DE3127548C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3127548C2 DE3127548C2 DE3127548A DE3127548A DE3127548C2 DE 3127548 C2 DE3127548 C2 DE 3127548C2 DE 3127548 A DE3127548 A DE 3127548A DE 3127548 A DE3127548 A DE 3127548A DE 3127548 C2 DE3127548 C2 DE 3127548C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- membrane
- plates
- carrier
- fluid
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 53
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 27
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 3
- 239000004826 Synthetic adhesive Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/08—Flat membrane modules
- B01D63/082—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes
- B01D63/084—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes at least one flow duct intersecting the membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/24—Dialysis ; Membrane extraction
- B01D61/28—Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/04—Specific sealing means
- B01D2313/041—Gaskets or O-rings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
- G01N2035/00326—Analysers with modular structure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung für Fluide
nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, wie sie durch die
GB-PS 14 39 876 bekannt ist.
Die Abstützelemente der bekannten Trennvorrichtung bestehen
aus Gewindeabschnitten, die in ein Fenster der Trägerplatten
eingelegt und durch die beidseitig überdeckenden und rand
seitig fixierten Membranen gehaltert sind. Auch im Über
strömkanal zwischen zwei Membranen ist ein Gewebe angeord
net, welches die freie Überströmung der Membranen ver
hindert.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, für dieses zu behandelnde Fluid eine
strömungsgünstige Führung und eine gute Ausnutzung und
Überströmung der Membranfläche zu schaffen. Dabei sollen
vor allen Dingen Totzonen vermieden werden, die zur Ab
lagerung führen können und ein Freispülen der Membran
flächen erschweren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptan
spruch angegebenen Merkmale gelöst
Bevorzugte Ausführungen der Trennelemente sind in den
Unteransprüchen unter Schutz gestellt.
Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten Ausfüh
rungsmöglichkeiten zuläßt, ist in drei bevorzugten Aus
führungsbeispielen anhand der Zeichnung näher
erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Explosivzeichnung der Gesamt
trennvorrichtung mit einem Vertikalschnitt durch
die zu einem Block oder Quader verbundenen Einzel
trennelemente nach der Schnittlinie I-I in Fig. 2,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf zwei überein
anderliegende identische Trägerplatten mit Mem
branen, teilweise als Ausschnitt von Vorder- und
Rückseite,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Stapel miteinander
verbundener Trennelemente nach der Schnittlinie
III-III in Fig. 2,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Trägerplatte mit
Membran nach der Linie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Trägerplatte mit
Membran nach der Linie V-V in Fig. 2,
Fig. 6 in Seitenansicht eine abgewandelte Gesamtvor
richtung,
Fig. 7 eine detaillierte Draufsicht auf die unter strö
mungstechnischen Gesichtspunkten optimierte
Trägerplatte und zwar auf die Membranseite und
Fig. 7a einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 7.
Die Trennvorrichtung ist aus identischen Trägerplatten
aufgebaut, die jedoch zur besseren Identifizierung mit
Trägerplatte 1 und mit Trägerplatte 2 bezeichnet sind.
Gemäß Fig. 2 hat jede Trägerplatte 1, 2 im wesentlichen
rechteckigen Grundriß und rechteckigen Querschnitt. Die
Trägerplatten 1, 2 weisen an allen vier Rechteckseiten
mehrere Schlitzdurchbrechungen 7, 8 auf, die lediglich durch
Verbindungsstege 16 aus Stabilitätsgründen unterbrochen
sind. Diese Verbindungsstege 16 können bei kleineren Aus
führungen der Trägerplatten entfallen. Die Schlitzdurch
brechungen 7, 8 enden jeweils im Bereich der Außenränder der
Membranen M 1 und M 2, so daß der in den Schlitzdurchbre
chungen 7, 8 geführte Fluidstrom die Membranen M 1, M 2 strö
mungsgünstig in ganzer Breite überstreichen kann. Die Trä
gerplatte 1 ist von der Membranseite gezeigt und diese
Seite mit 1 TM bezeichnet. Die Membranseite der Trägerplat
ten 1, 2 weist Abstützelemente 4 und Strömungskanäle 5 auf.
Gemäß Fig. 5 sind diese gebildet durch im Querschnitt
prismenartige Rillen und Stege, wobei die Rillen die Strö
mungskanäle 5 an ihrem Grund und die Grate und Stege die
Abstützelemente 4 für die Membranzuschnitte bilden. Die
Rillen 5 weisen im Längsabstand angeordnete Durchlässe 19
zur Gegenseite der betreffenden Trägerplatte 1 bzw. 2 auf
und die Durchlässe 19 sind auf der Gegenseite zu quer zu
den Rillen 5 verlaufenden Sammelrinnen 20 erweitert, welche
in den Schlitzdurchbrechungen 8 für das zweite Fluid F 2
enden. Die aus Gründen der Übersicht in Fig. 2 nicht ein
gezeichneten erfindungsgemäßen Strömungsbarrieren 31 sind
in Fig. 8, 8a in Detail dargestellt. Die einzelnen Membran
zuschnitte sind an ihren Randbereichen 6 umlaufend in einer
Art Wanne der Trägerplatten durch Schweißung oder Klebung
dichtend mit diesen verbunden. Im Bereich zwischen den Mem
branrändern 6 und den Schlitzdurchbrechungen 7 sind Ab
standshalter 17 und Tore 18 vorgesehen, die einerseits er
möglichen, daß das Fluid F 1 aus den Schlitzdurchbrechungen
7 durch die Tore 18 über die Membranoberseite 1 MO in Rich
tung auf die gegenüberliegenden
Schlitzdurchbrechungen 7 strömen kann, andererseits
aber auch sicherstellen, daß die aufeinanderliegenden
Trägerplatten untereinander eine ausreichende plan
parallele Abstützung durch die Abstandshalter 17 er
halten. Gleichermaßen ist die Rückseite jeder Trä
gerplatte, gezeigt bei 2 TR der Trägerplatte 2 im we
sentlichen planparallel, lediglich durch die Sammel
rinnen 20 unterbrochen. Die Rückseiten der Trägerplat
ten 1, 2 stützen sich also gegenüber auf einer
großen Fläche ab.
Zur getrennten Führung der beiden Fluide F 1 und F 2
weist jede Trägerplatte mindestens an zwei gegenüber
liegenden Eckpunkten Durchbrechungen 11 auf. Im vor
liegenden Beispiel sind an allen vier Ecken Durchbre
chungen 11 vorgesehen. Diese einander gegenüberlie
genden Durchbrechungen 11 werden durch in beide Rich
tungen laufende Stichkanäle 13 verbunden. Diese sind
im Beispiel beidseitig der Trägerplatten angeordnet.
Es genügt aber, wenn mindestens auf einer Seite diese
Stichkanäle 13 vorgesehen sind, da durch die Aufein
anderschichtung mehrerer Trägerplatten sichergestellt
ist, daß zwischen zwei Trägerplatten 1, 2 jeweils um
laufend ein Stichkanal 13 angeordnet ist. Zusätzlich
sind den Stichkanälen 13 auf deren Länge verteilt wei
tere Durchbrechungen 12 zugeordnet, die übereinander
liegend sämtliche Trägerplatten 1, 2 schachtartig durch
setzen. Diese Durchbrechungen 11, 12 und die Stichka
näle 13 dienen zur Aufnahme des noch zu beschreibenden
Dichtungsmittels, um den gesamten Außenbereich abzu
dichten und zur dauerhaften Verbindung der aufeinander
gestapelten Trägerplatten 1. 2.
Zur Abdichtung des Fluidraumes zur getrennten Führung des
Fluides F 1 gegenüber der Führung des Fluides F 2 sind
parallel zu den Strömungskanälen 5 außerhalb des Rand
bereiches 6 der Membran M 1 an den beiden gegenüberlie
genden Rechteckseiten je eine Rinne 14 vorgesehen, wel
che mit den Stichkanälen 13 und/oder den Durchbre
chungen 11, 12 kommunizieren. Diese beiden Rinnen 14
sind nur auf derjenigen Membranträgerseite der Träger
platten 1, 2 angeordnet, welche in Fig. 2 mit 1 TM be
zeichnet ist. Auf der Rückseite der Trägerplatten 1, 2
sind zwei entsprechende Rinnen 14′ vorgesehen, welche
jedoch parallel zu den Sammelrinnen 20 verlaufen und
mit den Stichkanälen 13 und/oder den Durchbrechungen 11, 12
kommunizieren, wobei 14 und 14′, 13 und 11, 12 mit Dich
tungsmittel 15 gefüllt sind, wie noch später beschrieben.
Damit ist sichergestellt, daß das auf der Membranrück
seite austretende Permeat zwar durch die Durchlässe 19
der Trägerplatten 1, 2 hindurchtreten und von den Sammel
rinnen 20 in die Schlitzdurchbrechungen 8, jedoch nicht
in die Schlitzdurchbrechungen 7 eintreten kann, welche
das erste Fluid F 1 führen. Die Rückseite der Membranen
ist in Fig. 2 für die Membran 2 mit 2 MR bezeichnet.
Zusätzlich sind in den Trägerplatten 1, 2, mindestens
in den vier Eckbereichen Öffnungen für Montagespanner 10
vorgesehen, die beim Zusammenbau zunächst als Führung
für die aufeinander zu stapelnden Trägerplatten 1, 2
dienen.
Die mit den Membranzuschnitten M 1 und M 2 versehenen Trä
gerplatten 1, 2 werden paarweise mit den Membranen auf
einanderliegend, wie in Fig. 3 angedeutet, auf die Mon
tagespanner 10 aufgezogen und zu einem Stapel von 10
oder 20 Trägerplatten 1, 2 vereinigt. Mit Hilfe der
Montagespanner 10 und nicht dargestellten Andruck
mitteln werden die aufeinandergeschichteten Träger
platten 1, 2 fest aufeinandergepreßt. Sämtliche nicht
vertieften Flächen der Trägerplatten 1, 2 liegen da
bei planparallel auf den Gegenflächen der anderen
Trägerplatten auf. In diesem vormontierten Zustand
wird in die Durchbrechungen 11 ein Dichtungsmittel 15
aus einem fließfähigen Kunstharz, Kleber oder einem
thermoplastischen Kunststoff eingespritzt. Die Ein
spritzung kann beispielsweise gemäß Fig. 2 in die
linke untere Durchbrechung 11 erfolgen. Wird dabei
das Paket von Trägerplatten 1, 2 so aufgestellt, daß
die Diagonale der beiden gegenüberliegenden Durchbre
chungen 11 senkrecht steht, so steigt das einge
spritzte Dichtungsmittel 15 in beiden Richtungen in
den Stichkanälen 11 und den Rinnen 14, 14′ auf in Richtung
zur höchstliegenden Durchbrechung 11 und füllt dabei
durch Verdrängung der eingeschlossenen Luft die von
den Durchbrechungen 11, den Stichkanälen 13 und den
Rinnen 14, 14′ gebildeten Hohlräume aus. Da es sich
bei dem Dichtungsmittel 15 um einen während der Ver
arbeitungszeit fließfähigen jedoch thermisch und/oder
zeitlich aushärtbaren Kunststoff, Kunstharz und/oder
Kleber handelt, erfolgt nach dem Verfestigen des Dich
tungsmittels 15 eine dauerhafte, dichte Verbindung der
einzelnen Trägerplatten 1, 2 untereinander, so daß
nach Entfernen der Montagespanner 10 eine paketför
mige oder quaderförmige Trennvorrichtung 30 gemäß
Fig. 1 entsteht, welche als Block zwischen die beiden
Endplatten 27 und 28 dichtend eingespannt werden kann.
Um die Füllung der Stichkanäle 13 und der Rinnen 14, 14′
zu beschleunigen und um noch eine bessere Verzahnung
der Trägerplatten 1, 2 untereinander über den gesamten
Umfang zu erreichen, sind zusätzlich im Bereich der
Stichkanäle 13 weitere Durchbrechungen 12 vorzusehen,
welche gemäß Fig. 1 das Dichtungsmittel 15 in durch
gehenden Säulen aufnehmen.
In der einfachsten Ausführungsform wird der Stapel
aufeinandergeschichteter Trägerplatten 1, 2 jeweils
durch die Rückseite einer solchen Trägerplatte ab
geschlossen. Der jeweils am weitesten außen liegende
Membranzuschnitt ist dabei durch die Rückseite der
jeweils äußeren Trägerplatte gegen mechanische Be
schädigung geschützt.
Zur Aufnahme einer solchen Einheit sind zur abdich
tenden Verbindung mit den beiden Endplatten 27, 28
an diesen Dichtungsringe 29 vorgesehen.
Sollen die äußeren Trägerplatten einen zusätzlichen
Schutz der Membranzuschnitte erhalten, so kann dies
beispielsweise durch eine unprofilierte plane Ab
schlußplatte 3 auf jeder Seite des Quaders 30 erfol
gen. Die Abschlußplatten 3 haben wie in Fig. 1 dar
gestellt entsprechende Schlitzdurchbrechungen 7, 8.
Die Abschlußplatten 3 können selbst aber auch als
Flachdichtungen ausgebildet sein, d. h. sie haben eine
gewisse dauerelastische Wirkung und übernehmen die
Dichtfunktion zwischen der paketförmigen Trennvorrich
tung 30 und den beiden Endplatten 27, 28, so daß bei
diesen keine besonderen Ringdichtungen 29 notwendig
sind.
Gemäß Fig. 1 sind die beiden Endplatten 27, 28 flächen
mäßig etwas größer gehalten und bestehen vorzugsweise
aus Edelstahl und haben im Randbereich mehrere Bolzen
löcher 22, welche Spannelemente 21 aufnehmen. Die un
tere Endplatte 27 weist für die Einführung des ersten
Fluides F 1 einen rohrförmigen Hauptanschluß 23 auf,
welcher den rechtsseitig angeordneten Schlitzdurchbre
chungen 7 der Trägerplatten 1, 2 zugeordnet ist, wobei
der Hauptanschluß 23 als Hauptanschlußschlitz 23′ auf
der Oberseite der unteren Endplatte 27 endet. Im gegen
überliegenden Randbereich der oberen Endplatte 28 ist
ein entsprechender Hauptanschluß 24 mit einem ent
sprechend angeordneten Hauptanschlußschlitz 24′ vor
gesehen, welcher im gezeigten Beispiel als Austritt
für das erste Fluid F 1 dient. Das in den Hauptanschluß 23
eintretende erste Fluid F 1 füllt also die Schlitzdurch
brechungen 7 auf, überströmt in den einzelnen Ebenen
die Membranzuschnitte und tritt in die gegenüberlie
genden Schlitzdurchbrechungen 7 ein und tritt über den
oberen Hauptanschluß 24 aus. Die Strömung in umgekehrter
Richtung ist selbstverständlich auch möglich. Soll nach
dem Prinzip der Diffusion das zweite Fluid F 2 die Rück
seite der Membran überströmen, so ist sinngemäß die An
ordnung von zwei weiteren Hauptanschlüssen 25 und 26
in den beiden Endplatten 27, 28 für das Fluid F 2 vorge
sehen. Das Fluid F 2 tritt in der unteren Endplatte 27
durch den Hauptanschluß 25 in den Hauptschlitzanschluß 25′
und von dort in die Schlitzdurchbrechungen 8. Die Rück
seiten der Membranzuschnitte werden sinngemäß überströmt
und das Fluid F 2 tritt in die gegenüberliegenden Schlitz
durchbrechungen 8 ein und von da aus in den Hauptan
schlußschlitz 26′ und den Hauptanschluß 26. Auch hier
ist die umgekehrte Strömungsrichtung möglich.
Die Hauptschlitzdurchbrechungen 23′, 25′, 24′ und 26′ können
wie in Fig. 1 angedeutet mit Ringdichtungen oder sonstigen
Flachdichtungen 29 ausgestattet sein, wenn nicht eine spe
zielle Dichtung auf der Ober- und Unterseite der paketför
migen Trennvorrichtung 30 vorgesehen ist. Entsprechende
Dichtungen 29′ müssen dann auch im Bereich der Blindan
schlüsse für die anderen Schlitzdurchbrechungen 7, 8 vor
gesehen sein.
Für die Durchführung einer Ultrafiltration ist für das
Fluid F 2 an sich nur ein Hauptanschluß, also entweder der
Hauptanschluß 25 oder der Hauptanschluß 26 notwendig. Da
das Permeat die Rückseite der Membranzuschnitte nicht
überströmen, sondern nur von der gesamten Fläche abge
zogen werden muß, ist es auch nur notwendig, an der dritten
oder vierten Rechteckseite Schlitzdurchbrechungen 8 vorzu
sehen. Um von vornherein mit den Trägerplatten 1, 2 eine um
fassende Anwendung zu gewährleisten, sind diese für die
zweiseitige Überströmung ausgebildet. Auch bei der Ultra
filtration ist es von Vorteil, wenn das Permeat in beiden
Richtungen von der Rückseite der Membranzuschnitte abge
zogen wird.
Die Trägerplatten 1, 2 sind aus Kostengründen aus Kunst
stoff gebildet. Sie können selbstverständlich auch für
besondere Einsatzzwecke aus Edelstahl gebildet sein.
Gemäß Fig. 6 ist die Trennvorrichtung als Standgerät mit
vertikal angeordneten Trägerplatten 1, 2 ausgeführt. Das
Gerät gemäß Fig. 6 besteht aus der vertikalen Endplatte
27′, welche alle 4 Hauptanschlüsse 23 bis 26 für die bei
den Fluide F 1 und F 2 aufweist und als Bohrungen in der End
platte 27′ enden. Die andere Endplatte 28′ ist ohne Ab
schlüsse und lediglich auf den beiden unteren Spannelemen
ten 21 horizontal verschieblich geführt und durch eine zen
trale Gewindespindel 33 abgestützt, die sich ihrerseits an
einer vertikalen Widerlagerplatte 34 abstützt. Die Wider
lagerplatte 34 ist über 4 horizontale Spannelemente 21 mit
der Endplatte 27′ verbunden. Die beiden unteren Spannele
mente 21 dienen gleichzeitig als Führung und Halterung für
das als Quader bzw. die als Kassette 30 ausgebildete Trenn
vorrichtung, welche zwischen den beiden Endplatten 27′ und
28′ eingespannt ist und über Griffnuten 38 und Führungs
nuten 37 handhabbar ist.
Die unter strömungstechnischen Gesichtspunkten optimierte
Trägerplatte gemäß Fig. 7, 7a entspricht in ihrem funk
tionellen Aufbau der Trägerplatte gemäß Fig. 2 bis 5 und
zeigt im Detail die erfindungsgemäßen Strömungsbarrieren
31.
Bei relativ großflächigen Trägerplatten 1, 2 aus Kunst
stoff besteht die Gefahr, daß aufgrund von Fertigungs
toleranzen sich über die Gesamtfläche der überströmten
Membran bevorzugte Strömungszonen ausbilden, wodurch die
Effektivität der Gesamtmembranfläche leidet. Erfindungs
gemäß weist jede Rille 5 unter Bezug auf den Detailpunkt
gemäß Fig. 7a mehrere über die Rillenlänge verteilt an
geordnete Strömungsbarrieren 31 auf, welche in der Ebene
der Rillengrate 4 oder darunter enden, wobei jede Rille 5
mindestens mit einem Durchlaß 19 an eine kreuzende Sammel
rinne 20 der Gegenseite der Trägerplatte 1, 2 Verbindung
hat. Die Vielzahl der Strömungsbarrieren 31 sind auf etwa
parallel zueinander und schräg zu den Rillen 5 verlaufen
den Barrierenlinien 32 geordnet. Bei einer etwa quadra
tischen Membranfläche verläuft die längste Barrierenlinie
32 etwa unter 45° auf der Diagonalen, währenddessen die
übrigen Barrierenlinien 32 im Abstand parallel dazu ange
ordnet sind. Je nach dem Verhältnis der Seitenlänge einer
rechteckigen Membranfläche kreuzen die Barrierenlinien 32
die Rillen 5 unter einem Winkel von etwa 30 bis 60°. Die
Barrierenlinien 32 zweier einander mit ihrer Rillenseite
zugewandten Trägerplatte 1, 2 sind gegenläufig angeordnet,
d. h. sie kreuzen sich (strichpunktiert in Fig. 7 gezeigt).
Unter dem Flüssigkeitsdruck des überströmenden Fluids F 1
tritt eine gewisse Einwölbung der Membranzuschnitte in die
abstützenden Rillen 5 ein, was im Bereich der Strömungs
barrieren 31 verhindert wird, so daß an diesen Stellen ein
gewisser Stau eintritt und Kurzschlußpfade ausgeschlossen
werden. Aufgrund der sich kreuzenden Barrierenlinien 32
zweier einander zugewandten Plattenseiten wird die Diago
nalströmung wieder aufgehoben, so daß eine gleichmäßige
Überströmung der gesamten Membranfläche über die gesamte
Anströmseite entlang der Schlitzdurchbrechungen 7 gewähr
leistet ist.
Der äußere Umriß der Trägerplatten 1, 2 weicht gegenüber der
in Fig. 2 schematisch dargestellten Ausführung durch An
ordnung der Führungsnuten 37 an gegenüberliegenden Außen
rändern und Anordnung der Griffnuten 38 ab.
Die Trennvorrichtung kann für alle in der Industrie üb
lichen Trennmethoden, also als Dialysator, als Filter, als
Oxygenator, zur Trennung von Milchinhaltsstoffen, zur Was
seraufbereitung usw. sowie als künstliche Niere oder Lunge
im Medizinbereich eingesetzt werden.
Durch Anordnung mehrerer solcher quaderförmigen Trennvor
richtungen 30 läßt sich die Gesamtmembranfläche variieren,
wobei durch Schließen von Schlitzdurchbrechungen einer
Reihe an den äußeren Trägerplatten 1, 2 bzw. durch eine
besondere Ausbildung der Abschlußplatten 3 lassen sich die
einzelnen paketförmigen Trennvorrichtungen 30 strömungs
technisch in Reihe oder parallel schalten.
Die mit den Trägerplatten verbindbaren Membranen sind im
weitesten Sinne zu verstehen, als mikroporöse Membranen,
Verbundmembranen, Filtervliese, Filtergewebe und Filter
siebe. Für die Durchführung von Ultrafiltrationen werden
z. B. mikroporöse Membranen aus Polysulfon verwendet, die
auch eine chemische Reinigung der Filtereinheit zulassen.
Je nach Einsatz und den gestellten Anforderungen, auch im
Hinblick auf eine mehrfache Wiederverwendung der gereinig
ten Filtereinheit, können alle handelsüblichen aber auch
noch zu entwickelnden Membranen mit den Trägerplatten ver
bunden werden. Der Begriff semipermeable Membran ist so zu
verstehen, daß die Membran nur bestimmte Stoffe in einer
Richtung aufgrund der wirkenden Transportmechanismen
(Filtration, Diffusion) und Durchlaßöffnungen von der einen
Membranseite zur anderen durchläßt, also selektiv wirkt.
Claims (4)
1. Aus im wesentlichen rechteckige Trägerplatten und Mem
branzuschnitten einer semipermeablen Membran bestehende
Trennvorrichtung für Fluide, bei der:
- a) die Trägerplatten als Strömungskanäle dienende Ab stützelemente für die Membranzuschnitte aufweisen,
- b) jeder Membranzuschnitt an seinen Außenrändern dichtend mit der Trägerplatte verbunden ist und die Abstützelemente überdeckt,
- c) mehrere zu einem Stapel geschichtete Trennelemente durch Führungs- und Spannelemente zwischen Endplatten einspannbar sind, welche die beiden äußeren Trennele mente des Stapels überdecken,
- d) außerhalb der Membranaußenränder an mindestens drei Rechteckseiten zu den Rändern parallel verlaufende Schlitzdurchbrechungen in den Trägerplatten vorge sehen sind und die Schlitzdurchbrechungen recht winklig zu den Membranflächen verlaufende Verteiler schächte für die Fluide bilden,
- e) die Verteilerschächte zweier gegenüberliegender Rechteckseiten Zu- und Abläufe für das die Membran flächen überströmende und zu behandelnde erste Fluid bilden und
- f) die an mindestens der dritten Rechteckseite vorge sehenen Verteilerschächte strömungsgemäß mit den als Strömungskanäle dienenden Abstützelementen in Verbindung stehen,
- g) die Außenzonen der Trägerplatten umlaufend nach außen hin durch Dichtungen abgedichtet und im Membranbe reich weitere Dichtungen in den Trägerplatten zur ge trennten Führung der beiden Fluide vorgesehen sind,
- h) die Verteilerschächte für das erste Fluid mit in einer oder den beiden Endplatten angeordneten Haupt zu- und Hauptabläufen in Verbindung stehen,
- i) die Verteilerschächte für das zweite Fluid entspre chend mit mindestens einem separat zugeordneten Hauptanschluß in einer Endplatte in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützele mente (4) durch in Strömungsrichtung des zu be handelnden ersten Fluids (F 1) verlaufende Rillen (5) und Rillengrate (4), gebildet sind, wobei die Ril len (5) im Längsabstand angeordnete Durchlässe (19) zur Gegenseite der Trägerplatte (1, 2) aufweisen, und die Durchlässe (19) zu quer zu den Rillen (5) auf der Gegenseite verlaufenden Sammelrinnen (20) erweitert sind, welche in den Schlitzdurchbrechungen (8) für das zweite Fluid (F 2) enden und daß jede Rille (5) mehrere über die Rillenlänge verteilt angeordnete Strömungsbarrieren (31) aufweist, welche in der Ebene der Rillengrate (4) oder darunter enden, wobei jede Rille (5) mindestens mit einem Durchlaß (19) an eine kreuzende Sammelrinne (20) der Gegenseite der Träger platte (1, 2) Verbindung hat.
2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vielzahl der Strömungsbarrieren (31)
zu etwa parallel zueinander und schräg zu den Rillen (5)
verlaufenden Barrieren-Linien (32) geordnet sind.
3. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Barrieren-Linien (32)
die Rillen (5) unter einem Winkel von 30 bis 60°
kreuzen.
4. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Barrieren-Linien (32)
zweier einander mit ihrer Rillenseite zugewandten
Trägerplatten (1, 2) gegenläufig angeordnet sind, d. h.
sich kreuzen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19813127548 DE3127548A1 (de) | 1980-07-19 | 1981-07-11 | Aus im wesentlichen rechteckigen traegerplatten und membranzuschnitten einer semipermeablen membran bestehende trennvorrichtung fuer fluide |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3027413 | 1980-07-19 | ||
DE19813127548 DE3127548A1 (de) | 1980-07-19 | 1981-07-11 | Aus im wesentlichen rechteckigen traegerplatten und membranzuschnitten einer semipermeablen membran bestehende trennvorrichtung fuer fluide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3127548A1 DE3127548A1 (de) | 1982-04-01 |
DE3127548C2 true DE3127548C2 (de) | 1990-08-02 |
Family
ID=25786735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19813127548 Granted DE3127548A1 (de) | 1980-07-19 | 1981-07-11 | Aus im wesentlichen rechteckigen traegerplatten und membranzuschnitten einer semipermeablen membran bestehende trennvorrichtung fuer fluide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3127548A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202008007006U1 (de) | 2007-05-31 | 2008-10-16 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Filterkassetteneinheit |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3529175A1 (de) * | 1985-08-14 | 1987-02-19 | Gft Ingenieurbuero | Vorrichtung zur trennung von gemischen mittels des pervaporationsverfahrens |
DE3708733A1 (de) * | 1986-04-25 | 1987-10-29 | Sartorius Gmbh | Spanntrieb fuer eine filteranlage fuer die ultrafiltration und mikrofiltration mit nach dem cross-flow-prinzip aufgebauten und betriebenen filterelementen |
DK641887D0 (da) * | 1987-12-07 | 1987-12-07 | Danske Sukkerfab | Apparat til fraktionering af en vaeske i to fraktioner ved membranfiltrering |
DE3830157A1 (de) * | 1988-09-05 | 1989-01-05 | Erich Lang Verfahrenstechnik | Querstrom-filtermodul fuer die behandlung von fluessigkeiten und gasen |
US5192434A (en) * | 1990-06-07 | 1993-03-09 | Dow Danmark A/S | Membrane filtration apparatus and method of making a membrane filtration unit |
DE4028379A1 (de) * | 1990-09-07 | 1992-03-12 | Seitz Filter Werke | Filtrationsmodul und filtrationsvorrichtung zur trennung und filtration von fluiden im crossflow-verfahren, sowie verfahren zur herstellung des filtrationsmoduls |
JP4815668B2 (ja) | 2000-05-15 | 2011-11-16 | トヨタ自動車株式会社 | 水素生成装置 |
DE102012002540B4 (de) | 2012-02-09 | 2018-07-19 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Filtermodul und modulares Filtersystem |
GB201520869D0 (en) | 2015-11-26 | 2016-01-13 | Fujifilm Mfg Europe Bv | Membrane stack and method for making the same |
CA3097042A1 (en) | 2018-04-17 | 2019-10-24 | Smartflow Technologies, Inc. | Filter cassette article, and filter comprising same |
DE102020208046A1 (de) | 2020-06-29 | 2021-12-30 | Mahle International Gmbh | Befeuchter und ein Verfahren zu seinem Abdichten |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3585131A (en) * | 1969-04-24 | 1971-06-15 | Becton Dickinson Co | Pleated memberane exchange device |
FR2206110B1 (de) * | 1972-11-14 | 1976-04-23 | Rhone Poulenc Ind | |
US4256692A (en) * | 1979-02-01 | 1981-03-17 | C. R. Bard, Inc. | Membrane oxygenator |
-
1981
- 1981-07-11 DE DE19813127548 patent/DE3127548A1/de active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202008007006U1 (de) | 2007-05-31 | 2008-10-16 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Filterkassetteneinheit |
DE102007025541B3 (de) * | 2007-05-31 | 2008-10-30 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Filterkassetteneinheit |
WO2008145241A2 (de) | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Sartorius Stedim Biotech Gmbh | Filterkassetteneinheit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3127548A1 (de) | 1982-04-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0610715B1 (de) | Membranmodul zur Entfernung von gasförmigen Stoffen aus einem Gasstrom | |
DE69828597T2 (de) | Filter mit darin enthaltener filtrationskassette | |
DE69212553T2 (de) | Verteilereinheitenstapel mit zwischenliegendem Zufuhrverteiler | |
DE3884928T2 (de) | Vorrichtung zur Membranfiltration und Verfahren zur Herstellung einer Membranfiltrationseinheit. | |
DE3127548C2 (de) | ||
DE2556210B2 (de) | Einrichtung zur Wasserentsalzung durch Umgekehrte Osmose | |
EP0289740A1 (de) | Abstandselement zur Führung von Strömungsmedien | |
DE3441249A1 (de) | Stapelfoermiges trennelement aus geschichteten zuschnitten zur behandlung von fluiden | |
DE2514365A1 (de) | Diffusionsgeraet, insbesondere fuer medizinische zwecke | |
DE602004013309T2 (de) | Apparat zur trennung eines fluides in mindestens zwei fraktionen mittels einer vielzahl von membranen sowie seine verwendung | |
DE7921838U1 (de) | Gestapelte einheit fuer inverse osmose | |
DE2406077C2 (de) | Diffusionsvorrichtung, | |
DE3750497T2 (de) | Ultrafiltrationsvorrichtung. | |
DE2209116B2 (de) | Vorrichtung zur umgekehrten Osmose o.dgl | |
DE2557207A1 (de) | Vorrichtung zum zusammenhalten von membranen fuer ein geraet mit ebenen, semipermeablen membranen | |
EP2158025B1 (de) | Filterkassetteneinheit | |
EP0344709B1 (de) | Querstromfiltermodul | |
DE3127475C2 (de) | ||
DE3507532C2 (de) | Vorrichtung zum Filtern und Trennen von flüssigen und gasförmigen Medien | |
DE4416729C2 (de) | Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeiten | |
DD229603A1 (de) | Membranfilterplatte | |
DE10130716A1 (de) | Wickelmodul zur Crossflow-Filtration | |
DE2918140C2 (de) | Dialysator | |
DE2213150A1 (de) | Vorrichtung zur Durchführung einer umgekehrten Osmose in Form eines ebenen Moduls | |
AT515929B1 (de) | Abstandselement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SARTORIUS AG, 3400 GOETTINGEN, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |