CN109562325A - 制造膜过滤器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造用于过滤液体的膜过滤器的方法，其中膜过滤器具有至少一个头部件和至少一个与头部件连接的膜区块(19)，其中所述至少一个膜区块(19)具有多排(27,29)基本平行并置的空心纤维膜(26)，其中每个空心纤维膜(26)都具有开口端，所述开口端接通至少一个头部件中的渗透空间，并且在运行中可从渗透空间取出滤液，其中至少一个膜区块(19)在与开口端相距一定距离处具有间隔支架，所述间隔支架将空心纤维膜(26)间隔开并且将空心纤维膜(26)彼此连接，和其中空心纤维膜(26)在间隔支架和开口端之间被密封层围绕，所述密封层将空心纤维膜(26)固定在头部件中并使渗透空间相对于液体被密封，其中所述方法包括以下步骤：形成至少一个膜区块(19)，将至少一个膜区块(19)引入头部件中，在间隔支架和开口端之间引入液体浇注材料，使得浇注材料包围空心纤维膜(26)，并且将浇注材料固化成密封层。为了使该方法低成本地自动化而提出，至少一个膜区块(19)如下形成：将胶粘剂(22)的第一层(21)施加到表面(23)上，随后重复以下步骤，直到至少一个膜区块(19)的所有空心纤维膜(26)都被置入：(i)将其中一排(27,29)的空心纤维膜(26)置入先前施加的胶粘剂(22)的层(21,28)中，其中将开口端定位在距先前施加的胶粘剂(22)的层(21,28)一定距离处，(ii)在先前施加的层(21,28)上施加胶粘剂(22)的另一层(28,30)，使得置入的空心纤维膜(26)在四周被胶粘剂(22)围绕，并将胶粘剂(22)固化成间隔支架。

Description

制造膜过滤器的方法

本发明涉及一种制造用于过滤液体的膜过滤器的方法，其中所述膜过滤器具有至少一个头部件和至少一个与头部件相连的膜区块，其中所述至少一个膜区块具有多排基本平行并置的空心纤维膜，其中每个空心纤维膜都具有开口端，所述开口端接通到至少一个头部件中的渗透空间，并且在运行中可从渗透空间取出滤液，其中至少一个膜区块在与开口端相距一定距离处具有间隔支架，所述间隔支架将空心纤维膜间隔开并且将空心纤维膜彼此连接，并且其中空心纤维膜在间隔支架和开口端之间被密封层围绕，所述密封层将空心纤维膜固定在头部件中并使渗透空间相对于液体被密封，并且其中所述方法包括以下步骤：形成至少一个膜区块；将至少一个膜区块引入头部件中；在间隔支架和开口端之间引入液体浇注材料，使得浇注材料包围空心纤维膜；和将浇注材料固化成密封层。

从US 2001/0037967 A1中已知一种用于制造具有开头所述特征的膜过滤器的方法。

根据已知方法，膜区块通过层叠空心纤维膜的各个层而形成。层的制造如下进行：首先将一排相等长度的空心纤维膜平行并置地放置在涂覆有其上不粘附胶粘剂的材料的条带的表面上。将膜的开口端定位在距该条带一定距离处。然后在该条带的区域中将2至3cm宽的胶粘剂层从上方施加到这排空心纤维膜上。由此将这排空心纤维膜彼此相连。在胶粘剂固化之后，产生了空心纤维膜的层，该层可以从表面上除去，因为基于经涂覆的条带，胶粘剂不会粘附在表面上。

在施加胶粘剂的区域中，凹处被嵌进表面中，使得施加到膜上的胶粘剂从上方穿过空心纤维膜之间的间隔进入凹处中并且从而将空心纤维膜在四周包嵌。以此方式改善了该层中的空心纤维膜的集聚(Zusammenhalt)。

膜区块的形成通过层叠若干层空心纤维膜来这样进行，使得该层的经固化的间隔支架在层叠期间上下定位并夹紧在一起或通过另外的胶粘剂粘接在一起。在这两种情况下均由此形成了具有多排空心纤维膜的膜区块，所述空心纤维膜在距开口端一定距离处被由胶粘剂构成的间隔支架围绕。

在将膜区块引入头部件中之前，将凝胶层注入到头部件中。空心纤维膜的开口端在膜区块的引入期间被浸没到所述凝胶层中。在此，凝胶将开口端锁闭而不会在外面在空心纤维膜处提升。随后将浇注材料这样施加到凝胶层上，使得浇注材料到达间隔支架。在浇注材料固化成密封层之后，空心纤维膜与头部件通过密封层相连并固定在头部件中。然后通过抽取凝胶来在膜过滤器中产生渗透空间，该渗透空间接通到空心纤维膜的开口端，并且在过滤器的运行过程中通过该渗透空间取出液体渗透物。

空心纤维膜的直径小于5mm，通常为0.5至3mm，并且具有微滤膜或超滤膜的渗透性。使用空心纤维膜进行反渗透或纳米过滤也是可能的。

具有开头所述特征的另一种方法可从US2014/0102971A1中获知。

在本发明的背景技术中，WO-00/44483提出将连续不断地来自用于生产膜的设备的空心纤维膜以单层卷绕在鼓上。在鼓被完全铺设以卷绕的膜之后，与膜卷绕物垂直地施加胶带。在胶带固化之后，将卷绕在鼓上的空心纤维膜平行于鼓的轴向方向在胶带旁边或正好在胶带的中间切割，使得空心纤维膜可以作为成品层从鼓上取下。因此，单排的空心纤维膜在成品层中通过一个或多个由胶粘剂制成的间隔支架连接在一起。

此外，在本发明的背景技术中，DE-102004004212B4描述了一种方法，其中将浇注材料沿空心纤维膜的开口端的方向浇注在间隔支架上。在该情况下，间隔支架作为自身单独的部件生产，然后配备空心纤维膜。当配备空心纤维膜时，间隔支架被空心纤维膜穿透。因此，例如描述了一种以穿孔板形式的穿孔间隔支架，将切成一定长度的空心纤维膜单个地穿入穿孔板的孔中。然而，空心纤维膜向间隔支架中的穿入被证明是一个复杂的过程，该过程只能以高的耗费自动化。在穿入之后，空心纤维膜的开口端从间隔支架突伸出一段距离，并且完成配备的间隔支架作为膜区块被配合准确地并且对浇注材料密封地引入头部件中。因此形成了用于浇注材料的浇注空间，该浇注空间由头部件和间隔支架限定边界，浇注材料在所述浇注空间中被浇注到间隔支架上。在开口端方向上在空心纤维膜的靠近端部区域中引入浇注材料在本发明的背景技术中也已经在US 3730959中描述。

此外，在本发明的背景技术中，DE 10 2014 219 960 A1和DE 10 2013017 375 A1提出了通过对在单侧或双侧铺设膜的载体箔进行折叠来制造用于空气加湿器的膜区块。

此外，在本发明的背景技术中，DE 102 27 721 A1提出了一种无需密封层的灌注方法。

在已知的方法中，当层叠形成膜区块时，空心纤维膜的各个层的处理被证实是耗费的，特别是在膜通常具有超过2米的长度并且此外在双侧上被注入到头部件中的背景下更是耗费。另外，各个层的相互层叠需要这些层和它们的间隔支架的精确定位，这在生产工艺自动化的范围内通常仅在使用耗费且昂贵的机器人时才能够实现。

技术问题

本发明的技术问题是使膜过滤器的制造低成本地自动化。

发明内容

从已知方法出发，根据本发明建议，如下形成至少一个膜区块，即，将胶粘剂的第一层施加到表面上，随后重复以下步骤，直到至少一个膜区块的所有空心纤维膜都被置入：(i)将其中一排的空心纤维膜置入先前施加的胶粘剂的层中，其中将开口端定位在距先前施加的胶粘剂的层一定距离处，(ii)在先前施加的层上施加胶粘剂的另一层，使得置入的空心纤维膜在四周被胶粘剂围绕，并且将胶粘剂固化成间隔支架。

通过根据本发明的方法完全省去了制造空心纤维膜的各个层的中间步骤，因为膜区块是通过层叠所有排、借助位于其间的胶粘剂层而直接形成为整体。因此，取消了对空心纤维膜的各个层的整个处理，由此明显简化了生产工艺及其自动化。

对于通过根据本发明的方法制造的膜过滤器，通常在从间隔支架出来的空心纤维膜的液体侧出口点处可识别出胶粘剂的各个层，所述胶粘剂的各个层才作为总封包(Gesamtpaket)被固化成间隔支架。

固化成间隔支架的胶粘剂还可以承担这样的作用，即，在从头部件中的固定部出来的出口到液体入口的过渡区域中轻柔地填埋空心纤维膜。由此减少了头部件中夹紧点处空心纤维膜的负荷，这对膜的使用寿命具有积极影响。

这在用于废水处理的膜生物反应器中在浸没式运行期间使用所述膜过滤器的背景下是特别有利的。在此期间，对膜进行密集通风以冲洗过滤器。所引入的空气泡使空心纤维膜移动并且特别是在它们的夹紧点处、即在从液体到头部件(空心纤维膜被固定在头部件中)的过渡区域中导致升高的机械负荷。因此有利的是，胶粘剂在固化成间隔支架后是柔软的材料。因此，根据本发明方法，可有利地使用的胶粘剂例如是具有较长处理时间的(聚)硅氧烷(Silicone)，所述(聚)硅氧烷即使在通过交联完成固化之后仍然还是非常柔软。

对于固化成密封层的浇注材料，优选适合的是环氧树脂。

根据本发明的方法，间隔支架优选地仅由胶粘剂构成。对于低粘度胶粘剂，将空心纤维膜置入胶粘剂中并然后施加另一层胶粘剂通常足以确保对空心纤维膜的周围的完全润湿。

另一方面，有利的是，胶粘剂在置入空心纤维膜时还作为层保持形状稳定。为了实现这一点，还可以将用于使胶粘剂层稳定的辅助材料(例如带、条或其他材料)一同引入胶粘剂中。

作为替代，层的形状稳定性在根据本发明的方法中也可以通过使用高粘度至糊状的胶粘剂来实现。在该情况下，有利的是空心纤维膜在置入到胶粘剂中后被向下压，使得它们至少部分地浸没到胶粘剂中。通过向下压，即使在高粘度和糊状胶粘剂的情况下也可以确保空心纤维膜的周围被胶粘剂润湿。

在根据本发明的方法中，此外有利的情形是，在先前施加的层的胶粘剂仍然是粘性的情况下施加胶粘剂的另一层并且在所有空心纤维膜都被置入之后才将胶粘剂固化成间隔支架。由此导致胶粘剂的各个层都彼此良好连接和粘附，因为它们在它们的界面处彼此更好地连接。

根据本发明的方法的优点还在于，一排的空心纤维膜可以被置入并向下压到先前置入的排的空心纤维膜的间隙中。为了实现空心纤维膜在膜区块中均匀的和高的堆积密度，在此也能够使空心纤维膜在所述间隙中以其下侧比先前置入的排的空心纤维膜的上侧更深地浸没到胶粘剂中。这仅能够如下实现：先前置入的排的胶粘剂层在下一排的空心纤维膜的置入期间仍然是柔软和粘性的。

因此，在通过根据本发明的方法制造的膜过滤器的优选实施方式中，各排的膜被布置成使得它们分别浸没到相邻排的空心纤维膜的间隙中。

浸没也可以进行到这样的程度，使得排的间距(由穿过一排空心纤维膜的轴线延伸的平面的间距测量)小于膜的直径。在该情况下，在其上施加了第一层胶粘剂的表面与一排空心纤维膜的下侧处的切线之间的间距小于在所述表面与先前置入的排的膜的上侧处的切线之间的间距。

在根据本发明的方法的一个实施方式中，间隔支架对于浇注材料是不可透过的，并且浇注材料被浇注到间隔支架上。为此目的，间隔支架被密封地引入头部件中，使得在间隔支架和开口端之间的区域中形成浇注空间，所述浇注空间与槽一致地相对于填充的浇注材料密封。然后将浇注材料填充到该浇注空间中并直接浇注到间隔支架上，而在此期间开口端在上方从浇注材料中伸出。由此方式消除了在已知方法中给定的使用凝胶的必要性，其中空心纤维膜的开口端浸没到该凝胶中，并且该凝胶必须在之后再次抽取。

浇注材料在此通常仅在这样的程度上浇注到间隔支架上，使得空心纤维膜的开口端从注入的浇注材料层突伸出约5至20mm。以此方式使得该方法对空心纤维膜在开口端区域中的与生产相关的长度公差不敏感。

在根据本发明的方法的有利实施方式中，表面是开口外罩的内侧，在所有空心纤维膜都被置入并且最后一层胶粘剂被施加之后将外罩关闭。在关闭外罩后，外罩包围住具有置入的空心纤维膜的胶粘剂。在该情况下，不仅具有置入的膜的间隔支架而且外罩都属于膜区块。使用外罩具有的优点是，取消等待时间，即直到可以从表面移除固化的间隔支架的等待时间。胶粘剂保留直到其固化并且此外还保留在外罩的内侧上，即完全不再从表面移除胶粘剂。因此，通过使用外罩，膜区块的处理或进一步加工是与胶粘剂的固化时间无关的。外罩的另一个优点是，外罩能够在其形状上自由设计。因此，外罩可以设计成使得其可以在关闭后配合准确地引入头部件中。这可以例如通过卡合机构(Klick-Mechanismus)来完成，通过该卡合机构将外罩卡合到头部件中。另外，外罩可以设计成使得其将开口端侧的纤维更紧密地挤压到一起，以能够将膜区块更容易地引入头部件中。

在根据本发明的方法的优选实施方式中，外罩由壳和与壳分离的盖子组成，其中胶粘剂和空心纤维膜被引入壳中，然后盖子关闭外罩。壳和盖子可以例如设计为注塑件。

在根据本发明的方法的另一优选实施方式中，在将膜区块引入头部件中期间，外罩与头部件粘接。在该情况下，有利的是外罩和头部件由可相互粘接的材料如PVC或ABS塑料构造。该粘接具有的优点是，外罩和头部件的连接部位相对于液体浇注材料被密封。

在根据本发明的方法的范围内，有利的是，开口端从外罩突伸出并突伸到头部件中，并且头部件和外罩之间的连接部位被浇注材料填埋。外罩和头部件之间的连接部位在该情况下的主要作用是提供对液体浇注材料不可透过的浇注空间，使得浇注溶液可以浇注到间隔支架上。通过头部件中的密封层的区域确保了空心纤维膜在头部件中的固定以及在渗透空间和待过滤液体之间的密封作用。

使用外罩作为膜区块的一部分的另一个优点是，外罩的厚度以及因此膜过滤器的在从头部件中出来的空心纤维膜区域中的壁厚可以与头部件的设计无关地进行设计。

因为头部件承载着膜的重量并且此外在过滤和反冲洗运行期间还遭受连续的压力交变应力，所以出于强度原因而对头部件的壁厚通常提出了最低要求。然而，出于流动技术原因，在从头部件出来的空心纤维膜的出口区域中尽可能薄的壁厚是有利的，因为所述壁厚使空心纤维膜更靠近围绕头部件的流动空间，这对空心纤维膜的冲洗具有积极的作用。

然而，如果该壁、即围绕空心纤维膜出口区域中的膜区块的壁是头部件的一部分，则该壁只能受限地设计成薄壁，因为在注塑部件内通常不能实现差异太大的壁厚。

由于带有外罩的膜过滤器的设计，空心纤维膜出口区域的壁厚与头部件的设计脱离，并且因此也可以是非常薄壁的，直至使用箔作为外罩。这导致通过围绕头部件的流动而更好地对膜进行冲洗。

因此，在通过根据本发明的方法制造的膜过滤器的优选实施方式中，膜区块具有外罩，所述外罩围绕间隔支架的四周并且被引入头部件中。

在根据本发明的方法的替代设计方式中，将稳定环推到关闭的外罩上并与外罩粘接。在该情况下，稳定环也属于膜区块。这种稳定环的优点是使薄壁式外罩稳定。

此外，使用单独的稳定环可以实现头部件和膜区块的连接部位的精确且配合准确的设计。

有利的情形是，只要最后一层的胶粘剂仍然是粘性的，就将稳定环粘接上(或粘贴上)。如果例如根据本发明的外罩由壳和盖子组成，则当关闭外罩时，经常在外罩和盖子之间从连接缝中露出少量胶粘剂。当粘接上加强环时，尚未固化的露出的胶粘剂被稳定环的粘接缝覆盖。因此，粘接上的稳定环已经在胶粘剂的尚未固化状态下提供了具有限定的、清洁的和精确的与头部件的连接部位的膜区块。

在根据本发明的方法的有利实施方式中，在将膜区块引入头部件中期间，将稳定环与头部件粘接。由此方式还使得头部件和稳定环之间的连接部位紧密地对液体浇注材料密封。

在根据本发明的方法的范围内，有利的是，开口端从稳定环突伸出并突伸到头部件中并且头部件和稳定环之间的第一连接部位和在稳定环和外罩之间的第二连接部位被浇注材料填埋。同样在该情况下，在头部件区域中的密封层也负责渗透空间相对于待过滤液体的密封。因此，外罩和稳定环之间的第一连接部位以及稳定环和头部件之间的第二连接部位仅用于提供对液体浇注材料不可透过的浇注空间。

因此，在通过根据本发明的方法制造的膜过滤器的优选实施方式中，膜区块除了围绕间隔支架四周的外罩之外额外地还包括稳定环，所述稳定环被引入头部件中。

此外根据本发明的方法还可以与空心纤维膜的连续生产方法结合。在此，用于置入胶粘剂中的空心纤维膜直接从用于生产膜的设备中取出。所述膜通常连续且不断地生产。有利的是，在生产结束时采用夹具，该夹具将膜从设备中拉出并将它们搁置在胶粘剂中。在搁置到胶粘剂中之后，将膜切割成所需的长度，而第二夹具将膜进一步从生产设备中拉出。在膜生产和模块生产的这种耦合中重要的是，在使用外罩的情况下外罩最初是敞开的，从而可将胶粘剂的层和膜的排搁置在其中。

在膜生产和模块生产的耦合中，有利的情形是，将膜向下压至胶粘剂中，使得膜至少部分地浸没到胶粘剂中。在自动化过程中，下压可通过下压装置实现，该下压装置将膜向下压入胶粘剂中直到所需的深度。在该情况下，下压装置可以这样设计，即，下压装置在其下侧具有平行的沟槽，所述膜正好适配到所述沟槽中，以便在向下压时确保排中的膜的均匀间距。

本发明的方法可以用于生产具有仅一个头部件的膜过滤器，或者任选地也可以用于生产具有两个头部件的膜过滤器。另外，多个膜区块可以容纳在一个头部件中。通过根据本发明的方法制造的膜过滤器的膜区块中的膜的排数通常在3和9之间。一排中的空心纤维膜的数量在此可以是高达数百个空心纤维膜。取决于胶粘剂的固化时间，也可将具有较少空心纤维膜的多个较短的排在一个平面内并排地定位。另外，空心纤维膜可以单个地或以多个同时地置入胶粘剂中。

在实现更大的过滤器单元时，通过根据本发明的方法制造的多个膜过滤器可以平行地并排安装在一个共同的框架上。在此，各个膜过滤器的渗透物出口与用于将形成的渗透物从膜过滤器导出的管道相连。

当在用于废水处理的膜生物反应器中使用所述膜过滤器时，膜过滤器另外具有进气口。当多个膜过滤器一起安装在一个框架上时，这些进气口还与用于将气体供应到膜过滤器中的管道相连。

实施例

下面将参考示例性实施例说明本发明。其中：

图1a示出了第一膜过滤器，

图1b示出了第一膜过滤器的膜区块，

图2a至2h示出了用于制造膜区块的步骤，

图3示出了第一膜过滤器的制造细节，

图4a至4c示出了用于制造第二膜过滤器的步骤，

图5a至5b示出了用于制造第二膜过滤器的其它步骤，

图6a至6c示出了用于制造第三膜过滤器的步骤，

图7示出了第二膜过滤器的膜区块的制造细节，以及

图8示出了第三膜过滤器的细节。

附图中所示的图示是示意性的而不是按比例的。下面描述的根据本发明的膜过滤器和方法的所有未指明的细节与先前已描述的本发明的膜过滤器和方法的实施方式相同。

图1a示意性地示出了剖切穿过根据本发明的第一方法制造的第一膜过滤器1得到的剖面。膜过滤器1在底部具有头部件2和与头部件2连接的膜区块3。膜区块3具有多排4尽可能平行排列的空心纤维膜5。空心纤维膜5的长度为2米，直径为2.6毫米。每个空心纤维膜5都在底部具有开口端6，该开口端6接通到头部件2中的渗透空间7，在膜过滤器1的运行期间可通过渗透物出口8从所述渗透空间7中取出滤液。膜区块3在距开口端6的距离9处具有间隔支架10，该间隔支架10将空心纤维膜5彼此连接。空心纤维膜5在间隔支架10和开口端6之间被密封层11围绕，密封层11将空心纤维膜5固定在头部件2中并且使渗透空间7对液体密封。

图1b示意性地示出了剖切穿过第一膜过滤器1的膜区块3得到的剖面。间隔支架10将空心纤维膜5彼此间隔开并同时将它们彼此连接。所示的仅是空心纤维膜5的下部。空心纤维膜5的上部的、未示出的端部也是敞开的并且以一定距离被另一个间隔支架围绕，以将它们以相同的方式在相同构造的第二头部件中固定，密封，并且将它们敞开地接通到第二渗透空间。在图示中均未示出膜的第二端部、第二间隔支架和第二头部件。

未示出的另一个实施例与第一膜过滤器基本相同，但没有上部的第二头部件。在该情况下，空心纤维膜5在顶部单独锁闭并且不是固定的，即，这些空心纤维膜5可以在待过滤的液体中自由移动。

图2a至2h示意性地示出了用于制造第一膜过滤器1的步骤。在此示出了膜区块3的制造细节。首先，将胶粘剂13的第一层12施加到表面14。表面14未在其他附图中另外示出。胶粘剂13是中***联的糊状硅氧烷。

在图2b和图2c中，将第一空心纤维膜5置入胶粘剂3的第一层12中。

在图2d中，将置入的第一空心纤维膜5向下压入胶粘剂13中，使其浸入所施加的胶粘剂13的第一层12中约1.5mm。

图2e示出了如何将空心纤维膜5置入并向下压入胶粘剂13的第一层12中。在此将空心纤维膜5单个地依次置入胶粘剂13中并随后向下压。

图2f示出了将胶粘剂13的第二层15施加到先前施加的具有五个置入的空心纤维膜的第一层12上。结果，第一层12的空心纤维膜5在四周被胶粘剂13围绕。

图2g示出了将另外的空心纤维膜5置入和向下压入胶粘剂13的第二层15中。在此，第二层15的空心纤维膜5各自定位于置入第一层12中的空心纤维膜5的间隙中。随后进行对空心纤维膜5的向下压，直到第二层15中的空心纤维膜5的下侧位于略低于置入第一层12中的空心纤维膜5的上侧的位置。

图2h示出了具有胶粘剂13的第三层16和第四层17的膜区块3。在胶粘剂13的4个层(12,15,16,17)中，置入了三排4空心纤维膜5。空心纤维膜向第三层16中的置入和向下压在此类似于第二层15的处理方法。在施加了所有胶粘剂层并将膜区块3的所有空心纤维膜5都置入或向下压之后，使胶粘剂13固化成间隔支架10。

图3示出了根据本发明的第一方法的进一步细节，其中在间隔支架10和空心纤维膜5的开口端6之间引入浇注材料18。在此，将液体浇注材料18浇注在间隔支架10上。膜区块3预先以这样的方式引入头部件2中，使得它与头部件2一起形成对浇注材料18密封的槽。浇注材料18在这样的程度上填充该槽，即开口端6从浇注材料层18中伸出。在引入浇注材料18之后，将其固化成密封层11，密封层11将空心纤维膜5固定在头部件2中并且使渗透空间7对液体密封。在此，使用的浇注材料是环氧树脂，其由两种组分混合在一起。

图4a至4c示意性地示出了根据本发明的第二方法制造第二膜过滤器20的膜区块19的详细步骤。在此，首先将胶粘剂22的第一层21施加到开口壳24的内侧23，开口壳24是外罩25的一部分。在第一层21中置入空心纤维膜26并然后向下压。在置入第一排27空心纤维膜26的所有空心纤维膜26之后，将胶粘剂22的第二层28施加到第一层21上，使得第一排27的置入的空心纤维膜26在四周被胶粘剂22围绕。在此，第二层28也在侧面上与开口壳24的内侧23邻接。然后将第二排29的空心纤维膜26置入第二层28中，然后向下压。

图4b示出了将胶粘剂22的第三层30施加到置入胶粘剂22的第二层28中的第二排29的空心纤维膜26中。另一排空心纤维膜26的置入和向下压的过程和然后另一层胶粘剂的施加这样长时间地重复进行，直到将膜区块19的七排空心纤维膜26置入。

在此处未示出的其他实施例中，膜区块中的排数和每排空心纤维膜的数量与此处所示的示意图不同。每排空心纤维膜的数量在此也可以变化。当壳朝上变得更宽时尤其如此。由此方式，在边缘区域中简化了胶粘剂的施加和空心纤维膜的置入。通常，根据膜区块的尺寸不同，每排空心纤维膜的数量在15至60之间。

图4c示出了将盖子31施加到胶粘剂22的最后一层30上。盖子31关闭了外罩25。关闭的外罩25由壳24和所施加的盖子31组成并且包围住胶粘剂22的层(21、28、30)和置入其中的空心纤维膜25。在施加所有层(21,28,30)并将所有空心纤维膜25置入或向下压之后，将胶粘剂22固化成间隔支架。

在此，壳24和盖子31的宽度为3cm，胶粘剂22的层的宽度为2cm。

图5a和5b示意性地示出了用于制造第二膜过滤器20的更详细步骤。在图5a中，首先示出了将膜区块19引入头部件32中。膜区块19具有多排空心纤维膜26，它们在一侧具有开口端33。在空心纤维膜26的另一侧上的未示出的端部是单独锁闭的并且不是固定的。在距开口端33的距离34处，膜区块19具有间隔支架35，间隔支架35将空心纤维膜26隔开并将它们彼此连接。间隔支架35仅由固化的胶粘剂22组成，空心纤维膜26被置入所述胶粘剂中，只要胶粘剂22尚未固化即可。膜区块19中的空心纤维膜26和间隔支架35被关闭的外罩25包围，关闭的外罩25配合准确地适配到头部件32的开口36中。在开口36的内侧，施加胶粘剂以将膜区块19的外罩25与头部件32粘接。

图5b示出了第二膜过滤器20的与头部件32粘接的膜区块19，其中浇注材料37被浇注在间隔支架35上。在此，空心纤维膜26从外罩25突伸出并且同时突伸到头部件32中。头部件32和外罩25之间的连接部位38被浇注材料37填埋，并且空心纤维膜26在间隔支架35和开口端33之间被浇注材料37围绕。作为浇注材料37，使用由两种组分构成的环氧树脂。在浇注材料37固化之后，这形成密封层，该密封层将空心纤维膜26固定在头部件32中。

图6a至6d示出了根据本发明第三方法制造第三膜过滤器39的详细步骤。

图6a示出了与第二膜过滤器的膜区块19相同的膜区块，该膜区块具有被外罩25围绕的空心纤维膜26和间隔支架35。稳定环40被推到膜区块19上并与外罩25粘接。

图6b示出了第三膜过滤器39的膜区块41，其具有粘接上的稳定环40，空心纤维膜26的开口端33从所述稳定环40中突伸出。在该情况下，稳定环40是膜区块41的一部分。

图6c示出了将两个膜区块41置入膜过滤器39的头部件42中。稳定环40配合准确地适配到为此目的设置的头部件42的开口43中。开口端33从稳定环40中突伸出。在将膜区块41引入头部件42中之后，开口端33突伸到头部件42中。

图6d示出了在两个间隔支架35和空心纤维膜26的开口端33之间引入液体浇注材料44。浇注材料44是液态树脂，该液态树脂在邻近空心纤维膜26的三个位置处、从渗透空间45浇注在两个间隔支架35上。浇注材料44在此填入在外罩25和稳定环40之间的第一连接部位46以及填入在稳定环35和头部件42之间的第二连接部位47。在浇注材料44固化成密封层之后，空心纤维膜26被固定在头部件42中，并且渗透空间45相对于空心纤维膜26的被施加以待过滤液体的外部空间48密封。然后，在运行期间可以从渗透空间45中取出滤液。头部件42仅被示出了向其中引入膜区块41的那部分。

图7示出了根据本发明的第四方法的细节，其中为了自动化制造第二膜过滤器20的膜区块19，空心纤维膜26直接取自用于生产膜的设备49。通过未示出的夹具将空心纤维膜26从设备49中拉出。在未示出的滑座上放置壳24作为开口外罩25，将胶粘剂22的第一层50施加在所述壳24的内表面23上。随后，将空心纤维膜26的第一排51通过重复以下步骤填埋到胶粘剂22的第一层50中，直到第一排51的所有空心纤维膜26均被置入：

-将带有壳和所施加的第一层50胶粘剂22的滑座定位在从设备49出来的空心纤维膜26下方，

-借助夹具拉出空心纤维膜26并且然后通过夹具将空心纤维膜26固持在所需的纵向位置中，

-将定位的空心纤维膜26置入先前施加的胶粘剂22的层50中，和

-借助切割装置52这样切割空心纤维膜26，使得空心纤维膜26的开口端33与所施加的胶粘剂22的层50相距一定距离34。

在置入第一排51的所有空心纤维膜26之后，施加胶粘剂22的另一层53，其中根据针对第一排51所描述的流程将另一排54的空心纤维膜26填埋到胶粘剂22的另一层53中。在以该方式将所有排的空心纤维膜26都嵌入胶粘剂层中之后，通过施加未示出的盖子31来关闭外罩25，并且可以从滑座上取下制成的膜区块19以进一步处理。

在图8中可以看到第三膜过滤器39的细节。在此，空心纤维膜26在一定距离34处被仅由胶粘剂构成的间隔支架围绕，该间隔支架是不可见的，因为它被两件式外罩25围绕。外罩25由壳24和与壳24分开的盖子31组成。稳定环40被推到外罩25上并与外罩25粘接。以该方式形成了膜区块41，该膜区块41被***到第三膜过滤器的头部件42中。

在此未示出的另一种膜过滤器在DE 10201321888中公开和描述。所述膜过滤器具有膜支架作为底部件的一部分，该底部件在该情况下代表头部件。膜支架具有配备有空心纤维膜26的指状物。通过根据本发明的方法，制造六个膜区块41，其外轮廓在周向上与指状物的尺寸和形状相对应。将它们粘接到所公开的底部件中，然后用液态树脂从渗透侧浇注。通过树脂的固化，将空心纤维膜26固定在底部件中，并且在底部件中形成的渗透空间相对于空心纤维膜26的与待过滤液体接触的外部空间被密封。

附图中

1 膜过滤器

2 头部件

3 膜区块

4 排

5 空心纤维膜

6 开口端

7 渗透空间

8 渗透物出口

9 距离

10 间隔支架

11 密封层

12 第一层

13 胶粘剂

14 表面

15 第二层

16 第三层

17 第四层

18 浇注材料

19 膜区块

20 膜过滤器

21 第一层

22 胶粘剂

23 内侧

24 开口壳

25 外罩

26 空心纤维膜

27 第一排

28 第二层

29 第二排

30 第三层

31 盖子

32 头部件

33 开口端

34 距离

35 间隔支架

36 开口

37 浇注材料

38 连接部位

39 膜过滤器

40 稳定环

41 膜区块

42 头部件

43 开口

44 浇注材料

45 渗透空间

46 第一连接部位

47 第二连接部位

48 外部空间

49 设备

50 第一层

51 第一排

52 切割装置

53 另一层

54 另一排

Claims (12)

1.一种制造用于过滤液体的膜过滤器(1,20,39)的方法，

-其中，膜过滤器(1,20,39)具有至少一个头部件(2,32,42)和至少一个与头部件(2,32,42)连接的膜区块(3,19,41)，

-其中，所述至少一个膜区块(3,19,41)具有多排(4)基本平行并置的空心纤维膜(5,26)，

-其中，每个空心纤维膜(5,26)都具有开口端(6,33)，所述开口端接通到至少一个头部件(2,32,42)中的渗透空间(7,45)，并且在运行中可从渗透空间(7,45)取出滤液，

-其中，至少一个膜区块(3,19,41)在与开口端(6,33)相距一定距离(9,34)处具有间隔支架(10,35)，所述间隔支架将空心纤维膜(5,26)间隔开并且将空心纤维膜(5,26)彼此连接，和

-其中，空心纤维膜(5,26)在间隔支架(10,35)和开口端(6,33)之间

-被密封层(11)围绕，所述密封层将空心纤维膜(5,26)固定在头部件(2,32,42)中并使渗透空间(7,45)相对于液体被密封，

其中，所述方法包括以下步骤：

a)形成至少一个膜区块(3,19,41)，

b)将至少一个膜区块(3,19,41)引入头部件(2,32,42)中，

c)在间隔支架(10,35)和开口端(6,33)之间引入液体浇注材料(18,37,44)，使得浇注材料(18,37,44)包围空心纤维膜(5,26)和

d)将浇注材料(18,37,44)固化成密封层(11)，

其特征在于，至少一个膜区块(3,19,41)如下形成：

e)将胶粘剂(13,22)的第一层(12,50)施加到表面(14)上，

f)随后重复以下步骤，直到至少一个膜区块(3,19,41)的所有空心纤维膜(5,26)都被置入：

i.将其中一排(4)的空心纤维膜(5,26)置入先前施加的胶粘剂(13,22)的层(12,50,15,16,28,53)中，其中将开口端(6,33)定位在距先前施加的胶粘剂(13,22)的层(12,50,15,16,28,53)一定距离(9,34)处，

ii.在先前施加的层(12,50,5,16,28,53)上施加胶粘剂(13,22)的另一层(15,16,17,28,30,53)，使得置入的空心纤维膜(5,26)在四周被胶粘剂(13,22)围绕，

g)并将胶粘剂(13,22)固化成间隔支架(10,35)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，空心纤维膜(5,26)在置入到胶粘剂(13,22)中后被向下压，使得空心纤维膜(5,26)至少部分地浸没入胶粘剂(13,22)中。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在先前施加的层(12,50,15,16,28,53)的胶粘剂(13,22)仍然呈粘性期间，进行胶粘剂(13,22)的另一层(15,16,17,28,30,53)的施加，并且只有在所有空心纤维膜(5,26)都被置入之后，才将胶粘剂(13,22)固化成间隔支架(10,35)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，间隔支架(10,35)对于浇注材料(18,37,44)是不可透过的并且浇注材料(18,37,44)被浇注在间隔支架(10,35)上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，表面(14)是开口外罩(25)的内侧(23)，所述开口外罩在所有空心纤维膜(5,26)都被置入之后才关闭。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，外罩(25)由壳(24)和与壳(24)分开的盖子(31)组成，其中将胶粘剂(13,22)和空心纤维膜(5,26)引入壳(24)中，然后盖子(31)关闭外罩(25)。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的方法，其特征在于，在将膜区块(3,19,41)引入头部件(2,32,42)期间，将外罩(25)与头部件(2,32,42)粘接。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，开口端(6,33)从外罩(25)突伸出并突伸到头部件(2,32,42)中，在头部件(2,32,42)和外罩(25)之间的连接部位(38)被浇注材料(18,37,44)填埋。

9.根据权利要求5至6中任一项所述的方法，其特征在于，将稳定环(40)推到外罩(25)上并与外罩(25)粘接。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在膜区块(3,19,41)置入头部件(2,32,42)期间，将稳定环(40)与头部件(2,32,42)粘接。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，开口端(6,33)从稳定环(40)突伸出并突伸到头部件(2,32,42)中，并且在头部件(2,32,42)和稳定环(40)之间的第一连接部位(46)和在稳定环(40)和外罩(25)之间的第二连接部位(47)被浇注材料(18,37,44)填埋。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，用于置入胶粘剂(13,22)中的空心纤维膜(5,26)直接从用于生产膜的设备(49)中取出。