DD285722A5 - Vorrichtung zur trennung der komponenten von loesungen und gasgemischen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung der Komponenten von Loesungen und Gasgemischen und wird z. B. in der Medizin sowie in der Lebensmittel- und Arzneimittelindustrie angewendet. Um das geordnete Befestigen der Kapillarmembranen einfacher zu verwirklichen und die Auswechselbarkeit des abgenutzten Kapillarmembranbuendels zu gewaehrleisten, wurde erfindungsgemaesz eine Vorrichtung entwickelt, bei der die Harzeinfassungen aus einer die Enden der Kapillarmembranen zu einem geordneten Buendel fassenden Befestigungseinfassung und einer um die Befestigungseinfassung herum an den Enden des Gehaeuses gebildeten Schlieszeinfassung bestehen, wobei die Schlieszeinfassung mit der Innenwand des Gehaeuses formschluessig, gleichzeitig zum Gehaeuse in Axialrichtung beweglich ist, und der dichte Abschlusz zwischen der Schlieszeinfassung und der Innenwand des Gehaeuses durch einen in die in die Innenwand des Gehaeuses eingearbeitete Rille eingesetzten Dichtungsring gewaehrleistet wird. Fig. 1{Vorrichtung; Trennung; Komponenten; Loesungen; Gasgemische; Kapillarmembranen; Harzeinfassung; Gehaeuse; Befestigungseinfassung; Schlieszeinfassung; Dichtungsring; Kapillarmembranbuendel; Auswechselbarkeit}

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung der Komponenten von Lösungen und Gasgemischen und wird z.B. in der Medizin sowie in der Lebensmittel- und Arzneimittelindustrie angewendet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zum Trennen - Eindicken, Behandeln usw. -von Komponenten von Lösungen oder Gasgemischen werden in einem abgeschlossenen Gehäuse angeordnete Kapillarmembranen verwendet, die zweckmäßig auf Ultrafiltration, Mikrofiltration, Dialyse, Gasdiffusion oder reverser Osmose basieren. Diese Vorrichtungen sind an entsprechenden Armaturen von stoffseparierenden Apparaturen angeschlossen. Während des Durchströmens der Kapillarmembran können die sich aus der Lösung oder de ι Gasgemisch abtrennenden Komponenten aus dem Gehäuse durch einen seitwärts gerichteten Ausführungsstutzen entfernt werden. Die seitwärts gerichteten Stutzen ermöglichen gleichzeitig auch eine Reinigung und Sterilisierung des Gehäuses und der Kapillarmembranen.

Die in der europäischen Patentschrift Nr.0170354 beschriebene Vorrichtung enthält ein in ein geschlossenes Gehäuse abgedichtet eingebettetes, geordnetes Kapilla. membranbündel. Die Dichtheit wird dadurch gewährleistet, daß die die Kapillarmembranen in einem geordneten Bündel befestigende Masse (Harz) an die Innenwand des Gehäuses und an das einfassende Gehäuse in gleicher Weise dicht bindet. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß ein Bindemittel (Harz), das sowohl an das Material der Kapillarmembranen als auch an das Material der Innenwand des Gehäuses bindet, indem es eine entsprechende Dichtheit gewährleistet, in Einzelfällen -wegen der gegebenen Stoffauswahl- nicht zur Verfügung steht oder nur auf außerordentlich kostspielige Weise beschafft werden kann.

Charakteristisch für die bekannten Lösungen ist, daß dio abgedichtete Anordnung der Kapillarmembranen im Gehäuse durch das hermetische und unlösliche Binden der die Kapillarmembranen einbettenden Harzeinfassungen an die Innenwand des Gehäuses gewährleistet wird.

Die Erweitorung der Anwendungstechnologie - insbesondere bei der Anwendung in der Lebensmittelindustrie, Arzneimittelindustrie und Therapie - stellt an die Materialien der Separatorvorrichtungen erhöhte Anforderungen. Allein das Material des das Membranbündel einfassenden Gehäuses des Ultrafilters muß immer strengeren Anforderungen gerecht werden. Deshalb müssen zum Bau des Gehäuses oftmals sehr teure Materialien (z. B. korrosionsbeständiger Stahl) verwendet werden, bei denen auch die Bearbeitungskosten höher sind. Bei einem bedeutenden Teil der Anwendungsgebiete - z. B. bei der Hämodialyse - können die Kapillarmembranen außerdem nur einmal verwendet werden. Es würde also eine große Kosteneinsparung bedeuten, wenn die Gestaltung der Vorrichtung das Auswechseln der Kapillarmembranen ermöglichen würde.

Die bekannten Lösungen bieten diese Möglichkeit nicht. Nach Abnutzung der Kapillarmembranen wird somit die gesamte Vorrichtung unbrauchbar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den technisch-ökonomischen Herstellungsaufwand zu senken, den Wartungs- und Instandhaltungsaufwand zu verringern sowie das Anwendungsgebiet zu erweitern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht dari.i, eine Vorrichtung zur Trennung der Komponenten von Lösungen und Gasgemischen, die ein mit seitlich gerichteten Ein- und/oder Ausführstutzen versehenen, an seinen beiden Enden offenes Gehäuse besitzt, in der ein die offenen Enden des Gehäuses dicht verschließende Harzeinfassungen eingebettetes geordnetes Kapillarmembranbündel angeordnet ist, zu schaffen, die ein relativ einfach zu verwirklichendes geordnetes Befestigen der Kapillarmembranen gewährleistet und das Auswechseln des abgenutzten Membranbündels bei Erhaltung des Vorrichtungsgehäuses ermöglicht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

- die die offenen Enden des zylindrischen Gehäuses abschließende Harzeinfassung aus einer die Enden der Kapillarmembranen in ein geordnetes Bündel fassenden Befestigungseinfassung und aus einer um die Befestigungseinfassung herum am Ende des Gehäuses angebrachten Schließeinfassung aufgebaut ist;

- die Schließeinfassung mit der Innenwand des Gehäuses formschlüssig, gleichzeitig zum Gehäuse in Axialrichtung beweglich angebracht ist;

- das dichte Abschließen durch einen in eine zwischen Schließeinfassung und Gehäuseinnenwand in diese eingearbeitete ringförmige Rille gesetzten Dichtungsring gewährleistet wird.

Die Schließeinfassung umfaßt die innere Befestigungseinfassung dicht und ist an beiden Enden des Gehäuses von der endenden Stirnseite bis in dem seitlich gerichteten Ein- bzw. Ausführungsstutzen ausgebildet.

Die Dichtungsringe, die ein dichtes Abschließen zwischen Schließeinfassung und Innenwand des Gehäuses gewährleisten, sind vorzugsweise als Ringe mit einem O-förmigen Querschnitt geformt. Die in die Innenwand des Gehäusos eingearbeiteten ringförmigen Rillen, in die jeweils ein Dichtungsring eingesetzt ist, sind in diesem Fall mit einem in Richtung Gehäuseende gestreckten Profil ausgebildet. Diese Form begünstigt beim Einführen der Schließeinfassung ein zuverlässiges Abdichten und ermöglicht gleichzeitig das Hinausschieben der Schließeinfassung durch eine von innen nach außen gerichtete Druckwirkung.

Der konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht das Entfernen des im Gehäuse in dicht angeordneten Harzeinfassungen eingebetteten geordneten Kapillarmembranbündels. Das Kapillarmembranbündel wird zweckmäßig wie folgt entfernt:

Durch die seitlich gerichteten Ein- oder Ausführstutzen des Gehäuses wird das Membranbündel mit einem Messer durchschnitten, dann wird mit einem geeigneten Werkzeug (z. B. mit einem langen Metallstab) durch die an der einen Schließeinfassung angebrachte Bohrung in das Gehäuseinnere gefaßt und die das andere Ende des zylindrischen Gehäuses verschließende Harzeinfassung durch eine nach außen gerichtete axiale Krafteinwirkung herausgeschoben. Danach wird durch das freigewordene Ende des Gehäuses unter axialer Krafteinwirkung auch die andere - mit einer Bohrung versehene Harzeinfassung herausgeschoben. Auf diese Weise kann das Kapillarmembranbündel au dem zylindrischen Gehäuse ohne Zerstörung desselben entfernt werden, und somit kann das zylindrische Genauso wieder verwendet werden. · Die einzige Anforderung an das Material der die Kapillarmembranen verschließenden Harzkappe besteht darin, daß das Harz bis zum endgültigen Binden der Verschlußkappe ein zuverlässiges Verschließen gewährleisten muß.

Das die Kapillarmembranen befestigende - die Befestigungseinfassung bildende - Harz muß eine beständige zuverlässige Befestigung der Kapillarmembranen gewährleisten, weiterhin eine Viskosität und Abbindzeit haben, die gewährleisten, daß es b Jim Aufwickeln der Membranfaser auf den Spulenkörper über den gewünschten Abschnitt hinaus nicht herabtropft. Außerdem muß mit dem Harz eine Befestigung erreicht werden, die das Innenprofil der Kapillarmembranen im Befestigungsabschnitt nicht deformiert.

Die wesentlichste Anforderung an das das Material der Schließeinfassung bildende Harz (Gußharz) besteht darin, daß es sich an das Material der Befestigungseinfassung entsprechend binden muß, gleichzeitig soll aber das Festkleben an der Gehäuseinnenwand vermieden werden können.

Ausführungsbelsplel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: eine Ausführungsform als Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt; Fig. 2: den Querschnitt des geordneten Kapillarmembranbündels;

Fig. 3: einen Teil einer Ausführungsform der erfindungsgsmäßen Vorrichtung in vergrößertem Maßstab im Längsschnitt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein röhrenförmiges zylindrisches Gehäuse 2, das mit seitwärts gerichteten Stutzen 1 versehen ist. Die Stutzen 1 dienen dem Abführen der beim Trennen ausgeschiedenen Stoffkomponenten beziehungsweise während des Sterilisierens dem Ein- und Auslassen des Reinigungsmittels.

In dem zylindrischen Gehäuse 2 ist ein aus Kapillarmembranen 4 gebildetes, geordnetes Kapillarmembranbündel (Fig. 2) angeordnet. Die Enden der Kapillarmembranen sind in eine Befestigungseinfassung 5 aus Harz eingebettet. Die beide Enden der Kapillarmembranen 4 einbettenden Befestigungseinfassungen 5 gewährleisten gleichzeitig auch die Orientierung des Kapillarmembranbündels.

Die offenen Enden des zylindrischen Gehäuses 2 werden durch um die Befestigungseinfassungen 5 herum aus Harzgegossenen Schließeinfassungen 6 verschlossen. Die Schließeinfassungen 6 kleben dicht an den Befestigungseinfassungen 5, gleichzeitig kann das Harz aber nicht an die Innenwand des Gehäuses 2 binden. Diese Voraussetzungen können durch eine geeignete Auswahl des Harzmaterials beziehungsweise durch Auftragen eines formabtrennenden Überzuges auf die Innenwand des Gehäuses 2 geschaffen werden.

Zwischen der Innenwand des zylindrischen Gehäuses 2 und der Schließeinfassung 6 ist ein Dichtungsring 3 angebracht, der ein dichtes Abschließen gewährleistet. Der Dichtungsring 3 ist zweckmäßigerweise in eine in die Innenwand des zylindrischen Gehäuses 2 eingearbeitete ringförmige Rille eingesetzt.

Wie aus Fig.3 ersichtlich, ist die ringförmige Rille 11 in Richtung des näheren Endes des zylindrischen Gehäuses 2 mit einem sich ständig verschmälernden, gestreckten Profil ausgebildet. Diese Form begünstigt beim Einschieben der Schließeinfassung 6 das Zustandekommen eines dichten Abschlusses und ermöglicht gleichzeitig das Herausschieben der Schließeinfassung 6 aus dem zylindrischen Gehäuse 2 in Axialrichtung.

In Fig. 1 sind gesondert von der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch die Teile dargestellt, die zur Herstellung der Vorrichtung benötigt werden, dann nach der endgültigen Befestigung des Membranbündels - nach vollständigem Abbinden des die Schließeinfassung 6 ausfüllenden Harzes - zusammen mit den Enden des zylindrischen Gehäuses 2 abgeschnitten werden. Die offenen Enden der in die Befestigungseinfassung 5 eingebetteten kapillarmembranen 4 müssen vor der Gestaltung der Schließeinfassung 6 - vor dem Ausgießen mit dem Ausfüllharz - hermetisch abgeschlossen werden. Hierzu dienen die verschließenden Harzkapp an 7. Die Harzkappen 7 werden nach dem vollständigen Abbinden der Schließeinfassung entfernt, indem die Enden der das Kapillarmembranbündel bildenden Kapillarmembranen 4 unter den Harzkappen 7, zusammen mit den entsprechenden Abschnitten des zylindrischen Gehäuses 2, der Schließeinfassung 6 und der Befestigungseinfassung 5-an der in Fig. 1 mit dem Pfeil Il gekennzeichneten Stelle - abgeschnitten werden.

In Fig. 3 ist gut zu erkennen, daß die Schließeinfassung 6 durch das Umgießen der Befestigungseinfassung 5 mit dem Ausfüllharz vom Ende des zylindrischen Gehäuses 2 bis in Höhe der Anschlußstelle des Stutzens 1 geformt wird. Beim Ausgießen mit dem Ausfüllharz werden die Enden der Kapillarmembranen 4 von den verschließenden Harzkappen hermetisch verschlossen. Für den Anschluß an die Armaturen der Separatorvorrichtung ist an der Außenwand des zylindrischen Gehäuses ein Sperrfilterflansch 14 befestigt. Auf den Sperrfilterflansch 14 ist eine Kiemmutter 13 gebogen, mit deren Hilfe das zylindrische Gehäuse 2 mit der Anschlußarmatur verbunden wird. Die dichte Verbindung zwischen dem Ende des zylindrischen Gehäuses 2 beziehungsweise der Stirnseite des Sperrfilterflansches 14 und der Anschlußarmatur wird durch den Dichtungsring 12 gewährleistet.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Trennung der Komponenten von Lösungen und Gasgemischen, die ein mit seitlich gerichteten Ein- und/oder Ausführstutzen versehenen, an seinen beiden Enden offc nes Gehäuse besitzt, in der ein in die offenen Enden des Gehäuses dicht verschließende Harzeinfassungen eingebettetes geordnetes KapillarmembranbündeJ angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzeinfassungen aus einer die Enden der Kapillarmembranen (4) in ein geordnetes Bündel fassenden Befestigungseinfassung (5) und einer um die Befestigungseinfassung (5) herum am Ende des Gehäuses (2) gestalteten Schließeinfassung (6) bestehen, wobei die Schließeinfassung (6) mit der Innenwand des Gehäuses (2) formschlüssig, gleichzeitig zum Gehäuse (2) in Axialrichtung beweglich angebracht ist, und der dichte Abschluß zwischen der Schließeinfassung (6) und der Innenwand des Gehäuses (2) durch einen in die in die Innenwand des Gehäuses (2) eingearbeitete RiIIe(H) gesetzten Dichtungsring (3) gewährleistet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließeinfassung (6) an beiden Enden des Gehäuses (2) von der endenden Stirnseite bis zu dem seitlich gerichteten Einbeziehungsweise Ausführungsstutzen (1) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringe (3) Ringe mit einem O-förmigen Querschnitt sind, die in die in die Innenwand des Gehäuses (2) eingearbeiteten ringförmigen Rillen (11) mit einem in Richtung Gehäuseende gestreckten Profil eingesetzt sind.