DE2557207C3

DE2557207C3 - Vorrichtung zum Zusammenhalten von Membranen für ein Gerät mit ebenen, semipermeablen Membranen

Info

Publication number: DE2557207C3
Application number: DE2557207A
Authority: DE
Inventors: Robert Vienne Bardin; Hubert Villeurbanne Leymarie
Original assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Current assignee: Gambro Industries SAS
Priority date: 1974-12-18
Filing date: 1975-12-18
Publication date: 1978-09-07
Also published as: FI753562A; LU74035A1; FR2294731B1; BE836759A; GB1534695A; DE2557207B2; IT1054688B; JPS5543364B2; DK574475A; CH597890A5; NL7514032A; US4133764A; SE405319B; DE2557207A1; SE7514307L; JPS5192786A; SU648056A3; FR2294731A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zusam-

menhalten von Membranen für ein Gerät mit ebenen, semipermeablen Membranen, wie einen Austauscher oder Abscheider. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Geräte, die im medizinischen Bereich verwandt werden, wie Hämodialysegeräte oder Blutsauerstoffan reicherungsgeräte.

Austausch- und Trennvorrichtungen mit ebenen Membranen, die im folgenden durch den allgemeinen Ausdruck »Geräteeinheit« bezeichnet werden, bestehen gewöhnlich aus übereinandergeschichteten Membranen und Zwischenplatten, die im Innern einer Haltevorrichtung zusammengedrückt werden. Diese Vorrichtung wird im allgemeinen von zwei Andruckplatten, die im folgenden mit oberer und unterer Andrückplatte bezeichnet werden, gebildet und die durch eine Reihe von Bolzen oder durch genietete Zugbolzen sowie zusätzlich durch verstellbare oder nicht verstellbare Klemmbügel verbunden sind. Im allgemeinen ist die Dicke der Schichtung von einer Geräteeinheit zur anderen nicht gleich groß.

jo Die Haltevorrichtungen mit Bolzen, genieteten Zugbolzen oder verstellbaren Klemmbügeln sind im allgemeinen gut geeignet, ihre Herstellung ist jedoch sehr arbeitsintensiv und kostspielig. Der Anfangsdruck der Halterung mit Bolzen oder verstellbaren Klemmbü geln kann sich im Augenblick der Verwendung des Gerätes gelöst oder geändert haben, was entweder eine Beeinträchtigung der Dichtheit oder im Gegensatz dazu zu einer schädlichen Verformung der Austauschbereiche führen kann, was folglich zu einem Brechen einzelner Bauteile der Geräteeinheit durch die übermäßigen auftretenden Spannungen führen kann. Die für eine spezielle Anlage erforderlichen Vernietungen einerseits und die Tatsache, daß Füllstoffe, im allgemeinen Glasfasern, im Material enthalten sind, aus dem die Zugbolzen bestehen, können zu einem Verschleiß des Formwerkzeuges für den Nietkopf führen.

Die herkömmlichen Haltevorrichtungen mit nicht verstellbaren Klemmbügeln sind ebenfalls im allgemei nen gut geeignet, sie bieten jedoch nicht die

Möglichkeit, die Druckbeanspruchung auf die Dicke der Schichtung aus Membranen und Zwischenplatten

einzustellen.

Es ist das Ziel der Erfindung, eine praktische und

absolut betriebssichere Haltevorrichtung für eine Geräteeinheit mit ebenen Membranen zu liefern, bei der die Nachteile der bekannten Vorrichtungen beseitigt sind und die einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll sich die feste Halterung der Bauelemente der Geräteeinheit nicht zu unpassender Zeit lösen und soll andererseits eine feste Halterung der Schichtung unter dem gleichen Druck bei verschiedenen Geräteeinheiten sichergestellt sein.

»>■> Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zusammenhalten von Membranen für eine Austausch- und Abscheidevorrichtung mit semipermeablen Membranen, die einen Stapel aus Membranen und Zwischenplat-

ten aufweist, die zwischen zwei starren Andruckplatten angeordnet und festgehalten sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckplatten durch eine Aufhängung miteinander verbunden sind, die wenigstens ein Halteelement und wenigstens eine Öffnung aufweist, wobei das Halteelement in die entsprechende öffnung eingeführt werden kann und parallel zur Membranebene in der Öffnung verschiebbar ist, und wobei das Auflager zwischen dem Halteelement und der öffnung auf wenigstens einer zur Membranebene geneigt ι ο verlaufenden Fläche an wenigstens einer Stelle gebildet ist, die einem bestimmten Wert der Druckbeanspruchung zwischen den verschiedenen Elementen entspricht, die den Stapel bilden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen is Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert

F i g. 1 zeigt die vollständige Außenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 zeigt eine Teilschnittansicht längs der Ebene IMI des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels,

Fig.3 zeigt eine Schnittansicht längs der Ebene HI-IIl der Anordnung zwischen dem Halteelement und der öffnung des in F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels,

Fig.4 zeigt eine Teilschnittnansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig.5 und 6 zeigen Schnittansichten längs einer Ebene, die der Darstellng in F i g. 3 entspricht, von zwei verschiedenen Ausführungsformen der Anordnung zwischen dem Halteelement und der öffnung,

F i g. 7 zeigt eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels,

Fig.8 zeigt eine Teilschnittansicht eines vierten Ausführungsbeispiels,

Fig.9 zeigt eine vollständige Außenansicht eines fünften Ausführungsbeispiels,

F i g. 10 zeigt eine teilweise geschnittene vollständige Außenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels,

F i g. 11 zeigt eine Teilschnittansicht längs der Ebene XI-XI des in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiels.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Geräteeinheit besteht aus einem Stapel 1 aus Membranen und Zwischenplatten, die im Inneren eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 2 festgehalten sind.

Die Halterung 2 besteht aus zwei starren Andruckplatten 3 und 4, deren Aufhängung von vier Seitenplatten 5, 6, 7 und 8 gebildet ist Die Seitenplatten sind so so ausgebildet, daß sie mit den starren Andruckplatten 3 und 4 verriegelt werden können.

Im folgenden kann unter dem Ausdruck »Stapel«, der eine Anordnung bezeichnet, die aus übereinander angeordneten, vorher zugeschnittenen Zwischenplatten und Membranen besteht, auch eine Anordnung verstanden werden, die von Zwischenplatten gebildet wird, zwischen die Falten einer beispielsweise zickzackförmig gefalteten Membran eingesetzt sind. Der Ausdruck »Stapel« kann auch eine Anordnung bezeichnen, die von wenigstens einer, beispielsweise zickzackförmig gefalteten Membran gebildet wird, die fest mit ihrem Träger verbunden ist.

Mit dem Ausdruck »öffnung« ist eine Aussparung bezeichnet, die sich entweder in den starren Andruck- (>·". platten oder den Seitenplatten befindet, die zur Verriegelung der Geräteeinheit beitragen.

Als »Halteelement« ist ein entweder an einer starren

Andrückplatte oder an einer Seitenplatte fest angebrachtes Element bezeichnet, das in die öffnung eindringen kann, um die Seitenplatte mit der Andruckplatte fest zu verriegeln.

Eine vorzugsweise mit parallelen Zähnen versehene Oberfläche ist mit »Zahnleiste« bezeichnet

Mit »Membranebene« ist irgendeine der zu den Membranen, den Zwischenplatten und der oberen und unteren Andruckplatte parallel liegenden Ebenen bezeichnet

Der Ausdruck »Abschrägung« bezeichnet eine Oberfläche, die bezüglich der Membranebene schräg verläuft und auf der die Beanspruchung der festen Halterung, die auf dem Stapel liegt verteilt ist

Die starren Andruckplatten 3 und 4 können an ihrem Außenrand mit wenigstens einem Halteelement, beispielsweise dem Halteelement 11,12,13,14... versehen sein, und die Seitenplatten können wenigstens eine öffnung, beispielsweise die öffnung 15, 16, 17, 18... aufweisen, die in ihrer Anzahl vorzugsweise der Anzahl der Halteelemente entsprechen.

Wie es im einzelnen in F i g. 2 dargestellt ist trägt die Anordnung des Halteelementes 14 am Rand der Halteplatte 4 und der öfnung 18 in der Seitenplatte 5 zur Verriegelung der Andruckplatte 4 mit der Seitenplatte 5 und die Anordnung des Halteelementes 12 am Rand der Andruckplatte 3 und der öffnung 16 in der Seitenplatte 5 zur Verriegelung der Seitenplatte 5 mit der Andruckplatte 3 bei.

Wie es im einzelnen in den F i g. 2 und 3 dargestellt ist haben das Halteelement 12 und die öffnung 16 im Querschnitt längs einer Ebene senkrecht zu den Andruckplatten 3 und 4 die allgemeine Form eines rechtwinkligen Trapezes, dessen Basis und dessen Höhe jeweils senkrecht und parallel zur Membranebene verlaufen. Die Seite 20 des rechtwinkligen Trapezes, das die öffnung 16 repräsentiert, und die Seite 21 des rechtwinkligen Trapezes, das das Halteelement 12 repräsentiert sind im zusammengesetzten Zustand etwas bezüglich der Membranebene geneigt wobei die Seite 21 mit einem Teil der Seite 20 zusammenfällt Die Seiten 20 und 21 sind in der Schnittansicht längs der Ebene HI-III die Zeichenlinien der zwei Rächen 20, 21, die im allgemeinen eben und schräg verlaufen, wobei die Fläche 20 zur öffnung und die Fläche 21 zum Halteelement gehört, und deren gemeinsamer Abschnitt in der Schnittansicht in F i g. 2 mit 22 bezeichnet ist Die schräg verlaufenden Flächen sind die Abschrägungen, wobei die Abschrägungen des Halteelementes 12 teilweise mit der Abschrägung der öffnung 16 zusammenfällt

Die Abschrägungen haben keine glatt aussehende Oberfläche, sondern zeigen eine gezahnte Oberfläche, deren Zähne eine Fläche, beispielsweise die Fläche 23, die schräg zur Richtung der Abschrägung verläuft und eine weitere Fläche, beispielsweise die Fläche 24, aufweisen, die genau senkrecht zur Membranebene verläuft

Darüber hinaus können die geneigten Flächen auch von der Außenseite der Geräteeinheit zur Innenseite hin schräg verlaufen, so daß sich eine Verjüngung bildet

Die Abschrägungen der öffnungen und der Halteelemente im Verriegelungsbereich zwischen der Seitenplatte 5 und der Andruckplatte 3 verlaufen alle unter dem gleichen Winkel schräg zur Membranebene, und auch die Abschrägungen der öffnungen und Halteelemente im Verriegelungsbereich zwischen der Seitenplatte 5 und der Andruckplatte 4 verlaufen alle unter

dem gleichen Winkel schräg zur Membranebene. Die Abschrägungen, die sich im Verriegelungsbereich mit der Andruckplatte 3 befinden, und die Abschrägungen, die sich im Verriegelungsbereich mit der Platte 4 befinden, verlaufen derart schräg, daß eine Feineinstellung der Andruckplatten 3 und 4 und somit des Halterungsdruckes auf den Stapel 1 möglich ist Wie es in F i g. 1 dargestellt ist, verlaufen die Abschrägungen vorzugsweise symmetrisch bezüglich einer zu den Andruckplatten 3 und 4 parallel verlaufenden Ebene.

Die Abschrägungen der öfnungen in zwei nebeneinander liegenden Platten, die eine Verriegelung mit derselben Andruckplatte ermöglichen, können in derselben Richtung schräg verlaufen, so daß die Verriegelung der Geräteeinheit durch eine seitliche Verschiebung der beiden Seitenplatten in dieselbe Richtung in Hinblick auf die Geräteeinheit erfolgen kann.

Vorzugsweise verlaufen die Abschrägungen der Verriegelungsbereiche in zwei nebeneinander liegenden Platten, beispielsweise den Platten 5 und 8, schräg in entgegengesetzter Richtung zu einer Andruckplatte und zueinander, so daß die Verriegelung der Geräteeinheit durch eine seitliche Verschiebung der beiden Seitenplatten in entgegengesetzte Richtung erfolgt Wie es in F i g. 1 dargestellt ist, sind die Abschrägungen vorzugsweise derart geneigt, daß die feste Halterung und Verriegelung der Geräteeinheit durch eine Feineinstellung der Seitenplatten möglich ist

Die öffnungen und die Halteelemente in derselben Seitenplatte sind vorzugsweise identisch und zueinander ausgerichtet

Die starren Andruckplatten können eventuell über ihren gesamten Umfang mit Haiteelementen versehen sein, und die Geräteeinheit kann an allen Seitenflächen Seitenpiatten aufweisen, die mit den zwei starren Andruckplatten verriegelt sind.

Die allgemeine Form der Halteelemente und der öffnungen kann irgendeine einfache geometrische Form mit einer schräg verlaufenden Fläche, der Abschrägung, bezüglich der Membranebene und der Ebene der Zwischenplatten sein. Die öffnungen können beispielsweise dreieckig sein und die Halteelemente trapezförmig, wobei jedoch die Abmessungen so gewählt sein müssen, daß die Halteelemente in den öffnungen verschiebbar sind und ihre Abschrägungen jeweils miteinander in Berührung bleiben.

Die Abschrägungen können unter einem Winkel zwischen 1° und 30° bezüglich der Membranebene schräg verlaufen. Ein Winkel unterhalb von 1° ergibt keine ausreichende Größe des Verstellbereiches, und ein Winkel über 30° ist in Anbetracht der Genauigkeit mit der die Herstellung der verschiedenen Elemente, aus denen der Stapel besteht, erfolgt, nicht erforderlich. Die Abschrägungen sind vorzugsweise in einem Winkel zwischen 3° und 20° geneigt

Die Abschrägungen müssen nicht im allgemeinen eben verlaufen, sie können auch Teile einer Zylinderfläche mit einem konstanten Krümmungsradius sein, die symmetrisch zu einer zu den Andruckplatten 3 und 4 parallelen Ebene verlaufen, wobei ihre Aushöhlung oder ihre Wölbung auf die Symmetrieebene zugewandt sein kann.

Wenigstens eine Oberfläche der Abschrägungen der Halteelemente und der öffnungen, und vorzugsweise alle Oberflächen der Abschrägungen können mit Unebenheiten versehen sein. Sie können beispielsweise gerändelt gerillt gekörnt, gezahnt, genutet gezackt und wellenförmig ausgebildet sein. Vorzugsweise zeigt di Oberfläche der Abschrägungen die Form einer Zahnlei ste mit unsymmetrischen Zähnen, die eine Verschiebung der Seitenplatten in eine Richtung erlauben und ein Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung sper ren. Die unsymmetrischen Zähne ermöglichen somit ei Zusammendrücken des Stapels mit Hilfe der Andruck platten, während sie sich einem Lösen des Andrucke: widersetzen.

ίο Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht au: zwei starrren Andruckplatten, die an ihren gegenüberliegenden Seiten mit Halteelementen versehen sind Vier mit öffnungen versehene Seitenplatten verbinden die zwei Andruckplatten, so daß der Stapel fest zusammengedrückt gehalten wird.

Die Anzahl der Seitenpiatten kann zwischen 2 und 3C liegen, vorzugsweise liegt sie zwischen 2 und 20. Die Anzahl der Seitenplatten und ihre Abmessungen sollten vorzugsweise den Abmessungen der Geräteeinheil entsprechend gewählt sein.

Die Seitenplatten und/oder die starren Andruckplatten können vorzugsweise mit weiteren öffnungen beispielsweise den öffnungen 9 und 10, versehen sein die zum Durchführen von Verbindungsleitungen de

Geräteeinheit zu verschiedenen Kreisläufen dienen.

Der Zusammenbau der verschiedenen Bauteile dei Geräteeinheit kann auf die folgende Weise erfolgen Auf der unteren Andruckplatte wird der Stapel de Platten und Membranen angeordnet und mit de oberen Andruckplatte bedeckt

Die auf diese Weise gebildete Anordnung wire zwischen die Klemmbacken einer nicht dargestellter Presse gebracht und die Anordnung wird einer se großen Beanspruchung unterworfen, daß der resultie rende Druck zwischen den verschiedenen Elementen die den Stapel bilden, ausreichend ist um die Dichtigkeii sicherzustellen und um die Bauelemente der Baueinheil nur mäßigen Beanspruchungen zu unterwerfen. Die Baueinheit erreicht nun eine ihr eigene Dicke zwischer den Andruckplatten, die leicht von einer Baueinheit zi einer anderen variieren kann.

Eine Seitenplatte wird derart angeordnet, daß sich die öffnungen den Halteelementen der unteren und oberer Andruckplatte gegenüber befinden. Anschließend wer

den die Halteelemente mit den öffnungen in Eingrif: gebracht und wird die Seitenplatte seitlich bezüglich de; Stapels verschoben, bis die Abschrägungen dei öffnungen der Seitenplatten mit den Abschrägunger der Halteelemente an den Andruckplatten in Berührung kommen.

Dieser Arbeitsgang wird für jede der drei anderer Seitenplatten wiederholt Die Beanspruchung durch die Presse wird anschließend gelöst Die Zähne auf der Abschrägungen der Halteelemente nehmen dann du Zwischenräume ein, die sich zwischen den Zähnen dei Abschrägungen der öffnungen befinden. Die Asymme trie der Zähne verhindert jede seitliche Bewegung dei Abschrägungen der öffnungen bezüglich der Abschrä gungen der Halteelemente, die zu einem Lösen de

M) festen Halterung der Schichtung führen würde. Dii Presse wird von der Baueinheit gelöst die anschließen! im verriegelten Zustand verbleibt

Sobald die Wirkung der Presse aufhört, sind dii Seitenplatten einer Zugbeanspruchung unterworfen, dii

us elastisch die aus dem Zusammendrücken der Element des Stapels resultierende Beanspruchung ausgleicht Dii Seitenpiatten dehnen sich nun geringfügig, und dii Dicke der Baueinheit weicht genau gleichmäßig von de

ihr eigenen Dicke ab. Das hat zur Folge, daß die inneren Abteilungen Abmessungen erhalten, die vorher genau untersucht wurden und die für einen wirkungsvollen Austausch und für einen guten Transport quer durch die Membranen erforderlich sind. Es ist festzustellen, daß diese Eigenschaften über eine lange Zeitspanne erhalten bleiben.

Die Haltevorrichtung kann in der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Weise ausgebildet sein, die Abschrägungen müssen jedoch nicht sichtbare Unebenheiten tragen. Die Seitenplatten können auch durch die Reibung zwischen den Oberflächen der Abschrägungen der Halteelemente und den Oberflächen der Abschrägungen der öffnungen in ihrer Lage gehalten werden. Gegebenenfalls kann eine Klebstoffschicht auf der einen und/oder der anderen Abschrägung vorgesehen sein. Der Zusammenbau einer derartigen Vorrichtung ist dem Zusammenbau der im Vorhergehenden beschriebenen Vorrichtung analog.

Die Haltevorrichtung kann auch zwei Andruckplatten aufweisen, die an ihrem Umfang vertiefte Sitze aufweisen, die eine schräg verlaufende Oberfläche haben. Diese Vertiefungen können in der Art der oben beschriebenen öffnungen ausgebildet sein. Die Seitenplatten tragen dann auf ihrer im Inneren der Geräteeinheit befindlichen Fläche vorspringende Halteelemente. Diese Halteelemente ähneln den im Vorhergehenden beschriebenen Halteelementen und entsprechen den vertieften Sitzen in den Andruckplatten. Der Zusammenbau einer derartigen Vorrichtung ist dem oben beschriebenen Zusammenbau analog.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.4 in einer Schnittansicht dargestellt, die der Schnittansicht in F i g. 2 entspricht Die Andruckplatlen 3 und 4 tragen an ihrem Umfang bei diesem Ausführungsbeispiel Halteelemente 12 und 14, während die Seitenplatten, beispielsweise die Platte 5, öffnungen, beispielsweise die öffnung 25, aufweisen, die Abschrägungen miteinander verbinden, die das Halteelement 12 der Andruckplatte 3 und das Halteelement 14 der Andruckplatte 4 tragen.

Die öffnung 25 kann möglicherweise zur Geräteaußenseite durch eine Einlage, beispielsweise eine Fasereinlage 26, verschlossen sein, die die Festigkeit und Starrheit der Seitenplatte 5 erhöht und gleichzeitig für ein ansprechendes Aussehen der Geräteeinheit nach dem Zusammenbau sorgt. Der Zusammenbau einer derartigen Vorrichtung ist dem Zusammenbau der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung analog.

Eine andere Verwirklichung der Anordnung zwischen einem Halteelement und einer öffnung ist in Fig.5 dargestellt. Das von der oberen Andruckplatte 3 getragene Halteelement 12 entspricht den in den F i g. 1, 2 und 3 dargestellten Halteelementen. Die öffnung 16 in der Seitenplatte 5 ist genau rechtwinklig und ihre Fläche 44 liegt genau parallel zur Membranebene und trägt einen in Richtung auf die Abschrägung 21 der Halterung 12 verlaufenden Zahn 43. Die Abschrägung 21 dos Halteelementes und der Zahn 43 sorgen für ein sicheres Auflager zwischen dem Halteelement und der öffnung.

Eine andere Möglichkeit der Verwirklichung der Anordnung zwischen einem Halteelement und einer öffnung ist in F i g. 6 dargestellt Die Abschrägung 20 ist in der Öffnung 16 vorgesehen, und das Halteelement 12 ist im Querschnitt genau rechtwinklig und weist auf seiner Fläche 46 einen zur Abschrägung 20 vorragenden Zahn 45 auf.

Vorzugsweise sind die oben beschriebenen Varianten der Verwirklichung der Anordnung zwischen den Halteelementen und den öffnungen, die sich in den Verricgelungsbereichen mit den Andruckplatten 3 und 4 befinden, symmetrisch bezüglich einer parallel zu den Andruckplatten 3 und 4 verlaufenden Ebene angeordnet.

Die in F i g. 7 im Querschnitt dargestellte Vorrichtung weist eine obere Andruckplatte 3, die mit Halteelementen versehen ist, die eine eine Zahnleiste tragende

ίο Abschrägung 22 aufweisen, eine untere Andruckplatte 4, die mit zwei Gleitflächen 27 und 20 versehen ist, und zwei Seitenplatten 5 und 7 auf. Die Seitenplatten sind mit Aussparungen, die eine schräg verlaufende Zahnleiste im Verriegelungsbereich mit der oberen Andruckplatte 3 aufweisen, und im Bereich der Verriegelung mit der unieren Andrückplatte 4 mit Nuten versehen, die den Gleitflächen 27 und 28 entsprechen. Die Gleitflächen und die Nuten sind vorzugsweise nicht zusammenhängend ausgebildet und eine Einrichtung zum Einhaken, beispielsweise die Einrichtung 30 in der Seitenplatte 5 sowie eine Einrichtung zum Einhaken, wie beispielsweise die Einrichtung 29 in der Andruckplatte 4 im rechten Winkel zu den Gleitflächen und direkt an der Außenfläche des Gerätes, ermöglichen eine Ineingriffnähme zwischen den Gleitflächen und den Nuten. Die Breite der Gleitflächen ist nicht viel kleiner als die Breite der Nuten.

Der Zusammenbau der verschiedenen Bauteile der Geräteeinheit unter Verwendung der Haltevorrichtung, wie sie in F i g. 7 dargestellt ist, erfolgt auf die folgende Weise. Auf der unteren Andruckplatte wird der Stapel angeordnet und mit der oberen Andruckplatte bedeckt. Die auf diese Weise gebildete Anordnung wird zwischen die Stempel einer Presse gesetzt und dort der gewünschten Druckbeanspruchung ausgesetzt Die Nuten der Seitenplatten werden mit den Gleitflächen der unteren Andruckplatte und die öffnungen der Seitenplatte mit den Halteelementen der oberen Andruckplatte in Eingriff gebracht Die Seitenplatten werden dann bezüglich des Stapels seitlich verschoben, bis die Abschrägungen der Öfnungen der Seitenplatten mit den Abschrägungen der Halteelemente der oberen Andruckplatte in Berührung kommen, wobei die Gleitflächen der unteren Andruckplatte in den Nuten der Seitenplatten gleiten. Anschließend wird die Druckbeanspruchung gelöst und wird die Baueinheit entnommen, die auf diese Weise verriegelt bleibt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Schnittansicht in Fig.8 dargestellt, die der

so Schnittansicht in F i g. 2 analog ist. Bei dieser Vorrichtung weisen die Andruckplatten 3 und 4 Halteelemente 12 und 14 an ihrem Umfang auf und sind die Seitenplatten, beispielsweise die Seitenplatte 5, mit öffnungen, beispielsweise die öffnungen 16, 18 versehen. Die Halteeiemente entsprechen den Halteelementen bei den in F i g. 1 und 3 dargestellten Ausführungsformen, jedoch verlaufen die Abschrägungen 41, 42, die symmetrisch bezüglich einer zu den Andruckplatten parallelen Ebene sind, schräg von der Außenseite zur Innenseite der Geräteeinheit und sind die Zähne ihrer Zahnleisten genau parallel zur Membranebene und zu der Fläche des Stapels, neben der sie sich befinden. Die öffnungen 16,18 sind mit Abschrägungen versehen, die den Abschrägungen der Halteelemente entsprechen.

Die Zähne der Abschrägungen der Halteeiemente und der Öffnungen sind vorzugsweise asymmetrisch ausgebildet, um eine Verschiebung der Abschrägungen der öffnungen bezüglich der Abschrägungen der Halteele-

mente von innen nach außen bei der Geräteeinheit zu ermöglichen und jede Bewegung in umgekehrter Richtung zu verhindern, die zu einem Lösen der festen Halterung des Stapels führt.

Bei der in Fig.8 dargestellten Vorrichtung wird der Stapel dadurch zusammengedrückt, daß die Seitenplatten von innen nach außen verschoben werden, wodurch die Andruckplatten 3 und 4 zusammenrücken.

Die Abschrägungen 41 und 42 können auch von innen nach außen schräg verlaufen, wobei dann das Zusammendrücken des Stapels durch eine Verschiebung d;r Seitenplatten von außen nach innen erfolgt, was ebenfalls zu einem Zusammenrücken der Andruckplatten 3 und 4 führt. Die Asymmetrie der Zähne verhindert jede Bewegung in umgekehrter Richtung, die zu einem Lösen der festen Halterung des Stapels führt.

Die Seitenplatte!! 5 können sehr dünn ausgebildet sein und aus einem Material bestehen, das ausreichende mechanische Eigenschaften aufweist, um die Zugbeanspruchung auszuhalten, der die Seitenplatten unterworfen sind. Eine solche Seitenplatte ist mit einer Seitenplatte vergleichbar, die mit öffnungen mit einem einzigen Zahn versehen ist.

Der Zusammenbau dieser Vorrichtung entspricht dem Zusammenbau der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung, wobei die Verschiebung der Seitenplatten in der beschriebenen Weise erfolgt.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt wenigstens eine Seitenplatte, die fest mit einer Andruckplatte verbunden ist. Wie es in Fig.9 dargestellt ist, kann die Vorrichtung aus zwei flexible Seitenplatten 31, 32 bestehen, die mit einer Andruckplatte 33 fest verbunden sind, d. h. mit dieser Andruckplatte sozusagen einen Block bilden. Diese Anordnung bildet dann einen Trog, dessen Wände von den Seitenplatten 31, 32 gebildet werden und dessen Boden aus der starren Andruckplatte 33 besteht. Die freien Enden der Wände sind dann mit Einrichtungen versehen, die eine Verriegelung mit der anderen Andrückplatte ermöglichen. Diese Einrichtungen sind vorzugsweise mit den in F i g. 2 dargestellten Einrichtungen identisch. Vorzugsweise ist die Abschlußplatte 47 des Stapels mit Hilfe einer bekannten Einrichtung, beispielsweise einer Nase 48, gegenüber einer Verschiebung festgelegt

Die Dicke der Wände 31, 32 ist vorzugsweise so gewählt, daß ein ausreichender Zwischenraum übrig bleibt, um die starre Andruckplatte 3 zum Zeitpunkt der Verriegelung der Haltevorrichtung einzuführen.

Der Zusammenbau der verschiedenen Bauelemente der Geräteeinheit unter Verwendung einer solchen Haltevorrichtung kann auf die folgende Weise erfolgen. Der Stapel wird auf dem Boden des Troges gesetzt, der von den fest mit einer Andruckplatte verbundenen Seitenplatten gebildet wird. Dieser Stapel wird mit der oberen Andruckplatte 3 bedeckt Die in dieser Weise gebildete Anordnung wird zwischen die Stempel einer Presse gesetzt und der gewünschten Druckbeanspruchung ausgesetzt,.wobei die Zwischenräume der Wände 31, 32 erhalten bleiben. Anschließend werden die Seitenplatten freigegeben, so daß sie mit ihren öffnungen mit den Halteelementen der Andruckplatte 3 in Eingriff kommen. Während die Druckbeanspruchung aufrechterhalten wird, wird die Andruckplatte 3 etwas bezüglich des Stapels verschoben, bis die Abschrägungen der öffnungen der Wände 31, 32 mit den Abschrägungen der Halteelmente der Andruckplatte 3 in Berührung kommen. Die Andruckplatte 3 gleitet auf der Abschlußplatte 47, so daß keine Gefahr besteht, daß der Stapel aus Membranen und Zwischenplatten verschoben wird. Anschließend wird die Druckbeanspruchung gelöst und die Geräteeinheit entnommen, die auf diese Weise verriegelt bleibt.

Die Haltevorrichtung kann auch mit seitlichen Wänden 31, 32 versehen sein, die verschiebbar an die untere Andruckplatte 34 mit Hilfe von bekannten Einrichtungen, beispielsweise Scharnieren, angelenkt ist.

ίο Ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Die in diesen Figuren dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei Seitenplatten 34,35, die mit einer Andruckplatte 36 fest verbunden sind. Diese Anordnung bildet einen Trog, dessen Wände von den Seitenplatten 34, 35 gebildet werden und dessen Boden die Andruckplatte 36 ist. Die freien Enden der Wände sind dannn mit Einrichtungen versehen, die ihre Verriegelung mit der anderen Andruckplatte 37 ermöglichen. Diese Einrichtungen bestehen in den Wänden 34, 35 aus öffnungen 38, die langgestreckte Zähne 39 aufweisen, die bezüglich der Membranebene schräg verlaufen und genau parallel zu den Flächen der Wände 34,35 und den Halteelementen 40 an der Andruckplatte 37 verlaufen. Die Halteelemente sind ebenfalls an ihrer Innenfläche mit Zähnen versehen, die vorzugsweis den Zähnen in den öffnungen entsprechen. Die schrägen Flächen werden somit von den Einzelflächen der Zähne gebildet, die sich in den öffnungen und an den Halteelementen befinden.

Der Zusammenbau der verschiedenen Bauelemente der Baueinheit unter Verwendung einer solchen Vorrichtung kann auf die folgende Weise erfolgen. Der Stapel wird auf dem Boden des Troges gesetzt, der aus den mit einer Andruckplatte fest verbundenen Seiten-

J5 platten besteht. Anschließend wird der Stapel mit der anderen Andruckplatte 37 bedeckt. Die so gebildete Anordnung wird zwischen die Stempel einer Presse gesetzt und dem gewünschten Druck ausgesetzt Die Zähne der fest mit der Andruckplatte 37 verbundenen

Halteelemente greifen in die Zähne der öffnungen in den Wänden 34, 35 ein. Dadurch, daß mehrere Zähne vorgesehen sind, ist eine Einstellung der Haltevorrichtung in der Weise möglich, daß der Stapel dem gewünschten Druck ausgesetzt ist Die Neigung der Zähne ermöglicht eine Feineinstellung durch eine Verschiebung der Andruckplatte 37 bezüglich der von den Wänden 34 und 35 und der Andruckplatte 36 gebildeten Einrichtung. Die Beanspruchung wird anschließend gelöst und die so erhaltene Geräteeinheit entnommen, die verriegelt bleibt

Während oben lediglich verschiedene Ausführungsformen und Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurden, können auch mehrere Ausführungsformen und Varianten miteinander kombiniert werden.

Die Andruckplatten und die Seitenplatten können aus verschiedenen oder aus gleichen Materialien bestehen, homogen oder nicht homogen sein, und insbesondere beispielsweise mit einem Metallrahmen bewehrt sein.

eo Sie können aus Metall, beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung oder aus Stahl oder aus thermoplastischen Materialien, wie Polyolefinen, Polyamiden, Arylharzen, Polystyrol, deren Mischungen und Copolymerisaten bestehen, die insbesondere die guten mechanischen Eigenschaften, insbesondere eine gute Zug- und Biegefestigkeit aufweisen. Vorzugsweise werden thermoplastische Materialien mit verstärkenden Füllstoffen, insbesondere Asbest, Kohlenstoff und

vorzugsweise Glasfasern, verwandt.

Die in dieser Weise gebildete Geräteeinheit kann ein Austauscher sein. d. h. Abteile aufweisen, die eine Zirkulation von zwei flüssigen oder gasförmigen Fluiden auf beiden Seiten einer Membran ermöglichen. ^r> Sie kann auch ein Scheider sein, d. h. Abteile, durch die ein Fluid zi-kulieren kann, und durch eine Membran davon getrennte andere Abteile aufweisen, die einem Bestandteil des Fluides sammeln und abziehen können. Die Einrichtungen im Inneren der Elemente des Stapels können von bekannter Art sein. Die Anzahl der Zwischenplatten ist beliebig und die Art des Materials, aus dem sie bestehen, kann sehr verschieden sein.

Die Abteile können entweder in Reihe oder parallel oder auch durch eine kombinierte Reihen- und '5 Parallelspeisung gespeist werden. Die Zu- und Ableitungen der Fluide, die mit der Geräleeinheit außen in Verbindung stehen, können aus Sammelleitungen bestehen, die senkrecht zum Stapel angeordnet sind und mit Hilfe geeigneter öffnungen durch die Andruckplatten der Haltevorrichtung führen. Sie können außerdem und vorzugsweise seitlich und parallel zu den Elementen des Stapels vorgesehen sein. In diesem Fall sind sie mit einem äußeren Leitungssystem über einen dazwischen liegenden Sammler verbunden, der durch eine öffnung in einer Seitenplatte führt. Dieser Sammler steht mit der Haltevorrichtung nicht in Verbindung.

Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung sichert eine Halterung des Stapels unter einem von einer Geräteeinheil zu einer anderen gleichen Druck. Das heißt, daß die Elemente zweier oder mehrerer unterschiedlicher Geräteeinheiten derselben Druckbeanspruchung unterworfen werden, die derart bestimmt ist, wie e;. notwendig und ausreichend ist, um eine Dichtheit der Geräteeinheil sicherzustellen. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß keine geeichten Elemente verwandt werden müssen, um die gewünschte Dichtheit erreichen zu können.

Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung vermeidet jede spätere Änderung der anfänglichen festen Halterung des Stapels aus Platten und Membranen. Die dichte Halterung ist daher ausreichend gut eingestellt, gleichgültig, welche Dichtheit der Baueinheit am Anfang erhalten wurde und beibehalten wurde, gleichgültig, wie dick die Abteile sind und geeignet geeicht geblieben sind und gleichgültig, ob die Bauteile der Geräteeinheit nur mäßigen Zugspannungen unterworfen sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann demontiert und wieder verwandt werden. In der Tat kann der Stapel mit Hilfe einer Presse wieder zusammengedrückt werden, bis die Zähne der Zahnieisten leicht voneinander gelöst werden können. Es ist auch möglich, die Zwischenplatten oder die Haltevorrichtung bei einer nicht dichten Baueinheit oder nach der Verwendung im Hinblick auf eine Wiederverwendung auszutauschen.

Die Geräteeinheit kann im Herstellerwerk zusammengesetzt, erprobt, hermetisch verschlossen und eventuell sterilisiert werden, damit sie verwendungsbereit, beispielsweise in einer sterilen Verpackung ausgeliefert werden kann. Die einfache und wirtschaftliche Haltevorrichtung kann in Serienfertigung hergestellt werden, lange gelagert werden und erlaubt es, Geräte mit einer konstanten Qualität auszuliefern, die vor zu ungelegener Zeit kommenden Störungen geschützt sind. Die Geräteeinheiten für eine bestimmte Verwendung können ohne Metallteile konstruiert sein, sie können nach der Verwendung, beispielsweise durch Verbrennen leicht beseitigt werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zusammenhalten der Membranen für einen Austauscher und/oder Abscheider mit semipermeablen Membranen, der einen Stapel aus Membranen und Zwischenplatten aufweist, die zwischen zwei starren Andruckplatten angeordnet und zusammengedrückt gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckplatten mit einer Aufhängung versehen sind, die aus wenigstens einem Halteelement und wenigstens einer Öffnung besteht, wobei jedes Halteelement parallel zur Membranebene in die zugehörige Öffnung eingeführt und in der Öffnung verschoben werden kann und wobei das Auflager zwischen dem Halteelement und der öfnung auf wenigstens einer bezüglich der Membranebene schräg verlaufenden Fläche an wenigstens einem Punkt liegt, der einem bestimmten Wert einer Druckbeanspruchung zwischen den verschiedenen Elementen entspricht die den Stapel bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine schräg verlaufende Fläche mit einer Einrichtung versehen ist, die derart ausgebildet ist, daß sie den Druck zwischen den verschiedenen Elementen, die den Stapel bilden, auf einem vorbestimmten Wert hält

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der schrägen Rächen eine Zahnleiste trägt

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Zahnleiste genau senkrecht zu einer Seitenfläche des Stapels verlaufen, neben der sich die Zahnleiste befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Zahnleiste genau parallel zur Seitenfläche des Stapels verlaufen, neben der sich die Zahnleiste befindet

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung und das Halteelement an bezüglich der Membranebene in gleicher Weise schräg verlaufenden Flächen zur Auflage kommen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement oder die Öffnung einen Zahn trägt der mit der schrägen Räche der Öffnung oder des Halteelementes zur Auflage kommt

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckplatten wenigstens ein Halteelement aufweisen und mit wenigstens einer Seitenplatte verbunden sind, die wenigstens eine Öffnung trägt

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckplatten wenigstens eine Öffnung aufweisen und mit wenigstens einer Seitenplatte versehen sind, die wenigstens ein Halteelement trägt

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Seitenplatte fest mit einer Andruckplatte verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Seitenplatte an einer Andruckplatte angelenkt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Seitenplatte mit einer Einrichtung versehen ist, die derart ausgebildet ist, daß die Seitenplatte bezüglich einer Andrückplatte gleitend verschiebbar ist

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet daß 2 bis 30 Seitenplatten vorgesehen sind.