DE2261265C3 - Plattenhalterung von Membranen für Fluidseparatoren - Google Patents

Description

restellt isu

F i g. 4 eine Schnittansicht von links längs der Linie S-ßinFig.3,

F i g. 5 eine Schnittansicht von rechts der in F i g. 3 dargestellten Platte längs der Linie C-C in vergrößertem Maßstab, die die Einrichtung zum Verbinden des Halterahmens näher darstellt,

Fig.6 eine teilweise Querschnittsansicht einer Anordnung von drei Plattenhaherungen,

F i g. 7 eine halbierte Seitenansicht einer Abwandlung der Piattenhalterung mit einer abnehmbaren Einrichtung,

Fig.8 und 9 teilweise Querschnittsansichten von Abwandlungen der abnehmbaren Einrichtung einer Piattenhalterung,

F i g. 10 eine teilweise Querschnittsansicht einer Abwandlung einer Piattenhalterung mit einer abnehmbaren Einrichtung.

Die erfindungsgemäße Piattenhalterung von Membranen umfaßt Bauteile, die in der Fachwelt bekannt sind. Insbesondere weist sie auf jeder Seite symmetrisch in bezug auf eine Mittelebene, abhängig von der Dicke der Plattenhalterung, eine mit einer Auskleidung versehene Vertiefung mit annähernd rechteckigem Querschnitt, auf der eine Membran aufliegt, sowie an jedem Ende längliche öffnungen auf und besitzt im allgemeinen eine rechteckige Form.

In F i g. 1 isi die Platte in Vollinier normaler Starke. die Membran gestrichelt, der Hallerahmen, dei zwei aufeinanderfolgende Platten trennt, in Strichhmen da^r gestellt, während die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Platte durch Vollinien größerer Stärke gezeigt ist.

Eine Platte ist in bezug auf ihre Längsachse praktisch symmetrieh. Sie weist Ausnehmungen 1 zum Positio nieren auf, welche für Fiihrungsstangen vorgesehen sind, so daß vorzugsweise durch die Nebeneinanderordnung senkrechter Platten längs den waagerechten Stangen eine Vorrichtung gebildet wird. Die Platte besitzt außerdem längliche Öffnungen zum Einführen des zu behandelnden Fluids und zum Ablassen des behandelten Fluids, nachdem es auf der Membranoberfläche entlanggeflossen ist. Zwischen den beiden länglichen Öffnungen 2 ist jede Plattenhalterung für die Membra-[i ι auf beiden Mächen mit einer Vertiefung 3 mit an nuriernd rechteckigem Querschnitt versehen, die durch eine dünne Wand voneinander getrennt sird. (ede Vertiefung 3 enthält eine Auskleidung, die insbesondere als Unterlage für eine Membran dient. Diese Auskleidung umfaßt beispielsweise ein Gitter aus Kunststoff und eine poröse Unterlage, die beide im wesentlichen die Abmessungen der Vertiefung besitzen. Die Auskleidung wird durch einen Klebstreifen genalten, der gleichzeitig auf der porösen Unterlage und auf den Rändern der Vertiefung angebracht ist. Die Membran ist auf der porösen Unterlage angeordnet, gegebenenfalls über einem Papierfilter Es ist auch möglich dem Boden der Vertiefung ein solches Profil zu geben, daß das Ablaufen des durch die Membran gedrungenen Fluids ermöglicht und somit das Gitter überflüssig wird. Das durch die Membranen gedrungene Fluid wird in mindestens einer Leitung (nicht dargestellt) aufgefangen, die in der Breite der Platte angeordnet ist.

Die Membran 4 liegt auf der Auskleidung auf und ragt über die Längs- und Querränder 5, 6 der Vertiefung 3 hinaus, wie F i g. 1 zeigt. Die Membran 4 wird durch den Halterahmen 7 (in F i g. 1 in Sinchlinicn dargestellt) beim Einspannen mehrerer malten dichtend eegen die Längsränder 5 der Vertiefung 3 gedruckt.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, sind die Hakerahmen 7 auf beiden Seiten einer Plattenhalttrung angeordnet und gewährleisten die Dichtheit an den Längsrändern der Membranen 4. Die Falterahmen 7 können seitlich etwas durch an jeder Seite der Platte vorgesehene Verstärkungen gehalten sein. Sie lassen sich auch mit Hilfe von Längsrillen 13 und Querrillen 14 (s. F i g. 3 und 4) befestigen, die auf den Rändern der Platten vorgesehen sind. Die Halterahmen 7 passen sich beim Zusammenbau der Vorrichtung leicht in die Rillen ein und sind auf diese Weise gegen Verschiebungen gesichert.

Um die Handhabung jeder Platte und ihrer zugehörigen Teile (Auskleidung, Membranen. Halterung) zu erleichtern, ist es von Vorteil, den Halterahmen 7 formschlüssig mit der Platte verbunden zu halten, ohne ein Kleben vornehmen zu müssen. So läßt sich der Halte rahmen, wie die F i g. 5 und b zeigen, mit Hilfe von Verbindungsstiften 15 auf der Plattenhalterung befestigen, die auf dem Umfang der Platten angebracht sind und in Löcher eingreifen, welche an entsprechenden Stellen in den Halterahmen angeordnet sind. Diese Verbindungs stifte 15 können aus einem Kunststoffmaterial beste hen. dessen Härte etwas geringer ist als die der Platte, und unter Krahaufbringung in die in der Platte vorgesehenen Löcher 16 eingebracht werden. Außerdem ist es vorteilhaft, die Locher 16 an einem Ende zu erweitern, um das Einsetzen des Kopfes 18 der Verbindungs stifte 15 der angrenzenden Platte zu ermöglichen, wie aus F i g. b ersichtlich ist. Weiterhin ist es möglich, die Verbindung mittels eines umgekehrten Bauteils herzustellen, wobei also die Verbindungsstifte fest mit den Halterahmcn 7 verbunden sind und diese weichen Stifte in H.ilRTungslöcher eingreifen, die an den Rändern der Platten vorgesehen sind.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Plattenhalterung weist zwischen jedem Ende der Vertiefung 3 und der nächstgelegenen länglichen öffnung 2 eine Öffnung 10 auf, deren zur Vertiefung 3 hin gelegener Rand 19 eine regelmäßige bzw. von der Mittellinie stetig abfallende Oberfläche aufweist, gegen welche jede Membran 4 auf ihrer gesamten Breite durch eine abnehmbare Einrichtung 20 dichtend gehalten ist. Die Dicke der eingesetzten, abnehmbaren Einrichtung entspricht derjenigen der Platte, zumindest an den Enden der /ur Vertiefung hin gelegenen Ränder.

Unter regelmäßiger Oberfläche wird hier eine Oberflache verstanden, die von einer Geraden erzeugt wird, welche sich parallel zu den Flächen der Platten verschiebt und sich auf zwei die Platte durchquerende l.eitkiirven stützt. Hierdurch wird vermieden, daß sich die Membran beim Einsetzen kräuselt.

Dem /ur Vertiefung hin gelegenen Rand 19 der Öffnung 10 wird vorzugsweise ein V-förmiges (Tig.4, und 4) oder ein kreisbogenförmiges (F ig. 10) Profil gegeben. Der dem Rand 19 gegenüberliegende Rand kann eine beliebige form besitzen. d<uh gibt man ihm im allgemeinen eine in bc?ug auf die Längsachse der Öffnung 10 s>mmeirische Form.

Die in den F 1 g. 1 und 2 dargestellte abnehmbare Hinrichtung innerhalb der Öffnung 10 umfaßt zwei Hauchen 8. 9, die praktisch die Dicke der Platte aufweisen, nachdem sie durch die Schrauben 11 gegeneinander angezogen worden sind. Zwischen den Plättchen 8, 9 und dem der beckenförmigcn Vertiefung am nächsten gelegenen Rand 19 der Öffnung 10 drückt ein Verbindungsteil 12 auf die Membran 4. nachdem die Plättchen 8. 9 gegeneinander angezogen werden sind. Da der Rand 19 V-förmig ist. besitzt das Verbindungsteil

12 einen spärrenförmigen Querschnitt. Der Abstand zwischen den Schenkelenden des Verbindungsteils 12 entspricht der Dicke der Platte.

Die abnehmbare Einrichtung mit den Plättchen verschließt die öffnung, in die sie eingesetzt ist, vollständig^ ■■ ■' ■-■■ ^¹--'--¹ · · ■·.

Der Zusammenbau der Teile einer Platte, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist_t geschieht wie folgt. Man nimmt eine PlattenhäUerung, wie sie in den. F i g. 3 und 4 gezeigt ist. In jede Vertiefung 3 wird die ein Gitter und eine poröse Unterlage umfassende Auskleidung eingesetzt und durch ein Klebeband gehalten, das auf den Rändern der Vertiefung und den Rändern der porösen Unterlage aufliegt. Anschließend wird die Membran 4 auf die Auskleidung und auf jeden Längsrand 5 der Platte aufgelegt. Eine Platte kann jedoch auch durch eine einzige Membran bedeckt sein, die die öffnung 10 durchsetzt und die Auskleidung der beiden einander gegenüberliegenden Vertiefungen überdeckt. Um die Enden der Membran (oder der Membranen) mit den Plättchen 8, 9 zu befestigen, werden zunächst die Enden auf den Rand 19 der öffnung 10 in überlappender Lage aufgelegt und sodann durch das Verbindungsteil 12 abgedeckt, wie Fig.2 zeigt. Daraufhin werden die Plättchen 8,9 eingesetzt und die Schrauben 11 angezogen. Am anderen Ende der Platte kann eine ähnliche abnehmbare Einrichtung 20 eingesetzt werden. Anschließend wird auf der Platte ein Halterahmen 7 mit Hilfe von Verbindungsstiften 15 befestigt, die auf einer Fläche der Platte vorgesehen sind, wie Fig.5 zeigt. Die Platte ist damit vollständig ausgestattet und kann mit weiteren ähnlichen Platten zum Aufbau einer Trennvorrichtung zusammengefügt werden.

Die voneinander durch die Halterahmen 7 dichtend getrennten Platten sind zwischen zwei Endplatten angeordnet, von denen die eine mit mindestens einer öff nung zum Einführen des zu behandelnden Fluids und die andere mit mindestens einer Öffnung zum Ablassen des behandelten Fluids versehen ist. Diese in Parallelanordnung versorgten Platten können eine Untergruppe bilden, die von der benachbarten Untergruppe durch eine Zwischenplatte getrennt ist, wobei der Umlauf des Fluids von einer Untergruppe zur anderen in Reihe erfolgt, wie es in bereits bekannten Vorrichtungen der Fall ist.

Es sind zahlreiche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Plattenhalterung möglich. So kann der zur länglichen öffnung 2 hin gelegene Rand der öffnung 10 ein beliebiges Profil aufweisen, beispielsweise ein Profil, wie es in F i g. 7 dargestellt ist Platten, wie

ίο sie die F i g. 3 und 4 zeigen, können mit einer abnehmbaren Einrichtung 20 versehen sein, die durch ein einziges elastisches Teil 21 (vgl. F i g. 8) oder durch eine Anordnung gebildet ist, welche durch ein Verbindungsteil 12, Tragsegmente und Federn 22 aufgebaut ist, wie es F i g. 9 zeigt. Es lassen sich auch Kniegelenkvorrichtungen (nicht dargestellt) verwenden. Flg. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Platten, bei der der Rand 19 ein kreisbogenförmiges Profil besitzt Die abnehmbare Einrichtung 20 umfaßt ein Verbindungsteil, das durch Federn und ein Tragsegment 23 gegen den Rand 19 gedruckt wird.

Die erfindungsgemäßen Platten können entsprechend dem Verwendungszweck und den erforderlichen Drucken aus sehr verschiedenen Materialien hergestellt sein. Sie eignen sich für die Herstellung aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyvinylchlorid. Sie können auch aus Werkstoffen gefertigt sein, die medizinischen oder lebensmittelchemischen Anforderungen genügen, was ihre Verwendung besonders interessant werden läßt, und zwar vor allem für die Behandlung von biologischen Flüssigkeiten oder Nährmittelflüssig keiten. Die Platten können aus Kunststoff oder einem nicht oxydierenden Metall (rostfreiem Stahl) hergestellt sein.

Eine aus den erfindungsgemäßen Platten aufgebaute Trennvorrichtung kann zur Ultrafiltration und Hyper filtration in der chemischen Industrie, der Farbstoffin dustrie, der Papierindustrie usw. verwendet werden Außerdem kann sie zur Permeation gasförmiger Stoff« benutzt werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   I. Plattenhalterung von Membranen für Fluidseparatoren, die insbesondere zur Ultrafiltration verwendet werden, wobei die Plattenhalterung im allgemeinen eine rechteckige Form besitzt, an jedem Ende in bezug auf ihre Längsachse eine vorzugsweise längliche Öffnung für den Durchtritt des zu behandelnden Fluids und auf jeder Seite symmetrisch to in bezug ajif eine Mittelebene, abhängig von der Dicke der Plattenhalterung, mindestens eine Vertie- , fung mil annähernd rechteckigem Querschnitt aufweist, welche mit einer Auskleidung versehen ist, auf der eine die Ränder der Vertiefung bedeckende Membran aufliegt, wobei die Vertiefung mti mindestens einer Leitung zum Abführen des durch die Membran gedrungenen Fluids aufweist, gekennzeichnet durch eine zwischen jedem Querende (6) der Vertiefung (3) und der am nächsten gelegenen länglichen öffnung (2) angeordnete Öffnung (10), deren zu der Vertiefung (3) hin gelegener Rand (19) eine Oberfläche besit.it. die von einer Geraden erzeugt wird, welche sich parallel /u den Flächen der Planen verschiebt und sich auf zwei die Platte durchquerende Leitkurven stützt, gegen welche die Membran (4) jeder Seite auf ihrer gesamten Breite durch eine abnehmbare Einrichtung (20) dichtend gehalten wird.
2. 2. Plattenhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß die Dicke der eingesetzten abnehmbaren Einrichtung (20) zumindest an den Enden des zu der Vertiefung (3) hin gelegenen Randes (19) der Dicke der Platte entspricht.
3. 3. Plattenhalterung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der zu der Vertiefung (3) hin gelegene Rand (19) der Öffnung (10) rechtwinklig zu der Längssymmetrieebene der Platte verläuft.
4. 4. Plattenhalterung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abnehmbare Einrichtung (20) aus einem einzigen Teil (21) besteht
5. 5. Plattenhalterung nach Anspruch 1, 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die abnehmbare Einrichtung (20) mindestens ein Teil aufweist, welches ein Verbindungsteil (12) gegen die Membran drückt.
6. b. Plattenhalterung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet. d«iß die abnehmbare Einrichtung (20) ein Verbindungsteil (12) und zwei gegeneinander anziehbarc Plättchen (8,9) aufweist
7. 7. Plattenhalterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (19) der zur Vertiefung (3) hin gelegenen öffnung (10) ein V förmiges Profil besitzt.
8. 8. Plattenhalterung nach Anspruch 7. dadurch ge-

   kv >·; ichnet. daß das Verbindungsteil (12) einen Querschnitt in Form eines Sparrens bzw. Winkels besitzt, dessen Schenkelcnden einen Abstand von einander aufweisen, der der Dicke der Platte entspricht.
9. 9. Plattenhalterung nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die abnehmbare Einrichtung (20) praktisch die Dicke der Platte besitzt und die Öffnung (10), in die sie eingesetzt ist, vollständig verschließt.

   65 Die Erfindung betrifft eine Plaltenhalterung von Membranen für Fluidseparatoren, die insbesondere zur Ultrafiltration verwendet werden, wobei die Plattenhalterung im allgemeinen eine rechteckige Form besitzt, an jedem Ende in bezug auf ihre Längsachse eine vorzugsweise längliche öffnung für den Durchtrit« des zu behandelnden Fluids und auf jeder Seite symmetrisch in bezug auf eine Mittelebene, abhängig von der Dicke der Plattenhalterung. mindestens eine Vertiefung mit annähernd rechteckigem Querschnitt aufweist, welche mit einer Auskleidung versehen ist, auf der eine die Ränder der Vertiefung bedeckende Membran aufliegt wobei die Vertiefung mit mindestens einer Leitung zum Abführen des durch die Membran gedrungenen Fluids aufweist

   Ebenso wie derartige Vorrichtungen sind Plattenhalterungen von Membranen bekannt, die im allgemeinen eine rechteckige Form besitzen und an jedem Ende eine längliche öffnung für den Durchtritt des zu behandelnden Fluids und auf jeder Seite eine Vertiefung mit annähernd rechteckigem Querschnitt aufweisen, wel ehe mit einer Auskleidung versehen ist, auf der eine die Ränder der Vertiefung bedeckende Membran aufliegt, wobei die Ränder mit mindestens einer Leitung zum Ablassen des Fluids versehen sind, das durch die Membran gedrungen ist. In solchen Vorrichtungen sind die Membranen mit Hilfe von Dichtungs-Halterahmen, die zugleich den gewünschten Abstand zwischen den Plattenhaltcrungen gewährleisten, auf den in Längsrichtung verlaufenden Rändern jeder Vertiefung dichtend gehal ten. Da die Membranen allerdings zwischen der Vertiefung und der länglichen öffnung in Querrichtung durch die Halterahmen nicht dichtend gehalten werden kön nen. ist vorgeschlagen worden, sie an diesen Stellen festzukleben (DT-OS 2 209 116).

   ledoch erscheint es für die Verwendung dieser Plat ten vorteilhaft, die Membranen in Querrichtung zwischen dem Rand jeder Vertiefung und der länglichen Öffnung mittels einer betriebssicheren mechanischen Einrichtung dichtend zu halten, die sich leicht ein- und ausbauen läßt.

   Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, jegliches Aufkleben von Membranen auf die Plattenhalterungen überflüssig zu machen, insbesondere in Trennvorrichlungen, die durch abwechselnde Nebeneinanderordnung von Platten und Halterahmen gebildet sind.

   Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird erfindungsgemäß erreicht durch eine zwischen jedem Querende der Vertiefung und der am nächsten gelegenen länglichen öffnung angeordnete Öffnung, deren zu der Vertiefung hin gelegener Rand eine Oberfläche besitzt, die von einer Geraden erzeugt wird, welche sich parallel zu den Flächen der Platten verschiebt und sich auf zwei die Platte durchquerende Leitkurven stützt, gegen weiche die Membran jeder Seite auf ihrer gesamten Breite durch eine abnehmbare Einrichtung dichtend gehalten wird.

   Die Erfindung wird im folgenden an Hand von bevorzugten, beispielsweisen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

   F i g. 1 eine halbierte Seitenansicht einer Plattenhalterung mit Membranen, Halterahmcn und abnehmbarer Einrichtung,

   F i g. 2 eine Schnittansicht von links längs der Linie A-A in F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,

   F i g. 3 eine halbierte Seitenansicht, in der eine Plat tenhalterung ohne ihre abnehmbaren Teile näher dar