DE9300929U1 - Device for filtering and separating liquid and gaseous media and/or for gasifying and degassing liquids - Google Patents
Device for filtering and separating liquid and gaseous media and/or for gasifying and degassing liquidsInfo
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Description
GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH, Max-Plank-Str., 2054 GeesthachtGKSS Research Center Geesthacht GmbH, Max-Plank-Str., 2054 Geesthacht
Vorrichtung zum Filtern und Trennen von flüssigen und gasförmigen Medien und/oder zum Be- und Entgasen von FlüssigkeitenDevice for filtering and separating liquid and gaseous media and/or for gasifying and degassing liquids
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern und Trennen von flüssigen und gasförmigen Medien unter Anwendung von Membranen und/oder zum Be- und Entgasen von Flüssigkeiten, umfassend ein im wesentlichen rohrförmiges Gehäuse mit einem Einlaß für das zu trennende Rohmedium, einen Auslaß für das Retentat sowie einem Permeatauslaß, wobei im Gehäuseinnenraum ein diesen im wesentlichen vollständig durchquerender rohrförmiger Membrankörper angeordnet ist, dessen beide Enden von jeweils einem Verschlußkörper begrenzt sind.The invention relates to a device for filtering and separating liquid and gaseous media using membranes and/or for gassing and degassing liquids, comprising a substantially tubular housing with an inlet for the raw medium to be separated, an outlet for the retentate and a permeate outlet, wherein a tubular membrane body is arranged in the interior of the housing, which essentially completely passes through the latter and whose two ends are each delimited by a closure body.
Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt (DE-OS 38 39 966). Grundsätzlich sind Vorrichtungen dieser und auch ähnlicher Art seit langem bekannt und dienen zum Filtern und Trennen flüssiger bzw. gasförmiger Medien, wobei der grundsätzliche Wirkmechanismus der ist, daß ein zu trennendes Rohmedium auf eine Membraneinrichtung gegeben wird, die an ihren beiden regelmäßigen Ausgängen ein Retentat und ein Permeat liefert. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen sogenannten Flachmembranen einerseits und Hohlfadenmembranen andererseits, wobei die Flachmembranen wiederum grundsätzlich verschiedenartige Ausgestaltungen umfassen können, beispielsweise plissierte Flachmembranen, Membrankerzen oder auch Membranki ssen.A device of this type is known (DE-OS 38 39 966). Devices of this and similar types have been known for a long time and are used to filter and separate liquid or gaseous media, whereby the basic mechanism of action is that a raw medium to be separated is fed to a membrane device which delivers a retentate and a permeate at its two regular outlets. A basic distinction is made between so-called flat membranes on the one hand and hollow fiber membranes on the other, whereby the flat membranes can in turn comprise fundamentally different designs, for example pleated flat membranes, membrane candles or membrane cushions.
Ein grundsätzliches Problem besteht immer bei der derartigen Vorrichtungen darin, daß der Permeatraum vom Retentatraum bzw. dem Raum des zugeführten zu trennenden Mediums hermetisch getrennt wird und dabei die Dichtung in allen Betriebszuständen der Vorrichtung absolut sein muß, um den bestimmungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung gewährleisten zu können.A fundamental problem with such devices is that the permeate space is hermetically separated from the retentate space or the space of the medium to be separated and the seal must be absolute in all operating states of the device in order to ensure that the device operates as intended.
Werden beispielsweise als Membranelemente sogenannte Hohlfadenmembranen verwendet, werden diese gebündelt, in ein rohrförmiges Gehäuse eingelegt und an den beiden Enden mit einem geeigneten gießfähigen Werkstoff versehen, der aushärtet und somit die Hohlfadenmembranen mit dem rohrförmigen Gehäuse verklebt. Nach dem Aushärten des Werkstoffs werden die Hohlfaden durch abschneiden eines Teils des ausgehärteten Werkstoffs auf einer oder beiden Seiten des rohrförmigen Gehäuses geöffnet, wobei auf ähnliche Weise mit gewickelten oder plissierten Flachmembran verfahren werden kann. Die Membranen und das rohrförmige Gehäuse bilden dabei dann eineIf, for example, so-called hollow fiber membranes are used as membrane elements, they are bundled, placed in a tubular housing and provided with a suitable castable material at both ends, which hardens and thus bonds the hollow fiber membranes to the tubular housing. After the material has hardened, the hollow fibers are opened by cutting off a part of the hardened material on one or both sides of the tubular housing, whereby a similar procedure can be used with wound or pleated flat membranes. The membranes and the tubular housing then form a
untrennbar miteinander verbundene Einheit. Eine derartige Ausgestaltung der Vorrichtung, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, weist eine Mehrzahl von Nachteilen auf. Zum einen ist die feste Verbindung des Bündels aus Hohlfadenmembranen mit dem Gehäuserohr sehr nachteilig, da schon bei einer einzigen defekten Hohlfadenmembran die gesamte Vorrichtung verworfen werden muß, da diese somit unbrauchbar ist. Dieses ist besonders bei Anwendungen der Vorrichtung extrem nachteilig, wenn beispielsweise das Gehäuserohr aus nur sehr kostspielig bereitstel1 baren Werkstoffen wie Edelstahl besteht, d.h. aufgrund der äußeren vorgegebenen Zwänge keine preisgünstigeren Werkstoffe als Edelstahl verwendet werden können. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß nicht gewährleistet werden kann, daß eine dauerhafter Dichtverbindung zwischen den Membranen und dem rohrförmigen Gehäuse hergestellt werden kann, da diese Werkstoffe einschießlich des gießfähigen, aushärtbaren Werkstoffs per se unterschiedliche Verhaltensweisen in bezug auf die Änderung der Temperatur, die Änderung des Drucks in Verbindung mit den mit der Vorrichtung zu trennenden Medien haben. So hat sich gezeigt, daß auch bei sorgfältiger Auswahl des gießfähigen, aushärtbaren Werkstoffs und einer sehr aufwendigen Vorbehandlung dieses Werkstoffs die Verbindungen bei Temperaturschwankungen und dergleichen nicht ausreichend beständig waren.inseparably connected unit. Such a design of the device, as is known in the prior art, has a number of disadvantages. Firstly, the fixed connection of the bundle of hollow fiber membranes to the housing tube is very disadvantageous, since even a single defective hollow fiber membrane means that the entire device must be discarded, as it is therefore unusable. This is particularly disadvantageous in applications of the device when, for example, the housing tube is made of materials that are only very expensive to provide, such as stainless steel, i.e. due to external constraints, cheaper materials than stainless steel cannot be used. Another significant disadvantage of the known device is that it cannot be guaranteed that a permanent sealing connection can be made between the membranes and the tubular housing, since these materials, including the castable, hardenable material, have different behaviors per se with regard to the change in temperature, the change in pressure in connection with the media to be separated with the device. It has thus been shown that even with careful selection of the castable, hardenable material and a very complex pre-treatment of this material, the connections were not sufficiently resistant to temperature fluctuations and the like.
Man hat versucht, diese Nachteile dadurch zu beheben, daß man im Verschlußkörper eine Nut ausbildete, in die ein Dichtungselement eingelegt worden ist, es hat sich jedoch gezeigt, das dazu ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich ist, der wiederum die Herstellung der Vorrichtung erheblich verteuerte. Es hat auch Versuche gegeben, die Nut während des Vergießvorganges mitAttempts have been made to remedy these disadvantages by forming a groove in the closure body into which a sealing element has been inserted, but it has been shown that this requires an additional work step, which in turn makes the manufacture of the device considerably more expensive. There have also been attempts to fill the groove with
gießfähigem, aushärtbarem Werkstoff auszubilden, dieses hatte jedoch wiederum zur Folge, das auf anwendige Weise eine aus mehreren Einzelteilen bestehende Gießform bereitgestellt werden mußte, was ebenfalls wiederum zur einer erheblichen Verteuerung der Vorrichtung geführt hat. In diesen Fällen ist zudem die Verwendung eines Dichtungselementes sehr nachteilig, da der gießfähige, aushärtbare Werkstoff während des Betriebes unter dem Einfluß der Betriebsparameter (Druck, Temperatur) und durch chemische Einwirkung des zu trennenden Mediums im Laufe der Zeit nachgibt, was wiederum Undichtigkeiten zur Folge hat. Wird jedoch die Dichtfläche beispielsweise unter Verwendung eines Klemmringes fixiert, kann für das diesen Ort umgebende Schutzrohr nur ein Werkstoff mit etwa gleicher Wärmeausdehnung wie der des rohrförmigen Gehäuses benutzt werden, was zu einer erheblichen Einschränkung führt.castable, hardenable material, but this in turn meant that a casting mold consisting of several individual parts had to be prepared in a complex manner, which in turn led to a significant increase in the cost of the device. In these cases, the use of a sealing element is also very disadvantageous, since the castable, hardenable material gives way over time during operation under the influence of the operating parameters (pressure, temperature) and due to the chemical effect of the medium to be separated, which in turn leads to leaks. However, if the sealing surface is fixed using a clamping ring, for example, only a material with approximately the same thermal expansion as that of the tubular housing can be used for the protective tube surrounding this location, which leads to a significant restriction.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch unter Einwirkung unterscheidlicher Drücke, unterschiedlicher Temperatur und unterschiedlicher chemischer Beeinflussungen derart stabil ist, daß sie ihre volle Funktionsfähigkeit behält, die einfach und kostengünstig herstellbar ist und ermöglicht, daß bei Störungen des Membrankörpers nicht die gesamte Vorrichtung verworfen werden muß, die einfach handhabbar ist und somit auch den Ersatz nachteiliger bekannter Vorrichtungen mit ähnlichem Aufbau ohne aufwendige Umrüstung gestattet und die darüber hinaus weitgehend unempfindlich gegen Betriebsstörungen ist.It is therefore the object of the present invention to create a device of the type mentioned at the outset which is so stable even under the influence of different pressures, different temperatures and different chemical influences that it retains its full functionality, which is simple and inexpensive to manufacture and makes it possible to avoid the entire device having to be discarded in the event of a fault in the membrane body, which is easy to handle and thus also allows the replacement of disadvantageous known devices with a similar structure without complex conversion and which is also largely insensitive to operational faults.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der im wesentlichen zylinderförmige Verschlußkörper mit wenigstens einem umlaufenden, eine axiale Bewegung desThe object is achieved according to the invention in that the essentially cylindrical closure body is provided with at least one circumferential, axial movement of the
Membrankörpers gegenüber dem rohrförmigen Gehäuse erlaubenden Dichtungselement beaufschlagt ist, das den Verschlußkörper gegen das Gehäuse abdichtet.Membrane body is acted upon by a sealing element allowing the sealing body to be closed against the tubular housing, which seals the closure body against the housing.
Der Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß durch die erfindungsgemäß vorgeschlagen Lösung ein einfaches Auswechseln des Membrankörpers bei Funktionsstörungen der Membran möglich ist, ohne daß das rohrförmige Gehäuse davon beeinflußt wird, d.h. das rohrförmige Gehäuse bleibt voll funktionsfähig erhalten. Durch die Gewährleistung einer axialen Verschiebbarkeit des Membrankörpers im rohrförmigen Gehäuse ist auch dem Erfordernis Rechnung getragen worden, daß eine Druckbzw. Temperaturveränderung sich schädigend auf die Verbindung zwischen Membrankörper bzw. Verschlußkörper und dem Gehäuse auswirken kann. Desweiteren hat die erfindungsgemäße Ausgestaltung den Vorteil, daß zwischen Gehäuse und Membrankörper bzw. Verschlußkörper keine Klebeverbindung oder dergleichen ausgeführt zu werden braucht, so daß auch nicht-klebbare Werkstoffe wie beispielsweise Polypropylen oder Polyethylen zur Ausbildung des Gehäuserohres verwendet werden können. Schließlich ist es von Vorteil, das für die Herstellung der Vorrichtung grundsätzlich im Handel erhältliche Komponenten bzw. Werkstoffe benutzt werden können, so daß Sonderanfertigungen insgesamt nicht erforderlich sind mit der wesentlichen Folge, daß die Vorrichtung, wie angestrebt, kostengünstig bereitgestellt werden kann .The advantage of the invention is essentially that the solution proposed according to the invention enables the membrane body to be easily replaced in the event of a malfunction of the membrane without affecting the tubular housing, i.e. the tubular housing remains fully functional. By ensuring that the membrane body can be moved axially in the tubular housing, the requirement that a change in pressure or temperature can have a damaging effect on the connection between the membrane body or closure body and the housing has also been taken into account. Furthermore, the design according to the invention has the advantage that no adhesive connection or the like needs to be made between the housing and the membrane body or closure body, so that non-adhesive materials such as polypropylene or polyethylene can also be used to form the housing tube. Finally, it is advantageous that components and materials that are generally commercially available can be used to manufacture the device, so that custom-made products are not required at all, with the essential consequence that the device can be provided cost-effectively, as intended.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung wird der Membrankörper durch eine Mehrzahl von Hohlfadenmembranen gebildet, wobei der Verschlußkörper aus einem gießfähigen, aushärtbaren Werkstoff besteht. Grundsätzlich ist es möglich auch nicht-gießfähigeIn an advantageous embodiment of the device, the membrane body is formed by a plurality of hollow fiber membranes, whereby the closure body consists of a castable, hardenable material. In principle, it is also possible to use non-castable
aushärtbare Werkstoffe zur Ausbildung des Verschlußkörpers zu verwenden, wenn nur eine dichte Verbindung zwischen Hohlfadenmembran oder auch einem beliebigen anderen geeigneten Membranelement und Verschlußkörper gewährleistet ist. Auch können beliebige andere geeignete Membranelemente als Hohlfadenmembranen mit einem Verschlußkörper versehen werden, der aus einem gießfähigen, aushärtbaren Werkstoff besteht.Hardenable materials can be used to form the closure body if only a tight connection between the hollow fiber membrane or any other suitable membrane element and the closure body is guaranteed. Any other suitable membrane elements other than hollow fiber membranes can also be provided with a closure body made of a castable, hardenable material.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung weist der an sich zylinderförmige Verschlußkörper eine geringe Konizität auf, was den Vorteil hat, daß bei der Herstellung des Verschlußkörpers dieser aus einer entsprechend konisch geformten Gießform nach dem Aushärten leicht entfernt werden kann. Die geringfügig konische Ausgestaltung des Verschlußkörpers hat aber keinen negativen Einfluß auf die Dichtwirkung des Dichtungselementes, da sich dieser konischen Querschnittsveränderung das Dichtelement ohne weiteres anpassen kann.In another advantageous design of the device, the cylindrical closure body has a slight conicity, which has the advantage that during the manufacture of the closure body, it can be easily removed from a correspondingly conical mold after hardening. The slightly conical design of the closure body has no negative influence on the sealing effect of the sealing element, since the sealing element can easily adapt to this conical cross-sectional change.
Das Dichtungselement ist dabei vorteilhafterweise in einer umlaufenden Innenut im rohrförmigen Gehäuse angeordnet, die durch einfaches Hinterdrehen des Gehäuses herstellbar ist. Grundsätzlich gilt, daß das Dichtungselement an sich eine beliebige geeignete Querschnittsform aufweisen kann. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft herausgestellt, das bzw. die Dichtungselemente im Querschnitt 1ippenförmig auszubilden, wobei dadurch beispielsweise bei einem sich erhöhenden Innendruck im Gehäuseinnenraum die Dichtung dann noch einmal ihre Dichtwirkung erhöhen kann, da sich infolge des sich erhöhenden Innendruckes die Lippen noch stärker an die Innenwand des Gehäuses einerseits und der Verschlußkörper andererseits anschmiegen kann.The sealing element is advantageously arranged in a circumferential inner groove in the tubular housing, which can be produced by simply turning the housing under the underside. In principle, the sealing element itself can have any suitable cross-sectional shape. However, it has proven to be particularly advantageous to design the sealing element(s) in a rib-shaped cross-section, whereby, for example, if the internal pressure in the housing interior increases, the seal can then increase its sealing effect even further, since the lips can cling even more tightly to the inner wall of the housing on the one hand and the closure body on the other hand as a result of the increasing internal pressure.
Besonders vorteilhaft ist es bei einer noch anderen Ausgestaltung der Vorrichtung, daß zwei voneinander beabstandete Dichtungselemente den Verschlußkörper gegen das Gehäuse abdichten, wobei bei dieser Ausgestaltung, wenn die Dichtungselemente im Querschnitt 1ippenförmig ausgebildet sind, die Dichtlippen in entgegengesetzter Richtung divergierend angeordnet sind. Unter ungünstigen Bedingungen kann es zu Beginn der Druckbeaufschlagung bei der Verwendung derartiger Dichtungselemente für kurze Zeit zum Eintritt des zu trennenden Mediums in den Spalt zwischen beiden Dichtungselementen kommen, bevor sich die Dichtlippen an die entsprechenden Oberflächen angelegt bzw. angepaßt haben.It is particularly advantageous in yet another embodiment of the device that two sealing elements spaced apart from one another seal the closure body against the housing, whereby in this embodiment, if the sealing elements are rib-shaped in cross section, the sealing lips are arranged diverging in opposite directions. Under unfavorable conditions, at the beginning of the pressure application when using such sealing elements, the medium to be separated can enter the gap between the two sealing elements for a short time before the sealing lips have applied themselves to or adapted to the corresponding surfaces.
Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, daß der zwischen beiden Dichtungselementen, dem Verschlußkörper und der Innenoberfläche des Gehäuses gebildete Raum über einen verschließbaren Kanal im Druck vermindert bzw. im Druck erhöht wird, so daß ein Ausgleich mit dem Umgebungsdruck herbeigeführt werden kann und somit die Drucksicherheit gewährlei stet i st.For this reason, it is advantageous that the space formed between the two sealing elements, the closure body and the inner surface of the housing is reduced in pressure or increased in pressure via a closable channel, so that an equalization with the ambient pressure can be brought about and thus pressure safety is guaranteed.
Das rohrförmige Gehäuse wird bei eingesetztem Membrankörper und über den Verschlußkörper zum Gehäuse abgedichtet und mittels Kappen, die an den beidseitigen Enden des Gehäuses vorsehbar sind, vorteilhafterweise verschlossen.The tubular housing is sealed to the housing when the membrane body is inserted and via the closure body and is advantageously closed by means of caps that can be provided on both ends of the housing.
Um einen schnellen Zugang zu Wartungs- Kontroll- und ggf. Reparaturzwecke schnellen Demontagevorgang zu ermöglichen, sind die Kappen über ein Innengewinde mit den ein Außengewinde aufweisenden Enden des Gehäuses verbunden. Die Ausbildung von Gewinden erlaubt somit ein schnelles Anbringen bzw. schnelles Entfernen der Kappen am bzw. vom Gehäuse.In order to enable quick access for maintenance, inspection and, if necessary, repair purposes and quick disassembly, the caps are connected to the ends of the housing with an external thread via an internal thread. The formation of threads thus allows the caps to be quickly attached to or removed from the housing.
Um sicherzustellen, daß beispielsweise in das Gewinde das aus den Stirnflächen des Verschlußkörpers austretende Permeat nicht eintritt, ist am Boden der Öffnung der Kappe ein Dichtungselement vorgesehen, daß die Kappe gegen das Gehäuse bzw. die entsprechende beiderseitige Stirnfläche des Gehäuses abdichtet. Das Dichtungselement kann dabei grundsätzlich eine beliebige geeignete Querschnittsform aufweisen, vorteilhafterweise wird dieses jedoch in Form eines O-Ringes ausgebildet.In order to ensure that, for example, the permeate emerging from the end faces of the closure body does not enter the thread, a sealing element is provided at the bottom of the opening of the cap, which seals the cap against the housing or the corresponding end face of the housing on both sides. The sealing element can basically have any suitable cross-sectional shape, but is advantageously designed in the form of an O-ring.
Schließlich ist die zylindrisch und gehäuseaxial ausgebildete Kappe vorzugsweise mit einer axialen Öffnung zum Austritt des stirnseitig aus dem Verschlußkörper austretenden Permeats versehen, so daß das Permeat von dort gezielt über eine damit verbindbare Leitung in einen Auffangbehälter oder dergleichen geführt werden kann.Finally, the cylindrical and axially formed cap is preferably provided with an axial opening for the exit of the permeate emerging from the closure body at the front, so that the permeate can be guided from there in a targeted manner via a line that can be connected to it into a collecting container or the like.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfolgenden schematischen Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles eingehend beschreiben. Darin zeigen :The invention will now be described in detail with reference to the following schematic drawings using an exemplary embodiment.
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung den Membrankörper mit an seinen beiden Enden angeordneten Verschlußkörpern, wobei die Membranelemente durch Hohlfadenmembranen gebildet werden, undFig. 1 shows a perspective view of the membrane body with closure bodies arranged at both ends, the membrane elements being formed by hollow fiber membranes, and
Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine vollständig montierte Vorrichtung im Teilschnitt, in der der Membrankörper über die Dichtungselemente dichtend aufgenommen wird.Fig. 2 shows a perspective view of a fully assembled device in partial section, in which the membrane body is sealingly received via the sealing elements.
Die Vorrichtung 10 besteht im wesentlichen aus einem rohrförmig ausgebildeten Gehäuse 12, wobei beide Gehäuseenden 120,121 mit Kappen 27,28 abgeschlossen sind. Im Gehäuse 12 wird ein Gehäuseinnenraum 15 gebildet, in denThe device 10 consists essentially of a tubular housing 12, with both housing ends 120, 121 closed with caps 27, 28. In the housing 12, a housing interior 15 is formed, into which
ein Membrankörper 11 herausnehmbar einsetzbar ist, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.a membrane body 11 can be removably inserted, as shown in Fig. 1.
Der Membrankörper 11 besteht im wesentlichen aus einer Mehrzahl von Hohlfadenmembranen 23, die an sich bekannt sind, so daß an dieser Stelle darauf nicht weiter eingegangen zu werden braucht. Die Menge der Hohlfadenmembranen 23 wird von einem diese im wesentlichen auf der ganzen Länge umgebenden Gitterrohr 110 umfaßt, das über seinen gesamten Umfang und seine gesamte Länge mit Öffnungen 111 versehen ist. Die Öffnungen 111 dienen dem Durchtritt des von außen zur Vorrichtung 10 zugeführten zu trennenden Rohmediums zu den Hohlfadenmembranen 23. Das Gitterrohr 110 kann beispielsweise aus Polypropylen bestehen. Die beiden Enden 16,17 des Membrankörpers 11 weisen jeweils einen Verschlußkörper 18 auf, der aus gießfähigem, aushärtbarem Werkstoff besteht und der die Hohlfadenmembranen 23 in sich nach dem Aushärtvorgang dichtend einschließt. Als aushärtbarer Werkstoff kann beispielsweise Epoxydharz oder dergl. verwendet werden. Der Verschlußkörper 18 ist zylindrisch ausgebildet und kann eine geringe Konizität aufweisen, damit dieser nach dem Aushärtvorgang aus einer Gießvorrichtung leicht entfernt werden kann. Wenn der den Verschlußkörper 18 bildende Werkstoff ausgehärtet ist, können beispielsweise die Enden des Verschlußkörpers 18 abgeschnitten werden, so daß die stirnseitigen Öffnungen der Hohlfadenmembranen 23 geöffnet sind, die für den eigentlichen Gießvorgang zunächst verschlossen worden sind, um zu verhindern, daß der gießbare, aushärtbare Werkstoff in das Innere der Hohlfadenmembranen 23 gelangt.The membrane body 11 consists essentially of a plurality of hollow fiber membranes 23, which are known per se, so that no further details are needed here. The number of hollow fiber membranes 23 is enclosed by a grid tube 110 which surrounds them essentially over their entire length and which is provided with openings 111 over its entire circumference and length. The openings 111 serve to allow the raw medium to be separated, which is fed from the outside to the device 10, to pass through to the hollow fiber membranes 23. The grid tube 110 can be made of polypropylene, for example. The two ends 16, 17 of the membrane body 11 each have a closure body 18 which is made of a pourable, hardenable material and which seals the hollow fiber membranes 23 after the hardening process. Epoxy resin or the like can be used as a hardenable material, for example. The closure body 18 is cylindrical and can have a slight conicity so that it can be easily removed from a casting device after the curing process. When the material forming the closure body 18 has cured, the ends of the closure body 18 can, for example, be cut off so that the front openings of the hollow fiber membranes 23 are opened, which were initially closed for the actual casting process in order to prevent the castable, curable material from getting into the interior of the hollow fiber membranes 23.
Das rohrförmige Gehäuse 12, das beispielsweise aus Metall bestehen kann, weist an seinen beiden Enden 120, 121 Verdickungen auf, auf die außen ein Außengewinde 30The tubular housing 12, which can be made of metal, for example, has thickened portions 120, 121 at both ends, onto which an external thread 30
angebracht ist. An der entsprechenden Innenoberfläche 150 der Verdickungen sind in der hier dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 10 jeweils zwei voneinander beabstandete Dichtungselemente 21,22 in Form von Lippendichtungselementen angebracht, und zwar in jeweils zwei an der Innenoberfläche 150 umlaufenden Innennuten 24,25. Der zwischen den beiden Dichtungselementen 21,22, dem Verschlußkörper 18 und der Innenoberfläche 150 des Gehäuses gebildete Raum ist über einen Kanal 26 mit der Umgebung verbunden, wobei der Kanal 26 verschließbar ist. Über diesen Kanal ist somit ein Ausgleich mit dem Umgebungsdruck herbeiführbar, wenn unter ungünstigen Bedingungen zu Beginn der Druckbeaufschlagung der Dichtungselemente 21,22 für kurze Zeit das zu trennende Medium in den Spalt zwischen den beiden Dichtungselementen 21,22 eintritt, bevor sich die Dichtlippe an der entsprechenden Oberfläche angelegt bzw. angepaßt hat.is attached. In the embodiment of the device 10 shown here, two spaced-apart sealing elements 21, 22 in the form of lip sealing elements are attached to the corresponding inner surface 150 of the thickenings, in each case in two inner grooves 24, 25 running around the inner surface 150. The space formed between the two sealing elements 21, 22, the closure body 18 and the inner surface 150 of the housing is connected to the environment via a channel 26, whereby the channel 26 can be closed. This channel can thus be used to equalize with the ambient pressure if, under unfavorable conditions, at the beginning of the pressurization of the sealing elements 21, 22, the medium to be separated briefly enters the gap between the two sealing elements 21, 22 before the sealing lip has applied or adapted to the corresponding surface.
Nachdem der mit den Verschlußkörpern 18 versehene Membrankörper in den Gehäuseinnenraum 15 eingebracht worden ist, können die beidseitigen Enden 120,121 des Gehäuses 12 mittels Kappen 27,28 verschlossen werden, wobei zu diesem Zweck die Kappen 27,28 ein entsprechendes Innengewinde 29 aufweisen. Am Boden 31 der Öffnung 32 der Kappe 27,28 ist ein Dichtungselement 33 in Form eines O-Ringes vorgesehen, daß die Kappe 27,28 gegen das Gehäuse 12, in diesem Falle stirnseitig gegen die Gehäuseenden 120,121, abdichtet. Durch eine in der Kappe 27,28 ausgebildete Öffnung 34, die beispielsweise gehäuseaxial ausgebildet sein kann, kann das stirnseitig 180 aus dem Verschlußkörper 18 austretende Permeat austreten und weggeführt bzw. geeignet gesammelt werden.After the membrane body provided with the closure bodies 18 has been introduced into the housing interior 15, the two ends 120, 121 of the housing 12 can be closed by means of caps 27, 28, whereby the caps 27, 28 have a corresponding internal thread 29 for this purpose. A sealing element 33 in the form of an O-ring is provided on the base 31 of the opening 32 of the cap 27, 28, which seals the cap 27, 28 against the housing 12, in this case at the front against the housing ends 120, 121. The permeate emerging from the closure body 18 at the front 180 can exit through an opening 34 formed in the cap 27, 28, which can be formed axially of the housing, for example, and be led away or appropriately collected.
Das zur Vorrichtung 10 zugeführte Rohmedium tritt beispielsweise über einen Einlaß 13 in das Gehäuse 12The raw medium supplied to the device 10 enters the housing 12 via an inlet 13, for example.
ein und gelangt somit in den Gehäuseinnenraum 15 und von dort durch die Öffnungen 111 des Gitterrohres 110 zu den Hohlfadenmembranen 23. Stirnseitig 180 tritt dann das Permeat aus den Hohlfadenmembranen 23 aus, wärend das Retentat beispielsweise aus dem Auslaß 14 austritt. Es sei noch darauf hingewiesen, daß grundsätzlich die Vorrichtung 10 in der hier beschriebenen Art auch invers betrieben werden kann, d.h. daß das zu trennende Rohmedium stirnseitig 180 in den Innenraum der Hohlfadenmembran eintritt und als Retentat am entgegengesetzten stirnseitigen Ende des Membrankörpers 11 aus den dortigen stirnseitigen Öffnungen, die hier im einzeln nicht dargestellt sind, austritt, während das Permeat dann beispielsweise über die Auslaßöffnung 14 bzw. ebenfalls über die jetzt als Auslaßöffnung wirkende Einlaßöffnung 13 austritt. Es ist also grundsätzlich bei der Vorrichtung 10 die Druck- bzw. Fließrichtung des Rohmediums wählbar, ohne das dadurch die Vorrichtung 10 verändert zu werden braucht.and thus reaches the housing interior 15 and from there through the openings 111 of the grid tube 110 to the hollow fiber membranes 23. The permeate then exits the hollow fiber membranes 23 at the front 180, while the retentate exits, for example, from the outlet 14. It should also be pointed out that in principle the device 10 can also be operated in reverse in the manner described here, i.e. that the raw medium to be separated enters the interior of the hollow fiber membrane at the front 180 and exits as retentate at the opposite front end of the membrane body 11 from the front openings there, which are not shown individually here, while the permeate then exits, for example, via the outlet opening 14 or also via the inlet opening 13, which now acts as an outlet opening. In principle, the pressure or flow direction of the raw medium can be selected in the device 10 without the device 10 having to be changed.
12 Bezuqszei chenli ste 12 Reference list
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