DE2639587C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung der Membranfiltration mit zwei miteinander verbundenen rohrförmigen Filtrationseinheiten, wobei jede Filtrations­ einheit eine Anzahl von Membranstützrohren umfaßt und jedes Membranstützrohr eine Membran trägt.

Die Verbindung zweier Filtrationseinheiten mittels eines Bogenstücks ist bekannt. Dabei münden alle Membranstütz­ rohre in einem einzigen Bogenstück aus. Diese Bogen­ stücke haben den Nachteil, daß sie deshalb sehr groß sind, viel Raum benötigen und wenig flexibel sind. Auch die Reinigung von einzelnen Rohren wird dadurch erschwert, wenn man die Reinigung mittels durch die Rohre hindurch transportierter Kugeln durchführt.

Aufgabe der Erfindung ist eine Verbindung für zwei Fil­ trationseinheiten zu schaffen, bei der jedes Bogenstück flexibler ist und die Bogenstücke weniger Raum bean­ spruchen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes Membranstützrohr der ersten Filtrationseinheit mittels eines eigenen Bogenstücks mit einem Membran­ stützrohr der zweiten Filtrationseinheit über ein gemeinsames Verbindungsstück verbunden ist.

In dieser Weise kann man beispielsweise bei Filtrations­ einheiten mit zwanzig Stützrohren kleinere Bogenstücke verwenden, wobei die Axialkräfte für jedes Rohr kleiner sind und deshalb Dichtungsprobleme erheblich verringert werden.

Abdichtungen, die sich für die Kupplung gemäß Hauptanspruch bevorzugt eignen, sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die Zeichnungen näher er­ läutert werden. Diese zeigen in

Fig. 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine erste Ausführung einer Dichtung nach der Erfindung;

Fig. 3 eine Variante einer Dichtung;

Fig. 4 eine andere Variante der Dichtung;

Fig. 5 eine dritte Variante der Dichtung;

Fig. 6 Dichtelemente gemäß Fig. 2;

Fig. 7 Dichtelement gemäß Fig. 4;

Fig. 8 eine Dichtung im vergrößerten Maßstab in einer Vorrichtung nach Fig. 1; und

Fig. 9 eine Variante der Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine erste Einheit 1 und eine zweite Ein­ heit 1 a, jede Einheit bestehend aus einer Anzahl von Membranstützrohren 2 zum Unterstützen einer Membran 3, wobei sich zwischen Membran 3 und der Innenseite der Membran­ stützrohre 2 ein Faservliesrohr 4 befindet.

Zur Kupplung der Einheiten 1 und 1 a verwendet man eine Einheit mit ebenso vielen Bogenstücken 6 als Membran­ stützrohre 2 anwesend sind. Die Bogenstücke 6 arbeiten zusammen mit einem Dichtungsring 9, welcher andererseits mit einem Membranstützrohr zusammenarbeitet.

Zur gegenseitigen Kupplung von Membranfiltrationseinheit 1 bzw. 1 a und Bogenstück 6 sind Kupplungsmittel vor­ handen; diese Kupplungsmittel bestehen aus einem Kupplungs­ ring 10, welcher zusammenarbeitet einerseits mit einer Verdickung 11 an der Außenseite der Bogenstücke 6 und andererseits mit einer Verdickung 5 an der Außenseite der Membranstützrohre 2, wobei ein Gewinde 8 auf dem Kupplungsring 10 zusammenarbeitet mit einem Gewinde 12 auf der Außenseite der Verdickung 5. Zwischen den Stirn­ seiten der Verdickungen 5 und 11 kann ein kleines Spiel 7 bestehen. Auf diese Weise bekommt man eine sehr zu­ verlässige Dichtung.

Um einerseits den lichten Querschnitt der Rohrverbin­ dung nicht zu stark zu beeinträchtigen und andererseits die Membran 3 und Faservliesrohr 4 festzuhalten, ist die Rohrverbindung zweckmäßig mit einer Buchse 15 aus einem Elastomeren, welche ein Teil des Dichtungsrings 9 bildet, versehen. Der Außendurchmesser der Buchsen 15 entspricht im wesentlichen dem Innendurchmesser des Faservliesrohres 4.

Mittels dieser Buchse wird bei Strömung der Flüssigkeit durch die Rohrverbindung die Membran gut festgehalten.

Wie ersichtlich erstreckt sich die Buchse 15 von dem stirnseitigen Ende 2 a des Stützrohres 2 über eine be­ stimmte Länge im Inneren des Stützrohres 2 aus.

Mit Vorteil ist das mit der Stirnseite 6 a des Bogen­ stückes 6 zusammenwirkende, stirnseitige Ende des Dichtungsrings 9 abgeschrägt, wie Fig. 9 zeigt.

Fig. 2 zeigt eine andere Variante der Dichtung bei einer Verbindung nach der Erfindung, welche ebenso ein Bogen­ stück 6 und ein Stützrohr 2 mit verdickten Teilen umfaßt. In diesem Falle erstrecken sich Verdickungen 11 und 5 über die Stirnseiten 6 a, 2 a des Bogenstückes 6 und des Stützrohres 2 hinaus, wobei der Innendurchmesser der Verdickungen mit dem Außendurchmesser des Bogenstückes 6 und des Stützrohres 2 übereinstimmt.

Der Dichtungsring 9 ist hier ausgeführt als ein Ring, der einerseits zusammenarbeitet mit Verdickungen 5 und 11 und andererseits mit den Stirnseiten der Stützrohre 2 und des Bogenstücks 6.

Die Innenseite der Rohrverbindung trägt eine Büchse 15 mit einem Teil 15 a und einem Teil 15 b, wobei der Teil 15 a sich vom stirnseitigen Ende des Stützrohres 2 über eine bestimmte Länge ins Rohr 2 erstreckt. Der Teil 15 b des Rohres 15 er­ streckt sich vom stirnseitigen Ende des Bogenstückes 6 über eine bestimmte Länge ins Bogenstück 6.

Die zugfeste Kupplung der zwei Rohrteile erhält man in gleicher Weise wie in Fig. 1.

Der Dichtungsring 9 aus Gummi ist mit den Teilen 15 a und 15 b der Buchse 15 verbunden.

Der Außendurchmesser des zylindrischen Teils 15 a ist an seinem stirnseitigen Ende dem Innendurchmesser der Verkleidung an der Innenseite des Stützrohres 2, bestehend aus Membran 3 und Faservliesrohr 4, gleich.

Fig. 3 zeigt eine weitere Variante, welche besonders gute Ergebnisse liefert beim Abdichten einer Rohrverbindung für zwei Rohrteile zum Transportieren eines Mediums unter hohen Druck.

Die Rohrverbindung umfaßt wieder das Stützrohr 2 und Bogen­ stück 6 mit Verdickungen 5 und 11, welche sich beide über die Stirnseiten 2 a und 6 a des Stützrohres und des Bogenstückes erstrecken.

Obendrein sind in diesem Falle zwei Dichtungsringe 9′ und 9′′ vorhanden, welche zusammenwirken mit den Stirnseiten 6 a und 2 a der Rohrteile 6 und 2. Daneben ist noch eine Hülse 17 vorhanden, bestehend aus thermoplastischem Material wie Polyvinylchlorid, mit einem Außendurchmesser, welcher im wesentlichen mit dem Innendurchmesser der Verdickungen 5 und 11 übereinstimmt. Außerdem stimmt der Innendurchmesser der Hülse 17 im wesentlichen überein mit dem Innendurchmes­ ser des Bogenstücks 6 und des Stützrohrs 2.

An der Innenseite des Rohres 2 und des Bogenstückes 6 er­ streckt sich eine Stahlbüchse 15′′, die einerseits die Dichtungsringe 9′ und 9′′ und die Hülse 17 stützt und andererseits sich über eine bestimmte Länge von den Stirn­ enden 6 a und 2 a des Bogenstücks 6 bzw. des Stützrohrs 2 aus in den Rohren fortsetzt. Ein Endteil 15′ der Stahlbuchse 15′′ in Fig. 3 ist konisch ausgebildet, wobei der kleinste Außendurchmesser des konischen Teils im wesentlichen über­ einstimmt mit dem Innendurchmesser des Stützrohres 2, das die Membran 3 und das Faservliesrohr 4 stützt.

Es hat sich gezeigt, daß eine solche Veränderung eine beson­ ders gute Dichtung ermöglicht, was vermutlich zusammen­ hängt mit der Hülse 17 aus thermoplastischem Material.

Die in Fig. 4 gezeigte Rohrverbindung ist eine Variante der Rohrverbindung nach Fig. 3, wobei die Hülse 17 in diesem Falle ebenfalls aus einem thermoplastischen Material, z. B. Nylon, und die Büchse 15 ebenfalls aus Nylon besteht. Beide Teile sind miteinander verbunden.

Daneben ist Teil 15′ am Ende der Büchse 15 wieder konisch ausgebildet, so daß man ein gutes Zusammenwirken zwischen Büchse 15 und Membran 3 bekommt.

Fig. 5 zeigt eine Dichtung bei einem Bogenstück 6 und Stütz­ rohr 2, welche beide mit einer für die Kupplung notwendigen Verdickung 5 bzw. 11 versehen sind, welche sich weiter erstrecken als die Stirnseiten 6 a und 2 a des Bogenstücks 6 bzw. des Stützrohres 2.

Der Kupplungsring 10 greift mit einem an der Innenseite des Kupplungsringes angebrachten Schraubgewinde 8 in ein Gewinde 12 auf der Außenseite der Verdickungen 11.

Wenn die Stirnseiten 6 a und 2 a des Bogenstückes 6 und des Stützrohres 2 mit den Stirnseiten 17 a der Hülse 17 zusammenwirken, befindet sich noch ein kleines Spiel 7 zwischen den Ver­ dickungen 5 und 11, so daß eine gute Dichtung zwischen Hülse 17 und Stirnseiten 6 a und 2 a des Bogenstückes 6 und des Stützrohres 2 gewährleistet ist.

Die Hülse 17 ist mit zwei ringförmigen Aussparungen 14 ver­ sehen. In den Aussparungen befindet sich je ein Dichtungs­ ring 9′, 9′′.

Der Innendurchmesser der Hülse 17 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der Rohrteile 6 und 2, so daß eine der Stirnseiten 17 der Hülse als Anschlag für einen Metallkonus 16 dienen kann. Der Metallkonus befindet sich an der Innen­ seite des Stützrohres 2, wobei das hülsenseitige Ende dieses Konus 16 einen Außendurchmesser aufweist, welcher im wesentlichen mit dem Außendurchmesser der im Stützrohr 1 angebrachten Verkleidung, bestehend aus Membran 3 mit Faservliesrohr 4, übereinstimmt.

Fig. 6 zeigt im einzelnen Stahlbüchse 15′′ mit Kunststoff­ hülse 17 sowie Dichtungsringe 9′ und 9′′ der Abdichtung gemäß Fig. 3.

Fig. 7 zeigt eine Einheit aus Kunststoff, wie Nylon, welche die Hülse 17 und die Büchse 15 umfaßt, entsprechend Fig. 4.

Fig. 8 zeigt ein Dichtungselement aus Gummi, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Stirnseite 21 des Ringes verläuft konisch. Diese konische Seite wirkt mit der Stirnseite des Bogen­ stückes 6 zusammen. Ring 9 ist mit einer Büchse 15 versehen, welche sich der Membran anschließt.

Fig. 9 zeigt ein Teil einer Variante einer Vorrichtung nach der Fig. 1 im vergrößerten Maßstab mit Membranstützrohren 2 und Bogenstücken 6. Die verdickten Enden jedes Bogenstückes 6 und jedes Membranstützrohres 2 sind mit konischen Aussparungen 18 und 19 versehen. Die Außenseite des Dichtungsringes 9 ist doppelkonisch ausgeführt. Die Gesamtlänge der Ausspa­ rungen 18 und 19 stimmt im wesentlichen mit der Höhe des Dichtungsringes 9 überein.

Ring 9 ist versehen mit einer Büchse 15 aus demselben elastomeren Material wie Ring 9.

In Büchse 15 befindet sich ein aus Stahl oder Kunststoff bestehender Konus 16.

Beim Zusammenbauen werden die konischen Außenseiten des Dichtungsringes gegen die Innenwände der Aussparungen 18 und 19 gedrückt, da der Außendurchmesser des Ringes 9 immer etwas größer ist als der Innendurchmesser der Aus­ sparungen in einer bestimmten Fläche.

• Bezugszeichenliste
  1  = erste Membranfiltrationseinheit
  1 a  = zweite Membranfiltrationseinheit
  2  = Membranstützrohr
  2 a  = stirnseitiges Ende bzw. Stirnseite des Membranstützrohres
  3  = Membran
  4  = Faservliesrohr
  5  = Verdickungen der Außenseite der Membran­ stützrohre 2
  6  = Bogenstück
  6 a  = stirnseitiges Ende bzw. Stirnseite der Bogenstücke 6
  7  = Spiel zwischen den Verdickungen 5 und 11
  8  = Gewinde am Kupplungsring 10
  9, 9′, 9′′  = Dichtungsring
  10  = Kupplungsring
  11  = Verdickung an der Außenseite der Bogenstücke 6
  12  = Gewinde an der Verdickung 11
  14  = ringförmige Aussparungen in der Hülse 17
  15  = Buchse aus Elastomer (15′′ Stahlbuchse)
  15 a, 15 b  = Teile der Buchse
  15′  = Endteil einer Stahlbuchse
  16  = Konus aus Metall oder Kunststoff
  17  = Hülse
  18  = Aussparung in der Verdickung 11
  19  = Aussparung in der Verdickung 5.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Durchführung der Membranfiltration mit zwei miteinander verbundenen, rohrförmigen Filtrations­ einheiten, wobei jede Filtrationseinheit eine Anzahl von Membranstützrohren umfaßt und jedes Membranstütz­ rohr eine Membran trägt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Membranstützrohr (2) der ersten Filtrationseinheit (1) mittels eines eigenen Bogenstückes (6) mit einem Membranstützrohr (2) der zweiten Filtrationseinheit (1 a) über ein gemeinsames Kupplungsstück verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stirnseite der Bogenstücke (6) und der Stützrohre dichtend zusammenwirkt mit einem Ring (9) aus elasti­ schem Material, welcher dichtend zusammenarbeitet mit Kupplungsorganen zur Kupplung des Bogenstücks (6) und der Filtrationseinheit, wobei der Innendurchmesser des Dichtungsringes (9) im wesentlichen mit dem Innendurch­ messer der zu verbindenden Rohrteile übereinstimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die verdickten Enden der Membranstütz­ rohre (2) und der Bogenstücke (6) mit Aussparungen (18, 19) versehen sind, welche sich konisch in Richtung der Stirnseite des Bogenstücks bzw. des Membranstützrohres erweitern; daß der Dichtungsring (9) an der Außenseite von der Mitte her sich konisch in Übereinstimmung mit dem konischen Verlauf der Aussparungen (18, 19) in den Stirn­ enden des Bogenstücks bzw. Membranstützrohres verjüngt; und der Ring (9) mit einer Büchse (15) aus einem Elasto­ meren innerhalb des Membranstützrohres (2) versehen ist und der Außendurchmesser der Büchse (15) etwas größer ist als der Innendurchmesser des Membranrohres und in der Büchse sich der Konus (16) aus Kunststoff oder Metall befindet.