DE8709105U1 - Abstandselement zur Führung von Strömungsmedien - Google Patents
Abstandselement zur Führung von StrömungsmedienInfo
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-
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
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ERS SClHbNl
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NIEDMERS & SClHbNlNG " '
6
6
JESSiNSTRASSE 4 D-2000 HAMBURG FiO TELEFON (040) 389 35 01 TELEX 2 166 426 pahn d
DiPL-PHVS. OLE
DIPL-ING. HANS W. SCHONING
EUROPEAN PATENT ATTORNEY
Jürgen Mohn, Wohltorfer Straße 68, 2057 Reinbek und
Wilhelm Heine, Knickberg 1 b, 2100 Hamburg 90
Die Erfindung betrifft ein Abstandselement zur Führung von Strömungsmedien, insbesondere bei Vorrichtungen zum
Filtern und Trennen der Strömungsmedien durch Umkehrosmose und Ultrafiltration, wobei jeweils zwischen zwei im
wesentlichen scheibenförmig ausgebildeten, mit einen*
zentralen Loch versehenen Abstandselementen, die vom Strömungsmedium umflossen werden, ein Filterelement
eingeschlossen ist.
Abstandselemente dieser Art sind beispielsweise aus einer
Vorrichtung zum Trennen und Filtern von Strömungsmedien bekannt (DE-OS 33 27 431.2), wobei dort jede einzelne
Filtereinheit eines in beliebiger Anzahl zusammengestellten Filterelementenstapels aus einer Trägerplatte, einer
Leitplatte und einer zwischen diesen beiden Platten eingeschlossenen Membran besteht. Die Membran ist an
ihrem Umfang bei dieser bekannten Vorrichtung
COMMERZBANK HAMBURG, BLZ 200 4ö0.00.:NR.*2ßr\kJj0Vt. POSTCHiO HAMBURG. BLZ 200 100 20, NR. 130 48-205
vorzugsweise mit dem Umfang der Trägerplatte innerhalb | der axialen Durchtrittsöffnung verklebt. I
Man spricht bei einem derartigen bekannten kompakten |
Aufbau der Filtereinheiten zu einem FiIterelementenstapel
von einem sogenannten Scheibenmodul, wobei aufgrund des Aufbaus der einzelnen Filtereinheiten die Scheiben eine
verhältnismäßig große Eigenstabi1itat aufweisen und
verhältnismäßig druckstabil sind.
Sollen hingegen in einer derartigen Vorrichtung sogenann- I
te Membrankissen verwendet werden, die aus zwei äußeren Membranfolien bestehen, die hermetisch an ihrer Außenkante strömungsmitteldicht abgeschlossen sind und bei denen
das Permeat beispielsweise zu einem im Membrankissen
mittig angeordneten Loch fließt und von dort geeignet gesammelt zu einem Permeatabf1uß gegeben werden soll,
sind die bisherigen bekannten scheibenförmigen Abstandselemente im Zusammenwirken mit derartigen Membrankissen
nicht geeignet, da bei diesen ein beidseitiges Umströmen des eigentlichen Filterelements (Membrankissen) mit
Strömungsmedium nicht in ausreichendem Maße möglich ist. Aufgrund der Konstruktion der bekannten Abstandselemente
tritt zwischen Einlaß und Auslaß des Strömungsmediums in der Vorrichtung ein erhebliches Partialdruckgefäl 1e auf,
was insbesondere bei großen Fi1terelementenstapeln
nachteilig ist und den Wirkungsgrad der Vorrichtung begrenzt. Das hat seinen Grund im wesentlichen darin, daß
die eigentliche Membran unmittelbar auf der Trägerplatte
und auf der Leitplatte aufliegt, so daß das Strömungsmedium, beispielsweise Rohwasser, beim Durchfließen des
Fi1terelementenstapels in zunehmendem Maß gehemmt wird.
Öie Folge ist, wie schon erwähnt, ein hohes Partialdruck« f
gefalle zwischen dem Zulauf und Ablauf des Strb'mungsffledi =>
| ums. &igr;
Il UK ·< ti ■ Il IHI
I ( «· "· ' '■ " '!..
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Abstandselement zu schaffen, das ein gutes Umströmen des Abstandselementes selbst und des auf dem Abstandselement
liegenden Filterelements, beispielsweise in Form eines
Membrankissens, gestattet, so daß sich auch bei großen Fi 1 terel ementenstapel&eegr; die Partial druckdifferenzen des
Strömungsmediums zwischen Zulauf und Ablauf in vertretbaren Grenzen halten und der Fluß des Strömungsmediums optimiert und das Filterelement differenzdruckstabil aufgenommen wird.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß
das Abstandselement um das zentrale Loch herum mit einer Mehrzahl von zueinander beabstandeten öffnungen versehen
ist, durch die das Strömungsmedium hindurchtritt.
Der Vorteil einer derartigen Konstruktion liegt im wesentlichen darin, daß der Fluß des Strömungsmediums
weitgehend ungehindert erfolgen kann, d. h. gegenüber dem bekannten Abstandselement optimiert ist.
Die öffnungen, die beide Oberflächen des Abstandselements
im Bereich des zentralen Loches miteinander verbinden, wirken faktisch als Siele an einer Stelle des Abstandselements, an dem das Strömungsmedium den gesamten Flächenbereich einer Oberfläche überstrichen bzw. umflüssen j
hat.
Vorteilhafterweise sind die öffnungen schlitzförmig
ausgebildet» wobei die Längsseiten der Schlitze, die länger als deren Querseiten sind, sich im wesentlichen
radial vom Lochzentrum wegerstrecken. Dadurch wird bei optimaler Stabilität des Abstandselements im Bereich der
Öffnungen eine optimierte Öffnung zum Durchtritt des Strb'mungsmediums geschaffen, Wobei vortei Ihafterweise die I
öffnungen dabei eine trapezförmige Querschnittsform
aufwei sen.
Um im Bereich des Eintritts des Strömungsmediums in die öffnungen Wirbel im Strömungsmedium, die zwangsläufig
eine Vergrößerung der Partia\ druckdifferenzen in diesem
Bereich zur Folge haben wurden, zu vermindern, weist das Aibstandselement gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
eine im in radialer Richtung unmittelbar an die öffnung angrenzenden Bereich in Richtung auf das Loch sich
verjüngende Dicke auf. Das Strömungsmedium kann somit rampenartig in die öffnung hinein und aus dieser auf der
\
anderen Oberfläche heraus rampenartig wieder hoch flies-
sen.
Um sicher zu stellen, daß beim Abstandselement unmit-
\
telbar im Bereich der öffnungen durch das Filterelement
(Membrankissen) die öffnungen sich nicht ventilartig
durch den sich auch im Filterelement selbst aufbauenden
Innendrucks aufgrund des darin abfließenden Ptrmeats zusetzen, sind vorteilhafterweise jeweils zwischen zwei
voneinander beabstandeten öffnungen von den beiden Abstandselementsoberflächen jeweils hervorstehende Stege
* angeordnet. Dadurch wird das Filterelement gerade in
diesem kritischen Bereich von den öffnungen freigehalten.
Damit das aus den in der Regel mittig angeordneten Permeataustrittslöchern zwischen den Membranfolien
stirnartig heraustretende Permeat ungehindert gesammelt und einem Permeataustritt zugeführt werden kann, ist das
Loch des Abstandselements vorteilhafterweise in seinem
Randbereich mit einer Mehrzahl von Permeatabf1ußlöchern ,
diö schlitzartig ausgebildet sein können, Versehen, die
in eine Um das Lochzentrum in einem vorbestimmten Abstand herum- angeordnete Permeatabf 1 ußri nne für das aus dem
filterelement Stirnseitig heraustretende Permeat
· J
hineinragen. Vorzugsweise ist dabei die Permeatabf1ußrinne
durch einen an der Oberfläche des Abstandselements ausgebildeten und von ihr wegstehenden Ansatz begrenzt.
Grundsätzlich kann die Dichtung zwischen dem Abstandselement
und dem Filterelement im Bereich des stirnseitigen Permeataustritts des Filterelements auf beliebige
Art gestaltet sein. Es ist jedoch besonders vorteilhaft,
daß um das zentrale Loch des Abstandselements ^erum an beiden Oberflächen eine umlaufende nutartige Vertiefung
zur Aufnahme von Dichtungsringen ausgebildet ist, wobei der radiale Abstand der Vertiefungen zum Lochzentrum
größer als der radiale Abstand zwischen dem Zentrum und dem Innenrand eines zentralen Loches des Fi1terel?mentes
ist. In die nutartigen Vertiefungen lassen sich beispielsweise als Dichtelemente O-Ringe einsetzen, wobei
die Vertiefungen so ausgebildet sind, daß die O-Ringe in ihnen im Haftsitz sitzen.
Um auch auf den beiderseitigen scheibenförmigen Oberflächen
des Abstandselements für einen möglichst ungehinderten
Stromungsmediumfluß zu sorgen, d. h. das unmittelbare Aufliegen des Filterelements auf diesen Oberflächen
weitgehend zu verhindern, ist gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des Abstandselements auf wenigstens
einer seiner Oberflächen eine Mehrzahl von erhaben von der Oberfläche wegstehenden Vorsprüngen vorgesehen.
Diese Vorsprünge sind in beliebiger geeigneter Zahl und in beliebigem geeigneten Abstand, beispielsweise auf
gedachten Teilringen bei kreisförmigen Abstandselementen
vorgesehen.
VorteiIhäfterweise ist auch auf der im wesentlichen
parallel zu den Oberflächen ausgebildeten Oberfläche der
Stege jeweils Wenigstens ein erhaben von dieser wegstehender Vorsprung Vorgesehen,
»4* It &iacgr; I«· 4
« t · I* 14 ill ti ** *
* * sits* ?·?»
&bgr;* ***** «&Igr; h t *· ft
11
Die Vorsprünge selbst können zu einer Ebene parallel zur
Oberfläche einen im Wesentlichen kugel- oder kreisförmi*
gen Querschnitt öder auch einen im Wesenti ich§f1 tropfen =
förmigen Querschnitt aufweisen» wobei der tropfenförmige
Querschnitt weitgehend eine Wirbelbildung beim an ihm entlang strömenden Strömungsmedium verhindert und einen ;
Druekverlust reduziert. i
Aus jeweils einem Abstandselement und einem Filterelement I
wird eine Filtereinheit gebildet, wobei eine beliebige |
Menge von Filtereinheiten einen Fi1terelementenstapel |
bildet. Um derartige Filtereinheiten zu einem Filtereie- |
mentenstapel beliebiger Größe präzise und ohne weitere | konstruktive Maßnahmen zusammenstellen zu können, weist \
das Abstandselement gemäß einer anderen vorteilhaften [
Ausführungsform in einem Bereich unmittelbar um das [
zentrale Loch herum auf der einen Oberfläche eine Mehrzahl erhaben von dieser wegstehender stiftartiger Vor- |
Sprünge und auf der anderen Oberfläche eine Mehrzahl von 1 Vertiefungen auf, wobei jeweils ein Vorsprung und eine J
Vertiefung in bezug auf eine durch sie hindurchgehende |
gedachte gemeinsame zentrale Achse einen gleichen Abstand <·,
zum Lochzentrum haben. ,
Der stiftartige Vorsprung eines Abstandselements kann &iacgr;
somit in die Vertiefung eines benachbarten Abstands- ·,
elements usw. hineingesteckt werden, so daß ein absolut ] gleichmäßig ausgerichteter FiIterelementenstapel ohne
jede Mühe zusammengestellt werden kann, wobei vorzugsweise dabei die Vorsprünge und die Vertiefungen eine gleiche
Querschnittsform aufweisen.
Das Abstandselement selbst weist im Bereich seines äußeren Umfangs einen äußeren umlaufenden Rand an beiden
Oberflächen auf, wobei einer der Ränder wenigstens um die Dicke eines Filterelements in bezug auf die
M a'chennormai e der Oberfläche hÖ'her ist als der andere,
so daß in diese durch den etwas höheren Rand gebildete Vertiefung ein Filterelement (Membrankissen) eingelegt
Werden kann* Das Filterelement liegt dabei mit seinen
äußeren Membranfolien vorzugsweise auf den Vorsprüngen
auf, kommt also nicht in unmittelbaren Kontakt mit den
Oberflächen ,
Das Abstandselement selbst kann beispielsweise aus jedem
beliebigen geeigneten Werkstoff bestehen, der dem Abstandselement bei geringem Gewicht eine hohe Festigkeit
gibt.
Vorteilhafterweise besteht das Abstandselement aus
Kunststoff, vorzugsweise ABS wobei ABS in einem Bereich, wo eine hohe Qualität des Perrneats, beispielsweise
Tririkwasserqualitat oder auch Reinstwasserqualitat
gefordert wird, besonders geeignet ist.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgenden schematischen Zeichnungen anhand eines Ausflihrungsbeispiel es beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 im Schnitt eine Vorrichtung zum Filtern und Trennen eines Strömungsmediums, in
der eine Mehrzahl von Abstandselementen und Filterelementen einen Fi1terelementenstapel bilden,
Fig. 2 einen Schnitt des Abstandselements entlang der Linie A-B von Fig. 6,
Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Darstellung von Fig. 2 im Schnitt im vergrößerten
Maßstab.
»ti
13
Fig'i 4 einen Ausschnitt des Randbereichs des
Abstandselements im Bereich seines zentralen Loches in nochmals Vergrößertem Maßstab in der Draufsicht,
Fig. 5 einen Schnitt durch einen Steg in der Darstellung der Fig» 4,
Fig. 6 eine Ansicht auf das Abstandselement von oben - Seite B -s
Fig. 7 eine Ansicht auf das in Fig* 6 dargestellte Abstandselement von unten
Seite A -,
Fig. 8a
und 8b eine Ausführungsform eines Vorsprungs im Schnitt und in der Draufsicht und
Fig. 9a
und 9b einen Schnitt durch eine andere AusfüV*-
rungsform des Vorsprungs und eine
Eine Vorrichtung zum Filtern und Trennen von Strömiitngsmedien durch Umkehrosmose und Ultrafiltration ist
beispielsweise in Fig. 1 dargestellt, wobei in dieser
Vorrichtung 10 eine Mehrzahl von Filterelementen 13
und Austandselementen 11 zusammengestapelt einen
Fi1terelementenstapel vorbestimmter Länge bilden.
Die Vorrichtung 10 wird zum besseren Verständnis des Aufbaus des Abstandselements 11 im Zusammenwirken mit
einem Filterelement 13 in Form eines Membrankissen kurz erläutert. Die Vorrichtung 10 weist im wesentlichen ein rohrförmig&s Gehäuse 102 auf. In das Gehäuse
··· i 4 0
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s &iacgr; f f &iacgr; f r &iacgr; &iacgr; «
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14
102 sind abwechselnd Abständseiemente 11 und Filterelemente 13 eingesetzt, d„ h. zwischen jedem Abstandselement
11 liegt ein Filterelement 13. Lediglichp an
beiden Enden des so gebildeten Fi1terelementenstapels
Weist das Abstandselement 11 kein Filterelement 13
auf. Am anschlußseitigen Ende des Fi1terelementenstapels
ist eine Anschlußscheibe 105 vorgesehens am entgegengesetzten Ende des Fi1terelementenstapels eine
Endscheibe 106. Auf die Anschlußscheibe 105 ist ein äußerer Anschlußendflansch 107 aufgesetzt, während auf
der Endscheibe 106 ein äußerer Endflansch 108 aufgesetzt ist. Der Fi1terelementenstapel und die übrigen
vorgenannten Elemente werden durch einen zentralen Spannbolzen 103 zusammengehalten, der durch entsprechende
zentrale Löcher dieser Elemente hindurchgeht, wobei beiderseits Muttern 104 und 111 auf entsprechenden
beidseitigen Gewindeansätzen des zentralen Spannbolzens 103 die Einheit im Inneren des Gehäuses 102
zusammenhalten. Durch den Anschlußendflansch 107 und
die Endscheibe gehen ein Zulauf 109 für rMe Zufuhr von Strömungsmedium 15 und ein Ablauf für das austretende
Strömungsmedium 15 hindurch.
Ein durch den Zulauf 109 eintretendes Strömungsmedium 15 tritt in den Innenraum des Gehäuses 112 ein und
zwar in den Spalt zwischen dem Fi 1 terelementenstapel und der Innenwandung des Gehäuses 102. Das Strömungsmedium
gelangt in diesem Spalt in den Raum, der zwischen der Eridschefbe 106 und dem daran angrenzenden
Abstandselement gebildet wird. Das Strömungsmedium tritt durch die öffnungen 14 im Abstandselement ein
und fließt längs der inneren Oberfläche 119 des Abstandselements 11, wird von dort im Bereich des
Randes 34 um ein zwischen dem Abstandselement und dem benachbarten Abstandselement eingelegtes Filterelement
13 umgelenkt und läuft wieder zurück in Richtung des
15
Zentrums, um erneut durch die Öffnung 14 des zweiten Abstandselements 11 hindurchzufließen. Von dort an
wiederholt sich die Umlenkung des Strömungsmittelf1 us- ;
ses in gleicher Weise bei den angrenzenden Abstandselementen 11 des gesamten Fi 1 terelementenstapels. Aus
den zum zentralen Permeatabf1ußloch bzw. zur Permeatabflußrinne gerichteten Stirnseiten des Filterelementes (Membrankissen) tritt das Permeat aus und gelangt
längs geeigneter Fließkanäle, was im einzelnen noch ; weiter unten beschrieben wird, längs dem zentralen i
Spannbolzen 103 fließend, aus dem Permeatablauf zur \
weiteren Verarbeitung nach draußen. Das konzentrierte Strömungsmedium 15 gelangt, nachdem es den gesamten
Fi 1 terel ementenstapel quasi mäanderfcrmig durchlaufen
hat, in einen ringförmigen Sammelbereich, der im der
Anschlußscheibe 105 ausgebildet ist und von dort über den Ablauf 110 nach draußen. Der gesamte Filterelementenstapel wird über geeignete Dichtungen 113 im
inneren des Gehäuses 102 gehalten.
In Fig. 2 ist ein Abstandselement 11 im Schnitt dargestellt, wie es im vorbeschriebenen Fi1terelementenstapel verwendet wird. Das Abstandselement 11 weist
bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel einen
kreisförmigen Querschnitt auf und ist von zwei scheibenförmigen Oberflächen 118, 119 begrenzt. Eine Achse,
die hier durch das Lochzentrum 16 symbolisiert wird, ist die Achse eines zentralen Loches 12. Um das
zentrale Loch 12 herum weist das Abstandselement 11 eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten Öffnungen
14 auf, durch die das Strömungsmedium 15 hindurchtritt, vgl. Fig. 3 und 4, was im einzelnen noch weiter
unten beschrieben wird. Bei a&r hier beschriebenen &igr;
Aus führungshorn) sind die Öffnungen 14 auf einem !
bestimmten gedachten Kreis liegend im wesentlichen in j
&igr;* 1**4 it
16
gleichem Abstand zum Lochzentrum 16 um dieses herum angeordnet, vgl. Fig. 6 und 7.
Die Öffnungen 14 sind schlitzförmig ausgebildet, und
sind im Querschnitt trapezförmig ausgebildet. Die Längsseiten 120, 121 der schlitzförmigen Öffnungen
sind länger als die Querseiten 122, 123. In einem in radialer Richtung unmittelbar an die Öffnung 14
angrenzenden Bereich und vom Loch 12 wegweisend, verjüngt sich die Dicke des Abstandselements in
Richtung auf das zentrale Loch zu, was durch die Bezugsziffer 17 symbolisiert wird. Die unmittelbare
Spitze der Verjüngung kann im Querschnitt eine halbkreisförmige Form aufweisen.
Zwischen den voneinander beabstandeten Öffnungen 14 befindet sich jeweils ein Steg, der im wesentlichen
von den Oberflächen 118, 119 orthogonal hervorsteht.
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist das zentrale Loch 12 in seinem Randbersich mit einer Mehrzahl von Abflußlöchern
versehen. Diese Permeatabf1ußlocher 19 ragen in
eine um das Lochzentrum 16 in einem vorbestimmten Abstand herum angeordnete Permeatabflußrinne 20
hinein, vgl. Fig. 3 und 6. Die Permeatabflußrinne 20
wird dabei durch einen Ansatz 21 begrenzt, der Teil des Abstandselements 11 selbst ist. Der Ansatz 21 ist
an der einen Oberfläche 118 wegstehend von dieser ausgebi1det.
Um das zentrale Loch 12 herum ist an beiden Oberflächen 118, 119 eine umlaufende nutartige Vertiefung 22,
23 angeordnet. Diese dient zur Aufnahme von Dichtungsringen 24, 25, die beispielsweise O-Ringe sein können.
Diese Dichtungen 24, 25 sind in Fig. 3 im Haftsitz in
den nutartigen Vertiefungen 22, 23 eingesetzt
«iff # * *
• « 4 I
17
dargestellt. Der radiale Abstand 26 der Vertiefungen 22, 23 vom Lochzentrum 16 ist größer als der radiale
Abstand zwischen dem Zentrum und dem Innenrand eines zentralen Permeatabflußloches 28 des in Form eines
Membrankissens ausgebildeten Fi1terelements 13.
Das Filterelement 13 in Form eines Membrankissens, das
in bezug auf seine äußere Form hier im einzelnen nicht gesondert dargestellt ist, weist eine beliebige
kreisförmige oder vieleckige äußere Randbegrenzung auf. Das Filterelement 13 ist auf alle Fälle eine
Scheibe und hat eine solche äußere Kontur, daß es auf die eine Oberfläche 118 des Abstandsel^ments 11 gelegt
werden kann, ohne den Bereich zu einem Rand, der das Abstandselement 11 außen begrenzt, dichtend abzuschließen.
Dadurch kann, wie schon erwähnt, das Strömung5medium 15 nach dem Längsströmen an dem
Filterelement 13 umgelenkt werden und unter dem
Filterelement 13 an der Oberfläche 118 längsströmend
in die öffnungen 14 zum Durchtritt durch das Abytandselement
11 zu gelangen.
Symbolisch ist ein Filterelement 13 in Fig. 6 durch
die strichpunktiert dargestellte Linie gezeigt.
Das Filterelement 13 liegt mit seinem zentralen Loch
axial zum Lochzentrum 16 des Abstandselements 11, vgl. Fig. 7 und 3.
Auf beiden Oberflächen 118, 119 sind eine Mehrzahl erhaben von diesen wegstehenden Vorsprüngen 29 angeordnet,
was aus den Fig. 6 und 7 zumindest in einem Quadranten durch die auf den Kreislinien liegenden
Punkte symbolisch dargestellt ist. Die Vorsprünge 29 können Unterschiedlich ausgebildet sein, vgl. Fig, 8
Und 9. Bei der Darstellung gemäß den Fig, 8a» 8b
■: 18
weisen diese in einer Ebene parallel zu den Oberfläj
chen 118, 119 einen im wesentlichen tropfenförmigen
Querschnitt auf, der gemäß Fig. 8a auch in seinem Querschnitt orthogonal zu den Oberflächen, Fig. 8a,
einen Absatz aufweisen kann. Der Vorsprung gemäß den Fig. 9a, 9b weist einen in der Ebene parallel zu den
Oberflächen 118, 119 im wesentlichen kugel- oder auch kreisförmigen Querschnitt auf. Es ist denkbar, daß
entweder die eine oder die andere Form der Viyspriinge
29 auf einem Abstandselement 11 Verwendung findet, es
ist aber auch denkbar, daß sowohl die eine als auch die andere Form der Vorsprünge 29 auf einem Abstandselement
11 vorgesehen werden kann.
Gemäß den Darstellungen von Fig. 6 und 7 sind die
Vorsprünge 29 auf konzentrischen Kreisen um das Lochzentrum 16 herum angeordnet. Es ist aber auch
denkbar, diese in beliebiger anderer geeigneter Weise auf den Oberflächen 118, 119 anzuordnen.
Auch auf den im wesentlichen parallel zu den Oberflächen 118, 119 a<isgebi Ideten Oberflächen der Stege 30
können erhaben von dieser Oberfläche wegstehende ' Vorsprünge 29, vgl. insbesondere Fig. 3, vorgesehen
sein. Die Vorsprünge auf den Oberflächen der Stege sind jedoch nur so hoch, daß sie bezogen auf die
Oberflächen 118, 119 des Abstandselements 11 genauso hoch sind wie die Vorsprünge 29 auf den Oberflächen
118, 119. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das
Filterelement 13 auf den Vorsprüngen 29 abgestützt im
wesentlichen plan zu den Oberflächen 118, 119 des Abstandselements aufliegt und somit auch die Dichtungsringe 24, 25 bei genügend großer Vorspannung des
|| Querschnitts der Dichtungen 24, 25, vgl. Fig. 3
berührt.
*. >··· ·<
It I Il IfI
.....illt'rf'
19
Um den Bereich um das zentrale Loch 12 herum ist auf
einer der Außenflächen 118 eine Mehrzahl erhaben von
dieser Wegstehender stiftartiger VorsprUng§ 31 vorge=
sehen« Auf der anderen Oberfläche 119 ist ebenfalls
eine Mehrzahl von Vertiefungen 32 vorgesehen, wobei
jeweils die Vorsprünge 31 eines Abstandselements und j
eine Vertiefung 32 in bezug auf eine durch sie hin- |
durchgehende gedachte gemeinsame zentrale Achse 33 1
einen gleichen Abstand vom Löchzentifum 16 haben. Die I
ments weisen in der Regel eine gleiche Querschnitts- I
form auf, wobei bei dem hier dargestellten Ausfüh- i
rungsbeispiel der Querschnitt kreisförmig ist. Durch |
die stiftartigen Vorsprünge 31 und die Vertiefungen 32 |
jeweils auf einer Oberfläche bzw. Seite des Abstands- {
elements 11 können beliebig große Fi 1 terel emerttensta- I!
pel zusammengestellt werden, die hochgenau zueinander \,
ausgerichtet äind. j»
I Jedes Abstandselement 11 weist einen äußeren umlaufen- t
den Rand 34, 35 zu beiden Oberflächen 118, 113 auf, (
wobei einer der Ränder 34 wenigstens um die Dicke j eines Filterelements in bezug auf die Flächennormale [
der Oberfläche 118 höher ist, was sich deutlich aus ? den Fig. 2 und 3 ergibt. In diesen so gebildeten \<
scheibenförmigen Hohlraum wird, wie zuvor schon , erwähnt, das Filterelement 13 eingelegt, wobei die \
eine Oberfläche 130 des Filterelements, die gemäß Fig. ^ 3 die äußere ist, im wesentlichen plan mit dem Ansatz *
21 zu liegen kommt. Mehrere Abstandsielemente 11, wenn
sie gemäß der Darstellung von Fig. 1 zu einem Filterelementenstapel zusammengefügt sind, schließen jeweils
zwischen sich ein Filterelement 13 ein, wobei die eine
Oberfläche 131 des Filterelements auf den Vorsprüngen
29 der einen Oberfläche 118 des Ahstandselements 11
aufliegt, während es mit seiner anderen Oberfläche 130
20
auf den Vörsprüftgen 29 der anderen Oberfläche des
benachbarten Abstandselements Il aufliegt, Usw..
Wie Anfangs schön dargestellt, fließt das Strömungsmedium 15 mäanderförmig einmal auf der Oberfläche 118 in
Richtung auf die öffnungen 14 zu, vgl. Fig* 6, wird dort umgelenkt und fließt auf der Oberfläche 119, vgl.
Fig. 7 von den öffnungen 14 weg - Seite A -, um im Bereich der äußeren geschlossenen Begrenzungskanten
des Filterelements (Membrankissen) durch die zwischen
dem Rand 34 des einen Abstandselements und dem Rand 35
des anderen Abs tandseiements umgelenkt zu werden und
zurück zu fließen in Richtung der öffnungen 14 - Seite B - des benachbarten Abstandselements 11.
I Durch die Membranfolien des Filterelements 13 wird das |
Strömungsmedium 15 gefiltert oder permeiert und es jj entsteht im Raum zwischen den beiden Oberflächen 130, |
131 das Permeat, das entsprechend dem Pfeil, vgl. Fig. | 3, stirnseitig aus dem Filterelement 28 in die Permeatabflußrinne 20 austritt und von dort über die
Permeatabflußlöcher 19, längs dem Spannbolzen 103 von Fig. 1 fließend, auf geeignete Weise gesammelt aus dem
Permeatablauf 112, 111 austritt.
Aufgrund der hohen Innendrücke im Bereich zwischen den Oberflächen des Filterelements und den Oberflächen des |
Abstandselements wird eine gute Dichtung der Dichtringe 24, 25 zwischen dem Filterelement 13 und dem
zwischen dem Abstandselement und dem Filterelement jeweils gebildeten Innenraum geschaffen, so daß eine
in allen Betriebszuständen sichere Trennung zwischen dem Strömungsmediumkreislauf und dem Permeatkreislauf
sichergestellt wird.
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21
Die Abständselernente der hier beschriebenen Art lassen
sich Vorzugsweise kostengünstig und betriebssicher aus
Kunststoff herstellen* wobei sich insbesondere Poly"
styrol als Kunststoff eignete Es hat sich gezeigt* daß
sich insbesondere Acryl nitri1"Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Styrol-Acrylnitrit-Copolymere (SAN),
sowie Luran aufgrund seiner Zulässigkeit im Trinkwasserbereich besonders gut zur Bildung der Abstandselemente eignet* Es ist aber auch nicht ausgeschlossen,
daß das Abständselement äüs metallischen Werkstoffen
hergestellt wird oder aus Verbundwerkstoffen, beispielsweise aus einer Kombination von Metall und
Kunststoff.
Bezugszefcheniiste
10 | Vorri chtung | 16 | Lochzentrum |
102 | rohrförmiges Gehäuse | 17 | Verjüngung |
103 | zentraler Spannbolzen | 18 | Steg |
104 | Mutter | 19 | Permeatabfluß- |
105 | Anschlußflansch | loch | |
106 | Endscheibe | 20 | Permeatabfluß- |
107 | Anschlußendlfansch | rinne | |
108 | Endflansch | 21 | Ansatz |
109 | ZuI auf | 22 | Vertiefung |
110 | Ablauf | 23 | Vertiefung |
111 | Mutter | 24 | Dichtungsring |
112 | Permeatablauf | 25 | Dichtungsring |
113 | Dichtung | 26 | Abstand |
118 | Oberfläche | 27 | Abstand |
119 | Oberfläche | 28 | Loch |
12 | Loch | 29 | Vorsprung |
120 | Längsseite | 30 | Stegoberfläche |
121 | Längssei te | 31 | Vorsprung |
122 | Querseite | 32 | Verti efung |
123 | Querseite | 33 | Achse |
13 | Fi1terelement | 34 | Rand |
130 | Oberfläche | 35 | Rand |
131 | Oberflache | ||
14 | Öffnung | ||
15 | Strömungsmedium |
Ii »>&igr;· >· ·* > «I riii
al ■· «· 4 *i f i«
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Claims (1)
- PATENTANWÄLTE1: .··.—:
NIEDMERS S'SCFIONING""' :JESSENiSTRASSE 4 D-2000 HAMBURG 50 TELEFON (040) 389 35 01 TELEX 2 166 426 pahn dDIPL.-PHYS. OLE NlEDMERS DIPL-ING. HANS W. SCHONlNC EUROPEAN PATENT ATTORNEYJürgen Mohn, Wohltorfer Straße 68, 2057 Reinbek und Wilhelm Heine, Knickberg 1 b, 2100 Hamburg 90Abstandselement zur Führung von Strömungsmedien t-an 5 &rgr; r/i c h_e \_1. Abstandselement zur Führung von Strömungsmedien, \ insbesondere bei Vorrichtungen zum Filtern undTrennen der Strömungsmedien durch Umkehrosmose und Ultrafiltration, wobei jeweils zwischen zwei im wesentlichen scheibenförmig ausgebildeten, mitk » einem zentralen Loch versehenen Abstandselementen,die vom Strömungsmedium umflossen werden, ein! Filterelement eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (11) um das zentrale Loch (12) heru^i mit einer Mehrzahl von zueinander beabstandeten Offnungen versehen ist, durch die das Strömungsmedium (15) hindurchtritt.2. Abstandselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (14) schlitzförmig ausgebildet sind und die Längsseiten (120, 121) der Schlitze, die langer als deren Querseiten (122,(SOMMERZÖÄNK -HAMBURG, BLZ 200 <tb.QÖo| NR5^/1^00i/i, PO.5T.GIRO HAMBURG, BLZ- 2Ö01ÖÖ 2&Oacgr;, NR. 130 48-205123) sind, sich im wesentlichen radial vom Lochzentrum (16) weg erstrecken.3. Abstandselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (14) eine trapezförmige Querschnittsform haben.4. Abstandselement nach einem oder beiden der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß e. eine im in radialer Richtung unmittelbar an die öffnung (14) angrenzenden, vom Loch (12) wegweisenden Bereich in Richtung auf d's Loch (12) sich verjüngende (17) Dicke aufweist.5. Abstandselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen zwei voneinander beabstandeten öffnungen (14) ein von den beiden Abstandselementoberflächen (118, 119) jeweils hervorstehender Steg (18) angeordnet ist.6. Abstandselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das' Loch (12) in seinem Randbereich mit einer Mehrzahlvon Permeatabflußlöchern (19) versehen ist, die in eine um das Lochzentrum (16) in einem vorbestimmten Abstand herum angeordnete Permeatabflußrinne (20) für das aus dem Filterelement (13) stirnseitig heraustretende Permeat hineinragen.7. Abstandselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Permeatabf 1 ucSrinne (20) durch einen an der Oberfläche (11S) des Abstandselements (10) ausgebildeten und von ihr Wegstehenden Ansatz"; (21) begrenzt wird,4*41 t *t t t i C S t &psgr; i - iit · * rf t· « Ii ·Abstäridseiemeht nach einem öder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,- daß um das zentrale Loch (12) herum an beiden Oberflächen (118 j Ü9) eine umlaufende nutartige Vertiefung (22, 23) zur Aufnahme von Dichtungsringen (24, 25) ausgebildet ist, wobei der radiale Abstand (26) der Vertiefungen (22ä 23) zum Lochzentrum (16) großer als der radiale Abstand (27) zwischen dem Zentrum Und dem Innenrand eines zentralen Loches (28) des Filterelements (13) ist*9. Abstandselement nach einem oder mehreren der jjj Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf | wenigstens einer seiner Oberflächen (118, 119) eine ! Mehrzahl von erhaben von der Oberfläche (118, 119) wegstehenden Vorsprüngen (29) vorgesehen ist,.10. Abstandselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der im wesentlichen parallel 2u den Oberflächen (118, 119) ausgebildeten Oberfläche des Steges (30) jeweils wenigstens ein erhaben von dieser wegstehender Vorsprung (29) vorgesehen ist.&ugr;« Abstandselement nach einem oder beiden der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (29) in einer Ebene parallel zu den | Oberflächen (118, 119) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. *12. Äbstandselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (29) in einer Ebene parallel zu derv Oberflächen (118, 119) einen im wesentlichen tropfenförmigen Querschnitt aufweisen.III!&Igr;3&igr; Abstandseiement nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12* dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprllnge (29) in einer Ebene parallel zu den Oberflächen (118* 119) einen im wesentlichen kugelförmigen Querschnitt aufweisen.14. Abstandselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bereich unmittelbar um das zentrale Loch (12) herum auf der einen Oberfläche (118) eine Mehrzahl erhaben von dieser wegstehender stiftartiger Vorsprünge (31) und auf der anderen Oberfläche (119) eine Mehrzahl von Vertiefungen (32) vorgesehen ist, wobei jeweils ein Vorsprung (31) und eine Vertiefung (32) in bezug auf eine durch sie hindurchgehende gedachte gemeinsame zentrale Achse (33) einen gleichen Abstand vom Lochzentrum (16) haben.15. Abstandselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (31) und die Vertiefungen (32) eine gleiche Querschnittsform aufweisen .16. Äbstandselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dieses einen äußeren umlaufenden Rand (34, 35) an seinen beiden Oberflächen (118, 119) aufweist, wobei einer der Ränder (34) wenigstens um die Dicke eines Filterelements (13) in bezug auf die Flächennormale der Oberfläche (118) höher ist.17. Abstandselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Kunststoff besteht.&Iacgr; ·44« * Mt If i * {> *18. Abstaridselenient nach Anspruch 17, dadurch gekenn· zeichnet* daß de^ Kunststoff Polystyrol ist*19. Abstanciselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der kunststoff Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS) ist.20. Äbstandselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der kunststoff Styrol-Acrylnitrit-Copolymere (SAN) ist.* Abstandselement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Luran ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8709105U DE8709105U1 (de) | 1987-05-07 | 1987-07-01 | Abstandselement zur Führung von Strömungsmedien |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873715183 DE3715183A1 (de) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | Abstandselement zur fuehrung von stroemungsmedien |
DE8709105U DE8709105U1 (de) | 1987-05-07 | 1987-07-01 | Abstandselement zur Führung von Strömungsmedien |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8709105U1 true DE8709105U1 (de) | 1987-10-29 |
Family
ID=25855299
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DE8709105U Expired DE8709105U1 (de) | 1987-05-07 | 1987-07-01 | Abstandselement zur Führung von Strömungsmedien |
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Country | Link |
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DE (1) | DE8709105U1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0531576A1 (de) * | 1991-09-13 | 1993-03-17 | Dt Membranfilter Vertriebs Gmbh | Vorrichtung und Gehäuse zum Filtern und Trennen von Strömungsmedien |
EP0668097A2 (de) * | 1994-02-18 | 1995-08-23 | Dt Membranfilter Vertriebs Gmbh | Vorrichtung zum Filtern und Trennen von Strömungsmedien mittels nach Art von Membrankissen ausgebildeten Filterelementen |
EP0707884A1 (de) * | 1994-10-21 | 1996-04-24 | Dt Membranfilter Vertriebs Gmbh | Vorrichtung zum Filtern und Trennen von insbesondere biologisch-organischen Strömungsmedien mittels nach Art von Membrankissen ausgebildeten Filterelementen |
-
1987
- 1987-07-01 DE DE8709105U patent/DE8709105U1/de not_active Expired
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0531576A1 (de) * | 1991-09-13 | 1993-03-17 | Dt Membranfilter Vertriebs Gmbh | Vorrichtung und Gehäuse zum Filtern und Trennen von Strömungsmedien |
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EP0668097A3 (de) * | 1994-02-18 | 1996-06-12 | Dt Membranfilter Vertrieb | Vorrichtung zum Filtern und Trennen von Strömungsmedien mittels nach Art von Membrankissen ausgebildeten Filterelementen. |
EP0707884A1 (de) * | 1994-10-21 | 1996-04-24 | Dt Membranfilter Vertriebs Gmbh | Vorrichtung zum Filtern und Trennen von insbesondere biologisch-organischen Strömungsmedien mittels nach Art von Membrankissen ausgebildeten Filterelementen |
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