DE8905810U1

DE8905810U1 - Spacer element for directing flow media

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Publication number: DE8905810U1
Application number: DE8905810U
Authority: DE
Original assignee: DT MEMBRANFILTER-VERTRIEBSGESELLSCHAFT MBH 2102 HAMBURG DE
Current assignee: DT MEMBRANFILTER-VERTRIEBSGESELLSCHAFT MBH 2102 HAMBURG DE
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1989-08-03

Description

JESSENSTRASSE 4 - D-2000 HAMBURC 50 · TEL (040) 3893501 · FAX 3893502 · TELEX 2166426 pahnd

DIPL-PHYS. OLE NIECMERS DIPL-INC. HANS W. SCHÖNINC EUROPEAN PATENT ATTORNEYSDIPL-PHYS. OLE NIECMERS DIPL-INC. HANS W. SCHÖNINC EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

DT Membranfilter Vertriebs GmbH, StenzelMng J4 a, 2102 93DT Membranfilter Vertriebs GmbH, StenzelMng J4 a, 2102 93

Abstandse^Tement zur Lenkung von Strömungsmedien Beschreibung Distance ^element for directing flow media Description

Die Erfindung betrifft ein Abstandselement zyr Lenkung von Strömungsmedien, Insbesondere bei Vorrichtungen zum Filtern und Trennen Cer Strömungsmedien durch Ultrafiltration« Mikrofiltration und Umkehrosmose, wobei jeweils zwischen zwei 1m wesentlichen scheibenförmig ausgebildeten Abstandselementen, die vom Strömungsmedium umflossen werden, ein Filterelement eingeschlossen 1st.The invention relates to a spacer element for directing flow media, in particular in devices for filtering and separating flow media by ultrafiltration, microfiltration and reverse osmosis, wherein a filter element is enclosed between two essentially disk-shaped spacer elements around which the flow medium flows.

Eine mehrteilige Einrichtung zum Einschließen von Filterelementen 1st z. 8. aus der Vorrichtung zum Trennen und Filtern von Strömungsmedien bekannt (DE-OS 33 27 431),A multi-part device for enclosing filter elements 1 is known, for example, from the device for separating and filtering flow media (DE-OS 33 27 431),

wobei dort jede einzelne F1ltere1nhe1t eines In beliebiger Anzahl zusammengestellten FHterelementenstapels aus einer Trägerplatte, einer Leitplatte und einer zwischen diesen beiden Platten eingeschlossenen Membran besteht. Die Membran 1st an Ihrem Umfang bei dieserwhere each individual filter unit of a filter element stack assembled in any number consists of a carrier plate, a guide plate and a membrane enclosed between these two plates. The membrane is

COMMERZBANK AC, BLZ 20040000,WR. Ö6tt6p&V DfLfTSfHE BANK AC, BLZ 20070000, NR. 6565675 POSTOIRO'HAMBURC, BtZ 20010020, NR. 13048-205COMMERZBANK AC, BLZ 20040000,WR. Ö6tt6p&V DfLfTSfHE BANK AC, BLZ 20070000, NO. 6565675 POSTOIRO'HAMBURC, BtZ 20010020, NO. 13048-205

bekannten Vorrichtung mit dem Umfang der Trägerplatte Innerhalb einer axialen Durchtrittsöffnung verklebt.known device with the circumference of the carrier plate Glued within an axial passage opening.

Man spricht bei einem derartigen bekannten kompakten Aufbau der Fiitereinheiten zu einem Filterelementenstapei von einem sogenannten Scheibenmodul, wobei aufgrund des Aufbaus der einzelnen FI. 'Unreinheiten die Scheiben eine verhältnismäßig große E1genstab111tät aufweisen und verhältnismäßig druckstabil ausgebildet sein müssen, da die Art der dort verwendeten Membranfilter dieses zwingend verlangen.Such a known compact structure of the filter units to form a filter element stack is referred to as a so-called disk module, whereby due to the structure of the individual filter elements, the disks have a relatively high level of resistance and must be designed to be relatively pressure-stable, since the type of membrane filter used there absolutely requires this.

Aufgrund der Konstruktion der bekannten Abstandseiemente und der Vorrichtungen, Iu denen diese bekannten Ab-Standselemente eingesetzt werden, tritt zwischen dem Einlaß (Rohlösung) und dem Auslaß (Rententat) des Strömungsmediums in den Vorrichtungen ein erhebliches Partialdruckgefälle auf, da das Strömungsmedium diese Vorrichtungen In der Regel nach Art einer Reihenschaltung mäanderförmig an den von den Abstandselementen bzw. Scheiben gehaltenen Membranfiltern vom Einlaß zum Auslaß durchläuft. Ein wesentlicher Grund des sich in der Regel nachteilig auswirkenden erheblichen Partialdruckgefälles Hegt darin, daß die eigentliche Membran unmittelbar auf der Trägerplatte und/oder auf der Leitplatte aufliegt, so daß das Strömungsmedium beim Durchfließen des FUterelementenstapels In zunehmendem Maße gehemmt wird.Due to the design of the known spacer elements and the devices in which these known spacer elements are used, a considerable partial pressure gradient occurs between the inlet (raw solution) and the outlet (raw solution) of the flow medium in the devices, since the flow medium usually flows through these devices in a meandering manner in series on the membrane filters held by the spacer elements or discs from the inlet to the outlet. A major reason for the considerable partial pressure gradient, which usually has a detrimental effect, is that the actual membrane rests directly on the carrier plate and/or on the guide plate, so that the flow medium is increasingly inhibited as it flows through the feed element stack.

Für bestimmte Anwendungsfälle eigenen sich auf Selten der Vorrichtungen weder die bekannten Abstandselemente, gebildet aus Trägerplatte und Leitplatte, auf denen bisher die Membran aufliegt, noch die bis dahin üblichweise verwendeten Membranen.For certain applications, neither the known spacer elements, consisting of a carrier plate and a guide plate, on which the membrane previously rests, nor the membranes commonly used up to that point are suitable for the devices.

Et 1st auch eine Vorrichtung bekannt geworden (DE-OS. 33 ';; 47 263), bei der sogenannte Membrankissen verwendet wer-A device has also become known (DE-OS. 33 '; 47 263) in which so-called membrane cushions are used.

den, die aus zwei äußeren Membra.ifoHen bestehen,, diewhich consist of two outer membranes, which

hermetisch an Ihren Außenkanten «trömungemitteldicht abgeschlossen sind und bei denen das Permeat zu einem 1m MembranMiten ausgebildeten Loch fließt, das beispielsweise 1m wesentlichen mittig Im Membrankissen angeordnet 1st (aber nicht muß) und von dort geeignet gesammelt zu einem Permeatabfluß gegeben wird.are hermetically sealed at their outer edges in a "flow-tight manner" and in which the permeate flows to a hole formed in the middle of the membrane, which is arranged, for example, essentially in the middle of the membrane cushion (but does not have to be) and from there is suitably collected and fed to a permeate drain.

The previously known devices, the usual Mamhrtnan yo r-wonrje &eegr;. lind for the cooperation with the

vorbeschriebenen Membrankissen nicht geeignet, da bei diesen ein be1dse1t1ges Umströmen des Membrankissens, um gerade die Vorteile des symmetrisch ausgebildeten Membrankissens auszunutzen, nicht möglich 1st. Es hat Versuche gegeben, dabei das Membrankissen Über einen aus einem Gewebe oder einem Vlies bestehenden Distanzhalter auf einer Trägerplatte oder Leitplatte aufliegen zu lassen. Durch diese Maßnahme wird aber die eine aktive Oberflüche des Membrankissens 1n bezug auf Ihre Filterwirkung praktisch nicht ausgenutzt mit der Folge einer erheblichen Leistungsverminderung bzw. N1chtausnutzung der an sich gegebenen guten Trennleistung derartiger Membrankissen.The membrane cushions described above are not suitable because they do not allow the air to flow around the membrane cushion in order to exploit the advantages of the symmetrically designed membrane cushion. Attempts have been made to allow the membrane cushion to rest on a carrier plate or guide plate using a spacer made of fabric or fleece. However, this measure means that the active surface of the membrane cushion is practically not used in terms of its filtering effect, resulting in a significant reduction in performance or non-utilization of the good separation performance of such membrane cushions.

Es 1st Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abstandselement zu schaffen, das ein gutes Umströmen des auf dem Abstandselement angeordneten F1Iterelements In Form eines Membrankissens gestattet, so daß auch eine Parallelschaltung von Membrankissen 1n einer Vorrichtung und/&ogr; o'er eine Reihenschaltung mehrerer Pakete parallel geschalteter Membrankissen möglich 1st, um den Druckabfall des Strömungsmediums zwischen Zulauf und Ablauf zu minimieren, wobei das Membrankissen 1m wesentlichen differenzdruckstabii aufgenommen werden soll.It is the object of the present invention to create a spacer element that allows good flow around the filter element arranged on the spacer element in the form of a membrane cushion, so that a parallel connection of membrane cushions in a device and/or a series connection of several packages of parallel-connected membrane cushions is possible in order to minimize the pressure drop of the flow medium between the inlet and outlet, whereby the membrane cushion is to be accommodated in a substantially differential pressure-stable manner.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das Abstandselement wenigstens eine 1n seinem Randbereich Im Scheibenkörper ausgebildete Durchtrittsöffnung fUr dasThe object is achieved according to the invention in that the spacer element has at least one passage opening formed in its edge region in the disc body for the

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Strömungsmedium aufweist und auf wenigstens einer seiner scheibenförmigen Oberfläche eine Mehrzahl von erhaben von der Oberfläche wegstehenden VorsprUngen vorgesehen 1st, auf denen das nach Art eines Membrankissens ausgebildete, vom Strömungsmedium beidseitig umfiossene Filterelement aufliegt.Flow medium and on at least one of its disk-shaped surfaces a plurality of projections protruding from the surface are provided, on which the filter element, designed in the manner of a membrane cushion and surrounded by the flow medium on both sides, rests.

Der Vorteil des erf1ndungsgema"ßen Abstandselements Hegt 1m wesentlichen darin, daß das als Rohlösung die Membrankissen 1m wesentlichen vollständig flKchig von der einen zur anderen Seite und beidseitig Überstreichende Strömungsmedium praktisch nicht 1m Strömungsfluß gehindert wird, da die VorsprUnge nur eine Infinitesimal kleine Berührungsfläche mit dem Membrankissen haben und so der Strom des Strömungsmediums nicht behindert wird, wodurch sich ebenfalls keine den Fluß des Strömungsmediums und die Filterwirkung des Membrankissens behindernden anorganischen Ablagerungen bilden können, deren Aufbau, wie man es bei Berührungsflächen von Trägern mit der Membraneinrichtung bisher kannte, verhindert werden.The advantage of the spacer element according to the invention lies essentially in the fact that the flow medium, which as a raw solution sweeps over the membrane cushions essentially completely from one side to the other and on both sides, is practically not hindered in its flow, since the projections only have an infinitesimally small contact surface with the membrane cushion and thus the flow of the flow medium is not hindered, whereby no inorganic deposits can form which hinder the flow of the flow medium and the filtering effect of the membrane cushion, the formation of which is prevented, as was previously known with contact surfaces of supports with the membrane device.

Um die Membrankissen, die 1n der Regel am Außenumfang miteinander verschweißt sind, gut zwischen den Abstandselementen fixiert halten zu können, 1st es vorteilhaft, die Vorsprlinge unterschiedlich hoch auszubilden, d.h. am Randbereich, 1m Bereich der Schweißnaht des Membrankissens höher, so daß das Membrankissen dort ebenfalls sicher fixiert werden kann.In order to be able to keep the membrane cushions, which are usually welded together on the outer circumference, securely fixed between the spacer elements, it is advantageous to design the projections at different heights, i.e. higher at the edge area, in the area of the weld seam of the membrane cushion, so that the membrane cushion can also be securely fixed there.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die VorsprUnge 1n einer Ebene parallel zu den Oberflachen mit einem 1m wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ausgebildet, bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung weisen die VorsprUnge In der Ebene parallel zu den Oberflächen einen Im wesentlichen kugelförmigen Querschnitt auf, der aber auch vorzugsweise 1m wesentlichen tropfenförmig ausgebildet sein kann, wobei derAccording to an advantageous embodiment of the invention, the projections are formed in a plane parallel to the surfaces with a substantially circular cross-section, in another advantageous embodiment, the projections in the plane parallel to the surfaces have a substantially spherical cross-section, which can also preferably be formed in a substantially drop-shaped manner, wherein the

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tropfenförmige Querschnitt weltgehend eine WIrbelb11 dung bei dem an 1hm entlangströmenden Strömungsmedium verhindert und einen Druckverlust reduziert.drop-shaped cross-section largely prevents vortex formation in the flow medium flowing along 1hm and reduces pressure loss.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des Abstandselements weist dieses einen Süßeren, 1m wesentlichen umlaufenden Rand an seinen beiden Oberflüchen auf, wobei vorzugsweise einer der Runder wenigstens um die Dicke eines Filterelemente 1n be2ug ayf die F1£chenr>prmaie der Oberfläche höher 1st.In another advantageous embodiment of the spacer element, it has a smaller, substantially circumferential edge on both of its surfaces, whereby preferably one of the edges is at least the thickness of a filter element in order to increase the surface area.

Es sei 1n diesem Zusammenhang darauf verwiesen, daß das Abstandselement keineswegs zwingend als 1m wesentlichen kreisförmig ausgebildete Scheibe ausgestaltet sein muß. Vielmehr richtet sich der Aufbau des Abstandselements In bezug auf seine Süßeren Konturen, d. h. als Kreis, als beliebig geeignetes Vieleck oder dgl., nach der Art des Einsatzes des Abstandselements 1n der Vorrichtung. So kann auch das als Membrankissen ausgebildete Filterelement beliebige geeignete Süßere Konturen haben, beispielsweise als Kreis, als Vieleck oder dgl., wobei die äußere Kontur des gewählten Abstandselements nicht zwingend mit der äußeren Kontur des darin aufgenommenen Membrankissens Übereinstimmen muß. So hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, das Abstandselement Im wesentlichen kreisscheibenförmig auszubilden, während das darin aufgenommene Membrankissen beispielsweise vorteilhafterweise eine achteckige Kontur aufweist.In this context, it should be noted that the spacer element does not necessarily have to be designed as a substantially circular disk. Rather, the structure of the spacer element in terms of its contours, i.e. as a circle, as any suitable polygon or the like, depends on the type of use of the spacer element in the device. The filter element designed as a membrane cushion can also have any suitable contours, for example as a circle, as a polygon or the like, whereby the outer contour of the selected spacer element does not necessarily have to match the outer contour of the membrane cushion accommodated therein. It has therefore proven advantageous to design the spacer element essentially as a circular disk, while the membrane cushion accommodated therein advantageously has an octagonal contour.

Das Abstandselement selbst kann grundsätzlich aus jedem beliebigen geeigneten Werkstoff bestehen, der dem Abstandselement bei geringem Gewicht eine hohe Festigkeit und eine leichte Herstellbarkelt gibt.The spacer element itself can in principle be made of any suitable material that gives the spacer element high strength and easy manufacture while being lightweight.

Vorteilhafterweise besteht das Abstandselement aus Kunststoff, vorzugsweise ABS, wobei ABS 1n einem Bereich, In dem eine hohe Qualität des Permeats, beispielsweiseAdvantageously, the spacer element is made of plastic, preferably ABS, whereby ABS is used in an area in which a high quality of the permeate, for example

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Trinkwasser- oder auch ReinstwasserqualitKt Gefordert wird, besonders geeignet 1st.Drinking water or ultrapure water quality is required, particularly suitable.

I; The spacer element can also be made of normal polystyrene

oder auch aus Luran bestehen.or made of Luran.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgenden schematischen Zeichnungen anhand eines AusfUhrungsbeispieies beschrieben. Darin zeigen:The invention will now be described with reference to the following schematic drawings using an exemplary embodiment. In them:

F1g. 1 eine Draufsicht auf ein Abstandselement mit angedeuteter Strömungsrichtung des Strömungsmediums (Rohlösung), Fig. 1g. 1 a top view of a spacer element with indicated flow direction of the flow medium (raw solution),

Flg. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-B von Fig. 1.Fig. 2 is a section along the line A-B of Fig. 1.

Flg. 3 einen Teilschnitt entlang der Linie C-D von , F1g. 1 1n vergrößertem Maßstab undFig. 3 is a partial section along the line C-D of , Fig. 1 1n enlarged scale and

Flg. 4 einen Schnitt durch eine Vorrichtung mit zwei Paketen parallel geschalteter, zwischen den Abstandselementen aufgenommener Membrankissen, wobei die beiden Pakete in Reihe geschaltet sind.Fig. 4 shows a section through a device with two packs of membrane cushions connected in parallel and accommodated between the spacer elements, where the two packages are connected in series.

Eine Vorrichtung 10 zum Filtern und T>?nnen von Strö mungsmedien 19 durch Umkehrosmose und Ultrafiltration ist , beispielsweise in Fig. 4 dargestellt, auf die nachfolgendA device 10 for filtering and filtration of flow media 19 by reverse osmosis and ultrafiltration is shown, for example, in Fig. 4, to which

zunächst Bezug genommen wird. In dieser Vorrichtung 10reference is made first. In this device 10

' ist eine Mehrzahl von Filterelementen 12 und Abstands-' is a plurality of filter elements 12 and spacer

Ü elements 11 are stacked together to form a filter

en elementenstapel vorbestimsiter Lange,an element stack of predetermined length,

&eegr; Die Vorrichtung 10 wird zum besseren Verständnis des &eegr; The device 10 is used for a better understanding of the

Structure of the spacer element 1m interaction with Fil

terelementen 12 in Form von Membrankissen erläutert. Dieterelements 12 in the form of membrane cushions. The

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Vorrichtung 10 weist im wesentlichen ein rohrförmiges Gehäuse 101 auf. In das Gehäuse 101 sind abwechselnd Ab- | Standselemente 11 und Filterelemente 12 eingesetzt, d. h. I zwischen jedem der Abstandselemente 11 Hegt ein Filter- i element 12. Lediglich an beiden Enden des so gebildeten A Filtereiemtenstapels weist das Abstandselement kein FII- ;/ terelement 12 auf. Am anschlußseitigen Ende des 3; FiIterelementenstapels 1st ein Anschlußflansch 104 vorgesehen, am entgegengesetzten Ende des ;.' Filtereiementenstapels ein Endflansch 105. Der S Fiiterelementenstapel und die beiden Flanschen 104, 105 § werden durch einen zentralen Spannbolzen 102 zusammenge- &iacgr; halten, der durch entsprechende zentrale Löcher aller vorgenannten Elemente hindurchgeht, wobei beiderseits des F11terelementenstapels der Spannbolzen 102 mit Muttern 103, von denen hler aus VereinfachungsgrUnden lediglich eine gezeigt 1st, versehen 1st, die den Filterelementstapel zusammenhalten. Der Filterelementenstapel wird Über Dichtungen 109 gegenüber dem rohrförmigen Gehäuse 101, 1n den der Filterelementenstapel eingesetzt 1st, auf bekannte Welse abgedichtet. fDevice 10 essentially has a tubular housing 101. Spacer elements 11 and filter elements 12 are alternately inserted into the housing 101, ie there is a filter element 12 between each of the spacer elements 11. Only at both ends of the filter element stack thus formed does the spacer element not have a filter element 12. A connection flange 104 is provided at the connection-side end of the filter element stack, and an end flange 105 is provided at the opposite end of the filter element stack. The filter element stack and the two flanges 104, 105 are joined together by a central clamping bolt 102. which passes through corresponding central holes of all the aforementioned elements, whereby on both sides of the filter element stack the clamping bolt 102 is provided with nuts 103, of which only one is shown for reasons of simplification, which hold the filter element stack together. The filter element stack is sealed in a known manner via seals 109 with respect to the tubular housing 101, into which the filter element stack is inserted.

Im Anschlußflansch 104 1st eine Öffnung fUr den Eintritt des eine zu trennende Rohlösung darstellenden Strömungsmediums 19 sowie ein Ablauf 108 fUr das Permeat und ein Ablauf 107 fUr das Retentat vorgesehen.In the connecting flange 104, an opening is provided for the entry of the flow medium 19 representing a raw solution to be separated, as well as an outlet 108 for the permeate and an outlet 107 for the retentate.

Ober die Im Anschlußflansch 104 vorgesehene Zulauföffnung 106 tritt das Strömungsmedium 19 1n den Innenraum des Gehäuses 101 ein und zwar 1n den Spalt zwischen dem Filterelementenstapel und der Innenwandung des Gehtfuses 101. Das Strömungsmedium 19 gelangt 1n diesem Spalt 1n den Raum, der zwischen dem Endflansch 105 und dem daran angrenzenden Abstandselement 11 gebildet wird, und zwar dem Strömungsmedium 19 folgend, dai Im Inneren der Vorrichtung 10 durch die Pfeil· 19 symbolisiert wird.The flow medium 19 enters the interior of the housing 101 via the inlet opening 106 provided in the connection flange 104, namely into the gap between the filter element stack and the inner wall of the housing 101. The flow medium 19 enters this gap into the space formed between the end flange 105 and the adjacent spacer element 11, namely following the flow medium 19, which is symbolized by the arrow 19 inside the device 10.

Das bei Betrachtung der Flg. 4 In der Vorrichtung 10 zuoberst angeordnete Abstandselement 11 weist nur eine In seinem Randbereich 16 Im Scheibenkörper ausgebildete Durchtrittsöffnung 18 fUr das Strömungsmedium auf. Insofern gelangt das Strömungsmedium 19 durch diese Durchtrittsöffnung 18 In eine zwischen zwei Abstandselementen 11 gebildete Kammer 23 une% d§ sine Mehrzahl von Abstandselementen 11 derart angeordnet 1st» dag -als Durchtrittsöffnung 18 Übereinander angeordnet sirwS 1n die darunter Heuenden Kammern 23 der jeweils benachbarten A&stsadsslsftente 11.The spacer element 11 arranged at the top in the device 10 when looking at Fig. 4 has only one passage opening 18 for the flow medium formed in its edge region 16 in the disk body. In this respect, the flow medium 19 passes through this passage opening 18 into a chamber 23 formed between two spacer elements 11 and a plurality of spacer elements 11 are arranged in such a way that they form a passage opening 18 one above the other in the chambers 23 of the adjacent spacer elements 11 below.

Im vorliegenden Fall, vgl. Fig. 4, wird ein Paket von fUnf derart miteinander verbundenen Abstandselementen 11 gebildet.In the present case, see Fig. 4, a package of five spacer elements 11 connected to one another in this way is formed.

In der Kammer 23 1st, was Im einzelnen noch welter unten beschrieben wird, jeweils ein Filterelement 12 angeordnet. Das In den Kammern 23 befindliche Strömungsmedium 19 Überstreicht beidseitig das In der Kammer 23 jeweils angeordnete Filterelement 12, 1n der Darstellung von Flg. 4 von rechts nach links und strömt zur linken Seite des Abstandselements 11, bei dem ebenfalls Im Randbereich Im ScheibenflHchenkörper eine Durchtrittsöffnung 182 fUr das Strömungsmedium 19 ausgebildet 1st.A filter element 12 is arranged in each chamber 23, as will be described in more detail below. The flow medium 19 located in the chambers 23 sweeps over the filter element 12 arranged in the chamber 23 on both sides, in the illustration in Fig. 4 from right to left, and flows to the left side of the spacer element 11, in which a passage opening 182 for the flow medium 19 is also formed in the edge area in the disk surface body.

In den In den Kammern 23 befindlichen Filterelementen 12, die Membrankissen sind, wird das Permeat zu einer 1m Filterelement 12 bzw. 1m Membrankissen ausgebildeten Öffnung, die bei der In Flg. 4 dargestellten Vorrichtung bzw. dem dort verwendeten Membrankissen 12 eine zentrale Öffnung 1st, geleitet. Die 1n den Kammern 23 eingeschlossenen Filterelemente 12 bzw. Membrankissen werden gegenüber den sie einschließenden Abstandselementen auf bekannt· Wels· 1m Bereich zur Perm*atibflußöffnung, die durch das zentrale Loch 15 symbolisiert 1st, abgedichtet.In the filter elements 12 located in the chambers 23, which are membrane cushions, the permeate is directed to an opening formed in the filter element 12 or membrane cushion, which is a central opening in the device shown in Fig. 4 or the membrane cushion 12 used there. The filter elements 12 or membrane cushions enclosed in the chambers 23 are sealed off from the spacer elements enclosing them in a known area to the permeate outflow opening, which is symbolized by the central hole 15.

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Das Abstandselement 111, das bei der Darstellung von Flg. 4 unten das vorgenannte, aus fünf Abstandselementen 11 gebildete Paket begrenzt, weist, genau wie das oberste Abstandselement 111, lediglich eine In seinem Randbersich 16 1m Scheibenkörper 17 ausgebildete Durchtrittsöffnung 18 flir das Strömungsmedium 19 auf. Das hat zur Folge, daS gemäß der Darstellung von FIg* 4 nur durch die eine Durchtrittsöffnung 18 das Strömungsmedium 19 dutch das vorgenannte Abstandselement Il hi ttuurchtre ten kann. Kachfolgend 1st wiederum ein aus fünf Abstandselementen Sl bestehendes Paket angeordnet, bei dem 1m wesentlichen gegerjübar liegend Durchtrittsöffnungen 18, 182 für das Strömungsmedium i'J eingebildet sind* so daß, rfs beim obigen Paket beschrisvsn, auch 1n diesem zweiten Pe feet wiederum erne Mehrzahl von als Membrankissen ausgebildeten Filterelementen Xt £#?cfse1t1g vom Strömungsmedium 1.9 umströmt werden. Dieses Paket wird unten In der In Flg. 4 dargestellten Vorrichtung 10 durch ein Abstandselement ill begrenzt, das wiederum nur eine In seinem Randbereich 16 1m Scheibenkörper 17 ausgebildete Durchtrittsöffnung 18 aufweist, so daß durch diese Durchtrittsöffnung 18 das gesamte die Vorrichtung 10 verlassende aufkonzentrierte Strömungsmedium 19 ( Retentat) die Vorrichtung 10 durch den 1m Anschlußflansch 104 ausgebildeten Ablauf 107 verlassen kann.The spacer element 111, which in the illustration of Fig. 4 at the bottom delimits the above-mentioned package formed from five spacer elements 11, has, just like the uppermost spacer element 111, only one passage opening 18 for the flow medium 19 formed in its edge area 16 in the disk body 17. This has the consequence that, according to the illustration of Fig. 4, the flow medium 19 can only pass through the above-mentioned spacer element II through the one passage opening 18. Next, a package consisting of five spacer elements S1 is arranged, in which passage openings 18, 182 for the flow medium i'J are formed essentially opposite one another, so that, as described for the above package, in this second package too, a plurality of filter elements Xt £#?cfse1t1g designed as membrane cushions are again flowed around by the flow medium 1.9. This package is limited at the bottom in the device 10 shown in Fig. 4 by a spacer element 111, which in turn has only one passage opening 18 formed in its edge region 16 in the disk body 17, so that through this passage opening 18 all of the concentrated flow medium 19 (retentate) leaving the device 10 can leave the device 10 through the outlet 107 formed in the connecting flange 104.

In F1g. 1 1st das erfindungsgemHße Abstandselement 11 bzw. 111 dargestellt, das bei der 1n der F1g. 1 dargestellten Form 1m wesentlichen durch einen kreisförmigen Scheibenkörper 17 gebildet wird, der an zwei gegenüberliegenden Selten sehnenförmig begrenzt 1st, d. h an diesen Stellen von einer streng kreisförmigen Form abweicht.In Fig. 1 the spacer element 11 or 111 according to the invention is shown, which in the form shown in Fig. 1 is essentially formed by a circular disk body 17 which is delimited in a chord-like manner at two opposite sides, i.e. deviates from a strictly circular shape at these points.

Der Scheibenkörper 17 weist zwei 1m wesentlichen parallele scheibenförmige Oberflächen 20, 21 auf. Das Im wesentlichen durch den Scheibenkörper 17 gebildete Abstandselement 11 bzw. 111 weist zu beiden Selten derThe disk body 17 has two essentially parallel disk-shaped surfaces 20, 21. The spacer element 11 or 111 essentially formed by the disk body 17 has two sides of the

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scheibenförmigen Oberfläche 20, 21 einen Rand 13, 14 auf, der das Abstandselement 11, 111 Im wesentlichen vollständig umgrenzt. In einem Bereich 16 des Randes des Ab» Standselements 11, 111, der beispielsweise durch eine gedachte Sehne und den die Sehne begrenzenden Rand 13, 14 gebildet wird, 1st wenigstens Im Scheibenkörper 17 eine Durchtrittsöffnung 18 auij.eM idet, durch die das Strömungsmedium 19, wie vorangehend schon beschrieben, hindurchtritt. Der Durchtritt des Strömungsmedirjms 19 durch die Durchtrittsöffnung 18 1st In Fig. 1 durch die mit 19 bezeichneten Pfeile symbolisiert. Auf der der einen Durchtrittsöffnung 18 im wesentlichen gegenüberliegenden Seite des Scheibenkörpers 17 1st bei der Ausgestaltung des Abstandselements 11, wie sie in der Hehrzahl bei der Vorrichtung 10 gemäß FIg. 4 jeweils In der Mitte des Pakets angeordnet sind, eine weitere Durchtrittsöffnung 182 ausgebildet, 1n die das Strömungsmedium 19, nachdem es das gestrichelt dargestellte achteckige Filterelement 12 beidseitig umstrichen hat, wiederum eintritt. Sowohl Im Randbereich 16 des Abstandselements 11, 1n dem die eine Durchtrittsöffnung 18 ausgebildet 1st, als auch 1m anderen Randbereich 16, 1n dem die zweite Durchtrittsöffnungdisk-shaped surface 20, 21 has an edge 13, 14, which essentially completely surrounds the spacer element 11, 111. In a region 16 of the edge of the spacer element 11, 111, which is formed, for example, by an imaginary chord and the edge 13, 14 delimiting the chord, there is at least one passage opening 18 in the disk body 17 through which the flow medium 19 passes, as already described above. The passage of the flow medium 19 through the passage opening 18 is symbolized in Fig. 1 by the arrows designated 19. On the side of the disk body 17 that is essentially opposite the one through-opening 18, in the design of the spacer element 11, as they are arranged in the middle of the package in the device 10 according to Fig. 4, a further through-opening 182 is formed, into which the flow medium 19 enters again after it has circled the octagonal filter element 12 shown in dashed lines on both sides. Both in the edge region 16 of the spacer element 11, in which the one through-opening 18 is formed, and in the other edge region 16, in which the second through-opening

182 angeordnet 1st, können noch eine Mehrzahl von182, a plurality of

Passage openings 180, 181 or 183, 184 arranged

sein, die dafür sorgen, daß das Strömungsmedium 19 mitwhich ensure that the flow medium 19 with

% großer Gleichmäßigkeit das auf dem Abstandselement 11, % great uniformity on the spacer element 11,

&zgr; 111 liegende Filterelement 12 bestreicht.&zgr; 111 lying filter element 12.

This actually ensures that the filter element

U ment 12 einerseits fest auf dem Abstandselement 11, 111 U element 12 on the one hand firmly on the spacer element 11, 111

P rührend des Vorbeistreichens des Strömungsmedium 19 Hegt P touching the passing of the flow medium 19 Hegt

; und andererseits, daß auch, bedingt durch die Auflage des ; and on the other hand, that, due to the imposition of the

% Filterelements 12 auf dem Abstandselement 11, Ul, die % filter element 12 on the spacer element 11, Ul, the

berührte Auflagefläche Infinitesimal klein 1st, sind auf den scheibenförmigen Oberflächen 20, 21 eine Mehrzahl von erhaben von der Oberfläche 20, 21 wegstehende Vorsprung« 22 vorgesehen, so daß lediglich auf diesen Vorsprüngen 22contacted support surface is infinitesimally small, a plurality of projections 22 protruding from the surface 20, 21 are provided on the disk-shaped surfaces 20, 21, so that only on these projections 22

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das vom Strömungsmedium 19 beidseitig umflossene Membrankiesen aufliegt. Die Vorsprünge 22 können 1n der Ebene parallel zu den Oberflüchen 20, 21 einen beliebigen Querschnitt aufweisen, vorzugsweise 1st dieser Quer-Qchnitt jedoch kreisförmig und/oder kugelförmig. Der höchste von den Oberflächen 20, 21 wegstehende Abschnitt der VorsprUnge 22 1st Im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet» so daß, wie angestrebt, auch während des Betriebes der Vorrichtung 10 mit den erfIndungsgemüßen AbstSRdsclsssntsr; 11, 111 scwis de- eingesetzten "&bgr;&eeacgr;&idiagr;-which rests on the membrane gravel, which is surrounded on both sides by the flow medium 19. The projections 22 can have any cross-section in the plane parallel to the surfaces 20, 21, but this cross-section is preferably circular and/or spherical. The highest section of the projections 22 protruding from the surfaces 20, 21 is semicircular in cross-section, so that, as intended, even during operation of the device 10 with the inventive spacing closures 11, 111 between the "β&eeacgr;&idiagr;-

, 111 scwis debrankissen, diese tatsächlich nur mit einer Infinitesimal kleinen Flüche auf den Spitzen der VorsprUnge aufliegen. Die Hehrzahl der auf der Oberfläche 20, 21 angeordneten VorsprUnge 22 1st darauf derart angeordnet, daß der Strom des Strömungsmediums 19 nicht ynterbrochen wird, so daß auch durch die geeignet gewühlte Art und den geeignet gewühlten Ort der Anordnung der VorsprUnge 22 auf den Oberflüchen 20, 21 die nachteiligen anorganischen und organischen Membranbelegungen, die bei anderen Vorrichtungen bzw. Filterelementen beobachtet wurden, völlig verhindert werden., 111 as debran cushions, these actually only rest on the tips of the projections with an infinitesimally small surface. The number of projections 22 arranged on the surface 20, 21 is arranged in such a way that the flow of the flow medium 19 is not interrupted, so that the disadvantageous inorganic and organic membrane coatings that have been observed in other devices or filter elements are completely prevented by the appropriately selected type and location of the arrangement of the projections 22 on the surfaces 20, 21.

Das Ahstandselesjent 11, 110 fcsnn aus beliebigst geeignetem Werkstoff, beispielsweise Kunststoff wie Polystyrol, Acryl, N1tril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Styrol-Acryl-Nitril-Copolymer (SAN), Luran oder dgl. hergestellt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß sich grundsätzlich auch nichtrostender Stahl zur Herstellung derartiger Abstandselemente 11, 111 eignet.The spacer element 11, 110 can be made from any suitable material, for example plastic such as polystyrene, acrylic, nitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), styrene-acrylic-nitrile copolymer (SAN), Luran or the like. It should be noted that, in principle, stainless steel is also suitable for producing such spacer elements 11, 111.

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ISIS

1010 Vorrichtungcontraption &igr;&oacgr;&idiagr;&igr;&oacgr;&idiagr; rohrförmiges GehHusetubular housing 102102 zentraler Spannbolzencentral clamping bolt 103103 MutterMother 104104 AnschlußflanschConnection flange 105105 EndflanschEnd flange 106106 Zulauf (Rohlösung)Inlet (raw solution) 1 &Lgr;-J1 Λ-J «L1...C / n_.i.--&lgr;. - j. \
ms &igr; au &igr; viaclciilol/«L1...C / n_.i.--&lgr;. - j. \
ms &igr; au &igr; viaclciilol/ 108108 " (Permeat)" (Permeate) 109109 Dichtungpoetry 1111 AbstandseiementSpacer element 111111 HH 1212 FilterelementFilter element 1313 Randedge 1414 IlThe 1515 LochHole 1616 RandbereichEdge area 1717 ScheibenkörperDisc body 1818 DurchtrittsöffnungPassage opening 180180 IlThe &Igr;&Ogr;&Igr;&Igr;&Ogr;&Igr; IlThe 181181 &eegr;&eegr; 183183 HH 184184 &eegr;&eegr; 1919 StrömungsmediumFlow medium 2020 scheibenförmige Oberflächedisc-shaped surface 2121 N HN H 2222 Vorsprunghead Start 2323 Kammerchamber

Claims

····· II III ■■

JESSENSTRASSE 4 ■ 0-200OHAMbURCSC ■ TEL (040) 389 35 01 - FAX 3893502 · TELEX 2166426 pihnd

DIPL-PHYS. OLE NIEDMERS
DIPL.-INC. HANS W. SCHÖNING EUROPEAN PATENT ATTORNEY

DT Membranfilter Vertriebs GmbH, Stenzelring 14 a, 2102 Hamburg 93

Spacer element for directing flow media

1. Spacer element for directing flow media, in particular in devices for filtering and separating flow media by microfiltration, ultrafiltration and reverse osmosis, wherein a filter element is enclosed between two essentially disk-shaped spacer elements around which the flow medium flows, characterized in that the spacer element (11) has at least one passage opening (18) for the flow medium (19) formed in its edge region (16) in the disk body (17) and on at least one of its disk-shaped surfaces (20, 21) a plurality of projections (22) protruding from the surface (20, 21) are provided, on which the filter element (12) formed in the manner of a membrane cushion and around which the flow medium (19) flows on both sides rests.

COMMERZBANK AG, BLZ 200.40QOO, MK. 26i16Q01 DEUTSCHE BAN«C AC, 8LZ 20070000, NO. 6565675 PQ3TgH{Q tJAVWÖJ?0,'8LZ20bie020, NO. 130-4« 2JS

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2. Spacer element according to claim 1, characterized in that the projections (22) are of different heights.

3. Deflection element according to one or both of claims 1 or 2, characterized in that the projections (22) have a substantially circular cross-section in a plane parallel to the surfaces (20, 21).

4. Spacer element according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the projections (22) have a substantially spherical cross-section in a plane parallel to the surfaces (20, 21).

6. Spacer element according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that it has an outer, substantially circumferential edge (13, 14) on its two surfaces (20, 21).

β. Spacer element according to claim 6, characterized in that one of the edges (13, 14) is higher by at least the thickness of a filter element (12) with respect to the FI*-normal of the surface (20, 21).

7. Spacer element according to one or more of claims 1 to 0, characterized in that it consists of plastic.

6. Spacer element according to claim 7, characterized in that the plastic is polystyrene.

g. Spacer element according to claim 7, characterized in that the plastic is acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS).

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10. Aluminum nitride according to claim 7, characterized in that the plastic is styrene-acrylonitrile copolymer (SAN).

&Pgr;, spacing element according to claim 7,

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