DE2818673C3 - Verfahren zum Aufspüren von Lecksteilen in einem Hohlfasermembranmodul - Google Patents
Verfahren zum Aufspüren von Lecksteilen in einem HohlfasermembranmodulInfo
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- DE2818673C3 DE2818673C3 DE2818673A DE2818673A DE2818673C3 DE 2818673 C3 DE2818673 C3 DE 2818673C3 DE 2818673 A DE2818673 A DE 2818673A DE 2818673 A DE2818673 A DE 2818673A DE 2818673 C3 DE2818673 C3 DE 2818673C3
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufspüren von Leckstellen in einem Hohlfasermembranmodul mit
einem Gehäuse, das wenigstens ein Bündel von Hohlfasern enthält, die wenigstens mit einem ihrer
Enden so in eine Gehäuseöffnung mittels einer Veröindungsschicht eingekittet sind, daß das Gehäuse
«licht abgeschlossen ist und der Hohlfaserinnenraum mit dem Gehäuseaußenraum in Verbindung steht, sowie
tine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es sind Fluidtrenneinrichtungen bekannt, bei denen hohlfaserige durchlässige Membranen Verwendung
finden. Der Anwendungsbereich solcher Vorrichtungen ist außerordentlich groß und umfaßt z. B. die Dialyse,
Ultrafiltration Umkehrosmose, Fraktionierung von Gemischen und_ dergleichen. Die durchlässigen Membranen,
die in einer derartigen Vorrichtung Verwendet werden, sind meist aus Cellulose öder deren Derivaten
hergestellt. Neben den bekannten Materialien wurden auch Versuche unternommen, verschiedene andere
Materialien zur Herstellung von durchlässigen Membranen zu verwenden. Beispiele hierfür sind Polyacrylnitril,
Polymethylmethacrylat, Polyvinylalkohol, Äthylen Vinylalkohol-Copolymere
und dergleichen.
Die meisten dieser durchlässigen Membranen gehören zur sogenannten Naßbauart, d. h. die Membranen
werden vom Zeitpunkt ihrer Herstellung at. bis zur Inbetriebnahme mit einer wäßrigen Lösung naß
gehalten. Wenn eine solche Membran vor der Inbetriebnahme trocknet, verändert sich ihre Mikrostruktur
in irreversibler Weise derart, daß ihre Permeabilitätseigenschaften ernstlich beeinträchtigt
'•5 oder sogar zerstört werden.
Es ist auch bereits bekannt, trockene durchlässige Membranen herzustellen, die sich von den vorgenannten
Membranen unterscheiden. Die Permeabilität dieser trockenen Membranen verändert sich nicht, wenn die
Membran vor Inbetriebnahme trocken wird. Aus diesem Grund können die trockenen Membranen viel einfacher
gehandhabt, gelagert und transportiert werden.
Wird eine durchlässige Membran in einem medizinischen Gerät, z. B. einer künstlichen Niere verwendet, so
verursacht eine Leckage in der Membran einen Verlust an Blut, was unter allen Umständen verhindert werden
muß. Für medizinische Zwecke ist selbst eine einzige
Leckstelle pro 20 000 Hohlfasern in einem Membranmodul
inakzeptabel. Deshalb werden bei Hohlfasermembranmodulen nach der Herstellung bzw. vor der
Ingebrauchnahme Dichtigkeitsüberprüfungen vorgenommen.
Bei nassen Membranen erfolgen diese Dichtigkeitsprüfungen entweder in der Weise, daß das betreffende
Hohlfasermembranmodul mit seiner Gehäuseöffnung in eine Flüssigkeit, wie z. B. Wasser eingetaucht und ein
Gas, wie beispielsweise Luft unter Druck über die äußeren Oberflächen der Hohlfasern im Modul geleitet
wird. Wenn eine der Hohlfaser selbst eine Leckstelle
aufweist, so tritt die Luft duah diese in die Hohlfaser ein
und kann durch das eingetauchte Ende in die Prüfflüssigkeit entweichen. Ist dagegen in der die
Gehäuseöffnung abschließenden Verbindungsschicht eine Leckstelle vorhanden, so tritt das Gas durch diese
unmittelbar in Hie Flüssigkeit und macht sich dort ebenfalls durch Blasenbildung bemerkbar.
Lin weiterer Weg zum Feststellen von Leckstellen bei
Naßmembranen basiert auf der Tatsache, daß die Gaspermeabilität einer nassen Hohlfaser niedrig ist.
Daher werden die Einlaß- ind Auslaßdrücke eines an das Hohlfasermembranmodul angelegten Gases überwacht.
Eine Druckabnahme zwischen der Einlaß- und der Auslaßseite zeigt eine anormale Gasströmung
infolge eines Lecks an.
Die vorstehend beschriebenen Verfahren können jedoch keine Verwendung finden, um Leckstellen bei
Hohlfasermembranmodulen mit trockenen Hohlfasern festzustellen. Wird eine trockene Hohlfaser naß
gemacht und anschließend getrocknet, kann sich ihre MikroStruktur so verändern, daß ihre Permeabilitätseigenschaften
beeinträchtigt oder zerstört werden= Darüber hinaus weist ganz allgemein eine trockene
durchlässige Membran eine große Gäsperrrieabilität auf,
Demzufolge wird bei dem oben beschriebenen zweiten Verfahren kein feststellbarer Druckunterschied erzeugt,
so daß auch dieses Verfahren bei Hohlfasermembranmodulen mit trockenen Fasern nicht anwendbar ist<
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgäbe
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgäbe
OQ 1 ß «7Q
zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das für die Überprüfung von Hohlfasermembranmodulen
mit trockenen Hohlfasern geeignet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein Gas, das sich von der das Hohlfasermembran
modul umgebenden Atmosphäre optisch im wesentlichen durch seinen Brechungsindex unterscheidet, unter
Druck über die äußeren Oberflächen der Hohlfasern im Inneren des Gehäuses geleitet wird und daß der an die
Gehäuseöffnung angrenzende Außenraum des Gehäuses bezüglich des Auftretens von Brechungsmustern
optisch überwacht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich also anwenden, ohne daß die Hohlfasern naß gemacht
werden müssen. Dennoch liefert sowohl in den Fällen, in denen eine Hohlfaserwand eine Leckstelle aufweist, als
auch in den Fällen, in denen die die Gehäuseöffnung verschließende Verbindungsschicht nicht völlig einwandfrei
abdichtet, das durch das austretende Gas an dieser Leckstelle bzw. am freier Ende der die Leckstelle
aufweisenden Hohlfaser erzeugte Brechu.'.gsmuster
eine eindeutige Fehleranzeige, die auch eine genaue Ortung und somit eine Reparaturmöglichkeit zuläßt
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen 2i
Verfahrens ist darin zu sehen, daß es mit Hilfe von elektrooptischen Sensoren durchgeführt und somit
weitgehend automatisiert werden kann.
Zwar ist der US-PS 34 83 736 ein Verfahren insbesondere zur Überwachung von Erdgas-Leitungen
entnehmbar, bei dem dem durch die Leitung strömenden Erdgas ein weiteres Gas beigemischt wird, das
immer dann, wenn es mit Luft in Berührung kommt, sofort, d. h. ohne daß die Zufuhr von Zündenergie
erforderlich wäre, unter deutlicher Rauchentwicklung oxidiert. Als hierfür geeignete Gase werden Phosphin-
und Silan-Verbindungen angegeben.
Dieses bekannte Verfahren ist jedoch nicht zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe
geeignet, da für die Überprüfung von Hohlfasermembranmodulen nur hochreine, keinerlei Reaktionsneigung
zeigende Medien Verwendung finden können, weil es sonst zu einer untragbaren Beschädigung oder
Vergiftung der Membranen kommt Auch stellt das bekannte Verfahren nicht auf einen unterschiedlichen
Brechungsindex, sondern auf unterschiedliche Absorptionsbzw.
Reflexionseigenschaften des aus der Leckstelle austretenden Rauchs einerseits und der diese
Leckstelle umgebenden Atmosphäre andererseits ab.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Unteransprüchen
niedergelegt
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert; es reigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Lichtquelle für einen Betrieb bei der
Erfindung,
F i g. 2 bis 6 schematische Ansichten verschiedener Ausführungsformen einer optischen Einrichtung zum
Feststellen von Rissen entsprechend den Grundsätzen der Erfindung Und
F ί g. 7 und 8 alternative Verfahren zum Identifizieren
des Orts eines Risses am zementierten bzw, verbundenen
Ende eines fluidbehandelten hohlfasrigen Membranmoduls nach den Grundsätzen der Erfindung.
Ein Verfahren zürii Feststellen von Rissen gemäß der
Erfindung wird vorab allgemein beschrieben. Ein Gas mit einem anderen Brechungsindex als der von Luft
wird unter Druck über die äußeren Oberflächen der hohlen Fasern geleitet, die zu untersuchen sind.
Beispiele derartiger Gase sind Kohlendioxidgas, Freongas und unter anderem Methangas. Wenn ein derartiges
Gas durch einen Riß im verbundenen Ende des Moduls entweicht, der hohle Fasern enthält, wird das Licht, das
durch die Gasströmung sich bewegt, anders gebrochen als das Licht, das durch die umgebende Atmosphäre
verläuft Wie leicht einzusehen ist, wird durch die Verwendung eines Gases und die Brechung eines Lichts
ermöglicht, eine Hohlfaser auf Risse hin zu untersuchen, während die Faser in einem vollständig trockenen
Zustand beibehalten wird. Darüber hinaus wird, da keine chemischen Mittel mit Ausnahme des Gases verwendet
werden, die Membran nicht verunreinigt
Die Hohlfasern, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist, können aus Materialien
gefertigt sein, wie aus regenerierter Cellulose, Cellulosederivaten, Polyvinylalkohol, Ätt"-!en Vinylalkohol-Copolymeren,
Polymethylmethacryipt und Polyacrylnitril,
vorausgesetzt, die Faser ist trocken. Hohlfasern, die ein Plastiziermittel enthalten, können ebenfalls als
trockene Membran im Sinne der Erfindung behandelt werden.
Das örechungsphänomen, das durch das erfindungsgemäße
Verfahren ausgenützt wird, kann sehr vorteilhaft durch Ausnützung des Schlieren-Effekts visuell
überwacht werden. Der Schlieren-Effekt kann Verwendung finden, auch um optische Bilder entsprechend der
Brechung des Gases zu schaffen, das durch einen Riß austritt. Der Schlieren-Effekt kann durch verschiedene
Systeme ' isuell überwacht werden, beispielsweise ein System, das einen einzigen Konkavspiegel verwendet,
ein System, das ein Prisma verwendet, ein System, das einen Halbspiegel verwendet, ein System, das zwei
Konkavspiegel verwendet, oder ein direktes System. Jedes dieser Systeme und Modifikationen davon kann
bzw. können für den erfindungsgemäßen Zweck verwendet werden.
Verschiedene Ausführungsformen einer optischen Einrichtung, die im Betrieb der Erfindung Verwendung
finden kann, werden anschließend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist eine vereinfachte Ansicht einer Lichtquelle,
die zur Verwendung in einer optischen Einrichtung geeignet ist, welche gemäß der Erfindung aufgebaut ist
Die Lichtquelle enthält eine Lampe, die ein konventionelles weißes Licht oder ein Laser sein kann. Ein Laser
mit einem Ausgang von 20 mw wird bevorzugt, da die Schlieren-Bilder, dt:.; bei Verwendung einer derartigen
Lichtquelle erhallen werden, so scharf sind, daß das BiIJ unter normalen Raumbeleuchtungspegeln beobachtet
veruen kann, was die Erfindung noch einfacher im Betrieb macht. Die Lichtquelle enthält Strahl-Beleuchtungsb?w.
Sammellinsen 2, die, während diese als plan-konvexes Linsenpaar dargestellt sind, aus beliebigen
optischen Bauteilen bestehen können, die Licht sammeln bzw. brndeln, welches aus der Quelle 1 in
einem Strahl oder Bündel strahlt. Die Strahlsammellinsen brauchen notwendigerweise nicht vorhanden sein,
wenn ein Laser verwendet wird. Die Lichtquelle kann Weiter einen Schirm 3 mit einem Stiftloch aufweisen.
Der optische Weg, der durch das Licht eingeschlagen wird, welches durch die vorgenannte Quelle erzeugt
wird, die Weise, in der der Membranmodul relativ zum optischen Weg positioniert wird und die verwendete
Biidfeststelleinrichtune zur Überwachung Hp.s trehrn-
chenen Lichts werden nachfolgend beschrieben.
Die Fig.2 ist eine scherttätisehe Ansieht eines
Systems, das einen einzigen konkaven Spiegel 4 verwendet. Bei dieser Anordnung wird aus der Lampe 1
stammendes Licht längs einer optischen Achse geleitet, die vorteilhafterweise unter einem relativ kleinen
Winkel θ relativ zu einer Senkrechten durch den Mittelpunkt des konkaven Spiegels 4 geneigt ist. Das
längs der optischen Achse geleitete Licht geht durch ein atmosphärisches Volumen angrenzend äii das verbum
dene Ende eines Moduls 6. Entweichendes Gas, das in das atmosphärische Volumen eintritt, verursacht, daß
das Licht unterschiedlich gebrochen wird. Der Lichtstrahl wird vom konkaven Spiegel reflektiert und
gelangt an einem Messerrand 7 vorbei auf einen Bildschirm 8. Der Bildschirm 8 schafft ein optisches Bild
entsprechend der Gasströmung (sofern vorhanden) aus dem verbundenen Ende des Moduls. Dieses System wird
weniger bevorzugt als andere Systeme, die nachfolgend noch beschrieben werden, da Aberrationen vorhanden
sind, die durch das Fehlen einer Ausrichtung zwischen der optischen Achse der Quelle und der Normalen vom
konkaven Spiegel 4 und zu der Überlappung der Bilder eingeführt werden, die vom Spiegel 4 reflektiert werden.
Das Prismasystem gemäß Fig. 3 eliminiert im Wesentlichen die Überlappung der Bilder. In dem
Prismasystem wird Licht von der Lampe 1 über einen Winkel von 90° durch ein Prisma 9 auf einem optischen
Weg reflektiert, der das atmosphärische Volumen angrenzend an das verbundene Ende des Membranmoduls
6 einschließt, der zu untersuchen ist. Das Licht wird durch einen konkaven Spiegel 4 an einem Messerrand 7
vorbei auf einen Bildschirm 8 reflektiert.
Die Fig.4 zeigt ein optisches System, welches einen
Halbspiegel verwendet, der als Spiegel definiert ist,
welcher Licht überträgt, das auf die eine Oberfläche fällt, während das Licht reflektiert wird, welches auf die
ändere Oberfläche auftrifft. Das aus der Lampe 1 emittierte Licht wird durch den Halbspiegel 10 und eine
Atmosphäre, die an das Ende des zu untersuchenden Moduls 6 angrenzt, zu einem konkaven Spiegel 4
übertragen. Der konkave Spiegel 4 reflektiert das Licht zurück zur Reflexionsoberfläche des Halbspiegels 10,
vvu ca uaiici ungawctac um 90 vutl 5CUlCItI uopiuugilchen
optischen Weg an einem Messerrand 7 vorbei auf einen Bildschirm 8 reflektiert wird. Die Vorteile dieses
Systems sind, daß der optische Weg der Quelle mit dem gebrochenen optischen Weg zusammentrifft und daß
das System vergleichsweise leicht einzustellen ist Ein Nachteil dieses Systems ist. daß der Halbspiegel die
Menge des projizierten Lichts für das Bild reduziert, so daß ein dunkles Bild erhalten wird.
In der F i g. 5 ist ttn optisches System veranschaulicht,
das ein Paar von strahl-kollimierenden konkaven Spiegeln mit enthält In diesem System wird das Licht
aus der Lampe 1 zwischen den zwei konkaven Spiegeln 4, 4' kollimiert um einen optischen Weg 5 paralleler
Strahlen aufzubauen. Das Biid eines Membranmoduls 6, der untersucht wird, erscheint auf einer Bildaufspürbzw.
Feststelleinrichtung oder einem Bildschirm 8. Das Feld dieses Systems ist groß, und ein helles Bild wird
erhalten. Ein weiterer Vorteil dieses optischen Systems ist, daß, da der optische Weg sich aus parallelen Strahlen
zusammensetzt eine Veränderung der relativen Position des zu untersuchenden Moduls die Intensität des
Bildes nicht beeinträchtigt
Fig.6 zeigt ein optisches System für einen Betrieb
eines direkten Verfahrens, das die Verwendung eines Messerrandes nicht einschließt. Ein Schirm 8 ist direkt
im optischen Weg angeordnet; Das direkte Verfahren ist dahingehend vorteilhaft, daß das optische System
weniger Bauteile enthält Das System ist vergieichsWeise
einfache" herstellbar.
Bei jedem der opiischeiv Systeme gemäß den F i g. 2
bis 6 kann die Bildfeststelleinrichtung einen weißen oder
hellfarbigen ebenen Schirm aufweisen, der vorteilhaflerweisö
aus einem Stoff, Papier oder einem FÜmmate-
rial gefertigt ist. Ein feststellbares Bild kann bei diesen Systemen noch erzielt werden, wenn der Messerrand
weggelassen wird.
Um den zu untersuchenden Membranmodul an seiner Stelle im optischen Weg abzustützen, können bekannte
Ständer (nicht dargestellt) verwendet werden. Vorteilhafterweise ermöglichen diese Ständer ein Drehen des
Moduls im optischen Weg, um die leckenden Öffnungen auf dem verbundenen Ende, die festzustellen sind, exakt
lokalisieren zu können.
on Die Einrichtung zum Zuführen von unter Druck gesetztem Gas zu den äußeren Oberflächen der
Hohlfasern im Modul kann bekannter Bauart sein, mit einem Gaszylinder, einem Drucksteuerventil, einem
Strömungsmesser und einem Leitungssystem (in der Zeichnung nicht dargestellt), um den zu untersuchenden
Membranmodul mit dem Gaszylinder zu verbinden.
Durch die Einrichtung der vorstehend beschriebenen optischen Systeme kann ein Gas, das aus dem
verbundenen Ende eines untersuchten Moduls leckt, visuell festgestellt bzw. entdeckt werden. Insbesondere
können Leckstellen infolge einer beschädigten Hohlfaser oder infolge einer schlechten Verbindung zwischen
dem Bindemittel der verbundenen Schicht und der Hohlfaser oder zwischen der inneren Wand des
Gehäuses und dem Bindemittel entdeckt bzw. festgestellt werden. Allgemein gesagt zeigt das Schlieren-Verfahren
nicht die Stellung einer leckenden Öffnung längs eines optischen Weges an. Dieser Nachteil kann
jedoch leicht überwunden werden. Die leckende Öffnung wird zuerst aus dem optischen Bild lokalisiert,
das durch das projizierende Licht erhalten wird, wenn der zu untersuchende Modul in einer ersten vorbestimmten
Stellung ausgerichtet wird. Anschließend wird
J »X.J.l ΛΛί» ....·... ...... I . A 1. .. - J t .
1
es wird ein zweites optisches Bild erhalten. Die leckende Öffnung wird an der Kreuzung der beiden Linien
lokalisiert
Die vorstehend allgemein beschriebene Betriebsweise wird im einzelnen im Zusammenhang mit F i g. 7
beschrieben, die Seiten- und Endansichten eines zu untersuchenden Moduls in zwei unterschiedlichen
Stellungen zeigt Eine leckende Öffnung 11 an Hem einen Ende des Moduls 6 wird bei Xi auf einer X-Achse
durch projiziertes Licht in X-Richtung oder in das Papier in Fig.7a lokalisiert Dann wird der Modul um
90° um seine zentrale Achse gedreht, und es wird ein zweites optisches Bild erhalten. Bei dem zweiten
optischen Bild erscheint die leckende Öffnung auf einer Linie mit Yi. Die exakte Lokalisierung 12 einer
leckenden Öffnung auf dem Modulende ist der Schnittpunkt der Linien Xi und Yj. Die Leckage kann in
bekannter Weise repariert werden.
In der Fig.8 ist eine alternative Ausführungsform
zum Feststellen der exakten Lokalisierung bzw. Stelle
der leckenden Öffnung veranschaulicht Eine Nadel oder ein Stift 13 wird in das verbundene Ende des
Gehäuses weg von dem Hohlfaserbündel (Fig.Sa)
eingeführt und es wird der Modul um seine zentrale
Achse gedreht, bis das Bild IΓ einer Gusströmung mit
diim Bild 13' des cingesel/ten Stifts (Fig.8b) zusaliv
mcntrifft. Rillen die Bilder iV und 13' zusammen, wird
ein zweiter Stift 14 längs der gleichen Linie aufgestellt.
Ein dritter Sliil 15 wird in eine andere Stellung
(Fig. 8cl) auf dem verbundenen Ende des Moduls eingesetzt. Der Modul wird abermals um seine zentrale
Atnsc gedreht, bis das optische Bild 15' des Stifts 15 mit
deifi Bild il' zusammentrifft, das als Ergebnis eines
leckenden Gases hervorgerufen wird (Fig.8c). Ein
vierter Stift 16 wird in einer weiteren Stellung in einer Linie mit den zusammenfallenden Bildern 11' und 15'
aufgestellt. Eine gerade Linie ;) wird zwischen den Stiften 15 und 16 gezogen. Der Schnittpunkt der
geraden Linien a und b gibt punktförmig die leckende Öffnung an (Fig.8f). Der Vorteil dieses Verfahrens ist.
daß es einfacher durchgeführt werden kann als das vorstehend beschriebene Verfahren, da der Versuchsht
cx.i
gcdrch: werden muß. r.s sei
abgedichtet durch Anlegen eines PolyUrelhänharzes ah
die leckenden Öffnungen. Die auf diese Weise reparierten Modulen wurden abermals auf Leckstcllen
hin untersucht, indem die verbundenen Enden des
Moduls unter Wasser getaucht wurden und Luft unter Drück über den äußeren Oberflächen der Hohlfasern
zugeleitet wurde. Diese Prüfung enthüllte keine Leckstellcri mehr,
13 500 trockene regenerierte Cellulose Hohlfasern
(mit einem Innendurchmesser von 200 Mikron und einem Außendurchmesser von 250 Mikron) wurden in
einem zylindrischen Gehäuse angeordnet. Beide Enden des HohlfaserbUndels wurden mit dem Gehäuse mit
einem medizinischen Qualiläts-Polyurethafiharz verbunden.
Während dieser Modul in einem trockenen Zustand aufrechterhalten wurde, wurde Methangas zu
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erwähnt, daß Tinte oder ein anderes Markierungsmittel
den zweiten und den vierten Stift ersetzen kann.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter veranschaulichen. Es sei erwähnt, daß bei der
Herstellung der Versuchsmodulen, die bei den Beispielen verwendet werden, die leckenden Hohlfasern
absichtlich verwendet wurden.
5000 trockene Hohlfasern aus Äthylen Vinylalkohol·
Copolymer (mit einem Innendurchmesser von 400 ^ likron und einem Außendurchmesser von 500 Mikron)
wurden in einem zylindrischen Gehäuse mit einem Außendurchmesser von 50 mm angeordnet. Beide
Enden der Faserbündel wurden mit dem Gehäuse mit einem medizinischen Qualilätspolyurelhanharz verbunden.
Der Modul wurde trocken gehalten, während Kohlendioxidgas über die äußeren Oberflächen der
Hohlfasern unter einem Druck von 0.2 kg/cm: geleitet wurde. Der Ausfluß des Gases, das aus den Öffnungen
am verbundenen Ende des Moduls leckend austrat, wurde durch eine optische Einrichtung überwacht, die
im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben worden ist. Die Modulen mit den leckenden Offnungen zeigten
keine anormale Ausströmung des Gases am verbundenen Ende. Wo die Modulen leckende Fasern enthielten,
wurden die Gasströmungen am verbundenen Ende klar beobachtet. Die exakte Anordnung der Leckstellen
wurde durch Drehen des Gehäuses um 90" wie vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 7 beschrieben
identifiziert. Die Leckstellen wurden abgestellt bzw.
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unter einem Druck von 0,3 kg/cm2 zugeleitet. Das atmosphärische Volumen am verbundenen Ende des
Moduls wurde im Hinblick auf eine Gasleckage durch das direkte Projektionsverfahren überwacht, das im
Zusammenhang mit Fig.6 beschrieben ist. Die Modulen.
welche keine leckenden Öffnungen enthielten, zeigten keine Ausströmung von Gas. Die Modulen mit
leckenden öffnungen zeigten deutlich die Ausströmungen von leckendem Gas.
Das Verfahren, welches entsprechende Stifte, wie im Zusammenhang mit Fig.8 beschrieben, verwendet,
wurde bei leckenden Modulen angewendet, um die exakte Stelle der Leckstellen aufzufinden. Die leckenden
öffnungen wurden mit einem Polyurethanharz verstopft. Jeder der reparierten Modulen wurde
anschließend mit einem Kopfteilelement verbunden bzw. zusammengepaßt, und es wurde der Bodeneinlaß
des Gehäuses mit einer geeigneten Einrichtung verschlossen. Das Innere des Gehäuses wurde mit
Wasser aufgefüllt. Eine O.3°/oige wäßrige Lösung aus
Blau-Dextran wurde zu der Innenseite der Hohlfasern zugeleitet. Bei einem Druck von 300 mm Quecksilber
wurde ermöglicht, daß der Modul 5 Minuten lang stand, bevor das Wasser abgezogen wurde. Die Konzentration
des Blau-Dextran im Abflußwasser wurde mit einem Spektrofotomeler eingerichtet bzw. aufgebaut. Die
Konzentrationen wurden in unveränderlicher Weise vorgefunden und betrugen weniger als 0,001%, und
somit wurde angezeigt, daß die Modulen vollständig repariert worden waren.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
030 263/330
Claims (6)
1. Verfahren zum Aufspüren von Leckstellen in einem Hohlfasermembranmodul mit einem Gehäuse,
das wenigstens ein Bünde! von Hohlfasern enthält, die wenigstens mit einem ihrer Enden so in
eine Gehäuseöffnung mittels einer Verbindungsschicht eingekittet sind, daß das Gehäuse dicht
abgeschlossen ist und der Hohlfaserinnenraum mit dem Gehäuseaußenraum in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas, das sich von der das Hohlfasermembranmodul umgebenden
Atmosphäre optisch im wesentlichen durch seinen Brechungsindex unterscheidet, unter Druck
über die äußeren Oberflächen der Hohlfasern im Inneren des Gehäuses geleitet wird und daß der an
die Gehäuseöffnung angrenzende Außenraum des Gehäuses bezüglich des Auftretens von Brechungsmustern optisch überwacht wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für
die optische Überwachung eine Schlieren-Optik vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlieren-Optik eine Lichtquelle
(1), eine Vorrichtung (2,3; 2,3,4'; 2,3,9) zum Leiten
eines von der Lichtquelle (1) a jsgehenden Lichtbündels längs eines den zu überwachenden Außenraum
des Gehäuses durchquerenden optischen Weges (5) sowie eine Einrichtung (4, 7, 8; 4, 9, 7, 8; 4, 10, 7, 8)
zum Darstellen des optischen Bildes des Lichtbündels nach Ourchquerung des zu überwachenden
Raums umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichiung '?, 3, 4') zum Leiten
des von der Lichtquelle (1) ausgehenden Lichtbündels wenigstens einen Konkavspiegel (4') umfaßt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Lichtbündel nach
Durchqueren des zu überwachenden Raums zu einem Bildschirm (8) reflektierender Konkavspiegel
(4) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 od;-5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (4,7, 8; 4,9, 7,8:4,10,7,8) zum Darstellen des optischen
Bildes des Lichtbündels eine scharfe Kante (7) als Schlierenblende umfaßt.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP5041677A JPS53134776A (en) | 1977-04-28 | 1977-04-28 | Method and apparatus for detecting leak portions in hollow fiber modules employed for liquid treatments |
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| DE2818673B2 DE2818673B2 (de) | 1980-04-30 |
| DE2818673C3 true DE2818673C3 (de) | 1981-01-15 |
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| JP (1) | JPS53134776A (de) |
| DE (1) | DE2818673C3 (de) |
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