用于制造膜組件的方法以及膜組件的制作方法
【專利說明】用于制造膜組件的方法以及膜組件
[0001 ] 本申請是申請日為2011年2月11日、于2012年8月22日進入中華人民共和國國家階段的申請?zhí)枮镃N 2011800105807、發(fā)明名稱為“用于制造膜組件的方法以及膜組件”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]本發(fā)明涉及用于分離不同聚合狀態(tài)的物質(zhì)的膜組件的領(lǐng)域。這種膜組件包括伸長的過濾元件，該過濾元件從至少一個縱向通道穿過并且由多孔材料構(gòu)成，例如由陶瓷構(gòu)成。此外，該組件包括殼體，該殼體圍繞過濾元件并且與過濾元件一起形成聚集室。
[0003]這種組件如下地工作:待處理的介質(zhì)被引入每個縱向通道的其中一個端部中，該介質(zhì)為所謂的未濾出物。在未濾出物的路徑上，濾出物穿過縱向通道的壁面以及過濾元件的多孔材料，到達在過濾元件與殼體之間的所述的聚集室并且從那里作為濾出物排出。未濾出物在縱向通道的另外的端部上排出并且必要時回引至縱向通道的首次提及的端部，以便因此形成循環(huán)?？v向通道的壁面涂覆有同樣一定程度可透過的材料。通常非常薄的層通常形成實際的過濾裝置。
[0004]基本上存在兩種結(jié)構(gòu)類型的這種組件。在其中一種結(jié)構(gòu)類型的情況下，設置多個過濾元件，過濾元件根據(jù)意大利苗條的類型而具有唯一的縱向通道。多個這樣的過濾元件組合成束(套管元件)。
[0005]在另一結(jié)構(gòu)類型的情況下，唯一的過濾元件具有多個縱向通道(多通道元件)。在此也可能的是將多個這樣的多通道元件組合并且由此形成膜組件。
[0006]本發(fā)明涉及兩種結(jié)構(gòu)類型的組件。
[0007]在兩種結(jié)構(gòu)類型中，分別在該過濾元件和/或這些過濾元件的端側(cè)的端部上有一個端側(cè)板。該板形成在殼體與該過濾元件或這些過濾元件之間的環(huán)形室的邊界，更確切地說，環(huán)形室對外部周圍環(huán)境密封，至少是液密的。密封會有問題，因為在工作期間不同的溫度處于主導，這些溫度引起部件的膨脹和收縮，更確切地說以不同方式膨脹和收縮。端側(cè)的界板例如可以由不銹鋼構(gòu)成。
[0008]從EPO 270 051 BI以及DE 690 19 552 T2中公開了實施例。
[0009]本發(fā)明所基于的任務是構(gòu)建上述結(jié)構(gòu)類型之一的組件，使得在殼體與過濾元件之間的連接是絕對密封的并且在工作期間也保持密封，并且制造成本低。
[0010]該任務通過獨立權(quán)利要求所述的特征來解決。
[0011]本發(fā)明的基本思想在于，由塑料構(gòu)成的熔融物例如熱塑性塑料尤其是聚合物施加到過濾元件的端部區(qū)域上。如果涉及上述的“套管(意大利面條狀Spaghetti)”結(jié)構(gòu)類型，則所有單個過濾元件在端部區(qū)域上被塑料包覆。塑料因此隔離過濾元件之間的中間空間。塑料形成安裝環(huán)，安裝環(huán)(又在過濾元件的端部區(qū)域中)圍繞過濾元件。
[0012]表述“塑料”可以在最為寬泛的意義下理解。這樣，例如也考慮熱固性塑料或雙組分塑料如環(huán)氧化物或丙烯酸鹽。
[0013]該方法在過濾元件的束的兩個端部上實施，使得形成兩個安裝環(huán)。然后，殼體推移到兩個安裝環(huán)上并且由此推移到過濾元件束上。
[0014]在多通道元件的情況下，安裝環(huán)首先安置在過濾元件的一端部上，并且隨后安置在過濾元件的另一端部上，其又由塑料熔融物構(gòu)成。在安置之后，在兩種情況中讓塑料熔融物硬化。同樣過程在其他端部上進行。隨后，又將殼體推移到兩個安裝環(huán)上。
[0015]在兩種結(jié)構(gòu)類型的情況下，殼體可以由與安裝環(huán)相同的材料形成。殼體甚至可以與兩個安裝環(huán)之一是一體式的，更確切地通過在唯一的澆注過程中制造。
[0016]所述結(jié)構(gòu)類型的具有陶瓷過濾元件的過濾設備中的已知的問題在于熱作用情況下不同強度的膨脹。當使用不同熱膨脹系數(shù)的材料時，始終存在該問題。
[0017]因此建議的是，至少在安裝環(huán)之一上將殼體的支承裝置構(gòu)建為浮動支承體，使得在陶瓷部分與殼體之間不出現(xiàn)不允許的熱應力。
[0018]殼體可以設置有用于輸送或排出介質(zhì)的接頭，例如針對待處理的介質(zhì)(所謂的未濾出物)或針對處理過的介質(zhì)(濾出物)。如果殼體由熱塑性材料制造，則合適的是澆注連接管。
[0019]參照附圖更為詳細地闡述了本發(fā)明。其中詳細地示出了如下內(nèi)容:
[0020]圖1以透視圖示出了陶瓷構(gòu)成的單個中空纖維(套管)。
[0021]圖2以垂直軸線的橫截面示出了三條組合成束的套管。
[0022]圖3示出了套筒包圍的套管束。
[0023]圖4以示意圖示出了圖3的對象，其中一端部浸入槽中，該槽包含熔融物。
[0024]圖5示出了在熔融物硬化之后的帶根據(jù)圖3的套筒的束。
[0025]圖6以透視圖示出了多通道元件的端部區(qū)域。
[0026]圖7示出了設置有安裝環(huán)的圖6的對象。
[0027]圖8以俯視圖并且部分剖切地示出了完整的過濾設備，該過濾設備在殼體中包括多個過濾元件。
[0028]圖9以正視圖并且部分剖切地示出了另一過濾裝置。
[0029]圖10以俯視圖示出了根據(jù)圖9的裝置。
[0030]圖11以橫截面示出了具有五個扁平膜的過濾設備的一個可替選的實施形式。
[0031]圖1中所示的套管元件I由陶瓷構(gòu)成。套管元件包圍縱向通道1.1。圖2中示出的套管束包括三條套管I，其分別具有縱向通道I.I。三條套管包含在空腔1.2間。
[0032]圖3示出了套筒2包圍的套管I的束。套筒2具有多個穿通部2.1，使得在空腔1.2與外部環(huán)境之間存在導通的連接，其中空腔分別在彼此相鄰的套管I之間。
[0033]圖4示意性地闡明了安裝環(huán)3的安置(也參見圖5)。為此目的，圖3的對象用其一端部浸入熔融物4中，熔融物在槽5中。熔融物4由塑料構(gòu)成，例如由熱塑性材料構(gòu)成或由合成樹脂構(gòu)成。熔融物在圖3的對象浸入之后通過穿通部2.1侵入套管I中的空腔1.2中并且填充空腔。在熔融物硬化之后形成圖5中所示的對象，因此形成由套筒2包圍的具有安裝環(huán)3的套管束。
[0034]對于過濾過程而言需要縱向通道1.1保持敞開。這可以以不同方式實現(xiàn)。如果該束的下部端面是絕對平坦的并且與槽5的底部平齊，則可以避免熔融物侵入縱向通道1.1中。此外，縱向通道1.1的端部可以設置栓塞，但這是費事的并且復雜的。最后，該束可以在達到根據(jù)圖5的狀態(tài)之后在其下部上通過剪切而縮短了所期望的段，因為熔融物由于縱向通道的直徑小而不過多地侵入縱向通道中。
[0035]圖6示出了帶有縱向通道6.1的多通道元件6的端部區(qū)域。元件6由陶瓷構(gòu)成。該元件的橫截面為六邊形。在此，其他橫截面也是可能的，例如為圓形的或橢圓的。
[0036]安裝環(huán)的安置在多通道元件的情況下與在套管元件的情況一樣進行。參見圖4和
5。然而在此唯一且僅涉及安裝環(huán)3的安置。而在圖2所示的束的情況下不再涉及類似空腔1.2的空腔的填充。
[0037]安裝環(huán)3在任何情況下都牢固地在套管束上或在單通道元件上。現(xiàn)在必須制造與殼體的結(jié)合(Vereinigung)。在圖8中看到完成的過濾裝置。在此情況下，多個多通道元件6被殼體7包圍。代替多通道元件6也可以設置套管元件。
[0038]殼體7在所示的實施形式中由熱塑性材料構(gòu)建。在此涉及構(gòu)建支承環(huán)3的材料。殼體7和支承環(huán)3在唯一的澆注過程中制造并且因此為一體式的。這同樣適用于下部安裝環(huán)3.1，其在一定程度上形成殼體7的底部。然而并不適用于上部安裝環(huán)3.2。在上部安裝環(huán)與殼體的上部端部之間存在接合部，使得在上部安裝環(huán)3.2與殼體7之間可以軸向相對運動。由此也保證了殼體7在過濾裝置工作期間可以以不同于殼體所包圍的部件(即多通道元件6)的程度膨脹。