NL8105621A

NL8105621A - Vezelvliesbuis, alsmede werkwijze en inrichting voor zijn vervaardiging.

Info

Publication number: NL8105621A
Application number: NL8105621A
Authority: NL
Original assignee: Wafilin Bv
Priority date: 1981-12-14
Filing date: 1981-12-14
Publication date: 1983-07-01
Also published as: EP0081869B1; JPS58104608A; ATE27786T1; EP0081869A1; DE3276571D1; JPH0224573B2; US4514302A

Description

815079/vdV/kd * "

Korte aanduiding: Vezelvliesbuis, alsmede werkwijze en inrichting voor zijn vervaardiging.

Door Aanvraagster worden als uitvinders genoemd de Heren H. Eggengoor, G.J. Jonkersen en C. van Zon.

De uitvinding heeft betrekking op een vezelvliesbuis van een door warmte losbaar vezelvlies, voorzien van een langs-richting verlopende verbindingslas , in het bijzonder een door ultrasoon lassen verkregen langsnaadlas. Dergelijke vezelvliesbuizen 5 voor het ondersteunen van een membraan voor membraanfiltraties, zijn algemeen bekend.

Bekende vezelvliesbuizen met een lasnaadverbinding hebben het nadeel dat men de langsnaadlas zorgvuldig moet aanbrengen, daar anders het gevaar bestaat van breuk van het membraan in het gebied lOvan de aangebrachte langsnaadlas. Bij membraanfiltratie wordt namelijk een in een dergelijke vezelvliesbuis aangebracht membraan onderworpen aan een hoge inwendige druk welke aanleiding geeft tot kleine uitzettingen van het membraan, waarbij dan vooral de zones waar de vezels van het vezelvlies aan elkaar vastgelast zijn, aanleiding kunnen geven tot 15breukvorming in de membranen en derhalve onbruikbaarheid.

Om de hierboven genoemde bezwaren te ondervangen, is het aanbrengen van de langsnaadlas derhalve zeer kritisch wat bij hoge produktiesnelheden aanleiding kan geven tot storingen.

Een ander bezwaar van deze bekende vezelviesbuis is dat 20bij toepassing van betrekkeiijk dunne vezelvliezen de verkregen vezelvliesbuis betrekkeiijk slap en derhalve moeilijk aan te brengen is in de membraanfiltratieinstallaties, waarin dergelijke vezelvliesbuizen met een daarop aan de binnenzijde aangebracht membraan in een druk-steunbuis geplaatst worden.

25 Andere vezelvliesbuizen waarbij men gebruik maakt van verbindingsstroken verkregen onder toepassing van een kleefmid- 8105621 ν’ . Λν ι » -2- del hebben het nadeel dat een grote strook van het vezelvlies ondoorlaatbaar wordt voor vloeistoffen bij membraanfiltraties.

De uitvinding beoogt nu een vezelvliesbuis van het bovengenoemde type te verschaffen, waarbij deze nadelen niet optre-5 den.

In het bijzonder beoogt de uitvinding een vezelvliesbuis te verschaffen die geen aanleiding geeft tot breukvortning in de membranen bij onderwerpen van de membranen aan hoge inwendige drukken, en bovendien een grote stijfheid alsmede grote doorlaatbaarheid 10 bezit.

Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt doordat een samengestelde vezelvliesbuis een binnenste vezelvliesbuis en een zich hieromheen uitstrekkende andere vezelvliesbuis met een in langs-richting verlopende verbindingslas.

15 omvat, welke binnenste en andere vezelvliesbuis ten opzichte van elkaar tegen verschuiving gefixeerd zijn.

Door gebruik te maken van een binnenste vezelvliesbuis door ultrasoon lassen kan men op eenvoudige wijze de buitenste vezelvliesbuis/voorzien van een langsnaadlas die niet aan kritische eisen moet voldoen voor het 20op de binnenste vezelvliesbuis aan te brengen membraan. Eventuele oneffenheden in eendoor ultrasoonlassen verkregen langsnaadlas in de buitenste vezelvliesbuis hebben namelijk geen direkte invloed op de in de vezelvliesbuis aangebrachte membranen, daar tussen het membraan en de andere vezelvliesbuis nog een binnenste vezelvliesbuis aanwe-25zig is. Deze binnenste vezelvliesbuis wordt eveneens voorzien van een langsnaadlas doch het zal duidelijk zijn dat deze langsnaadlas in de binnenste vezelvliesbuis geen sterkte behoeft te bezitten die noodzakelijk is voorhet opvangen van de hoge inwendige drukken waaraan het op de binnenste vezelvliesbuis aangebrachte filtratiemembraan 3Qonderworpen wordt.

Bij voorkeur liggen de door ultrasoon lassen verkregen langsnaadlassen in de binnenste en de andere of buitenste vezel- 8105621 .

- 3 - vliesbuis versprongen ten opzichte van elkaar waardoor men de buitenste vezelvliesbuis van een zware langsnaadlas kan voorzien zonder merkbare beïnvloeding van de vezelvlieslaag van de binnenste vezelvliesbuis waardoor breuk van het membraan uitgesloten is.

5 Door toepassing van twee vezelvliesbuizen kan men de vereiste mechanische sterkte verkrijgen door het aanbrengen van een zware langsnaadlas in de buitenste vezelvliesbuis, terwijl door toepassing van een lichte langsnaadlas in de binnenste vezelvliesbuis geen beschadiging van het membraan optreedt wanneer dit onder-10 worpen wordt aan hoge inwendige drukken.

Doelmatig zijn de binnenste en andere vezelvliesbuizen plaatselijk met elkaar verbonden, bij voorkeur door middel van een onder invloed van door warmte smeltende kleefstof. Op deze wijze kan men eerst de binnenste vezelvliesbuis en daaromheen de buitenste 15vezelvliesbuis vervaardigen en elk voorzien van een door ultrasoon lassen verkregen langsnaadlas waarna men het geheel door een oven kan leiden voor het smelten van de kleefstof zonder nadelige beïnvloeding van de vezels van het vezelvlies, waaruit de vezelvliesbuizen vervaardigd zijn.

20 Gebleken is dat dergelijke vezelvliesbuizen volgens de uitvinding niettegenstaande dunne vezelvliezen, betrekkelijk stijf zijn en minder nadelen vertonen dan de vezelvliesbuizen vervaardigd uit een vezelvlies met een totale dikte gelijk aan de dikte van het vezelvlies gebruikt voor de binnenste en de andere vezelvliesbuis.

25 Een dergelijke samengestelde vezelvliesbuis volgens de uitvinding biedt ook het grote voordeel dat men gemakkelijker de membranen met de vezelvliesbuizen in de steunbuizen kan aanbrengen wat vooral van belang is bij het aanbrengen van nieuwe membranen ter vervanging van niet meer goed functionerende membranen.

30 Tenslotte is gevonden dat de fluxwaarden van retentie- waarde van vezelvliesbuizen met membranenvolgens de uitvinding gunstiger resultaten geven dan soortgelijke vezelvliesbuizen met dezelfde 8105621 -4- r τ membranen, doch vervaardigd uit een enkele vezelvlieslaag met dezelfde dikte als de totale laag van het vezelvlies van de binnenste en de hieromheen aangebrachte andere vezelvliesbuis.

Doelmatig is de andere of buitenste vezelvliesbuis dikker 5 dan de binnenste vezelvliesbuis waardoor men een optimale b^^ejping van het membraan tegen beschadiging bij optredende inwendige drukken/ De verhouding van de dikte van de'vezelvliesbuizen voor de binnenste vezelvliesbuis en de andere of buitenste vezelvliesbuis ligt tussen 1 : 1,0 en 1 : 3.

10 Doelmatig is de langsnaadlas in de andere vezelvliesbuis weliswaar aangebracht na het vormen van de binnenste vezelvliesbuis waardoor/ een geringe plaatselijke versmelting van het vezelvlies van de binnenste vezelvliesbuis optreedt, die echter niet leidt tot oneffenheden en sterke struktuurveranderingen die samenhangen met het vormen 15van een tegen hoge drukken bestand zijnde langsnaadlas in een vezelvliesbuis vervaardigd uit één enkel vezelvlies.

Naast de voordelen van een goede kwaliteit van een vezelvliesbuis volgens de uitvinding onder aanhouden van minder kritische omstandigheden tijdens het vormen van de langsnaadlas en een betere 20hanteerbaarheid van een dergelijke vezelvliesbuis ook in natte toestand, dient ook nog vermeld te worden dat de gevoeligheid voor inklappen van de vezelvliesbuis in de modules tijdens de membraanfiltratie wordt verminderd ten opzichte van een buis uit een enkel vezelvlies met een langsnaadlas· Opgemerkt wordt dat een in langs-25richting verlopende verbindingsstrook in het bijzonder door ultrasoon lassen verkregen langsnaadlas ook een verbindingsstrook die schroeflijnvormig verloopt. Men geeft echter de voorkeur aan evenwijdig aan de buisas verlopende langsnaadlassen.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze 30voor het vervaardigen van een vezelvliesbuis volgens de uitvinding.

Tenslotte heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het vormen van een dergelijke vezelvliesbuis volgens de uitvin- 8105621 - 5 - ding.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld met behulp van de tekening, waarin

Fifl. 1 in perspectief een vezelvliesbuis volgens de 5 uitvinding waarbij gedeelten van de buitenste vezelvliesbuis weggebroken zijn; - Fig. 2 een doorsnede volgens de lijn II/II; - Fig, 3 een inrichting voor het vormen van een vezelvliesbuis volgens de uitvinding, 10 In fig, 1 en in fig. 2 is een vezelvliesbuis volgens de uitvinding weergegeven bestaande uit een buitenste vezelviesbuis 3 vervaardigd uit een polyestervezelvlies met een dikte van ongeveer 0,20 mm voorzien van een langsnaadlas 5 die verkregen is door ultrasoon lassen, 15 Binnenin de andere of buitenste vezelvliesbuis 3 bevindt zich een binnenste vezelvliesbuis 2 eveneens uit polyestervezelvlies, met een dikte van ongeveer 0,12 mm. Deze binnenste vezevliesbuis 2 is gevormd door middel van een langsnaadlas 4,

Voor het onderling fixeren van de binnenste en de buiten-20ste vezelvliesbuizen 2 en 3, zijn plaatselijk iijmplaatsen 6 aangebracht die de vezelvliesbuizen plaatselijk aan elkaar bevestigen.

Op de binnenzijde van de binnenste vezelvliesbuis 2 is een membraan 8 voor membraanfiltratiedoeleinden aangebracht van bijvoorbeeld cellulose acetaat, 25 Het zal duidelijk zijn dat de langsnaadlas 4 betrekkelijk zwak uitgevoerd kan worden, daar de nodige sterkte van de vezeltesbuis tot stand gebracht kan worden door de langsnaadlas 5 in de buitenste of andere vezelvliesbuis 3. Hierdoor is de kans op beschadiging van het membraan 8 wanneer dit onderworpen wordt aan hoge in-30wendige drukken ten gevolge van de veranderde struktuur van het vezelvli esmateriaal van langsnaadlas 4,betrekkelijk gerhg.

Een dergelijke vezelvliesbuis biedt het grote voordeel 3105521 - 6 - dat zij gemakkelijker vervangen kan worden bij membraanvervanging vanwege de grotere stijfheid bij gebruik van dezelfde hoeveelheid vezelvlies in vergelijking met een vezelvliesbuis die vervaardigd is uit een vezelvlies met een dikte overeenkomende met de dikte 5 van de vezelvliezen gebruikt voor de binnenste en andere vezelvlies-buis 2, respektievelijk 3.

Bovendien is het gemakkelijker om de membranen in dergelijke vezelvliesbuizen aan te brengen, daar de membranen niet meer ingetrokken behae/en te worden, maar ook ingeduwd kunnen worden. TODit is vooral van belang wanneer men werkt met membranen op vezelvliesbuizen die als zodanig bewaard worden en eerst later in een druksteunbuis worden geplaatst.

Tenslotte is de hanteerbaarheid van een dergelijke vezelvliesbuis groter dan bij een vezelvliesbuis vervaardigd uit een 15enkel vezelvlies van dezelfde dikte.

Tenslotte dient nog opgemerkt te worden dat de weerstand tegen uitwendige overdruk van dergelijke vezelvliesbuizen aanzienlijk groter is dan die van de bekende vezelvliesbuizen met langsnaadlas voorzien van één enkel vezelvlies van dezelfde dikte.

20 Daar de langsnaadlas in de buitenste vezelvliesbuis 3 aangebracht wordt na het vormen van de binnenste vezelvliesbuis 2, zal de uitgevoerde ultrasone lasbewerking voor het vormen van de langsnaadlas 5 tevens aanleiding geven tot een zekere samensmelting van de vezels die de binnenste vezelvliesbuis vormen, wat zich uit 25door de smeltzone 7. Deze smeltzone 7 die zoals men ziet niet doorloopt tot de binnenzijde van de binnenste vezelvliesbuis blijkt echter geen aanleiding te geven tot beschadiging van de membranei wat vermoedelijk samenhangt met het feit dat de struktuur van deze zone 7 minder sterk afwijkt van het vezelvlies dan een soortgelijke 30zone die zou ontstaan wanneer men een enkele las gebruikt voor het vormen van de verbinding en voor het verkrijgen van de gewenste langsnaadlasterkte. Dit geldt met name aan de zijde van het vezelvlies 8105621 - 7 - waarop het membraan wordt aangebracht·

Hoewel in het voorbeeld de langsnaadlassen 4 en 5 versprongen ten opzichte van elkaar aangebracht zijn, is dit niet noodzakelijk· De beide langsnaadlassen kunnen ook op elkaar liggen, maar de buitenste .niet 5 langsnaadlas mag dan/doorlopen tot aan de binnenzijde van de binnenste buis.

Voor het vervaardigen van een vezelvliesbuis volgens de uitvinding wordt op een doorn 10 een vezelvlieslaag 14 aangebracht voor het vormen van de binnenste vezelvliesbuis 2· Tijdens het aan-10 brengen op doom 10 worden tevens door middel van kleefstofopbreng-lichamen 9 plaatselijk onder invloed van warmte smeltbaar kleefstof 6 aangebracht·

Met behulp van een eerste ultrasoon lasorgaan 11 wordt de eerste langsnaadlas 4 in het vezelvlies 14 gevormd waarbij men 15 een binnenste vezelvliesbuis 2 verkrijgt·

Op de buitenzijde van de binnenste vezelvliesbuis 2 brengt men vervolgens een ander vezelvlies 15 aan voor het vormen van de buitenste vezelvliesbuis· Het vezelvlies 15 en vezelvlies 14 bestaat uit polyester- of polypropeenvezelmateriaal doch ook andere thermo-20 plastische vezelmateriale^ komen hiervoor in aanmerking, terwijl de dikte van het vezelvlies^ bijvoorbeeld 0,12 mm en van het vezelvlies 15 bijvoorbeeld 0,20 mm bedraagt.

Voor het vormen van de andere langsnaadlas 5 in de andere vezelvlies 15 ter vorming van de buitenste vezelvliesbuis 3 is een 25 tweede langsnaadlasorgaan 12 aanwezig· Na het vormen van de andere langsnaadlas 5, wordt het geheel door een oven 16 geleid waar de plaatselijk aangebrachte kleefstof 6 tot smelten wordt gebracht waardoor een fixering van binnenste vezelvliesbuis 2 en hieromheen aangebrachte vezelvliesbuis 3 tot stand komt· 30 Tenslotte wordt de vezelvliesbuis geleid in een membraan- opbrengorgaan voorzien van een inwendig torpedovormig lichaam 13 waardoor men een membraan van de gewenste dikte op de binnenzijde van 8105621 - 8 - de vezelvliesbuis kan aanbrengen. De membraanvormende substantie is bijvoorbeeld een celluloseacetaatoplossing, hoewel vanzelfsprekend uit oplossingen gebruikt kunnen worden van polyamiden, poly-imiden, polyvinylideenfluoride, polyacrylonitril, polysulfon, 5 polyethersulfon, polyfenyleenoxyde en dergelijke.

* 8105621

Claims

1. Vezeivliesbuis van een door warmte lasbaar vezelvlies voorzien van een in langsrichting verlopende verbindingslas . in het bijzonder een door ultrasoon lassen verkregen langsnaadlas, met het kenmerk» dat een samengestelde vezeivliesbuis (1) een binnen-5 ste vezeivliesbuis (2) en een zich fieromheen uitstrekkende andere vezeivliesbuis (3) met een in langsrichting verlopende verbindingslas omvat, welke vezelvliesbuizen onderling tegen verschuiving gefixeerd zijn.

2. Vezeivliesbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, 10 dat de eerste verbindingslas (4) van de binnenste vezelvlies buis ten opzichte van een andere verbindings (5) van de andere vezeivliesbuis versprongen ten opzichte van elkaar aangebracht zijn.

3. Vezeivliesbuis volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de binnenste en andere vezeivliesbuis plaatselijk (ó) door 15 hechting, in het bijzonder kleefstof, met elkaar verbonden zijn.

4. Vezeivliesbuis volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de andere vezeivliesbuis (3) dikker is dan de binnenste vezeivliesbuis (2).

5. Vezeivliesbuis volgens één of meer der voorgaande conclu-20sies, met het kenmerk, dat een langsnaadlas in de andere vezeivliesbuis aangebracht is na het vormen van een langsnaadlas van de binnenste vezeivliesbuis.

6. Vezeivliesbuis volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vezeivliesbuis voorzien is van een mem- 25braan (8).

7. Vezeivliesbuis volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de dikte van de binnenste vezeivliesbuis tot de andere vezeivliesbuis varieert van 1:1 tot 1:3.

8. Werkwijze voor het vormen van een vezeivliesbuis van 30 een door warmte lasbaar vezelvlies voorzien van een in langsrichting verlopende verbindingslas , een in het bijzonder door ultrasoon 8105621 - 10 - lassen verkregen langsnaadlas, met het kenmerk, dat om een binnenste vezelvliesbuis (2) een andere vezelvliesbuis (3) aangebracht wordt, welke vezelvliesbuizen onderling tegen verschuiving gefixeerd worden en elk voorzien worden van 5 een door ultrasoon lassen verkregen langsnaadlas.

9. Inrichting voor het vervaardigen van een vezelvliesbuis vólgens één of meer der voorgaande conclusies, omvattende een orgaan voor het vormen van een vezelvliesbuis, een ultrasoon lasorgaan voor het vormen van een langsnaadlas in het vezelvlies, met het kenmerk, 10 dat de inrichting voorzien is van een tweede lasorgaan voor het vormen van een ultrasone las, alsmede een opbrengorgaan voor het vormen van een andere vezelvlieslaag (15) om de binnenste vezelvlieslaag (14)^ alsmede organen voor het onderling fixeren van binnenste en andere hieromheen aangebrachte vezelvliesbuis.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de inrichting een verwarmingsorgaan (B) omvat voor het doen smelten van een materiaal (6) voor het onderling fixeren van de twee vezelvlies-lagen (14 en 15).

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk. 20 dat de inrichting voorzien is van een opbrengorgaan (9) voor het opbrengen van een onder invloed van warmte smeltende kleefstof.

12. Inrichting volgens één of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting voorzien is van een opbrengorgaan (13) voor het op de binnenzijde van de samengestelde vezelvliesbuis 25 aanbrengen van een membraanvormende stof. 4 8105621