) einen steifen, hohlen Kern, der sich durch das Gehäuse erstreckt, Zufuhr- und Auslaßöffnungen, die aus dem Gehäuse herausragen;

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(C) eine Vielzahl von für ein flüssiges Medium permeabler Hohlfaserlängen, die als Bündel rund um den Kern innerhalb des Gehäuses angeordnet sind;

(D) eine radiale Rohrplatte, die im Durchmesser größer als das Faserbündel ist, einen Teil des Kerns abschließt sowie abdichtet, und in der benachbarte Teile der Fasern eingebettet sind, wobei die Rohrplatte entgegengesetzte Stirnflächen, meist parallel zu den nicht eingebetteten Faserteilen, die mindestens von einer Seite der Stirnflächen her sich erstrecken, aufweist, und wobei ein peripherer Teil der Rohrplatte sich radial nach außen über das Faserbündel hinaus erstreckt und im Abstand von dem Gehäuse angeordnet ist oder mit einer Vielzahl von Bohrungen versehen ist, die von einer der Stirnflächen zu der anderen, in der Nähe- der peripheren Fläche zwischen diesen Stirnflächen reichen^und wobei die Rohrplatte innere Durchgänge begrenzt, in welche die Lumen der Faserlängen führen und' dafür vorgesehen sind, das Permeat aus den Faserlumen zur Ablaßleitung für das Permeat zu leitenj

(E) ein radiales Wandbauteil am Ende des Faserbündels, das den Kern umgibt und ihn abdichtet/ und in dem die Enden der Faserlängen eingebetten sind, wobei die Teile des Kerns, die mit dem Wandbauteil und der Rohrplatte in Eingriff stehen, für ein flüssiges Medium effektiv undurchlässig sind, der Rest des Kerns jedoch dafür bestimmt ist, einen Strom eines zu behandelnden fluiden Mediums aus "dem Kern in das Faserbündel oder einen Strom des zu behandelnden fluiden Mediums aus dem Zwischenraum zwischen Gehäuse und Wandbauteil oder Rohrplatte in der Nähe des Auslasses zuzulassen; und durch

(F) eine Querwand, die in den Kern abdichtend eingreift und ihn aufteilt, um einen Endabschnitt zu bilden, der sich von dem Kernausgang zu der benachbarten Rohrplatte oder dem Wandbauteil erstreckt, wobei der Kernausgang und die Auslaßleitung für das Permeat so ausgerüstet sind, daß das zu behandelnde fluide Medium und das Permeat als getrennte Ströme abgeführt werden.

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Das Gehäuse weist vorzugsweise einen inneren Aufbau auf, der aus zwei aneinander anstoßenden, vorgebildeten Formen (abutted preforms), welche auf jedes Ende der Kern/Bündel/ Rohrplattenanordnung (core/bundle/tubesheet assembly) aufgesteckt werden und sich an dem "Äquator" der Rohrplatte treffen, sowie aus einem einteiligen äußeren Mantel besteht, der in situ gebildet wird, indem man hochfeste, harzimprägnierte Faservorgarne (fiber rovings) auf die vorgebildeten Formen aufwickelt und aushärtet. In dieser Ausführungsform der Erfindung steht die innere Oberfläche des Gehäuses vorzugsweise in stetigem Kontakt mit der peripheren Oberfläche der Rohrplatte; infolgedessen macht die Rohrplatten- und Kernanordnung das Gehäuse gegenüber einer Biegebeanspruchung steif und fest. Die vorgebildeten Formen sind vorzugsweise formgepreßte Hälften.

In den beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung eingehender erläutert, wobei sie im einzelnen bedeuten;

Fig. 1 ist eine Ansicht eines Längsschnittes der Permeators gemäß der vorliegenden Erfindung^

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungsblockes (connecting block).

Der Permeator, wie er in Fig_e 1 wiedergegeben ist, wird allgemein mit Ziffer (1) bezeichnet. Dieser Permeator besteht im wesentlichen aus einem Kern (2)j einem Bündel (3) aus Hohlfasern (4), deren Enden in Wandbauteilen aus Harz (5, 5*) eingebettet sindj aus einer zentralen Rohrplatte (6) (tube sheet)j aus einer Leitung zum Ablassen des Permeates (7), die koaxial in dem Kern angeordnet ist und mit einem inneren Durchgang (8) innerhalb der Rohrplatte mittels eines gestützten zylindrischen Verbindungsblockes (9) verbunden ist? aus einer Quer- oder Trennwand (10)

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zwischen dem Kern (2) und der leitung zum Ablassen des Permeates (7); aus zwei vorgebildeten inneren Gehäusehälften (11, 11·) und einem äußeren, mit Fasern umwickelten Gehäusemantel (12), mit dem vier Stapeleinrichtungen (stacking members) (13) verbunden sind. Ein Teil der Eernv/andung zwischen der Einspeisöffnung (29) und dem Wandbauteil (5) ist für ein fluides Medium völlig undurchlässig,' der Rest der Kernwandung jedoch, mit Ausnahme der Teile, welche die zentrale Rohrplatte (6) abschließen, und das Wandbauteil (5¹) sind porös oder sind mit einer Vielzahl von öffnungen (14) durchlöchert, durch die das zu behandelnde fluide Medium (oder das schon behandelte) hindurchgelangen kann. Der Kernwandteil zwischen der Rohrplatte (6) und dem Verbindungsblock (9) (vgl. auch Fig. 2) ist mit zwei vergleichsweise breiten, diametral entgegengesetzten öffnungen

(15) durchlöchert, die sich in Übereinstimmung mit den inneren Enden der oberen und der unteren Abschnitte des Durchganges (8) befinden. Die Faserlängen (4) sind in eine linke und eine rechte Hälfte aufgeteilt und öffnen sich zu Bohrungen

(16) hin. Jede Bohrung (16) ist an einem oder beiden Enden mit einem Durchgang (17) verbunden, der durch ein reifartiges (hoop-shaped), aufgeklebtes (bonded-on) Kappenbauteil (18) und durch die benachbarte, ausgeschweifte (routed-out) Peripherie eines Hauptbauteils (19) begrenzt wird, das zusammen mit dem Kappenbauteil die Rohrplatte (6) bildet. Die äußeren Enden des Durchgangs (8) stehen in Verbindung mit dem Durchgang (17). Das Kappenbauteil (18) ist mit einer Vielzahl von querverlaufenden Bohrungen (20) versehen, durch die das fluide Medium aus dem Raum (21) in den Raum (22) gelangen kann. Die Bohrungen (16) sind in puncto Anzahl, Größe und Position so angeordnet, daß sichergestellt ist, daß die Lumen im wesentlichen aller Faserlängen für einen Austritt des Permeates geöffnet sind.

Der in Fig. 3 wiedergegebene Verbindungsblock (9) arbeitet in der Weise eines Rohrkreuzes (cross-flow fitting), das üblicherweise als "Spinne" (spider) bezeichnet wird. Der

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Block (9) ist in der Weise ausgestaltet, daß er kurze radiale Durchgänge (23, 23·') begrenzt, die mit den inneren Enden des Durchganges (8) über zueinander ausgerichtete Öffnungen (24) in dem auf andere Weise geschlossenen Ende des Permeatablasses (7) in Verbindung stehen. Außerdem ist dieser Block mit zwei longitudinalen Durchgängen (30) ausgerüstet, die den linksseitigen Teil (25) des Kerns (2) mit einem ringförmigen Durchgang zwischen der äußeren Hälfte des Permeatablasses (7) und der benachbarten inneren Oberfläche des rechtsseitigen Teiles (26) des Kerns (2) verbinden. Pie rechtsseitigen Endteile des Kerns (2) und der Permeatablaß (7) sind mit einem Seitenflansch (27) und einem Abschluß- bzw. Endflansch (28) versehen, um getrennt das behandelte eingespeiste fluide Medium oder Konzentrat und das Permeat abzulassen. Das linksseitige Ende des Kerns ist außerdem mit einem Abschlußflansch versehen, um eine Einspeisöffnung (29) zu schaffen.

Wie in den Figuren 2 und 3 zu sehen ist, sind die longitudinalen Durchgänge (30) durch den Block (9) in der Regel nierenförmig im Querschnitt und sind oberhalb oder unterhalb kleiner radialer Durchgänge (23, 23') angeordnet, die den Durchgang (8) mit der Auslaßleitung für das Permeat (7) verbinden. Die rechtsseitige Reihe der Bohrungen (16) in Figo 1 ist als Phantombild in Fig_o 2 zu sehen. Diese Bohrungen, die durch den Kern (2) blockiert werden, stehen mit dem Durchgang (8) nur über den Durchgang (17) in Verbindung, der Rest der Bohrungen steht jedoch direkt mit dem Durchgang (8) ebenso wie indirekt mit dem Durchgang (17) in Verbindung. Die rechtsseitige Gehäusehälfte (11*) ist dicht mit dem Rohrplattenka.ppenteil (18) verbunden.

Der zentrale Kern (2) dient nicht nur als Einlaß- bzw. Auslaßleitung für das fluide Medium, sondern auch als Spindel, auf der das Faserbündel (3), die Rohrplatte (6) und die Wandbauteile (5, 5') angeordnet sind. Die Ablaßleitung für das Permeat (7), der Verbindungsblock (9) und die Querwand (10) v/erden für gewöhnlich vormontiert und können in den Kern (2) eingebaut werden entweder bevor oder nachdem die Faserbündelanordnung gebildet worden

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ist. Die längsverlaufenden Durchgänge (30) in dem Verbindung sbl ο ck (9) können vorzugsweise ausgeführt v/erden, bevor der Verbindungsblock aufgesteckt und mit dem geschlossenen Ende des Permeatablasses (7) verbunden v/ird. Es v/ird eine Rinne (trench) in die Oberfläche des peripher en Teils des Rohrplattenhauptteils (19) als erster Schritt bei der Bildung des Perineatdurchganges (17) hergestellt. Die Bohrungen (16) v/erden entlang oder parallel zu einem Durchmesser durch den Hauptbauteil (19) von dem Boden der Rinne zu dem Kern oder durch die Ge samtstrecke hindurch wieder zur Rinne gebohrt. Der Durchgang (8) v/ird gebohrt und von einem Ende eines Durchmessers des Rohrplattenhauptteils zum anderen geführt, wobei er im allgemeinen rechtwinklig zu den Bohrungen (16) verläuft und sich durch die·Kernwand, den Verbindungsblock (9) und die Ablaßleitung für das Permeat (7) hindurch erstreckt. Die Öffnungen (15) in der Kernwandung, die radialen Durchgänge (23, 23') durch den Block (9) und die Öffnungen (24) in der Auslaßleitung für das Permeat (7) sind infolgedessen in Übereinstimmung miteinander und mit dem Durchgang (8) ausgebildet. Das Kappenbauteil (18) ist mit dem Hauptbauteil (19) verbunden, um die Rohrplatte (6) zu vervollständigen. Querverlaufende Bohrungen (20) in der Rohrplatte (6) werden vorzugsweise vor dem letzteren Schritt gebohrt, Jedoch können sie auch danach ausgeführt v/erden. Die inneren Gehäusehälften (11, 11') werden sodann auf die Enden der Kern- und der Rohrplatten/Faserbündelanordnung aufgesteckt und (sie stoßen aneinander an) treffen sich an dem "Äquator" des Kappenbauteils (18). Die Gehäusehälften können miteinander und mit dem Kappenbauteil verbunden sein, um eine größere Steifheit für den endgültigen Permeator zu liefern. Der äußere Gehäusemantel (12) wird in situ in der Art und V/eise hergestellt, daß starke Bindungen zwischen dem Mantel, den inneren Gehäusehälften und den herausragenden Enden des Kerns gebildet werden. Sodann werden Plansche (27, 28, 29) an den Enden des Kerns angeordnet, und es werden die

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vorgefertigten Stapelungsblöcke (13) (stacking blocks) mit dem Gehäuse verbunden.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsform, wie sie in den Zeichnungen wiedergegeben ist, besteht das Faserbündel im wesentlichen aus parallelen Faserlängen (Elementarfaserkabeln oder Strängen einzelner offen endender Fasern oder abgeflachter kontinuierlicher Schlingen). Dennoch kann das Faserbündel aus Faserlängen bestehen, die in jeder Art und Weise angeordnet sein können, die regelmäßig oder nicht zufallsverteilt ist, doh, die eine raumsparende Faserpackung, eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung des eingespeisten Mediums durch das Faserbündel und einen gleichförmig niedrigen Widerstand gegen das durch die benachbarten Faserlumen durchströmende Permeat zuläßt«, Infolgedessen können nunmehr wohlbekannte Anordnungen verwendet werden, bei denen die Faser in aufeinanderfolgenden, kreuz und quer verlaufenden Lagen abgeteilter Spiralen rund um den Kern angeordnet werden oder in der Regel parallel zu der Kernachse, jedoch quer zueinander in einem spitzen Winkel verlaufen. Zusätzlich kann das Faserbündel Kittel einschließen, wie z_oB. Stoffhüllen, um das Faserbündel zwangsweise zu führen und/oder die Gleichförmigkeit der "Verteilung des eingespeisten fluiden Mediums zwischen den Fasern^ die es bilden, zu verbessern»

Allgemein werden das Rohrplattenhauptbauteil (19) und die Endwandungen (5, 5') dadurch hergestellt, daß man ein geeignetes, fließfähiges Material zum Einbetten (vorzugsweise eine härtbare Harzzusammensetzung) in entsprechenden Mengen auf das Zentrum und die Enden des Faserbündels während seiner Bildung aufträgt, und die erhaltenen Körper sodann an Ort und Stelle verfestigen läßt» Genaue Einzelheiten dieser Verfahrensweisen sind dem Fachmann wohlbekannt»

Besondere Faser/Rohrplattenanordnungen verschiedener Typen, die auf die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung

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angepaßt v/erden können, werden in den folgenden US-Patentschriften offenbart:

US-Patent Nr, Typ der Anordnung

22 008 Hohlfasern, die spiralförmig auf einem

rotierenden Kern aufgewickelt sind, wobei die Endteile in einer oder mehreren radialen Rohrplatten eingebettet sind; Harz ist zum öffnen der Faserenden zerschnitten.

75 331 Hohlfasern, die rund um einen flatternden

und rotierenden Kern ähnlich einem Ball an einer Drachenschnur gewickelt sind. Endteile sind in einer äquatorial angeordneten Rohrplatte eingebettet; durchbohrt) zu offenen Faserenden.

55 034 Eohlfasern, die rund um ein Paar fortlaufender Fäden geschlungen werden, und die resultierende Leiter wird auf einem Kern aufgerollt, wenn das Rohrplattenharz auf eine oder mehrere Stellen aufgetragen wird; die Faserenden sind durch Aufschneiden des Harzes in einer Ebene, die senkrecht zu der Achse des Faserbündels verläuft, geöffnet .

Eohlfaser/Rohrplattenanordnungen, die Rohrplatten (oder "Wandbauteile") an jedem Ende des Faserbündels enthalten, können auf einen Verwendungszweck der vorliegenden Erfindung angepaßt werden, indem man lediglich eine Rohrplatte in jeder dieser beiden Anordnungen öffnet und diese sodann mit ihren Enden aneinander verbindet, um eine einzelne, einheitliche Anordnung zu schaffen, die annähernd zweimal so lang ist und eine zentrale Rohrplatte und zwei "geschlossene" Endwandungen hat. Wenn dies bewerkstelligt ist, kann jede Verfahrensweise zum Öffnen der beiden Hälften der zentralen Rohrplatte verwendet werden, die die endgültige Anordnung in die Lage versetzt, das Permeat aus im wesentlichen allen Lumen in jedem Halbbündel aufzusammeln und es zu den Öffnungen

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in dem Teil der Kernwandung zu leiten, die von der Rohrplatte umschlossen wird.

Infolgedessen kann bei einer Methode, jede der beiden "Rohrplatten", die vereinigt werden sollen, an einer Stelle geschnitten werden, die senkrecht zu der Faserbündelachse verläuft, und die geschnittenen Flächen werden an entgegengesetzten Flächen einer dazwischenliegenden, im allgemeinen torroidalen Scheibe angeordnet, die eine poröse Struktur hat und einen geringen Widerstand gegenüber dem durch sie hindurchströmenden Permeat Rietet. Eine reifartige Kappe, ähnlich dem Bauteil (18) in den Figuren 1 und 2, wird mit den peripheren Oberflächen der beiden Rohrplattenhälften verbunden, um einen Verlust des Permeates von der peripheren Oberfläche der Scheibe zu verhindern und eine einheitliche "Rohrplattenanordnung" zu bilden φ Diese Verfahrensweise machte natürlich notwendig, daß man die aneinander anstoßenden Endteile der beiden Kerne der halben Anordnung in einem Gesamtabstand herausragen läßt, der der Schichtdicke der porösen Scheibe gleich ist. Diese Teile sollten im Wandaufbau durchlöchert sein. Wenn diese Herstellungsweise für die Anordnung Verwendung findet, ist es meist üblich, die Ablaßleitungen für das Permeat in einer der beiden Kernhälften einzubauen und sodann den Verbindungsblock (oder in ihrer Arbeitsweise äquivalente Permeatförderungseinrichtungen) zwischen dem Kern und der Ablaßleitung für das Permeat einzubauen. Die beiden aneinandergrenzenden Kernenden sollten miteinander fest verbunden sein, um eine maximale Versteifungswirkung sicherzustellen.

In einer anderen Verfahrensweise, die beiden Anlagenhälften zu verbinden, können die geschnittenen Flächen (oder die ungeschnittenen Flächen, wenn sie ausreichend kongruent sind) und die (in angemessener Weise geschnittenen) Kernenden miteinander verklebt werden, und der erhaltene Rohrplattenhauptbauteil (tubesheet "body member") kann mit einem Permeataus-

laß in der V/eise versehen werden, wie es für die Ausführungsform beschrieben wurde, die in den Zeichnungen wiedergegeben wird.

Pur einen Fachmann ist es klar, daß, um einen im wesentlichen gleichförmigen Fluß und Druckbedingungen in beiden Hälften des Faserbündels zu erzielen, das eingespeiste fluide Lledium progressiv einen geringeren Widerstand gegenüber der Strömung durch die Kernwand hindurch antreffen sollte, wenn es von dem Kerneinlaß zu dem Kernauslaß gelangt. Obwohl dies bewerkstelligt werden kann, indem man die am Ende aneinanderstoßenden Kernabschnitte verschiedener Porositäten miteinander verklebt, werden keinerlei Vorteile bezüglich, der Festigkeit erzielt, wie sie mit Hilfe von nicht unterbrochenen, verstärkten Fasern erteilt v/erden (wie z.B. bei mit Fiberglas verstärkten Polyesterröhren). Ein einfachereres und bevorzugteres Hilfsmittel besteht darin, Öffnungen zu bohren oder Schlitze in einer einheitlichen Länge einer undurchlässigen Röhre zu schneiden; die Öffnungen werden entsprechend ihrem Abstand von dem Einlaß breiter gemacht und/oder enger zueinander angeordnet. Natürlich werden keine Öffnungen in den Teil des Kerns zwischen dem Einlaß und dem Teil gemacht, der durch da,s Wandbauteil aus Harz in Nachbarschaft zu dem Einlaß umschlossen wird. Der Teil des Kerns, der durch das andere Wandbauteil umschlossen wird (d.h. das Wandbauteil, das sich in Nachbarschaft zu dem Auslaß für das eingespeiste, behandelte Medium oder für das Konzentrat befindet) kann am Anfang perforiert sein. Ist dies der Fall, kann die Perforation dazu verwendet werden, die Trennwand bzw. Querwand (10) zu bilden und dafür zu sorgen, daß sie an Ort und Stelle festgehalten wird, wobei die Trennwand den direkten Durchfluß des unbehandelten Stromes des fluiden Mediums von der Einspei söffnung zu der Ablaßöffnung verhindert und die außerdem für die konzentrische Lage der Ablaßleitung für das Permeat in einem Abstandsverhältnis innerhalb des Kerns sorgt. Das

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heißt, die Trennwand kann dadurch gebildet werden, daß man zwei im Abstand angeordnete ringförmige Metall- oder Earzscheiben (nicht in den Zeichnungen gezeigt) aufsteckt und sie mit der Ablaßleitung für das Permeat verbindet, bevor man sie in den Kern einbaut. Sodann läßt man ein härtbares Harz durch eine oder mehrere Stellen der Perforation in den Kern einströmen, um den torroidalen Raum zu füllen, der durch die äußere Oberfläche der Permeatleitung, die innere Oberfläche des Kerns, die beiden Scheiben und den Rest der Perforation (zwischen den Scheiben) gebildet wird. Anschließend wird das Harz an Ort und Stelle ausgehärtet, wobei die Wahl des Harzmaterials und der Druck, der auf das Harz angewandt wird, dergestalt ist, daß eine adäquate feste Bindung zwischen den beiden Scheiben_s dem Kern und den Oberflächen der Permeatleitung sichergestellt ist. Natürlich kann die Permeatleitung außerdem perforiert sein, um die Trennwand fest εη Ort und Stelle zu halten, wobei entsprechende Maßnahmen unternommen werden, um den überschüssigen Harzstrom in das Innere der Permeatleitung zu verhindern. Die letztere Verfahrensweise entspricht ganz analog der Herstellung eines Abgusses in einer Gußform, die durch Einlaßkanäle gefüllt wird.

Verschiedenartige Materialien und Verfahrensweisen sind bekannt, die für die Herstellung von Hohlfasern mit der erforderlichen Festigkeit, chemischen Widerstandsfähigkeit und mit Permeabilitätseigenschaf ten für verschiedenartige Trennprozesse geeignet sind. In ähnlicher Weise sind verschiedenartige Materialien zum Einbetten und mehrere verschiedenartige Verfahrensweisen zum Herstellen von Rohrplatten oder Wandbauteilen aus derartigen Materialien wohlbekannt. Demgemäß besteht keine Notwendigkeit, geeignete Paser- und/oder Rohrplattenmaterialien aufzulisteno Ss ist klar, daß die vorliegende Erfindung tatsächlich mit jeder entsprechenden Kombination aus Faser- und Rohrplattenmaterialien durchgeführt v/erden kann.

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Außerdem sind auch, geeignete Gußmaterialien für die Herstellung der Trennwand (partition), wie sie oben beschrieben wurde, wohlbekannt. Eine gute feste Verbindung bzw. Verklebung zwischen der Trennwand, dem Kern und den Permeatleitungswänden ist wichtig, zumindest dann, wenn wesentliche Transmembrandruckdifferentiale verwendet werden, und dies wird besonders bei der Wahl eines geeigneten Gußmaterials (vorzugsweise ein Harz) eine wesentliche Rolle spielen. Dennoch braucht der Fachmann keine Anleitung bei der Auswahl dieser Materialien.

Der Verbindungsblock (9), der das Permeat von dem Rohrplattendurchgang (8) zu der Auslaßleitung (7) leitet (quer zu der Strömung des eingespeisten Mediums zv/ischen dem Kern und der Leitung), kann aus jeglichem geeigneten Material hergestellt werden, das zu der notwendigen Form ausgestaltet werden kann und das abdichtend in die innere Oberfläche des Kerns und die äußere Oberfläche der Permeatauslaßleitung eingreifen kann. Vorzugsweise wird dazu ein Material ausgewählt, das ganz genau maschinell bearbeitet werden kann und mit den Kern- und Permeatauslaßleitungs-Materialien haftend verbunden werden kann. Ein ausgehärtetes synthetisches Harzmaterial ist ein besonders geeignetes Material für den Verbindungsblock (9), das mit der Permeatauslaßleitung fest verbunden v/erden kann, bevor letztere in dem Kern angeordnet wird. Die Perforationen in dem umschließenden Abschnitt der Kernwandung können dazu verwendet werden, Zement oder eine kler.-ne Kenge des gleichen, jedoch ungehärteten Harzes, aus dem der Block gebildet ist, einzuführen, um die notwendige feste Verbindung zv/ischen dem Verbindungsblock und dem Kern ζμ erzielen. Es hat keine Bedeutung, wenn die Perforationen in der Kernwandung während dem Verfahren gefüllt werden, weil ein oder mehrere Durchgänge (8) anschließend durch die Rohrplatte, die Kernwand und den Verbindungsblock getrennt werden.

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Der Kern und die Permeatausiaßleitung können aus jedem geeigneten Material hergestellt werden. Jedoch sind feste, leichte Materialien bevorzugt. Die Permeatauslaßleitung steht unter Außendruck und darf daher nicht so stabil wie der Kern sein, so daß im Handel erhältliche extrudierte Rohre auf Polyvinylidenchloridbasis für diesen Zweck besonders geeignet sind. Stärkere Materialien, wie z.B. chloriertes Polyvinylchlorid (CPVC) und faserverstärkte Epoxide oder Polyester sind geeignete Materialien für den Kern und die Permeatauslaßleitung.

Die Gehäusehälften müssen stabil genug sein, um der Deformation unter den wesentlichen Drucktelastungen standzuhalten, die durch das Aufwicklungsverfahren ausgeübt werden, das bei \ der Herstellung des äußeren Gehäusemantels (12) verwendet wird. Die Gehäusehälften können in der gleichen Weise hergestellt werden, wie man heute gegossene Tanks aus mit Fiberglas verstärkten Pasern und Harzen herstellt.

Es wird festgestellt, daß die Permeatauslaßleitung sich über die gesamte Länge des Kerns erstrecken kann, sofern geeignete Endstücke (end fittings) verwendet werden, so daß das einkommende fluide Medium und die Permeatströmung von den entgegengesetzten Enden der Auslaßleitung getrennt geführt werden können. Dennoch macht dies die Verwendung eines breiteren Kerns notwendig (und die Veränderung des Schemas der Bohrungen durch die Kernwand an jeder Seite der Rohrplatte), um übermäßige Strömungsgeschwindigkeiten in der ersten Hälfte des Kerns (oder dem Einlaß) zu vermeiden. Demgemäß ist die zuvor beschriebene Anordnung weniger bevorzugt.

Es wird außerdem festgestellt, daß der Wandbauteil in der Fähe des Einlaßendes des Kerns verlängert werden kann, um den gesamten Raum zwischen dem Gehäuse und den Faserenden, die in dem Wandbauteil eingebettet sind, auszufüllen. Wenn

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dies bewerkstelligt ist, wird ein Zwischenraum, in dein Luft und stillstehendes (behandeltes) fluides Medium anderweitig eingeschlossen werden könnte, eliminiert, und es wird eine größere Verbindungszone zwischen dem Eern und dem Wandbauteil geschaffen. Demgemäß ist diese Anordnung bevorzugt.

Die Planschverbindungen am Ende des Kerns können zusammen mit dem Kern als einteilige Baueinheit ausgebildet sein, wie es in den Zeichnungen gezeigt ist. Dennoch macht diese Bauweise die Konstruktion des äußeren G-ehäusemantels (bezüglich des Aufv/icke Ivor gangs) etwas komplizierter, insbesondere an dem Auslaßende, wo der Flansch für den Abfluß des behandelten Kediums oder Konzentrates mit der Seite des Kernendes in Berührung steht. Dementsprechend ist dies eine-weniger bevorzugte Anordnung.

Es können in der Technik wohlbekannte Verfahrensweisen angewandt werden, um den äußeren Gehäusemantel aus Vorgarnen (rovings) fester, verstärkender Fasern herzustellen, die mit einem härtbaren (oder selbsthärtenden) Harz imprägniert sind. Feste oder hohle Glasfasern sind besonders stabil und sind zur Zeit weniger teuer als spezielle Fasern, wie z.B. hochfeste Kohlenstoff-Fasern. Infolgedessen ist "Fiberglas" das bevorzugte Material für den Aufbau des Gehäuseniantels, des Kerns und der Permeatauslaßleitung. Die harzimprägnierte Faser kann auf die Gehäusehälften und rund um die herausragenden Kernenden entweder auf einer Spulmaschine vom "Drehbanktyp" oder auf einer Spulmaschine vom "Rennstreckentjn?" aufgewickelt werden (a "lathe-type" or "racetrack" winding machine). Die fortschreitenden, von einem Ende zum anderen Ende führenden Schlingen oder Wicklungen (precessing, endto-end wraps), die auf der Spulmaschine vom liennstreckentyp erzeugt werden, können über die Endwölbungen (der Gehäusehälften) als annähernd echt polare longitudinale Schlingen oder Wicklungen abgelegt werden. Wenn jedoch

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eine Spulmaschine vom Drehbanktyp verwendet wird, wird eine Kombination aus von klein zu groß ansteigenden Gewindewinkeln und Umfange nötig (combination of low-to-high angle helices and circumferentials). Die Arbeitsweise der Spul-», maschine vom Drehbanktyp ist komplizierter und etwas weniger wirkungsvoll bei der Verwendung von verstärkten Fasern mit einer inhärenten Festigkeit (inherent strength). Infolgedessen sind G-ehäusemantelungen, die aus Pasern gebildet werden, die mit der Spulmaschine vom Rennstreckentyp gewickelt worden sind, besonders bevorzugt.

Es wird festgestellt, daß es das Fehlen von seitlichen Unterbrechungen im Gehäuse (als Folge der Verwendung von wirklich koaxialen Einspeis-, Konzentrat- und Permeat-Auslaßleitungen) ist, das es möglich macht, den gesamten Vorteil wahrzunehmen, der durch den Y/iderstand der Faser- und Harzverbundwerkstoffe gegenüber den Berstdrücken (resistance to bursting pressures) geboten wird. Es werden wesentlich größere Mengen an Fiberglas usw. und komplizierte Aufwicklungs—Schemata (winding patterns) benötigt, um die Kräfte zu kompensieren, die sich dann ergeben, wenn das Gehäuse seitlich unterbrochen wird. Ein vorteilhaftes und besonders wünschenswertes Ergebnis des Weglassens der seitlichen Anpassungen (side fittings) besteht darin, daß die Permeatoren gemäß der vorliegenden Erfindung weniger Platz beanspruchende äußere Rohranordnungen benötigen und im wesentlichen enger aneinander angeordnet werden können. Diese Verbesserungen gemäß der vorliegenden Erfindung bringt einen großen Vorteil bei der Beförderung, Verschiffung, Lagerung, Verwendung und bei der Bedienung der erfindungsgemäßen Permeatoren.

Außerdem wird der Fachmann feststellen, daß eine beträchtliche Vereinfachung des inneren Aufbaus von Permeatoren mit hoher Kapazität gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt wird. Metallteile, die schwer und teuer sind und den Verbrauch von in stei-

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gendem ITaße knappen Erzen und Erzen geringerer Qualität nötig machen, werden nicht verwendet, und verschlissene Permeatoren gemäß dem vorliegenden Entwurf machen eine Demontage für eine Wiederinstandsetzung nicht nötig.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß die einzige Veränderung, die bewerkstelligt werden muß, um den Permeator an höhere oder niedrigere Arbeitsdrücke anzupassen, darin besteht, die Anzahl der Faserwicklungen auf dem äußeren Gehäusemantel zu vergrößern oder zu verringern. Dies macht keine Veränderung bei der V/erkzeugausrüstung oder den Bearbeitungs- und Herstellungsmethoden notwendig.

Andere Veränderungen des Grundentwurfes des Permeators gemäß der vorliegenden Erfindung können in einfacher Weise eingebaut werden. Infolgedessen kann sich der Permeatauslaß (7) von einer äußeren peripheren Stelle an dem Gehäuse durch den äußeren Gehäusemantel sowie die inneren Gehäusehälften hindurch und durch das Kappenbauteil (18) erstrecken, das sich zu dem Durchgang (17) hin öffnet. Bei dieser Anordnung fließt das Permeat von den aufgenommenen offenen Faserenden zu den Bohrungen (16) der Rohrplatte, zu dem inneren Durchgang (8) und den ringsherumj.aufenden Durchgang (17) außerhalb der Permeatauslaßleitung. Bei dieser Anordnung kann die Permeatauslaßleitung (7), die konzentrisch innerhalb des Kerns angeordnet ist, wie es in Fig. 1 gezeigt wird, zusammen mit der Trennwand (10) und dem Verbindungsblock (9) vollständig eliminiert v/erden. Wie jedoch zuvor festgestellt, besteht ein Fachteil bei dieser Anordnung darin, daß sie den Aufbau des äußeren Gehäusemantels erschwert, daß man eine mit Harz imprägnierte Faser auf die inneren Gehäusehälften aufwickelt.

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Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform kann die Länge des Permeators vergrößert werden, um einen Permeator zur Verfugung zu stellen, der in der Lage ist, wesentlich größere Permeatmengen zu erzeugen, im Vergleich zu der Anlage mit einer einzigen Rohrplatte, wie sie in Pig. 1 wiedergegeben ist. Bei dem verlängerten Permeator werden mehrere Rohrplatten, wie z.B. die zentrale Rohrplatte (6) von Fig. 1, in abgemessenen Abständen verwendet, um eine Vielzahl aktiver Faserbündelteile unterzubringen, die sich zwischen den Wandbauteilen aus Harz, den Rohrplatten und zwischen den Rohrplatten selbst hin erstrecken^

In einer weiteren alternativen Ausführungsform nach der Erfindung kann das Wandbauteil aus Harz (5') am Ende des Eerns, wie es in Fig. 1 wiedergegeben wird, durch eine Rohrplatte ersetzt werden, welche damit die Länge der Permeatablaßleitung wesentlich verringert. Es besteht jedoch in der Faserlänge selbst ein Grenzfaktor bei einem derartigen Perme at orentwurf. Infolgedessen ist jeder Verlust bei der Strömung des Permeates durch das Faserzentrum hindurch ein Grenzfaktor, so daß nach alledem die zentral angeordnete Rohrplatte, wie sie in Fig. 1 wiedergegeben ist, bevorzugt wird. In der Tat benötigen Permeatoren, die einen großen Volumendurchsatz entwickeln, wie z.B. Gaspermeatoren, mehrere aktive Rohrplatten, um die Faserlängen zu verringern und einen Verlust des Permeatströmes durch das Zentrum der Fasern hindurch zu reduzieren.

Zusätzliche Überlegungen, die in die Entwicklung des Permeators nach der vorliegenden Erfindung eingegangen sind, bestehen darin, daß Dichtungen oder durch den Gehäusemantel hindurchgebohrte Öffnungen wegfallen, welche alternierend den Aufbau des Permeators schwächen, dadurch daß die Fasern im äußeren Gehäusemantel zerschnitten werden.

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Die erfindungsgemäßen Permeatoren besitzen eine Leistungsfähigkeit bei hohen Drücken, die bis zu diesem Zeitpunkt nicht möglich war. Permeatoren, die in der Meerwasserentsalzung eingesetzt erden, müssen in der Lage sein, "bei annähernd 70 kg/cm (1 000 ρ si) oder, wenn sie als G-aspermeatoren arbeiten, bei Bohrlochkopfdrücken zu arbeiten (wellhead pressures). Da die Leistungsfähigkeiten des Permeators bei Berstdrücken (burst pressure capabilities) dafür ausgelegt sein müssen, daß sie an einen Druck angepaßt werden, der sechsmal so groß ist wie der Arbeitsdruck, ist die bauliche Geschlossenheit oder Unversehrtheit des Gehäuses von besonderer Bedeutung (structural integrity of the casing). Pur diesen Zweck sind die halbkugelförmig ausgestalteten Endteile des Gehäuses besonders zweckmäßig für die Druckaufnahme. Zusätzlich gebieten die Konfigurationen der Faserwicklung bei der Her-stellung des äußeren Gehäusemantels, daß die Endteile der inneren Gehäusehälften abgerundet und von halbkugelförmiger Gestalt sind.

Die bauliche Geschlossenheit des Permeators gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin durch die Tatsache des zentralen Kerns (2) gesteigert, der die beiden halbkugelförmigen Enden des Gehäusemantels miteinander verbindet, um die Anordnung abzustützen und zu verstärken.

Wie zuvor ausgeführt, wird die bauliche Geschlossenheit des erfindungsgemäßen Permeators dadurch verbessert, daß man alle Endteile (terminals) wegfallen läßt, die seitlich aus dem Permeator herausragen, wie z.B. Flansche, mit Gewinde versehene Öffnungen oder Abstützungen, welche es notwendig machen, daß man die imprägnierten Pasern (wie z.B. Fiberglas) zerschneidet. Zusätzlich wird durch den Wegfall der maschinellen Bearbeitung des Gehäuses bei seiner Herstellung, die eine Schneidung der Fasern nach sich ziehen kann, die vollständige Leistungsfähigkeit der Faserstrukturen verwirklicht, die um das Druckgehäuse (pressure vessel) herumgewickelt sind.

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Außerdem entfällt bei der Permeatoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung die Notwendigkeit, ungleiche Katerialien mit verschiedenartigen Elastizitäten und Ausdehnungskoeffizienten miteinander fest zu verbinden, wie z_oB„ die feste Verbindung von Stahl mit Fiberglas o. dgl.

Das folgende Beispiel dient dazu, die Erfindung näher zu erläutern.

Die Parameter für einen typischen Permeator nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den Zeichnungen wiedergegeben ist, der für eine Erzeugung von bis zu 950 000 Liter pro Tag Produktwasser ausgelegt ist, sind die folgenden:

Eingespeistes Medium: 1»324,75 l/min. Brackwasser

(350 Gallonen pro Jlinute)»

Ausschuß:

Produkt:

(behandeltes Medium) 661 bis 397,5 l/min» (175 bis 105 Gallonen pro Minute) bei einer Produktrückgewinnung von 50 - 70 fo des eingespeisten Mediums«

661 bis 927,4 l/min. (I75_bis 245 , Gallonen pro Minute) bei pO - 70 ^C/O Rückgewinnung, in Abhängigkeit von dem. Salzgehalt des eingespeisten Mediums und der ProduktSpezifikationen ο

Pasern:

Hohle Zellulosetriacetatfasern (CTA), 110 bis 120 Mkron äußerer Durchmesser und etwa 90 Mikron innerer Durchmesser_o

Bündel;

Etwa 60,96 cm im Durchmesser bei einer Länge von 2,44 m (24 inches, 8 feet) und aus 10-20 Millionen Faserlängen bestehend, in Abhängigkeit von der Dichte der Faserpackung, in Gegenwart oder Abwesenheit von

Spannmittel!! und Strömungsleitmitteln im Bündel, wobei die Arbeitsdrücke, die Zusammensetzung des eingespeisten IJediums und die Zusafflmensetaung des Endproduktes berücksichtigt sind.

Arbeitsdruck: 17,5 bis 28 kg/cm^ abs (250 400 psig^für das Brackwasser (56 kg/cm abs bzw. 300 psig minimum für das Heerwasser).

Leitungs- (usw.) Größe: Um Strömungsgeschwindigkeiten bei etwa 4,58 rn/sec (15 feet per second) oder weniger aufrechtzuerhalten, d-h. etwa 151,4 l/min pro 6,45 cm (40 Gallonen pro üinute pro inch) einer Strömungsquerschnitt sflache,

1.324,75 l/min eingespeistes Ke- dium in dem linksseitigen Teil des Kerns benötigen eine Querschnitt sf lache von 56,45 cm (8,75 ih^)

661 l/min (175 Gallonen pro Minute) eingespeistes Γ Te dium durch die Wandung des linksseitigen T'eils des Kerns benötigen eine₂öffnungsfläche von etwa 28,39 cm (4,4 inch ),

661 l/min eingespeistes fluides Medium, zwischen Lern und Permeatausiableitung fließend, und herausfliegend durch die ICernwandung, benötigen eine Querschnittsflache von etwa 28,39 cm ,

331,2 l/min (87,5 Gallonen cro ICinute) behandeltem TTedium aus der linksseitigen Eälfte des Bündels benötigen eine Gesamt-Querschnittsflache für die Bohrungen (20) durcn das Eappenbauteil (18) der Rohrplatte von 14,19 cm (2,2 inch¹¹),

insgesamt 661 l/min behandeltem Eedium aus der rechtsseitigen Bündel— hälfte und durch den Teil der Kernwandung hindurch, der sich zwischen der Endwand und dem Gehäuse befindet, benötigen eine Querschnittsfläche von etwa 56,45 cm (8,75 inch ).

Geschätztes Gesamtgewicht: Etwa 816,46 kg bis 907,2 kg (1 8OO -

2 000 pounds).

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Aus der vorstehenden detaillierten Beschreibung wird klar, daß die vorliegende Erfindung eine Hohlfaserpermeatoreinheit zur Verfugung stellt, die pro Volumeneinheit-Kapazität bei der Herstellung und Verwendung wenig Kosten verursacht| daß der Hohlfaserpermeator einfacher herzustellen ist, betriebssicherer und einfacher instand zu halten ist als die üblichen permeablen Trenneinrichtungen5 daß der Bedarf an teuren Materialien und teuren Herstellungsabschnitten bei der Herstellung von Kohlfaserpermeatoren in großem Umfang reduziert wird; daß die vorliegende Permeatoranordnung besonders für Anlagen in großem Maßstab geeignet ist, die in der Lage sind, mehrere Hunderttausend G-alonen pro Tag fluide s liedium durchzusetzen; daß der Hohlfaserpermeator bei ausgeglichenen Druckbedingungen (in a pressure balanced condition) betrieben werden kann, d<,h_o mit gleichen Drücken des fluiden I-Iediums an den entgegengesetzten Stirnflächen der Rohrplatte; daß die vorliegende Fermeatoranordnung jegliche seitliche Unterbrechung in der Gehäuseeinheit vermeidet und die Einspeisleitung/Rohrplattenanordnung zusätzlich als Gehäuseversteifung und Abstützung verwendet, wodurch die Verwendung von nichtmetallischen, leichtgewichtigen, hochfesten Gehäusematerialien in sparsamen l'.iengen möglich gemacht wird; daß die Länge des Strömungsweges zwischen den Pasern auf ein Minimum gehalten wird und die Bestrebungen der "Polarisation"des eingespeisten !.Tediums reduziert werden; daß die Verwendung von Leitblechen, Dichtungen und innerem Hardware in den Hohlfaserpermeatoreinheiten wegfällt oder beträchtlich reduziert wird und daß der Entwurf eines Permeators in großem Maßstab sehr einfach in eine Einheit mit kleinem Maßstab umgewandelt werden kann,' für alle Arten von permeablen Trennprozessen geeignet ist, die mit Hohlfasern ausgeführt werden können»

Claims

Pat ent anwalt

Ludwigstraße 67

Gießen (1123) Η/νΚ/Pr

THE DOW CHEMICAL COHPAIIY, Midland, Michigan, USA Priorität: 28. März 1977 / USA / Ser.Fo. 782,110

Permeator mit Hohlfaser Patentansprüche:

1. Permeator mit Hohlfaser,

gekennzeichnet durch

(A) ein Gehäuse (1) mit einer. Gesamtform eines länglichen Zylinders, der an seinen beiden Enden durch eine Halbkugel verschlossen istj

(B) einen steifen, hohlen Kern (2), der sich durch das Gehäuse erstreckt, mit Zufuhr- (29) und Auslaßöffnungen (27, 28), die aus dem Gehäuse herausragen;

(C) eine Vielzahl von für ein flüssiges Lied ium permeabler Hohlfaserlängen (4), die" als Bündel (3) rund um den Kern innerhalb des Gehäuses angeordnet sind;

(D) eine radiale Rohrplatte (6), die im Durchmesser größer als das Bündel ist, einen Teil des Kerns abschließt sowie abdichtet und in der benachbarte Teile der Fasern eingebettet sind, wobei die Rohrplatte im wesentlichen parallele entgegengesetzte Stirnflächen aufweist und sich von mindestens einer

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Stirnfläche nicht eingebettete Teile der Faserlängen erstrecken und sich ein peripherer Teil der Rohrplatte radial nach außen über das Faserbündel erstreckt und im Abstand von dem Gehäuse angeordnet ist oder mit einer Vielzahl von Bohrungen versehen ist, die von einer der Stirnflächen zu der anderen, in der Nähe der peripheren Fläche zwischen diesen Stirnflächen, reichen, und wobei die Rohrplatte innere Durchgänge (8) begrenzt, in welche die Lumen der Faserlängen führen und dafür vorgesehen sind, das Permeat aus den Paserlumen zur Ablaßleitung (7) für das Permeat zu leiten;

(E) ein radiales Wandbauteil (5) am Ende des Faserbündels, das den Kern umgibt und ihn abdichtet und in dem die Enden der Paserlängen eingebettet sind, wobei die Teile des Kerns, die mit dem Wandbauteil und der Rohrplatte in Eingriff stehen, für ein flüssiges ivledium effektiv undurchlässig sind, der Rest des Kerns jedoch dafür bestimmt ist, einen Strom eines zu behandelnden fluiden Mediums aus dem Eern in das Faserbündel oder einen Strom des behandelten Kediums aus dem Zwischenraum zwischen Gehäuse und Wandbauteil oder Rohrplatte in der Nähe des Auslasses zuzulassen; und durch

(F) eine Querwand (10), die in den Kern abdichtend eingreift und ihn aufteilt, um einen Endabschnitt zu bilden, der sich von dem Kernausgang zu der benachbarten Rohrplatte oder dem Wandbauteil erstreckt, wobei der Kernausgang und die Auslaßleitung für das Permeat so ausgerüstet sind, daß das zu behandelnde fluide Medium bzw. das Permeat als getrennte Ströme abgeführt werden.

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2. Permeator nach. Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit Ausnahme seiner Enden nicht unterbrochen ist und einen inneren Aufbau aufweist, der aus aneinander anstoßenden, vorgebildeten Formen (11, 11') und aus einem äußeren Mantel (12) besteht, der eine kontinuierliche Wicklung aus einer verstärkenden Paser, die in einem ausgehärteten Harzkörper eingebettet ist, besitzt.

3. Permeator nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebildeten Formen (11, 11') aus verstärkenden Faserlärgen bestehen, die in einem ausgehärteten Earz eingebettet sind.

4. Permeator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrplatte (6) enthält: einen im wesentlichen torroidalen Hauptbauteil aus Harz (19) mit einer peripheren Oberfläche, die so ausgestaltet ist, daß eine Rinne in dem Teil des Hauptbauteils gebildet ist, der sich radial nach außen von dem Faserbündel (3) erstreckt, wobei dieses Bauteil (19) eine Vielzahl von im Abstand angeordneten, im wesentlichen parallelen, zum Aufsammeln des Permeates vorgesehenen Bohrungen (16) aufweist, und das eine Ende einer jeden Bohrung sich, zu der Rinne hin öffnet und das andere Ende sich entweder zu der Rinne öffnet oder an der Kernwand endet, wobei ■ die Anzahl und die Anordnung der Bohrungen in der Weise derartig sind, daß das Lumen im wesentlichen jeder Faserlänge, die in dem Hauptbauteil eingebettet ist, abgeschnitten ist und sich zu einer dieser Bohrungen (16) zum Aufsammeln des Permeates hin öffnet; und wobei dieses Haupt-

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bauteil (19) zwei zueinander ausgerichtete Sammelrohrdurchgänge (8) entsprechend einem Durchmesser hat, der im wesentlichen senkrecht zu den Achsen der zum Aufsammeln des Permeates dienenden Bohrungen (16) verläuft, wobei jeder der Durchgänge sich an einem Ende zur Rinne hin öffnet, und diese Durchgänge jede dieser Bohrungen, die nicht an der Kernwand enden, zerschneidet und in zwei Abteilungen aufteilt; und ein im wesentlichen reifartiges Kappenbauteil (18), das den Hauptbauteil (19) umfängt und in diesen abdichtend eingreift, wodurch, die Rinne zu einem abgeschlossenen Durchgang wird, der den Sammelrohrdurchgang (8) mit denen, der Bohrungen (16), die an der Kernwand enden, zum Aufsammeln des Permeates verbindet.

5. Permeator nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrplatte (6) und das Wandbauteil (5) torroidale Körper aus einer ausgehärteten Harzzusammensetzung zum Einbetten sind.

6. Permeator nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen keinen leeren Raum zwischen dem Wandbauteil (5), das sich in der Nähe des Einlaßendes (29) des Kerns (2) befindet, und dem Abschnitt des Gehäuses gibt, aus dem das Kernende herausragt.

7. Permeator nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (2) aus verstärkten Faserlängen gebildet ist, die in einem ausgehärteten Harz eingebettet sind.

8. Permeator nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Kappenbauteil (18) durch eine Vielzahl von Bohrungen (20) von der einen Stirnfläche der Rohrplatte. (6) zu der anderen durchbohrt ist, in Nachbarschaft zu

der peripheren Oberfläche des Kappenbauteils, durch, das das behandelte, eingespeiste fluide Medium von einer Seite der Rohrplatte zu der anderen Seite gelangt, und daß das Kappenbauteil mit dem Gehäuse (11) fest verbunden ist.

Permeator nach einem der Ansprüche 1-8, gekennzeichnet durch eine radiale Rohrplatte (6), die einen zwischenliegenden Teil des Kerns (2) abdichtet und benachbarte, dazwischenliegende Teile darin eingebetteter Faserlängen (4) hat, wobei dieser Kernteil mindestens ein Paar entgegengesetzter Bohrungen hat, um das Perineat aus den Paserlumen zu den entgegengesetzten Bohrungen zu leiten, ein radiales Wandbauteil (5) an jedem Ende des Faserbündels (3)₉ wobei das Wandbauteil in Fachbarschaft zu dem Auslaßende des Kerns bezüglich des Gehäuses (11) derart angeordnet ist, daß das behandelte eingespeiste ifedium zwischen dem Gehäuse und dem Wandbauteil hindurchgelangt, und wobei der Teil des Kerns zwischen seinem Einlaß (29) und dem benachbarten Wandbauteil für das fluide Medium vollständig undurchlässig ist, wobei die Permeatauslaßleitung (7) innerhalb des Kerns (2) im wesentlichen koaxial angeordnete ist und zusammen mit diesem einen Einspeisdurchgang (8) mit ringförmigem Querschnitt bildet, der von dem Kernauslaß bis mindestens zu der Ebene der am weitesten davon entfernten Rohrplattenfläche reicht, wo-= bei der Teil d^_r Permeatauslaßleitung durch die Rohrplatte

(6) umschlossen wird, die mindestens ein Paar entgegengesetzter Bohrungen für den Einlaß des Permeates hat, jedoch andererseits für den Eintritt des fluiden Mediums verschlossen istj und durch eine Trennwand (1O), die abdichtend in den Kern und die Permeatauslaßleitung

(7) eingreift und den Einspeisdurchgang in einen Endabschnitt, der von dem Kernauslaß zu dem benachbarten Wandbauteil reicht, und in einen inneren Abschnitt auf-

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teilt, der mindestens von diesem Wandbauteil zu der ebenen Fläche der Rohrplatte reicht, und wobei Leiteinrichtungen innerhalb des Einspeisdurchganges angeordnet sind, die jedoch nicht abschirmend wirken und die die Bohrungen in dem zwischenliegenden Kernteil mit den Permeateinlaßbohrungen in der Permeatauslaßleitung verbinden.

10. Permeator nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtung ein Zylinder ist, dessen Wandung mindestens durch ein Paar longitudinaler Bohrungen von einem Ende zum anderen Ende durchlöchert ist, deren Achsen in einer gemeinsamen Ebene mit der Zylinderachse liegen und dessen Wandung außerdem durch ein Paar entgegengesetzter Bohrungen transversal durchlöchert ist, die nicht die longitudinalen"Bohrungen unterbrechen.

11. Permeator nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kappenbauteil (18) und die Permeatauslaßleitung (7) aus verstärkenden Fasern gebildet sind, die in einem ausgehärteten Earz eingebettet sind.

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