用于制造膜组件的方法以及膜组件的制作方法
【专利说明】用于制造膜组件的方法以及膜组件
[0001 ] 本申请是申请日为2011年2月11日、于2012年8月22日进入中华人民共和国国家阶段的申请号为CN 2011800105807、发明名称为“用于制造膜组件的方法以及膜组件”的中国发明专利申请的分案申请。
[0002]本发明涉及用于分离不同聚合状态的物质的膜组件的领域。这种膜组件包括伸长的过滤元件，该过滤元件从至少一个纵向通道穿过并且由多孔材料构成，例如由陶瓷构成。此外，该组件包括壳体，该壳体围绕过滤元件并且与过滤元件一起形成聚集室。
[0003]这种组件如下地工作:待处理的介质被引入每个纵向通道的其中一个端部中，该介质为所谓的未滤出物。在未滤出物的路径上，滤出物穿过纵向通道的壁面以及过滤元件的多孔材料，到达在过滤元件与壳体之间的所述的聚集室并且从那里作为滤出物排出。未滤出物在纵向通道的另外的端部上排出并且必要时回引至纵向通道的首次提及的端部，以便因此形成循环。纵向通道的壁面涂覆有同样一定程度可透过的材料。通常非常薄的层通常形成实际的过滤装置。
[0004]基本上存在两种结构类型的这种组件。在其中一种结构类型的情况下，设置多个过滤元件，过滤元件根据意大利苗条的类型而具有唯一的纵向通道。多个这样的过滤元件组合成束(套管元件)。
[0005]在另一结构类型的情况下，唯一的过滤元件具有多个纵向通道(多通道元件)。在此也可能的是将多个这样的多通道元件组合并且由此形成膜组件。
[0006]本发明涉及两种结构类型的组件。
[0007]在两种结构类型中，分别在该过滤元件和/或这些过滤元件的端侧的端部上有一个端侧板。该板形成在壳体与该过滤元件或这些过滤元件之间的环形室的边界，更确切地说，环形室对外部周围环境密封，至少是液密的。密封会有问题，因为在工作期间不同的温度处于主导，这些温度引起部件的膨胀和收缩，更确切地说以不同方式膨胀和收缩。端侧的界板例如可以由不锈钢构成。
[0008]从EPO 270 051 BI以及DE 690 19 552 T2中公开了实施例。
[0009]本发明所基于的任务是构建上述结构类型之一的组件，使得在壳体与过滤元件之间的连接是绝对密封的并且在工作期间也保持密封，并且制造成本低。
[0010]该任务通过独立权利要求所述的特征来解决。
[0011]本发明的基本思想在于，由塑料构成的熔融物例如热塑性塑料尤其是聚合物施加到过滤元件的端部区域上。如果涉及上述的“套管(意大利面条状Spaghetti)”结构类型，则所有单个过滤元件在端部区域上被塑料包覆。塑料因此隔离过滤元件之间的中间空间。塑料形成安装环，安装环(又在过滤元件的端部区域中)围绕过滤元件。
[0012]表述“塑料”可以在最为宽泛的意义下理解。这样，例如也考虑热固性塑料或双组分塑料如环氧化物或丙烯酸盐。
[0013]该方法在过滤元件的束的两个端部上实施，使得形成两个安装环。然后，壳体推移到两个安装环上并且由此推移到过滤元件束上。
[0014]在多通道元件的情况下，安装环首先安置在过滤元件的一端部上，并且随后安置在过滤元件的另一端部上，其又由塑料熔融物构成。在安置之后，在两种情况中让塑料熔融物硬化。同样过程在其他端部上进行。随后，又将壳体推移到两个安装环上。
[0015]在两种结构类型的情况下，壳体可以由与安装环相同的材料形成。壳体甚至可以与两个安装环之一是一体式的，更确切地通过在唯一的浇注过程中制造。
[0016]所述结构类型的具有陶瓷过滤元件的过滤设备中的已知的问题在于热作用情况下不同强度的膨胀。当使用不同热膨胀系数的材料时，始终存在该问题。
[0017]因此建议的是，至少在安装环之一上将壳体的支承装置构建为浮动支承体，使得在陶瓷部分与壳体之间不出现不允许的热应力。
[0018]壳体可以设置有用于输送或排出介质的接头，例如针对待处理的介质(所谓的未滤出物)或针对处理过的介质(滤出物)。如果壳体由热塑性材料制造，则合适的是浇注连接管。
[0019]参照附图更为详细地阐述了本发明。其中详细地示出了如下内容:
[0020]图1以透视图示出了陶瓷构成的单个中空纤维(套管)。
[0021]图2以垂直轴线的横截面示出了三条组合成束的套管。
[0022]图3示出了套筒包围的套管束。
[0023]图4以示意图示出了图3的对象，其中一端部浸入槽中，该槽包含熔融物。
[0024]图5示出了在熔融物硬化之后的带根据图3的套筒的束。
[0025]图6以透视图示出了多通道元件的端部区域。
[0026]图7示出了设置有安装环的图6的对象。
[0027]图8以俯视图并且部分剖切地示出了完整的过滤设备，该过滤设备在壳体中包括多个过滤元件。
[0028]图9以正视图并且部分剖切地示出了另一过滤装置。
[0029]图10以俯视图示出了根据图9的装置。
[0030]图11以横截面示出了具有五个扁平膜的过滤设备的一个可替选的实施形式。
[0031]图1中所示的套管元件I由陶瓷构成。套管元件包围纵向通道1.1。图2中示出的套管束包括三条套管I，其分别具有纵向通道I.I。三条套管包含在空腔1.2间。
[0032]图3示出了套筒2包围的套管I的束。套筒2具有多个穿通部2.1，使得在空腔1.2与外部环境之间存在导通的连接，其中空腔分别在彼此相邻的套管I之间。
[0033]图4示意性地阐明了安装环3的安置(也参见图5)。为此目的，图3的对象用其一端部浸入熔融物4中，熔融物在槽5中。熔融物4由塑料构成，例如由热塑性材料构成或由合成树脂构成。熔融物在图3的对象浸入之后通过穿通部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图5中所示的对象，因此形成由套筒2包围的具有安装环3的套管束。
[0034]对于过滤过程而言需要纵向通道1.1保持敞开。这可以以不同方式实现。如果该束的下部端面是绝对平坦的并且与槽5的底部平齐，则可以避免熔融物侵入纵向通道1.1中。此外，纵向通道1.1的端部可以设置栓塞，但这是费事的并且复杂的。最后，该束可以在达到根据图5的状态之后在其下部上通过剪切而缩短了所期望的段，因为熔融物由于纵向通道的直径小而不过多地侵入纵向通道中。
[0035]图6示出了带有纵向通道6.1的多通道元件6的端部区域。元件6由陶瓷构成。该元件的横截面为六边形。在此，其他横截面也是可能的，例如为圆形的或椭圆的。
[0036]安装环的安置在多通道元件的情况下与在套管元件的情况一样进行。参见图4和
5。然而在此唯一且仅涉及安装环3的安置。而在图2所示的束的情况下不再涉及类似空腔1.2的空腔的填充。
[0037]安装环3在任何情况下都牢固地在套管束上或在单通道元件上。现在必须制造与壳体的结合(Vereinigung)。在图8中看到完成的过滤装置。在此情况下，多个多通道元件6被壳体7包围。代替多通道元件6也可以设置套管元件。
[0038]壳体7在所示的实施形式中由热塑性材料构建。在此涉及构建支承环3的材料。壳体7和支承环3在唯一的浇注过程中制造并且因此为一体式的。这同样适用于下部安装环3.1，其在一定程度上形成壳体7的底部。然而并不适用于上部安装环3.2。在上部安装环与壳体的上部端部之间存在接合部，使得在上部安装环3.2与壳体7之间可以轴向相对运动。由此也保证了壳体7在过滤装置工作期间可以以不同于壳体所包围的部件(即多通道元件6)的程度膨胀。