DE3832416C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung von Komponenten von Lösungen und Gasgemischen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Zum Trennen - Eindicken, Behandeln usw. - von Komponenten von Lösungen oder Gasgemischen werden in einem abgeschlossenen Gehäuse angeordnete Kapillarmembranen verwendet, die zweckmäßig auf Ultrafiltration, Mikrofiltration, Dialyse, Gasdiffusion oder reverser Osmose basieren. Diese Vorrichtungen sind an entsprechenden Armaturen von stoffseparierenden Apparaturen angeschlossen. Während des Durchströmens der Kapillarmembran können die sich aus der Lösung oder dem Gasgemisch abtrennenden Komponenten aus dem Gehäuse durch einen seitwärts gerichteten Ausführstutzen entfernt werden. Die seitwärts gerichteten Stutzen ermöglichen gleichzeitig auch eine Reinigung und Sterilisierung des Gehäuses und der Kapillarmembranen.

Die in der EP-PS 01 70 354 beschriebene Vorrichtung enthält ein in ein geschlossenes Gehäuse abgedichtet eingebettetes, geordnetes Kapillarmembranbündel. Die Dichtigkeit wird dadurch gewährleistet, daß die die Kapillarmembranen in einem geordneten Bündel befestigende Masse (Harz) an die Innenwand des Gehäuses und an das einfassende Gehäuse in gleicher Weise dicht bindet. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß ein Bindemittel (Harz), das sowohl an das Material der Kapillarmembranen als auch an das Material der Innenwand des Gehäuses bindet, indem es eine entsprechende Dichtigkeit gewährleistet, in Einzelfällen - wegen der gegebenen Stoffauswahl - nicht zur Verfügung steht oder nur auf außerordentlich kostspielige Weise beschafft werden kann.

Charakteristisch für derartige bekannten Lösungen ist, daß die abgedichtete Anordnung der Kapillarmembranen im Gehäuse durch das hermetische und unlösliche Binden der die Kapillarmembranen einbettenden Harzeinfassungen an die Innenwand des Gehäuses gewährleistet wird.

Die Erweiterung der Anwendungstechnologie - insbesondere bei der Anwendung in der Lebensmittelindustrie, Arzneimittelindustrie und Therapie - stellt an die Materialien der Separatorvorrichtungen erhöhte Anforderungen. Allein das Material des das Membranbündel einfassenden Gehäuses des Ultrafilters muß immer strengeren Anforderungen gerecht werden. Deshalb müssen zum Bau des Gehäuses oftmals sehr teure Materialien, (z. B. korrosionsbeständiger Stahl) verwendet werden, bei denen auch die Bearbeitungskosten höher sind. Bei einem bedeutenden Teil der Anwendungsgebiete - z. B. bei der Hämodialyse können die Kapillarmembranen außerdem nur einmal verwendet werden. Es würde also eine große Kosteneinsparung bedeuten, wenn die Gestaltung der Vorrichtung das Auswechseln der Kapillarmembranen ermöglichen würde.

Es sind jedoch auch Vorrichtungen der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art bekannt (DE-OS 24 00 020), bei denen das aus Hohlfasern bestehende Kapillarmembranbündel durch die Abdichtung mit O-Ringen auswechselbar ist. Die O-Ringe sind hierbei in ringförmigen Rillen der Schließeinfassungen angeordnet und dichten an der zylindrischen Innenwand des Gehäuses ab.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art das Auswechseln des abgenutzten Membranbündels bei Erhaltung des Vorrichtungsgehäuses und Erzielung einer zuverlässigen Abdichtung zu begünstigen.

Dies wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs erreicht.

Die Schließeinfassung wird daher durch Umgießen der Befestigungseinfassung mit Harz gebildet, so daß das Harz um die Befestigungseinfassung herum dicht abschließt, sich gleichzeitig aber an die Innenwand des Gehäuses nicht binden kann. Das die Schließeinfassung bildende Harz bleibt von der Innenwand des Gehäuses, vorzugsweise durch Wahl eines geeigneten Harzes oder Auftragen eines geeigneten formabtrennenden Stoffes auf die Gehäuseinnenwand, getrennt. Das Material der Schließeinfassung fügt sich also formschlüssig an die Gehäuseinnenwand an, ohne an dieser festzukleben. Den dichten Abschluß zwischen Schließeinfassungen und Gehäuseinnenwand gewahrleisten die Dichtungsringe.

Die Form der in die Innenwand des Gehäuses eingearbeiteten ringförmigen Rillen, in die jeweils ein Dichtungsring mit O- förmigem Querschnitt eingesetzt ist, mit einem in Richtung Gehäuseende gestreckten Profil begünstigt das Hinausschieben der Schließeinfassung durch eine von innen nach außen gerichtete Druckwirkung.

Das Kapillarmembranbündel wird zweckmäßig wie folgt entfernt:

Durch die seitlich gerichteten Ein- oder Ausführstutzen des Gehäuses wird das Membranbündel mit einem Messer durchschnitten, dann wird mit einem geeigneten Werkzeug (z. B. mit einem langen Metallstab) durch die an der einen Schließeinfassung angebrachte Bohrung in das Gehäuseinnere gefaßt und die das andere Ende des zylindrischen Gehäuses verschließende Harzeinfasssung durch eine nach außen gerichtete axiale Krafteinwirkung herausgeschoben. Danach wird durch das freigewordene Ende des Gehäuses unter axialer Krafteinwirkung auch die andere - mit einer Bohrung versehene Harzeinfassung herausgeschoben. Auf diese Weise kann das Kapillarmembranbündel aus dem zylindrischen Gehäuse ohne Zerstörung desselben entfernt werden, und somit kann das zylindrische Gehäuse wieder verwendet werden.

Die Erfindung soll im Weiteren anhand von Abbildungen erläutert werden:

Auf Abb. 1 ist die Skizze einer Ausführungsform als Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt dargestellt; und

auf Abb. 2 ist ein Teil einer Ausführungsform als Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt und vergrößerten Maßstab dargestellt.

Wie aus Abb. 1 ersichtlich, besitzt die Vorrichtung ein röhrenförmiges zylindrisches Gehäuse (2), das mit seitwärts gerichteten Stutzen (1) versehen ist. Die Stutzen (1) dienen dem Abführen der beim Trennen ausgeschiedenen Stoffkomponenten beziehungsweise während des Sterilisierens dem Ein- und Auslassen des Reinigungsmittels.

In dem zylindrischen Gehäuse (2) ist ein aus Kapillarmembranen (4) gebildetes, geordnetes Kapillarmembranbündel angeordnet. Die Enden der Kapillarmembranen sind in eine Befestigungseinfassung (5) aus Harz eingebettet. Die beide Enden der Kapillarmembranen (4) einbettenden Befestigungseinfassungen (5) gewährleisten gleichzeitig auch die Orientierung des Kapillarmembranbündels.

Die offenen Enden des zylindrischen Gehäuses (2) werden durch um die Befestigungseinfassungen (5) herum aus Harz gegossenen Schließeinfassungen (6) verschlossen. Die Schließeinfassungen (6) kleben dicht an den Befestigungseinfassungen (5), gleichzeitig kann das Harz aber nicht an die Innenwand des Gehäuses (2) binden. Diese Voraussetzungen können durch eine geeignete Auswahl des Harzmaterials beziehungsweise durch Auftragen eines formabtrennenden Überzuges auf die Innenwand des Gehäuses (2) geschaffen werden.

Zwischen der Innenwand des zylindrischen Gehäuses (2) und der Schließeinfassung (6) ist ein Dichtungsring (3) angebracht, der ein dichtes Abschließen gewährleistet. Der Dichtungsring (3) ist in eine in die Innenwand des zylindrischen Gehäuses (2) eingearbeitete ringförmige Rille (11) eingesetzt.

Wie aus Abb. 2 ersichtlich, ist die ringförmige Rille (11) in Richtung des näheren Endes des zylindrischen Gehäuses (2) mit einem sich ständig verschmälernden, gestreckten Profil ausgebildet. Diese Form begünstigt beim Einschieben der Schließeinfassung (6) das Zustandekommen eines dichten Abschlusses und ermöglicht gleichzeitig das Herausschieben der Schließeinfassung (6) aus dem zylindrischen Gehäuse (2) in Axialrichtung.

In Abb. 1 sind gesondert von der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch die Teile dargestellt, die bei der Gestaltungstechnologie der Vorrichtung benötigt werden, dann nach der endgültigen Befestigung des Membranbündels - nach vollständigem Abbinden des die Schließeinfassung (6) ausfüllenden Harzes - zusammen mit den Enden des zylindrischen Gehäuses (2) abgeschnitten werden. Die offenen Enden der in die Befestigungseinfassung (5) eingebetteten Kapillarmembranen (4) müssen vor der Gestaltung der Schließeinfassung (6) - vor dem Ausgießen mit dem Ausfüllharz hermetisch abgeschlossen werden. Hierzu dienen die verschließenden Harzkappen (7). Die Harzkappen (7) werden nach dem vollständigen Abbinden der Schließeinfassung entfernt, indem man die Enden der das Kapillarmembranbündel bildenden Kapillarmembranen (4) unter den Harzkappen (7), zusammen mit den entsprechenden Abschnitten des zylindrischen Gehäuses (2), der Schließeinfassung (6) und der Befestigungseinfassung (5) - an der in Abb. 1 mit dem Pfeil II gekennzeichneten Stelle abschneidet.

Auf Abb. 2 ist gut zu erkennen, daß die Schließeinfassung (6) durch das Umgießen der Befestigungseinfassung (5) mit dem Ausfüllharz vom Ende des zylindrischen Gehäuses (2) bis in Höhe der Anschlußstelle des Stutzens (1) geformt wird. Beim Ausgießen mit dem Ausfüllharz werden die Enden der Kapillarmembranen (4) von den verschließenden Harzkappen hermetisch verschlossen.

Für den Anschluß an die Armaturen der Separatorvorrichtung ist an der Außenwand des zylindrischen Gehäuses ein Sperrfilterflansch (14) befestigt. Auf den Sperrfilterflansch (14) ist eine Klemmutter (13) gezogen, mit deren Hilfe das zylindrische Gehäuse (2) mit der Anschlußarmatur verbunden wird. Die dichte Verbindung zwischen dem Ende des zylindrischen Gehäuses (2) beziehungsweise der Stirnseite des Sperrfilterflansches (14) und der Anschlußarmatur wird durch den Dichtungsring (12) gewährleistet.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur Trennung von Lösungen und Gasgemischen, mit einem mit seitlich gerichteten Ein- und/oder Ausführstutzen versehenen, an seinen beiden Enden offenen Gehäuse, in dem ein geordnetes Kapillarmembranbündel angeordnet ist, das in Harzeinfassungen eingebettet ist, wobei die Harzeinfassungen aus einer die Enden der Kapillarmembranen in ein geordnetes Bündel fassenden Befestigungseinfassung und einer rings der Befestigungseinfassung am jeweiligen Ende des Gehäuses gestalteten Schließeinfassung bestehen, und der dichte Abschluß zwischen jeder Schließeinfassung und der Innenwand des Gehäuses von einem Dichtungsring mit einem O- förmigen Querschnitt erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließeinfassung (6) an die Innenwand des Gehäuses (2) formschlüssig und gleichzeitig zum Gehäuse in Axialrichtung beweglich angefügt ist und daß der Dichtungsring (3) in eine in die Innenwand des Gehäuses (2) eingearbeitete ringförmige Rille (11) mit einem sich in Richtung Gehäuseende verschmälernden gestreckten Profil eingesetzt ist.