DE3341262A1

DE3341262A1 - Stapelfoermiges trennelement aus geschichteten zuschnitten zur behandlung von fluiden

Info

Publication number: DE3341262A1
Application number: DE19833341262
Authority: DE
Inventors: Ulrich 3400 Göttingen Grummert; Hans Weddo 3414 Hardegsen Schmidt
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1985-05-23

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein stapelförmiges Trennelement für Fluide nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, wie es durch den Stand der Technik nach der DE-OS 31 27 548, DE-OS 29 20 253 und US-PS 4 261 834 bekannt ist. Im ersten Falle werden inkompressible Trägerplatten mit Kanalrillen und Durchbrechungen für die Strömungsfuhrung mit einem Trennelement in Form einer mikroporösen Membran abgedeckt und randseitig gedichtet und eine Vielzahl solcher Einzeltrennelemente werden zu einem Stapel vormontiert und in kommunizierende Dichtungsrillen und Kanäle wird ein fließfähiges Dichtungsmittel eingepreßt, welches in dem zusammengepreßten Stapel aushärtet und damit diese einzelnen Platten zu einer fest verbundenen Kassette vereint. Die Spalthöhe zwischen benachbarten Membranen, die den Fluidspalt für die zu behandelnde Trübe bestimmt, kann aufgrund der Plattenkonstruktion und der von den Plattenrändern gebildeten festen Anschläge nachträglich nicht mehr verändert werden. Die Kassette ist insgesamt inkompressibel und wird zwischen Gehäuseplatten mit Hauptanschlüssen eingespannt. Eine Vielzahl von Spannbolzen muß mit Hilfe von Drehmomentenschlüsseln angezogen werden.
Mehrere Kassetten können in Reihe oder parallel geschaltet werden. Zwischen den einzelnen Kassetten sind sogenannte Maskendichtungen aus Silikon angeordnet. Fertigungstoleranzen in den Platten, die sich gegebenenfalls bei der Aufeinanderschichtung summieren können, können nur bedingt durch solche an den Endplatten angeordnete Maskendichtungen aus dauerelastischem Dichtungsmaterial ausgeglichen werden. Derartige Maskendichtungen aus Silikon oder Polyurethan sind nur begrenzt in der Lage, den von den Spannbolzen ausgehenden Preßdruck der beiden Gehäuseplatten an die einzelnen Kassetten und ihre Zwischenabdichtungen weiterzugeben. Als weiterer Nachteil ist anzusehen, daß einmal in der fest verbundenen Kassette vorhandene Undichtigkeiten aufgrund zu schlecht verteiltem, eingespritztem Dichtungsmaterial nicht mehr nachträglich durch ein stärkeres Zusammenpressen der gestapelten Stützplatten beseitigt werden kann. Derartige Fehler führen häufig zu Ausschuß Weiterhin ist es nach dem Stand der Technik gemäß DE-OS 29 20 253 bzw. US-PS 4,261,834 bekannt, anstelle von festen Stützplatten ein inkompressibles Gewebe zu verwenden, welches drainierende Eigenschaften hat. Um die einzelnen Strömungswege gegeneinander abzudichten, sind die Hohlräume des Gewebes in den abzudichtenden Bereichen mit einem inkompressiblen Kunstharz ausgefüllt, welches den gesamten Stapel aus abwechselnd aufgeschichteten Gewebeabschnitten und Membranabschnitten im Bereich der abzudichtenden Durchbrechungen und im gesamten Randbereich zu einer dauerhaften inkompressiblen kassettenförmigen Einheit verbindet. Auch dieses kassettenförmige Trennelement erhält bereits bei der Herstellung die fertige, inkompressible Ausbildung und wird ebenfalls zwischen Gehäuseendplatten eingespannt, welche ebenfalls nur die Aufgabe haben, das kassettenförmige Trennelement planparallel zwischen den beiden Gehäuseplatten einzuspannen und fest auf die darin endenden Leitungsabschnitte zu pressen. Auch bei dieser Form der Abdichtung wird die dem Fluid zur Verfügung gestellte Spalthöhe zwischen zwei Membranen bzw. zwischen der Membran einerseits und dem diese abstützenden Gewebe andererseits vorbestimmt, ohne daß der Benutzer die Möglichkeit hat, durch mehr oder weniger starkes Zusammenpressen der Gehäuseendplatten die Spalthöhe für ein bestimmtes Fluid zu variieren.
Eine solche Variation der Spalthöhe ist häufig erwünscht, wenn bei der Partikelfiltration eine Freispülung der belegten Filtermembran gewünscht wird bzw. wenn zur Wiederverwendung das kassettenförmige Trennelement von Rückständen befreit werden soll oder sich für die Filtration eines speziellen Mediums eine bestimmte Spalthöhe der Uberströmwege sich als optimal erwiesen hat.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kassettenförmiges Trennelement der eingangs beschriebenen Bauart so weiterzubilden, daß der Benutzer die Möglich keit erhält, die Spalthöhe der Uberströmwege den zu behandelnden Fluiden anzupassen und gleichzeitig die Dichtungen so zu verbessern, daß die empfindlichen Zuschnitte des Trennmediums vor mechanischer Beschädigung bei Veränderung der Spalthöhe bzw. beim starken Anziehen der Spannelemente vermieden wird, die das stapelförmige Trennelement zwischen Gehäuseendplatten zusammenpressen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale alternativ gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
Der Erfindungsgedanke ist in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt: Fig. 1 die perspektivische Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform eines stapelformigen Trennelementes mit Gehäuseendplatten, Fig. 2 die Draufsicht auf ein doppeltrapezförmigen Abstandshalter, Fig. 2A 2B Schnitte nach den Schnittlinien A-A, B-B in Fig. 2, Fig. 3 die Draufsicht auf einen kongruenten Membranzuschnitt, Fig. 3A 3B Schnitte nach den Schnittlinien A-A, B-B in Fig. 3, Fig. 4 die Draufsicht auf einen zweiten kongruenten Abstandshalter in einer anderen Ebene, Fig. 5A 5B zwei Längsschnitte schematisch vergrößert nach den Schnittstellen A-A bzw. B-B mehrerer aufeinandergestapelter Abstandshalter nach Fig. 1,6,3,4 in Verbindung mit Zuschnitten des Trennmediums und Gehäuseendplatten, Fig. 6 einen Detailquerschnitt durch einen mit Dichtungen versehenen Abstandshalter z.B. nach der Schnittlinie VI in Fig. 1, Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Abstandshalter in Form einer Maskendichtung für aufeinanderfolgend gestapelte Kassettenmodule, Fig. 8 einen Detailschnitt durch den Randbereich eines variierten Trennelementes (2. Ausführungsform) mit eingelagerten Dichtungsringen und Schutzringen, Fig. 9 eine Detailansicht bzw. Detailschnitt eines solchen Dichtungselementes nach Fig. 8, Fig. 10A lOB eine Draufsicht auf die Abstandshalter eines abgewandelten Stapelmoduls (3. Ausführungsform), Fig. 11 eine Explosionsansicht mit Membranzuschnitt eines 4. Ausführungsbeispieles und Fig. 12A 12B Querschnitte durch ein zwischen Endplatten eingespanntes Kassettenmodul nach Fig. 10 und 11.
In der folgenden Beschreibung sind in den verschiedenen Ausführungsformen einander entsprechende Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen benannt.
Das Trennmodul in der bevorzugten Ausführung nach Fig. 1 bis q besteht außer der Vielzahl von doppeltrapezförmigen länglicher (Sechseck)-Zuschnitten eines Gewebes aus monofilen Kunststofffäden, die z.B. in Köperbindung gewebt sind und im Siebdruckverfahren mit einer dauerelastischen Dichtungsmasse 3,4 gemäß Draufsicht nach Fig. 1 und 2 bedruckt sind. Das Dichtungsmaterial 3,4 steht dabei gemäß Fig. 7 und 8 geringfügig über die Ebene El der Gewebefläche über. Hat das Gewebe z.B. eine Gesamtstärke von 0>4 mm, so steht die dauerelastische Dichtungsmasse aus Silikon oder Polyurethan beidseitig Je 50 n über, die ihrerseits damit die Kompressibilität des gesamten Abstandshalters bestimmt, dessen monofile Kunststoffäden im wesentlichen inkompressibel sind und als Gitterwerk damit wie eine inkompressible Jedoch flexible Platte wirkt. Nach Verfestigen des Dichtungsmaterials 3,4 erfolgt anschließend das Stanzen der Durchbrechungen 1,1',2.
Dies erfolgt zur besseren Montage oder um saubere Kanten der Dichtungsflächen und kleinen Schachtdurchmessern zu erhalten.
Bei schlitzartigen Schächten und Schächten mit größerem Durchmesser können die Durchlässe in den Gitterebenen auch "vergittert" bleiben, so daß lediglich das Filtermedium M Durchstanzungen aufweist.
Der dargestellte Membranzuschnitt M hat dieselbe Umrissform gemäß Fig. 2 und 4 und das darin dargestellte Lochbild, so daß abwechselnd aufeinandergeschichtete Abstandshalter nach Fig. 2, Trennmedium M nach Fig. 3 und Abstandshalter nach Fig. 4 fluchtende Verteilerschächte im Bereich der Durchbrechungen 1,1',2 bilden. Die Durchbrechungen 1 bilden dabei die Sammelschächte für ein erstes Fluid Fl (Trübe), die Verteilerschächte 1' dienen zur Abführung des Retentats (Konzentrat) F1' und das durch die Zuschnitte des Trennmediums M hindurchgetretene Permeat (Filtrat) wird durch die Verteilerschächte 2 als Fluid F2 abgeführt. Die zu einem Stapel lose aufeinandergeschichteten Zuschnitte zum und 7 sind vorzugsweise randseitig zusätzlich mit einem dauerelastischen Dichtungsmaterial 4', ähnlich wie in Fig.5A> 5B dargestellt, dauerhaft zu einem Kassettenmodul verbunden.
Wie aus Fig. 1 und 5A, 5B ersichtlich ist, fluchten die durch die Durchbrechungen 1,1',2 gebildeten Verteilerschächte derart, daß diese in Verteilerkanälen 14 und Sammelkanälen 12 und 19 der Gehäuseplatten 8 und 9 enden, welche durch Spannbolzen 10 den Gesamtstapel gegen die Rückstelllwaft der Dichtungen 3,4 und des unter Druck eingeführten Fluids F1 zusammenpressen.
Wie aus der Schnittausstellung (Längsschnitt) der Fig. 5A,5B ersichtlich ist, ist der untere Zuschnitt 6 des Abstandshalters 5 gemäß Darstellung in Fig. 4 bezüglich der Durchbrechungen 1 abgedichtet und ebenso bezüglich der stirnseitigen Durchbrechungen 1' an den schmalen Trapezseiten ebenfalls abgedichtet, dagegen in bezug auf die Durchbrechungen 2 offen. Darauf liegt ein Trennelement M mit einem identischen Lochbild nach Fig. 1 und 4. Darauf folgt ein Zuschnitt 7 eines Abstandshalters nach Fig. 2, bei dem nach der Schnittlinie A-A, B-B gemäß Fig. 2 die Durchbrechungen 1 frei und die Durchbrechungen 1,2 alternierend frei bzw. abgedichtet sind. Darauf folgt wieder ein Zuschnitt M des Trennmediums usw.
Das in den Mittelanschluß eingeleitete Fluid Fl verteilt sich über die Durchbrechungen 1 des Verteilerkanales 14 in allen Schächten l, die Durchbrechungen 1 der Abstandshalter 6,7 und den Durchbrechungen 1 des Trennmediums M gebildet sind.
Dabei durchströmt das Fluid Fl von der Mitte ausgehend die Zuschnitte 7 der Abstandshalter 5 in Richtung auf die Auslässe 1', wobei ein Teil des Fluids Fl aufgrund des Druckgefälles die freie Fläche des Trennmediums M durchdringt und als Permeat (Filtrat) in den Sammelleitungen 19 als Fluid F2 abgeführt wird. Das aufkonzentrierte Fluid Fl verläßt als Fluid F1 bzw. als Konzentrat über die Sammelleitung 12 die Gehäuseplatte 8 und wird einem Sammelbehälter und damit erneut im Kreislauf der Leitung 14 zugeführt.
Mit Hilfe von Drehmomentenschlüssel lassen sich die Spannbolzen 10 so anziehen, daß sich der Dichtungspreßdruck korrigieren läßt und die Spalthöhe in den Strömungskanälen verschiedenen Betriebsbedingungen anpassen läßt.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform bildet ein rückspülbares Filterelement, bei dem mit Hilfe eines rückläufigen Staudruckes mit Hilfe einer Filtratpumpe ein sich auf der vom Abstandshalter 6 abstützenden Membran bildender Filterbelag quasi im Status nascendi halbseitig durch eine Puls steuerung abgelöst und von der Trübe F1 wieder weggespült werden kann. Dies kann jeweils im Wechsel bezüglich der beiden Trapezhälften erfolgen. Die Filtratabführleitungen 19 werden dabei kurzzeitig zu Rückspülleitungen umfunktioniert bzw. mit Druck beaufschlagt.
Der Vorteil einer solchen sechseckigen bzw. länglichen Doppeltrapezform ist darin zu sehen, daß neben einer günstigen Strömungsführung (Vermeidung von Totzonen, Berücksichtigung des verminderten Fluidvolumens an den Auslaßseiten) zusätzlich eine verschnittlose Geometrie der Zuschnitte von Gitterwerk 5 und Trennmedium M möglich ist.
Die jeweils abwechselnd hälftige pulsartige Rückspülbarkeit läßt eine kontinuierliche Filtration/Aufkonzentration und eine hohe Standzeit des Filterelementes zu.
Fig. 7 zeigt ein mehrere Kassettenmodule trennende Maskendichtung, bei der der gesamte Zuschnitt des Abstandshalters 5 nach Fig. 1 bzw. 2 mit einer dauerelastischen Dichtungsmasse 4 ausgefüllt ist und nur die eingestanzten Durchbrechungen l,1',2 aufweist. Eine solche Maskendichtung 50 gemäß Fig. 7 läßt sich auch zwischen Kassettenmodule mit festen Platten einsetzen, wie sie nach dem Stand der Technik bekannt sind. Eine solche zwischen Endplatten 8, 9 bzw. auch zwischen einzelnen Kassettenmodulen eingesetze Maskendichtung gemäß Fig. 7 hat den Vorteil, daß sie nur begrenzt kompressibel ist nämlich nur in bezug auf das Maß des über das Gewebe 5 überstehenden Dichtungsmaterials 4.
Der überstand übernimmt die Dichtfunktion, während das inkompressible Gewebe 5 die Druckverteilung übernimmt.
Dickere Schichten lassen sich durch zwei aufeinanderliegende Gewebe erzielen, die gemeinsam die inkompressible Schicht bilden.
In der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 8 und 9 sind die die Dichtung aufnehmenden Durchbrechungen 5" der Abstandshalter 5 im Durchmesser größer gehalten als die ohne Dichtungen ausgestatteten Durchbrechungen 5', wie dies in Fig. 8 ersichtlich ist. Die Dichtungen werden durch scheibenförmige Dichtungsringe 16 aus Silikon oder Polyurethan gebildet, die in der Stärke etwas größer bemessen sind als die Gesamtstärke des Abstandshalters 5 aus inkompressiblem Gewebe. Der Dichtungsring 16 steht dabei beidseitig über die Ebene El des Gewebes 5 vor und läßt sich somit flächenmäßig nur in diesem Bereich komprimieren. Der Innendurchmesser des Dichtungsringes 16 entspricht dem Außendurchmesser der Durchbrechung 5' in dem ohne Dichtung ausgebildeten Abstandshalter 5 und entspricht dem Durchmesser der Durchbrechung 1,1',2 des Filtermediums M.
Um dieses empfindliche Filtermedium M20 vor mechanischen Beschädigungen aus den abgestanzten Fadenenden der Abstandshalter 5 zu schützen, ist die Stoßstelle im Bereich dieser Durchbrechung 5 " durch eine Ringscheibe 17 überbrückt, welche gegebenenfalls auf dem Dichtungsring 16 durch Klebung fixiert ist. Diese Schutzringscheibe 17 ist in ihrer Stärke der Stärke des Filtermediums M20 angenährt, und besteht aus einem im wesentlichen inkompressiblen Material wie z.B. Polyester und hat eine Stärke von etwa 50 Sm und bedeckt die Stoßstelle in einer Breite von etwa 5 mm.
Die ebenfalls scharfen Endabschnitte im Bereich der Durchbrechung 5' des Abstandshalters 5 führen nicht zur Beschädigung des Filtermediums M20, da dieses in diesem Bereich Ja bereits die Durchbrechung M' aufweist.
Zur Bildung enger Spalthöhen innerhalb der Strömungswege haben diese Schutzringscheiben 17 zusätzlich die Funktion von Druckverteilern. Ihre Inkompressibilität verhindert, daß sich die kompressiblen Dichtungen 3 oder 16 in die drainierende Gitterstruktur eines darüber oder darunter liegenden Abstandshalters 26,27 einpreßt, die offen zu haltende Gitterstruktur 5 verengt oder gar blockiert.
Wie aus Fig. 8 und 9 ersichtlich ist, sind die Durchbrechungen 1,1',2,M'," insgesamt im Randbereich der Zuschnitte angeordnet, so daß sich eine möglichst große Freifläche des Trennmediums M20 erreichen läßt. Gleichzeitig wird damit auch erreicht, daß sich die zum Außenrand hinweisenden Ränder der Schutzringscheibe 17 in das Randdichtungsmaterial 4 bzw. auch in das Dichtungsmaterial 4' der Kassette einbeziehen und in diesem fixieren läßt. Auf eine Fixierung der Schutzringscheiben 17 durch Klebung auf den Dichtungsringen 16 kann somit verzichtet werden. Da die Zuschnitte M20 des Trennmediums im wesentlichen kongruent mit den Zuschnitten der Abstandshalter 26,27 ausgebildet sind und somit bis an deren Ränder hinreichen, ist zur Vermeidung von Querströmungskomponenten der gesamte Stapel nochmals mit einem dauerelastischen Dichtungsmaterial 4' im Randbereich abgedichtet. Zum Anschluß des Kassettenmoduls zwischen Endplatten 8 und 9 kann auf den Stapel beidseitig eine zusätzliche Maskendichtung 50 gemäß Fig. 7 angeordnet sein, wenn nicht die Ausführung mit durchströmbarem Gitterwerk als Deckschicht gewählt ist. Auch dieses Kassettenmodul ist als rückspülbare Filtereinheit ausgebildet.
Das modifizierte Kassettenmodul nach Fig. 10A und lOB ist ebenfalls als rückspülbares Filterelement ausgebildet.
Anstelle lose eingelegter Dichtungsringe 16 sind bei diesen rechteckigen Abstandshaltern 26,27 die Dichtungen 3 durch eine dauerelastische, in die Gitterstruktur des Gewebes 5 eingepreßte Dichtungsmasse gebildet, wie dies in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 7 beschrieben ist.
Dem überströmten Trennmedium M20 ist stromaufwärts, also trubseitig, eine als Vorfilter oder Grobfilter dienende Uberström- und Durchströmstrecke in Form der nicht mit dem Trennmedium M20 belegten Gitterzuschnitte 26,27 vorgelagert, so daß sich ein Verteilerraum über die gesamte Zuschnittbreite erstreckt, der in der Ebene 26 durch eine Dichtleiste 3' abgeschottet ist und der in der Ebene des Gitterzuschnittes 27 gemäß Fig. lOB offen und lediglich durch einen Druckverteilerstreifen 17' beidseitig am Rand von M20 überbrückt ist.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist nach beschriebenem Prinzip der Verteilerraum 140 durch einen peripheren Ringraum (bei mehreckigen, quadratischen, runden oder ovalen Zuschnitten) gebildet der die Peripherie des Trennmediums M20 umschließt und das somit zentripedal überströmbar ist, wobei der Retentatschacht zentrisch und der oder die Permeatschächte außerhalb des Zentrums angeordnet sind.
Die in Fig. 11 bis 12A,12B dargestellte 4. Ausführungsvariante ist ohne Verteilerraum 140 ausgeführt und ist Jedoch im übrigen mit den anderen Ausführungen vergleichbar.
Wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, sind beiderseits der Durchbrechungen 1,1',2 Schutzringscheiben 17 angeordnet, die die Membran M20 vor Beschädigung und die freizuhaltende Gitterstruktur 5 vor Abdichtung durch darunter oder darüber angeordnete Dichtungen 3 schützen. In der vereinfachten Schnittdarstellung 12A,12B sind diese Schutzringscheiben 17 nicht dargestellt. Diese kommen insbesondere bei einem hohen Anpressdruck der Gehäuseendplatten 8,7 zum tragen, um sehr enge Uberströmspalte zu erzielen. Die Anordnung der Durchbrechungen 1 für die Trübe F1 auf der einen Seite und die Anordnung der Durchbrechungen 1',2 für Konzentrat Fl' und Filtrat F2 auf der gegenüberliegenden Seite der rechteckigen oder trapezförmigen Zuschnitte hat den Vorteil, daß die Trübe zur flberströmung über die Membran M bzw. M20 gezwungen wird und damit Kurzschlußpfade ausgeschlossen sind.
Das Fluid F1 aus der Leitung 14 z.B. als Trübe in Form einer Hefeaufschlemmung überströmt die freie Membranfläche durch die Abstandshalter 5 hindurch in Richtung auf die in dieser Ebene offenen Verteilerschächte 1' und verläßt diese durch die Leitung 12 als aufkonzentriertes Medium F1'.
Ein Teil des Fluids F1 ist durch die freie Membranfläche hindurchgedrungen und verläßt die Freiräume der Abstandshalter 5 durch die Durchbrechungen 2 als Filtrat F2 durch die Leitung 19. Setzt sich die Porenstruktur des Filtermediums M20 im Laufe der Filtration zu, so kann das Filterelement dadurch freigespült werden, daß auf der Filtratseite ein Staudruck angelegt wird, der den Filterbelag absprengt und dieser durch das überströmende Fluid F1 in die Trübe zurückbefördert wird. Je nach den zu vorfiltrierenden Fluiden, Flüssigkeiten oder Gase kommen die verschiedenen Arten von Trennmedien und Porengrößen zum Einsatz. Beispielsweise kann das Filtermedium aus mikroporösen Membranen von einer Porengröße von 0,2 um bis 0,45 Am bestehen.
Durch die erfindungsgemäße Dichtungsausbildung sind alle handelsüblichen Filtermembrane verwendbar, da die Dichtungen 3,4 nicht durch Klebe- oder Schweißverfahren mit den Filterelementen M,M' dichtend verbunden werden müssen, sondern ihre Wirkung als Preßdichtung entfalten.
Der Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Filterelemente erstreckt sich auf die Behandlung (Trennung) organischer Flüssigkeiten mit folgenden Inhaltsstoffen: Pigmenten, Metalihydroxyden, kolloidal verteilten Metallen, Keramik, Partikel, Abriebstoffe, emulgierte Öle, Benzin-Wassermischungen. Vorfiltration bei Umkehrosmoseanlagen, Sterilfiltration von Wein und anderen Getränken, Mikrofiltration. Filtration von Blut, Anreicherung von Blut mit Sauerstoff, Separierung von Milchinhaltsstoffen, Zellseparierung.

Claims

Stapelförmiges Trennelement aus geschichteten Zuschnitten zur Behandlung von Fluiden Ansprüche: 1. Aus geschichteten Zuschnitten (M,5) eines flachen, selektiv permeablen Trennmediums (M) und flächigen Abstandshaltern (5) mit Drainagewirkung gebildetes stapelförmiges Trennelement für Fluide, mit rechtwinklig zu den Stapel- und den Schichtungsebenen angeordneten schachtartigen, fluchtenden Durchbrechungen (1,2,1',5'), die zur getrennten Strömungsführung der Fluide teilweise von Dichtungen (3,1\) eingefaßt und die Außenränder der Abstandshalter (5) umlaufend von Dichtungen (4) eingefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (5) durch ein Gitterwerk aus im wesentlichen inkompressiblen Drähten und die Dichtungen (3,4) aus einer die Freiräume des Gitterwerkes (5) in den abzudichtenden Regionen ausfüllenden, dauerelastischen Dichtungsmasse bestehen, wobei letztere beidseitig flächig über die Ebene (El) der jeweiligen inkompressiblen Abstandshalter (5) derart übersteht, daß nur die Stärke der flberstandsschicht die Gesamtkompressibilität der Dichtung (3,4) bestimmt.
2. Trennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (1,1',2) des Gitterwerkes (5) bedarfsweise von dünnen Schutzringscheiben (17) abgedeckt sind, welche mit ihrem Innendurchmesser mit dem der Durchbrechungen (1,1',2) übereinstimmen und mit ihrem Außendurchmesser etwas größer bemessen sind als die den Durchbrechungen (1,1',2) zugeordneten Dichtungsabschnitte und die Schutzringscheibe (17) die Stoßstelle zwischen Dichtung (3,4) und drainierender Gitterstruktur (5) überdeckt.
3. Trennelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem Stapel geschichteten Zuschnitte (6,M,7) insgesamt mit ihren aufeinanderliegenden Außenrändern durch ein kompressibles Dichtungsmaterial (4') zu einer kassettenförmigen Einheit verbunden sind.
4. Aus geschichteten Zuschnitten (M,5) eines flachen, selektiv permeablen Trennmediums (M) und flächigen Abstandshaltern (5) mit Drainagewirkung gebildetes stapelförmiges Trennelement für Fluide, mit rechtwinklig zur Stapel- und den Schichtungsebenen angeordneten schacht- artigen, fluchtenden Durchbrechungen (1,2,1',2',5'), die zur getrennten Strömungsführung der Fluide teilweise von Dichtungen (3,4) eingefaßt und die Außenränder der Abstandshalter (5) umlaufend von Dichtungen (4) eingefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (5) durch ein Gitterwerk aus im wesentlichen inkompressiblen Drähten und die einem Teil der Durchbrechungen (5") zugeordneten Dichtungen (16) aus dauerelastischen Flachringdichtungen gebildet sind, die die zugeordneten, größer gehaltenen Durchbrechungen (5") der Abstandshalter (5) durchsetzen und beidseitig flächig über deren beiden Ebenen (El) überstehen und die Uberstandsschicht der Dichtungsringscheibe (16) die Gesamtkompressibilität derselben bestimmt und daß eine der Stärke des Trennmediums (M) angepaßte weitere Ringscheibe (17) als dünne Schutzringscheibe aus im wesentlichen inkompressiblen Material vorgesehen ist, welche mit ihrer Ringfläche die Stoßstelle der Abstandshalterdurchbrechungen (5 " ) und der zugeordneten Dichtungsringscheibe (16) überbrückt und Jeweils als Schutzschicht zwischen diesen Abstandshalterdurchbrechungen (5") und dem Trennmedium (M) angeordnet sind.
5. Stapelförmiges Trennelement für Fluide, gekennzeichnet durch die Gesamtkombination folgender Merkmale: a. membranartige Zuschnitte eines flachen, selektiv permeablen Trennmediums (M) sind abwechselnd mit annähernd kongruenten Zuschnitten eines flachen Gitterwerkes (5) mit Drainagewirkung aus im wesentlichen inkompressiblen Drähten aufeinandergeschichtet, b. der Stapel wird von mehreren im Abstand auseinanderliegenden, quer zu den Schichtungsebenen verlaufenden Verteilerschachten für die Fluide (Fl,Fl',F2) durchsetzt, die von fluchtenden Durchbrechungen des Trennmediums (M) und denen des Gitterwerkes (5) gebildet sind, c. die Verteilerschächte bilden Teilabschnitte von Fluidleitungen und sind an Leitungen (12,14,19) und Anschlüsse zweier den Stapel parallel zur Schichtung zusammenpressenden Gehäuseplatten (8,9) anschließbar, d. die einzelnen Zuschnitte des Gitterwerkes (5) mit Drainagewirkung sind im Randbereich der Verteilerschächte (1,1',2) alternierend von Lage zu Lage derart mit Dichtungen (3,16) eingefaßt, daß innerhalb des Stapels das zu behandelnde Fluid bzw. die zu behandelnden Fluide (Fl,Fl',F2) in zwei getrennten Strömungswegen geführt und der Stoffaustausch nur durch die Zuschnitte des Trennmediums (M) erfolgt, e. die einem Teil der Durchbrechungen des Gitterwerkes (5) zugeordneten Dichtungen bestehen aus dauerelastischen Flachringdichtungen (16), die die zugeordneten und größer gehaltenen Durchbrechungen (5") der Abstandshalter (5) durchsetzen und beidseitig flächig über deren beiden Ebenen (El) überstehen und die Uberstandsschicht der Dichtung (16) deren Gesamtkompressibilität bestimmt, f. eine weitere Ringscheibe als Schutzringscheibe (17) aus im wesentlichen inkompressiblen Material ist in ihrer Stärke der Stärke des Trennmediums (M) angeglichen und überbrückt mit ihrer Ringfläche die Stoßstelle der Abstandshalterdurchbrechungen (5 " ) und der zugeordneten Dichtungsringscheibe (16) und ist Jeweils als Schutzschicht zwischen diesen Abstandshalterdurchbrechungen (5'9 und dem Trennmedium (M) angeordnet, g. die Umfangs ränder und Umfangs seiten des gesamten Stapels sind vorzugsweise nach außen hin durch ein kompressibles Dichtungsmaterial (4') abgedichtet und durch dieses zu einem kassettenförmigen Trennmodul dauerhaft verbunden.
6. Trennelement nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckzuschnitte eines Trennmoduls Jeweils durch einen Gitterwerkzuschnitt (5) mit Dichtungen (3,4) gebildet sind.
7. Trennelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zwischen einem Trennmodul und den Gehäuseplatten (8,9) bzw. zwischen Trennmodulen untereinander durch eine Maskendichtung (50) (Fig. 7,8) gebildet ist, und diese aus einem Gitterwerk (5) aus im wesentlichen inkompressiblen Drähten und einer die Freiräume des Gitterwerks (5) ausfüllenden dauerelastischen Dichtungsmasse (4) besteht, wobei letztere beidseitig flächig über die Ebene des inkompressiblen Stützgerüstes (5) derart übersteht, daß nur die Stärke der Oberstandsschicht die Kompressibilität der Dichtung bestimmt.
8. Trennelement nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterwerk (5) aus monofilen Kunststoffdrähten besteht.
9. Trennelement nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterwerk (5) durch ein Metallgewebe gebildet ist.
10. Trennelement nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aufeinandergestapelte Lagen eines Gitterwerkes (5) die Stützstruktur der Dichtung bilden.
11. Trennelement nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das dauerelastische Dichtungsmaterial (3>4) aus Silikon oder Polyurethan besteht und etwa 50 Um auf Jeder Seite über die Ebene (El) des Gitterwerkes (5) übersteht.
12. Trennelement nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzringscheibe (17) aus Polyester besteht und ihre Stärke 40 bis 60 um beträgt.
13. Trennelement nach Anspruch 2,3,4 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (1,1',2,2',5',5") im Randbereich der Zuschnitte (5,M) angeordnet sind und die Schutzringscheibe (17) mit ihrem zum Zuschnittrand weisenden Bereich in der Dichtungsmassse (4,4') der Außenranddichtung eingebettet und gehalten ist.
14. Trennelement nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschnitte (M,6,7) im Grundriß die Form eines Doppeltrapezes (Sechseck) aufweisen, deren Grundseiten aneinanderstoßen und in ihrer gemeinsamen Grundlinie mehrere Durchbrechungen (1) für das zu behandelnde Fluid (F1) und an ihren gegenüberliegenden schmalen Seiten wechselweise nebeneinanderliegende Durchbrechungen (1',2) für das Retentat (F1') und das Permeat (F2) aufweisen (Fig.l bis Fig.5).
15. Trennelement nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (1,1',2,5'.5") und die Ringscheiben (16,17) kreisrund ausgebildet sind.
16. Trennelement nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzringe (17) durch Klebung auf den Dichtungsringen (16) fixiert sind.
17. Trennelement nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterwerk (5) aus einem Gewebe in Köperbindung gebildet ist.
18. Trennelement nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitterwerk (5) aus einem Gewebe in Leinwandbindung gebildet ist und die Richtung der Kett- und Schußfäden aufeinanderfolgender Gitterzuschnitte winklig versetzt zu benachbarten Gitterzuschnitten verlaufen.
19. Trennelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen eines rechteckigen oder des doppelttrapezförmigen Trennmoduls in mindestens fünf Leitungen (12, 14,19) der Endplatten (8,9) enden, wobei in der einen Endplatte (9) in dem Mittelbereich des Trennmoduls eine Zuführerleitung (14) für das zu behandelnde Fluid (Fl) mit den zugeordneten Durchbrechungen (1) verbunden ist, zwei Leitungen (12) die parallel zu diesen Durchbrechungen an den gegenüberliegenden Seiten angeordneten Durchbrechungen (1') für das Retentat (F1') entsorgen und zwei Leitungen (19) in der anderen Endplatte (8) an den gegenüberliegenden selben Seiten angeordnet sind und die zugeordneten Durchbrechungen (2) für das Permeat (F2) entsorgen und wechselweise intermittierend (pulsartig) im Gegenstrom mit Permeat (F2) zum Abbau eines sich bildenden Filterbelages versorgen.
20. Trennelement nach Anspruch 1 bis 19,dadurch gekennzeichnet, daß bei im wesentlichen rechteckigen oder trapezförmigen Zuschnitten die Durchbrechungen (1,l',2) an gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind und einer Seite die Durchbrechungen (1) für das zu behandelnde Fluid (F1) und die gegenüberliegende Seite die Durchbrechungen (1,2) für das Retentat (F1') und das Permeat (F2) abwechselnd aneinandergereiht sind (Fig. 1; Fig.10,11).
21. Trennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem überströmten Trennmedium (M20) stromaufwärts (trübseitig) eine als Vorfilter (Grobfilter) dienende Oberström- und Durchstromstrecke aus unbelegtem Gitterwerk (5) der geschichteten Gitterzuschnitte (26,27) vorgelagert ist und das Trennmedium (M20) in diesem zur Ausströmseite der Trübe (F1) weisenden Randbereiche zwischen einem Dichtungsstreifen (3') des Gitterwerkes (5) und einem Gitterwerk (5) ohne Dichtungsstreifen (3') gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Druckverteilungsstreifens (17') aus inkompressiblem Material eingeschlossen ist, wobei die vorgelagerte Durchström- und Uberströmstrecke den gesanten Stapel erschließenden Verteilerraum (140) für das zu behandelnde Fluid (Trübe) (F1) bildet (Fig. lOA,lOB).
22. Trennelement nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerraum einen peripheren Ringraum bildet, der die Peripherie des Trennmediums (X20) umschließt und dieses zentripedal überströmbar ist, wobei der Retentatschacht zentrisch angeordnet und der oder die Permeatschächte außerhalb des Zentrums angeordnet sind.
23. Trennelement nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Stapel aus Zuschnitten durchsetzenden schachtartigen Durchlässe in den Ebenen der Abstandshalter (6>7,26,27 durch die verbliebene Gitterstruktur (5) vergittert sind.