RU2156156C1 - Membrane module for separation of liquid media and method of its manufacture - Google Patents
Membrane module for separation of liquid media and method of its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2156156C1 RU2156156C1 RU2000105070/12A RU2000105070A RU2156156C1 RU 2156156 C1 RU2156156 C1 RU 2156156C1 RU 2000105070/12 A RU2000105070/12 A RU 2000105070/12A RU 2000105070 A RU2000105070 A RU 2000105070A RU 2156156 C1 RU2156156 C1 RU 2156156C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- chambers
- membranes
- drainage elements
- membrane
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к мембранной технике, в частности к устройствам для осуществления массообменных процессов и/или процессов разделения жидких сред в медицинской, фармацевтической, химической, биотехнологической и других отраслях промышленности, а также к устройствам очистки биологических жидкостей и для осуществления процесса разделения крови при плазмоферезе. The invention relates to membrane technology, in particular to devices for carrying out mass transfer processes and / or processes for the separation of liquid media in the medical, pharmaceutical, chemical, biotechnological and other industries, as well as to devices for purifying biological fluids and for carrying out the process of separation of blood during plasmapheresis.
Известно мембранное устройство для диализа, содержащее прямоугольный корпус с коллекторами подвода и отвода разделяемой среды и отвода фильтрата и мембранный модуль, выполненный в виде блока, образованного сложенной складками мембраны и расположенными между складками сепарационными элементами. Торцевые кромки модуля герметизированы заливкой пластиком по всей высоте блока. Для обеспечения проточности разделяемой смеси между складками мембранного материала установлены дополнительные каналообразующие элементы (заявка Франции N 2174821, кл. В 01 D 13/00, A 61 M 1/00, 1973.). A membrane dialysis device is known comprising a rectangular housing with collectors for supplying and discharging a shared medium and discharging filtrate and a membrane module made in the form of a block formed by folded membrane folds and separation elements located between the folds. The end edges of the module are sealed by pouring plastic over the entire height of the block. To ensure the flow of the separated mixture between the folds of the membrane material, additional channel-forming elements are installed (French application N 2174821, CL 01
Недостаток аналога: установление между складками мембранного материала дополнительных каналообразующих элементов приводит к неравномерному распределению потоков и образованию застойных зон, что в свою очередь существенно снижает производительность устройства. The disadvantage of the analogue: the establishment between the folds of the membrane material of additional channel-forming elements leads to an uneven distribution of flows and the formation of stagnant zones, which in turn significantly reduces the performance of the device.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату аналогом (прототипом) является мембранный модуль для разделения жидких сред, содержащий две группы чередующихся щелевых камер для разделяемой смеси и фильтрата, образованных набором плоских полупроницаемых мембран, дренажных элементов и средствами герметизации (RU 2046647, кл. C1 B 01 D 63/14, опубл. 27.10.95). The closest in technical essence and the achieved result analogue (prototype) is a membrane module for separating liquid media, containing two groups of alternating slit chambers for the separated mixture and filtrate, formed by a set of flat semipermeable membranes, drainage elements and sealing means (RU 2046647, class C1 B 01 D 63/14, publ. 27.10.95).
Недостаток прототипа: использование средств герметизации в виде планок из материала, содержащего термопласт, расположенных вдоль направления движения сред и неразъемно соединенных с мембранами с образованием в местах контакта с ними опорных элементов в виде колонн, приводит к тому, что при спекании пакета заготовок под фиксированной нагрузкой наибольшее давление развивается именно в углах заготовок, в так называемых "колоннах", где перпендикулярные полоски герметизирующего материала пересекаются, и наименьшее давление (вплоть до отсутствия всякого давления) создается на остальных, непересекающихся участках полосок герметизирующего материала, что приводит к ненадежной герметизации всего мембранного модуля в целом. The disadvantage of the prototype: the use of sealing means in the form of strips of material containing thermoplastic, located along the direction of movement of the media and permanently connected to the membranes with the formation in the places of contact with them supporting elements in the form of columns, leads to the fact that when the sintering package of blanks under a fixed load the greatest pressure develops precisely in the corners of the workpieces, in the so-called “columns”, where the perpendicular strips of the sealing material intersect, and the lowest pressure (up to pressure of any pressure) is created on the remaining, disjoint sections of the strips of sealing material, which leads to unreliable sealing of the entire membrane module as a whole.
Недостатками данного устройства являются также сложность изготовления опорных элементов и сложность использования трековых мембран, наиболее эффективных по сравнению с другими типами мембран, так как они при герметизации путем механического сжатия повреждаются. The disadvantages of this device are the complexity of the manufacture of support elements and the difficulty of using track membranes, the most effective in comparison with other types of membranes, since they are damaged by sealing by mechanical compression.
В случае использования известного модуля при разделении крови - невозможность использования получаемой плазмы в качестве донорской. In the case of using a known module in the separation of blood - the inability to use the resulting plasma as a donor.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату по отношению к заявляемому способу является способ изготовления мембранного модуля для разделения сред, включающий операцию формирования блока заготовок модулей из слоев мембран, дренажных элементов и средств герметизации, причем после формирования блок заготовок нагревают до температуры текучести материала средств герметизации, выдерживают под фиксированной нагрузкой, охлаждают и проводят разделение блока на отдельные модули, (патент RU 2046647, кл. C1 B 01 D 63/14, опубл. 27.10.95). The closest in technical essence and the achieved result with respect to the claimed method is a method of manufacturing a membrane module for separating media, comprising the step of forming a block of blanks of modules from layers of membranes, drainage elements and sealing means, and after forming the block of blanks is heated to the pour point of the material of the sealing means , maintained under a fixed load, cooled and the unit is divided into separate modules, (patent RU 2046647, CL C1 B 01 D 63/14, publ. 27.10.95 )
Недостатками данного способа являются сложность изготовления опорных элементов, а также сложность использования трековых мембран, наиболее эффективных по сравнению с другими типами мембран, так как они при герметизации путем механического сжатия повреждаются. The disadvantages of this method are the complexity of the manufacture of support elements, as well as the difficulty of using track membranes, the most effective in comparison with other types of membranes, since they are damaged by sealing by mechanical compression.
Задачей изобретения является повышение эффективности функционирования мембранных модулей при одновременном повышении технологичности изготовления мембранных модулей, обеспечения возможности использования в качестве мембранного материала трековых мембран, повышение эффективности отделения фильтрата и уменьшение повреждения мембран, возможность использования мембранного модуля для получения донорской плазмы. The objective of the invention is to increase the efficiency of the membrane modules while increasing the manufacturability of the manufacture of membrane modules, providing the possibility of using track membranes as membrane material, increasing the efficiency of separation of the filtrate and reducing damage to the membranes, the possibility of using the membrane module to obtain donor plasma.
Поставленная задача достигается тем:
- что мембранный модуль для разделения жидких сред, содержащий две группы чередующихся щелевых камер для разделяемой смеси и фильтрата, образованных набором плоских полупроницаемых мембран, дренажных элементов и средствами герметизации, выполнен в виде сильфона с наружными и внутренними камерами, полупроницаемые мембраны и дренажные элементы выполнены в виде пластин с по меньшей мере двумя периферийными и одним центральным отверстием, средства герметизации выполнены в виде рамок, камеры разделяемой смеси, являющиеся наружными камерами сильфона, герметизированы по периметру центрального отверстия рамками из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных элементов, и склеивающегося с мембранами, а камеры фильтрата, являющиеся внутренними камерами сильфона, герметизированы по наружному периметру дренажных элементов и периметрам периферийных отверстий рамками из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных пластин и склеивающихся с мембранами,
- что толщины дренажных пластин одинаковы;
- что в качестве мембран могут быть использованы трековые мембраны;
- что рамки могут быть выполнены из полиолефинов, например из полиэтилена.The task is achieved by:
- that the membrane module for separating liquid media, containing two groups of alternating slit chambers for the separated mixture and the filtrate formed by a set of flat semipermeable membranes, drainage elements and sealing means, is made in the form of a bellows with external and internal chambers, the semipermeable membranes and drainage elements are made in in the form of plates with at least two peripheral and one central hole, the sealing means is made in the form of frames, chambers of a shared mixture, which are external chambers and bellows, sealed around the perimeter of the central hole with frames of thermoplastic material that fills the thickness of the drainage elements during sintering and glued to the membranes, and the filtrate chambers, which are internal chambers of the bellows, are sealed around the outer perimeter of the drainage elements and the perimeters of the peripheral holes with frames of thermoplastic material filling when sintering, the thickness of the drainage plates and glued to the membranes,
- that the thickness of the drainage plates are the same;
- that track membranes can be used as membranes;
- that the framework can be made of polyolefins, for example polyethylene.
Поставленная задача достигается также тем, что в способе изготовления мембранного модуля для разделения жидких сред, включающем операцию формирования блока заготовок модулей из слоев мембран, дренажных элементов и средств герметизации, после формирования блок заготовок под фиксированной нагрузкой нагревают до температуры текучести материала средств герметизации, выдерживают, охлаждают и производят разделение блока на отдельные модули, изготовленный модуль сжимают, после чего в нем выполняют по меньшей мере по одному коллектору подвода разделяемой смеси, коллектору отвода фильтрата и коллектору отвода концентрата, после чего производят окончательную сборку модуля путем герметизации его торцов полосками из термопластичного материала и крепления крышек к горизонтальным плоскостям модуля. The problem is also achieved by the fact that in the method of manufacturing a membrane module for separating liquid media, including the operation of forming a block of blanks of modules from layers of membranes, drainage elements and sealing means, after forming a block of blanks under a fixed load, they are heated to the pour point of the material of the sealing means, they are held, cooling and dividing the block into separate modules, the fabricated module is compressed, after which at least one collector ode of the mixture to be separated, the filtrate discharge collector and the concentrate discharge collector, after which the module is finally assembled by sealing its ends with strips of thermoplastic material and attaching the covers to the horizontal planes of the module.
Фиксированную нагрузку задают давлением 2,0-4,0 кг на один модуль. The fixed load is set with a pressure of 2.0-4.0 kg per module.
Блок мембранных модулей под фиксированной нагрузкой выдерживают в течение 1,5-2,5 ч. The block of membrane modules under a fixed load can withstand for 1.5-2.5 hours
Блок мембранных модулей выдерживают под фиксированной нагрузкой при температуре 140-180oC.The block of membrane modules can withstand a fixed load at a temperature of 140-180 o C.
Совокупность общих и частных существенных признаков группы изобретений обеспечивает достижение требуемого технического результата. The combination of general and private essential features of the group of inventions ensures the achievement of the desired technical result.
На фиг. 1 показан предлагаемый модуль;
на фиг. 2 - сечение одной из камер фильтрата;
на фиг. 3 - сечение одной из камер разделяемой смеси;
на фиг. 4 - схема чередования слоев плоских полупроницаемых мембран и дренажных элементов со средствами герметизации в виде рамок.In FIG. 1 shows a proposed module;
in FIG. 2 - section of one of the chambers of the filtrate;
in FIG. 3 - section of one of the chambers of the shared mixture;
in FIG. 4 is a diagram of the alternation of layers of flat semipermeable membranes and drainage elements with sealing means in the form of frames.
Мембранный модуль для разделения жидких сред, выполненный в виде сильфона, содержит крышку 1 со штуцером 2 подвода разделяемой смеси, штуцером 3 отвода концентрата, штуцером отвода фильтрата 4, коллектор 5 подвода разделяемой смеси, коллектор 6 отвода концентрата и коллектор 7 отвода фильтрата (фиг. 1), крышку 8, боковые крышки 9 в виде полосок из термопластичного материала (фиг. 4), камеры 10 разделяемой смеси, являющиеся наружными камерами сильфона, и камеры 11 фильтрата, являющиеся внутренними камерами сильфона. Камеры 10 и 11 разделены плоскими полупроницаемыми мембранами 12 (фиг. 4), выполненными в виде пластин, изготовленных, например, из тонкой пленки со средним диаметром пор 0,4-0,6 мкм. Дренажные элементы 13 (фиг. 4) выполнены в виде сетчатых пластин. Мембраны 12 и дренажные элементы 13 выполнены с двумя периферийными отверстиями 14 и одним центральным отверстием 15. Камеры 10 разделяемой смеси герметизированы по периметру центрального отверстия 15 рамками 16 из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных элементов 13, и склеивающегося с мембранами 12, камеры 11 фильтрата герметизированы по наружному периметру дренажных элементов 13 и периметров периферийный отверстий 14 рамками 17 из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных элементов 13 и склеивающихся с мембранами 12 (фиг. 4). Камеры 10 разделяемой смеси сообщаются с коллекторами 5 и 6 подвода разделяемой смеси и отвода концентрата, а камеры 11 фильтрата сообщаются соответственно с коллектором 7 отвода фильтрата (фиг. 1). The membrane module for separating liquid media, made in the form of a bellows, contains a
Разделяемая смесь через штуцер 2 и коллектор 5 подвода разделяемой смеси поступает в камеры 10 разделяемой смеси и течет вдоль поверхности мембран 12. Поскольку давление в камерах 10 разделяемой смеси выше, чем в камерах 11 фильтрата, то создается трансмембранное давление. При этом жидкая составляющая потока разделяемой смеси, включая молекулы и частицы с размерами, меньшими диаметра пор в мембране, проникает через мембраны 12 в камеры 11 фильтрата. Здесь жидкая составляющая стекает по дренажным элементам 13 (фиг. 2) и выводится через коллектор 7 и штуцер 4 отвода фильтрата (фиг. 1), а концентрат отводится из камер 10 разделяемой смеси по дренажным элементам 13 (фиг. 3) через коллектор 6 отвода концентрата и штуцер 3 (фиг. 1). The separated mixture through the
Изготовление мембранного модуля осуществляют следующим образом. The manufacture of the membrane module is as follows.
Трековые мембраны получают путем бомбардирования лавсановой пленки тяжелыми ионами и обработки полученных треков травильным раствором щелочи. В заготовках по наружному периметру дренажных элементов 13 и периметру периферийных отверстий 14 импрегнированы герметизирующие рамки 17 из термопластичного материала, а по периметру центрального отверстия 15 импрегнированы рамки 16 (фиг. 4). После укладки необходимого количества заготовок получают блок заготовок, который под фиксированной нагрузкой нагревают до температуры текучести герметизирующих рамок 16, 17, выдерживают и охлаждают. Изготовленный блок мембранных модулей разрезают на отдельные модули. Изготовленный в виде сильфона отдельный мембранный модуль сжимают. В модуле выполняют коллектор 5 подвода разделяемой смеси, коллектор 6 отвода концентрата и коллектор 7 отвода фильтрата, производят окончательную сборку модуля путем герметизации его торцов полосками из термопластичного материала и крепления крышек 1 и 8 к горизонтальным плоскостям модуля (фиг. 1). Track membranes are obtained by bombarding the dacron film with heavy ions and processing the resulting tracks with an alkali etching solution.
Фиксированную нагрузку задают давлением 2,0-4,0 кг на один модуль. The fixed load is set with a pressure of 2.0-4.0 kg per module.
Блок мембранных модулей под фиксированной нагрузкой выдерживают в течение 1,5 - 2,5 ч. The block of membrane modules under a fixed load can withstand for 1.5 to 2.5 hours
Блок мембранных модулей выдерживают под фиксированной нагрузкой при температуре 140-180oC.The block of membrane modules can withstand a fixed load at a temperature of 140-180 o C.
Пример выполнения способа. An example of the method.
В заготовки дренажных элементов для камер разделяемой смеси и камер фильтрата заподлицо с поверхностью импрегнируют герметизирующие рамки. Sealing frames are impregnated flush with the surface into the blanks of drainage elements for chambers of the mixture to be separated and chambers of the filtrate.
Укладывая поочередно дренажные элементы и трековые мембраны, формируют заготовку блока мембранных модулей. By stacking drainage elements and track membranes one at a time, they form a blank for the block of membrane modules.
Полученную заготовку блока мембранных модулей помещают в специальное приспособление и сжимают с силой 2,0-4,0 кг на один модуль. Приспособление с заготовкой блока мембранных модулей выдерживают в течение 1,5 - 2,5 ч при температуре 140 - 180oC в результате чего происходит приклеивание мембран к зонам герметизации. После охлаждения блока заготовок под нагрузкой получают блок мембранных модулей, который разделяют разрезанием на отдельные мембранные модули. Изготовленный модуль сжимают и выполняют в нем по меньшей мере один центральный и два периферийных коллектора, производят окончательную сборку модуля путем герметизации его торцов полосками из термопластичного материала, служащими боковыми крышками модуля, и крепления крышек к горизонтальным плоскостям модуля.The obtained blank of the membrane module block is placed in a special device and compressed with a force of 2.0-4.0 kg per module. The device with the blank block of membrane modules is kept for 1.5 - 2.5 hours at a temperature of 140 - 180 o C as a result of which the membranes adhere to the sealing zones. After cooling the block of preforms under load, a block of membrane modules is obtained, which is divided by cutting into separate membrane modules. The manufactured module is compressed and at least one central and two peripheral collectors are made in it, the module is finally assembled by sealing its ends with strips of thermoplastic material serving as side covers of the module, and attaching the covers to the horizontal planes of the module.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105070/12A RU2156156C1 (en) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Membrane module for separation of liquid media and method of its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105070/12A RU2156156C1 (en) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Membrane module for separation of liquid media and method of its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2156156C1 true RU2156156C1 (en) | 2000-09-20 |
Family
ID=20231284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000105070/12A RU2156156C1 (en) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Membrane module for separation of liquid media and method of its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2156156C1 (en) |
-
2000
- 2000-03-02 RU RU2000105070/12A patent/RU2156156C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0814896B1 (en) | Filtration cassette article, and filter comprising the same | |
US5342517A (en) | Filtration cassette article, and filter comprising same | |
US5868930A (en) | Filtration cassette article and filter comprising same | |
EP0478623B1 (en) | Filter plate, filter plate element, and filter comprising same | |
US5232589A (en) | Filter element and support | |
US20020139741A1 (en) | Integral gasketed filtration cassette article and method of making the same | |
RU2008121860A (en) | MEMBRANE MODULE WITH TRANSVERSE FLOW | |
AU2005309199B2 (en) | Frameless, plate-shaped filtering member | |
JP2885826B2 (en) | Method and apparatus for preventing the formation of a filter coating layer or disassembling a filter coating layer when filtering liquid containing finely dispersed components by orthogonal operation | |
US11654397B2 (en) | Filter cassette article, and filter comprising same | |
EP1497016A1 (en) | Cross-flow filtration cassettes and methods for fabrication of same | |
US7264724B2 (en) | Fluid path control element for fluid processing module | |
JPH03135405A (en) | Filtering device for fluid operatable on crossflow principle | |
US4636312A (en) | Plasmapheresis filtration module having improved end plate | |
RU2156156C1 (en) | Membrane module for separation of liquid media and method of its manufacture | |
RU2170136C1 (en) | Laminated filter medium for ultra - and microfiltration and method for its manufacture | |
KR100300773B1 (en) | Inorganic filtration unit with integrated network for liquid medium or recovery filtration | |
RU2029610C1 (en) | Membrane apparatus for mass exchange and separation of liquid media | |
RU2021823C1 (en) | Method of making membrane unit | |
JP5355200B2 (en) | Water treatment filter module and water treatment filter device | |
RU2151633C1 (en) | Membrane module for separation of blood | |
SU1118388A1 (en) | Membrane apparatus | |
RU2046647C1 (en) | Blood separating membrane-type module and method for manufacture of such module | |
EP0089434A2 (en) | Plasmapheresis filtration module | |
JPH05168868A (en) | Semipermeable membrane module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050303 |
|
NF4A | Reinstatement of patent | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160303 |