DE3127475C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3127475C2 DE3127475C2 DE3127475A DE3127475A DE3127475C2 DE 3127475 C2 DE3127475 C2 DE 3127475C2 DE 3127475 A DE3127475 A DE 3127475A DE 3127475 A DE3127475 A DE 3127475A DE 3127475 C2 DE3127475 C2 DE 3127475C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- membrane
- plates
- carrier plates
- carrier
- sealing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 56
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 28
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 26
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 5
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 13
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 11
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 11
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 7
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 6
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 6
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004826 Synthetic adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920002285 poly(styrene-co-acrylonitrile) Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/24—Dialysis ; Membrane extraction
- B01D61/28—Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/08—Flat membrane modules
- B01D63/082—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes
- B01D63/084—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes at least one flow duct intersecting the membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
- B01D2313/04—Specific sealing means
- B01D2313/042—Adhesives or glues
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N2035/00178—Special arrangements of analysers
- G01N2035/00326—Analysers with modular structure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung für Fluide nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to a separation device for fluids according to the preamble of the claim.
Bei einer bekannten Trennvorrichtung nach dem Gattungs begriff des Hauptanspruches (DE-GM 70 22 655) finden Trägerplatten aus Kunststoff Verwendung, die ganzflächig durch Membranzuschnitte abgedeckt sind. Im Bereich des Außenrandes sind auf der Trägerplatte zur Trennung der verschiedenen Strömungspfade und zur Gesamtabdichtung der Strömungskammern dünne Dichtungsrippen angeordnet, die sich infolge des Anpreßdruckes in die mikroporöse Membranstruktur einpressen. Die Membran soll in dem Be reich der Dichtungsrippe die eigentliche Dichtfunktion übernehmen. Diese Art der Abdichtung ist insofern un befriedigend, als durch Fertigungstoleranzen sich kei ne planparallele Ausbildung der Platten und der Dich tungsrippen ermöglichen läßt und die Membran eine ge wisse Stärke haben muß, damit sie überhaupt eine Dicht funktion übernehmen kann. Je nach Anwendungszweck für die Dialyse, für die Ultrafiltration, für umgekehrte Osmose, je nach Art der zu behandelnden Fluide, seien es Flüssigkeiten oder Gase, müssen spezielle Membranen ausgewählt werden, damit eine optimale Stofftrennung möglich ist. Es ist bekannt, zur besseren Abdichtung zusätzlich zu den Trägerplatten noch spezielle Dichtungs platten zwischen den einzelnen Lagen der Trägerplatten einzubeziehen (DE-AS 22 09 116), wobei die Dichtungsrahmen Flachzuschnitte eines speziellen Dichtungsmaterials sind. Das spezielle Dichtungsmaterial muß ebenso wie die Membran und die Kunststoffplatten mehrfach autoklavierbar sein, so daß nicht jedes Dich tungsmaterial für alle Verwendungszwecke und für alle Einsatzzwecke der Trennvorrichtung geeignet ist. Die Trägerplatten aus Kunststoff müssen eine gewisse Stärke aufweisen, damit sie sich beim Autoklavieren nicht ver ziehen und den Einspannkräften der Gesamtvorrichtung standhalten. Die zusätzlich notwendigen Dichtungsrahmen erhöhen den Gesamtaufbau einer solchen paketförmigen Trennvorrichtung und stellen nur zusätzliche Gefahren punkte für das Auftreten von Leckstellen dar. Ein neue rer Stand der Technik (DE-OS 29 30 986) schlägt daher wieder die Abdichtung mit in den Trägerplatten einge formten Dichtungsrippen vor. Problematisch wird eine solche Abdichtung auch im Bereich der Ein- und Auslässe, die zumeist als kreisförmige, den gesamten Stapel der Trägerplatten durchsetzende Bohrungen ausgebildet sind, die horizontal in Unterverteilungskanäle übergehen.In a known separation device according to the genus concept of the main claim (DE-GM 70 22 655) Carrier plates made of plastic use the whole area are covered by membrane blanks. In the area of The outer edges are on the carrier plate to separate the different flow paths and for overall sealing thin sealing ribs are arranged in the flow chambers, which due to the contact pressure in the microporous Press in the membrane structure. The membrane should be in the loading the actual sealing function of the sealing rib take over. In this respect, this type of sealing is un satisfactory than due to manufacturing tolerances ne plane-parallel formation of the plates and you tion ribs allow and the membrane ge must have white strength so that it is a seal at all can take over function. Depending on the application for dialysis, for ultrafiltration, for the reverse Osmosis, depending on the type of fluids to be treated there liquids or gases, need special membranes be selected so that an optimal material separation is possible. It is known for better sealing in addition to the carrier plates, special sealing plates between the individual layers of the carrier plates to be included (DE-AS 22 09 116), whereby the sealing frames flat blanks of a special Are sealing material. The special sealing material must as well as the membrane and the plastic plates be autoclavable several times, so that not everyone materials for all purposes and for all Purpose of the separation device is suitable. The Carrier plates made of plastic must have a certain thickness have so that they do not ver ver autoclaving pull and the clamping forces of the overall device withstand. The additional necessary sealing frames increase the overall structure of such a packet-shaped Separation device and pose only additional dangers points for the occurrence of leaks. A new one rer prior art (DE-OS 29 30 986) therefore suggests again the seal with in the carrier plates preformed sealing ribs. One becomes problematic such sealing also in the area of the inlets and outlets, which is mostly circular, the entire stack of Bores passing through carrier plates are formed, that pass horizontally into sub-distribution channels.
Es ist allerdings auch bereits bekannt (US-PS 35 85 131) in den Trägerplatten Schlitzdurchbrechungen vorzusehen die über die gesamte Breite der überströmten Membran fläche gehen, um auf diese Weise eine bessere Verteilung der Fluidströme zu erreichen. Bei dieser bekannten Trenn vorrichtung besteht die Membran aus miteinander ver webten Hohlfasermembranen die kreuzweise durchströmt und senkrecht überströmt werden. Die gewebeartige Mem bran ist zur Trennung der drei Fluidräume gegenüber den Trägerplatten durch eine Kunststoffkleberraupe abgedichtet. Auch hier ist der Aufbau und die Abdichtung von der Her stellung her sehr aufwendig. Durch die gewebeartige Struk tur besteht auch die Gefahr, daß das Dichtungsmaterial nicht einwandfrei in die Zwischenräume des Gewebes ein dringt und die einzelnen Hohlfasermembranen allseitig umschließt und gegenüber den Trägerplatten abdichtet.However, it is already known (US-PS 35 85 131) to provide slot openings in the carrier plates across the entire width of the membrane overflow area go to better distribution in this way to achieve the fluid flows. In this known separation device, the membrane consists of ver weaved hollow fiber membranes that flow crosswise and are flooded vertically. The tissue-like mem bran is to separate the three fluid spaces from the Carrier plates sealed by a plastic adhesive bead. Again, the construction and sealing is from the forth manufacture very complex. Due to the fabric-like structure there is also a risk that the sealing material not properly in the spaces between the tissues penetrates and the individual hollow fiber membranes on all sides encloses and seals against the carrier plates.
Abweichend von der Verwendung von in sich steifen Trä gerplatten ist es auch bereits bekannt, Trennelemente mehrschichtig aus einem Kunststoffgewebe, einem beidseitig angeordneten, vliesartigen Trägermaterial und den beid seitig angeordneten Membranen aufzubauen. Die Abdichtung der einzelnen Trenneinheiten erfolgt indem der gesamte Außenrand des Trennelementes durch ein Kunstharz umspritzt wird. Die Verteilung der Fluidströme innerhalb des Trenn elementes erfolgt durch im Abstand an den Rändern ange ordnete Bohrungen, wobei zur Trennung der Fluidpfade untereinander die benachbarten Bohrungen abwechselt außerhalb bzw. innerhalb durch eine bogenförmige Abdich tung aus Kunstharz mit den abgedichteten Außenrändern verbunden sind (DE-OS 29 20 253 ∆ US-Ser. Nr. 90 69 22). Auch diese Art der Abdichtung ist unzuverlässig, da es wesentlich davon abhängt, die Eindringtiefe des Kunst harzes in die einzelnen Schichten des Trennelementes zu steuern und genau einzugrenzen.Deviating from the use of stiff Trä gerplatten it is also known to build multi-layer separating elements from a plastic fabric, a bilaterally arranged, fleece-like carrier material and the bilaterally arranged membranes. The individual separating units are sealed by encapsulating the entire outer edge of the separating element with a synthetic resin. The distribution of the fluid flows within the separating element takes place through bores arranged at a distance from one another at the edges, the adjacent bores being alternately connected outside or inside by an arc-shaped sealing device made of synthetic resin to the sealed outer edges (DE-OS 29 20 253 ∆ US Ser.No. 90 69 22). This type of seal is also unreliable, since it essentially depends on the depth of penetration of the synthetic resin in the individual layers of the separating element to control and narrow down precisely.
Zum Stand der Technik wird noch auf US-PS 41 13 625, DE-OS 29 30 986, GB-PS 3 29 235, US-PS 34 97 423, DE-OS 23 04 644 und DE-OS 22 05 294 verwiesen, aus dem die verschiedenen geometrischen Formen der Trennelemente, Abdichtungselemente und Trägerplatten bekannt sind.The state of the art is still on US-PS 41 13 625, DE-OS 29 30 986, GB-PS 3 29 235, US-PS 34 97 423, DE-OS 23 04 644 and DE-OS 22 05 294 referenced from which the various geometric shapes of the separating elements, sealing elements and carrier plates are known.
Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein aus einer Vielzahl von Einzelelementen zusammengesetztes Trennelement zu schaffen, welches trotz der Vielzahl von Einzeltrennelementen eine unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten einfache und dichtungstechnisch zuverlässige Abdichtung der zu trennen den Strömungspfade und Strömungskammern ermöglicht. In view of this prior art, the invention lies hence the task of one of a variety of To create individual separating elements, which despite the large number of individual separating elements from an economic point of view simple and separating the seal in a technically reliable manner allows the flow paths and flow chambers.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Trägerplatten zur Aufnahme der Dichtungselemente zur Plattenebene offene Kanalrillen und in diesen Durchbre chungen aufweisen, welche zumindest abschnittsweise kommunizieren und ein im fließfähigen Zustand eingebrachtes und darin erstarrtes Dichtungsmaterial enthalten.This object is achieved in that the Carrier plates for receiving the sealing elements Open channel grooves in the plate level and in these openings Chungen, which at least in sections communicate and a introduced in the flowable state and contain solidified sealing material.
Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten Ausführungs möglichkeiten zuläßt ist in drei bevorzugten Ausführungs beispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigtThe idea of the invention, the most diverse execution is possible in three preferred versions examples with reference to the drawing explained. It shows
Fig. 1 eine perspektivische Explosivzeichnung der Gesamt trennvorrichtung mit einem Vertikalschnitt durch die zu einem Block oder Quader verbundenen Einzeltrennelemente nach der Schnittlinie I-I in Fig. 2, Fig. 1 is an exploded perspective drawing of the overall separation device with a vertical section through the connected to a block or square single separation elements according to the section line II in Fig. 2,
Fig. 2 eine Draufsicht auf zwei übereinanderliegende identische Trägerplatten mit Membranen, teilweise als Ausschnitt von Vorder- und Rückseite, Fig. 2 is a top view of two superposed identical support plates with membranes, partly as a section of the front and back
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Stapel miteinander verbundener Trennelemente nach der Schnittlinie III-III in Fig. 2, Fig. 3 shows a cross section through a stack of interconnected partition elements according to the section line III-III in Fig. 2,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Trägerplatte mit Membran nach der Linie IV-IV in Fig. 2 und Fig. 4 is a partial section through a support plate with membrane along the line IV-IV in Fig. 2 and
Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Trägerplatte mit Membran nach der Linie V-V in Fig. 2, Fig. 5 shows a longitudinal section through a carrier plate with membrane according to the line VV in Fig. 2,
Fig. 6 einen Detailschnitt durch eine Trägerplatte mit einem Abstützelement aus Gewebe, Fig. 6 shows a detail section through a support plate with a support element of fabric,
Fig. 7 in Seitenansicht eine abgewandelte Gesamt vorrichtung, Fig. 7 is a side view of a modified device overall,
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine unter strömungstech nischen Gesichtspunkten optimierte abgewandelte Trägerplatte und zwar auf die Membranseite, Fig. 8 is a plan view of an optimized flow under piercing African viewpoints modified carrier plate and that on the side of the membrane,
Fig. 8a einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 8, Fig. 8a shows an enlarged detail from Fig. 8,
Fig. 9a und Fig. 10a eine Draufsicht auf die aus zwei Halbplatten gebildete Abschlußplatte im Bereich der Hauptanschlüsse der Trennvorrichtung gemäß Fig. 7, FIGS. 9 and FIG. 10a is a plan view of the formed of two half-plates closing plate in the region of the main terminals of the separation device according to Fig. 7,
Fig. 9b und Fig. 10b Detailschnitte hierzu. Fig. 9b and Fig. 10b detail sections on this.
Die Trennvorrichtung ist aus identischen Trägerplatten aufgebaut, die jedoch zur besseren Identifizierung mit Trägerplatte 1 und mit Trägerplatte 2 bezeichnet sind. Gemäß Fig. 2 hat jede Trägerplatte 1, 2 im wesentlichen rechteckigen Grundriß und rechteckigen Querschnitt. Die Trägerplatten 1, 2 weisen an allen vier Rechteck seiten mehrere Schlitzdurchbrechungen 7, 8 auf, die lediglich durch Verbindungsstege 16 aus Stabilitäts gründen unterbrochen sind. Diese Verbindungsstege 16 können bei kleineren Ausführungen der Trägerplatten entfallen. Die Schlitzdurchbrechungen 7, 8 enden je weils im Bereich der Außenränder der Membranen M 1 und M 2, so daß der in den Schlitzdurchbrechungen 7, 8c geführte Fluidstrom die Membranen M 1, M 2 strömungs günstig in ganzer Breite überstreichen kann. Die Trä gerplatte 1 ist von der Membranseite gezeigt und diese Seite mit 1 TM bezeichnet. Die Membranseite der Trägerplatten 1, 2 weist Abstützelemente 4 und Strömungskanäle 5 auf. Gemäß Fig. 5 sind diese ge bildet durch im Querschnitt prismenartige Rillen und Stege, wobei die Rillen die Strömungskanäle 5 an ihrem Grund und die Grate und Stege die Abstützelemente 4 für die Mem branzuschnitte bilden. Die Rillen 5 weisen im Längs abstand angeordnete Durchlässe 19 zur Gegenseite der betreffenden Trägerplatte 1 bzw. 2 auf und die Durch lässe 19 sind auf der Gegenseite zu quer zu den Ril len 5 verlaufenden Sammelrinnen 20 erweitert, welche in den Schlitzdurchbrechungen 8 für das zweite Fluid F 2 enden. Die einzelnen Membranzuschnitte sind an ihren Randbereichen 6 umlaufend in einer Art Wanne der Trä gerplatten durch Schweißung oder Klebung dichtend mit diesen verbunden. Im Bereich zwischen den Membranrän dern 6 und den Schlitzdurchbrechungen 7 sind Abstands halter 17 und Tore 18 vorgesehen, die einerseits er möglichen, daß das Fluid F 1 aus den Schlitzdurchbre chungen 7 durch die Tore 18 über die Membranober seite 1 MO in Richtung auf die gegenüberliegenden Schlitzdurchbrechungen 7 strömen kann, andererseits aber auch sicherstellen, daß die aufeinanderliegenden Trägerplatten untereinander eine ausreichende plan parallele Abstützung durch die Abstandshalter 17 er halten. Gleichermaßen ist die Rückseite jeder Trä gerplatte, gezeigt bei 2 TR der Trägerplatte 2 im we sentlichen planparallel, lediglich durch die Sammel rinnen 20 unterbrochen. Die Rückseiten der Trägerplat ten 1, 2 stützen sich also gegeneinander auf einer großen Fläche ab.The separating device is constructed from identical carrier plates, which, however, are labeled carrier plate 1 and carrier plate 2 for better identification. Referring to FIG. 2, each support plate 1, 2 is substantially rectangular in plan and rectangular cross section. The carrier plates 1, 2 have on all four rectangle sides a plurality of slot openings 7, 8 , which are interrupted only for reasons of stability by connecting webs 16 . These connecting webs 16 can be omitted in the case of smaller versions of the carrier plates. The slot openings 7, 8 each end in the area of the outer edges of the membranes M 1 and M 2 , so that the fluid flow guided in the slot openings 7, 8 c can sweep the membranes M 1 , M 2 flow-favorably over their entire width. The Trä gerplatte 1 is shown from the membrane side and this side labeled 1 TM . The membrane side of the carrier plates 1, 2 has support elements 4 and flow channels 5 . Referring to FIG. 5, this ge are represented by prism-like in cross-section grooves and lands, said grooves the supporting elements 4 form branzuschnitte for Mem the flow channels 5 at its base and the ridges and ribs. The grooves 5 have longitudinally spaced passages 19 to the opposite side of the carrier plate 1 or 2 in question and the passages 19 are on the opposite side to transverse to the Ril len 5 extending gutters 20 , which in the slot openings 8 for the second fluid F 2 ends. The individual membrane blanks are circumferentially sealed at their edge areas 6 in a kind of pan of the carrier plates by welding or gluing. In the area between the diaphragm edges 6 and the slot openings 7 , spacers 17 and gates 18 are provided, on the one hand he possible that the fluid F 1 from the slot openings 7 through the gates 18 via the membrane top side 1 MO in the direction of the opposite Slot openings 7 can flow, but on the other hand also ensure that the support plates lying one on top of the other hold a sufficient level parallel support by the spacers 17 . Likewise, the back of each carrier plate, shown at 2 TR of the carrier plate 2 is essentially plane-parallel, only interrupted by the collecting channels 20 . The backs of the Trägerplat th 1, 2 are supported against each other on a large area.
Zur getrennten Führung der beiden Fluide F 1 und F 2 weist jede Trägerplatte mindestens an zwei gegenüber ligenden Eckpunkten Durchbrechungen 11 auf. Im vor liegenden Beispiel sind an allen vier Ecken Durchbre chungen 11 vorgesehen. Diese einander gegenüberlie genden Durchbrechungen 11 werden durch in beide Rich tungen laufende Stichkanäle 13 verbunden. Diese sind im Beispiel beidseitig der Trägerplatten angeordnet. Es genügt aber, wenn mindestens auf einer Seite diese Stichkanäle 13 vorgesehen sind, da durch die Aufein anderschichtung mehrerer Trägerplatten sichergestellt ist, daß zwischen zwei Trägerplatten 1, 2 jeweils um laufend ein Stichkanal 13 angeordnet ist. Zusätzlich sind den Stichkanälen 13 auf deren Länge verteilt wei tere Durchbrechungen 12 zugeordnet, die übereinander liegend sämtliche Trägerplatten 1, 2 schachtartig durch setzen. Diese Durchbrechungen 11, 12 und die Stichka näle 13 dienen zur Aufnahme des noch zu beschreibenden Dichtungsmittels, um den gesamten Außenbereich abzu dichten und zur dauerhaften Verbindung der aufeinander gestapelten Trägerplatten 1, 2. For separate guidance of the two fluids F 1 and F 2 , each carrier plate has openings 11 at least at two opposite corner points. In the example lying before breakthroughs 11 are provided at all four corners. These mutually opposite breakthroughs 11 are connected by spur channels 13 running in both directions. In the example, these are arranged on both sides of the carrier plates. However, it is sufficient if these branch channels 13 are provided on at least one side, since the stacking of a plurality of carrier plates ensures that a branch channel 13 is arranged continuously between two carrier plates 1, 2 . In addition, the branch channels 13 are distributed over their length Wei tere openings 12 , the superimposed all carrier plates 1, 2 through like a shaft. These openings 11, 12 and the Stichka channels 13 serve to accommodate the sealant to be described in order to seal off the entire outer area and for permanent connection of the stacked carrier plates 1, 2nd
Zur Abdichtung des Fluidraumes zur getrennten Führung des Fluides F 1 gegenüber der Führung des Fluides F 2 sind parallel zu den Strömungskanälen 5 außerhalb des Rand bereiches 6 der Membran M 1 an den beiden gegenüberlie genden Rechteckseiten je eine Rinne 14 vorgesehen, wel che mit den Stichkanälen 13 und/oder den Durchbre chungen 11, 12 kommunizieren. Diese beiden Rinnen 14 sind nur auf derjenigen Membranträgerseite der Träger platten 1, 2 angeordnet, welche in Fig. 2 mit 1 TM be zeichnet ist. Auf der Rückseite der Trägerplatten 1, 2 sind zwei entsprechenden Rinnen 14′ vorgesehen, welche jedoch parallel zu den Sammelrinnen 20 verlaufen und mit den Stichkanälen 13 und/oder den Durchbrechungen 11, 12 kommunizieren, wobei 14 und 14′, 13 und 11, 12 mit Dich tungsmittel 15 gefüllt sind, wie noch später beschrieben. Damit ist sichergestellt, daß das auf der Membranrück seite austretende Permeat zwar durch die Durchlässe 19 der Trägerplatten 1, 2 hindurchtreten und von den Sammel rinnen 20 in die Schlitzdurchbrechungen 8, jedoch nicht in die Schlitzdurchbrechungen 7 eintreten kann, welche das erste Fluid F 1 führen. Die Rückseite der Membranen ist in Fig. 2 für die Membran 2 mit 2 MR bezeichnet.To seal the fluid space for separate guidance of the fluid F 1 with respect to the guidance of the fluid F 2 parallel to the flow channels 5 outside the edge area 6 of the membrane M 1 , a groove 14 is provided on the two opposite sides of the rectangle, wel che with the branch channels 13 and / or the breakthroughs 11, 12 communicate. These two channels 14 are arranged only on that membrane carrier side of the carrier plates 1, 2 , which is marked in Fig. 2 with 1 TM be. On the back of the carrier plates 1, 2 , two corresponding channels 14 'are provided, which, however, run parallel to the collecting channels 20 and communicate with the branch channels 13 and / or the openings 11, 12 , with 14 and 14', 13 and 11, 12th with you device 15 are filled, as described later. This ensures that the permeate emerging on the membrane rear side passes through the passages 19 of the carrier plates 1, 2 and from the collecting channels 20 into the slot openings 8 , but cannot enter the slot openings 7 , which carry the first fluid F 1 . The rear side of the membranes is designated 2 MR for membrane 2 in FIG. 2.
Zusätzlich sind in den Trägerplatten 1, 2, mindestens in den vier Eckbereichen Öffnungen für Montagespanner 10 vorgesehen, die beim Zusammenbau zunächst als Führung für die aufeinander zu stapelnden Trägerplatten 1, 2 dienen.In addition, openings for mounting clamps 10 are provided in the carrier plates 1, 2 , at least in the four corner regions, which initially serve as a guide for the carrier plates 1, 2 to be stacked on one another during assembly.
Die mit den Membranzuschnitten M 1 und M 2 versehenen Trä gerplatten 1, 2 werden paarweise mit den Membranen auf einanderliegend, wie in Fig. 3 angedeutet, auf die Mon tagespanner 10 aufgezogen und zu einem Stapel von 10 oder 20 Trägerplatten 1, 2 vereinigt. Mit Hilfe der Montagespanner 10 und nicht dargestellten Andruck mitteln werden die aufeinandergeschichteten Träger platten 1, 2 fest aufeinandergepreßt. Sämtliche nicht vertieften Flächen der Trägerplatten 1, 2 liegen da bei planparallel auf den Gegenflächen der anderen Trägerplatten auf. In diesem vormontierten Zustand wird in die Durchbrechungen 11 ein Dichtungsmittel 15 aus einem fließfähigen Kunstharz, Kleber oder einem thermoplastischen Kunststoff eingespritzt. Die Ein spritzung kann beispielsweise gemäß Fig. 2 in die linke untere Durchbrechung 11 erfolgen. Wird dabei das Paket von Trägerplatten 1, 2 so aufgestellt, daß die Diagonale der beiden gegenüberliegenden Durchbre chungen 11 senkrecht steht, so steigt das einge spritzte Dichtungsmittel 15 in beiden Richtungen in den Stichkanälen 11 und den Rinnen 14, 14′ auf in Richtung zur höchstliegenden Durchbrechung 11 und füllt dabei durch Verdrängung der eingeschlossenen Luft die von den Durchbrechungen 11, den Stichkanälen 13 und den Rinnen 14, 14′ gebildeten Hohlräume aus. Da es sich bei dem Dichtungsmittel 15 um einen während der Ver arbeitungszeit fließfähigen jedoch thermisch und/oder zeitlich aushärtbaren Kunststoff, Kunstharz und/oder Kleber handelt, erfolgt nach dem Verfestigen des Dich tungsmittels 15 eine dauerhafte, dichte Verbindung der einzelnen Trägerplatten 1, 2 untereinander, so daß nach Entfernen der Montagespanner 10 eine paketför mige oder quaderförmige Trennvorrichtung 30 gemäß Fig. 1 entsteht, welche als Block zwischen die beiden Endplatten 27 und 28 dichtend eingespannt werden kann. The provided with the membrane cuts M 1 and M 2 Trä gerplatten 1, 2 are in pairs with the membranes on each other, as indicated in Fig. 3, mounted on the Mon day tensioner 10 and combined into a stack of 10 or 20 carrier plates 1, 2 . With the help of the mounting clamp 10 and pressure, not shown, the stacked carrier plates 1, 2 are firmly pressed together. All non-recessed surfaces of the carrier plates 1, 2 lie on the counter surfaces of the other carrier plates in a plane-parallel manner. In this preassembled state, a sealant 15 made of a flowable synthetic resin, adhesive or a thermoplastic is injected into the openings 11 . The injection can take place, for example, as shown in FIG. 2 in the lower left opening 11 . If the package of support plates 1, 2 is set up so that the diagonal of the two opposite openings 11 is perpendicular, the injected sealant 15 rises in both directions in the branch channels 11 and the channels 14, 14 ' towards the highest Opening 11 and thereby fills the cavities formed by the openings 11 , the branch channels 13 and the grooves 14, 14 ' by displacement of the enclosed air. Since it is in the sealant 15 is a flowable during the processing time but thermally and / or temporally curable plastic, synthetic resin and / or adhesive, after the solidification of the sealing agent 15 takes place a permanent, tight connection of the individual carrier plates 1, 2 with each other , so that after removing the mounting clamp 10 a paketför shaped or cuboid separating device 30 as shown in FIG. 1 is formed, which can be clamped as a block between the two end plates 27 and 28 sealing.
Um die Füllung der Stichkanäle 13 und der Rinnen 14, 14′ zu beschleunigen und um noch eine bessere Verzahnung der Trägerplatten 1, 2 untereinander über den gesamten Umfang zu erreichen, sind zusätzlich im Bereich der Stichkanäle 13 weitere Durchbrechungen 12 vorgesehen, welche gemäß Fig. 1 das Dichtungsmittel 15 in durch gehenden Säulen aufnehmen.In order to accelerate the filling of the branch channels 13 and the channels 14, 14 ' and to achieve even better interlocking of the carrier plates 1, 2 with one another over the entire circumference, 13 further openings 12 are additionally provided in the region of the branch channels, which according to FIG. 1 absorb the sealant 15 in through columns.
In der einfachsten Ausführungsform wird der Stapel aufeinandergeschichteter Trägerplatten 1, 2 jeweils durch die Rückseite einer solchen Trägerplatte ab geschlossen. Der jeweils am weitesten außen liegende Membranzuschnitt ist dabei durch die Rückseite der jeweils äußeren Trägerplatte gegen mechanische Be schädigung geschützt.In the simplest embodiment, the stack of stacked carrier plates 1, 2 is closed by the back of such a carrier plate. The outermost membrane cut is protected against mechanical damage by the back of the outer carrier plate.
Zur Aufnahme einer solchen Einheit sind zur abdich tenden Verbindung mit den beiden Endplatten 27, 28 an diesen Dichtungsringe 29 vorgesehen.To accommodate such a unit are provided for sealing connection with the two end plates 27, 28 on these sealing rings 29 .
Sollen die äußeren Trägerplatten einen zusätzlichen Schutz der Membranzuschnitte erhalten, so kann dies beispielsweise durch eine unprofilierte plane Ab schlußplatte 3 auf jeder Seite des Quaders 30 erfol gen. Die Abschlußplatten 3 haben wie in Fig. 1 dar gestellt entsprechende Schlitzdurchbrechungen 7, 8. Die Abschlußplatten 3 können selbst aber auch als Flachdichtungen ausgebildet sein, d. h. sie haben eine gewisse dauerelastische Wirkung und übernehmen die Dichtfunktion zwischen der paketförmigen Trennvorrich tung 30 und den beiden Endplatten 27, 28, so daß bei diesen keine besonderen Ringdichtungen 29 notwendig sind. If the outer support plates receive an additional protection of the membrane blanks, this may for example by an unprofiled plane Ab-circuit plate 3 on each side of the cuboid 30 gen SUC. The end plates 3 have are as in Fig. 1 provided corresponding slot openings 7, 8. The end plates 3 themselves can also be designed as flat seals, ie they have a certain permanently elastic effect and take over the sealing function between the packet-shaped Trennvorrich device 30 and the two end plates 27, 28 , so that no special ring seals 29 are necessary in these.
Gemäß Fig. 1 sind die beiden Endplatten 27, 28 flächen mäßig etwas größer gehalten und bestehen vorzugsweise aus Edelstahl und haben im Randbereich mehrere Bolzen löcher 22, welche Spannelemente 21 aufnehmen. Die un tere Endplatte 27 weist für die Einführung des ersten Fluides F 1 einen rohrförmigen Hauptanschluß 23 auf, welcher den rechtsseitig angeordneten Schlitzdurchbre chungen 7 der Trägerplatten 1, 2 zugeordnet ist, wobei der Hauptanschluß 23 als Hauptanschlußschlitz 23′ auf der Oberseite der unteren Endplatte 27 endet. Im gegen überliegenden Randbereich der oberen Endplatte 28 ist ein entsprechender Hauptanschluß 24 mit einem ent sprechend angeordneten Hauptanschlußschlitz 24′ vor gesehen, welcher im gezeigten Beispiel als Austritt für das erste Fluid F 1 dient. Das in den Hauptanschluß 23 eintretende erste Fluid F 1 füllt also die Schlitzdurch brechungen 7 auf, überströmt in den einzelnen Ebenen die Membranzuschnitte und tritt in die gegenüberlie genden Schlitzdurchbrechungen 7 ein und tritt über den oberen Hauptanschluß 24 aus. Die Strömung in umgekehrter Richtung ist selbstverständlich auch möglich. Soll nach dem Prinzip der Diffusion das zweite Fluid F 2 die Rück seite der Membran überströmen, so ist sinngemäß die An ordnung von zwei weiteren Hauptanschlüssen 25 und 26 in den beiden Endplatten 27, 28 für das Fluid F 2 vorge sehen. Das Fluid F 2 tritt in der unteren Endplatte 27 durch den Hauptanschluß 25 in den Hauptschlitzanschluß 25′ und von dort in die Schlitzdurchbrechungen 8. Die Rück seiten der Membranzuschnitte werden sinngemäß überströmt und das Fluid F 2 tritt in die gegenüberliegenden Schlitz durchbrechungen 8 ein und von da aus in den Hauptan schlußschlitz 26′ und den Hauptanschluß 26. Auch hier ist die umgekehrte Strömungsrichtung möglich.Referring to FIG. 1, the two end plates 27, surfaces 28 moderately kept somewhat larger and are preferably made of stainless steel and have a plurality of bolt holes 22 which receive the clamping elements 21 in the edge region. The lower end plate 27 has a tubular main connection 23 for the introduction of the first fluid F 1 , which is assigned to the right-hand slot openings 7 of the carrier plates 1, 2 , the main connection 23 as the main connection slot 23 ' on the top of the lower end plate 27 ends. In the opposite edge region of the upper end plate 28 , a corresponding main connection 24 with a correspondingly arranged main connection slot 24 ' is seen before, which in the example shown serves as an outlet for the first fluid F 1 . The entering into the main line 23 first fluid F 1 thus fills the slot openings 7, overflows in the individual layers, the membrane blanks and enters the gegenüberlie constricting slot openings 7 and exits through the upper main port 24 from. The flow in the opposite direction is of course also possible. If, according to the principle of diffusion, the second fluid F 2 overflows the rear side of the membrane, the arrangement of two further main connections 25 and 26 in the two end plates 27, 28 for the fluid F 2 is seen accordingly. The fluid F 2 occurs in the lower end plate 27 through the main connection 25 in the main slot connection 25 ' and from there into the slot openings 8th The back sides of the membrane blanks are, mutatis mutandis, flows over and the fluid F 2 enters into the opposing slot openings 8 and from there into the slot Hauptan circuit 26 'and the main terminal 26th The reverse flow direction is also possible here.
Die Hauptschlitzdurchbrechungen 23′, 25′, 24′ und 26′ können wie in Fig. 1 angedeutet mit Ringdichtungen oder sonstigen Flachdichtungen 29 ausgestattet sein, wenn nicht eine spezielle Dichtung auf der Ober- und Unterseite der paketförmigen Trennvorrichtung 30 vor gesehen ist. Entsprechende Dichtungen 29′ müssen dann auch im Bereich der Blindanschlüsse für die anderen Schlitzdurchbrechungen 7, 8 vorgesehen sein.The main slot openings 23 ', 25', 24 ' and 26' can, as indicated in Fig. 1, be equipped with ring seals or other flat seals 29 , if not a special seal on the top and bottom of the packet-shaped separating device 30 is seen before. Corresponding seals 29 ' must then also be provided in the area of the blind connections for the other slot openings 7, 8 .
Für die Durchführung einer Ultrafiltration ist für das Fluid F 2 an sich nur ein Hauptanschluß, also entweder der Hauptanschluß 25 oder der Hauptanschluß 26 not wendig. Da das Permeat die Rückseite der Membranzu schnitte nicht überströmen, sondern nur von der ge samten Fläche abgezogen werden muß, ist es auch nur notwendig, an der dritten oder vierten Rechteckseite Schlitzdurchbrechungen 8 vorzusehen. Um von vornherein mit den Trägerplatten 1, 2 eine umfassende Anwendung zu gewährleisten, sind diese für die zweiteilige Über strömung ausgebildet. Auch bei der Ultrafiltration ist es von Vorteil, wenn das Permeat in beiden Richtungen von der Rückseite der Membranzuschnitte abgezogen wird.For carrying out an ultrafiltration, only one main connection, ie either the main connection 25 or the main connection 26, is not necessary for the fluid F 2 . Since the permeate does not flow over the back of the membrane sections, but only has to be subtracted from the entire area, it is only necessary to provide slot openings 8 on the third or fourth side of the rectangle. In order to ensure a comprehensive application from the outset with the carrier plates 1, 2 , these are designed for the two-part overflow. With ultrafiltration, too, it is advantageous if the permeate is drawn off from the back of the membrane blanks in both directions.
Die Trägerplatten 1, 2 sind aus Kostengründen aus Kunst stoff gebildet. Sie können selbstverständlich auch für besondere Einsatzzwecke aus Edelstahl gebildet sein.The carrier plates 1, 2 are made of plastic for cost reasons. Of course, they can also be made of stainless steel for special purposes.
Die Trägerplatten 1, 2 gemäß Fig. 2 und 5 und 8 sind ins besondere für die Filtration geeignet. Für die Durch führung von Trennvorgängen nach dem Prinzip der Diffusion eignen sich mehr Trägerplatten, wie sie in Fig. 6 an gedeutet sind. Bei einem Stoffaustausch nach dem Prinzip der Diffusion ist es vorteilhaft, wenn auch das zweite aktive Fluid F 2 mit einer möglichst großen Fläche der Membran auf deren Rückseite in Berührung tritt. Hierzu eignet sich beispielsweise ein Gewebe 39, welches die Membran M 1 unterstützt und in einem rahmenartigen Fenster 40 der Trägerplatte 1 befestigt ist. Dies kann dadurch erfolgen, daß durch thermoplastische Verformung eines Vorsprunges im Fenster 40 das Gewebe 39 in den Rahmen der Trägerplatte 1 integriert wird und in diesem Be reich auch den Membranaußenrand 6 festgelegt ist. Im übrigen entspricht die Ausbildung der Trägerplatte den in Fig. 2 bis 5 dargestellten Detailpunkten, was die Form der Strömungsführung und die Form der Abdichtung betrifft.The carrier plates 1, 2 according to FIGS. 2 and 5 and 8 are particularly suitable for filtration. For carrying out separation processes on the principle of diffusion, more carrier plates are suitable, as indicated in FIG. 6. In the case of a mass transfer based on the principle of diffusion, it is advantageous if the second active fluid F 2 also comes into contact with the largest possible surface area of the membrane on the rear side thereof. For this purpose, a fabric 39 is suitable, for example, which supports the membrane M 1 and is fastened in a frame-like window 40 of the carrier plate 1 . This can be done in that the thermoplastic deformation of a projection in the window 40, the fabric 39 is integrated into the frame of the carrier plate 1 and in this loading area also the outer membrane edge 6 is fixed. Otherwise, the design of the carrier plate corresponds to the detailed points shown in FIGS. 2 to 5, as far as the shape of the flow guidance and the shape of the seal are concerned.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 7 bis 10 zeigt eine be sonders unter dem Gesichtspunkt der erleichterten Hand habung, optimierten Trennleistung und verbilligten Her stellung konzipierte Trennvorrichtung. Die vorbeschrie benen Bauteile 1 bis 30 stimmen funktionell mit denen gemäß Fig. 1 bis 6 überein, so daß ohne weiteres auf die diesbezüglichen vorangegangenen Ausführungen und Be schreibungsteile zurückgegriffen werden kann.The embodiment of FIGS. 7 to 10 shows a be especially designed from the point of view of easier handling, optimized separation performance and cheaper Her position separating device. The parts 1 to 30 described above are functionally the same as those in FIGS . 1 to 6, so that parts of the preceding explanations and description parts can be readily used.
Gemäß Fig. 7 ist die Trennvorrichtung als Standgerät mit vertikal angeordneten Trägerplatten 1, 2 ausgeführt. Das Ge rät gemäß Fig. 7 besteht aus der vertikalen Endplatte 27′, welche alle 4 Hauptanschlüsse 23 bis 26 für die beiden Fluide F 1 und F 2 aufweist und als Bohrungen in der End platte 27′ enden. Die andere Endplatte 28′ ist ohne An schlüsse und lediglich auf den beiden unteren Spannele menten 21 horizontal verschieblich geführt und durch eine zentrale Gewindespindel 33 abgestützt, die sich ihrerseits an einer vertikalen Widerlagerplatte 34 abstützt. Die Widerlagerplatte 34 ist über 4 horizontale Spannele mente 21 mit der Endplatte 22′ verbunden. Die beiden un teren Spannelemente 21 dienen gleichzeitig als Führung und Halterung für das als Quader bzw. die als Kassette 30 ausgebildete Trennvorrichtung, welche zwischen den bei den Endplatten 27′ und 28′ eingespannt ist.Referring to FIG. 7, the separating device is designed as a standalone unit with vertical support plates 1, 2. The Ge advises Fig mutandis. 7 is composed of the vertical end plate 27 'having all 4 main terminals 23 through 26 for the two fluids F 1 and F 2 and plate as bores in the end 27' to end. The other end plate 28 ' is without connections and only on the two lower Spannele elements 21 horizontally displaceable and supported by a central threaded spindle 33 , which in turn is supported on a vertical abutment plate 34 . The abutment plate 34 is connected via 4 horizontal Spannele elements 21 to the end plate 22 ' . The two un lower clamping elements 21 serve simultaneously as a guide and holder for the as a cuboid or as a cassette 30 separating device which is clamped between the end plates 27 ' and 28' .
Die zur anschlußlosen Endplatte 28′ weisende Abschluß platte 3′ deckt die Rückseite, d. h. die mit den Sammel rinnen 20 ausgestattete Seite der letzten Trägerplatte 1 gemäß Fig. 2 bzw. gemäß Fig. 8 ab und ist mit dieser durch das Dichtungsmittel 15 integriert. Die zur An schlußseite weisende Anschlußplatte 3′′ und 3′′′ ist zweiteilig ausgebildet und in Fig. 9a, b und 10a, b dargestellt und im nachfolgenden näher beschrieben. Die zweiteilige Abschlußplatte 3′′ und 3′′′ sind ebenfalls integrierter Bestandteil der eigentlichen Trennvorrichtung, so daß sowohl die Trägerplatten 1, 2 als auch die beiden Ab schlußplatten 3′ und 3′′, 3′′′ die eigentliche Kassette 30 bilden, welche gemäß Fig. 7 auf einfache Weise zwischen die beiden Endplatten 27′ und 28′ eingesetzt wird. Führungsnuten 37 in der Kassette 30 sorgen für ein Führen und Abstützen auf den beiden unteren Spannele menten 21 und eingeformte Griffnuten 38 erleichtern die Handhabung der Kassette 30 beim Einsetzen zwischen die beiden Endplatten 27′, 28′. Zwei gegenüberliegende Seiten der Kassette 30 weisen jeweils die Führungsnuten 37 bzw. Griffnuten 38 auf, so daß die Kassette 30 jeweils nur um 180° gedreht ihren richtigen Sitz hat, so daß ein fehlerhaftes Einsetzen ausgeschlossen ist.The connection-free end plate 28 ' facing the end plate 3' covers the back, ie the gutter 20 equipped with the side of the last carrier plate 1 according to FIG. 2 or FIG. 8 and is integrated with it by the sealing means 15 . To the connection side pointing to the connecting plate 3 '' and 3 ''' is formed in two parts and shown in Fig. 9a, b and 10a, b and described in more detail below. The two-part end plate 3 '' and 3 ''' are also an integral part of the actual separation device, so that both the support plates 1, 2 and the two end plates 3' and 3 '', 3 '''form the actual cassette 30 , which is used according to FIG. 7 in a simple manner between the two end plates 27 ' and 28' . Guide grooves 37 in the cassette 30 provide guidance and support on the two lower Spannele elements 21 and molded grip grooves 38 facilitate the handling of the cassette 30 when inserted between the two end plates 27 ', 28' . Two opposite sides of the cassette 30 each have the guide grooves 37 or gripping grooves 38 , so that the cassette 30 has its correct seat only rotated by 180 °, so that incorrect insertion is excluded.
Diese Ausbildung hat den Vorteil, das keinerlei Anschlüsse und Verschraubungen gelöst werden müssen, wenn eine Kas sette 30 gegen eine neue Kassette ausgetauscht werden muß. This training has the advantage that no connections and screw connections have to be solved if a cassette 30 must be replaced with a new cassette.
Dies erfolgt lediglich dadurch, daß die Zentralspindel 33 gelöst wird.This is only done by loosening the central spindle 33 .
Die unter strömungstechnischen Gesichtspunkten optimierte Ausführung der Trägerplatte gemäß Fig. 8, 8a entspricht in ihrem funktionellen Aufbau dem der Trägerplatte gemäß Fig. 2 bis 5, was die Bauelemente 4 bis 20 anbelangt.The design of the carrier plate according to FIGS. 8, 8a, which is optimized from a fluidic point of view, corresponds in terms of its functional structure to that of the carrier plate according to FIGS. 2 to 5, as far as components 4 to 20 are concerned.
Bei relativ großflächigen Trägerplatten 1, 2 aus Kunst stoff besteht die Gefahr, daß aufgrund von Fertigungs toleranzen sich über die Gesamtfläche der überströmten Membran bevorzugte Strömungszonen ausbilden, wodurch die Effektivität der Gesamtmembranfläche leidet. Er findungsgemäß weist jede Rille 5 unter Bezug auf den Detailpunkt gemäß Fig. 8a mehrere über die Rillenlänge verteilt angeordnete Strömungsbarrieren 31 auf, welche in der Ebene der Rillengrate 4 oder darunter enden, wo bei jede Rille 5 mindestens mit einem Durchlaß 19 an eine kreuzende Sammelrille 20 der Gegenseite der Träger platte 1, 2 Verbindung hat. Die Vielzahl der Strömungs barrieren 31 sind auf etwa parallel zueinander und schräg zu den Rillen 5 verlaufenden Barrierenlinien 32 geordnet. Bei einer etwa quadratischen Membranfläche verläuft die längste Barrierenlinie 32 etwa unter 45° auf der Diagonalen, währenddessen die übrigen Barrieren linien 32 im Abstand parallel dazu angeordnet sind. Je nach dem Verhältnis der Seitenlänge einer rechteckigen Membranfläche kreuzen die Barrierenlängen 32 die Rillen 5 unter einem Winkel von etwa 30 bis 60°. Die Barrieren linien 32 zweier einander mit ihrer Rillenseite zugewandten Trägerplatte 1, 2 sind gegenläufig angeordnet, d. h. sie kreuzen sich (strichpunktiert in Fig. 8 gezeigt). Unter dem Flüssigkeitsdruck des überströmenden Fluids F 1 tritt eine gewisse Einwölbung der Membranzuschnitte in die abstützenden Rillen 5 ein, was im Bereich der Strömungsbarrieren 31 verhindert wird, so daß an die sen Stellen ein gewisser Stau eintritt und Kurzschluß pfade ausgeschlossen werden. Aufgrund der sich kreuzenden Barrierenlinien 32 zweier einander zugewandter Platten seiten wird die Diagonalströmung wieder aufgehoben, so daß eine gleichmäßige Überströmung der gesamten Membran fläche über die gesamte Anströmseite entlang der Schlitz durchbrechungen 7 gewährleistet ist.In the case of relatively large-area support plates 1, 2 made of plastic, there is a risk that preferred flow zones will form due to manufacturing tolerances over the total area of the flowed-over membrane, as a result of which the effectiveness of the overall membrane area suffers. According to the invention, each groove 5 has, with reference to the detail according to FIG. 8a, a plurality of flow barriers 31 which are distributed over the groove length and which end in the plane of the groove ridges 4 or below, where each groove 5 has at least one passage 19 at a collecting groove crossing 20 the opposite side of the carrier plate 1, 2 has connection. The plurality of flow barriers 31 are arranged approximately parallel to each other and obliquely to the grooves 5 extending barrier lines 32 . In the case of an approximately square membrane surface, the longest barrier line 32 runs at approximately 45 ° on the diagonal, while the other barrier lines 32 are arranged parallel to it at a distance. Depending on the ratio of the side length of a rectangular membrane surface, the barrier lengths 32 cross the grooves 5 at an angle of approximately 30 to 60 °. The barrier lines 32 of two support plates 1, 2 facing one another with their groove side are arranged in opposite directions, ie they intersect (shown in broken lines in FIG. 8). Under the liquid pressure of the overflowing fluid F 1 , a certain curvature of the membrane blanks occurs in the supporting grooves 5 , which is prevented in the area of the flow barriers 31 , so that a certain congestion occurs at these points and short-circuit paths are excluded. Due to the intersecting barrier lines 32 of two mutually facing plate sides, the diagonal flow is canceled again, so that a uniform flow across the entire membrane surface over the entire inflow side along the slot openings 7 is ensured.
Der äußere Umriß der Trägerplatten 1, 2 weicht gegenüber der von Fig. 2 ab durch Anordnung der Führungsnuten 37 an gegenüberliegenden Außenrändern und Anordnung der Griffnuten 38 ebenfalls an gegenüberliegenden Außen rändern.The outer contour of the carrier plates 1, 2 differs from that of FIG. 2 by arranging the guide grooves 37 on opposite outer edges and arranging the grip grooves 38 also on opposite outer edges.
Die zweiteilige Abschlußplatte 3′′′, 3′′ ist ebenfalls aus Kunststoff gebildet und entspricht in ihrer äußeren Umrißform und bezüglich der Schlitzdurchbrechungen 7, 8 der Trägerplatte 1, 2 gemäß Fig. 8. Die nicht dargestellte Rückseite der halben Abschlußplatte 3′′′ gemäß Fig. 9a, b ist glatt ausgeführt und bildet eine Abdeckung für die oberste Trägerplatte, und zwar die die Sammelrinnen 20 aufweisende Rückseite, wie sie in Fig. 2 mit 2 TR be zeichnet ist. Gleichermaßen sind die Rinnen 14 und die Stichkanäle 13 angeordnet.The two-part end plate 3 ''',3'' is also made of plastic and corresponds in its outer contour and with respect to the slot openings 7, 8 of the carrier plate 1, 2 as shown in FIG. 8. The back of the half end plate 3, not shown 3''' is shown in Fig. 9a, b is smoothly carried out and forming a cover for the uppermost support plate, and that the collecting grooves 20 having back as be in FIG. 2, with 2 TR records. Likewise, the channels 14 and the branch channels 13 are arranged.
Gemäß Fig. 9a, b sind die Schlitzdurchbrechungen 7, 8 durch Verteiler- und Sammelrohre 35 umschlossen, welche im Querschnitt etwa muldenförmig ausgebildet sind und in Verbindung mit der deckend darüberliegenden Muldenform der Verteiler- und Sammelrohre 35 gemäß Fig. 10 ein Voll rohr bilden. Die Verteiler- und Sammelrohre 35 beider Abschlußplattenhälften 3′′′, 3′′ sind durch Stichkanäle 13′ und Rinnen 14′ eingefaßt und an die Durchbrechungen 11 angeschlossen, durch welche das flüssige Dichtungs mittel 15 in sämtliche Stichkanäle und Rinnen aller Platten der Kassette 30 eingespritzt wird. Die Abschluß plattenhälfte 3′′ entspricht in ihrem Aufbau auf der der Abschlußplattenhälfte 3′′′ zugewandten Seite dieser und ist auf der der Endplatte 27′ zugewandten Seite im wesentlichen glatt. Die in den Verteiler- und Sammelrohren 35 angeord neten Bohrungen 36 fluchten mit den Bohrungen der Haupt anschlüsse 23 bis 26. Die Bohrungen 36 sind auf der der Endplatte 27′ zugewandten Seite mit O-Ring-Dichtungen eingefaßt, welche sich gegen die Endplatte 27′ dichtend anlegen, wenn die Kassette 30 durch die Zentralspindel 33 gegen die Endplatte 27′ gepreßt wird.According to Fig. 9a, b, the slot openings 7, 8 are surrounded by distributor and collector pipes 35 , which are approximately trough-shaped in cross section and form a full pipe in connection with the overlying trough shape of the distributor and collector pipes 35 according to FIG. 10. The distributor and manifolds 35 of both end plate halves 3 ''',3'' are framed by branch channels 13' and channels 14 ' and connected to the openings 11 through which the liquid sealing medium 15 in all branch channels and channels of all plates of the cassette 30th is injected. The end plate half 3 '' corresponds in structure to the end plate half 3 '' ' facing this side and is on the end plate 27' facing side substantially smooth. The in the manifold and collector pipes 35 angeord designated holes 36 are aligned with the holes of the main connections 23 to 26 . The holes 36 are bordered on the end plate 27 ' facing side with O-ring seals which seal against the end plate 27' when the cassette 30 is pressed by the central spindle 33 against the end plate 27 ' .
Je nach der geometrischen Plattenkonfiguration und Aus bildung der Strömungswege und Anordnung der notwendigen Dichtungselemente kann es ausreichend oder auch zweck mäßig sein, zumindest abschnittsweise, über den Grund riß der Trägerplatte verteilt, Durchbrechungen 11, 12 und Kanalrillen 13, 14, 13′, 14′ anzuordnen, welche innerhalb des Plattenstapels kommunizieren, so daß einzelne Ab schnitte über die Stapelhöhe hinweg gemeinsam abgedichtet werden. In den dargestellten Ausführungsbeispielen er folgte die Anordnung der Dichtungselemente so, daß sämt liche Kanalrillen 13, 14, 13′, 14′ und Durchbrechungen 11, 12 kommunizieren und somit sämtliche Platten gemeinsam durch eine einzige Einspritzung von Kunststoff abgedichtet und dauerhaft miteinander verbunden sind. Die Dichtungs mittel 15 sind durch thermoplastische Kunststoffe wie Polypropylen, Polystyrol, Polyamid, Polyacetalharze, Poly vinylchlorid (PVC), Polyäthylen (PE), Polycarbonat, EVA, Acryl-Styrol-Copolymerisat (ABS), Styrol-Acrylnitril- Copolymerisat (SAN), CA gebildet oder das Dichtungsmittel 15 ist aus Kunstharz wie Polyurethan-Harz, Epoxidharz, Harnstoff-Formaldehydharz oder Formaldehyd-Melamin, Formaldehyd-Phenol-Harz gebildet. Depending on the geometric plate configuration and formation of the flow paths and arrangement of the necessary sealing elements, it may be sufficient or also expedient, at least in sections, distributed over the bottom of the carrier plate, openings 11, 12 and channel grooves 13, 14, 13 ', 14' to arrange, which communicate within the stack of plates, so that individual sections are sealed together across the stack height. In the illustrated embodiments, he followed the arrangement of the sealing elements so that all union channel grooves 13, 14, 13 ', 14' and openings 11, 12 communicate and thus all plates are sealed together by a single injection of plastic and permanently connected. The sealant 15 are made of thermoplastics such as polypropylene, polystyrene, polyamide, polyacetal resins, poly vinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), polycarbonate, EVA, acrylic-styrene copolymer (ABS), styrene-acrylonitrile copolymer (SAN), CA formed or the sealant 15 is made of synthetic resin such as polyurethane resin, epoxy resin, urea-formaldehyde resin or formaldehyde-melamine, formaldehyde-phenol resin.
Zur Herstellung einer einwandfreien Dichtfunktion ist es jedoch nur notwendig, einen eine Dichtfunktion übernehmen den Kunststoff, z. B. Silikon, zu verwenden, währenddessen der eigentliche Zusammenhalt der Vielzahl von Platten zu einer Kassette durch andere mechanische Spannmittel über nommen werden kann.It is to produce a perfect sealing function however only necessary to perform a sealing function the plastic, e.g. B. silicone to use while the actual cohesion of the multitude of plates too a cassette through other mechanical clamping devices can be taken.
Die Trennvorrichtung kann für alle in der Industrie üb lichen Trennmethoden, also als Dialysator, als Filter, als Oxygenator, zur Trennung von Milchinhaltsstoffen, zur Wasseraufbereitung usw. sowie als künstliche Niere oder Lunge im Medizinbereich eingesetzt werden.The separator can be used for everyone in the industry separation methods, i.e. as a dialyzer, as a filter, as Oxygenator, for separating milk ingredients, for Water treatment etc. as well as an artificial kidney or Lungs are used in the medical field.
Durch Anordnung mehrerer solcher quaderförmigen Trenn vorrichtungen 30 läßt sich die Gesamtmembranfläche variieren, wobei durch Schließen von Schlitzdurchbre chungen einer Reihe an den äußeren Trägerplatten 1, 2 bzw. durch eine besondere Ausbildung der Abschlußplatten 3 lassen sich die einzelnen paketförmigen Trennvorrich tungen 30 strömungstechnisch in Reihe oder parallel schalten.By arranging several such cuboid separating devices 30 , the total membrane area can vary, by closing slot openings in a row on the outer carrier plates 1, 2 or by a special design of the end plates 3 , the individual packet-shaped separating lines 30 can be flow-connected in series or connect in parallel.
Die mit den Trägerplatten verbindbaren Membranen sind im weitesten Sinne zu verstehen, also mikroporöse Membranen, Verbundmembranen, Filtervliese, Filtergewebe und Filter siebe. Für die Durchführung von Ultrafiltrationen werden z. B. mikroporöse Membranen aus Polysulfon verwendet, die auch eine chemische Reinigung der Filtereinheit zulassen. Je nach Einsatz und den gestellten Anforderungen, auch im Hinblick auf eine mehrfache Wiederverwendung der gereinig ten Filtereinheit, können alle handelsüblichen aber auch noch zu entwickelnden Membranen mit den Trägerplatten ver bunden werden. Der Begriff semipermeable Membran ist so zu verstehen, daß die Membran nur bestimmte Stoffe in einer Richtung aufgrund der wirkenden Transportmechanismen (Filtration, Diffusion) und Durchlaßöffnungen von der einen Membranseite zur anderen durchläßt, also selektiv wirkt.The membranes that can be connected to the carrier plates are in to understand the broadest sense, i.e. microporous membranes, Composite membranes, filter fleeces, filter fabrics and filters sieves. For performing ultrafiltration e.g. B. microporous membranes made of polysulfone used also allow chemical cleaning of the filter unit. Depending on the application and the requirements, also in With a view to multiple reuse of the cleaned th filter unit, but all commercially available ver to be developed membranes with the carrier plates be bound. The term semipermeable membrane is so too understand that the membrane contains only certain substances in one Direction due to the acting transport mechanisms (Filtration, diffusion) and through openings of one Allows membrane side to pass through, i.e. acts selectively.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3127475A DE3127475A1 (en) | 1980-07-19 | 1981-07-11 | Separation apparatus, composed of carrier plates and membrane blanks of a semipermeable membrane, for fluids |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3027413 | 1980-07-19 | ||
DE3127475A DE3127475A1 (en) | 1980-07-19 | 1981-07-11 | Separation apparatus, composed of carrier plates and membrane blanks of a semipermeable membrane, for fluids |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3127475A1 DE3127475A1 (en) | 1982-04-22 |
DE3127475C2 true DE3127475C2 (en) | 1989-02-16 |
Family
ID=25786734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3127475A Granted DE3127475A1 (en) | 1980-07-19 | 1981-07-11 | Separation apparatus, composed of carrier plates and membrane blanks of a semipermeable membrane, for fluids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3127475A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4815668B2 (en) | 2000-05-15 | 2011-11-16 | トヨタ自動車株式会社 | Hydrogen generator |
DE202016105311U1 (en) | 2016-09-23 | 2018-01-09 | Reinz-Dichtungs-Gmbh | Flow plate for a humidifier |
DE202016105307U1 (en) | 2016-09-23 | 2018-01-09 | Reinz-Dichtungs-Gmbh | Flow plate for a humidifier |
DE202016105309U1 (en) | 2016-09-23 | 2018-01-09 | Reinz-Dichtungs-Gmbh | humidifier |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL22905B (en) * | 1927-02-02 | |||
NL134879C (en) * | 1964-12-09 | 1900-01-01 | ||
US3585131A (en) * | 1969-04-24 | 1971-06-15 | Becton Dickinson Co | Pleated memberane exchange device |
DE7022655U (en) * | 1970-06-16 | 1970-09-24 | Sartorius-Membranfilter Gmbh | FILTRATION DEVICE |
FR2125159B1 (en) * | 1971-02-15 | 1973-11-30 | Alsthom Cgee | |
FR2141417B2 (en) * | 1971-02-25 | 1973-06-29 | Rhone Poulenc Sa | |
GB1292421A (en) * | 1972-02-02 | 1972-10-11 | Sam Ellison Smith | Improvements in or relating to a method for fabricating a seamless plastic surface and a template therefor |
SE407900B (en) * | 1976-06-11 | 1979-04-30 | Gambro Ab | DEVICE FOR DIFFUSION OF THE SUBJECT BETWEEN TWO FLUIDES VIA SEMIPERMEABLE MEMBRANE |
US4261834A (en) * | 1978-05-18 | 1981-04-14 | Millipore Corporation | Device and process for removing pyrogens from aqueous solutions |
IT7868888A0 (en) * | 1978-08-10 | 1978-08-10 | Fiat Eng | REVERSE OSMOSIS EQUIPMENT |
-
1981
- 1981-07-11 DE DE3127475A patent/DE3127475A1/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3127475A1 (en) | 1982-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2824898C2 (en) | Method of making an artificial kidney | |
DE69828597T2 (en) | FILTER WITH FILTRATION CASSETTE THEREIN | |
DE69623451T2 (en) | FILTER WITH FILTRATION CASSETTE | |
US4430218A (en) | Separating device for fluids, consisting of support plates and cut sections of a semi-permeable diaphragm | |
DE2238708C3 (en) | Diffusion cell | |
DE2803344C3 (en) | Device for mass transfer between fluids with the interposition of a membrane | |
DE2514365A1 (en) | DIFFUSION DEVICE, IN PARTICULAR FOR MEDICAL PURPOSES | |
DE3127548C2 (en) | ||
EP0129663B1 (en) | Membrane pad | |
DE2406077A1 (en) | DIFFUSION DEVICE, FOR EXAMPLE PLATE DIALYZER | |
DE2806237C2 (en) | Device for removing urinary substances from human blood | |
EP1475142A1 (en) | Membrane plate and filter comprising the same | |
DE2209116A1 (en) | Filter device | |
DE3127475C2 (en) | ||
DE4427354C2 (en) | Membrane module for the removal of gaseous substances from a gas stream (liquid stream) | |
DE2508867A1 (en) | SINGLE-PIECE DEVICE FOR EXCHANGING ENERGY BETWEEN LIQUID OR GAS MEDIA OR FOR TRANSPORTING SUBSTANCES | |
EP1360984B1 (en) | Apparatus for separating a component from a gas mixture or a liquid mixture | |
DE4416729C2 (en) | Device for filtering liquids | |
DE3507532C2 (en) | Device for filtering and separating liquid and gaseous media | |
DD229603A1 (en) | MEMBRANE FILTER PLATE | |
DE2929655A1 (en) | MASS TRANSFER DEVICE BETWEEN FLUIDS | |
EP0120264A2 (en) | Cross flow module with fine canals | |
DE2918140C2 (en) | Dialyzer | |
DE2847945C2 (en) | Artificial kidney and process for their manufacture | |
DE8035010U1 (en) | SEPARATING DEVICE FOR FLUIDS, CONSTRUCTED FROM CARRIER PLATES AND MEMBRANE CUTTINGS OF A SEMIPERMEABLE MEMBRANE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SARTORIUS AG, 3400 GOETTINGEN, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |