DE2433421A1

DE2433421A1 - Mit hohlfasern versehene rahmen, verfahren zur herstellung derselben und solche rahmen enthaltende vorrichtung

Info

Publication number: DE2433421A1
Application number: DE2433421A
Authority: DE
Inventors: Jacques Baudet; Michel Rochet; Michel Salmon; Bernard Vogt
Original assignee: Rhone Poulenc SA
Current assignee: Rhone Poulenc SA
Priority date: 1973-07-11
Filing date: 1974-07-11
Publication date: 1975-01-30
Also published as: GB1472227A; NL7409016A; FR2236537B1; CH595125A5; SE7409089L; IT1017094B; FR2236537A1; JPS5734003B2; US3993816A; JPS50131875A; BE817509A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. £. Assrfiann Dr. R. Koenlgsberger - Dipl.-Phys. R. Hoizbauer - Dr. F. Zumstein jun.

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6/Li '

SC 4291 . '

RHONE-POULENC S.A., Paris / Frankreich

Mit Holfasern versehene Rahmen, Verfahren zur Herstellung derselben und-solche Rahmen-enthaltende — ■-Vorrichtung ■ ^:

Die Erfindung betrifft hauptsächlich Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, und insbesondere Vorrichtungen, die solche Rahmen aufweisen und für die Behandlung von Fluiden verwendbar sind.

Die in Betracht gezogenen Behandlungsvorgänge bestehen hauptsächlich aus Austauschvorgängen (Dialyse),z.B. künstliche Niere, direkte Osmose, Gas-Gas-Austauch, Flüssigkeit-Gas-Austausch, ZoB. künstliche Lunge), aus Trennvorgängen (Ultrafiltration, inverse Osmose, Gaspermeation) und"auch aus^■ Mischvorgängen. Diese Vorgänge können auch Anreicherungsvorgänge umfassen. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der beschriebenen Vorrichtungen in Austauschvorgängen, wie z„B.

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Wärmeaustausch, zwischen zwei Fluiden, und die Befeuchtung und/oder Klimatisierung von Luft, die Lösung von gewissen Gasen in den Flüssigkeiten (dabei handelt es sich um Mischungen). Diese verschiedenen Anwendungsformen sind nur beispielsweise aufgeführt und betreffen das Gebiet des Austausches, der Trennung unlder Mischung, wie sie oben beschrieben sind.

In der FR-PS 1 547 549 wurde eine Vorrichtung zur Trennung mit Hohlfasern vorgeschlagen, bei der die Hohlfasern in Form eines quadratischen Gewebes in einem Rahmen angeordnet sind, wobei dieser Rahmen in seinen Kanten eine gerade Anzahl von Öffnungen . (wenigstens vier) am Umfang aufweist, die gegenüberliegend angeordnet sind und zur Fluidströmung im Innern der Fasern dienen.

Ziel der Erfindung ist, eine Vorrichtung für die Behandlung von Fluiden so auszubilden, daß ein/ ausgezeichnetes Umströmen der Hohlfasern durch das Fluid erzielt wird, das sich außerhalb dieser Fasern befindet.

Ein weiteres Ziel-der Erfindung ist, eine Vorrichtung so auszubilden, daß diese in ihrem Aufbau übersichtlich und in der Herstellung einfach ist.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, vorgesehen sind, wobei diese Rahmen sich dadurch auszeichnen, daß eine Mehrzahl von Hohlfasern in einer oder mehreren Lagen verteilt angeordnet und wenigstens an einem ihrer Enden offen sind, daß ein Grundrahmen ein in der Mitte liegendes Fenster aufweist, das von Kanten umgeben ist, wobei ein Längsabschnitt dieser Kanten soviel geringer profiliert ist, daß wenigstens eine Aussparung gebildet wird, daß wenigstens eine Platte aus Harz die Aussparung oder Aussparungen des Grundrahmens ausfüllt, und daß in dieser Platte aus Harz die geöffneten Enden der Hohlfasern

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eingelassen sind.

Mit Hohlfasern sind im. folgenden Fasern bezeichnet, die eine röhrenförmige Form aufweisen, d.h. diese Fasern weisen in der Mitte einen durchgehenden Kanal, der ungefähr in Achsrichtung der Faser verläuft, auf, der frei von makromolekularem Material ist.

Die bei der Erfindung verwendeten Hohlfasern können auf jede bekannte Art hergestellt sein, insbesondere sind die in den Französischen Patentschriften 1 307 979, 1 586 563 und 2 017 387 " und in der US-Patentschrift 3 674 628 beschriebenen Fasern aufgeführt, wobei diese Fasern homogen oder mikroporig oder anisotrop sein können (d.h. z.B. eine Haut haben). Sie können im Schmelzspinnverfahren, im Trockenspinnverfahren (Verdampfung von Lösungsmittel) oder auch im Naßspinnverfahren bei Fellbad (Erstarrung) hergestellt sein; die verwendeten Düsenplatten können sektorenförmig eingeteilt sein oder weisen einen kranzförmigen Bauteil auf. Die in der Erfindung verwendeten Fasern weisen einen Außendurchmesser,im allgemeinen zwischen 5μ und 1 mm auf, vorzugsweise zwischen 0,3 und 0,6 mm.

Die genaue Beschaffenheit der Hohlfasern kann entsprechend der in Betracht gezogenen Anwendungsform ausgewählt werden (Gaspermeation, Dialyse, Piezodialyse, Thermodialyse, direkte Osmose, inverse Osmos, Thermoosmose, Ultrafiltration,Hyperfiltration).

Die Mehrzahl der aufgeführten Hohlfasern sind hauptsächlich in einer Lage oder in einer Überlagerung von mehreren Lägen angeordnet; die Hohlfasern können ungefähr parallel zueinander angeordnet sein. Die Hohlfasern können auch parallel zueinander in ein- und derselben Ebene angeordnet sein, können aber-.auch in Ebenen angeordnet sein, die senkrecht von einer Ebene zur anderen verlaufen. Die Lagen können auch aus einem Gewebe oder

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einer Maschenware besteherujlm letzteren Fall sind die Fasern

ungefähr parallel zueinander angeordnet, wobei die J_ Z-. Z-

Richtung einer Faser die allgemeine Richtung der Faser ist, so daß Biegungen, Torsionen und lokale Verformungen außer Betracht bleiben. Als Hohlfasern können auch tordierte Hohlfasern verwendet werden.

Die Grundrahmen weisen im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik an ihren Kanten keine Öffnungen oder Perforierungen auf, die zur Fluidströmung dienen. Diese Kanten sind vorzugsweise massiv.

Die Grundrahmen können eine Vieleckform aufweisen, sind aber vorzugsweise rechteckig oder quadratisch.

Das in der Mitte liegende Fenster des Grundrahmens kann unter anderem mit einem durchbrochenen Element versehen sein, wie z.B. ein Gitter- oder Netzwerk oder Maschendraht, das insbesondere die Aufgabe -hat⁷, die Hohlfasern in dem Rahmen, der mit Hohlfasern "versehen ist, zu stützen.

Die Grundrahmen, aber auch die Platten aus Harz, sind unter anderem so ausgeführt, daß die Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, gemäß der Erfindung gestapelt werden können und miteinander dichtend verbindbar sind. Durch die miteinander dichtend verbindbaren Rahmen können in den Vorrichtungen zur Behandlung von Fluiden eine Anordnung von Rahmen erhalten werden,durch "die zwei 'Z'oiiei gebildet^ "w^o^n'kömen^olDei eiffiin Verbindung mit dem Äußeren der Hohlfasern steht, und die andere in Verbindung mit dem Inneren der Hohlfasern.

Die Platte oder Platten aus Harz bestehen vorzugsweise und hauptsächlich aus einer gehärteten Masse (vorzugsweise aus erstarrtem Leim), in die die Enden der Hohlfasern eingebettet sind, ohne daß dadurch der in der Mitte gebildete Kanal der

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Fasern verstopft wird. Die Platten aus Harz legen die Hohlfasern nicht nur zueinander, sondern legen die Gesamtheit auch in Bezug zur Mitte fest. Die ausgehärtete Masse besteht im allgemeinen aus erstarrtem Leim. Als Leim können schnell oder langsam härtbare,· ein oder zwei Komponenten Leimsorten verwendet werden. Als schnell härtbarer Leim sei z.B. Cyanoalkylacrylat aufgeführt, als langsam härtbarer Leim z.B. Epoxidharz erwähnt, diese Aufzählung von Beispielen kann jedoch beliebig ergänzt werden; ebenfalls verwendbar sind Polyurethanleime, gegebenenfalls modifiziert durch Polyisocyanate, als auch Leime auf Silikonbasis, insbesondere Mischungen aus Triacyloxysilan und Hydroxyl-Gruppenhaltige Diorganopolysiloxane; weitere Leimsorten sind insbesondere in der FR-PS 1 307 979 aufgeführt.

Die Platten aus Harz weisen eine Dicke auf, die relativ gering im Vergleich zur Länge der Hohlfasern ist (üblicherweise weniger als ein Zehntel ihrer Länge) und sind mit diesen Hohlfasern fluiddicht angeordnet.

Die Grundrahmen können aus allen massiven Materialien und dichten Materialien bestehen, die vorzugsweise starr oder halbstarr sind. Sie können aus Metall sein oder vorzugsweise aus künstlichen oder synthetischen Polymeren.Üblicherweise und vorzugsweise ist das Material, aus dem der Grundrahmen besteht, verschieden von dem Harz der Platten. Dennoch kann in gewissen besonderen Fällen dasselbe Material für die Platten und für den Grundrahmen verwendet werden, aber selbst in diesem Fall sind die Platten ein vom Grundrahmen getrenntes Element. Auf jeden Fall münden die Hohlfasern nur in der Oberfläche der Platten und nicht in der Oberfläche der Grundrahmen.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird im folgenden beispielsweise eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Rahmen, der mit geradlinigen und an beiden Enden offenen Hohlfasern versehen ist;

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Fig. 2 und 3 zeigen jeweils einen rechteckförmigen Grundrahmen mit zwei dünner profilierten Seiten und vier Aussparungen,

Fig. 4 und 5 zeigen jeweils einen recht.eckförmigen Grundrahmen mit vier dünner profilierten Seiten und acht Aussparungen,

Fig. 6 bis 8 zeigen jeweils einen Grundrahmen, der mit U-förmig verlaufenden Hohlfasern versehen ist,

Fig. 9 und 10 zeigen Grundrahmen mit zwei dünner profilierten Seiten, vier Aussparungen und einer nach innen versetzten Seite,

Fig. 11 und 12 zeigen einen Grundrahmen, der mit einer-Wicklung von Hohlfasern versehen ist,

Fig. 13 zeigt die Herstellung des in Fig. 11 gezeigten Rahmens,

Fig. 14 und 15 zeigen eine Anordnung der in Fig. 6 dargestellten Rahmen,

Fig. 16 zeigt im Querschnitt eine Anordnung wie die der Fig. 14 und 15, diese ist jedoch mit einer Einfassung versehen,

Fig. 17 zeigt eine spezielle Anordnung der in Fig. 1 dargestellten Rahmen,

Fig. 18 zeigt eine Vorrichtung zur Behandlung von Fluiden, bei der die in Fig. 6 dargestellten Rahmen verwendet werden,

Fig. 19 zeigt eine Vorrichtung zur Behandlung von Fluiden, bei der die in Fig. 1 dargestellten Rahmen verwendet werden,

Fig. 20 zeigt einen Grundrahmen mit zwei dünner profilierten Seiten-und zwei Aussparungen,

Fig. 21 zeigt eine Anordnung von Rahmen, die mit Hohlfasern versdien sind, wobei die Anordnung aus dem in Fig. 20 gezeigten Grundrahmen aufgebaut ist,

Fig. 22 zeigt eine Rückansicht eines Grundrahmens entsprechend den Fig. 2 bis 5 und 9 und 10,

Fig. 23 zeigt eine Rückansicht eines Grundrahmens entsprechend Fig. 20,

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Fig. 1 zeigt einen Rahmen, der mit offenen Hohlfasern versehen ist. Er weist einen rechteckförmigen Grundrahmen 1 auf, "bei dem zwei gegenüberliegende Seiten dünner profiliert sind. In Fig. 1 ist nur eine der beiden dünner profilierten Seiten 11 und 15 sichtbar, und zwar die Seite 11. Die dünner profilierte Seite 11 bildet zwei Aussparungen, die von zwei Platten 12 und 12· aus Harz ausgefüllt werden. Die der Seite 11 gegenüberliegende Seite 15 ist ebenfalls dünner profiliert und weist zwei Aussparungen auf, die von zwei Platten 13 und 13' aus Harz ausgefüllt sind. In Fig. 1 ist nur die Platte 13 sichtbar. Die Hohlfasern 2 erstrecken sich von der Platte 12 zur Platte 13 und von der Platte 12· zur Platte 13¹ (die Platte 13¹ ist nicht dargestellt, denn sie ist in der dargestellten perspektivischen Ansicht nicht sichtbar). Die Hohlfasern 2 verlaufen ungefähr geradlinig, parallel zueinander und parallel zu zwei Kanten des Grundrahmens 1. Die Hohlfasern sind an ihren beiden Enden offen, wobei die Enden in den entsprechenden Platten aus Harz eingebettet sind.

Alle Kanten des Grundrahmens 1 sind massiv, d.h. keine der Kanten weist eine Öffnung oder Perforierung in der Dicke des Rahmens auf, die eine Flüssigkeitszirkulation ermöglichen würde.

Der Grundrahmen 1, der in Fig„ 1 dargestellt ist, wird gesondert in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Figur sind sowohl die beiden dünner profilierten Seiten 15 und 11 als auch das in der Mitte liegende Fenster 14 sichtbar. Durch die dünnere Profilierung jeder der Seiten 11 und 15 weist der Rahmen insgesamt vier Aussparungen auf.

Die beiden nicht dünner profilierten Kanten des Grundrahmens weisen einen solchen Oberflächenzustand auf, daß die Rahmen stapelbar sind, wobei die verschiedenen, aneinander grenzenden Kanten fugendicht sind.

Eine abgeänderte Ausführungsform des Grundrahmens,der in Fig.

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dargestellt ist, zeigt Fig. 3. Das in der Mitte liegende Fenster 14 ist mit einem Gitter 3 ausgefüllt, das direkt an den Kanten des ersten Rahmens fest angebracht ist. Dieses Gitter ermöglicht eine Stützung der Hohlfasern, ohne dabei die Fluids tr ömung quer durch den Rahmen empfindlich zu stören.

Die Erfindung·betrifft ebenfalls mit Hohlfasern versehene Rahmen, die 2 p-Seiten aufweisen (p ist eine positive ganze Zahl, vorzugsweise gleich 2), wobei jede der Seiten auf solche Weise dünner profiliert ist, so daß sich 4 p-Aussparungen ergeben, die mit . 4 p-Platten aus Harz ausgefüllt sind. Die Hohlfasern verlaufen hierbei ungefähr geradlinig, parallel zueinander, sind an ihren beiden Enden offen und erstrecken sich von einer Platte aus Harz an der einen Seite des Grundrahmens zu der Platte aus Harz, die gegenüber über der Gegenseite des Grundrahmens angeordnet ist.

Solche Rahmen ermöglichen eine gleichzeitige Behandlung von mehreren Fluiden. Somit ist z.B. bei einer aus solchen Rahmen bestehenden künstlichen Niere eine Dialyse von zwei verschiedenen Blutsubstanzen mit einem gemeinsamen Dialysebad möglich.

In Fig. 4 ist ein Grundrahmen gezeigt, aus dem ein mit Hohlfasern versehener Rahmen gebildet werden kann, der im folgenden näher erläutert ist. Die vier Seiten des Rahmens sind dünner profiliert, so daß sich acht Aussparungen bilden. An den Ecken des Rahmens verbleiben vier Abschnitte, die nicht dünner profiliert sind, durch die eine spätere Anordnung der Rahmen ermöglicht wird, ohne daß die Hohlfasern gegeneinander gedrückt werden. Der gesamte, mit Hohlfasern versehene Rahmen ist nicht dargestellt; die acht Aussparungen sind exakt mit acht Platten aus Harz ausgefüllt. Die Hohlfasern, die sich in jedem Fall von einer Platte ausHarz an einer Seite des Grundrahmens zu der Platte aus Harz erstrecken, die gegenüber der gegenüberliegenden Seite des Grundrahmens angeordnet ist,

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können auf verschiedene Weise angeordnet sein: sie können in Ebenen aus parallelen Hohlfasern angeordnet sein, wobei die Fasern einer Ebene in einer entsprechenden Richtung ausgerichtet sind (von einer Seite zur gegenüberliegenden Seite), und die Fasern in der angrenzenden Ebene sind in einer Richtung senkrecht dazu ausgerichtet (dadurch sind die beiden restlichen Seiten verbunden). Die Hohlfasern können auch im Wechsel von Lagen angeordnet sein. Ebenfalls sind auch Lagen aus gewebten Hohlfasern möglich: die Hohlfasern der Kette' erstrecken sich zwischen zwei Platten, die über zwei Gegenseiten angeordnet sind, die Hohlfasern des Einschusses erstrecken sich zwischen zwei Platten, die über den beiden anderen Gegenseiten angeordnet sind.

Hohlfasern, die in Form von Geweben vorliegen, können ebenfalls auch in Verbindung mit allen anderen Ausführungsformen des Grundrahmens als diejenige, die in Fig. 4 dargestellt ist, verwendet werden. Sie können ebenfalls bei den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Rahmen verwendet werden; bei den in Fig. 4 dargestellten Rahmen jedoch können die im Hohlfasergewebe verwendbare Hohlfasern sowohl als Kette als auch als Einschuß aufweisen, bei den Rahmen, die in den Fig. 1 bis 3 dargestellt sind, können sie nicht immer so verwendet werden: wenn das Gewebe aus Hohlfasern beispielsweise in ihrer Kette und in ihrem Einschuß parallel zu den Seiten des Grundrahmens liegen, münden die Hohlfasern des Einschusses (oder der Kette) in Platten aus Harz und können somit verwendet werden, während wenn die Hohlfasern der Kette (oder des Einschusses) in keiner Platte aus Harz münden, können sie nicht verwendet werden. In einem solchen Falle ist es vorteilhaft, die nicht verwendbaren Hohlfasern der Kette abzudichten, oder sogar Gewebe zu verwenden, die in der'Kette aus massiven Fäden bestehen. In einem anderen Falle kann das Gewebe aus Hohlfasern schräg in bezug auf die Kanten des Rahmens angeordnet sein. In jedem Fall ist es von Vorteil, wenn die nicht verwendbaren Fasern abgedichtet oder durch massive Fäden ersetzt sind.

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In Fig. 5 ist ein Grundrahmen gezeigt, der dem, der in Fig. gezeigt ist, ähnlich ist, aber mit einem Gitter (3) versehen ist.

Eine weitere Ausführungsform des Rahmens gemäß der Erfindung, der mit Hohlfasern versehen ist, weist eine Vieleckform, und insbesondere eine rechteckförmige Form auf. Dieser Rahmen ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite des Grundrahmens dünner profiliert ist und somit zwei Aussparungen aufweist, die von zwei Platten aus Harz ausgefüllt sind, daß die Hohlfasern an ihren beiden Enden geöffnet sind, und daß sie eine ungefähr U-förmlge Anordnung aufweisen, und daß sich die Fasern von einer der beiden Platten aus Harz zu der anderen erstrecken, wobei die Kante des Rahmens, die der einen Kante gegenüberliegt, mit den beiden Platten aus Harz versehen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die in den Fig. 6 bis 8 dargestellt ist, weist der Grundrahmen gleichzeitig eine dünner profilierte Seite und eine nach innen versetzte Seite auf, wobei dadurch über der Kante, die der Seite, die mit den beiden Platten aus Harz versehen ist, gegenüberliegt, eine Verengung auftritt. Solche Rahmen sind insbesondere für Trennvorgänge ausgebildet.

Die Fig. 6 und 7 zeigen in perspektivischer Ansicht mit Hohlfasern versehene Rahmen, wie sie im folgenden beschrieben werden. Fig.6 zeigt einen solchen Rahmen, der mit Hohlfasern versehen ist, in einer Ansicht in Blickrichtung eines Schenkels der U-Form von den Fasern. Fig. 7 zeigt denselben Rahmen in Blickrichtung von der Seite, die von der U-Form der Hohlfasern umgeben ist. Fig. 8 zeigt ebenfalls denselben Rahmen, der mit Hohlfasern versehen ist, aber aus einer Blickrichtung, bei der die nach innen versetzte Seite des Rahmens, die oben erwähnt worden ist, besser zu erkennen ist. Die Fig. 9 und 10 zeigen abgewandelte Ausführungsformen des Grundrahmens in getrennter Darstellung, die in den Fig. 6 und 8 verwendet werden. Fig. 10 unterscheidet sich von Fig. 9 dadurch, daß der Grundrahmen mit einem Gitter

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versehen ist.

Im einzelnen weisen diese Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen, einen Grundrahmen 1 auf, dessen beide Seiten dünner profiliert sind. Diese dünner profilierten Seiten sind mit 11 und 10 bezeichnet. Die Seite 10 stellt diejenige dar, die nach innen versetzt angeordnet ist. Dies ist deutlich in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Diese versetzte Innenseite dient dazu, daß die Hohlfasern nur durch den Grundrahmen führen, wodurch Vorteile bei der späteren Anordnung der Rahmen erzielt werden können.

Die dünner profilierte Kante 11 weist zwei Aussparungen auf, die von zwei Platten aus Harz 12 und 12' ausgefüllt sind. Die U-förmig verlaufenden Hohlfasern 2 weisen ein Ende auf, das in die Platte 12 eingebettet ist, und das andere Ende ist in die Platte 12' eingebettet. Der abgerundete Abschnitt der U-Form der Hohlfasern umgibt die Seite 10, die dünner profiliert und nach innen versetzt ist.

Der Grundrahmen von Fig. 9 ist mit einem in der Mitte befindlichen Fenster 14 versehen; dieser Rahmen stellt den in den Fig.6 bis 8 verwendeten Rahmen dar. Dieses in der Mitte befindliche Fenster 14 ist durch ein Gitter 3 ausgefüllt, wie es in Fig.10 dargestellt ist.

Eine yeitere Ausführungsform des Rahmens gemäß der Erfindung, der mit Hohlfasern versehen ist und eine rechteckförmige Form aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegenüberliegende Seiten des Grundrahmens jeweils dünner profiliert sind und jeweils eine einzige Aussparung bilden, so daß sich insgesamt zwei Aussparungen ergeben, die durch zwei Platten aus Harz ausgefüllt sind, wobei die Hohlfasern an ihren beiden Enden offen sind und von einer der Platten aus Harz zur anderen verlaufen. Fig. 20 zeigt einen solchen Grundrahnen, der für solche Rahmen,

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die mit Hohlfasern versehen sind, verwendbar ist. Fig. 21 zeigt eine Anordnung von solchen Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind. Die einzelnen Teile dieser Rahmen, die in den Fig. 20 und 21 dargestellt sind, sind dieselben wie bei den anderen Rahmen: der Grundrahmen 1 weist z-wei Kanten 11 und 15, die dünner profiliert sind, und ein in der Mitte befindliches Fenster 14 auf. Die Platte 12 aus Harz füllt die Aussparung, die durch die Kante 11 gebildet wird, aus. Die Platte 13 aus Harz füllt die Aussparung, die durch die Kante 15 gebildet wird, aus. Die Hohlfasern verlaufen von der Platte 12 zu der Platte 13.

In Fig. 22 wird in einer Rückansicht ein Grundrahmen gezeigt, wie er in den Fig. 1 oder 6 dargestellt ist. Bei dieser Fig. 22 sind die Aussparungen 35 und 35' sehr deutlich zu erkennen,,

In Fig. 23 ist schließlich ein Grundrahmen dargestellt, wie'er in' Fig. 20 gezeigt ist. In dieser Fig. 23 ist die Aussparung 35 deutlich sichtbar.

Die Versetzung des Rahmens ist in den Fig. 8 und 12 mit dem Bezugszeichen 36 versehen und dargestellt.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der Rahmen, die mit Hohlfasern versehen und in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt sind.

Ein solches Verfahren besteht darin, daß in einem ersten Schritt eine Wicklung von Hohlfasern wenigstens um zwei Seiten, die in einem Grundrahmen gegenüberliegen, aufgebracht wird. Die gegenüberliegenden Seiten des Rahmens, um die die Wicklung aufgebracht wird, sind vorzugsweise die Seiten, die dünner profiliert sind und gegebenenfalls eine Versetzung aufweisen.

In den Fig. 11 und 12 ist ein Grundrahmen 1 gezeigt, der mit einer Wicklung von Hohlfasern 2 versehen ist. Der in Fig. 11

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dargestellte Grundrahmen ist ähnlich dem von Fig. 2. Der in Fig. 12 dargestellte Grundrahmen ist dem von Fig. 9 ähnlich. Diese mit einer Wicklung von Hohlfasern versehenen Rahmen von Fig. 11 und 12 können als Ausgang für mit Hohlfasern versehene Rahmen der Fig. 1 und 6 bis 8 verwendet werden. Die Wicklung aus Hohlfasern besteht praktisch aus einem Strang, der mit den verschiedensten, auf diesem Gebiet bekannten Möglichkeiten hergestellt sein kann.

Ein Verfahren zur Herstellung von Grundrahmen, die mit einer Wicklung von Hohlfasern versehen sind, ist im Zusammenhang mit Fig. 13 näher erläutert.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Grundrahmen, die Seite an Seite aneinanderliegen, quer durch ein sich drehendes Rad gefördert werden, wobei eine oder mehrere Hohlfasern um diesen Grundrahmen gewickelt werden.

Die Grundrahmen sind aneinander anliegend angeordnet und vorzugsweise z.B. durch Laschen 4 miteinander verbunden, wobei diese Laschen, die die Grundrahmen festlegen, wechselweise darüber und darunter angeordnet sind. Eine andere Einrichtung zum Verbinden kann insbesondere so vorgesehen sein, daß magnetisierte Kugeln verwendet werden, die in der Masse des Grundrahmens eingelassen sind. Auf welche Art und Weise auch immer die Verbindung erzielt wird, wird dadurch eine zusammenhängende Abfolge von Grundrahmen ermöglicht, wobei eine Verschiebung der Grundrahmen durch die Förderbänder 5 und 5' sichergestellt ist. Diese Abfolge von Rahmen wird quer durch das sich drehende Rad β geführt, dessen Bewegung durch eine Übertragungseinrichtung, die mit Hilfe eines Motors 7 angetrieben wird, erzielt wird. Dieses sich drehende Rad 6 wird durch Laufrollen 8 in Stellung gehalten, die selbst von dem Maschinengestell 16 gestützt v/erden. An diesem Rad 6 sind Bobinen 9 für die Hohlfasern angebracht, und die Hohlfasern, die beim Abwickeln in Fadenführern geführt sind,

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werden dann um den Grundrahmen 1 gewickelt.

Die aus Hohlfasern gebildete Lage wird von einem Rahmen zum anderen unterbrochen, wobei vorzugsweise die Drehbewegung des Rads 6 angehalten wird, während von einem Rahmen zum nächsten übergewechselt wird. Die Aufrechterhaltung der zusammenhängenden Abfolge von Rahmen zwischen den Förderbändern 5 und 5' ist in Fig. 13 nicht detailliert dargestellt. Dadurch, daß zwei Förderbänder nahe beieinander liegen, und daß eine gewisse Steifigkeit der Anordnung durch das Festlegen der Rahmen zueinander erzielt wird, kann eine zusammenhängende Abfolge der Rahmen erzielt werden.

Wenn die Wicklung aus Hohlfasern auf den Grundrahmen aufgebracht ist, kann eine mit Hohlfasern versehener Rahmen dadurch hergestellt werden, daß dieser Grundrahmen einen Leimvorgang mit Hilfe eines Harzes an wenigstens einer der Seiten, die die Wicklung aus Hohlfasern trägt, unterzogen wird, daß daraufhin dieses Harz ausgehärtet und so abgetrennt wird, daß Platten aus Harz entstehen, und daß die Hohlfasern geöffnet werden.

Der Leimvorgang (oder das Verfugen oder die Verschnürung) kann gleichzeitig mit der Umwicklung von Hohlfasern über den Grundrahmen ausgefiirt werden. Dabei muß aber vorzugsweise ein sehr" > schnell härtender Leim verwendet werdenT Eine "Verleimungkanlwh dadirch ausgeführt werden, daß das Ende des Rahmens in einenLeimstoffbehälter getaucht wird. Vorteilhafterweise kann dieses Eintauchen mit einer Form durchgeführt werden, die aus einem biegsamen Material und an dem der Leim nicht haften bleibt, wie z.B. aus Silikon, besteht. Nach der Härtung des Leims wird die Form auf verschiedene bekannte Art und Weise entfernt. Das Ende des Rahmens, das einer Leimung durch ein Eintauchen in den Leim unterzogen worden ist, weist eine oder mehrere dünner profilierte Seiten auf (im allgemeinen ist aber keine Versetzung nach innen vorhanden). Diese dünner profilierten Seiten sind die

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gleichen Seiten, die die Wicklung aus Hohlfasern trägt.

Die Abtrennung von dem Leim, um die Platten aus Harz herzustellen, kann auf verschiedene bekannte Arten durchgeführt werden, wie z.B. durch Schneiden, Sägen, Trennschleifen,Abstecken,Hobeln, Abreißen uaw. Die se Abtrennung wird vorteilhafterwe'ise unmittelbar an der Oberfläche der Kanten des Grundrahmens durchgeführt.

Bei einem solchen Verfahren zur Herstellung der mit Hohlfasern versehenen Rahmen kann erzielt v/erden, daß die Hohlfasern durch den Leim nicht verschlossen v/erden können, und daß keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden müssen, um dieses Verschliessen während des Leimvorgangs zu vermeiden.

Grundrahmen, die an den Seiten einer sich drehenden, vieleckigen Stütze angeordnet sind (vorzugsweise in Vielecken mit 5 bis 20. Seiten) so gewickelt werden, daß ein Strang gebildet wird, der in den an der Stütze angeordneten Grundrahmen zu liegen kommt (die Aussparungen weisen nicht auf die sich drehende Stütze,sondern nach außen), daß die Hohlfasern um den Grundrahmen gewickelt werden, wobei die einen entsprechend den anderen in den durch die dünner profilierten Seiten des Grundrahmens gebildeten Aussparungen gewickelt werden, und wobei dieser Umwickelvorgang gleichzeitig mit oder nach dem vorhergehenden Vorgang ausgeführt wird, und daß die Hohlfasern abgeschnitten werden.

Mit solchen mit Hohlfasern versehenen Rahmen, wie sie vorher beschrieben wurden, können auch Vorrichtungen zur Behandlung von Fluiden gebildet werden. Eine solche Vorrichtung zeichnet

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sich dadurch aus, daß sie eine Anordnung von Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, wie oben beschrieben ist, aufweisen, deren Seiten aus Harz (mit den dünner profilierten Kanten) wenigstens eine dichte Oberfläche bildet, so daß eine Zone in Verbindung mit dem Äußeren der Hohlfasern und eine Zone in Verbindung mit dem Inneren der Hohlfasern gebildet wird, wobei eine solche Vorrichtung weiterhin einen Behälter auf v/eist, der dicht in Verbindung mit der oder den dichten Oberflächen steht, die durch die Platten (zusammen mit den dünner profilierten Kanten) gebildet werden, so daß Bewegungsrichtungen für wenigstens zwei Fluide vorgesehen sein können, wobei ein Fluid quer durch das in der Mitte liegende Fenster der Rahmen fließt, und das andere durch die Hohlfasern. Dieser Behälter weist Zufuhreinrichtungen und/oder Auslaßeinrichtungen für die Fluide auf, die durch die Zone, die in Verbindung mit dem Äußeren der Hohlfasern steht, führt, und weist ebenfalls Zufuhreinrichtungen und/oder Auslaßeinrichtungen für die Fluide auf, die durch die Zone, die in Verbindung mit dem Inneren der Hohlfasern steht, führt. Die Zone, die in Verbindung mit dem Inneren der Hohlfasern steht, kann ebenfalls in zwei verschiedene Zonen unterteilt sein, wobei jede einen Abschnitt der Hohlfasern aufweist und jede mit Zuführeinrichtungen und/oder Auslaßeinrichtungen für die Fluide versehen ist.

Eine solche Vorrichtung weist insbesondere eine Anordnung von Rahmen auf, die untereinander fest verbunden sind.

Verschiedene Anordnungen von Rahmen sind in den Fig. 14 bis 17 und 21 dargestellt.

In Fig. 14 und 15 ist eine Anordnung von Rahmen gezeigt, wobei die Fasern U-förmig verlaufen. Solche Rahmen sind beispielsweise in den Fig. 6 bis 8 dargestellt.

Die Fig. 14 und 15 zeigen dieselbe Anordnung, wobei in Fig. 14

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diese Anordnung perspektivisch mit Blickrichtung auf die Platten aus Harz dargestellt ist, während in Fig. 15 diese Anordnung perspektivisch mit Blickrichtung auf den bogenförmigen Abschnitt der U-Form der Hohlfasern dargestellt ist. Diese Fig. 14 bis 17 und 21 zeigen die Eigenschaft, daß die Rahmen und die Platten aus Harz fugendicht angeordnet sind, deutlich. Die Gesamtheit der dichten Platten und der dünner profilierten Kanten bilden eine dichte Oberfläche, die die beiden Zonen, die eine in Verbindung mit dem Inneren und die andere in Verbindung mit dem Äußeren der Hohlfasern, voneinander trennt.

Eine solche Anordnung von Rahmen, wo die beiden Enden der Hohlfasern in dieselbe Zone münden, ist insbesondere für Trennvorgänge geeignet (Ultrafiltration, inverse Osmose usw.') oder auch 'für Mischvorgänge geeignet.

Eine solche Anordnung kann einfach dadurch erzielt werden, daß diese Rahmen aufgeschichtet werden, daß daraufhin die Rahmen durch Leimen'fest miteinander verbunden werden. Vorzugsweise kann eine solche Anordnung auch dadurch erzielt werden, daß die Grundrahmen, die mit einer Wicklung von Hohlfasern versehen sind, wie oben beschrieben worden ist, übereinander geschichtet werden, daraufhin verleimt v/erden, das Harz ausgehärtet und abgetrennt wird, wobei diese drei Vorgänge an der Anordnung von Rahmen ausgeführt werden können, und daß nicht - wie vorher beschrieben worden ist - jeder Rahmen einzeln hergestellt v/erden muß. Das Leimen, Aushärten und das Abtrennen erfolgen wie oben beschrieben.

Die Einrichtung zum Festlegen der Rahmen untereinander mit Hilfe von Laschen 4, die wechselweise darüber oder darunter angeordnet sind, wie es in Fig_o 13 bei der zusammenhängenden Abfolge von Rahmen dargestellt ist, erleichtert die Anordnung von Rahmen dadurch, daß ein fester Abstand eingehalten wird, wo diese Laschen eine sehr geringe Biegsamkeit aufweisen, was

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immer dann der Fall ist, wenn die Laschen dünn und aus makromolekularem synthetischem Material bestehen. Wenn eine zusammenhängende Abfolge von Rahmen, die durch Laschen erzielt vrird, hergestellt worden ist, kann eine Anordnung einfach durch eine ziehharmonikaartige oder "zickzackförmige" Biegung der zusammenhängenden Abfolge erzielt werden.

Eine weitere Anordnung von mit Hohlfasern versehenen Rahmen gemäß der Erfindung sind in den Fig. 16 und 17 dargestellt.

Die Anordnung, die in Fig. 16 dargestellt ist, unterscheidet sich von der in Fig. 14 und 15 dargestellten durch eine zusätzliche Einfassung 17, die mit einer Dichtung 18 versehen ist. Diese Einfassung, die die Anordnung von Rahmen umgibt, ermöglicht das Einsetzen (und das Abdichten) dieser Anordnung in einer Vorrichtung zur Behandlung von Fluiden. Eine solche Vorrichtung ist in Zusammenhang mit Fig. 18 näher erläutert, v/o das auswechselbare zentrale Bauteil genau diese Anordnung, die in Figo 16 dargestellt ist, ist.

Eine solche Anordnung, wie sie in Fig. 16 dargestellt ist, kann wie die Anordnungen, die in den Fig. 14 und 15 dargestellt sind, erzielt v/erden; die Einfassung und die Dichtung v/erden vorzugsweise vor dem Aushärten des Harzes eingesetzt.

Obwohl die Anordnung von Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, insbesondere in Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 6 bis 8 erläutert wurden, können auch v/eitere Ausführungsformen einer solchen Anordnung von Rahmen gemäß der Erfindung getroffen werden. Rahmen, deren Hohlzasern geradlinig verlaufen (Fig. 1) können ebenfalls zusammen angeordnet werden, wobei der Grundrahmen in jeder beliebigen Ausführungsform verwendet v/erden kann, insbesondere in den Ausführungsformen, wie sie im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 4 beschrieben sind.

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In Fig. 17 ist eine Anordnung von Rahmen gezeigt, deren Ausführungsforin der in Fig. 1 dargestellten entspricht, aber eine Besonderheit darin aufweist, daß die Rahmen wechselweise in zwei Reihen angeordnet sind, wobei die Hohlfasern eine Reihe auf den Rahmen senkrecht zu den Hohlfasern der Rahmen der anderen Reihe sind. Bei einer anderen möglichen Anordnung verlaufen alle Hohlfasern parallel. Diese besondere Anordnung von Fig. 17 ermöglicht die Behandlung von mehr als zwei Fluiden auf einmal, und die Kreisläufe der Fluide, wie sie innerhalb der Anordnung verlaufen, sind durch Pfeile dargestellt.

Eine solche Anordnung (Fig. 17) ist insbesondere für Austauschvorgänge und vorzugsweise für die Dialyse vorgesehen. Diese Anordnung kann vorteilhafterweise und gleichzeitig mit Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, die kreuzweise angeordnet sind, in der Ausführungsform verwendet v/erden, deren Grundrahmen in ■ den Fig. 4 und 5 dargestellt sind.

Eine Vorrichtung zur Behandlung von Fluiden,in der eine Anordnung wie die in Fig. 17 gezeigte verwendet wird, weist somit drei Zonen auf, denen drei in der Vorrichtung zirkulierende Fluide zugeordnet sind. Die Zirkulation des der ersten Zone zugeordneten Fluids ist mit einem einfachen Pfeil dargestellt. Die erste Zone umfaßt das ganze Innere der Rahmen (das in der Mitte liegende Fenster) bis zum Äußeren der Hohlfasern.Das dieser Zone zugeordnete Fluid umströmt das Äußere aller Hohlfasern:bei der Hemodialyse handelt es sich dabei um das Dialysebad.

Alle Platten aus Harz und die Seiten der Rahmen bilden dichte Oberflächen, wobei die Oberflächen aus einem röhrenförmigen, hohlen Gebilde mit einem rechtwinkligen Querschnitt, vorzugsweise quadratischen Querschnitt bestehen, wobei das erste Fluid (einfacher Pfeil) innerhalb dieses röhrenförmigen Gebildes zirkuliert. Das Äußere dieses, hohlen, röhrenförmigen Gebildes ist wiederum in zwei Zonen, denen zwei weitere Fluide zugeordnet sind, uniüFteilt, wobei diese Fluide das Innere der Hohlfasern durchlr-uien. Eines dieser Fli3J.de, dessen Zirkulation mit einem Doppelpfeil dargestellt ist, zirkuliert in den Hohl fasern

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ORiQiNAL INSPECTED

einer ersten Reihe von Rahmen. Die andere Reihe von Rahmen, deren Hohlfasern senkrecht zu den Hohlfasern der ersten Reihe von Rahmen verlaufen, wird von einem Fluid durchströmt, dessen Zirkulation durch einen Dreifachpfeil dargestellt ist.

Wie schon erwähnt, stellen diese Anordnungen von Rahmen nur ein Bauteil der Vorrichtung zur Behandlung von Fluiden dar. Eine besondere Ausführungsform der Vorrichtung zur Behandlung von Fluiden ist in Fig. 18 gezeigt. Diese Vorrichtung weist U-förmig verlaufende Hohlfasern und Rahmen auf, die mit Hohlfasern versehen sind, wie sie in Zusammenhang mit den Fig. 6 "bis 8 erläutert sind. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine Vorrichtung zum Trennen (oder auch zum Mischen), wie z.B. bei der Ultrafiltration, bei der inversen Osmose und Gaspermeation. - -

Diese Vorrichtung weist ein Gehäuse 19 auf, in die mehrere Xdrei) Anordnungen von Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, eingesetzt sind, wobei diese Anordnungen mit Einfassungen 17 versehen sind, wie diesjTin der Fig. 16 dargestellt sind. In Fig. 18 sind zwei dieser Anordnung von Rahmen in ihrer in den Rahmen 19 eingesetzten Lage gezeigt, während die¹ dritte aus dem Gehäuse entfernt dargestellt ist. Die Einfassung 17 weist eine solche Form auf, daß die Anordnung passend in dem dafür vorgesehenen Raum in dem Gehäuse 19 eingefügt werden kann. Diese Räume sind durch Querträger 37 abgeteilt. Rippen 20 können das Gehäuse 19 verstärken. Weiterhin weist diese Vorrichtung einen Deckel 21 auf, der an die Vorderseite des Gehäuses 19 angepaßt ist. Der Deckel ist mit Bolzen versehen, die nicht dargestellt sind, die in die Bohrungen 22 eingesetzt werden, um den Deckel 21 in bezug zum Gehäuse 19 festzulegen.

Die zu behandelnde Flüssigkeit, oder allgemein ausgedrückt, das Fluid wird durch die Einlaßöffnung 23 eingeführt, umströmt die Fasern senkrecht zu den Hohlfasern, in einer Ebene zu den Rahmen

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1 und fließt quer durch die in der Mitte liegenden Fenster. Es tritt durch eine Öffnung, die ähnlich der Einlaßöffnung 23 ist, aus, die an der anderen Seite des Gehäuses 19 angeordnet ist. Das Permeat tritt aus dem Inneren der Hohlfasern über dem Vorderteil des Gehäuses aus. Der Deckel 21 bildet eine Kammer, die das Sammeln des Permeats der verschiedenen Fasern ermöglicht. Das Permeat tritt aus dieser Kammer durch die Kanäle 24 aus, die in dem Gehäuse 19 vorgesehen sind. Die verschiedenen Kanüle 24 sind mit einem gemeinsamen Sammelkanal durch die Bohrung 25" verbunden, aus der dieses Permeat austritt. Die näheren Einzelheiten in Zusammenhang mit den Öffnungen 23 und 25 in Verbindung mit den Verbindungsröhren sind nicht detailliert dargestellt.

Diese in Fig. 13 gezeigte Vorrichtung mit drei Anordnungen von Rahmen kann auch jede beliebige andere Anzahl von Anordnungen von Rahmen aufweisen, wobei ebenfalls jede Anordnung eine beliebige Anzahl und untereinander verschiedene Anzahl von Rahmen aufweisen kann.

Ebenfalls kann das Gehäuse mit Rippen mit Rippen versehen sein oder nicht; ebenfalls können auch verschiedene Ausbildungsformen

für die Anordnungen von Rahmen verwendet werden.

Die Verschließung des Gehäuses kann ebenfalls auf verschiedene Art und Weise erfolgen, wobei die Bolzen, die hier erwähnt sind, nur beispielhaft aufgeführt sind.

Wie vorher erwähnt, kann eine solche Vorrichtung mit einem Behälter versehen sein, der in einer dichtenden Verbindung mit der oder den Oberflächen, die durch die Platten gebildet werden, steht. In Fig. 18 wird dieser Behälter durch das Gehäuse 19 mit dem Deckel 21 gebildet, und die Dichtheit wird durch die Dichtungen 18 in Hohe der Einfassung 17 gebildet, wobei diese Dichtung nicht sichtbar ist und sich über die Querträger 37 des Gehäuses 19 und über das Gehäuse selbst erstreckt.

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Entsprechend der Funktion können die Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, und die. Art und Weise von Anordnungen von Rahmen ausgewählt werden, wobei verschiedene Bauformen der Vorrichtung zur Behandlung von Fluiden erzielt werden und entsprechend den Anforderungen ausgebildet sein können, sind jedoch die oben erwähnten, besonderen Einzelheiten immer vorhanden. Auf jeden Fall muß"jede der Kreisläufe von Fluiden, wobei die eine quer durch die in der Mitte liegenden . Fenster zu dem Äußeren der Hohlfasern verläuft, und die andere durch das Innere der Hohlfasern verläuft, gegeneinander abgedichtet werden. Die zuletzt erwähnten Fluide, die durch das Innere der Hohlfasern führen, können entsprechend ihrer Verwendungsform durch die Fasern von einem Ende zum anderen zirkulieren, können einfach (wie bei Permeaten) von dem Inneren der Faser zu den äußeren Abschnitten der Rückgewinnung ausfließen (Trennungsvorgang)., können aber auch in das Innere der Hohlfasern eindringen (HischungsVorgang) .

Eine weitere Vorrichtung zur Behandlung von Fluiden ist in

Fig. 19 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Diese Vorrichtung weist eine Anordnung von Rahmen der Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind, auf, d.h. eine Anordnung aus Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, wobei die Hohlfasern geradlinig verlaufen und an beiden Enden geöffnet sind. Diese Vorrichtung ist insbesondere für Behandlungsarten von Fluiden vorgesehen, die zwei Zirkulationen von verschiedenen Flui^in (Austauschvorgang) aufweisen» Die Zirkulationen der beiden. Fluide sind mit Pfeilen dargestellt, wobei der einfache Pfeil für das Fluid verwendet wird, das die Hohlfasern von außen umströmt (d.h. das Fluid, das durch die in der Mitte befindlichen Fenster der Rahmen hindurchtritt). Das Fluid, das das Innere der Hohlfasern durchlauft,und dessen Zirkulation sind mit einem Doppelpfeil dargestellt.

Diese Vorrichtung weist ein Gehäuse 26, das an beiden gegenüber-

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liegenden Seiten geöffnet ist und die Anordnungen von Rahmen enthält, auf. Zwei Deckel 21 und 21' sowie der Flansch 27 dienen zum Verschließen des Gehäuses. Zwei Anordnungen von Rahmen sind in ihrer eingebauten Lage im Gehäuse dargestellt, die dritte ist aus dem Gehäuse entfernt dargestellt.

Wie bei Fig. 18 sind die Anordnungen von Rahmen austauschbar. Aber im Gegensatz zu Fig. 18 können die Anordnungen aus ihrem entsprechenden Raum durch das Vorderteil der Vorrichtung entnommen werden. Wie in Fig. 19 dargestellt, gleiten,, wenn zwei Einfassungen 17 und 1-7' vorgesehen sind, die Anordnungen "des "Rahmens in Führungen an der Seite des Gehäuses.

Die-Anordnungen von Rahmen sind mit zwei Einfassungen 17 und 17' versehen, da die Hohlfasern an zwei gegenüberliegenden Seiten der Rahmen offen sind. Die Dichtungen 33 und 33' sind an den Deckeln 21 und 21· vorgesehen, um die Dichtung sicherzustellen. Diese Dichtungen 33 und 33' sind an einem rechteckförmigen Rahmen, der durch zv/ei Querträger gebildet wird, so daß' diese Dichtungen über der Außenseite der Anordnungen von Rahmen verlaufen und insbesondere sich über die verschiedenen Einfassungen 17 und 17' erstrecken. Die Abdichtung zwischen den beiden Kreisläufen von Fluiden wird weiterhin durch den Druck der beiden Deckel 21 und 21' auf das Gehäuse 25 durch die dazwischen liegenden Dichtungen 33 und 33' erzielt; die Abdichtung an den Enden der Vorrichtung wird durch einen schulterförmigen Abschnitt3S erzieLt,der zusammen mit dem Flansch 27 ausgebildet ist, wobei der Flansch über der Anordnung von Rr.hi.ien mit einer Dichtung 34 versehen ist, durch die eine Abdichtung zwischen der Kante des Flansches 27 und dem Gehäuse 25 erzielt wird, '.,ie in Fig. 18 ist dieses Gehäuse rait UoIzan versehen, die nichc dargestellt sind, die in die Bohrungen 22 sowohl de-r Deckel 21 und 21^! als auch des Flanscbas ?'I eingesetzt sind.

Oas Fluid, dos das ^u"jer3 eier Hohlfsssrn umströmt, tritt somit

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durch die Einlaßöffnung 2j? ein, durchläuft die verschiedenen in der Mitte liegenden Fenster der Rahmen, die mit Hohlfasern versehen sind, und tritt durch die Auslaßöffnung 28 des Fluids aus. Das Fluid, das im Innern der Hohlfasern zirkuliert, tritt durch die Öffnung 29 in eine nicht sichtbare Röhre ein, die in dem Gehäuse 26 vorgesehen ist. Daraufhin tritt dieses Fluid durch die Vertiefungen 30 in die Rückgewinnungskammern 31 des Fluids ein. Diese Kammern 31 sind in dem Deckel 21'" angeordnet. Somit kann das Fluid das Innere der Hohlfasern durchströmen und folgt daraufhin einem Weg, der dem in Fig. 18 gezeigten entspricht: Durchfluß durch die Kanäle 24 und Austritt durch die Öffnung 25.

Bei der Ausführungsform der Vorrichtung, die in Fig. 19 dargestellt ist, ist wie bei den vorher geführten Ausführungsformen ein Behälter in abdichtender Verbindung mit der oder den dichten Oberflächen, die durch die Platten aus Harz gebildet werden, vorgesehen: dieser Behälter \<d.rd durch die Anordnung des Gehäuses 26 und der beiden Deckel 21 und 21' gebildet.

Anhand der Fig. 18 und 19 wurden besondere Ausführungsformen der Vorrichtungen, die die mit Hohlfasern versehenen Rahmen gemäß der Erfindung enthalten, beschrieben. Hit Hilfe der einzelnen beschriebenen Bauteile können auf einfache Art und Weise weitere Ausführungsformen der Vorrichtungen gebildet werden, wobei dazu weitere Anordnungen von Rahmen, die den in Fig. 17 gezeigten Anordnungen ähnlich sind, verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Rahmen mit offenen Hohlfasern, insbesondere für Vorrichtungen zur Behandlung von Fluiden verwendbar, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von in Lagen angeordneten Hohlfasern, die wenigstens an einem ihrer Enden geöffnet sind, durch einen Grundrahmen mit einem in der Mitte befindlichen Fenster, das von Kanten umgeben ist, wobei ein Längsabschnitt der Kanten dünner profiliert ist,und wobei daducch der Grundrahmen wenigstens eine Aussparung aufweist, durch wenigstens eine Platte aus Harz, die die Aussparung ('en) des" Grundrahmens ausfüllt und in der die offenen Enden der Hohlfasern eingebettet sind,

2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Grundrahmens massiv sind.

3. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Kanten des Grundrahmens und der Platten aus Harz so ausgebildet sind, daß die Rahmen stapelbar sind und aneinander^: dicht anliegen.

4. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundrahmen vieleckförmig ist.

5. Rahmen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen rechteckig oder quadratisch ist.

o. Rahmen nach Anspruch 4 oder 5> dadurch gekennzeichnet, daß der G-rundrahnen an zvei gegenüberliegenden oeiton z./ei danner profilierte Abschnitte aufweist, wobei durch diese

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beiden dünner profilierten Abschnitte vier Aussparungen gebildet werden, die von vier Platten aus Harz ausgefüllt sind, wobei die Hohlfasern ungefähr geradlinig und parallel verlaufen und an beiden Enden geöffnet sind, und wobei sich die Hohlfasern von einer Platte an einer Seite des Grundrahmens zu der Platte, die gegenüber über der Gegenseite des Grundrahmens angeordnet ist, erstreckt.

7. Rahmen nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundrahmen 2 p-Seiten aufweist, wobei .jede dieser Seiten dünner profiliert ist, so daß 4 p-Aussparungen gebildet werden, die durch 4 p-Platten aus Harz

,ausgefüllt sind, daß die Hohlfasern ungefähr geradlinig und parallel verlaufen, an ihren beiden j^nden geöffnet sind und sich von einer Platte an einer Seite des Grundrahmens zu der Platte erstrecken, die gegenüber über der Gegenseite des Grundrahmens angeordnet ist.

8. Rahmen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite des Grundrahmens dünner profiliert ist, wodurch zwei Aussparungen gebildet werden, die von zx^ei Platten aus Harz ausgefüllt sind, daß die Hohlfasern an ihren beiden Enden geöffnet sind und ungefähr U-förmig verlaufen und sich von einer der beiden Platten- aus Harz zur anderen erstrecken, wobei die Kante des Rahmens, die der Kante gegenüberliegt, an der die beiden Platten aus Harz angebraf|rt sind, von den Hohlfasern umgeben wird.

9. Rahmen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grunör?iraan wenigstens eine dünner proxili3rt2 Seite aufweist und mit einer Versetzung nscli innen an der Kante versehen ist, die an der Gegenseite der mit den beiden Platten aus Harz versehenen Seite angeordnet sind.

10. Rahmen nach einen der Ansprüche 4 oier 5, dadurch gekenn-

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zeichnet,daß zwei gegenüberliegende Seiten des Grundrahmens je einen dünner profilierten Abschnitt aufweist, wobei dadurch je eine einzige Aussparung gebildet wird, daß die beiden Aussparungen durch zwei Platten aus Harz ausgefüllt sind, daß die Hohlfasern an ihren beiden Enden geöffnet sind und sich von einer Platte zur "anderen erstrecken.

11. Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in der Mitte liegenden Fenster ein durchbrochenes Element angeordnet ist, wie z.B. ein Gitter.

12. Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfasern die Form eines Gewebes auf-

- weist..

13. Anordnung mit Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rannen fest miteinander verbunden sind.

14. Anordnung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aller Prahmen ungefähr parallel zueinander verlaufen.

15. Anordnung nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen in zwei Folgen angeordnet sind, wobei die Hohlfasern einer Folge von Rahmen untereinander parallel sind und senkrecht zu den Hohlfasern der anderen Folge von Rahmen angeordnet sind.

16. Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, da3 eine Einfassung die Rahmen in Höhe der Platten aus Harz umgibt, und daß eine Dichtuns an dieser Einfassung vorgesehen sein kann.

17. Rahmen für die Herstellung des Rahmens nach einera der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grunarah-"

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men vorgesehen ist, und daß wenigstens eine Wicklung von Hohlfasern um wenigstens zwei gegenüberliegende Seiten vorgesehen ist.

18. Rahmen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des Grundrahmens, über die die Hohlfasern gewickelt sind, die Seiten sind, die dünner profiliert und versetzt angeordnet sein können.

19. Verfahren zur Herstellung des Rahmens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundrahmen nach einem der Ansprüche 17 oder 18 einer Leimung mit Hilfe eines Harzes an wenigstens einer der Seiten unter-

' zogen wird, die die Wicklung von Hohlfasern trägt, daß dann das einmal gehärtete Harz so abgetrennt wird, daß Platten aus Harz gebildet werden, und daß die Hohlfasern geöffnet sind.

20. Verfahren zur Herstellung des Rahmens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfasern um eine Mehrzahl von Grundrahmen, die an den . Seiten einer sich drehenden, vieleckigen Stütze so angeordnet sind, daß ein Strang in allen Grundrahmen auf der Stütze zu liegen kommt, gewickelt werden, daß die Hohlfasern auf den Grundrahmen miteinander in den Aussparungen, die durch die dünner profilierten Seiten des G/ruiidraiiwens gebildet werden,verleimt werden, wobei dieser Vorgang der " Verleimung gleichzeitig mit oder nach dem zuerst beschriebenen Schritt durchgeführt wird, und daß schließlich die Hohlfasern abgetrennt werden.

21. Verfahren zur Herstellung der Anordnungen nach einem der Ansnrüche 13 bis 16, dadurch geke:.iiizaichnet, da3.eine iOiordnung von Rohzien nach einem der Ansprüche 17 oder 13 einer Leimung mit Hilfe eines Harzes an wenigstens einer

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der Seiten der Anordnung unterzogen wird, daß dann dieses einmal ausgehärtete Harz so abgetrennt wird, daß die Platten aus Harz gebildet werden, und daß die Hohlfasern geöffnet werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21_;zur Herstellung einer Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmen vor dem Aushärten der Verleimung aus Harz mit einer Einfassung umgeben werden.

23. Verfahren zur Herstellung des Rahmens nach einem der Ansprüche 17 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folge von Grundrahmen Seite an Seite aneinanderliegend quer durch ein sich drehendes Rad geführt werden, wobei eine oder mehrere Hohlfasern um diese Grundrahmen gewickelt werden.

24. Vorrichtung, insbesondere für die Behandlung von Fluiden geeignet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung von Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgesehen ist, deren' Platten aus Harz wenigstens eine dichte Oberfläche aufweisen, die die Zone in Verbindung mit dem Äußeren der Hohlfasern und die Zone in Verbindung mit dem Inneren der Hohlfasern voneinander trennt, wobei die Vorrichtung außerdem einen Behälter aufweist,der dicht an der oder den durch die Platten gebildeten dichten Oberflächen anschließt,daß die Bewegung von wenigstens zwei Fluiden teils durch die in der Mitte liegenden Fenster des. Rahmens und teils durch die Hohlfasern ermöglicht wird, wobei der Behälter Zuführeinrichtungen und/oder Auslaßeinrichtungen für die Fluide aufweist, die " die Zone in Verbindung mit dem Äußeren der Hohlfasern durchströmai, und wobei Zufuhreinrichtungen und Auslaßeinrichtun^sn für die Fluide vorgesehen sind, Ii3 die Zone in Verbindung mit dem Inneren der Hohlfaser^, passieren, wobei diese Zone in Verbindung mit dem Invisren der Hohlfassrn selbst nochr.ial in wenigstens zwei Zonen uivc^r-

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teilt v/erden kann, -wobei jede einen Abschnitt der Hohlfasern versorgt, und wobei jede mit Zufuhreinrichtungen und Auslaßeinrichtungen für die Fluide versehen ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter■durch ein Gehäuse und wenigstens einen Deckel gebildet wird, und daß die Rahmen wenigstens aus einer austauschbaren Anordnung nach Anspruch 16 besteht.

26. Rahmen, Anordnung von Rahmen oder .Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese für die inverse Osmosi? für die Ultrafiltration , Gaspermeation, direkte Osmose, Dialyse,

. Hemodialyse, künstliche Niere, Gas-Gas- oder Gas-Flüssigkeit-Austausch oder Wärmeaustausch verwendbar sind.

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