DE3125222C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stützkörper der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen, aus der DE-AS 20 50 917 bekannten Art.

Bei dem bekannten Stützkörper ist zur Ausbildung der Ab­ leitkanäle zwischen die porösen Platten ein Drahtgitter eingelegt, so daß die durch die Membranen hindurchgetre­ tene Gemischkomponente abströmen kann. Infolge des Draht­ gitters treten jedoch bei Erzeugung eines Druckgefälles Biegungen auf, durch die in den Membranen Falten oder Haarrisse auftreten können. Hierdurch wird die Wirksam­ keit der Trennung verschlechtert und die Lebensdauer der mit einem bekannten Stützkörper ausgerüsteten Membranele­ mente verkürzt. Zu einer Verkürzung der Lebensdauer trägt auch die Tatsache bei, daß das Drahtgitter korrodieren kann. Ferner ist bei dem bekannten Stützkörper infolge des zwischen die Platten eingelegten Drahtgeflechts die Gesamtdicke des Stützkörpers und damit des Membranelements verhältnismäßig hoch. Außerden ist wegen der verhältnis­ mäßig großen Anzahl von Bauteilen die Herstellung des bekannten Stützkörpers kompliziert und kostspielig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stütz­ körper für Membranelemente der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der bei geringen Abmessungen und billiger Her­ stellung eine erhöhte Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst.

Da bei dem erfindungsgemäßen Stützkörper die porösen Plat­ ten direkt aneinander anliegen, ergibt sich eine insgesamt steifere Konstruktion, so daß die Ausbildung von Falten und Haarrissen in den Membranen ausgeschlossen ist. Infol­ gedessen wird, auch wegen der fehlenden Korrosionsmöglich­ keit, die Lebensdauer des Stützkörpers und damit des Mem­ branelementes wesentlich erhöht. Dabei ist der erfindungs­ gemäße Stützkörper einfach und billig herstellbar und weist eine geringe Dicke auf. Dies führt dazu, daß in einer Vorrichtung zur Trennung von Gas- und Flüssigkeits­ gemischen bei gleichem Volumen mehr Membranelemente un­ tergebracht werden können, wodurch die Leistung einer solchen Vorrichtung gesteigert wird.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Stütz­ körpers ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht eines mit dem erfindungsgemäßen Stützkörper versehenen Membranelementes und

Fig. 2 eine aus Membranelementen aufgebaute Vorrichtung zum Trennen von Gas- und Flüssigkeitsgemischen.

Das Membranelement 20 (Fig. 1) enthält zwei semipermeable Membranen 1, die beispielsweise aus Polyvinyltrimethylsilan ausgeführt sind, zwischen denen ein poröser Stützkörper einge­ schlossen ist. Der Stützkörper ist aus zwei po­ rösen Platten 2 aufgebaut, die auf der einen Seite flach, auf der anderen gerippt und mit den gerippten Seiten einander zuge­ wandt sind. Auf den flachen Seiten der Platten 2 sind die Membranen 1 angeordnet; infolge der Rippen auf den anderen Seiten entstehen zwischen den Platten 2 Kanäle zur Abführung des angereicherten Gemisches. Die semipermeablen Membranen 1 und der Stützkörper sind an der gesamten Umfangskante 3 des Elementes abgedichtet.

Das Membranelement 20 arbeitet folgendermaßen:

Ein zu trennendes Gemisch (beispielsweise atmosphä­ rische Luft) wird der Oberfläche der semipermeablen Membra­ nen 1 des Elementes unter Druck zugeführt. Infolge der un­ terschiedlichen Durchdringungsfähigkeit von Sauerstoff und Stickstoff diffundiert durch die Membranen 1 vorwiegend die mit Sauerstoff angereicherte Luft, die dann durch die Poren der Platten 2 in die von den gerippten Seiten der Platten 2 des Elementes gebildeten Kanäle gelangt. In diesen Kanälen bewegt sich die angereicherte Luft zu einer Öffnung 4, aus welcher sie über den Sammler des Membranapparates als Fertig­ produkt abgeführt wird.

Die von den gerippten Seiten der po­ rösen Platten 2 gebildeten Kanäle setzen den hydraulischen Widerstand beträchtlich herab und gestatten, die Luft mit Sauerstoff bis zu 42% bei minimaler Dicke des Membran­ elementes (0,7-0,2 mm) und hoher Packungsdichte der Mem­ bran im Apparat (bis 600 m²/m³ anzureichern.

Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung zum Trennen von Gas- und Flüssig­ keitsgemischen enthält ein zylindrisches Gehäuse 5, einen Deckel 6, Stutzten 7 und 8 zur Einleitung bzw. Abführung des zu trennenden Gemisches, und ein Paket von Membranelementen 20, die aus den Membranen 1 und den porösen Stützkörpern 2 gemäß Fig. 1 ausgeführt sind.

Jedes der Membranelemente 20 kann die Gestalt einer runden Scheibe mit abgeschnittenen Segmenten haben. Hierbei werden beim Zusammenbau dieser Membranelemente zu einem Paket die Scheiben relativ zueinander so angeordnet, daß die abge­ schnittenen Segmente derselben zu verschiedenen Seiten in bezug auf die Längsachse des Sammlers 9 zu liegen kommen, wodurch das aufeinanderfolgende Überströmen des anzureichern­ den Gemisches von einem Membranelement 20 zum anderen sicherge­ stellt wird.

Die Membranelemente 20 sind auf dem Sammler 9 mit Dichtungsbeilagen 10 aufgereiht. Das Paket der Membranele­ mente mit den Beilagen ist von einer elastischen Hülle 11 umschlossen, die an den Stirnflächen 12 der Elemente und an einem Vorsprung 13 anliegt, der am Deckel 6 ausgebildet ist und dessen Umfang mit dem Unfang des Paketes der Membranele­ mente übereinstimmt. Als elastische Hülle 11 können die Polyäthy­ len-, Lavsan- oder ein anderer polymerer Film mit klebriger Schicht oder ohne diese, thermisch schrumpfbare Polymerfil­ me sowie gewebte Stoffe verwendet werden, die mit selbsthär­ tenden polymeren Massen, beispielsweise mit Epoxidharzen, imprägniert sind.

Claims (2)

1. Stützkörper für ein aus zwei semipermeablen Membranen (1) und zwei zwischen den Membranen (1) eingeschlos­ senen porösen Platten (2) bestehendes Membranelement (20) zum Trennen von Gas- und Flüssigkeitsgemischen, bei dem die den Membranen (1) zugewandten Außenflä­ chen der Platten (2) eben und an den einander zuge­ wandten Innenseiten der Platten (2) Ableitkanäle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (2) zur Bildung der Ableitkanäle auf ihrer Innenseite gerippt sind und sich die gerippten Seiten direkt berühren.

2. Stützkörper nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die porösen Platten (2) aus Kunststoff bestehen.