DE2814326A1

DE2814326A1 - POROESE SUPPORT FOR USE IN A DIVIDER WITH HOLLOW FIBER

Info

Publication number: DE2814326A1
Application number: DE19782814326
Authority: DE
Inventors: Douglas Norman Dean; Earl Anderson Mclain
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1977-04-08
Filing date: 1978-04-03
Publication date: 1978-10-12
Also published as: NL181909B; GB1566675A; AU516562B2; CA1086661A; IT1156154B; NL181909C; DE2814326C2; FR2386326A1; BE865769A; ES468619A1; JPS53125977A; AU3404178A; NL7803657A; IT7848767A0; FR2386326B1; JPS5931361B2

Description

-5- 28H326-5- 28H326

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine poröse Abstützung zur Verwendung in einer Trenneinrichtung mit Hohlfasern.The present invention relates to a porous support for use in a separator with Hollow fibers.

In der Technik sind Trenneinrichtungen mit Hohlfasern wohl bekannt. Ausserdem ist eine Vielzahl von Hohlfasermembranen bekannt, die selektiv permeabel für verschiedenartige Komponenten fluider Mischungen, das heisst flüssiger oder gasförmiger Medien sind, wenn sie über atmosphärischem Druck behandelt werden. Darüberhinaus sind Einrichtungen wohl bekannt, die dieselben Membrananordnungen verwenden. In der Regel besitzen diese Einrichtungen Hohlfaserenden, die in einem Dichtungsmittel eingebettet sind, das üblicherweise als Rohrplatte ("tubesheet") bezeichnet wird. Diese Rohrplatte, die als Dichtung rund um das Äussere jedes Faserendes wirkt, trennt die mit dem Äusseren der Fasern in Verbindung stehenden Zonen von der Zone an der entgegengesetzten Seite der Rohrplatte ab, die ihrerseits in Verbindung mit den hohlen Innenräumen oder Lumen der Faser steht.Hollow fiber separators are well known in the art. Also is a wide variety of Hollow fiber membranes known, which are selectively permeable for various components of fluid mixtures, that means liquid or gaseous media if they are treated above atmospheric pressure. In addition, devices using the same membrane assemblies are well known. Usually own this means hollow fiber ends that are embedded in a sealant that is commonly called Tube plate ("tubesheet") is referred to. This tube plate, which acts as a seal around the outside of each fiber end, separates the one connected to the outside of the fiber standing zones from the zone on the opposite side of the tube plate, which in turn connect with the hollow interiors or lumens of the fiber.

Derartige Trenneinrichtungen werden in grossem Umfang bei Trennverfahrenverfahren, wie z. B. bei der umgekehrten Osmose oder Ultrafiltration einer Salzlösung oder von Brackwasser zur Erzeugung von Trinkwasser oder bei Gastrennverfahren oder O-xidationsverfahren verwendet. Bei manchen dieser Verfahren werden vergleichsweise hohe Drucke, beispielsweise von 28 bis 112 kg / cm , angewandt, um die gewünschte Trennung zu bewerkstelligen. Es ist jedoch bekannt, dass, wenn die Rohrplatten der Trenneinrichtungen hohen Druckdifferentialen über längere Zeitab-Such separation devices are used on a large scale in separation processes, such as. B. in reverse osmosis or ultrafiltration of a saline solution or of Brackish water is used to produce drinking water or in gas separation processes or oxidation processes. at In some of these processes, comparatively high pressures, for example from 28 to 112 kg / cm, are used, to achieve the desired separation. However, it is known that when the tube plates of the separators high pressure differentials over long periods of time

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schnitte während dem Betrieb ausgesetzt werden, eine Fonnveränderung der Rohrplatten verursacht wird, die aufgrund der Spannung und des möglichen Faserbruches zum Ausfall oder zum Lecken aufgrund der Rissbildung in den Rohrplatten führen, es sei denn, dass dieselben mechanisch abgestützt werden.cuts are exposed during operation, a change in shape of the tube plates, leading to failure due to tension and possible fiber breakage or leakage due to cracking in the tube sheets unless they are mechanically supported will.

Eine Lösung dieses Problems wird in der US-PS 34 42 008 offenbart, wobei eine perforierte Metallplatte in der Nähe der Niederdruckseite der Rohrplatte vorgesehen ist. Die Verwendung dieser perforierten Metallplatte schafft eine Abstützung für die Rohrplatte und sorgt ausserdem für eine grössere Wirksamkeit und Sparsamkeit aufgrund der niedrigeren Kosten und des Bedarfes für Harz in der Rohrplatte und eine bessere Faserverwendung, da die Rohrplatte wesentlich dünner sein kann, als wenn sie ohne perforierte Metallplatte wäre.A solution to this problem is disclosed in US-PS 34 42 008, with a perforated metal plate in the vicinity the low pressure side of the tube plate is provided. The use of this perforated metal plate provides support for the tube plate and also ensures greater effectiveness and economy due to the lower Cost and need for resin in the tubesheet and better fiber usage as the tubesheet is essential can be thinner than if it were without the perforated metal plate.

Wie in der US-PS 37 02 658 festgestellt wird, vermindert eine perforierte Metallplatte die Wirksamkeit einer Trenneinrichtung dadurch, dass sie die Öffnungen einer beträchtlichen Anzahl von Fasern blockiert. Ausserdem wurde festgestellt, dass es unzweckmässig ist, die Platte mit einer grösseren Anzahl von ausreichend nahe beieinander angeordneten Perforationen herzustellen, um die Blockierung der Faseröffnungen zu vermeiden. Diese US-PS zeigt die Verwendung einer inneren, porösen, nicht kompressiblen Abstützung in der Nähe der Seite der Rohrplatte mit niedrigerem Druck, so dass das während der Arbeitsweise der Einrichtung auf die Rohrplatte ausgeübte Druckdifferential über die Abstützung auf die Vorrichtung übertragen wird. Es wird gezeigt, dass diese Abstützung ein Aufquellen (creep), einAs stated in US-PS 37 02 658, a perforated metal plate reduces the effectiveness of a separator by blocking the openings of a significant number of fibers. It was also found that it is inexpedient to arrange the plate with a large number of sufficiently close together Make perforations to avoid blocking the fiber openings. This U.S. Patent shows its use an internal, porous, non-compressible support near the side of the tubesheet with lower Pressure, so that the pressure differential across the support exerted on the tube plate during the operation of the device is transferred to the device. It is shown that this support is a creep, a

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kaltes Fliessen und eine bleibende Verformung der Rohrplatte eliminiert und es möglich macht, beträchtliche Einsparungen zu erzielen, da die Dicke der Rohrplatte verringert werden kann, wodurch eine Verminderung in dem Druckgefälle innerhalb der verwendeten Fasern oder Kapillaren erreicht wird.eliminates cold flow and permanent deformation of the tubesheet and makes it possible to achieve considerable Achieve savings as the thickness of the tubesheet can be reduced, thereby reducing the Pressure gradient is achieved within the fibers or capillaries used.

Die porösen Abstützungen, die gemäss oben genannter US-PS aus gebundenem Sand, keramischem Material oder gesinterten Metallteilen oder aus geflochtenem Drahtnetz oder Drahtsieb hergestellt werden können, zeigen jedoch ausserdem Nachteile in der Hinsicht, dass ein gewisser Verlust an Leistungsfähigkeit erwartet wird. Diesbezüglich wird offenbart, dass die wirksame Breite der Flächensegmente der Abstützung etwa 2-bis etx^a 50-mal den durchschnittlichen Innendurchmesser der verwendeten Hohlfasern oder Kapillaren ausmacht. Infolgedessen wird die kleinste Dimension der Flächensegmente in allen Fällen mindestens etwa zweimal so breit sein, wie der Innendurchmesser der verwendeten Fasern, wodurch die offenen Enden einiger Fasern in der Einrichtung vollständig blockiert werden. Diese Blockierung, die noch stärker wird, wenn breitere wirksame Flächensegmente mit derselben Fasergrösse verwendet werden, verursachen einaiRentabi1itatsverlust, insbesondere bei höheren Betriebsdrücken.The porous supports according to the above-mentioned US-PS from bound sand, ceramic material or sintered metal parts or from braided wire mesh or Wire screens can be produced, but also show disadvantages in that a certain loss is expected in terms of efficiency. In this regard, it is disclosed that the effective width of the surface segments the support about 2 to etx ^ a 50 times the average Inside diameter of the hollow fibers or capillaries used. As a result, it becomes the smallest dimension of the surface segments must in all cases be at least about twice as wide as the inner diameter of the one used Fibers, thereby completely blocking the open ends of some fibers in the device. These Blocking that becomes even more pronounced when using wider effective surface segments with the same fiber size cause a loss of profitability, in particular at higher operating pressures.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine poröse Abstützung zur Verwendung in einer Trenneinrichtung mit Hohlfasern, bei der sich die Hohlfasern durch eine Rohrplatte hindurch erstrecken und ihre offenen Enden an der Rohrplattenseite mit niedrigerem Druck enden, wobei die Abstützung einThe present invention relates to a porous support for use in a separator with hollow fibers, in which the hollow fibers extend through a tube plate and their open ends on the tube plate side end with lower pressure, with the buttress a

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inneres, nicht kompressibles Bauteil enthält, um eine Formveränderung der Rohrplatte zu vermindern und ihre diesbezügliche Lage innerhalb der Trenneinrichtung zu gewährleisten, wenn ein Druckdifferential auf die Rohrplatte ausgeübt wird, und wobei die Abstützung in der Nähe der Rohrplattenseite mit niedrigerem Druck angeordnet sowie dafür vorgesehen ist, eine mit dem Druckdifferential übereinstimmende Kraft auf die Trenneinrichtung zu übertragen, und wobei die Abstützung Flächensegmente aufweist, die in Berührung mit der Stirnfläche der Rohrplatte stehen, und ist gekennzeichnet dadurch, dass die durchschnittliche wirksame Breite der Flächensegmente geringer ist als etwa der doppelte durchschnittliche Innendurchmesser der Hohlfasern und dass die Gesamtzone dieser Flächensegmente 15 bis 70 % der Gesamtoberfläche der Abstützung umfasst.inner, non-compressible component contains a To reduce change in shape of the tube plate and its related position within the separating device ensure when a pressure differential is applied to the tubesheet, and with the support in the vicinity the tube plate side is arranged with lower pressure and is provided for one with the pressure differential to transmit matching force to the separating device, and wherein the support has surface segments, which are in contact with the face of the tubesheet, and is characterized by the fact that the average effective width of the surface segments is less than about twice the average inner diameter of the hollow fibers and that the total zone of these surface segments 15 to 70% of the total surface of the support includes.

Die Verwendung einer Abstützeinrichtung ermöglicht es, die Wirtschaftlichkeit einer Trenneinrichtung zu verbessern, da die Schichtdicke der Rohrplatte verringert werden kann, wodurch ausserdem eine Verminderung im Druckgefälle innerhalb der in der Rohrplatte eingebetteten Fasern erzielt wird. Darüberhinaus kann die Auswahl der für den Aufbau der Rohrplatte verwendeten Materialien erweitert werden. Ausserdem kann die Abstützung vergleichsweise dünn sein, im Vergleich zu der Dicke der Rohrplatte, die abgestützt werden soll, wodurch die .Notwendigkeit verringert wird, viele existierende Trenneinrichtungen zu verändern, um das gleiche aufzunehmen. Die vorliegende Erfindung bietet darüberhinaus einen besonderen ökonomischen Vorteil darin, dass die Produktivität, beispielsweise der Ausstoss an Trinkwasser in einer Entsalzungstrennanlage pro Zeiteinheit mit der Rohrplattenabstützung, wie sie im nachhineinThe use of a support device makes it possible to improve the profitability of a separating device, since the layer thickness of the tube plate can be reduced, which also results in a reduction in the pressure gradient within of the fibers embedded in the tubesheet is achieved. In addition, the selection of the building the materials used in the tube plate. In addition, the support can be comparatively thin, compared to the thickness of the tubesheet to be supported, thereby reducing the need for modify many existing separators to accommodate the same. The present invention provides In addition, a particular economic advantage is that productivity, for example output Drinking water in a desalination separation system per unit of time with the tube plate support, as it is afterwards

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im Detail beschrieben wird, verbessert wird.will be described in detail is improved.

Die nachfolgenden Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wiedergeben, verdeutlichen die erfindungsgemässe poröse Abstützung und deren Verwendung in bekannten Trenneinrichtungen.The following drawings, which show preferred embodiments of the present invention, illustrate the inventive porous support and its use in known separation devices.

Figur 1 ist eine Längsschnittansicht einer "einendigen" ("single-ended") Trenneinrichtung gemäss einer Ausführungsfomn der vorliegenden Erfindung.Figure 1 is a longitudinal sectional view of a "single ended" ("Single-ended") separating device according to one embodiment of the present invention.

Figur 2 ist eine Längsschnittansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, nämlich einer "doppelendigen¹¹ ("doubleended") Trenneinrichtung, bei der zwei abgestützte Rohrplatten in der Weise angeordnet sind, dass deren Niederdruckseiten entgegengesetzt zueinander angeordnet sind.Figure 2 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the invention, namely, a "double-ended ¹¹ (" double ended ") separating means are arranged in the two supported tube plates in such a manner are arranged in that their low-pressure sides opposite to each other.

In Figur 1 wird eine Trenneinrichtung vom allgemein bekannten einendigen Typ gezeigt, das heisst, eine Trenneinrichtung, bei der die offenen Enden der Fasern allesamt in einer einzigen Rohrplatte enden, die an einem offenen Ende des Gehäuses angeordnet ist, das seinerseits die Faser/Rohrplattenanordnung aufnimmt. Die Trenneinrichtung 10 enthält ein Gehäuse oder einen Mantel 11 mit einem offenen Ende 11 a und einem geschlossenen Ende 11 b sowie einer Vielzahl von Hohlfasern 12, deren Enden in einem Rohrplattenbauteil 13 (tubesheet member) eingebettet sind. Die Hohlfasern sind in der Weise geführt, dass sie ein U-förmiges Faserbündel bilden, was nicht im einzelnen gezeigt wird. An ihren Enden sind die Fasern offen und schliessen bündig mit einer äusseren Fläche 13 a der Rohr-In Figure 1 there is shown a separator of the well-known single-ended type, that is, a separator, in which the open ends of the fibers all terminate in a single tube sheet which is attached to one open end of the Housing is arranged, which in turn, the fiber / tube plate assembly records. The separating device 10 includes a housing or a jacket 11 with an open End 11 a and a closed end 11 b and a plurality of hollow fibers 12, the ends of which are in a tubular plate component 13 (tubesheet member) are embedded. The hollow fibers are guided in such a way that they are a Form U-shaped fiber bundles, which is not shown in detail. At their ends the fibers are open and close flush with an outer surface 13 a of the pipe

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platte 13 ab, um eine Verbindung zwischen dem Inneren der Hohlfasern 12 und einer Permeatsammelkammer 14 zuzulassen. Eine poröse Abstützung 15 ist in der Kammer 14 angeordnet und schafft eine Lagerung (bearing) oder eine Abstützfläche 15 a, die ihrerseits bündig mit der äusseren Fläche 13 a der Rohrplatte 13 abschliesst. Innerhalb des Gehäuses 11 wird ein Endverschluss 21, der die Abstützung 15 seinerseits abstützt, mit Hilfe eines Sicherungsringes 22 gehalten, der in einer Aussparung 23 im Gehäuse 11 angeordnet ist. 0-förmige Ringe 24 und 25 sind in Aussparungen 24 a und 25 a angeordnet, die in der Umfangsfläche der Rohrplatte 13 und des Endverschlusses 21 vorgesehen sind, um die Rohrplatte 13 und den Endverschluss gegenüber dem Gehäuse 11 abzudichten. Ein unter hohem Druck stehendes fluides Medium wird durch einen Eingang 17 in ein perforiertes Rohr 16 eingeleitet und strömt radial nach aussen durch die Öffnungen 18 gegen die Hohlfasern 12. In der Regel ist das Einlassrohr 16 zentral innerhalb des Hohlfaserbündels angeordnet und hat ein Ende 16 a, das in der Rohrplatte 13 mit diesem gegenüber dem fluiden Medium dicht eingebettet ist, so dass das eingespeiste Wasser nicht in die Permeatsammelkammer 14 eindringen kann. Das gesamte verworfene fluide Medium oder Konzentrat (das verbleibende fluide Medium, nachdem das Permeat durch die Faserwandungen hindurchgelangt ist) verlässt das Gehäuse 11 durch den Auslass -19.- Das Permeat, das heisst, der Teil des fluiden Mediums, der durch die Wände der Hohlfasern 12 hindurchgelangt, wird durch die Innenräume der Fasern 12 durch die Rohrplatte 13 und aus den offenen Faserenden geholt und durch die poröse Abstützung 15 perkoliert und mit nicht gezeigten üblichen Sammeleinrichtungen durch die Auslassleitung 20 für das Permeat abgezogen.Plate 13 to allow communication between the interior of the hollow fibers 12 and a permeate collection chamber 14. A porous support 15 is arranged in the chamber 14 and creates a bearing or a Support surface 15 a, which in turn is flush with the outer surface 13 a of the tube plate 13. Within of the housing 11 is an end closure 21, which in turn supports the support 15, with the aid of a locking ring 22 held, which is arranged in a recess 23 in the housing 11. O-shaped rings 24 and 25 are in Recesses 24 a and 25 a are arranged, which are provided in the peripheral surface of the tube plate 13 and the end closure 21 are to seal the tube plate 13 and the end closure against the housing 11. One under high Pressurized fluid medium is introduced through an inlet 17 into a perforated tube 16 and flows radially to the outside through the openings 18 against the hollow fibers 12. As a rule, the inlet tube 16 is centrally located inside of the hollow fiber bundle and has one end 16 a, which is tightly embedded in the tube plate 13 with this opposite the fluid medium, so that the fed-in water cannot penetrate into the permeate collection chamber 14. All of the discarded fluid medium or concentrate (the remaining fluid medium after the permeate has passed through the fiber walls) leaves the housing 11 through the outlet -19.- The permeate, that is, the part of the fluid medium which passes through the walls of the hollow fibers 12 passes through, is brought through the interiors of the fibers 12 through the tube plate 13 and from the open fiber ends and percolated through the porous support 15 and through the outlet conduit with conventional collection means not shown 20 deducted for the permeate.

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Es wird vermerkt, dass eine befriedigende Abstützung der Rohrplatte 13 dadurch erhalten werden kann, dass man die Abstützung 15 (die die gleiche Grosse oder eine kleinere Grosse als die Rohrplatte einnehmen kann) zwischen den Endabschluss 21 und der abzustützenden Aussenfläche 13 a der Rohrplatte einbaut, wodurch der Raum oder die Kammer vollständig angefüllt wird, der durch diesen Endabschluss, durch die Rohrplatte und das Gehäuse mit der Abstützung begrenzt wird. Wenn das Gerät in dieser Art und Weise aufgebaut wird, kann der Endverschluss mit einer Wassersammeieinrichtung versehen sein, z. B. Kanäle oder Einbuchtungen, die auf deren Oberfläche angeordnet sind und die ihrerseits in Berührung mit der Abstützung stehen, um einen direkten Strom des Permeats von der Abstützung zu der Permeatauslassleitung 20 der Einrichtung zu schaffen. Die Oberfläche der Abstützung 15, die in Nachbarschaft zu dem Endabschluss angeordnet ist, kann selbst mit Ausbuchtungen oder Kanälen versehen sein, da, wo die Abstützung eine geeignete Dicke aufweist, um den Strom des Permeates zu der Permeatauslassleitung weiterzuleiten. Alternativ kann ein Drahtgitter, das ein oder mehrere Drahtgitter derselben oder einer verschiedenen Maschengrösse aufweist, oder eine durchbohrte oder perforierte Metallplatte zwischen dem Endabschluss 21 und der Abstützung 15 angeordnet werden, um einen raschen Abfluss des Permeates zu besorgen, das durch die Poren der Abstützung zu der Permeatauslassleitung perkoliert wird.It is noted that satisfactory support of the tube plate 13 can be obtained by the Support 15 (which can be the same size or a smaller size than the tube plate) between the End closure 21 and the outer surface to be supported 13 a the tube plate, whereby the space or the chamber is completely filled, which by this end cap, is limited by the tube plate and the housing with the support. When the device is built in this way the end closure can be provided with a water collecting device, e.g. B. channels or indentations, which are arranged on its surface and which in turn are in contact with the support to provide a direct To provide flow of permeate from the support to the permeate outlet line 20 of the facility. The surface the support 15, which is located in the vicinity of the end termination, can itself be provided with lobes or channels be provided where the support has a suitable thickness to allow the flow of permeate to the permeate outlet line forward. Alternatively, a wire mesh may be one or more wire meshes of the same or different Mesh size, or a drilled or perforated metal plate between the end cap 21 and the support 15 are arranged to provide a rapid drainage of the permeate that passes through the pores of the Support to the permeate outlet line is percolated.

Ausserdem kann die beschriebene Abstützanordnung der Erfindung in doppelendigen Trenneinrichtungen verwendet werden, das heisst, dass dabei die Enden einer jeden Faserlänge in entgegengesetzten, im Abstand angeordneten Rohrplatten en-In addition, the described support arrangement of the invention can be used in double-ended separating devices, This means that the ends of each fiber length end in opposite, spaced apart tube plates.

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den. Infolgedessen werden in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die verbesserten Abstützungen in sogenannten doppelendigen Trenneinrichtungen mit einer zentral angeordneten, perforierten Einlass- oder Auslassröhre verwendet.the. As a result, in a preferred embodiment the invention the improved supports in so-called double-ended separating devices with a centrally arranged, perforated inlet or outlet tube is used.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können Trenneinrichtungen in der Weise verwendet werden, dass zwei Rohrplatten in enger Nachbarschaft zueinander angeordnet sind und das Permeat, das aus den in den Rohrplatten eingebetteten Fasern herauskommt, durch übliche Sammeleinrichtungen aufgesammelt wird. Ein derartiges Gerät wird in Figur 2 gezeigt, bei der jede der zwei Rohrplatten durch ein separates Abstützteil gestützt wird und eine Abstandsvorrichtung in der Weise dazwischen angeordnet ist, dass das fluide Medium während dem PermeationsVorgang durch die Hohlfaser durch die Abstützungen perkoliert und aus einer üblichen Permeatsammelkammer und einem Permeatauslass abgezogen wird. Das Gerät ist druckausgeglichen (pressure balanced), das heisst, die Drücke, die auf die Hochdruckseiten der Rohrplatten ausgeübt werden, werden über die Abstützungen aufeinander und nicht direkt auf die Trenneinrichtung, wie in der Ausführungsform der Figur 1, übertragen, wodurch in wirksamer Weise die auf die Rohrplatten ausgeübten Drucke ausgeglichen werden. Will man dagegen die benachbarten Rohrplatten mit einem einzigen Abstützungsbauteil abstützen, sollte dieses Bauteil eine grössere Dicke aufweisen, um einen adäquaten Durchfluss und Abfluss des Permeates aus dem Gerät zu besorgen. Alternativ können Schlitze oder Öffnungen in dem Abstützbauteil angeordnet werden, eine Beseitigung des Permeats aus den üblichen Abstützbauteilen zu beschleunigen. In another embodiment of the invention, separation devices can be used in such a way that two tube sheets are arranged in close proximity to each other and the permeate that is in the tube sheets embedded fibers comes out, is collected by conventional collection devices. Such a device becomes shown in Figure 2, in which each of the two tube plates is supported by a separate support member and a Spacer arranged in the manner therebetween is that the fluid medium during the permeation process percolated through the hollow fiber through the supports and from a conventional permeate collection chamber and is withdrawn from a permeate outlet. The device is pressure balanced (pressure balanced), i.e. the pressures that are exerted on the high pressure sides of the tube plates, are on the supports on each other and not directly on the separating device, as in the embodiment of Figure 1, which effectively counterbalances the pressures exerted on the tubesheets. If, on the other hand, you want to support the adjacent tube plates with a single support component, this component should be used have a greater thickness to provide adequate flow and drainage of the permeate from the device. Alternatively, slots or openings can be arranged in the support member, eliminating the To accelerate permeate from the usual support components.

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In Figur 2 wird eine Trenneinrichtung 26 gezeigt, die ein Gehäuse 27 mit zwei entgegengesetzten offenen Enden 26 a
aufweist. Eine Vielzahl von Hohlfasern 28, 28', die Faserbündel 28 a und 28 b bilden, sind in dem Gehäuse angeordnet. Die Fasern in jedem Bündel weisen eine U-Form auf
(nicht gezeigt), und ihre offenen Enden sind in den Rohrplatten 29 und" 29' in der Weise eingebettet, dass die
offenen Enden bündig mit den Aussendruckseiten 29 a abschliessen, die durch die Rohrplatten 29 und 29' gebildet werden. Die Aussenseiten der Rohrplatten 29 und 29' sind
entgegengesetzt zueinander angeordnet und bilden zwischen sich eine Permeatsaratnelkammer 31. Wandbauteile 30 und 30' sind wahlweise dafür vorgesehen, die nicht eingezeichneten, geschlungenen Faserenden abzustützen. Poröse Abstützungen 32 und 32' schaffen Lagerungs- oder Abstützflächen 32 a, 32 a¹, die mit den äusseren Flächen 29 a der Rohrplatten
29 bzw. 29' in Verbindung stehen und bündig mit ihnen abschliessen und einen Teil der Permeatsammelkammer 31 belegen. Perforierte Permeatsammelplatten 33 bzw. 33' sind
wahlweise innerhalb der Kammer 31 angeordnet und in Nachbarschaft zu den porösen Abstützungen 32 bzw. 32' angebracht. Die Sammel- oder Kollektorplatten 33, 33* sind entgegengesetzt zueinander angeordnet und werden in einem relativen Abstand zueinander gegen die Abstützbauteile 32 bzw. 32'
durch Abstützgestänge (means of stay rods) gehalten, wobei einige derselben mit Ziffer 34 wiedergegeben werden. Endverschlussteile 35 bzw. 35' werden innerhalb des Gehäuses 27 durch Spannringe 36 bzw. 36' gehalten, die innerhalb
von Aussparungen 37 bzw. 37' innerhalb der Gehäusewand 27 festgehalten werden. 0-förmige Ringe 38 bzw. 38' und 39 bzw. 39' dichten die Rohrplatte 29 bzw. 29' und die Endverschluss-In Figure 2, a separating device 26 is shown, which has a housing 27 with two opposite open ends 26 a
having. A plurality of hollow fibers 28, 28 ', which form fiber bundles 28 a and 28 b, are arranged in the housing. The fibers in each bundle are U-shaped
(not shown), and their open ends are embedded in the tube sheets 29 and "29 'in such a way that the
open ends flush with the external pressure sides 29 a, which are formed by the tube plates 29 and 29 '. The outsides of the tube plates 29 and 29 'are
arranged opposite to one another and form a permeate reservoir chamber 31 between them. Wall components 30 and 30 'are optionally provided to support the looped fiber ends (not shown). Porous supports 32 and 32 'create storage or support surfaces 32 a, 32 a ¹ , which with the outer surfaces 29 a of the tube plates
29 or 29 'are connected and are flush with them and occupy part of the permeate collecting chamber 31. Perforated permeate collection plates 33 and 33 'are respectively
optionally arranged within the chamber 31 and attached in the vicinity of the porous supports 32 and 32 '. The collecting or collector plates 33, 33 * are arranged opposite one another and are at a relative distance from one another against the support components 32 and 32 '
held by support rods (means of stay rods), some of which are shown with numeral 34. End closure parts 35 and 35 'are held within the housing 27 by clamping rings 36 and 36' which are inside
are held by recesses 37 and 37 'within the housing wall 27. O-shaped rings 38 or 38 'and 39 or 39' seal the tube plate 29 or 29 'and the end closure

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teile 35 bzw. 35' gegenüber dem Gehäuse 27 ab. Ein unter hohem Druck stehendes fluides Medium wird in jede der perforierten Einlassleitungen 40, 40* durch die Eingänge 41, 41' eingespeist, wie durch die Pfeile angedeutet. Vorzugsweise gelangt das fluide Medium unter dem gleichen oder im wesentlichen gleichen Druck in die Leitungen, um die Rohrplatten einem ausgeglichenen Druck auszusetzen. Die Leitungen werden durch die Endverschlussteile 35 bzw. 35' und die Wandbauteile 30 bzw. 30' in einer gegenüber dem fluiden Medium dichten Art und Weise geführt. Das fluide Medium strömt durch die Öffnungen 42, 42' in die Einlassleitungen radial nach aussen durch die Faserbündel. Die Öffnungen 42, 42' können die Form von Schlitzen einnehmen, die in bestimmten Abständen entlang der Länge der Leitungen angeordnet sind, welche zwischen den Wandbauteilen 30, 30·' und den Rohrplatten 29, 29' herausragen. Die Leitungen 40 bzw. 40' sind zentral innerhalb der Faserbündel angeordnet, und ein geschlossenes Ende derselben ist in den Rohrplatten 29 bzw. 29' in einer gegenüber dem fluiden Medium dichten Art und Weise dergestalt eingebettet, dass das eingespeiste fluide Medium sich nicht mit dem Permeat in der Sammelkammer 31 mischt. Das gesamte verworfene fluide Medium oder das Konzentrat fliesst entlang einem Zwischenraum 27 a, der zwischen den Rohrbündeln und einer inneren Oberfläche des Gehäuses 27 liegt, und tritt aus dem Gehäuse über die Auslassleitungen 43 bzw. 43' heraus7 Das fluide Medium, das durch die Faserwände hindurch permeiert, wird entlang der Innenräume der Hohlfasern 28 bzw. 28', durch die entsprechenden Rohrplatten 29 bzw. 29' und aus den offenen Enden der Fasern geführt, wo es durch die porösen Abstützungen 32 bzw. 32' und die Kollektorplatten 33 bzw. 33' in die Sammelkammer 31 perko-parts 35 and 35 'relative to the housing 27. A fluid medium under high pressure is fed into each of the perforated inlet lines 40, 40 * through the inlets 41, 41 ', as indicated by the arrows. The fluid medium preferably enters the lines under the same or substantially the same pressure in order to expose the tube plates to a balanced pressure. The lines are guided through the end closure parts 35 and 35 'and the wall components 30 and 30' in a manner that is impervious to the fluid medium. The fluid medium flows through the openings 42, 42 'into the inlet lines radially outward through the fiber bundle. The openings 42, 42 'can take the form of slots which are arranged at certain intervals along the length of the conduits which protrude between the wall components 30, 30' and the tube plates 29, 29 '. The lines 40 and 40 'are arranged centrally within the fiber bundle, and a closed end thereof is embedded in the tube plates 29 or 29' in a manner that is impervious to the fluid medium in such a way that the fluid medium fed in does not mix with the Mixes permeate in the collection chamber 31. The entire discarded fluid medium or the concentrate flows along an intermediate space 27 a, which lies between the tube bundles and an inner surface of the housing 27, and emerges from the housing via the outlet lines 43 or 43 ' permeates through, is guided along the interior of the hollow fibers 28 and 28 ', through the corresponding tube plates 29 and 29' and out of the open ends of the fibers, where it passes through the porous supports 32 and 32 'and the collector plates 33 and 29, respectively. 33 'into the collecting chamber 31 per

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liert. Anschiiessend wird das Permeat aus der Trenneinrichtung 26 durch eine Permeatauslassleitung oder Auslassleitungen 44 bzw. 45 abgezogen, die in Verbindung mit der Sammelkatnmer 31 stehen.lates. The permeate is then discharged from the separating device 26 withdrawn through a permeate outlet line or outlet lines 44 and 45, respectively, in connection with the collecting register 31 are available.

Währenddessen die Abstützgestange 34 in Figur 2 in der Weise wiedergegeben werden, dass sie die Sammelplatten 33 bzw. 33' fest gegen die Abstützungen 32 bzw. 32' drücken, wodurch die auf die Hochdruckseiten der Rohrplatten ausgeübten Drucke ausgeglichen werden (cancelling out) können in ähnlicher Weise auch andere Einrichtungen, wie z. B. eine perforierte zylindrische Scheibe oder eine Abstandshalterung verwendet werden.Meanwhile, the support rod 34 in Figure 2 in the Can be reproduced by using the collecting plates 33 and 33 'firmly against the supports 32 and 32', respectively, causing the exerted on the high pressure sides of the tube plates Prints can be compensated (canceling out) in a similar way other facilities, such as z. B. a perforated cylindrical disc or spacer can be used.

In den in den Figuren wiedergegebenen Ausführungs-formen der Erfindung bestehen die Faserbündel im wesentlichen aus parallelen Faserlängen, die abgeflachte, kontinuierliche Schlingen darstellen. Ein Faserbündel kann jedoch auch aus Faserlängen bestehen, die in jeder Art und Weise angeordnet sind, die regelmässig oder nicht zufallsverteilt ist. Das heisst, dass eine raumsparende Faserpackung, eine im wesentlichen gleichmässige Verteilung des eingespeisten fluiden Mediums durch das Faserbündel und ein gleichmässig geringer Widerstand gegenüber der Permeatströmung durch die benachbarten Faserlumen hindurch zugelassen wird. Infolgedessen können nunmehr wohlbekannte Faseranordnungen verwendet werden, bei denen die Fasern in aufeinanderfolgenden kreuz- und quer-verlaufenden Schichten in Abstand angeordneter Spiralen rund um ein zentrales Rohr oder rund um Fasern angeordnet werden, die in der Regel parallel zu der Längsachse des Rohrs, jedoch quer zueinander in einemIn the embodiments of the invention shown in the figures, the fiber bundles essentially consist of parallel fiber lengths that are flattened, continuous loops. However, a fiber bundle can also be made from There are lengths of fiber that are arranged in any manner that is regular or non-random. That means that a space-saving fiber packing, an essentially even distribution of the fed-in fluid Medium through the fiber bundle and a uniformly low resistance to the permeate flow through the neighboring Fiber lumen is allowed through. As a result, fiber arrangements now well known can be used in which the fibers are spaced apart in successive crisscrossing and transverse layers Spirals can be arranged around a central tube or around fibers, usually parallel to the Longitudinal axis of the tube, but transversely to one another in one

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spitzen Winkel verlaufen. Zusätzlich kann das Faserbündel Mittel umfassen, wie z. B. eine Manschette (sleeve) oder eine Gewebebandage (fabric wrap), um die Fasern zwangsläufig innerhalb des Faserbündels zu führen und / oder um die gleichförmige Verteilung des eingespeisten fluiden Mediums durch die Faser zu verbessern.run at an acute angle. In addition, the fiber bundle may comprise means, such as e.g. B. a cuff (sleeve) or a fabric wrap to guide the fibers inevitably within the fiber bundle and / or around the to improve uniform distribution of the fed fluid medium through the fiber.

In der Regel wird das Rohrplattenbauteil dadurch hergestellt, dass man ein geeignetes, fliessfähiges Material zum Einbetten (vorzugsweise eine härtbare Harzzusammensetzung) in bestimmten Beträgen auf das Zentrum und die Enden des Faserbündels während seiner Bildung aufträgt und die erhaltenen Körper an Ort und Stelle sich verfestigen lässt. Die bestimmten Einzelheiten dieser Verfahrensweise und die verschiedenartigen Materialien, die dabei verwendet werden können, äind dem Fachmann wohl bekannt.As a rule, the tube plate component is produced by using a suitable, flowable material for embedding (preferably a curable resin composition) in certain amounts on the center and ends of the The fiber bundle is applied during its formation and the bodies obtained can solidify in place. the certain details of this procedure and the various materials that can be used in it, are well known to those skilled in the art.

Die perforierte Einlassleitung kann aus jedem geeigneten Werkstoff hergestellt werden, jedoch sind feste, leichte Stoffe bevorzugt. Die Konzentratauslassleitung wird von der Aussenseite unter Druck gehalten und darf deshalb nicht so stabil sein, x^ie das Rohr. Für diesen Zweck sind übliche extrudierte Rohre auf Polyvinylidenchloridbasis besonders geeignet. Stabilere Werkstoffe, wie z. B. solche aus chloriertem Polyvinylchlorid und faserverstärktem Epoxid oder Polyester sind geeignete Rohr- und Leitungswerkstoffe. Das Gehäuse wird nach bekannten Verfahrensweisen und aus bekannten Werkstoffen hergestellt, wobei Fiberglas, das vorzugsweise auf eine Metallgehäuseabstützung aufgewickelt wird, einen bevorzugten Gehäusewerkstoff darstellt.The perforated inlet conduit can be made of any suitable material, but are strong, lightweight Fabrics preferred. The concentrate outlet line is kept under pressure from the outside and must therefore not be so be stable, x ^ ie the pipe. For this purpose are common extruded pipes based on polyvinylidene chloride are particularly suitable. More stable materials, such as B. those of chlorinated Polyvinyl chloride and fiber-reinforced epoxy or polyester are suitable pipe and line materials. That Housing is manufactured according to known procedures and from known materials, fiberglass being preferred is wound on a metal housing support, is a preferred housing material.

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Eine Vielzahl von bekannten Werkstoffen (und Verfahren) ist geeignet, um aus ihnen Hohlfasern mit der notwendigen Stabilität, der erforderlichen chemischen Widerstandsfähigkeit und den geeigneten Permeabilitätseigenschaften für verschiedenartige Trannverfahren herzustellen. In ähnlicher Weise sind eine Vielzahl von Werkstoffen zum Einbetten und mehrere verschiedenartige Verfahren zum Herstellen von Rohrplatten oder Wandbauteilen aus derartigen Werkstoffen bekannt. Tatsächlich kann die vorliegende Erfindung mit jeder geeigneten Kombination aus Faser- und Rohrplattenmaterialien praktisch durchgeführt werden. Ebenso hängt die Anordnung und die Grosse der Schlitze oder der Perforationen in der Einlassleitung von der besonderen Arbeitsweise ab, was dem Fachmann geläufig ist. Währenddessen die bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sich auf die Behandlung von Flüssigkeiten beziehen, können in ähnlicher Weise auch Gastrennungen durchgeführt werden^ Daher ist der Ausdruck "fluides" Medium so zu verstehen, dass er sowohl Flüssigkeiten als auch Gase umfasst. A large number of known materials (and processes) are suitable for converting hollow fibers from them with the necessary Stability, the required chemical resistance and the appropriate permeability properties for to produce different types of trench processes. Similarly, a wide variety of materials are available for embedding and several different methods of manufacturing tube plates or wall components from such materials known. Indeed, the present invention can be used with any suitable combination of fiber and tubesheet materials practically carried out. The arrangement and size of the slots or perforations also depends in the inlet line depends on the particular mode of operation, which is familiar to the person skilled in the art. Meanwhile the embodiments of the invention described so far relate to the treatment of liquids gas separations can also be carried out in a similar manner ^ Hence the expression "fluid" medium is so too understand that it includes both liquids and gases.

Die poröse Abstützung gemäss der vorliegenden Erfindung wird dazu verwandt, um das sogenannte kalte Fliessen und eine bleibende Verformung der Rohrplatten in den Trenngeräten zu vermindern, die in Hochdrucktrennverfahren verwendet werden. Die Abstützung ist porös und kann aus jedem Werkstoff hergestellt werden, der nicht kompressibel und im wesentlichen inert ist oder sich nicht reaktionsfähig in Hinblick auf die Gase und Flüssigkeiten verhält, mit denen der Werkstoff während der besonderen Arbeitsweise in Berührung kommt.The porous support according to the present invention is used to prevent so-called cold flow and to reduce permanent deformation of the tube plates in the cutting devices used in high pressure cutting processes will. The support is porous and can be made of any material that is not compressible and im is essentially inert or unreactive with respect to the gases and liquids with which the material comes into contact during the special working method.

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Wenn ein Druckdifferential auf die Rohrplatte ausgeübt wird, wird eine Deformation der Rohrplatte verringert, und es wird ihre entsprechende Stellung innerhalb der Trenneinrichtung aufrecht erhalten.When a pressure differential is applied to the tubesheet, deformation of the tubesheet is reduced, and their corresponding position within the separator is maintained.

Als Abstützungen werden abgepackter oder gebundener Sand, keramisches Material, gesintertes Metall oder Metall in Form von geflochtenen Drahtnetzen oder Sieben verwendet. Gemäss dem Stand der Technik beträgt die wirksame Breite der Flächensegmente derartige Abstützungen (die abgerundet oder vollständig flach sein können), die in Berührung mit der Rohrplattenseite stehen, um dieselbe abzustützen, ein Vielfaches von zwei- bis fünfzigmal und vorzugsweise zehnbis dreissigmal des durchschnittlichen Innendurchmessers der verwendeten Fasern. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Verwendung derartiger Abstützungen nachteilig für die Produktivität derartiger Trenneinrichtungen ist, wahrscheinlich aufgrund dessen, dass einige der offenen Faserenden durch die Flächensegmente der Abstützung blockiert werden.Packed or bound sand, ceramic material, sintered metal or metal are used as supports Form of braided wire nets or sieves used. According to the state of the art, the effective width is of the surface segments such supports (which can be rounded or completely flat) that are in contact with the tube plate side stand to support the same, a multiple of two to fifty times and preferably ten to thirty times the average inside diameter of the fibers used. However, it has been found that the use of such supports is detrimental to the Productivity of such separators is likely due to the fact that some of the fiber ends are blocked by the surface segments of the support.

Demgegenüber wurde nun festgestellt, dass die Abstützungen nach der vorliegenden Erfindung in adäquater Weise die Rohrplatten abstützen, das heisst, ein geringfügiges Aufquellen (small scale creep) das sogenannte kalte Fliessen und eine bleibende Verformung der Rohrplatte bei höheren Drucken, die für die meisten Trennprozesse notwendig sind, verhindern, ohne dass die Leistungsfähigkeit der Trenneinrichtung durch einen eingeschränkten Strom aus den offenen Faserenden in beträchtlicher Weise verschlechtert wird. Die Verbesserung der Abstützung nach der vorliegenden Erfindung wird dadurch erhalten, dass die durchschnittlicheIn contrast, it has now been found that the supports according to the present invention adequately Support tube sheets, i.e. a slight swelling (small scale creep), the so-called cold flow and permanent deformation of the tubesheet at higher pressures, which are necessary for most cutting processes, prevent without affecting the performance of the separation device is significantly degraded by restricted flow from the open fiber ends. The improvement of the support according to the present invention is obtained by the fact that the average

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wirksame Breite der Flächensegmente der Abstützung, das heisst die kleinste Breite des Flächensegmentes, das in Berührung mit der Stirnfläche der Rohrplatte steht, geringer ist als etwa der doppelte durchschnittliche Innendurchmesser der Fasern. Vorzugsweise ist die durchschnittliche Breite der Flächensegmente etwa gleich oder kleiner als der durchschnittliche Innendurchmesser der verwendeten Fasern. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die durchschnittliche Breite der Flächensegmente der Abstützung geringer als der durchschnittliche innere Durchmesser der verwendeten Hohlfasern. Die Abstützung wird bei Verfahrensweisen angewendet, bei denen Druckeeffective width of the surface segments of the support, that is, the smallest width of the surface segment that is shown in Contact with the face of the tube plate is less than about twice the average inner diameter of the fibers. The average width of the surface segments is preferably approximately the same or smaller than the average inside diameter of the fibers used. In a particularly preferred embodiment the average width of the surface segments of the support is less than the average inner Diameter of the hollow fibers used. The support is used in procedures where prints

von mindestens etwa 14 kg / cm und vorzugsweise mindert
stens 28 kg / cm verwendet werden.of at least about 14 kg / cm and preferably reduced
at least 28 kg / cm can be used.

Die erfindungsgemässen Abstützungen können Werkstoffe enthalten, wie z. B. mikroskopisch kleine, verflochtene und durch Sinterung verbundene Metallfasern (intertwined and sinter-bonded metal fibers) oder poröse Metallstrukturen, die beispielsweise die Form von Scheiben oder Streifen aufweisen oder die in der Weise ausgestaltet sind, dass sie die besondere Anordnung der Rohrplattenstirnfläche sicherstellen, die abgestützt werden soll. Man kann die Abstützungen der Erfindung ausserdem dadurch charakterisieren, dass sie im Vergleich mit der Dicke der abzustützenden Rohrplatte und im Vergleich mit der Dicke der bekannten Abstützbauteile vergleichsweise dünn sind. So sind die Rohrplattenbauteile bei üblichen, nach dem Prinzip der umgekehrten Osmose arbeitenden Geräte zwischen 50,8 mm und 101,6 mm dick, währenddessen die bekannten Abstützbauteile mindestens 25,4 mm sind. Dagegen können die Ab-The supports according to the invention can contain materials such. B. microscopic, intertwined and metal fibers connected by sintering (intertwined and sinter-bonded metal fibers) or porous metal structures, which, for example, have the shape of discs or strips or which are designed in such a way that they ensure the special arrangement of the tube plate face that is to be supported. You can Supports of the invention are also characterized in that they are compared with the thickness of the tube plate to be supported and in comparison with the thickness of the known support members are comparatively thin. So the tube plate components are in the usual, according to the principle of the reverse Osmosis working devices between 50.8 mm and 101.6 mm thick, meanwhile the well-known support components are at least 25.4 mm. On the other hand, the

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Stützungen der vorliegenden Erfindung dünner sein, als etwa 12,7 mm und können sogar so dünn sein, wie etwa 0,001 mm (twenty-five thousandths of an inch).Supports of the present invention can be thinner than about 12.7 mm and can even be as thin as about 0.001 mm (twenty-five thousandths of an inch).

Die erfindungsgemässen Abstützungen können ausserdem dadurch charakterisiert werden, dass sie eine zwischengeschaltete Porosität (interconnected porosity) aufweisen, ζ. Β. Poren, die mit den Öffnungen in der Weise verbunden sind, dass ein fluides Medium durch den Werkstoff hindurch mit einem im wesentlichen gleichen Widerstand gegenüber der Strömung in allen Richtungen strömen kann. Die Gesamtzone, die durch .die Flächensegmente der Abstützungen umfasst bzw. besetzt wird, kann im Bereich von 15 bis 70 °L der Gesamt abstützungsoberfläche und vorzugsweise im Bereich von 15 bis 25 % liegen. Der Teil der Oberflächenzone der Abstützungen, die durch die Poren oder durch die zwischen den Flächensegmenten eingeschalteten Öffnungen repräsentiert werden, können 30 bis 85 % und vorzugsweise 75 bis 85 % derselben ausmachen. In der Regel ist ein höherer Prozentsatz an Porosität erwünscht, da, wie jeder Fachmann feststellen kann, dies den Aufbau der Permeatwassersammeleinrichtung vereinfacht und das Bestreben derartiger Einrichtungen reduziert, die Stabilität der Abstützung abzuschwächen.The supports according to the invention can also be characterized in that they have an interconnected porosity, ζ. Β. Pores which are connected to the openings in such a way that a fluid medium can flow through the material with an essentially equal resistance to the flow in all directions. The total zone which is encompassed or occupied by the surface segments of the supports can be in the range from 15 to 70 ° L of the total support surface and preferably in the range from 15 to 25 % . The part of the surface zone of the supports, which are represented by the pores or by the openings inserted between the surface segments, can account for 30 to 85% and preferably 75 to 85% thereof. Typically, a higher percentage of porosity is desired because, as anyone skilled in the art can determine, it simplifies the construction of the permeate water collection device and reduces the tendency of such devices to weaken the stability of the support.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfassen die bevorzugten Werkstoffe, die als Abstützungen verwendet werden können, mikroskopisch kleine, verflochtene und durch Sinterung verbundene Metallfasern, wie z. B. nicht rostende Stahlfaserfilterträger (stainless steel fiber filter media). Derartige Filterträger sind in vielen Grössenordnungen erhältlich, wie z. B. von einer Grosse, wie ihn DrahtfädenIn another embodiment of the invention comprise the preferred materials that can be used as supports are microscopic, intertwined and through Sintered metal fibers, such as. B. stainless steel fiber filter media. Such filter carriers are available in many sizes, such as B. of a size such as wire threads

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haben, von etwa 4 Mikron im Durchmesser, und einer Porenöffnung von etwa einem Mikron und einer durchschnittlichen Gesamtporosität von etwa 39 % (wobei bei der vorliegenden Erfindung eine Oberflächenporosität in Betracht gezogen wird, die die gleiche oder annähernd die gleiche Porosität ist, wie die durchschnittliche Gesamtporosität der Abstützung) bis zu einer Grosse, wie ihn Drahtfäden haben, von etwa 25 Mikron im Durchmesser, Hauptporenöffnungen von etwa 46 Mikron und eine durchschnittliche Porosität von etwa 85 %. Die kleinste oder durchschnittliche xdLrksame Breite der Drahtfäden (deren Länge variieren kann) an der Oberfläche der Filterträger, die als Abstützung in Berührung mit der Rohrplattenstirnfläche verwendet wird, reicht infolgedessen von 4 bis 25 Mikron, wenn die Drahtfäden im wesentlichen flach sind. Wenn die Drahtfäden gerundet sind, beträgt die durchschnittliche wirksame Breite selbstverständlich etwas weniger. Infolgedessen sind die besonderen Filterträger, die als Abstützung verwendet werden, in Verbindung mit den Hohlfasern mit einem durchschnittlichen Innendurchmesser von etwa 25 Mikron in ihrer durchschnittlichen wirksamen Breite gleich oder kleiner dem durchschnittlichen Innendurchmesser der verwendeten Fasern, währenddessen bei Fasern mit einem durchschnittlichen Innendurchmesser von etwa 90 Mikron die v/irksame Breite der Oberflächensegmente kleiner als die durchschnittlichen Innendurchmesser der Fasern sind. Selbstverständlich können auch andere Abstützungen dieses Typs mit grösseren Flächensegmenten verwendet werden, solange die wirkungsvolle Breite der Flächensegmente geringer ist, als etwa der doppelteabout 4 microns in diameter, and a pore opening of about one micron and an average total porosity of about 39 % (the present invention contemplating a surface porosity that is the same or approximately the same porosity as the average Total porosity of the support) up to a size, such as wire filaments, of about 25 microns in diameter, main pore openings of about 46 microns and an average porosity of about 85%. The smallest or average x effective width of the wire filaments (the length of which may vary) at the surface of the filter support used as a support in contact with the tubesheet face consequently ranges from 4 to 25 microns when the wire filaments are substantially flat. Of course, if the wire filaments are rounded, the average effective width will be somewhat less. As a result, the particular filter supports used as supports in conjunction with the hollow fibers having an average inside diameter of about 25 microns are equal to or less in their average effective width than the average inside diameter of the fibers used, while fibers having an average inside diameter of about 90 Microns are the effective widths of the surface segments smaller than the average inner diameter of the fibers. Of course, other supports of this type with larger surface segments can also be used, as long as the effective width of the surface segments is less than approximately twice that

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durchschnittliche Innendurchmesser der verwendeten Fasern.average inside diameter of the fibers used.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können poröse Metallverbundstrukturen verwendet werden (bonded metal structures). Derartige Metallstrukturen sind im Handel erhältlich, besitzen eine Nominalretentionseigenschaft in der Grosse von 0,5 bis 40,0 Mikron und stellen die bevorzugten Strukturen dar. Eine derartige Struktur hat z. B. einen Gütegrad von 5,0 Mikron Nominalretention, wobei die durchschnittlichen Oberflächensegmente etwa 44 Mikron im Durchmesser betragen, die Oberflächenporenöffnungen weniger als etwa 5,0 Mikron im Durchmesser ausmachen und die durchschnittliche Porosität etwa 39 % ist. Bei einer Struktur mit einer Nominalretention mit dem Gütegrad von 40,0 Mikron haben die entsprechenden Flächensegmente einen Durchmesser im Bereich von 144 bis 300 Mikron, mit einem Hauptdurchmesser von etwa 177 Mikron, sind die Oberflächenporenöffnungen weniger als etwa 40 Mikron gross und ist die durchschnittliche Porosität etwa 51 % der gesamten Oberflächenzone. Die kleinste .oder wirksamste Flächensegmentbreite in den gegebenen Beispielen, die infolgedessen in Berührung mit einer Stirnfläche der Rohrplatte steht, ist im Durchschnitt etwa 44 bis 177 Mikron gross oder kleiner, wenn derartige Flächensegmente mehr länglich als kugelförmig oder mehr abgerundet als flach ausgebildet sind. Wenn beispielsweise Fasern mit einem durchschnittlichen Innendurchmesser von etwa 25 Mikron verwendet werden, ergeben die Flächensegmente der Abstützung mit einer durchschnittlichen wirksamen Breite von weniger als etwa 44 Mikron einen geringeren Wert alsIn another embodiment of the invention, porous metal composite structures can be used (bonded metal structures). Such metal structures are commercially available, have nominal retention properties on the order of 0.5 to 40.0 microns, and are the preferred structures. B. a grade of 5.0 microns nominal retention, with the average surface segments being about 44 microns in diameter, the surface pore openings being less than about 5.0 microns in diameter, and the average porosity being about 39%. For a structure with a nominal retention of 40.0 microns, the corresponding surface segments have a diameter in the range of 144 to 300 microns, with a major diameter of about 177 microns, the surface pore openings are less than about 40 microns and the average porosity is about 51 % of the total surface zone. The smallest or most effective surface segment width in the examples given, which is consequently in contact with an end face of the tube plate, is on average about 44 to 177 microns or smaller if such surface segments are more elongated than spherical or more rounded than flat. For example, when using fibers with an average inside diameter of about 25 microns, the area segments of the support having an average effective width of less than about 44 microns will be less than

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etwa der doppelte durchschnittliche Innendurchmesser der verwendeten Fasern. Wenn die verwendete Faser einen typischen durchschnittlichen Innendurchmesser von etwa 90 Mikron aufweist, ergibt die Abstützung, in der die Flächensegmente einen durchschnittlichen Wert von etwa 44 Mikron haben, stets einen geringeren Wert, als der durchschnittliche Innendurchmesser der Faser, wohingegen die Abstützung, bei der die Flächensegmente einen Durchschnittswert von etwa 177 Mikron haben, ebenfalls einen geringeren Wert ergeben, als etwa der doppelte durchschnittliche Innendurchmesser der verwendeten Faser.about twice the average inside diameter of the fibers used. If the fiber used is a typical average inside diameter of about 90 microns has the support in which the surface segments have an average value of about 44 microns always have a smaller value than the average inner diameter of the fiber, whereas the support, where the area segments have an average value of about 177 microns, also a lower value than about twice the average inside diameter of the fiber used.

Die bevorzugten, wie oben beschriebenen Abstützungen können natürlich alle mit Hohlfasern verwendet werden, die Innendurchmesser von grosser als etwa 90 Mikron aufweisen. In ähnlicher Weise können auch andere Abstützungen mit grösseren Flächensegmentbreiten verwendet werden und / oder hergestellt werden, um als Abstützungen bei der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden. Der Werkstoff der Abstützungen kann aus jedem geeigneten Material sein, das inert gegenüber der Permeatflüssigkeit ist und kann beispielsweise Metalle umfassen, wie rostfreien Stahl, Kupfer oder andere korrosionsbeständige Legierungen oder keramische Werkstoffe.The preferred supports as described above Of course, all can be used with hollow fibers that have internal diameters greater than about 90 microns. In a similar way, other supports with larger surface segment widths can also be used and / or made to be used as supports in the present invention. The material of the Supports can be made of any suitable material that is inert to the permeate liquid and can, for example Metals include such as stainless steel, copper, or other corrosion-resistant alloys, or ceramics Materials.

In einer einendig'en Trenneinrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist die Abstützung in der Nähe von und in einheitlichem Kontakt mit der Seite mit niedrigerem Druck der Rohrplatte, an der die offenendenden Fasern aufhören. Die Abstützung stützt die Rohrplatte und überträgt über die anderen Teile der Trenneinrichtung das auf die RohrplatteIn a single-ended separating device according to the present invention Invention is the support near and in uniform contact with the lower pressure side of the Tube plate at which the open-ended fibers stop. The support supports the tube plate and transmits over the other parts of the separation device that on the tube plate

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ausgeübte Druckdifferential. Eine bleibende Verformung der Rohrplatte wird aufgrund des ausgeübten Druckdifferentials verringert.applied pressure differential. Permanent deformation of the tubesheet is due to the applied pressure differential decreased.

Es wurden Versuche durchgeführt, unter Verwendung einer im Handel erhältlichen Trenneinrichtung, die nach dem Prinzip der umgekehrten Osmose arbeitet, und zwar von dem Typ, wie er allgemein in Figur 1 gezeigt wird, und mit einem Abstützbauteil, wie er in der US-PS 37 02 658 beschrieben wird. Das Abstützbauteil für die Rohrplatte der Trenneinrichtung wurde mit einer porösen Abstützung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgetauscht, und es wurde anschliessend die Leistungsfähigkeit der Trenneinrichtung bei Drücken verglichen, die in der Regel bei einer Behandlung von Salinenwasser nach dem Prinzip der umgekehrten Osmose angewandt werden. Bei der im Handel erhältlichen Einrichtung, die für eine Erzeugung von etwa 15977 1 / Tag bei einem Druck von 28 kg / cm² ausgelegt war, hatten die Hohlfasern einen durchschnittlichen Innendurchmesser von etwa 30 bis 35 Mikron, die poröse Abstützung war etwa 25,4 mm dick und hatte Flächensegmente, die offensichtlich eine durchschnittliche Breite von etwa 450 Mikron und eine durchschnittliche Länge von etwa 900 Mikron aufwiesen. Die Abstützung der vorliegenden Erfindung war eine verflochtene, durch Sinterung verbundene Metallfaserscheibe (Filterträgerwert von ΦΦ X13, Hauptfilterporosität von etwa 46 Mikron) mit einer Dicke von etwa 0,001 mm (twenty-five thousandths of an inch) und mit Flächensegmenten von etwa 25 Mikron bezüglich der wirksamen Breite und einer Porosität von etwa 85 %, wobei die Abstützung durch ein Drahtgeflecht hinterlegt war (backed by a wire screen), durchAttempts have been made using a commercially available reverse osmosis separator of the type shown generally in FIG 02 658 is described. The support component for the tube plate of the separating device was replaced with a porous support according to the present invention, and the performance of the separating device was then compared at pressures that are usually used in the treatment of saline water according to the principle of reverse osmosis. For the commercially available device, rated to produce about 15977 liters / day at a pressure of 28 kg / cm ² , the hollow fibers had an average inside diameter of about 30 to 35 microns and the porous support was about 25.4 mm thick and had surface segments that apparently had an average width of about 450 microns and an average length of about 900 microns. The support of the present invention was an interwoven, sintered metal fiber disc (filter support rating of ΦΦ X13, main filter porosity of about 46 microns) with a thickness of about 0.001 mm (twenty-five thousandths of an inch) and with surface segments of about 25 microns with respect to the effective width and a porosity of about 85%, the support being backed by a wire mesh (backed by a wire screen)

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das das auf die Rohrplatte ausgeübte Druckdifferential auf die Trenneinrichtung übertragen wurde. Die Trenneinrichtung wurde mit der erfindungsgemässen Abstützung eine Stunde lang bei einem Druck von 28 kg / cm betrieben, anschliessend abgestellt und durch die poröse Rohrplattenabstützung, wie sie in der kommerziellen Einrichtung verwendet wird, ersetzt und sodann eine Stunde lang bei einem Druck von 28 kg / cm erneut betrieben. Diese Abstützung wurde anschliessend erneut durch die erfindungsgemässe Abstützung ersetzt und anschliessend wiederum eine Stunde lang bei einem Druck von 28 kg / cm^ betrieben. Am Schluss jedes Betriebsabschnittes wurde die eigentliche Leistungsfähigkeit gemessen, um die Wirkung der Abstützung auf die Leistungsfähigkeit zu prüfen.that the pressure differential exerted on the tubesheet was transmitted to the separator. The separator was operated with the inventive support for one hour at a pressure of 28 kg / cm, then turned off and through the porous tube plate support as used in the commercial facility is replaced and then operated again for one hour at a pressure of 28 kg / cm. This support was then again by the invention Replaced support and then operated again for one hour at a pressure of 28 kg / cm ^. At the end The actual performance was measured in each section of the operation in order to determine the effect of the support on the To check performance.

Es wurde als Ergebnis derartiger Betriebsweisen festgestellt, dass die eigentliche Leistungsfähigkeit der Trenneinrichtung, die mit der erfindungsgemässen Abstützung betrieben wurde (mit Flächensegmenten mit einer durchschnittlichen Breite, die kleiner war, als der durchschnittliche Innendurchmesser der Fasern) etwa 9 bis 10 % grosser war, als dann, wenn die Trenneinrichtung mit einer Rohrplattenabstützung nach dem Stand der Technik betrieben wurde (bei der die durchschnittliche Breite der Flächensegmente grosser war, als der durchschnittliche Innendurchmesser der Hohlfasern). Mit 'der benutzten Trenneinrichtung wurde ein Ausbeutegewinn von etwa 1522 1 / Tag realisiert; ein derartiger Gewinn in der Leistungsfähigkeit gegenüber der bekannten Rohrplattenabstützung ist im ökonomischen Sinne beträchtlich, insbesondere bei grösseren Trenneinrichtun-As a result of such operating modes, it was found that the actual performance of the separating device operated with the support according to the invention (with surface segments with an average width that was smaller than the average inner diameter of the fibers) was about 9 to 10 % greater than when the separating device was operated with a tube plate support according to the prior art (in which the average width of the surface segments was greater than the average inside diameter of the hollow fibers). With the separation device used, a yield gain of about 1522 l / day was achieved; Such a gain in performance compared to the known tube plate support is considerable in the economic sense, especially in the case of larger separating devices.

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gen, die auf eine Leistung von so hoch wie etwa 75700 1 / Tag ausgelegt sind.genes designed to perform as high as about 75700 1 / day.

Bei anderen Betriebsweisen wurde festgestellt, dass die erfindungsgemässen Abstützungen eine Stütze gegen die Rohrplattendeformation bieten, währenddessen lediglich ein geringer, wenn überhaupt vorhandener Verzögerungseffekt in der Leistungsfähigkeit der Trenneinrichtung erzeugt wurde.In other modes of operation it was found that the supports according to the invention provide a support against the Tube plate deformation meanwhile only offers a slight, if any, delay effect in the performance of the separating device was generated.

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Claims

28U326 Dr. Michael Hann (1125) H / vK / W Patent Attorney Ludwigstrasse 67 Giessen The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA POROUS SUPPORT FOR USE IN A CUTTING DEVICE WITH HOLLOW FIBERS Priority: April 8, 1977 / USA / Ser. No. 785,986 claims:

1. Porous support for use in a separator with hollow fibers, in which the hollow fibers pass through extend a tubesheet through and its open ends terminate on the tubesheet side with lower pressure, wherein the support contains an inner, non-compressible component in order to change the shape of the tubesheet to reduce and to ensure their position in this regard within the separating device, if a Pressure differential is exerted on the tubesheet, and with the support near the tubesheet side arranged with a lower pressure and is provided to match the pressure differential To transmit force to the separating device, and wherein the support has surface segments that are in contact stand with the end face of the tube plate, characterized in that the average effective width of the surface segments (15 a) is less than about twice the average inner diameter of the hollow fiber (12)

809841/0937 -ORlGtNAL INSPECTED

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and the total zone of these surface segments comprises 15 to 70 % of the total surface of the support (15).

2. Support according to claim 1,
characterized in that the average width of the surface segments (15 a) is equal to or smaller than the average inside diameter of the hollow fibers (15).

3. Support according to claim 1 or 2, characterized in that the material of the support (15) made of metal, sintered metal, from an interwoven metal fiber structure connected by sintering, from sand or Ceramic is made.

4. Support according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the total zone of the surface segments (15 a) makes up 15 to 25% of the total surface of the support (15).

5. Support according to one of claims 1 to 4, characterized in that that it has a thickness of less than 12.7 mm.

6. Hollow fiber device with two hollow fiber tube plate arrangements, where the open ends of the fibers on the side of the respective tubesheet with lower End of pressure, the tube plates with their sides with lower pressure in each case opposite to each other are arranged so that a usual permeate

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collecting chamber is formed within the device, and with an inner, porous, non-compressible Component placed and intended for use near the sides of each lower pressure tube plate is, one with a pressure differential on the opposite Transfer tube plate, this porous component having surface segments that with the sides of the tube plates are in contact, characterized in that the average effective width of the surface segments (32 a) is less than about twice the average inner diameter of the hollow fibers (28, 28 ') and the total zone of the surface segments 15 to 70% the total surface of the support (32).

7. Device according to claim 6,
characterized in that a separate support part (34) is arranged adjacent to each side of the tube plate (29, 29 ') with lower pressure.

8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that the average width of the surface segments is approximately equal to or smaller than the average inner diameter of the hollow fibers (28, 28 ").

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that that the support (32) is made of sand, ceramic, metal or sintered metal.

8 Π rj 3 '. 1 / 0 9 3 78 Π rj 3 '. 1/0 9 3 7

10. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that that the support (32) has an interwoven metal fiber structure connected by sintering.

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