RU2156156C1 - Мембранный модуль для разделения жидких сред и способ его изготовления - Google Patents
Мембранный модуль для разделения жидких сред и способ его изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2156156C1 RU2156156C1 RU2000105070/12A RU2000105070A RU2156156C1 RU 2156156 C1 RU2156156 C1 RU 2156156C1 RU 2000105070/12 A RU2000105070/12 A RU 2000105070/12A RU 2000105070 A RU2000105070 A RU 2000105070A RU 2156156 C1 RU2156156 C1 RU 2156156C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- chambers
- membranes
- drainage elements
- membrane
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Мембранный модуль для разделения жидких сред для повышения эффективности функционирования содержит модуль, выполненный в виде сильфона с наружными и внутренними камерами, а мембраны и дренажные элементы выполнены в виде пластин. Способ изготовления мембранного модуля для разделения жидких сред для повышения качества заключается в том, что полученный в результате модуль сжимают, после чего в нем выполняют по меньшей мере по одному коллектору подвода разделяемой смеси. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к мембранной технике, в частности к устройствам для осуществления массообменных процессов и/или процессов разделения жидких сред в медицинской, фармацевтической, химической, биотехнологической и других отраслях промышленности, а также к устройствам очистки биологических жидкостей и для осуществления процесса разделения крови при плазмоферезе.
Известно мембранное устройство для диализа, содержащее прямоугольный корпус с коллекторами подвода и отвода разделяемой среды и отвода фильтрата и мембранный модуль, выполненный в виде блока, образованного сложенной складками мембраны и расположенными между складками сепарационными элементами. Торцевые кромки модуля герметизированы заливкой пластиком по всей высоте блока. Для обеспечения проточности разделяемой смеси между складками мембранного материала установлены дополнительные каналообразующие элементы (заявка Франции N 2174821, кл. В 01 D 13/00, A 61 M 1/00, 1973.).
Недостаток аналога: установление между складками мембранного материала дополнительных каналообразующих элементов приводит к неравномерному распределению потоков и образованию застойных зон, что в свою очередь существенно снижает производительность устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату аналогом (прототипом) является мембранный модуль для разделения жидких сред, содержащий две группы чередующихся щелевых камер для разделяемой смеси и фильтрата, образованных набором плоских полупроницаемых мембран, дренажных элементов и средствами герметизации (RU 2046647, кл. C1 B 01 D 63/14, опубл. 27.10.95).
Недостаток прототипа: использование средств герметизации в виде планок из материала, содержащего термопласт, расположенных вдоль направления движения сред и неразъемно соединенных с мембранами с образованием в местах контакта с ними опорных элементов в виде колонн, приводит к тому, что при спекании пакета заготовок под фиксированной нагрузкой наибольшее давление развивается именно в углах заготовок, в так называемых "колоннах", где перпендикулярные полоски герметизирующего материала пересекаются, и наименьшее давление (вплоть до отсутствия всякого давления) создается на остальных, непересекающихся участках полосок герметизирующего материала, что приводит к ненадежной герметизации всего мембранного модуля в целом.
Недостатками данного устройства являются также сложность изготовления опорных элементов и сложность использования трековых мембран, наиболее эффективных по сравнению с другими типами мембран, так как они при герметизации путем механического сжатия повреждаются.
В случае использования известного модуля при разделении крови - невозможность использования получаемой плазмы в качестве донорской.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату по отношению к заявляемому способу является способ изготовления мембранного модуля для разделения сред, включающий операцию формирования блока заготовок модулей из слоев мембран, дренажных элементов и средств герметизации, причем после формирования блок заготовок нагревают до температуры текучести материала средств герметизации, выдерживают под фиксированной нагрузкой, охлаждают и проводят разделение блока на отдельные модули, (патент RU 2046647, кл. C1 B 01 D 63/14, опубл. 27.10.95).
Недостатками данного способа являются сложность изготовления опорных элементов, а также сложность использования трековых мембран, наиболее эффективных по сравнению с другими типами мембран, так как они при герметизации путем механического сжатия повреждаются.
Задачей изобретения является повышение эффективности функционирования мембранных модулей при одновременном повышении технологичности изготовления мембранных модулей, обеспечения возможности использования в качестве мембранного материала трековых мембран, повышение эффективности отделения фильтрата и уменьшение повреждения мембран, возможность использования мембранного модуля для получения донорской плазмы.
Поставленная задача достигается тем:
- что мембранный модуль для разделения жидких сред, содержащий две группы чередующихся щелевых камер для разделяемой смеси и фильтрата, образованных набором плоских полупроницаемых мембран, дренажных элементов и средствами герметизации, выполнен в виде сильфона с наружными и внутренними камерами, полупроницаемые мембраны и дренажные элементы выполнены в виде пластин с по меньшей мере двумя периферийными и одним центральным отверстием, средства герметизации выполнены в виде рамок, камеры разделяемой смеси, являющиеся наружными камерами сильфона, герметизированы по периметру центрального отверстия рамками из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных элементов, и склеивающегося с мембранами, а камеры фильтрата, являющиеся внутренними камерами сильфона, герметизированы по наружному периметру дренажных элементов и периметрам периферийных отверстий рамками из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных пластин и склеивающихся с мембранами,
- что толщины дренажных пластин одинаковы;
- что в качестве мембран могут быть использованы трековые мембраны;
- что рамки могут быть выполнены из полиолефинов, например из полиэтилена.
- что мембранный модуль для разделения жидких сред, содержащий две группы чередующихся щелевых камер для разделяемой смеси и фильтрата, образованных набором плоских полупроницаемых мембран, дренажных элементов и средствами герметизации, выполнен в виде сильфона с наружными и внутренними камерами, полупроницаемые мембраны и дренажные элементы выполнены в виде пластин с по меньшей мере двумя периферийными и одним центральным отверстием, средства герметизации выполнены в виде рамок, камеры разделяемой смеси, являющиеся наружными камерами сильфона, герметизированы по периметру центрального отверстия рамками из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных элементов, и склеивающегося с мембранами, а камеры фильтрата, являющиеся внутренними камерами сильфона, герметизированы по наружному периметру дренажных элементов и периметрам периферийных отверстий рамками из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных пластин и склеивающихся с мембранами,
- что толщины дренажных пластин одинаковы;
- что в качестве мембран могут быть использованы трековые мембраны;
- что рамки могут быть выполнены из полиолефинов, например из полиэтилена.
Поставленная задача достигается также тем, что в способе изготовления мембранного модуля для разделения жидких сред, включающем операцию формирования блока заготовок модулей из слоев мембран, дренажных элементов и средств герметизации, после формирования блок заготовок под фиксированной нагрузкой нагревают до температуры текучести материала средств герметизации, выдерживают, охлаждают и производят разделение блока на отдельные модули, изготовленный модуль сжимают, после чего в нем выполняют по меньшей мере по одному коллектору подвода разделяемой смеси, коллектору отвода фильтрата и коллектору отвода концентрата, после чего производят окончательную сборку модуля путем герметизации его торцов полосками из термопластичного материала и крепления крышек к горизонтальным плоскостям модуля.
Фиксированную нагрузку задают давлением 2,0-4,0 кг на один модуль.
Блок мембранных модулей под фиксированной нагрузкой выдерживают в течение 1,5-2,5 ч.
Блок мембранных модулей выдерживают под фиксированной нагрузкой при температуре 140-180oC.
Совокупность общих и частных существенных признаков группы изобретений обеспечивает достижение требуемого технического результата.
На фиг. 1 показан предлагаемый модуль;
на фиг. 2 - сечение одной из камер фильтрата;
на фиг. 3 - сечение одной из камер разделяемой смеси;
на фиг. 4 - схема чередования слоев плоских полупроницаемых мембран и дренажных элементов со средствами герметизации в виде рамок.
на фиг. 2 - сечение одной из камер фильтрата;
на фиг. 3 - сечение одной из камер разделяемой смеси;
на фиг. 4 - схема чередования слоев плоских полупроницаемых мембран и дренажных элементов со средствами герметизации в виде рамок.
Мембранный модуль для разделения жидких сред, выполненный в виде сильфона, содержит крышку 1 со штуцером 2 подвода разделяемой смеси, штуцером 3 отвода концентрата, штуцером отвода фильтрата 4, коллектор 5 подвода разделяемой смеси, коллектор 6 отвода концентрата и коллектор 7 отвода фильтрата (фиг. 1), крышку 8, боковые крышки 9 в виде полосок из термопластичного материала (фиг. 4), камеры 10 разделяемой смеси, являющиеся наружными камерами сильфона, и камеры 11 фильтрата, являющиеся внутренними камерами сильфона. Камеры 10 и 11 разделены плоскими полупроницаемыми мембранами 12 (фиг. 4), выполненными в виде пластин, изготовленных, например, из тонкой пленки со средним диаметром пор 0,4-0,6 мкм. Дренажные элементы 13 (фиг. 4) выполнены в виде сетчатых пластин. Мембраны 12 и дренажные элементы 13 выполнены с двумя периферийными отверстиями 14 и одним центральным отверстием 15. Камеры 10 разделяемой смеси герметизированы по периметру центрального отверстия 15 рамками 16 из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных элементов 13, и склеивающегося с мембранами 12, камеры 11 фильтрата герметизированы по наружному периметру дренажных элементов 13 и периметров периферийный отверстий 14 рамками 17 из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных элементов 13 и склеивающихся с мембранами 12 (фиг. 4). Камеры 10 разделяемой смеси сообщаются с коллекторами 5 и 6 подвода разделяемой смеси и отвода концентрата, а камеры 11 фильтрата сообщаются соответственно с коллектором 7 отвода фильтрата (фиг. 1).
Разделяемая смесь через штуцер 2 и коллектор 5 подвода разделяемой смеси поступает в камеры 10 разделяемой смеси и течет вдоль поверхности мембран 12. Поскольку давление в камерах 10 разделяемой смеси выше, чем в камерах 11 фильтрата, то создается трансмембранное давление. При этом жидкая составляющая потока разделяемой смеси, включая молекулы и частицы с размерами, меньшими диаметра пор в мембране, проникает через мембраны 12 в камеры 11 фильтрата. Здесь жидкая составляющая стекает по дренажным элементам 13 (фиг. 2) и выводится через коллектор 7 и штуцер 4 отвода фильтрата (фиг. 1), а концентрат отводится из камер 10 разделяемой смеси по дренажным элементам 13 (фиг. 3) через коллектор 6 отвода концентрата и штуцер 3 (фиг. 1).
Изготовление мембранного модуля осуществляют следующим образом.
Трековые мембраны получают путем бомбардирования лавсановой пленки тяжелыми ионами и обработки полученных треков травильным раствором щелочи. В заготовках по наружному периметру дренажных элементов 13 и периметру периферийных отверстий 14 импрегнированы герметизирующие рамки 17 из термопластичного материала, а по периметру центрального отверстия 15 импрегнированы рамки 16 (фиг. 4). После укладки необходимого количества заготовок получают блок заготовок, который под фиксированной нагрузкой нагревают до температуры текучести герметизирующих рамок 16, 17, выдерживают и охлаждают. Изготовленный блок мембранных модулей разрезают на отдельные модули. Изготовленный в виде сильфона отдельный мембранный модуль сжимают. В модуле выполняют коллектор 5 подвода разделяемой смеси, коллектор 6 отвода концентрата и коллектор 7 отвода фильтрата, производят окончательную сборку модуля путем герметизации его торцов полосками из термопластичного материала и крепления крышек 1 и 8 к горизонтальным плоскостям модуля (фиг. 1).
Фиксированную нагрузку задают давлением 2,0-4,0 кг на один модуль.
Блок мембранных модулей под фиксированной нагрузкой выдерживают в течение 1,5 - 2,5 ч.
Блок мембранных модулей выдерживают под фиксированной нагрузкой при температуре 140-180oC.
Пример выполнения способа.
В заготовки дренажных элементов для камер разделяемой смеси и камер фильтрата заподлицо с поверхностью импрегнируют герметизирующие рамки.
Укладывая поочередно дренажные элементы и трековые мембраны, формируют заготовку блока мембранных модулей.
Полученную заготовку блока мембранных модулей помещают в специальное приспособление и сжимают с силой 2,0-4,0 кг на один модуль. Приспособление с заготовкой блока мембранных модулей выдерживают в течение 1,5 - 2,5 ч при температуре 140 - 180oC в результате чего происходит приклеивание мембран к зонам герметизации. После охлаждения блока заготовок под нагрузкой получают блок мембранных модулей, который разделяют разрезанием на отдельные мембранные модули. Изготовленный модуль сжимают и выполняют в нем по меньшей мере один центральный и два периферийных коллектора, производят окончательную сборку модуля путем герметизации его торцов полосками из термопластичного материала, служащими боковыми крышками модуля, и крепления крышек к горизонтальным плоскостям модуля.
Claims (8)
1. Мембранный модуль для разделения жидких сред, содержащий две группы чередующихся щелевых камер для разделяемой смеси и фильтрата, образованных набором плоских полупроницаемых мембран, дренажных элементов и средствами герметизации, отличающийся тем, что модуль выполнен в виде сильфона с наружными и внутренними камерами, а мембраны и дренажные элементы выполнены в виде пластин, по меньшей мере, с двумя периферийными и одним центральным отверстием, при этом средства герметизации выполнены в виде рамок, камеры разделяемой смеси, являющиеся наружными камерами сильфона, герметизированы по периметру центрального отверстия рамками из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных элементов и склеивающегося с мембранами, а камеры фильтрата, являющегося внутренними камерами сильфона, герметизированы по наружному периметру дренажных элементов и периметров периферийных отверстий рамками из термопластичного материала, заполняющего при спекании толщину дренажных элементов и склеивающихся с мембранами.
2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что толщины дренажных элементов камер разделяемой смеси и камер фильтрата одинаковы.
3. Модуль по п.2, отличающийся тем, что в качестве мембран использованы трековые мембраны.
4. Модуль по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что рамки выполнены из полиолефинов, например из полиэтилена.
5. Способ изготовления мембранного модуля для разделения жидких сред, включающий операцию формирования блока заготовок модулей из слоев мембран, дренажных элементов и средств герметизации, причем после формирования блок заготовок под фиксированной нагрузкой нагревают до температуры текучести материала средств герметизации, выдерживают, охлаждают и производят разделение блока на отдельные модули, отличающийся тем, что полученный в результате модуль сжимают, после чего в нем выполняют по меньшей мере по одному коллектору подвода разделяемой смеси, коллектору отвода фильтрата и коллектору отвода концентрата, после чего производят окончательную сборку модуля путем герметизации его торцов полосками из термопластичного материала и крепления крышек к горизонтальным плоскостям модуля.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что фиксированную нагрузку задают давлением 2,0 - 4,0 кг на один модуль.
7. Способ по пп.5, 6, отличающийся тем, что блок мембранных модулей под фиксированной нагрузкой выдерживают в течение 1,5 - 2,5 ч.
8. Способ по одному из пп.5 - 7, отличающийся тем, что блок выдерживают под фиксированной нагрузкой при температуре 140 - 180oC.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105070/12A RU2156156C1 (ru) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Мембранный модуль для разделения жидких сред и способ его изготовления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105070/12A RU2156156C1 (ru) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Мембранный модуль для разделения жидких сред и способ его изготовления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2156156C1 true RU2156156C1 (ru) | 2000-09-20 |
Family
ID=20231284
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000105070/12A RU2156156C1 (ru) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Мембранный модуль для разделения жидких сред и способ его изготовления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2156156C1 (ru) |
-
2000
- 2000-03-02 RU RU2000105070/12A patent/RU2156156C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0814896B1 (en) | Filtration cassette article, and filter comprising the same | |
US5342517A (en) | Filtration cassette article, and filter comprising same | |
US5868930A (en) | Filtration cassette article and filter comprising same | |
EP0478623B1 (en) | Filter plate, filter plate element, and filter comprising same | |
US5232589A (en) | Filter element and support | |
US20020139741A1 (en) | Integral gasketed filtration cassette article and method of making the same | |
RU2008121860A (ru) | Мембранный модуль с поперечным потоком | |
AU2005309199B2 (en) | Frameless, plate-shaped filtering member | |
JP2885826B2 (ja) | 微細分散された成分を含む液体を直交作業でろ過する際にフィルタ被覆層の形成を防止するかまたはフィルタ被覆層を分解する方法および装置 | |
US11654397B2 (en) | Filter cassette article, and filter comprising same | |
EP1497016A1 (en) | Cross-flow filtration cassettes and methods for fabrication of same | |
US7264724B2 (en) | Fluid path control element for fluid processing module | |
JPH03135405A (ja) | クロスフロー原理により作動可能な流体用のフイルタ装置 | |
US4636312A (en) | Plasmapheresis filtration module having improved end plate | |
RU2156156C1 (ru) | Мембранный модуль для разделения жидких сред и способ его изготовления | |
RU2170136C1 (ru) | Многослойный фильтрующий материал для ультра- и микрофильтрации и способ его изготовления | |
KR100300773B1 (ko) | 액체매질또는회수여과물순환용종합네트워크를구비한무기물여과유닛 | |
RU2029610C1 (ru) | Мембранный аппарат для проведения процессов массообмена и/или разделения жидких сред | |
RU2021823C1 (ru) | Мембранное устройство и способ его изготовления | |
JP5355200B2 (ja) | 水処理用フィルタモジュールおよび水処理用濾過装置 | |
RU2151633C1 (ru) | Мембранный модуль для разделения крови | |
SU1118388A1 (ru) | Мембранный аппарат | |
RU2046647C1 (ru) | Мембранный модуль для разделения крови и способ его изготовления | |
EP0089434A2 (en) | Plasmapheresis filtration module | |
JPH05168868A (ja) | 半透膜モジュール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050303 |
|
NF4A | Reinstatement of patent | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160303 |