NO151069B - Fremgangsmaate ved fremstilling av en kjerneloes filamentbunt for en separasjonsmodul - Google Patents

Description

Det har lenge vært kjent å anvende hule monofilamenter i for-bindelse med omvendt osmose samt andre separerende og rens-

ende fremgangsmåter og dette beskrives i US 3 4 22 008 samt i rapporten PB233 102 fra Monsanto Research Corporation, sep-

tember 1973 til U.S. Department of the Interior.

Hule filamenter med gjennomtrengelig vegg for installering i

en fluidseparerende modul må anordnes i en bundt og tettes med et rørformet ark ved den ene eller begge ender. En bundt med rette parallelle filamenter forårsaker feil i separerings-fremgangsmåten og i motsetning til dette kan en bundt, som består av innbyrdes kryssende filamenter med jevn fordeling av innbyrdes forbundne, buktende hulrom mellom filamentene, begunstige separeringseffektiviteten.

Mange forskjellige fremgangsmåter er kjent for fremstilling

av filamentenheter i form av bundter. Mange av disse er van-skelige å gjennomføre og mange omfatter kompliserte fremgangsmåtetrinn med vikling under anvendelse av spesielt ma-skinutstyr og under anvendelse av porøse ark, som tjener som bæreorgan.

I en modul må et på riktig måte sammenføyet multifilament-

mønster oppfylle et antall krav. Blant disse kan nevnes en geometrisk utformning som gir en ganske høy pakningsdensitet,

som samtidig minsker styringen av strømmene av matevæsken,

når denne passerer mellom filamentene. Derfor er det ønske-

lig med en fremgangsmåte for å hindre at filamentene pakkes altfor tett i visse områder og altfor løst i andre. Med an-

dre ord skal filamentmønsterets pakningsdensitet være såvel enhetlig som av størrelsesorden ca. 25 - 60%, dersom man skal oppnå noen av de hovedsakelige fordeler ved anvendelse av hule filamenter. Med tanke på dette blir anvendelsen av forskjellige fremgangsmåter for sammenføyning av filamenter ofte av mindre interesse.

En fordelaktig geometri for oppnåelse av disse resultater

beskrives i US 4 04 5 851 og omfatter en ringformet bundt av hule filamenter, som dannes i flere sjikt med en viss spiral-

vinkel med de vekslende sjikt forløpende i innbyrdes motsatte spiralviklingsretninger. Ytterligere fordeler med spiralviklede, sammenflettede filamenter i forhold til hverandre vises i US 4 105 548, i hvilket beskrives et tredimensjonalt nettverk med spiralviklet konstruksjonsoppbygning med hule filamenter i flere sjikt. Ved begge disse fremgangsmåter oppnås imidlertid spiralkonstruksjonen ved vikling av filamentene på en dor, hvilket deretter resulterer i dannelsen av en ringformet bundt av filamenter.

Selv om disse fremgangsmåter gir en forholdsvis enhetlig fordeling av fine porer i rommene omkring filamentene på ønsket måte, synes i begge tilfeller fremstillingen av en ringformet bundt å ha en tendens til å forringe de ønskede fordeler ved anvendelsen av et multifilamentmembransystem. For det første synes tilstedeværelsen av et kjerneelement, som fyller midt-området av den ringformede bundt å ha en tendens til å minske den totale effektive membranflate som er oppnåelig innenfor den virksomme modul, i hvilken filamentene utgjør en del.

For det andre vil fremstillingen av en ringformet bundt ved vikling av fibre på spirallignende måte på en kjerne eller dor, i seg selv begrense spiralens steilhet til den verdi som kan oppnås uten utillatélig glidning og begrenses kun av motstanden mellom de forskjellige fibre. Det ville være ønskelig å tilveiebringe spiralviklede fibre i bundtene uten en midtkjerne og med spesielt steile spiralvinkler for visse anvendelsesområder. Dette kan oppnås i en viss begrenset grad ved hjelp av de fremgangsmåter som er beskrevet i US patent 4 045 851. Imidlertid blir det værende igjen en viss motstand i et hult midtområde i den fremgangsmåte som er beskrevet i nevnte patent, og det er derfor ønskelig å utvikle alternative fremgangsmåter for oppnåelse av de ønskede resultater .

Oppfinnelsen vedrører fremstilling av en av filamenter bestående separeringsmodul, som utgjøres av en hovedsakelig sylindrisk bunt uten kjerne, ved at på en trommel med et flertall radialt utad ragende og i aksial retning utstrekkende skovler som er anordnet slik at den tangensielle avstand mellom skov lenes ytre kanter er større eller lik den ønskede lengde av fiberbunten, vikles filamentet rundt skovlene ved hjelp av en relativ bevegelse mellom trommelen og det filament som vikles, for å danne et mønster med venstre- og høyreviklede spiraler under dannelsen av flere krysningspunkter, hvoretter den erholdte bunt får gli aksialt på trommelen, og at vindingene slås sammen på adskilte steder for å danne et nett med krysningspunkter, og at segmentene i bunten bindes sammen og skjæres mellom skovlene til ønsket lengde.

Oppfinnelsen skal i det følgende bli nærmere forklart under henvisning til de vedlagte tegninger, hvor

fig. 1 viser perspektivisk den viklingstrommel som anvendes ved fremgangsmåten for viklingen av bundten ifølge oppfinnelsen,

fig. 2A og 2B er skjematiske riss som illustrerer viklingen av filamentene på trommelen ifølge fig. 1 ved anvendelsen av oppfinnelsen.

Fig. 3 viser et fremgangsmåtetrinn etter viklingen, og fig. 4 viser skjematisk "tauslåingen" av vindingene.

Hovedelementet i viklingsmaskinen som anvendes ved gjennom-førelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, utgjøres av en stor roterbar trommel. På tegningen er de bundter som holder på å vikles, betegnet med 20, mens trommelen er betegnet med 22. Trommelen har i lengderetningen forløpende skovler 24. Trommelens størrelse er slik at den aksiale avstand mellom spissene på inntilliggende skovler 24 er lik eller noe større enn den ønskede lengde av filamentbundtene.

Trommelen bringes til å rotere om sin egen akse, og et forråd av hule filamenter fra én eller flere forrådsruller vikles i spiral rundt de radiale eiker 24. En frem- og tilbakegående mekanisme 26 er anordnet slik at vekslende sjikt av viklinger strekker seg i tverretningen i motsatte retninger og gir et

viklingsmønster med flere krysninger av garnene.

Filamentene vikles på den roterende trommel, slik som vist

i fig. 2A og fig. 2B. Man kan anordne flere forrådsruller 28 av hule filamenter for å forkorte den tid som er nødvendig for dannelsen av det nødvendige antall vindinger. Viklings-mønsteret må også sikre en jevn viklingsbevegelse i tverretningen, slik at man får et mønster med venstre- og høyrevik-lede spiraler med flere krysningspunkter, slik som vist i fig. 2B.

Når detønskede antall vindinger er blitt påført, slås disse sammen ved at de glidende forskyves aksialt langs trommelen, slik som vist i fig. 3 og 4. Dette fremgangsmåtetrinn kan gjøres lettere dersom det tas forholdsregler for tilbaketrek-king av skovlene 24 for minskning av deres diameter eller dersom de avsmalner mot den ene ende med en noe mindre diameter ved den ene ende av trommelen enn ved den andre. Ved denne fremgangsmåte vil de nødvendige krysningspunkter for de spiralformede vindinger danne et nettverk, og viklingen vil anta en enhetlig pakningsdensitet uten parallelle kanaler gjennom bundten. Den nøyaktige geometri av bundten vil være avhengig av bredden av den tversgående bevegelse før tauslåingen, som er vist i fig. 4, av stigningen av spiralvikling-en, av bredden av bundten etter tauslåingen og av viklings-hastigheten.

Som alternativ til tauslåingen av fiberbundtene, hvilket ville redusere spiraivinkelen og tendere å strekke bundten, kan fibrene rulles opp på trommelen. Dette ville hindre dannelsen av nettverk med fibre med krysningspunkter og bevare et mere distinkt sammenflettet mønster i bundtens form.

Bundten bindes sammen på stedene 30 mellom skovlene, og deretter skjæres bundtens individuelle segmenter av fra viklings-trommelen og er klare til å forsynes med bindemiddel som endetetninger, eller andre nødvendige behandlingstrinn. Tverr-snittet av bundtens segmenter kan tilpasses for oppnåelse av en tilnærmelsesvis sirkulær eller rektangulær bundt alt etter

hva som fordres for det tilsiktede anvendelsesområde.

Når bundten er blitt bygget opp til den ønskede endelige diameter, kan den innføres i et sylindrisk kammer og tettes, slik at man får en fullstendig patron.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av en kjerneløs filament-

bunt for en separeringsmodul,karakterisertved at på en trommel (22) med et flertall radialt utad ragende og i aksial retning utstrekkende skovler (24) som er anordnet slik at den tangensielle avstand mellom skovlenes ytre kanter er større eller lik den ønskede lengde av fiberbunten (20) vikles filamentet rundt skovlene (24) ved hjelp av en relativ bevegelse mellom trommelen (22) og det filament som vikles, for å danne et mønster med venstre- og høyrevik-lede spiraler under dannelsen av flere krysningspunkter, hvoretter den erholdte bunt (20) får gli aksialt på trommelen (22^ og at vindingene slås sammen på adskilte steder (30) for å danne et nett med krysningspunkter og at segmentene, i bunten (20) bindes sammen og skjæres mellom skovlene (24) til ønsket lengde.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat vindingene vikles opp på trommelen (22) og at segmentene i bunten deretter sammenføyes og skjæres av trommelen (22).

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat det anvendes en trommel (22) hvor skovlene (24) er inntrekkbare for å lette fjernelsen av bunten etter viklingen. /

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat man anvender avsmalnende skovler (24) mot en ende for å lette fjernelsen av bunten etter viklingen.