DE29702744U1

DE29702744U1 - Vorrichtung zum Verschließen von Membranfiltergehäusen

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Publication number: DE29702744U1
Application number: DE29702744U
Authority: DE
Original assignee: SG Wasseraufbereitung und Regenerierstation GmbH
Current assignee: SG Wasseraufbereitung und Regenerierstation GmbH
Priority date: 1997-02-08
Filing date: 1997-02-08
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2007-02-09

Description

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PATENTANWÄLTE ·*· *E*JIiqPEjAN.l?ATEfiT.ÄTTORNEYS

** DIPL.-ING. DIERK HANSMANN · DR.-ING.&AJ^-HeWJH^&KLISKOW · GEORG HANSMANN(tl977)

Telephone international: (++ 49 40) 38 24 57 /3 89 84 45 · Facsimile international: (++ 49 40) 3 89 35 JESSENSTRASSE 4 · 22767 HAMBURG · TEL. (040) 38 24 57/ 3 89 84 45 · FAX (040) 3 89 35

P.5979

Anmelder: SG Wasseraufbereitung und Regenerierstation GmbH Fahrenberg 8, 22885 Barsbüttel

Vorrichtung zum Verschließen von Membranfiltergehäusen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung . zum Verschließen von Gehäusen von Membranfiltern, die im wesentlichen als ein Endstopfen ausgebildet ist, der im Bereich von Enden des rohrartigen Gehäuses angeordnet und mit Anschlußöffnungen versehen ist.

Membranfilter werden in erheblichem Umfang zur Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Reinigung von Wasser, eingesetzt. Durch den Filtervorgang können im Wasser enthaltene anorganische oder organische Bestandteile ausgefiltert werden. Typische Anwendungen bestehen im Bereich der Aufbereitung von Abwässern sowie im Bereich der Trinkwasseraufbereitung.

Deutsche Bank AG 65 49 844 (BLZ 200 700 00) · Postbank Hamburg 4234-206 (BLZ 200 100 20) Umsatzsteuer-Ident.-lNTr. (Vat Reg No) DE 117 938 972

Zur Bereitstellung einer hohen Reinigungskapazität werden verbreitet einzelne Filterelemente, die eine rohrartige Gehäusegestaltung aufweisen, zu Filterbatterien zusammengefaßt. Die bekannten Konstruktionen zur Ermöglichung einer Kombination von Einzelfiltern besitzen jedoch zum einen noch nicht die anzustrebenden hohen Flexibilitätseigenschaften, darüberhinaus entsteht noch ein vergleichsweise großer Montageaufwand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu gestalten, daß sowohl die Nutzungsflexibilität erhöht als auch der Montageaufwand vermindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Anschlußöffnung als Einlaßkanal und mindestens eine weitere Anschlußöffnung als Auslaßkanal ausgebildet ist, daß sich die Kanäle im wesentlichen quer zu einer Stopfenlängsachse und durch den Endstopfen hindurch erstrecken, daß Enden der Kanäle von Blindstopfen verschließbar sind und daß sich im wesentlichen in Richtung der Stopfenlängsachse ausgehend von einer Stopfeninnenfläche bis zu den Kanälen je Kanal mindestens ein Anschlußkanal erstreckt sowie daß der Endstopfen von einem steckbaren Bügel mit dem Gehäuse verbunden ist, der in eine Seitennut des Endstopfens eingreift.

Durch die Anordnung der Kanäle sowie der Anschlußkanäle ist es möglich, eine sehr flexible Anordnung bereitzustellen, die in Abhängigkeit von den jeweiligen Anwendungsanforderungen vielfältige Kombinationsmöglichkeiten für einzelne Filterelemente bereitstellt. Es kann entweder eine Reihenschaltung oder eine Parallelschaltung realisiert werden. Ebenfalls ist es in räumlicher Hinsicht möglich, eine Mehrzahl von

Filterelementen innerhalb einer Reihe anzuordnen oder eine Mehrzahl von Reihen nebeneinander zu plazieren. Die Verbindung des Gehäuses und des Endstopfens durch den steckbaren Bügel ermöglicht die Bereitstellung einer sehr einfach zu montierenden und belastungsfähigen Verbindung. Durch das Eingreifen in die Seitennut des Endstopfens können auch die bei einem höheren Innendruck im Gehäuse auftretenden Kräfte sicher aufgefangen werden.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet wird dadurch definiert, daß das Gehäuse eine Membran zur Durchführung einer Umkehrosmose aufnimmt.

Eine weitere Vereinfachung der Montage kann dadurch erfolgen, daß der Blindstopfen von einer steckbaren Klammer mit dem Endstopfen verbindbar ist. Ebenfalls ist es denkbar, mit Hilfe der Klammern Anschlußstecker oder Stecknippel mit dem Endstopfen zu verbinden.

Eine einfache Entformbarkeit bei einer spritzgußtechnischen Herstellung wird dadurch unterstützt, daß die Kanäle sich ausgehend von einem zentralen Bereich in Richtung auf endseitige Anschlußprofilierungen erweitern.

Insbesondere ist daran gedacht, daß die Erweiterungen näherungsweise konusförmig ausgebildet sind.

Zur Vergrößerung der mechanischen Festigkeit wird vorgeschlagen, daß im Bereich der Seitennut eine Verstärkung angeordnet ist.

Ein guter Kompromiß zwischen einem geringen Baugewicht und einer hohen Festigkeit wird dadurch bereitgestellt,

daß die Verstärkung ein winkelförmiges Querschnittprofil aufweist.

Eine optimale Ausnutzung des eingesetzten Materialgewichtes im Hinblick auf eine zu erzielende Belastbarkeit wird dadurch erreicht, daß der Bügel eine im wesentlichen rechteckförmige Querschnittfläche aufweist und mit flachen Seiten versehen ist.

Eine weitere Verbesserung der Handhabungsfreundlichkeit kann dadurch erfolgen, daß die Kanäle im Bereich ihrer Anschlußprofilierungen im wesentlichen identische Dimensionierungen aufweisen.

Zur Bereitstellung einer ausreichenden Druckfestigkeit wird vorgeschlagen, daß der Endstopfen eine Dichtungsnut zur Aufnahme eines Dichtungsringes aufweist.

Eine erhebliche Steigerung der Einsatzmöglichkeiten bei einfacher Handhabbarkeit wird dadurch ermöglicht, daß von einer Mehrzahl von mit Endstopfen versehenen Gehäusen ein modulares Filtersystem ausgebildet ist.

Eine einfache Verbindbarkeit der einzelnen Module kann dadurch realisiert werden, daß die Filtermodule von Stecknippeln miteinander verbindbar sind.

Eine hohe Druckbelastbarkeit wird ebenfalls dadurch unterstützt, daß das Gehäuse rohrförmig gerundet ausgebildet ist.

Eine Anpassung an runde Gehäusequerschnitte erfolgt dadurch, daß der Endstopfen einen im wesentlichen zylindrischen Halteschaft aufweist, der in das Gehäuse einführbar ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Eine perspektivische Seitenansicht einer Membranfiltereinrichtung mit modulartig zusammengefaßten Filterröhren,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein rohrartiges Membranfiltergehäuse mit aufgesetzten Endstopfen,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines vergrößerten Endstopfens,

Fig. 4 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie IV-IV in Fig. 5,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Endstopfen gemäß Fig. 3,

Fig. 6 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie VI-VI in Fig. 3,

Fig. 7 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie VII-VII in Fig. 5,

Fig. 8 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 6,

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit IX in Fig. 6,

Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X in Fig. 5,

Fig. 11 eine vergrößere Darstellung der Einzelheit XI in Fig. 4,

Fig. 12 eine vergrößerte Seitenansicht eines Blindstopfens als Verschlußstecker,

Fig. 13 eine teilweise geschnittene Darstellung eines Anschlußsteckers,

Fig. 14 eine teilweise geschnittene Darstellung eines Stecknippels für Endstopfen,

Fig. 15 eine weitere teilweise geschnittene Darstellung eines Anschlußsteckers,

Fig. 16 eine Draufsicht auf einen Befestigungsbügel für einen Endstopfen und

Fig. 17 eine Seitenansicht gemäß Blickrichtung XVII in Fig. 16.

Fig. 1 zeigt eine Membranfilteranlage (1), die aus Filterelementen (2), einem Tragrahmen (3) sowie einer Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist. Die Filterelemente (2) weisen rohrartige Gehäuse (5) auf, die im Bereich ihrer Enden vom Tragrahmen (3) gehaltert werden können, oder durch Endstopfen (6) samt Verbindungen ohne Halterung eingesetzt werden können.

Aus der Querschnittdarstellung in Fig. 2 ist erkennbar, daß die Enden des Gehäuses (5) von Endstopfen (6) verschlossen sind. Die Endstopfen (6) sind mit Einlaßkanälen (7) sowie Auslaßkanälen (8) versehen. Aktuell nicht benötigte Kanäle (7, 8) können mit Blindstopfen {9) verschlossen werden. Gemäß der Ausführungsform in Fig. 2 ist vorgesehen, im Bereich des oberen Endstopfens (6) einen Einlaßkanal (7) und einen

Auslaßkanal (8) für eine Konzentratableitung vorzusehen. Im Bereich des unteren Endstopfens (6) sind zwei zueinander parallel geschaltete Auslaßkanäle (8) angeordnet.

Die Endstopfen (6) ragen mit Halteschäften (10) in einen Innenraum (11) des Gehäuses (5) hinein. Im Innenraum (11) sind ebenfalls Moduldichtungen (12) mit Dichtlippen (13) angeordnet. Die Moduldichtung (12) schließt einen Einbauraum für eine Membran (14) ab, die beispielsweise gewickelt sein kann.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht eines Endstopfens (6), der mit drei Kanälen (7, 8) versehen ist. Insbesondere ist daran gedacht, die Kanäle (7, 8) zumindest im Bereich ihrer stopfenseitig nach außen weisenden Enden gleichdimensioniert zu konstruieren, um die Verwendung von einheitlichen Verbindungselementen zu unterstützen. Grundsätzlich sind die Kanäle (7, 8) beliebig als Einlaßkanäle (7) oder als Auslaßkanäle (8) einzusetzen. Eine jeweilige Aktivierung kann durch eine geeignete externe Beschaltung sowie durch die Verwendung von Blindstopfen (9) erfolgen.

Beispielsweise ist es möglich, im Hinblick auf eine Grundeinstellung den mittleren Kanal als Einlaßkanal (7) und die beiden außenliegenden Kanäle als Auslaßkanäle (8) zu verwenden. Beim Einsatz im Zusammenhang mit Membranfiltermodulen gemäß dem Stand der Technik werden die Einlaßkanäle (7) einerseits und die Auslaßkanäle (8) andererseits jeweils im Bereich der einander bezüglich des Gehäuses (5) gegenüberliegenden Endstopfen (6) aktiviert.

Im Bereich des Halteschaftes (10) ist der Endstopfen (6) mit einer Dichtungsnut (15) sowie einer Seitennut

(16) ausgestattet. Mit einer Innenfläche (17) des Endstopfens (6) sind die Kanäle (7, 8) jeweils über Anschlußkanäle (18) verbunden.

Fig. 4 veranschaulicht in einer Querschnittdarstellung, daß sich die Anschlußkanäle (18) ausgehend von den Kanälen (7, 8) in Richtung auf die Innenfläche (17) erweitern. Die Erweiterung kann beispielsweise kegelförmig oder konusförmig ausgeführt sein. Bei einer spritzgußtechnischen Herstellung der Endstopfen (6) wird durch diese Gestaltung ein EntformungsVorgang erleichtert.

Zur Ermöglichung einer Verankerung von Verbindungselementen ist es möglich, daß die Anschlußkanäle (18) in einer Umgebung ihrer Einmündung in die Innenfläche

(17) mit einer Innenprofilierung (19) versehen werden. Die Innenprofilierung (19) kann beispielsweise durch eine oder mehrere umlaufende Innennuten ausgeführt sein.

Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß ein den Halteschaft (10) tragender Sockel (2 0) des Endstopfens (6) eine im wesentlichen quadratische Grundfläche aufweist. Der Halteschaft (10) erhebt sich im wesentlichen zylindrisch über diesen Sockel (20). In gestrichelten Linien sind die unterschiedlichen Profilierungstiefen der Dichtungsnut (15) und der Seitennut (16) eingezeichnet. Es ist ebenfalls erkennbar, daß die Anschlußkanäle (18) relativ zueinander unterschiedliche Querschnittgestaltungen aufweisen können. Insbesondere ist daran gedacht, den zentral angeordneten Anschlußkanal

(18) mit einer gerundeten Konturierung und die äußeren Anschlußkanäle (18) mit kreissegmentartigen Querschnittflächen zu versehen.

Aus dem Horizontalschnitt in Fig. 6 ist erkennbar, daß die Kanäle {7, 8) den Sockel (20) im wesentlichen linear durchdringen und sich ausgehend von einem mittleren Bereich näherungsweise konisch erweitern. Die Kanäle (7, 8) sind im Bereich ihrer Enden mit Anschlußprofilierungen (21) zur Ermöglichung einer Aufnahme von Blindstopfen (9) oder anderen Kupplungselementen versehen .

Fig. 7 zeigt die Einmündung des zentralen Anschlußkanales (18) in den Einlaßkanal (7). Ebenfalls sind die oberen Erweiterungsbereiche der außenseitigen Anschlußkanäle (18) in diesem Querschnitt erkennbar.

Die teilweise Querschnittdarstellung in Fig. 8 zeigt die Anordnung von Halterungsausnehmungen (22)_; die sich bohrungsartig im Bereich der Anschlußprofilierungen

(21) erstrecken und zur Aufnahme von Klammern (23) vorgesehen sind. Mit Hilfe der Klammern (23) können die Blindstopfen (9) oder die anderen Kopplungselemente im Bereich der Anschlußprofilierungen (21) fixiert werden.

Die vergrößerte Detaildarstellung in Fig. 9 zeigt die räumliche Zuordnung der Anschlußprofilierungen (21) , der Kanäle (7, 8) sowie der Halterungsausnehmungen

Die vergrößerte Detaildarstellung in Fig. 10 zeigt die Anordnung von bohrungsartigen Ausnehmungen (24) in Eckbereichen des Sockels (20).

Aus der vergrößerten Detaildarstellung in Fig. 11 ist nochmals die Anordnung der Innenprofilierung (19) im Endbereich des zentral angeordneten Auslaßkanales (18) dargestellt.

Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht eines Blindstopfens (9). Der Blindstopfen (9) besteht aus einem Stopfenkopf (25) und einem Stopfenschaft (26) . Im Bereich des Stopfenschaftes (26) ist eine Außenprofilierung (27) ausgebildet, die angepaßt an die Gestaltung der Anschlußprofi lierung (21) dimensioniert ist. Insbesondere weist die Außenprofilierung (27) zwei Umfangsnuten (28_; 29) auf, von denen eine zur Aufnahme einer Dichtung und die andere zur Fixierung mit Hilfe der Klammer (23) vorgesehen ist.

In Fig. 13 ist ein Anschlußstecker (30) in einer teilweise geschnittenen Darstellung abgebildet. Der Anschlußstecker (30) weist einen Steckerschaft (31) auf, der mit einer Außenprofilierung (27) entsprechend dem Blindstopfen (9) in Fig. 12 versehen ist. Im Bereich eines Steckerkopfes (32) ist jedoch eine Durchgangsausnehmung (33) angeordnet, die sich in Richtung einer Steckerlängsachse (34) ebenfalls durch den Steckerkopf (32) hindurcherstreckt. Die Durchgangsausnehmung (33) ermöglicht eine Zuleitung oder Ableitung von Flüssigkeit in den Bereich des Innenraumes (11) des Gehäuses (5) .

In Fig. 14 ist ein Stecknippel (35) dargestellt, der vergleichbar zum Anschlußstecker (30) ausgebildet ist, jedoch zwei entgegengesetzt zueinander angeordnete Steckerschäfte (31) aufweist. Hierdurch können beispielsweise mehrere Endstopfen (6) miteinander verkoppelt werden. Ausgehend von einem Nippelmittelstück (36) erstrecken sich die Steckerschäfte (31) im wesentlichen symmetrisch zueinander in die einander abgewandten Richtungen.

Einen zur Fig. 13 vergleichbaren Anschlußstecker (30), allerdings in einer anderen Dimensionierung, zeigt Fig.

15. Abgesehen von der unterschiedlichen Dimensionierung sind im wesentlichen die gleichen Einzelbereiche wie in Fig. 13 vorhanden.

In Fig. 16 ist eine Draufsicht auf einen Bügel (37) dargestellt, der zur Arretierung des Endstopfens (6) im Bereich des Gehäuses (5) vorgesehen ist. Der Bügel (37) weist eine im wesentlich u-förmige Gestaltung auf und ist im Bereich von Seitenschenkeln {38, 39) mit Einführ ans ehr ägungen (40) versehen. Die Einführanschrägungen (40) sind einem Basisschenkel (41) abgewandt angeordnet. Bevorzugt kann für die Einführanschrägungen (40) ein Neigungswinkel von etwa 30
realisiert sein. Der Basisschenkel (41) verläuft entsprechend einem Kreisbogensegment. Die Seitenschenkel (38, 39) verlaufen im wesentlichen linear.

Aus der Seitenansicht in Fig. 17 ist erkennbar, daß die Seitenschenkel (38, 39) näherungsweise eine rechteckförmige Querschnittfläche aufweisen.

Durch die Verwendung der Bügel (37) sowie der Klammern für die Blindstopfen (9), die Anschlußstecker (3 0) und die Stecknippel (35) werden Schraubverbindungen vermieden, die einen erhöhten Montageaufwand zur Folge haben. Die Gestaltung des Bügels (37) mit im wesentlichen flachen Seiten und einer viereckigen Querschnittfläche stellt eine relativ hohe Druckbelastbarkeit bereit, die bei gleichem Baugewicht einer vergleichbaren Gestaltung mit runder Querschnittfläche überlegen ist. Ebenfalls ist es möglich, im Bereich der zur Aufnahme des Bügels (37) vorgesehenen Seitennut (16) eine Verstärkung anzuordnen. Die Verstärkung kann beispielsweise ein winkelförmiges Profil aufweisen und an die Querschnittdimensionierung des Bügels (37) angepaßt sein. Insbesondere ist an der Ausbildung der

Verstärkung aus Metall gedacht. Die Verstärkung kann beispielsweise als Metallringverstärkung ausgebildet sein.

In Fig. 4 ist eine derartige winkelförmige Verstärkung (43) im Bereich der Seitennut (16) mit einer schwarzen winkelförmigen Querschnittfläche eingezeichnet. Die Dimensionierung des Bügels (37) erfolgt dabei derart, daß die verbleibende Querschnittfläche der Seitennut (16) ausgefüllt ist.

Fertigungstechnisch kann der Endstopfen (6) mit Verstärkungsringen (43) beispielsweise derart ausgebildet werden, daß die Verstärkung (43) in eine Form eingesetzt und mit einem plastifizierten Material für den Endstopfen (6) umspritzt wird. Aus der Zusammenschau der in den Figuren abgebildeten Querschnittdarstellungen ist erkennbar, daß von den Seitenschenkeln der Verstärkung (43) eine quadratische Grundstruktur aufgespannt wird. Hierdurch ist es möglich, den Endstopfen (6) anwendungsabhängig jeweils in Schritten von 90 zu verdrehen und in jeder der möglichen Positionierungen eine Arretierung mit Hilfe des Bügels (37) vorzunehmen.

Claims

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Vorrichtung zum Verschließen von Gehäusen von Membranfiltern, die im wesentlichen als ein Endstopfen ausgebildet ist, der im Bereich von Enden des rohrartigen Gehäuses angeordnet und mit Anschlußöffnungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Anschlußöffnung als Einlaßkanal (6) und mindestens eine weitere Anschlußöffnung als Auslaßkanal (8) ausgebildet ist, daß sich die Kanäle (7, 9) im wesentlichen quer zu einer Stopfenlängsachse und durch den Endstopfen (6) hindurcherstrecken, daß Enden der Kanäle (7, 8) von Blindstopfen (9) verschließbar sind und daß sich im wesentlichen in Richtung der Stopfenlängsachse ausgehend von einer Stopfeninnenfläche (17) bis zu den Kanälen (7, 8) je Kanal (7, 8)

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mindestens ein Anschlußkanal (18) erstreckt sowie daß der Endstopfen (6) von einem steckbaren Bügel {37) mit dem Gehäuse (5) verbindbar ist, der in eine Seitennut (16) des Endstopfens (6) eingreift.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) eine Membran (14) zur Durchführung einer Umkehrosmose aufnimmt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindstopfen (9) von einer steckbaren Klammer mit dem Endstopfen (6) verbindbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (7, 8) sich ausgehend von einem zentralen Bereich in Richtung auf endseitige Anschlußprofilierungen (21) erweitern.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen näherungsweise konusförmig ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Seitennut (16) eine Verstärkung (43) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (43) ein winkelförmiges Querschnittprofil aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (4) eine im wesentlichen rechteckförmige Querschnittfläche aufweist und mit flachen Seiten versehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (7, 8) im Bereich ihrer Anschlußprofilierungen (21) im wesentlichen identische Dimensionierungen aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Endstopfen (6) eine Dichtungsnut (15) zur Aufnahme eines Dichtungsringes aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Mehrzahl von mit Endstopfen (6) versehenen Gehäusen (5) ein modulares Filtersystem ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermodule von Stecknippeln (35) miteinander verbindbar sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (5) rohrförmig gerundet ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Endstopfen (6) einen im wesentlichen zylindrischen Halteschaft (10) aufweist, der in das Gehäuse (5) einführbar ist.