DE8332781U1 - Stapelfoermiges trennelement aus geschichteten zuschnitten zur behandlung von fluiden - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein stapelfSrmlges Trennelement für Pluide nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, wie es durch den Stand der Technik nach der Dp-OS 31 27 548, DE-OS 29 20 253 und ÜS-PS 4 26l 834 bekannt ist. Im ersten Falle werden inkompressible Trägerplatten mit Kanalrillen und Durchbrechungen für die Stromungsführung

It) mit einem Trennelement in Form, einer mikroporösen Membran abgedeckt und randseitlg. gedichtet und eine Vielzahl solcher Einzeltrennelemente werden zu einem Stapel vormontiert und in kommunizierende Dichtungsrillen und Kanäle wird ein fließfähiges Dichtungsmittel eingepreßt, welches in dem zusammengepreßten Stapel aushärtet und damit diese einzelnen Platten zu einer fest verbundenen Kassette vereint. Die Spalthohe zwischen benachbarten Membranen, die den Fluidcpalt für die zu behandelnde Trübe bestimmt, kann aufgrund der Plattenkonstruktion und der von den Plattenrändern gebildeten festen Anschläge nachträglich nicht mehr verändert werden. Die Kassette ist insgesamt inkompressibel und wird zwischen Gehäuseplatten mit Hauptanschlüssen eingespannt. Eine Vielzahl von Spannbolzen muß mit Hilfe von Dpehmomentenschlüsseln angezogen werden.

Mehrere Kassetten können in Reihe oder parallel geschaltet werden. Zwischen den einzelnen Kassetten sind sogenannte Maskendichtungen aus Silikon angeordnet. Fertigungstoleranzen in den Platten, die sich gegebenenfalls bei der Aufeinanderschichtung summieren können, können nur bedingt durch solche an den Endplatten angeordnete Maskendichtungen aus dauerelastischem Dichtungsmaterial ausgeglichen werden. Derartige Maskendichtungen aus Silikon

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oder Polyurethan sind nur begrenzt in der Lage, den von den Spannbolzen ausgehenden Preßdruck der beiden Gehäuseplatten an die einzelnen Kassetten und ihre Zwischenabdichtungen weiterzugeben. Als weiterer Nachteil ist anzusehen, daß einmal in der fest verbundenen Kassette vorhandene Undichtigkeiten aufgrund zu schlecht verteiltem, eingespritztem Dichtungsmaterial nicht mehr nachträglich durch ein stärkeres Zusammenpressen der gestapelten Stützplatten beseitigt werden kann. Derartige Fehler führen häufig zu Ausschuß

Weiterhin ist es nach dem Stand der Technik gemäß DE-CS 29 20 253 bzw. US-PS 4,261,834 bekannt, anstelle von festen Stützplatten ein inkompressibles Gewebe, zu verwenden, welches drainierende Eigenschaften hat. Um die einzelnen Stromungswege gegeneinander abzudichten, sind die Hohlräume des Gewebes in den abzudichtenden Bereichen mit einem inkompressiblen Kunstharz ausgefüllt, welches

f den gesamten Stapel aus abwechselnd aufgeschichteten Ge-

% 20 webeabschnitten und Membranabschnitten im Bereich der abzudichtenden Durchbrechungen und im gesamten Randbereich zu einer dauerhaften inkompressiblen kassettenformigen Einheit verbindet. Auch dieses kassettenformige Trennelement erhält bereits bei der Herstellung die fertige, % 25 inkompressible Ausbildung und wird ebenfalls zwischen Ge-'-; häuseendplatten eingespannt, welche ebenfalls nur die

; Aufgabe haben, das kassettenformige Trennelement plan-

; parallel zwischen den beiden Gehäuseplatten einzuspannen

■■'·■ und fest auf die darin endenden Leitungsabschnitte zu

pressen. Auch bei dieser Form der Abdichtung wird die

dem Fluid zur Verfügung gestellte Spalthohe zwischen zwei Membranen bzw. zwischen der Membran einerseits und dem

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diese abstützenden Gewebe andererseits vorbestimmt, ohne daß der Benutzer die Möglichkeit hat, durch mehr oder weniger starkes Zusammenpressen der Gehäuseendplatten die Spalthöhe für ein bestimmtes Fluid zu variieren. 5

Eine solche Variation der Spalthöhe ist häufig erwünscht, wenn bei der Partikelfiltration eine Freispülung der belegten Filtermembran gewünscht wird bzw. wenn zur Wiederverwendung das kassettenförmige Trennelement von Rückständen befreit werden soll oder sich für die Filtration eines speziellen Mediums eine bestimmte Spalthöhe der Überströmwege sich als optimal erwiesen hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kassettenförmiges Trennelement dvr eingangs beschriebenen Bauart so weiterzubilden, daß der Benutzer die Möglichkeit erhält, die Spalthöhe der Oberströmwege den zu behandelnden Fluiden anzupassen und gleichzeitig die Dichtungen so zu verbessern, daß die empfindlichen Zuschnitte des Trennmediums vor mechanischer Beschädigung bei Veränderung der Spalthöhe bzw. beim starken Anziehen der Spannelemente vermieden wird, die das stapeiförmige Trennelement zwischen Qehäuseendplatten zusammenpressen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen

Merkmale und die Im Anspruch 4 angegebenen Merkmale alternativ gelost. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beansprucht.

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Der Erfindungsgedanke ist In mehreren Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Flg. 1 die perspektivische Explosionsansioht einer ersten Ausffihrungsform eines stapeiförmigen Trennelementes mit Gehäuseendplatten,

Fig. 2 die Draufsicht auf ein doppeltrapezförmigen Abstandshalter,

Fig. 2A

2B Schnitte nach den Schnittlinien A-A, B-B in Fig. 2, 15

Flg. 3 die Draufsicht auf einen kongruenten Membranzuschnitt,

Fig. 3A 3B Schnitte nach den Schnittlinien A-A, B-B lsi Fig. 3,

Fig. 4 die Draufsicht auf einen zweiten kongruenten Abstandshalter in einer anderen Ebene,

Fig. 5A

5B zwei Längsschnitte schematisch vergrößert nach den Schnittstellen A-A bzw. B-B mehrerer aufeinandergestapelter Abstandshalter nach Fig. 1,6,3,4 in Verbindung mit Zuschnitten des Trennmediums und

Gehäuseendplatten,

Flg. 6 einen Detailquerschnitt durch einen mit Dichtungen versehenen Abstandshalter z.B. nach der Schnitt-' linie VI in Fig. 1,

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Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Abstandshalter in Form einer Maskendichtung für aufeinanderfolgend gestapelte Kassettenmodule,

Fig. 8 einen Detailschnitt durch den Randbereich eines

variierten Trennelementes (2. AusfUhrungsform) mit eingelagerten Dichtungsringen und Schutzringen,

Fig. 9 eine Detailansicht bzw. Detailschnitt eines solchen Dichtungselementes nach Fig. 8,

Fig. 1OA

1OB eine Draufsicht auf die Abstandshalter eines abgewandelten Stapelmoduls (3. Ausführungsform),

Fig. 11 eine Explosionsansicht mit Membranzuschnitt eines 4. Ausführungsbeispieles und

Fig. 12A

12B Querschnitte durch ein zwischen Endplatten eingespanntes Kassettenmodul nach Fig. 10 und 11.

In der folgenden Beschreibung sind in den verschiedenen Ausführungsformen einander entsprechende Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen benannt.

Das Trennmodul in der bevorzugten Ausführung nach Fig. 1 bis besteht außer der Vielzahl von doppeltrapezformigen länglichen (Sechseck)-Zuschnitten eines Gewebes aus monofllen Kunststofffäden, die z.B. in Köperbindung gewebt sind und Im Siebdruckverfahren mit einer dauerelastischen Dichtungsmasse 3,4 gemäß Draufsicht nach Fig. 1 und 2 bedruckt sind. Das Dichtungsmaterial 3,4 steht dabei gemäß Fig. 7 und 8 geringfügig über die Ebene El der Gewebefläche über. Hat das Gewebe z.B. eine

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Gesamtstärke von 0,4 mm, so steht die dauerelastische Dichtungsmasse aus Silikon oder Polyurethan beidseitig Je 50 Mm über, die ihrerseits damit die Kompressibilität des gesamten Abstandshalters bestimmt, dessen monofile Kunststoffäden im wesentlichen inkompressibel sind und als Gitterwerk damit wie eine inkompressible Jedoch flexible Platte wirkt. Nach Verfestigen des Dichtungsmaterials 3,4 erfolgt anschließend das Stanzen der Durchbrechungen 1,1 *,2. Dies erfolgt zur besseren Montage oder um saubere Kanten der Dichtungsflächen und kleinen Schachtdurchmessern zu erhalten. Bei schlltzartigea Schächten und Schächten mit größerem Durchmesser können die Durchlässe in den Gitterebenen auch "vergittert" bleiben, so daß lediglich das Filtermedium M Durch- ' stanzungen aufweist.

Der dargestellte Membranzuschnitt M hat dieselbe Umrissform gemäß Flg. 2 und 4 und das darin dargestellte Lochbild, so daß abwechselnd aufelnandergeschichtete Abstandshalter nach Fig. 2, Trennmedium M nach Fig. 3 und Abstandshalter nach Flg. 4 fluchtende Verteilerschächte im Bereich der Durchbrechungen 1,1',2 bilden. Die Durchbrechungen 1 bilden dabei die Sammelschächte für ein erstes Fluid Fl (Trübe), die Verteilerschächte I¹ dienen zur Abführung des Retentats (Konzentrat) Fl* und das durch die Zuschnitte des Trennmediums M hindurchgetretene Permeat (Filtrat) wird durch die Verteilerschächte 2 als Fluid F2 abgeführt. Die zu einem Stapel lose aufeinandergeschichteten Zuschnitte 6,M und 7 sind vorzugsweise randseitig zusätzlich mit einem dauerelastischen Dichtungsmaterial 4·, ähnlich wie in Fig.5A, 5B dargestellt, dauerhaft zu einem Kassettenmodul verbunden.

Wie aus Fig. 1 und 5A, 5B ersichtlich ist, fluchten die durch die Durchbrechungen l,l^r,2 gebildeten Verteilerschächte derart, daß diese In Verteilerkanälen 14 und Sammelkanälen 12 und 19 der Gehäuseplatten 8 und 9 enden, welche durch Spannbolzen 10 den Gesamtstapel gegen die Rückstellkraft der Dichtungen 3,4 und des unter Druck eingeführten Fluids Fl zusammenpressen.

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Wie aus der Schnittausstellung (Längsschnitt) der Fig. 5A,5B ersichtlich ist, 1st der untere Zuschnitt 6 des Abstandshalters 5 gemäß Darstellung in Fig. 4 bezüglich der Durchbrechungen 1 abgedichtet und ebenso bezüglich der stlrnseltigen Durchbrechungen 1* an den schmalen Trapezselten ebenfalls abgedichtet, dagegen In bezug auf die Durchbrechungen 2 offen. Darauf liegt ein Trennelement M mit einem identischen Lochbild nach Fig. 1 und 4. Darauf folgt ein Zuschnitt 7 eines Abstandshalters nach Fig. 2, bei dem nach der Schnittlinie A-A, B-B gemäß Fig. 2 die Durchbrechungen 1 frei und die Durchbrechungen 1,2 alternierend frei bzw. abgedichtet sind. Darauf folgt wieder ein Zuschnitt M des Trennmediums usw.

Das in den Mittelanschluß eingeleitete Fluid Fl verteilt sich über die Durchbrechungen 1 des Verteilerkanales 14 in allen Schächten 1, die Durchbrechungen 1 der Abstandshalter 6,7 und den Durchbrechungen 1 des Trennmediums M gebildet sind. Dabei durchströmt das Fluid Fl von der Mitte ausgehend die Zuschnitte 7 der Abstandshalter 5 in Richtung auf die Auslässe l^f, wobei ein Teil des Fluids Fl aufgrund des Druckgefälles die freie Fläche des Trennmediums M durchdringt und als Permeat (Filtrat) in den Sammelleitungen 19 als Fluid F2 abgeführt wird. Das aufkonzentrierte Fluid Fl ver läßt als Fluid Fl' bzw. als Konzentrat über die Sammel leitung 12 die Oehäuseplatte 8 und wird einem Sammelbehälter und damit erneut im Kreislauf der Leitung 14 zugeführt.

Mit Hilfe von Drehmomentenechlüssel lassen sich die Spannbolzen 10 so anziehen, daß sich der Dichtungspreßdruck korrigieren läßt und die Spalthöhe in den Strömungskanälen verschiedenen Betriebsbedingungen anpassen läßt·

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Die vorstehend beschriebene Ausführungsform bildet ein rückspülbares Filterelement, bei dem mit Hilfe eines rückläufigen Staudruckes mit Hilfe einer PiItratpumpe ein sich auf der vom Abstandshalter 6 abstützenden Membran bildender Filterbelag quasi im Status nascendl halbseitig durch eine Pulssteuerung abgelost und von der Trübe Pl wieder weggespült werden kann. Dies kann jeweils im Wechsel bezeuch der beiden Trapezhälften erfolgen. Die Filtratabführleitungen 19 werden dabei kurzzeitig zu Rückspülleitungen umfunktioniert bzw. mit Druck beaufschlagt.

Der Vorteil einer solchen sechseckigen bzw. länglichen Doppeltrapezform ist darin zu sehen, daß neben einer günstigen StrSmungsführung (Vermeidung von Totzonen, Berücksichtigung des verminderten Fluidvolumens an den Auslaßseiten) zusätzlich eine verschnittlose Geometrie der Zuschnitte von Gitterwerk 5 und Trennmedium M möglich ist. Die jeweils abwechselnd hälftige pulsartige Rückspülbarkeit läßt eine kontinuierliche Filtration/Aufkonzentration und eine hohe Standzeit des Filterelementes zu.

Fig. 7 zeigt ein mehrere Kassettenmodule trennende Maskendichtung, bei der der gesamte Zuschnitt des Abstandshalters 5 nach Fig. 1 bzw. 2 mit einer dauerelastischen Dichtungsmasse 4 ausgefüllt ist und nur die eingestanzten Durchbrechungen 1,1',2 aufweist. Eine solche Mask&naichtung 50 gemäß Fig. 7 läßt sich auch zwischen Kassettenmodule mit festen Platten einsetzen, wie sie nach dem Stand der Technik bekannt sind. Eine solche zwischen Endplatten 8, 9 bzw. auch zwischen einzelnen Kassettenmodulen eingesetze Maskendichtung gemäß Fig. 7 hat den Vorteil, daß sie nur begrenzt kompressibel ist nämlich nur in bezug auf dlas Maß

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des über das Gewebe 5 überstehenden Dichtungsmaterials 4. Der Oberstand übernimmt die Dichtfunktion., wahrend das inkompressible Gewebe 5 die Druckverteilung übernimmt. Dickere Schichten lassen sich durch zwei aufeinanderliegende Gewebe erzielen, die gemeinsam die inkompressible Schicht bilden. .

In der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. δ und 9 sifcd die die Dichtung aufnehmenden Durchbrechungen 5" der Abstandshalter 5 im Durchmesser größer gehalten als die ohne Dichtungen ausgestatteten Durchbrechungen 5', wie dies in Pig. 8 ersichtlich ist. Die Dichtungen werden durch scheibenförmige Dichtungsringe 16 aus Silikon oder Polyurethan gebildet, die in der Stärke etwas größer bemessen sind als die Gesamtstärke des Abstandshalters 5 aus Inkompressiblero Gewebe. Der Dichtungsring 16 steht dabei beidseitig übe? die Ebene El des Gewebes 5 vor und läßt sich somit flächenmäßig nur in diesem Bereich komprimieren. Der Innendurchmesser des Dichtungsringes 16 entspricht dem Außendurchmesser der Durchbrechung 5' in dem ohne Dichtung ausgebildeten Abstandshalter 5 und entspricht dem Durchmesser der Durchbrechung 1,1',2 des Filtermediums M. Um dieses empfindliche Filtermedium M20 vor mechanischen Beschädigungen aus den abgestanzten Fadenenden der Ab-Standshalter 5 zu schützen, ist die Stoßstelle im Bereich dieser Durchbrechung 5^fl durch eine Ringscheibe 17 überbrückt, welche gegebenenfalls auf dem Dichtungsring 16 durch Klebung fixiert ist. Diese Schutzringscheibe 17 ist in ihrer Stärke der Stärke des Filtermediums M20 angenährt, und besteht aus einem im wesentlichen inkompressible!!

Material wie z.B. Polyester und hat eine Stärke von etwa 50 um

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und bedeckt die Stoßstelle in einer Breite von etwa 5 mm. Die ebenfalls scharfen Endabschnitte im Bereich der Durchbrechung 5' des Abstandshalters 5 führen nicht zur Beschädigung des Filtermediums M20, da dieses in diesem Bereich Ja bereits die Durchbrechung M¹ aufweist.

Zur Bildung enger Spalthohen innerhalb der Stroaiungswege haben diese Schutzringscheiben 17 zusätzlich die Funktion von Druckverteilern. Ihre Inkompressibilität ve-hindert, daß sich die kompresslblen Dichtungen 3 oder 16 in die drainierende Gitterstruktur eines darüber oder darunter liegenden Abstandshalters 26,27 einpreßt, die offen zu haltende Gitterstruktur 5 verengt oder gar blockiert.

I, 15 Wie aus Fig. 8 und 9 ersichtlich ist, sind die Durchbrechungen 1,1',2,M¹JM¹' insgesamt Im Randbereich der Zu-

schnitte angeordnet, so daß sich eine möglichst große Frelfläche des Trennmediums M20 erreichen läßt. Gleichzeitig

wird damit auch erreicht, daß sich die zum Außenrand hinv 20 weisenden Ränder der Schutzringscheibe 17 in das Randdichs tungsmaterial 4 bzw. auch in das Dichtungsmaterial 4' der

; Kassette einbeziehen und in diesem fixieren läßt. Auf eine

> Fixierung der Schutzringscheiben 17 durch Klebung auf den

Dichtungsringen 16 kann somit verzichtet werden. Da die "' 25 Zuschnitte M20 des Trennmediums im wesentlichen kongruent ' mit den Zuschnitten der Abstandshalter 26,27 ausgebildet

sind und somit bis an deren Ränder hinreichen, ist zur Vermeidung von Querstromungskomponenten der gesamte Stapel nochmals mit einem dauerelastischen dichtungsmaterial 4* im Randbereich abgedichtet. Zum Anschluß des Kassettenmoduls zwischen Endplatten 8 und 9 kann auf den Stapel

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beidseitig eine zusätzliche Maskendichtung 50 gemäß Flg. angeordnet sein, wenn nicht die Ausführung mit durchströmbarem Gitterwerk als Deckschicht gewählt ist. Auch dieses Kassettenmodul 1st ale rüokspülbare Filtereinheit ausgebildet«

Das modifizierte Kassettenmodul nach Flg. 1OA und 1OB 1st ebenfalls als rüokspülbares Filterelement ausgebildet. Anstelle lose eingelegter Dichtungsringe 16 sind bei diesen rechteckigen Abstandshaltern 26,27 die Dichtungen 3 durch eine dauerelastische, in die Gitterstruktur des Gewebes 5 eingepreßte Dichtungsmasse gebildet, wie dies in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 7 beschrieben ist.

Dem überströmten Trennmedium M20 1st stromaufwärts, also

trübseitig, eine als Vorfilter oder Grobfilter dienende überstrom- und Durchströmstrecke in Form der nicht mit dem Trennmedium M20 belegten Gitterzuschnitte 26,27 vorgelagert, so daß sich ein Verteilerraum über die gesamte Zuschnittbreite | erstreckt, der in der Ebene 26 durch eine Dichtleiste 3^f abgeschottet ist und der in der Ebene des Gitterzuschnittes 27 f gemäß Fig. 1OB offen und lediglich durch einen Druckverteiler- s streifen 17' beidseitig am Rand von M20 überbrückt ist. )

In einer nicht dargestellten Ausfflhrungsform ist nach beschriebenem Prinzip der Verteilerraum 140 durch einen peripheren Ringraum (bei mehreckigen, quadratischen, runden otter ovalen Zuschnitten) gebildet der die Peripherie des Trennmediums M20 umschließt und das somit zentripedal überstrombar ist, wobei der Retentatschacht zentrisch und der oder die Permeatschächte außerhalb des Zentrums angeordnet sind.

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Die in Fig« 11 bis 12A,12B dargestellte ¹I. Aus füh rungsvariants ist ohne Verteilerraum 140 ausgeführt und 1st jedoch Im übrigen mit den anderen Ausführungen vergleichbar.
5

Wie aus Fig. 11 ersichtlich ist« sind beiderseits der Durchbrechungen 1,1*,2 Schutzringscheiben 17 angeordnet, die die Membran M20 vor Beschädigung und die freizuhaltende Gitterstruktur 5 vor Abdichtung durch darunter oder darüber an- geordnete Dichtungen 3 schützen* In der vereinfachten Schnittdarstellung 12A,12B sind diese Schutzringscheiben nicht dargestellt. Diese kommen Insbesondere bei einem hohen Anpressdruck der Gehäuseendplatten 8,7 zum tragen, um sehr enge überströmspalte zu erzielen. Die Anordnung der Durchbrechungen 1 für die Trübe Fl auf der einen.Seite und die Anordnung der Durchbrechungen l',2 fü*r Konzentrat Fl¹ und Filtrat F2 auf der gegenüberliegenden Seite der rechteckigen oder trapezförmigen Zuschnitte hat den Vorteil, daß die Trübe zur überstrSmung über die Membran M bzw. M20 ge zwungen wird und damit Kurzschlußpfade ausgeschlossen sind* Das Fluid Fl aus der Leitung 14 z.B. als Trübe in Form einer Hefeaufschiemmung überströmt die freie Membranfläche durch die Abstandshalter 5 hindurch in Richtung auf die In dieser Ebene offenen Verteilerschächte l^r und verläßt diese durch die Leitung 12 als aufkonzentriertes Medium Fl*.

Ein Teil des Fluids Fl 1st durch die freie Membranfläche hindurchgedrungen und verläßt die Freiräume der Abstandshalter 5 durch die Durchbrechungen 2 als Filtrat F2 durch die Leitung 19* Setzt Sich die Porenstruktur des Fllter mediums M20 Im Laufe der Filtration zu, so kann das Filter» element dadurch freigespült werden, daß auf der PiIträtselte ein Staudruck angelegt wird, der den Filterbelag ab-

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sprengt und dieser durch das überströmende Fluid Fl In die Trübe zurückbefördert wird. Je nach den zu vorfiltrierenden Fluiden, Flüssigkeiten oder Gase kommen die verschiedenen Arten von Trennmedien und Porengrößen zum Einsatz* BeI-splelswelse kann das Filtermedium aus mikroporösen Mem branen von einer Porengröße von 0,2 pm bis 0,45 um bestehen«

Durch die erfindungsgemäße Dichtungsauebildung sind alle handelsüblichen Filtermembrane verwendbar« da die Dichtungen 3*4 nicht durch Klebe- oder Schweißverfahren mit den filterelementen M,M¹ dichtend verbunden werden müssen» sondern ihre Wirkung als Preßdichtung entfalten.

Der Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Filterelemente erstreckt sich auf die Behandlung (Trennung) organischer Flüssigkeiten mit folgenden Inhaltsstoffen: Pigmenten, Metallhydroxyden, kolloidal verteilten Metallen, Keramik, Partikel, Abriebstoffe, emulglerte öle, Benzin- Wassermischungen« Vbrflltration bei Umkehrosmoseanlagen, Sterilfiltration von Wein und anderen Getränken, Mikrt« filtration. Filtration von Blut, Anreicherung von Blut mit Sauerstoff, Separierung von Milchinhaltsstoffen, ZeIlseparierung.

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Claims (2)

Ansprüche:

1. Aus geschichteten Zuschnitten (M,5) eines flachen, selektiv permeablen Trennmediums (M) und flächigen Abstandshaltern (5) mit Drainagewirkung gebildetes stapelformiges Trennelement für Fluide, mit rechtwinklig zu den Stapel- und den Schichtungsebenen angeordneten schachtartigen, fluchtenden Durchbrechungen (1,2,1',5'), die zur getrennten Stromungsführung der Fluide teilweise von Dichtungen (3,4) eingefaßt und die Außenränder der Abstandshalter (5) umlaufend von Dichtungen (4) eingefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (5) durch ein Gitterwerk aus im wesentlichen inkompressiblen Drähten und die Dichtungen (3*4)

aus einer die Freiräume des Gitterwerkes (5) in den abzudichtenden Regionen ausfüllenden, dauerelastischen Dichtungsmasse bestehen, wobei letztere beidseitig flächig über die Ebene (El) der jeweiligen inkompressiblen Abstandshalter (5) derart übersteht, daß nur die Stärke der Oberstandsschicht die Gesamtkompressibilität der Dichtung (3,4) bestimmt.

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2. Trennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (1,1·,2) des Gitterwerfces (5) bedarfsweise von dünnen Schutzringscheiben (17) abge-• deckt sind, welche mit ihrem Innendurchmesser mit dem der Durchbrechungen (1,1',2) übereinstimmen und mit ihrem Außendurchmesser etwas großer bemessen sind als die den Durchbrechungen (1,1',2) zugeordneten Dichtungsabschnitte und die Schutzringscheibe (17) die Stoßstelle zwischen Dichtung (3,4) und drainierender Gitterstruktur (5) überdeckt.

3· Trennelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zu einem Stapel geschichteten Zuschnitte (6,M,7) insgesamt mit ihren aufeinanderliegenden Außenrändern durch ein kompressibles Dichtungematerial (4¹) zu einer kassettenformigen Einheit verbunden sind.

4. Aus geschichteten Zuschnitten (M,5) eines flachen, selektiv permeablen Trennmediums (M) und flächigen Abstandshaltern (5) mit Drainagewirkung gebildetes stapelförmiges Trennelement für Fluide, mit rechtwinklig zur Stapel- und den Schichtungsebenen angeordneten schacht-

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artigen» fluchtenden Durchbrechungen (1,2,3.» ,2^f ,5'), die zur getrennten Strömungsführung der Fluide teilweise von Dichtungen (3,4) eingefaßt und die Auftenränder der Abstandshalter (5) umlaufend von Dichtungen (4) eingefaßt sind, dadurch gekennzeichnet. daß die Abstandshalter (5) durch ein Gitterwerk aus Im wesentlichen Inkotnpreesiblen Drähten und die einem Teil der Durchbrechungen (5¹¹) zugeordneten Dichtungen (16) aus dauerelastischen Flachringdichtungen gebildet sind, die die zugeordneten, größer gehaltenen Durchbrechungen (5") der Abstandshalter (5) durchsetzen und beidseitig flächig über deren beiden Ebenen (El) überstehen und die Oberstandsschicht der Dichtungeringscheibe (16) die Gesamtkompressibilität derselben bestimmt und daß eine der Stärke des Trennmediums (M) angepaßte weitere Ringscheibe (17) als dünne Schutzringscheibe aus Im wesentlichen inkompressiblen Material vorgesehen ist, welche mit ihrer Ringfläche die Stoßstelle der Abstandshalterdurchbrechungen (5*¹) und der zugeordneten Dichtungsring- scheibe (16) überbrückt und jeweils als Schutzschicht zwischen diesen Abstandshalterdurchbrechungen (5") und dem Trennmedium (M) angeordnet sind.

5· Stapelförmiges Trennelement für Fluide, gekennzeichnet durch die Gesamtkombination folgender Merkmale:

a. membranartige Zuschnitte eines flachen, selektiv meablen Trennmediums (M) sind abwechselnd mit annähernd kongruenten Zuschnitten eines flachen Gitter« Werkes (5) mit Drainagewirkung aus im wesentlichen inkompressiblen Drähten aufelnandergeschichtet,

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b. der Stapel wird von mehreren Im Abstand auseinanderliegenden, quer» zu den Schichtungsebenen verlaufenden Verteilersehäohten für die Fluide (F1,F1',F2) durchsetzt, die von fluchtenden Durchbrechungen des Trenn- mediums (M) und denen des Qitterwerkes (5) gebildet sind,

c. die Verteilerschächte bilden Teilabschnitte von Fluidleltungen und sind an Leitungen (12,14,19) und An«' Schlüsse zweier den Stapel parallel zur Schichtung zusammenpressenden Gehäuseplatten (6,9) anschließbar,

d. die einzelnen Zuschnitte des Gitterwerkes (5) mit Drainagewirkung sind Im Randbereich der Verteilerschächte (1,1·,2) alternierend¹ von Lage zu Lage derart mit Dichtungen (3,16) eingefaßt, daß innerhalb des Stapele das zu behandelnde Fluid bzw. die zu behandelnden Fluide (Fl₄Fl^f,F2) in zwei getrennten StrS-mungswegen geführt und der Stoffaustausch nur durch die Zuschnitte des Trennmediums (M) erfolgt,

e. die einem Teil der Durchbrechungen des Gittervrerkes (5) zugeordneten Dichtungen bestehen aus dauerelastischen Flachringdichtungen (16), die die zugeordneten und großer gehaltenen Durchbrechungen (5") der Abstandshalter (5) durchsetzen und beidseitig flächig über deren beiden Ebenen (El) überstehen und die üterstandsschlcht der Dichtung (16) deren Gesamtkompressibilität bestimmt,

f. eine weitere Ringscheibe als Schutzringscheibe (17) aus im wesentlichen inkompressiblen Material 1st In ihrer Stärke der Stärke des Trennmediums (M) angeglichen und überbrückt mit ihrer Ringfläche die Stoßstelle der

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Abstandshalterdurchbrechungen (5") und der zugeordneten Dichtungsringscheibe (16) und ist jeweils als Schutzschicht zwischen diesen Abstandshalterdurchbrechungen (5^M) und dem Trennmedium (M) angeordnet«

g. die Umfangeränder und Umfangeeelten des gesamten Stapels sind vorzugsweise nach außen hin durch ein kompressibles Dichtungsmaterial (4¹) abgedichtet und durch dieses zu einem kassettenförmigen Trennmodul dauerhaft verbunden.

6. Trennelement nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet. daß die Deckzuschnitte eines Trennmodule jeweils durch einen uitterwerkzuschnitt (5) mit Dichtungen (3,4) gebildet sind.

7. Trennelement nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zwischen einem Trennmodul und den Gehäuseplatten (8,9) bzw. zwischen Trennmodulen untereinander durch eine Maskendichtung (50) (Fig. 7,8) gebildet ist, und diese aus einem Gitterwerk (5) aus im wesentlichen lnkompressiblen Drähten und einer die Freiräuffie des Gitterwerks (5) aus-

füllenden dauerelastischen Dichtungsmasse (4) besteht, wobei letztere beidseitig flächig über die Ebene des inkompressiblen Stützgerüstes (5) derart Übersteht, daß nur die Stärke der Oberstandsschicht die Kompressibilität der Dichtung bestimmt.

8. Trennelement nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterwerk (5) aus monofilen Kunststoffdrähten besteht.

9· Trennelement nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet. daß das Gitterwerk (5) durch ein Metallgewebe gebildet ist.

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ΙΟ. Trennelement nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet» daß zwei aufeinandergestapelte Lagen eines Qluterwefkee (5) die Stützstruktur der Dlohtung bilden.

11. Trennelement nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet. daß das dauerelastische Dichtungsmaterial (3,4) aus Silikon oder Polyurethan besteht und etwa 50 um auf jeder Seite Über die Ebene (El) des Qltterwerkes (5) übersteht.

12. Trennelement nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzringscheibe (17) aus Polyester besteht und Ihre Stärke 40 bis 60 um beträgt.

13. Trennelement nach Anspruch 2,3,4 und 12, dadurch gekennzeichnet. daß die Durchbrechungen (1,1',2,2',5',S¹*) im

Randbereich der Zuschnitte (5,M) angeordnet sind und die Schutzringscheibe (17) mit ihrem zum Zuschnittrand weisenden Bereich in der Dichtungsmassse (4,4») der Außenranddichtung eingebettet und gehalten 1st. 20

14. Trennelement nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschnitte (M,6,7) im Grundriß die Form eines Doppeltrapezes (Sechseck) aufweisen, deren Grundseitfci aneinanderstoßen und in ihrer gemeinsamen Grundlinie mehrere Durchbrechungen (1) für das zu behandelnde Fluid (Fl) und an ihren gegenüberliegenden schmalen Seiten wechselweise nebeneinanderliegende Durchbrechungen (l',2) für das Retentat (Fl¹) und das Permeat (F2) aufweisen (Fig.l bis Fig.5).

15· Trennelement nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (l,l^f,2,5'·5") und die Ringscheiben (16,17) kreisrund ausgebildet sind.

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16. Trennelement nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schutzringe (17) durch Klebung auf den Dichtungsringen (16) fixiert sind.

17· Trennelement nach Anspruch i bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gitterwerk (5) aus einem Gewebe in Köperbindung
gebildet ist.

18. Trennelement nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gitterwerk (5) aus einem Gewebe in Leinwandblndung
gebildet 1st und die Richtung der Kett- und Schußfäden
aufeinanderfolgender Gitterzuschnitte winklig versetzt zu
benachbarten Gitterzuschnitten verlaufen.

19· Trennelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Durchbrechungen eines rechteckigen oder des doppelt-

trapezförmigen Trennmoduls in mindestens fünf Leitungen (12, |

14,19) der Endplatten (8,9) enden, wobei in der einen End- ^

platte (9) in dem Mittelbereich des Trennmoduls eine Zu- f

führerleitung (14) für das zu behandelnde Pluid (Pl) mit |

den zugeordneten Durchbrechungen (1) verbunden ist, zwei |

Leitungen (12) die parallel zu diesen Durchbrechungen an den I

gegenüberliegenden Seiten angeordneten Durchbrechungen (1') ;

für das Retentat (Pl¹) entsorgen und zwei Leitungen (19) in <

der anderen Endplatte (8) an den gegenüberliegenden selben

Seiten angeordnet sind und die zugeordneten Durchbre- ·

chungen (2) für das Permeat (P2) entsorgen und wechsel- j

weise intermittierend (pulsartig) im Gegenstrom mit Per- |

meat (F2) zum Abbau eines sich bildenden Filterbelages %

versorgen. "i

20. Trennelement nach Anspruch 1 bis 19.dadurch gekennzeichnet, daß bei Im wesentlichen rechteckigen oder trapezförmigen Zuschnitten die Durchbrechungen (1,1*,2) an gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind und einer Seite die Durchbrechungen (1) für das zu behandelnde Fluid (Fl) und die gegenüberliegende Seite die Durchbrechungen (1,2) für das Retentat (Fl¹) und das Permeat (F2) abwechselnd aneinandergereiht sind (Flg. 1; Fig.10,11).

21. Trennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem überströmten Trennmedium (M2d) stromaufwärts (trübseltig) eisie als Vorfilter (Grobfilter) dienende Oberstrom- und Durchströmstrecke aus unbelegtem Gitterwerk (5) der geschichteten Gitterzuschnitte (26,27) vorgelagert ist und das Trennmedium (M20) in diesem zur Ausstromseite der Trübe (Fl) weisenden Randbereiche zwischen einem Dichtungsstreifen (3^f) des Gitterwerkes (5) und einem Gitterwerk (5) ohne Dichtungsstreifen (3¹) gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Druckverteilungsstreifens (17^f) aus inkompressiblem Material eingeschlossen ist, wobei die vorgelagerte Durchstrom- und Oberstromstrecke den gesamten Stapel erschließenden Verteilerraum (140) für das zu behandelnde Fluid (Trübe) (Fl) bildet (Fig. 1OA,10B).

22. Trennelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerraum einen peripheren Ringraum bildet, der die Peripherie des Trennmediums (M20) umschließt und dieses zentrlpedal überströmbar ist, wobei der Retentatschacht zentrisch angeordnet und der oder die Permeatechächte außerhalb des Zentrums angeordnet sind.

23. Trennelement nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Stapel aus Zuschnitten durchsetzenden schachtartigen Durchlässe in den Ebenen der Abstandshalter (6,7,26,27 durch die verbliebene Gitterstruktur (5) vergittert sind.

SM 8308