NO157645B - Innretning til filtrering og adskillelse av flytende og gassformede medier. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning til filtrering og adskillelse av flytende og gassformede medier, spesielt til vannavsaltning og vannrensing ved omvendt osmose og ultrafiltrering med et flertall av et i ytre hus etter hverandre anordnede i begge ender åpne og med et lokk lukket trauformet indre hus som hver inneholder et flertall av flattliggende på hverandre stablede membranputer med mellom dem liggende punktformet virkende avstandsholdere, idet det over trautverrsnittet strømmende mediet overstrømmer de ytre flater av putene og det ved indre membranflater dannede medium strømmer over membranputestabelen gjennomtrengende boringer, og i disse boringer anordnede rør-formede bolter til et utløpsrør som strekker seg i lengderetning i det ytre hus.

Ovennevnte innretninger til filtrering og adskillelse er eksempelvis kjent fra DE-PS 29 45 317.

I tidligere kjente innretninger til filtrering og adskillelse av ovennevnte type viser ofte ved endringer av gjennomstrøm-ningshastighetene og spesielt ved begynnende innkopling av et anlegg et uønsket driftsforhold i form av trykkbølger, trykkstøt og stuveforeteelser som etter oppfinnerens nåværende erkjennelse i det vesentlige er å tilbakeføre på de i innret-ningene strømningssidet tilstedeværende laminaritet av strøm-ingen.

Oppfinnelsens oppgave er å fjerne ovennevnte ulemper.

Oppfinnelsen vedrører altså en innretning til filtrering og adskillelse av flytende og gassformede medier spesielt for vannavsaltning og vannrensing ved omvendt osmose og ultrafiltrering med et flertall av et ytre hus etter hverandre anordnede på begge sider åpne og med lokk lukkede trauformede indre hus som respektivt inneholder flertall av flattliggende på hverandre stablede membranputer, og i mellom dem liggende punktformet virkende avstandsholdere, idet det over åpne trautverrsnitt tilstrømmende medium overstrømmer ute-ytterflåtene og det på membran-indre-flåtene dannede medium strømmer over boringer som gjennomtrenger membranputestablene, og i disse boringer anordnede rørformede bolter til et utløpsrør som strekker seg i lengderetning i det ytre hus, idet innretningen er karakterisert ved at de indre hus er anordnet uforbundet ved siden av hverandre, og hvert enkelt indre hus er fastgjort for seg alene og utløpsrøret.

Av spesiell fordel er det når ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen lengden av membranstabelen er mindre' :i; strøm-' m,: n?ngsre€naing enn den aksiale utvidelse av det indre hus som opptar den.

Pa denne måte kan det også mellom to naboplasserte trauformede indre hus oppstå en turbulensfrembringende spalte.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen som viser et foretrukket utførelses-eksempel. Figur 1 viser et aksialt snitt gjennom en innretning ifølge oppfinnelsen til filtrering og adskillelse av flytende og gassformede medier.

Figur 2 viser et tverrsnitt ifølge snittlinje II-II på

fig. 1 i forstørret målestokk.

Figur 3 viser et fra venstre sett frontoppriss til fig.

1.

Figur 4 viser et oppriss på en mellom membranputene anordnet

avstandsring.

Figur 5 viser et snitt ifølge snittlinje V-V på fig. 4

og

Figur 6 viser et forstørret delsnitt til fig. 2.

En på fig. 1 i et aksialsnitt viste innretning ifølge oppfinnelsen består av et rørformet ytre hus 1 som ved en ende er lukket med en kuppelformet bunn 2. Ved den fri

ende av det ytre hus 1 befinner det seg en ringflens 3

for lokket 5 som befestiges med skruebolter 4, i hvilke lokk befinner seg råvanninnløpstilslutning 10, saltløsnings-utløpstilknytning 9 og uttredelsesåpning for permeatutløps-rør 11. Da tilknytningene 9 og 10 med hensyn til det som er vist på fig. 1 befinner seg på samme nivå ved råvann-innløpet 10 på fig. 1, inntegnet forskjøvet 90°. Mellom lokk 5 og ytre hus 1 befinner det seg en ringtetning 6.

I det indre av det ytre hus 1 befinner det seg kassettaktig utformede indre hus 8 som hver inneholder stabel av membranputer 19 .

Hvert av disse indre hus 8 består av en trauaktig underdel 13 som på oversiden kan lukkes med et flatt lokk 14. Det indre hus 8 er frontsidig åpen og danner således et kasse-formet gjennomstrømningstverrsnitt. De enkelte indre hus 8 er ikke umiddelbart forbundet med hverandre, men hvert indre hus for seg bæres av permeatutløpsrør 11.

Det indre rom av den ved hjelp av lokket 14 begrensede underdel 13 utfylles fullstendig av stabler av membranputer 19 og de mellomliggende avstandsholdere 20. Hver enkelt membranpute består fortrinnsvis av fem sjikt, nemlig to ytre membransjikt, to respektivt derunderliggende drenasje-sjikt og et i midten anordnet skyllesjikt. Disse fem sjikt er ved kantene forbundet tettende med hverandre. Fortrinnsvis består de fem sjikt av sveiseteknisk godt med hverandre forenelig materialer spesielt av beslektede kunststoffer som lar seg sammensveise i fem lag liggende på hverandre ved ultralyd. Hver enkelt membranpute 19 inneholder to midtåpninger 3 5 nøyaktig som for hver avstandsholder 2 0

er anordnet to midtåpninger 3 6 for å kunne stable bygnings-elementene 19 og 20 på to rørformede midtbolter 25. Disse midtbolter 25 er med en motlagerring 51 fast forankret i husunderdelen 13 for at de kan tjene som spenninnretning. Som vist på fig. 2 kan det på den øvre fri ende av den rørformede bolt 25 påskrus en mutter 29 for å bevege lokket

14 frem i retning til husunderdelen 13 og å sammenspenne de mellomliggende membraner. Denne sammenspenning uten beskadigelse av membranene er mulig ved anvendelsen av støtteringer 3 7 som likeledes omgir den rørformede midtbolt 25 og hviler i midtåpningen 36 av avstandsholderen 20. Som det fremgår av fig. 4 og 5 har støtteringene 37 øvre og nedre ringdeler 39 som består av flere segmenter 41. Den maksimale tykkelse av støtteringen 37 dekker seg med tykkelsesdimensjonen av membranputene 19 + avstandsholder 20. Det kan altså fast tiltrekkes mutter 29 (fig. 2) inntil ringdelene 39 av støtteringen 37 ligger fast på hverandre. I denne tilstand sørger en sprikende leppe-tetning 38 for et tettende anlegg til til hverandre vendte membransjikt av to naboplasserte membranputer som slik det tydelig fremgår av fig. 6, strekker seg nærmere den rørformede midtbolt 25 enn avstandsholderen 20. Midtåpningen 4 0 av støtteringen 37 avviker fra sirkelform.

Den indre åpning av støtteringen 37 er riktignok utformet således at denne kan ligge tett til den rørformede midtbolt 25, at det imidlertid oppstår tre over omkretsen for-delte radiale utvidelser 33 således at innen de enkelte membranputer i retning av midtbolten 2 5 strømmende permeat over gjennomløpene 42 mellom segmentene 41 og de radiale utvidelser 33 kan en ytre flate av midtbolten 25 nå, for da endelig å kunne tre inn i radialboringen 2 6 av den rør-formede utformede midtbolt som inneholder en aksialboring 34 .

Som det fremgår av fig. 2 har lokket 14 av det indre hus

en ringformet krave 15, hvori det stikker inn en dekkappe 30 og kan tettes med en ringtetning 31. Den rørformede midtbolt 25 er likeledes åpen ved den øvre ende. Fra ytter-siden av røret 25 kan over kanaler i lokket 14 permeatet stjerneformet nå denne øvre åpning i midtbolten. Denne strømningsmiddelforbindelse har det formål å hindre en ellers i det indre 16 av dekkappen 3 0 i området av spenninnretning mulig forurensning eller tilleiring av kimer.

Den nedre ende av den rørformede midtbolt 2 5 har en ekstra som avstandsholder tjenende tetningsring 32. Konfigura-sjonen og dimensjonering av husbunnen 13 er foretatt således at den nedre fri ende av den rørformede midtbolt 2 5 lar seg innsette i en tilsvarende radialboring 52 av permeat-utstrømningsrøret 11. På to overfor hverandre liggende sider av midtbolten 25 befinner det seg i husbunnen 13

to gjengemuttere 53, hvor det lar seg dreie inn skrubolter 54 som tjener til fastgjørelse respektivt av en lask 27. Ved fullstendig tiltrukkede skruebolter 54 sitter

det indre hus 8 fast på permeatutløpsrøret 11 og derved er ringtetningen 32 så sterkt komprimert at det ved over-gangsstedet fra rør 25 og rør 11 kommer til en tettende avlukking.

Som fig. 1 viser er de kassettaktig indre hus 8 med laskene 27 fastgjort således på rør 11 at de kommer til å ligge nøyaktig ved siden av hverandre og også det på fig. 1 lengst til venstre liggende indre hus 8 kommer til anlegg nøyaktig på innersiden av lokket før saltoppløsningutløp 9 .

De enkelte membranputer har fortrinnsvis en firkantet form ved en lengde som fortrinnsvis er dobbelt så stor som bred-den. I dette tilfellet inneholder hver enkelt membranpute og hver enkelt avstandsholder to boringer 3 5 resp. 36. Disse boringer er anordnet således at det praktisk talt

for hver enkelt strømningsmiddelpartikkel som er trengt inn utenifra i det indre av puten gjennomsnittlig består en like lang strømningsmiddelvei inntil den rørformede midtbolt 25. Når altså en membranputes format er a x 2a, har putenes midtboringer en avstand fra hverandre som er lik a og en kantavstand på respektivt a/2.

Ved et forsøksanlegg ble eksempelvis i et indre hus på

200 x 100 x 100 mm anordnet 45 membranputer 19 og 46 mellomliggende avstandsholdere 20. Herav fremkommer en virksom flate på omtrent 2 m2 .

Under drift tilføres i tilfelle et vannavsaltning saltholdig råvann til tilknytning 10. Derfra strømmer råvannet innen det ytre hus 1 utenfor i kasselignende indre hus 8 inntil det ytre husets bunn 2, og da derifra i motsatt retning gjennomstrømmer det indre tverrsnitt av det ved deres begge overfor hverandre liggende ender åpne trauformede indre hus 8. Derved strømmer råvannet over alle ytre sider av membranflaten av de enkelte membranputer. Det ikke gjennom membranene gjennomgående råvann kan sterkt anrikes som saltlake igjen tre ut ved utløpet 9. De i de enkelte membran, puter inntredende avsaltede vann strømmer i det indre av hver enkelt pute over de radiale kanaler av avstøtnings-ringen 37 og radialboringene 26 inn i de rørformede bolter 25 for endelig å nå permeatutløpsrøret 11.

En spesiell enkel montering av innretningen ifølge oppfinnelsen mulig når det på permeatutløpsrøret 11 påsettes fast en ringformet tetningsbærer 55. Denne tetningsbærer bærer ringtetningen 56 og sørger for den riktige aksiale avstand av de enkelte byggeelementer av innretningen. I innbygget tilstand ligger ringtetningen 56 nøyaktig til lokket 5

til røret 11. På baksiden ligger en trinnflate 58 av tet-ningsbæreren til en tilsvarende komplementær utformet trinn 57 i det ytre hus 1.

Ved avtatt lokk 5 kan man strekke ut permeatutløpsrøret

11 med alle derpå fastgjorte indre hus 8 og deretter alt etter behov å utveksle enkelte eller alle indre hus eller å utstyre med nye membranstabler. Da de indre hus 8 ikke er forbundet med hverandre, er det tisltrekkelig hver gang å løsne skrueboltene 54 og trekke ut de indre hus 8 fra permeatutløpsrøret 11. De ved hjelp av den indre boring 52 definerte montasjesteder av det indre hus 8 er valgt således at ved fast inngrep av motlagerne 57/58 det lengst til venstre liggende indre hus 8 kommer til anlegg nøyaktig på innersiden av lokket 5 således at råvanninnløp 10 og saltoppløsningutløp 9 er adskilt fra hverandre.

Ovennevnte beskrivelse har i det vesentlige tatt referanse til vannavsaltning ved omvendt osmose. Oppfinnelsens gjen-stand er imidlertid ikke begrenset til denne anvendelse for innretningen ifølge oppfinnelsen er generelt egnet til filtrering og adskillelse av ønskelige flytende og gassformede medier ved omvendt osmose og ultrafiltrering.

Av spesiell betydning for foreliggende oppfinnelse er at fremfor alt ved høyere trykk og høyere strømningshastigheter unngås alt som kan føre til en utpreget laminar gjennomstrøm-ning. Slikt spesiell utpreget laminaritet kan føre til en ødeleggelse av membranstablene til i et trykkstøt og selv til en omvending av tilsiktede fysikalske prosesser.

I denne sammenheng medfører forholdsreglene ifølge oppfinnelsen ikke å forbinde de enkelte indre hus med hverandre, men å fastgjøre dem enkeltvis løsbart på permeatutløpsrøret 11, ikke bare montasjemessig fordeler men også strømnings-tekniske da det mellom de enkelte kasser kan opptre en strømningsforstyrrelse. I denne forbindelse medfører oppfinnelsen dessuten også en spesiell fordel, når man gjør den aksiale lengde av de enkelte membranputer mindre enn den aksiale lengde av det indre hus 8 således at det mellom naboplasserte indre hus oppstår en flateaktig spalte 18

som er tubulensfrembringende.

Claims (9)

1. Innretning til filtrering og adskillelse av flytende og gassformede medier spesielt for vannavsaltning og vannrensing ved hjelp av omvendt osmose og ultrafiltrering med et flertall av i et ytre hus (1) etter hverandre anordnede på begge ender åpne og med et lokk (14) lukkede trauformede indre hus (8) som respektivt inneholder et flertall av flattliggende på hverandre stablede membranputer (19) med mellom dem liggende punktformet virkende avstandsholdere (20), idet det over de åpne trautverrsnitt tilstrammende medium over-strømmer de ytre puteflater og det på de indre membranflater dannede medium strømmer over boringer (35) som gjennomtrenger membranputestabelen og i disse boringer anordnede rørformede bolter (25) til et utløpsrør (11) som strekker seg i lengderetning i det ytre hus, karakterisert ved at de indre hus (8) er anordnet uforbundet ved siden av hverandre og hvert enkelt indre hus (8) er fastgjort for seg alene på utløpsrøret (11).

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at de rørformede bolter (25) som trenger gjennom stabelen av membranputer (19) under mellomkobling av avstandsholdende tetninger (32) er stukket umiddelbart inn i utløpsrøret (11).

3. Innretning ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at ved bunnen (13) av det indre hus (8) tilskrudde lasker (27) omslutter utløpsrøret (11) kraft og/eller formfast.

4. Innretning ifølge krav 1-3, karakterisert ved at den aksiale lengde av membranstabelen (19) i strømningsretning er mindre enn den aksiale lengde av det indre hus (8) som opptar dem for mellom to naboplasserte indre hus (8) å danne en turbulensfrembringende spalte (18).

5. Innretning ifølge krav 1-4, karakterisert ved at membranputene (19) er innspent med innen avstandsholdere (20) anordnede avstands-ringer (37) mellom lokk (14) og bunn (13), idet disse avstands-ringer (37) ved deres indre omkrets som omgir de rørformede bolter (25) har radiale utvidelser (33) og i den rørformede bolt (25) er det anordnet innad førende radialboringer (26).

6. Innretning ifølge krav 1-5, karakterisert ved at membranputene (19) har en kvadratisk eller firkantet form og de i midten anordnede puteboringer (35) er anordnet i en avstand a og har en kantavstand a/2 når puteflaten har formatet a x n . a med en hel-tallet verdi av n som fortrinnsvis er 2.

7. Innretning ifølge krav 1-6, karakterisert ved at alle spennelementer (29) fra indre hus (8) og membranpute (19) er anordnet således for å hindre tilleiring av kimer, at de omspyles av det til ut-løpsrøret (11) strømmende medium.

8. Innretning ifølge krav 1-7, karakterisert ved at membranputene dannes av en midtre skillefolie (2),to naboplassert anliggende nett-vevnadssjikt og to membranfolier som utenifra dekker nettvev-nadssjiktene , og at alle fem sjikt platelikt på hverandre liggende er kantsammensveiset med ultralyd.

9. Innretning ifølge krav 1-8, karakterisert ved at alle membranputer består av kjemisk beslektede kunststoffer f.eks. på polyester-poly-propylen- eller polysulfonbasis.