DE2303860A1 - MEMBRANE SEPARATION DEVICE - Google Patents
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Classifications
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- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
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Description
Dr, F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zurnsteln Jun.Dr, F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zurnsteln Jun.
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Membrantrermvorrichtung,Membrane therm device,
iiie Erfindung betrifft eine MeaibraivSrennvorrioh.tungjoie insbesondere bei der ültrafiltraticü. waä bei der Gasdur chdringur-g -verwandt werden tann. The invention relates to a MeaibraivSrennvorrioh.tungjoie in particular in the ultra-filtration. what can be used in gas penetration .
Es sind M-antbrantrennvGrrichtungen befesnnt, die aus ns beieinander liegenden Stützplatten, für die Membrane aufgebaut sind, die abwechselnd ait Rahoiendichtiingen avischen svisi Endplatten angeordnet sinds you denen sine wenigstens mit einem Einlaß für das zu behandelnde Plaid vlvA die andere wenigstens mit einem Auslas für das behandelte Fluid ausgerüstet ist, wobei mehrere solcher nebeneinander angeordneter Merabranstützplatten von Zv/ischenplatten getrennte Untergruppen bilden können. Bei diesen Vorrichtungen weist jede der Membranstütsplatten,die im allgetnsinen rechteckig ausgebildet sind, in der Mähe ihrer Enden zwei langgestreckte Öffnungen für den Durchlaß des su behandelnden Fluids und zwischenThere are M antbrantrennvGrrichtungen-befesnnt, which are composed of ns spaced support plates, for the membranes which are alternately ait Rahoiendichtiingen avischen svisi end plates are arranged s you which sine least with an inlet for the treated plaid vlvA the other at least with a capacity utilization for the treated fluid is equipped, whereby several such juxtaposed Merabran support plates of Zv / ischenplatten can form separate subgroups. In these devices, each of the membrane support plates, which are generally rectangular, in the vicinity of their ends two elongated openings for the passage of the fluid to be treated and between them
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diesen zwei Öffnungen an Jeder Außenseite ein flaches Becken auf, wobei die flachen Becken voneinander durch eine dünne Wand getrennt sind. Im allgemeinen besteht die Stützverkleidung der Membrans die im Innern jedes flachen Beckens angeordnet ist, aus einem Gitter, einer porösen Stütze und einem Papierfilter. Das Fluid, das die Membran durchquert hat, wird von wenigstens einer Leitung zurückgewonnen, die im seitlichen Rand oder am Ende der Platte untergebracht ist. Auf der Verkleidung jedes flachen Beckens liegt eine Membran und überdeckt die Ränder des Beckens. Diese Membran wird seitlich von der Rahtnendiohtung gehalten, während sie zwischen den Enden des Beckens und der am nächsten kommenden, langgestreckten Öffnung in diesem Bereich entweder durch Kleben oder durch eine abnehmbare Einrichtung gehalten wird.These two openings have a shallow basin on each outer side, the shallow basins being separated from one another by a thin wall. In general, the support lining of the membrane s located inside each shallow basin consists of a grid, a porous support and a paper filter. The fluid that has crossed the membrane is recovered by at least one conduit located in the side edge or at the end of the plate. A membrane lies on the cladding of every flat pool and covers the edges of the pool. This membrane is held laterally by the frame diaction while it is held between the ends of the basin and the closest elongated opening in this area either by gluing or by a removable device.
Es ist wünschenswert, Stützplatten geringer Dicke vorzusehen, um äen Raumbedarf der.Vorrichtung au verringern, Es ist ebenfalls wünschenswert, lange Stützplatten (s.3, von 1 bis 2'm länge) vorzusehen, damit die Hembrantrennfläche für jede Plattegroß ist. Die Herstellung solcher Plattem durch Spritzguß bereitet jedoch Schwierigkeiten.It is desirable to provide backing plates of small thickness in order to reduce the space required by the device. It is also desirable to provide long backing plates (see Fig. 3, 1 to 2 'long) so that the hemorrhage interface is large for each plate. However, the manufacture of such plates by injection molding presents difficulties.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Y or rieh, tu ag. in der StiLtsplatten für die Membrane sehr geringer Dicke angeordnet sind j die eine große Xänge aufweisen kann und leicht heraus-bellen ist .The aim of the present invention is a Y or rieh, tu ag. in the Support plates arranged for the membrane with a very small thickness are j that can be very long and easily bark out is .
Die erfindungsgetnäße Membrantrennvorrichtung, in der das zn ■behandelnde I?luid insbesondere zur Ultrafiltration oder sux G-asduroMringung, in Kontakt mit den Membranen; zirkuliert, umfaßt zwischen zwei Endplatten einen Stapel aus abwechselnd Rahmendichtungen, die die Dicke der S1Iu id schicht bei der Zirkulation sicherstellen, und Kembranstützplatten, von denen jede aus zwei Grundplatten mit nahesu rechteckiger Form besteht 5 die in der Mähe wenigstens eines Endes wenigstens eine Öffnung für den Durchgang des zu behandelnden Fluids aufwei-The membrane separation device according to the invention, in which the liquid to be treated is in contact with the membranes, in particular for ultrafiltration or gas extraction. circulates, comprises between two end plates a stack of alternating frame seals, which ensure the thickness of the S 1 Iu id layer during circulation, and membrane support plates, each of which consists of two base plates with a nearly rectangular shape 5 with at least one near at least one end Have opening for the passage of the fluid to be treated
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sen, wobei die zwei Grundplatten mit ihren gegenüberstehenden, inneren Hauptaußenflächen dicht angeordnet sind und zwischen sich einen Raum begrenzen, der einerseits durch wenigstens eine Leitung mit dem Rand der Stützplatte und andererseits durch Bohrungen mit der gegenüberliegenden äußeren Hauptfläche jeder Grundplatte verbunden ist, die ein flaches Becken aufweist, in dem eine Membranstütze und die Membran angeordnet sind, die Durchlaß öffnung für das zu behandelnde Fluid' nahezu die Breite des flachen Beckens und der Raum zwischen den zwei Grundplatten wenigstens einen Stützpfeiler für die zwei angrenzenden Grundplatten aufweist.sen, the two base plates with their opposing, inner main outer surfaces are densely arranged and between limit a space, on the one hand by at least one line with the edge of the support plate and on the other hand through holes with the opposite outer main surface each base plate is connected, which has a shallow basin in which a membrane support and the membrane are arranged are, the passage opening for the fluid to be treated 'almost the width of the shallow basin and the space between the two base plates have at least one support pillar for the two adjacent ones Has base plates.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung beispielsweise bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. In the following, using the accompanying drawing, for example preferred embodiments of the invention explained in more detail.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Grundplatte einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,Fig. 1 is a top plan view of a base plate of one embodiment the device according to the invention,
Pig. 2 ist eine Schnittansicht längs der linie A-A der Platte in Pig. 1.Pig. Fig. 2 is a sectional view taken along line A-A of the plate in Pig. 1.
Pig. 3 ist eine Teilschnittansicht längs der Linie B-B in 3Pig. 1 , die das Ende einer Stützplatte zeigt, die zwei übereinandergelegte Grundplatten aufweist.Pig. Fig. 3 is a partial sectional view taken along line B-B in Fig. 3Pig. 1, showing the end of a support plate, the two superimposed Has base plates.
Fig. 4 ist eine Teilschnittansicht längs der Linie B-B durch die Stützplatte von Fig. 1.Figure 4 is a partial sectional view taken along line B-B through the support plate of Fig. 1.
Fig. 5 zeigt eine auf einer Stützplatte angeordnete Rahmendichtung J1.Fig. 5 shows a frame seal arranged on a support plate J1.
Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie C-O in Fig. 5.FIG. 6 is an enlarged sectional view taken along line C-O in FIG. 5.
Fig. 7 ist eine weiter vergrößerte Schnittansicht des Rahmens längs der Linie G-G in Fig. 5.Fig. 7 is a further enlarged sectional view of the frame along the line G-G in FIG. 5.
Fig. 8 ist eine lEeilschnittansicht längs der Symmetrieebene in Längsrichtung der Platten, die eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt, bei der die Rahmen J1 und die Platten kombiniert sind. Diese Ansicht stellt schematischFigure 8 is a partial cross-sectional view taken along the plane of symmetry in the longitudinal direction of the plates, which shows an embodiment of the device according to the invention in which the frames J1 and the panels are combined. This view represents schematically
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die Zirkulation des Pluides dar.represents the circulation of the pluide.
Pig. 9 ist eine Draufsicht auf einen Teil einer geänderten Ausführung der Grundplatte.Pig. Figure 9 is a plan view of part of a modified form of the base plate.
Pig. 10 ist eine Schnittansicht längs der Linie E-E von Pig. 9.Pig. Fig. 10 is a sectional view taken along line E-E of Pig. 9.
Pig. 11 ist eine Schnittansicht quer zur Linie P-P von Pig.1.Pig. Fig. 11 is a sectional view taken across line P-P of Pig.1.
Pig. 12,13 und 14 sind Schnittansichten quer durch geänderte Ausführungsformen der Platten.Pig. 12, 13 and 14 are cross-sectional views through modified embodiments of the panels.
Eine Membranstützplatte für eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Yorrichtung wird dadurch gebildet, daß zwei Grundplatten, von denen eine Ausführungsform in den Pig. 1,2 und 11 dargestellt ist, dicht, z.B. durch Kleben, zusammengesetzt werden. Eine solche Grundplatte, die im allgemeinen eine rechteckförmige Gestalt aufweist, ist nahezu symmetrisch in Hinblick auf die senkrecht zu ihren Hauptaußenflächen verlaufende Mittelebene in Längsrichtung und weist Aussparungen 1 und 2 auf, deren Lage der Lage von Pührungsstangeη oder Pührungsprofilen entspricht. Die Vorrichtung wird dadurch gebildet, daß solche Membranstützplatten nebeneinander angeordnet werden, die vorzugsweise Stangen oder Profile in horizontaler Lage aufweisen, mit denen die Platten in einer vertikalen Lage gehalten werden können.A membrane support plate for an embodiment of the invention Yorrichtung is formed in that two base plates, one embodiment of which in the Pig. 1, 2 and 11 shown be assembled tightly, e.g. by gluing. Such a base plate, which is generally rectangular in shape Has shape is almost symmetrical with respect to the central plane perpendicular to its main outer surfaces in the longitudinal direction and has recesses 1 and 2, the position of which corresponds to the position of guide rods or guide profiles. The device is formed in that such membrane support plates are arranged side by side, which preferably have bars or profiles in a horizontal position, with which the panels can be held in a vertical position.
Die in den Pig. 1,2 und 11 dargestellte Grundplatte weist an ihren Enden zwei langgestreckte Öffnungen 3 für den Durchgang des zu behandelnden Pluides auf. Zwischen diesen zwei langgestreckten Öffnungen 3 weist die Grundplatte an einer Außenfläche 26, nämlich der äußeren Außenfläche, ein flaches Becken 4 und eventuell auf den Rändern dieser Pläche seitliche Überhöhungen in Längsrichtung 5 und in Querrichtung 6 als Einstellung und Halterung für eine Rahmendichtung J1 auf, die später beschriebene wird. Vorzugsweise sind zur Befestigung der Rahmendichtung J1 Löcher zwischen den Rändern des Beckens 4 und den Überhöhungen 5 und 6 verteilt. An der anderen Pläche 27 derThe one in the Pig. 1, 2 and 11 base plate shown has two elongated openings 3 for the passage at its ends of the pluid to be treated. The base plate has an outer surface between these two elongated openings 3 26, namely the outer outer surface, a flat basin 4 and possibly lateral elevations on the edges of this surface in the longitudinal direction 5 and in the transverse direction 6 as an adjustment and holder for a frame seal J1, which will be added later is described. Preferably are used to attach the frame seal J1 holes distributed between the edges of pool 4 and cusps 5 and 6. On the other plane 27 of the
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Grundplatte, nämlich der inneren Fläche, ist an einem Flächenbereich, der in etwa dem des Beckens 4 entspricht, ein Hohlraum ausgebildet, der Stützpfeiler, wie z.B. die in der Fig. 11 dargestellten Rippen 18 aufweist. Diese Rippen 18 verlaufen vorzugsweise parallel zur Längsachse der Platte. Sie bilden zwischen sich Kanäle 8, deren Boden mit dem Boden des Beckens durch in regelmäßigen Abständen angeordnete Bohrungen 9 verbunden ist. Die Kanäle S münden in eine Samnielrimie 10, die zum Rand der Platte, beispielsweise nach unten, wie es in der Fig,1 durch die kleinen Pfeile dargestellt ist, führt.Base plate, namely the inner surface, is on a surface area which corresponds approximately to that of the basin 4, a cavity The support pillars, such as those shown in Fig. 11, are formed Has ribs 18. These ribs 18 preferably run parallel to the longitudinal axis of the plate. they form between them channels 8, the bottom of which is connected to the bottom of the basin by bores 9 arranged at regular intervals is. The channels S flow into a Samnielrimie 10, which for Edge of the plate, for example downwards, as shown in FIG. 1 by the small arrows.
line Kembranstützplatte für eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch gebildet, &&Ά zwei Grundplatten dicht nebeneinander im allgemeinen symmetrisch zueinander in Hinblick auf ihre Ysrbindungsebene angeordnet v/erden. Durch die Anordnung dieser zwei 3-ru.nci.plattsn bildet sieb durch die Innenfläche 2? ein Hohlraum, äsr mit dea hiSexsu der Platte in Verbindung stellt und Stützpfeiler wie die Hippen. n6, aufweist. Diese sw ei Flächen sind durch. Hieben öler darch ein anderes entsprechendes Kittsl dicht η it einander verbunden,Kembranstützplatte line for an embodiment of the device according to the invention is formed by && Ά two base plates close to each other generally symmetrical with each other with respect to their Ysrbindungsebene arranged v / ground. By arranging these two 3-ru.nci.plattsn sie forms 2? a cavity which connects with dea hiSexsu of the plate and supports like the hip. n 6. These sw ei surfaces are through. If oiler then another corresponding cement tightly η it connected to one another,
Im Innern dea flachen.Beckens 4 ist eine poröse Stütze 11..angeordnet* auf der eine Heirfbran. 12, yjio in den. Fig. 3 und 4 gezoigt ist, liegt. Die poröse Stütze 11 weist dieselben Abmessungen ή is das Becken 4 auf. Die Ksrabran 12 hat die selbe Breite, wie daa Becken 4} seine Enden/sind umgebogen und unter die poröse Stütze in ihrer gesamten Breite raid in einer geringen Länge (im allgemeinen 5 bis 20 mei) geklebt, Die Membran 12 und die poröse Stütze 11 sind in ihrer ganzen Breite in dem mit 13 bezeichneten Bereich ihrer Endabschnitte auf den Boden des Beckens 4 geklebt. Es ist notwendig, üaS nach dem Einspannen dieser durch die Rahmendichtungen getrennten Platten, wie es im folgenden dargelegt wird, dia durch das Aufeinanderlegen der porösen Stütze und der i-iembran erhaltene Stärke wenigstens gleich der 2iefe äss Beckens ist. Vorzugsweise wird ein BandIn the interior of the flat basin 4 is a porous support 11 ... arranged * on which a Heirfbran. 12, yjio in the. Fig. 3 and 4 is drawn, lies. The porous support 11 has the same dimensions ή is the basin 4. The Ksrabran 12 has the same width as the basin 4 } its ends / are bent and glued under the porous support in its entire width raid in a short length (generally 5 to 20 mei), the membrane 12 and the porous support 11 are glued to the bottom of the basin 4 in their entire width in the area of their end sections designated by 13. It is necessary, after clamping these plates, separated by the frame seals, as will be explained in the following, that the thickness obtained by placing the porous support and the membrane on top of one another is at least equal to the depth of the basin. Preferably a tape
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(nicht dargestellt) gleichseitig auf die Membran und die Außenfläche der Platte über die gesamte Breite des Beckens auf jeden ihrer seitlichen Ränder zu geklebt. Gemäß einer geänderten Aus führung s for ie kann die Membran mit der Eläche der porösen Stütze dem Boden des Beckens gegenüber vereinigt sein und beispielsweise daraus resultieren, daß wenigstens eine Schicht aus einem Polymer im flüssigen Zustand, vorzugsweise in Portn einer Lösung., aufgebracht ist..(not shown) on the same side on the membrane and the outer surface the plate is glued to each of its side edges across the width of the basin. According to an amended one Execution s for ie the membrane can be united with the surface of the porous support opposite the bottom of the basin and for example, result in at least one layer from a polymer in the liquid state, preferably in Portn a solution., is applied ..
Eine Ausführungsform der erfindungsge säßen Mecib ran trennvorrichtung kann aus den oben beschriebenen Stützplatten im Wechsel mit den Rahraendichtungen JI aufgebaut sein, die - wie in Pig,5 dargestellt - auf einer Stützplatte angeordnet sind. Sie Rahmend ichtixng J1 wird durch eine dicke Linie- und die Platte durch eine Linie normaler Stärke dargestellt. Sie RahniondiVihtung JI ragt seitlich üb sr das Bscken \ hinaus, wobei sie auf der Ksnibrau liegt* was die seitliche Dichtheit des Beckens ohne eine seitliche Klebung der Membran bewirkt. Die Rahmendichtung JI liegt auf den Rändern des Beckens 4 innerhalb der Einfassung, die durch die seitlich und quer verlaufenden Überhöhungen 5 und S gebildet vjird? die die Rahccendiohtung in ihrer lage halten, iveirn die Yorr-lchtusg unter Druck ge-setat wird. Um die Handhabung arid den Einbau der Sitit splat tea zu erleichtern, wird vorteilhaftarweise die Rahraatidichtung JI direkt auf einer Platte gsiialten, was durch öle lochs r 7 in den Grundplatten \xrA die Zapfen 14 der Rakmendichtimg J1 erleichtert i^ird, die sich in die iöcher 7 siafügea» Die Fig. S stellt in einem Schnitt längs der Linie G~G γόη l'ig» 5 einen Zapfen, in seiner I^age auf einer !--Iombranstützplatte dar. Darüberhinauo trägt die Rahm end ichturtg vorzugsweise wenigstens eine umlaufende Rippe 16 an g«der ihrer Außenflächen, die, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, leicht von ihren inneren Rändern abgesetzt sind.An embodiment of the Mecib ran separating device according to the invention can be constructed from the support plates described above in alternation with the Rahra seals JI, which - as shown in Pig, 5 - are arranged on a support plate. The frame is represented by a thick line and the plate by a line of normal thickness. They RahniondiVihtung JI projects laterally üb sr the Bscken \ addition, where it lies on the Ksnibrau * which causes the lateral sealing of the tank without a lateral adhesive bond of the membrane. The frame seal JI lies on the edges of the basin 4 within the border, which is formed by the lateral and transverse elevations 5 and S ? who keep the Rahccendiohtung in place, the Yorr-lchtusg is put under pressure. In order to facilitate the handling of the installation of the splat tea, the Rahraati seal JI is advantageously gsiialten directly on a plate, which facilitates the pins 14 of the Rakmendichtimg J1, which are located in the iöcher 7 siafügea "Figure S provides, in a section along the line G ~ G γόη l'ig" 5 a pin, in its I ^ age on a -.!. Iombranstützplatte represents Darüberhinauo transmits the cream ichturtg end preferably at least one circumferential Rib 16 on the side of their outer surfaces, which, as shown in FIG. 7, are slightly offset from their inner edges.
Eine Ansiiihrungsform der erfindungsgeffiäßeü Membrantrennvorg wird dadurch gebildet, daß mehrere Membranetutzplat-One embodiment of the membrane separation process according to the invention is formed by the fact that several membranetutzplat-
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ten, von denen jede zwei Grundplatten aufweist, im Wechsel mit Rahmendichtungen J1 nebeneinander, gesetzt werden, die zwischen zwei Bndplatten E eingeschlossen sind, von denen die eine mit wenigstens einer Einlaßöffnung für das zu "behandelnde Fluid und die andere mit wenigstens einer Auslaßöffnung für das behandelte Fluid versehen ist. Das zu behandelnde Fluid gelangt so auf jede Membranfläche, wobei die Dicke der Rahmendichtung J1 die Dicke der Fluidschicht zwischen den zwei Membranen bestimmt. Es ist ebenfalls möglich, Vorrichtungen, die aus Untergruppen S^, S2 usw. bestehen, unter der Bedingung zu verwenden, daß Zwischenplatten F eingeschoben sind, die von nur einer langgestreckten Öffnung 3 durchbrochen sind. Damit kann das zu behandelnde Fluid parallel in den Abteilungen jeder Untergruppe, von einer Untergruppe zur anderen, jedoch nur in Serie, zirkulieren.ten, each of which has two base plates, alternating with frame seals J1 next to each other, which are enclosed between two belt plates E, of which one with at least one inlet opening for the fluid to be "treated and the other with at least one outlet opening for the The fluid to be treated is thus provided on each membrane surface, the thickness of the frame seal J1 determining the thickness of the fluid layer between the two membranes. It is also possible to use devices consisting of subgroups S 1, S 2 etc. to be used on condition that intermediate plates F are inserted through which only one elongated opening 3. This allows the fluid to be treated to circulate in parallel in the compartments of each subgroup, from one subgroup to the other, but only in series.
Fig. 8 zeigt schematisch die Zirkulation des Fluides in einer teilweise dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zwei Untergruppen S.. und S2 aufweist. Natürlich ist die Anzahl der Stützplatten, die den Kern jeder Untergruppe S.J und S2 bilden, nicht auf die dargestellte Anzahl festgelegt, sondern sollte jedem Verwendungszweck angepaßt werden. Die beiden Untergruppen S^ und S2 sind durch eine Zwischenplatte F getrennt, die aus einer Anordnung von zwei erfindungsgemäßen Grundplatten besteht, bei denen an einem Ende sich keine langgestreckte Öffnung 3 befindet. Die zu behandelnde Flüssigkeit gelangt durch die Öffnung 15 in der Endplatte E und in die langgestreckten Öffnungen 3 jeder Membranstützplatte. Die zu behandelnde Flüssigkeit zirkuliert demnach in der Untergruppe S^ parallel zwischen sämtlichen Stützplatten, wie es durch die Pfeile dargestellt ist. Die Flüssigkeit sammelt sich dann in den langgestreckten Öffnungen 3 (nicht dargestellt) am gegenüberliegenden Ende der Platten, fließt durch die langgestreckte Öffnung (nicht dargestellt) am Ende der Zwischenplatte F und strömt ira entgegengesetzten Sinn in der Untergruppe S2, wie teilweise dargestellt ist. Die Flüssigkeit (das Ultrafiltrat),Fig. 8 shows schematically the circulation of the fluid in a partially illustrated embodiment of the device according to the invention, which has two subgroups S .. and S 2 . Of course, the number of support plates that form the core of each subgroup SJ and S 2 is not limited to the number shown, but should be adapted to each application. The two sub-groups S ^ and S 2 are separated by an intermediate plate F, which consists of an arrangement of two base plates according to the invention, in which there is no elongated opening 3 at one end. The liquid to be treated passes through the opening 15 in the end plate E and into the elongated openings 3 of each membrane support plate. The liquid to be treated accordingly circulates in the subgroup S ^ parallel between all the support plates, as shown by the arrows. The liquid then collects in the elongated openings 3 (not shown) at the opposite end of the plates, flows through the elongated opening (not shown) at the end of the intermediate plate F and flows in the opposite direction in the subgroup S 2 , as is partially shown. The liquid (the ultrafiltrate),
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die die Membran und die porösen Stützen durchquert hat, wird am Ende jeder Platte wiedergewonnen, nachdem sie durch die .Bohrungen 9 und- die Kanäle 8 geflossen ist. Pig. 4 zeigt die Zirkulation des. Ultrafiltrats im Innern der Kanäle 8 jeder Grundplatte nach dem Durchfließen der Bohrungen 9. Die Pfeile zeigen die Zirkulationsrichtung des Ultrafiltrats an. Es ist anzumerken, daß die Anordnung -von zwei Grundplatten bei dem Aufbau einer Membranstützplatte zur PoIge hat, daß die gegenüberliegenden Rillen 10 eine Leitung 17 für den Durchgang des ultrafiltrats bilden, wodurch es möglich wird, falls gewünscht, Anschlüsse am unteren Teil der Platten anzubringen, um das Ultraf iltrat zu sammeln. Eine Schnittansicht durch eine Leitung 17 nach der Drehung um 90° ist in Pig. 4 durch einen schraffierten Kreis dargestellt.which has traversed the membrane and the porous supports is recovered at the end of each plate after passing through the .Bores 9 and channels 8 flowed. Pig. 4 shows the Circulation of the ultrafiltrate inside the channels 8 each Base plate after flowing through the holes 9. The arrows indicate the direction of circulation of the ultrafiltrate. It is It should be noted that the arrangement of two base plates in the Construction of a membrane support plate to PoIge has that the opposite Grooves 10 form a conduit 17 for the passage of the ultrafiltrate, which makes it possible, if desired, to Make connections at the bottom of the plates to collect the ultrafiltrate. A sectional view through a pipe 17 after the 90 ° turn is in Pig. 4 represented by a hatched circle.
Dem Pachmann sind zahlreiche verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich. Es ist z.B. möglich, die Vorrichtung mit im Hinblick auf ihre Mittelebene in Querrichtung symmetrischen Stützplatten mit Rinnen 10 an· beiden Enden der Platten insbesondere dann auszurüsten, wenn die Vorrichtung mit den Stützplatten in horizontaler Lage verwandt werden soll. "Numerous different embodiments are available to the Pachmann the device according to the invention possible. For example, it is possible to position the device with respect to its median plane in the transverse direction Equipping symmetrical support plates with grooves 10 at both ends of the plates, in particular when the device to be used with the support plates in a horizontal position. "
Es können ebenfalls als Stützplatten nur die sogenannten Zwischenplatten, wie die in Pig. 8 dargestellt Platte P, verwandt werden. Bei dieser Platte besteht an einem Ende keine Öffnung 3. Eine Vorrichtung wird mit diesem Plattentyp P verwirklicht, wenn sämtliche Abteile in Serie geschaltet werden sollen. Dazu werden diese Platten paarweise mit dem Kopfende an dem Pußende angeordnet.Only the so-called intermediate plates, such as those in Pig. 8 shown plate P, related will. With this plate there is no opening 3 at one end. A device is realized with this plate type P, if all compartments are to be switched in series. To do this, these panels are paired with the head end arranged at the end of the foot.
Die Vorrichtung kann mit Stützplatten verwirklicht werden, bei denen jede Grundplatte ein flaches Becken an der Außenfläche 26 und einen Hohlraum an der Innenfläche 27 aufweist, die nahe-The device can be realized with support plates in which each base plate has a shallow basin on the outer surface 26 and has a cavity on the inner surface 27 which is close to
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— g _- g _
zu identisch sind. TJm die Festigkeit der Stützplatten zu vergrößern, die von den zwei Grundplatten ausgeht, können Stützpfeiler vorgesehen werden, die während des Aufbaus der Stützplatte zwischen die Grundplatten gebracht werden. Wenigstens einer der Stützpfeiler (Pig. 13) kann durch ein Seil 23 gebildet werden, dessen Dicke der Siefe der zwei gegenüberliegenden Hohlräume 25 entspricht. Ebenfalls kann ein Gitter 20 innerhalb des Raumes 19 vorgesehen sein, der von den zwei gegenüberliegenden Hohlräumen 25 gebildet wird (siehe Fig. 14). Dieses Gitter 20 kann beispielsweise aus zwei Stoffbahnen aus gekrausten und tkermoverschweißten Polj^äthylenfasern erhalten werden.are too identical. TJm to increase the strength of the support plates, which extends from the two base plates, support pillars can be provided during the construction of the support plate be brought between the base plates. At least one of the supporting pillars (Pig. 13) can be formed by a rope 23 the thickness of which is the sieve of the two opposing cavities 25 corresponds. Likewise, a grid 20 can be provided within the space 19 that of the two opposite Cavities 25 is formed (see Fig. 14). This grid 20 can, for example, consist of two lengths of fabric made of curled and tkermoverschweißten Polyethylene fibers can be obtained.
Die Fig. 9 und 10 stellen eine andere Ausführungsform der Grundplatte dar, bei der die Stützpfeiler, die mit 22 in dem Hohlraum 21 bezeichnet sind, keine Rippen, sondern Verbindungsstücke, beispielsweise dreieckige Verbindungsstücke, sind.FIGS. 9 and 10 illustrate another embodiment of the base plate, wherein the supporting pillars, which are designated by 22 in the cavity 21, no ribs, but connectors, for example triangular connecting pieces.
Die Stützplatten können aus zwei nicht miteinander identischen Grundplatten gebildet werden. Fig. 12 stellt eine solche Variante dar, bei der der Raum 19 einem Hohlraum entspricht, der durch eine der Grundplatten allein vorgesehen wird, die ebenfalls Stützpfeiler, wie den Pfeiler 24, aufweist.The support plates can consist of two not identical to each other Base plates are formed. Fig. 12 shows such a variant in which the space 19 corresponds to a cavity which is provided by one of the base plates alone, which also has support pillars, such as the pillar 24.
Sin wichtiger Vorteil der erfindungsgeinäßen Vorrichtung, die die im Vorhergehenden beschriebenen Stützplatten enthält, liegt darin, daß sie im Verhältnis zu ihrer großen Länge eine relativ geringe Dicke auf vielst. Die Gesamtdieke der Grundplatten kann zwischen 1 bis 4 min, vorzugsweise zwischen 1,5 und 3 mn liegen. Die Grundplatten werden insbesondere durch Warmformen aus ebenen Platten aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise einein Polyvinylchlorid oder einem ABS (Copolymer aus Acrylnitril, Butadien und Styrol) hergestellt. Beim Warmformen wird von si'ßor Platte- axt ebenen Außenflächen ausgegangen, der mit HiXf-Q einer Fc-r-ni unter" 2?r;^>?~;aturverhältnissen und I-ruokver- ϊΊΪ.'ϊΛηΐΒΒΐ'α äi-3 ge^ui^so^te Gests.lt gegeben wird., die in Abhängi^·-An important advantage of the device according to the invention, which contains the support plates described above, is that it has a relatively small thickness in relation to its great length. The total thickness of the base plates can be between 1 and 4 minutes, preferably between 1.5 and 3 minutes. The base plates are made in particular by thermoforming from flat plates made of a plastic material, for example a polyvinyl chloride or an ABS (copolymer of acrylonitrile, butadiene and styrene). In the case of hot forming, the assumption is made of si'ßor plate ax flat outer surfaces, which with HiXf-Q of a Fc-r-ni under "2? R; ^>? ~; Natural conditions and I-ruokver- ϊΊΪ.'ϊΛηΐΒΒΐ'α äi- 3 ge ^ ui ^ so ^ te Gests.lt is given. Which is dependent on ^ · -
-. ίο --. ίο -
keit vom verwandten Material und der Abmessung der Grundplatte, die erhalten werden soll, bestimmt sind. Eventuell kann mit einem Material, wie dem ABS, beim Schmieden bei einer gewöhnlichen Temperatur gearbeitet werden. Die Grundplatten, die in der 3? ig. 1 dargestellt sind und die wenigstens ein flaches Becken 4 und einen mit Rippen 18 versehenen Hohlraum aufweisen, werden durch Warmformen hergestellt. Es ist ebenfalls möglich, auf diese Weise die Überhöhungen 5 und 6 au bekommen. Die Bohrungen 9 werden dann maschinell, insbesondere durch Bohren, erzeugt» Unmittelbar darauf können zwei Grundplatten.an ihren Innenflächen 27 aneinander geklebt werden und die Löcher 7, die langgestreckten Öffnungen 3 und die Aussparungen 1 und 2 können durch Stanzen oder Bohren gebildet werden. Um das Stanzen au erleichtern, ist es möglich, durch Warmformen die Dicke an den Stellen zu verringern, an denen sich die Stanzstelle befindet= ability of the material used and the dimensions of the base plate, which is to be preserved are determined. It may be possible to use a material such as ABS when forging an ordinary one Temperature to be worked. The base plates in the 3? ig. 1 are shown and the at least one flat Basin 4 and a cavity provided with ribs 18 are produced by thermoforming. It is also possible in this way the peaks 5 and 6 get au. The holes 9 are then machined, in particular by drilling, generated »Immediately afterwards, two base plates can be attached to your Inner surfaces 27 are glued together and the holes 7, the elongated openings 3 and the recesses 1 and 2 can be formed by punching or drilling. About the punching au facilitate, it is possible by thermoforming the thickness to reduce at the points where the punching point is =
Die poröse Stütze 11 und die Membran 12 werden danach in jedem flachen Becken 4, T«ie im Vorhergehenden dargestelltf angeordnet. Mir die porösen Stützen gibt es sahireiche passende Materialien. Es ist beispielsweise möglich, ein nicht gewebtes Filterelement', "beispielsweise eine Stoffbahn aus zusammenhängenden synthetischen Fasern mit einer orientierten Struktur aus Polyäthylenglykolterephthalat, zu verwenden. Ebenfalls kann auch ciit Phenolhass getränktes Filterpapier verwandt werden.The porous support 11 and the membrane 12 are then ie in each flat basin 4, T "shown in the foregoing f arranged. The porous supports are made of sahi-rich materials. For example, it is possible to use a non-woven filter element, for example a web of coherent synthetic fibers with an oriented structure made of polyethylene glycol terephthalate. Filter paper soaked with phenol hate can also be used.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen enthalten Stütsplatten, die aus eines Material hergestellt sein können, das medizinische oder nahrungsmittelchemische Qualität aufweist, was ihre Verwendung zur Behandlung von biologischen Flüssigkeiten oder flüssigen Nahrungsmitteln möglich macht.The devices according to the invention contain support plates that may be made of a material that is medical or food chemical quality, what their use for the treatment of biological fluids or makes liquid food possible.
Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können bei der Ultra- oder Hyperfiltration und bei der Gasdurchdringung in der chemischen Industrie,in der FarbstoffIndustrie und der PapierIndustrieThe devices according to the invention can be used in the ultra or Hyperfiltration and gas penetration in the chemical industry, in the dye industry and in the paper industry
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usw. verwandt vier den.etc. related to four den.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch,zwei Stützplatten mit einer L.änge "von je 1 496 mm, einer Breite von 198 mm und einer Dicke von 4 fflm hergestellt, wobei die zwei Platten voneinander und den Endplatten' durch Rahmendichtungen J1 mit einer Stärke von 2 mm aus einem Siliciumelastomer der SHORE-Härte von 60 getrennt sind.An embodiment of the device according to the invention is through, two support plates with a length "of 1 496 mm each, one Width of 198 mm and a thickness of 4 fflm, the two panels from each other and the end panels' by frame seals J1 with a thickness of 2 mm made of a silicon elastomer the SHORE hardness are separated from 60.
Jede Stützplatte wird durch zwei geklebte identische Grundplatten gebildet, die in den Pig. 1 und 2 dargestellt sind. Jede der Grundplatten wird aus einem Rohling hergestellt, der aus einem Streifen Polyvinylchlorid mit parallelen. Außenflächen besteht, der die folgenden Abmessungen aufweist:Each support plate is formed by two identical base plates glued into the Pig. 1 and 2 are shown. Every The base plate is made from a blank made of a strip of polyvinyl chloride with parallel. Exterior surfaces consists of the following dimensions:
Auf diesem Rohling werden durch Yfarmformen das flache Becken 4 und die Innenfläche mit den Kanälen 18 zum Sammeln des Fluids, das die Membranen durchquert hat, ausgebildet. Zu diesem Zweck wird der Rohling in eine Form gebracht, die aus zwei Stahlplatten besteht, von denen jede auf einer der Platten der Presse angeordnet ist. Die obere, insgesamt bearbeitete Platte ermöglicht die Ausbildung einer einem flachen Becken 4 entsprechenden Außenflächen auf dem Rohling. Die untere, teils bearbeitete und teils in Form eines Einsatzstückes ausgebildete Platte der Form ermöglicht die Ausbildung einer Außenfläche auf dem Rohling, die Kanäle 8 zum Sammeln des Fluides, nachdem es die Membrane durchquert hat, aufweist.The shallow basin is made on this blank by Yfarm molding 4 and the inner surface is formed with the channels 18 for collecting the fluid which has passed through the membranes. To this end the blank is placed in a mold consisting of two steel plates, each of which is placed on one of the plates of the press is arranged. The upper, completely machined plate allows the formation of an outer surface corresponding to a shallow basin 4 on the blank. The lower one, partly edited and a plate of the mold, which is partly in the form of an insert, enables the formation of an outer surface on the blank, the channels 8 for collecting the fluid after it has crossed the membrane.
ITachdcm der Rohling zwischen die zwei Platten der Form gelegt ist, wird die Anordnung am Anfang allein mit dem Druck unter die Presse gelegt, der dem Gewicht der oberen Platte ent-Then place the blank between the two plates of the mold the assembly is initially placed under the press with the pressure equal to the weight of the upper plate.
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spricht. Geheizt wird bis zum Erreichen einer Temperatur von 17O0C im Innern jeder Heizplatte, was 15 Minuten in Anspruch nimmt. Bann wird eine Kraft von 2,1Cr kp auf die Form ausgeübt und die Temperatur in den Heizplatten"15 Minuten lang bei 17O°C gehalten. 30 Minuten lang wird bei gleichbleibendem Druck auf 30-0G abgekühlt, bis die Platte aus der Porm herausgenommen wird.speaks. A temperature of 17O 0 C in the interior of each hot plate, which takes 15 minutes to be heated to reach. Bann, a force of 2,1Cr kp applied to the mold and the temperature in the heating plates maintained at 17O ° C "for 15 minutes. 30 minutes is cooled at constant pressure at 30 0 G until the plate from the Porm removed will.
Die Grundplatte hatte folgende Abmessungen:The base plate had the following dimensions:
Länge: 1496 mm
Breite: 198 mmLength: 1496 mm
Width: 198 mm
Dicke: 2 mm (2,8 mm mit den seitlichenThickness: 2mm (2.8mm with the side
Überhöhungen 5 und 6, die die Rahmendichtung <T1 halten)Elevations 5 and 6, which keep the frame seal <T1)
Das Becken 4 hatte folgende Abmessungen: Länge: 1230 mm
Breite: 145 mm
Tiefe: 0,5 mmThe basin 4 had the following dimensions: Length: 1230 mm
Width: 145 mm
Depth: 0.5mm
Die Sammelrinnen 8 und 10 für das Filtrat haben eine Tiefe von 0,5 mm und die Querschnittsgestalt eines gleichschenkligen Trapezes mit 2 mm Breite am Boden und 8 mm Breite an der Oberfläche 27.The collecting channels 8 and 10 for the filtrate have a depth of 0.5 mm and the cross-sectional shape of an isosceles trapezoid with 2 mm width at the bottom and 8 mm width at the surface 27
Danach werden auf jeder der Grundplatten die Bohrungen 9 durch Bohren und die Öffnungen 3 an jedem Ende mit einer Lochzange ausgebildet. Dann werden zwei Grundplatten mit ihren Innenflächen aneinander geklebt und die Löcher 7 für die Einstellung der ■Rahmendichtung J1 herausgearbeitet. Die poröse Stütze 11 aus einem schwach mit einem Aldehydphenolharz (mit einer Dicke von 0,45 mm) getränktem Papier und die Membran (Copolymer aus Acrylnitril und Ifatriummethallylsulfonat). werden angeordnet und durch ein Klebemittel auf der Basis von Alkylcyanoacrylat auf dem Boden des Beckens an ihren quer verlaufenden Enden - wie es bei 13 in den Pig. 3 und 4 dargestellt ist - gehalten. Die Stärke der porösenThereafter, the bores 9 are formed on each of the base plates by drilling and the openings 3 at each end with punch pliers. Then two base plates are glued to one another with their inner surfaces and the holes 7 for adjusting the frame seal J1 worked out. The porous support 11 made of a weakly coated with an aldehyde phenol resin (with a thickness of 0.45 mm) impregnated paper and the membrane (copolymer of acrylonitrile and Ifatriummethallylsulfonat). are arranged and secured by an adhesive based on alkyl cyanoacrylate on the bottom of the basin at their transverse ends - as at 13 in the Pig. 3 and 4 is shown - held. The strength of the porous
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Stütze 11 und der Membran 12 ist derart, daß das flache Becken praktisch durch diese beiden Elemente gefüllt ist, und daß die Membran mit ihrer Außenfläche 26 in einer Linie liegt, nachdem die Platten zwischen den Rahmendichtungen, wie es oben dargestellt wurde, zusammengedrückt sind. Ein nicht dargestelltes Band wird auf die Membran und die Außenfläche der Platte über die gesamte Breite des Beckens an jedem ihrer Enden geklebt. Zwischen zwei Endplatten werden zwei Stützplatten, die mit denen identisch sind, die wie oben beschrieben erhalten wurden, im Wechsel mit Rahmendichtungen <J1 angeordnet,und auf diese Weise wird eine Vorrichtung erhalten, in der das zu behandelnde Fluid parallel zwischen allen Platten zirkuliert.Support 11 and the membrane 12 is such that the shallow basin is practically filled by these two elements, and that the membrane is in line with its outer surface 26 after the panels between the frame seals as shown above have been squeezed. An unillustrated tape is applied over the entire membrane and the outer surface of the plate Width of the basin glued at each of its ends. Between two end plates become two support plates identical to those obtained as described above, alternating with Frame seals <J1 are placed, and in this way a Obtained device in which the fluid to be treated circulates in parallel between all the plates.
Mit einer solchen Vorrichtung wird zur Ultrafiltration Milch unter einem Druck von 6 Bar β Std. lang mit einem Zirkulationsdurchsatz von 100 1/Std. behandelt. Das Ultrafiltrat ist während der gesamten Dauer des Betriebes durchsichtig, und die Abgabe beträgt 1 1/3td.With such a device, milk is used for ultrafiltration under a pressure of 6 bar for β hours with a circulation rate of 100 l / hour. treated. The ultrafiltrate is during transparent for the entire duration of the operation, and the fee is 1 1 / 3td.
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