NL1007899C2

NL1007899C2 - Koppelelement voor membraanelementen.

Info

Publication number: NL1007899C2
Application number: NL1007899A
Authority: NL
Inventors: Walterus Gijsbertus Josep Meer; Wilhelmus Cornelis Van Paassen; Petrus Jacob De Moel
Original assignee: Dhv Water Bv; Waterleiding Friesland Nv; Waterleidingmaatschappij Oost
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-06-25
Also published as: ZA9811850B; ES2258811T3; EP0925825B1; US6302448B1; PT925825E; EP0925825A3; DE69833351T2; ATE316818T1; DE69833351D1; EP0925825A2

Description

NL 43449 VO/hf

Koppelelement voor membraanelementen.

De uitvinding heeft betrekking op een koppelelement voor het koppelen van twee in eikaars verlengde gelegen, in de membraanfiltertechniek toegepaste buisvormige membraanelementen .

5 Zoals bekend moge worden verondersteld, is de mem braanfiltratie een scheidingstechniek, waarbij met behulp van membraanelementen vloeistoffen en gassen worden gescheiden.

Een deel van de stoffen wordt door het membraan tegengehouden, en het resterende gedeelte van de stoffen passeert het mem-10 braan. Een te reinigen invoerstroom wordt derhalve verdeeld in een gereinigde produktstroom en een concentraatstroom.

Bij een bekende membraanfiltertechniek wordt een aantal membraanelementen, in serie geschakeld, in een buisvormig drukvat geplaatst. Hierbij sluit het drukvat nauw om de mem-15 braanelementen, waarbij afdichtringen tussen de membraanele menten en het drukvat zijn geplaatst. De membraanelementen en het drukvat vormen hierbij derhalve een gecombineerd geheel.

De uitvinding beoogt thans een koppelelement voor dergelijke membraanelementen te verschaffen, dat het mogelijk 20 maakt om membraanelementen te koppelen zonder noodzakelijker wijs gebruik te hoeven maken van een dergelijk drukvat.

Hiertoe wordt het koppelelement volgens de uitvinding gekenmerkt door een hulsdeel, dat aan zijn beide uiteinden is voorzien van afdichtvlakken die bedoeld zijn om samen te wer-25 ken met de naar elkaar toegekeerde uiteinden van de te koppe len membraanelementen.

Met behulp van het hulsdeel volgens de uitvinding worden de membraanelementen zowel in stromingstechnische als in constructieve zin met elkaar gekoppeld. Bij lage druk-toe-30 passingen is het dan mogelijk om het in het voorgaande ge noemde drukvat in zijn geheel weg te laten. Wanneer toch een drukvat wordt toegepast, vormen de membraanelementen en het drukvat onafhankelijke onderdelen van de installatie. Dit verschaft de mogelijkheid, om de membraanelementen en het drukvat 35 onafhankelijk van elkaar uit te voeren, met verschillende maatvoeringen en een vrije materiaalkeuze. Tevens kan het m100789a 2 drukvat dan dienst doen als transportbuis voor een van de stromen .

Overeenkomstig een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van het koppelelement geldt, dat de afdichtvlakken 5 zijn gevormd op de binnenomtrekswand van het hulsdeel en be doeld zijn om aan te grijpen op de buitenomtrekswand van de uiteinden van de membraanelementen, waarbij het hulsdeel tenminste ter plaatse van zijn uiteinden een inwendige diameter bezit die enigszins groter is dan de uitwendige diameter van 10 de daarmee samenwerkende membraanelementuiteinden.

Bij deze uitvoeringsvorm grijpt het koppelelement als het ware om de uiteinden van de te koppelen membraanelementen. Het verschil tussen de inwendige diameter van het hulsdeel en de uitwendige diameter van de membraanelementuiteinden wordt 15 hierbij zodanig gekozen, dat de gewenste passing wordt verkre gen. Indien bijvoorbeeld een trekvaste verbinding moet worden gecreëerd, zal deze passing nauwer zijn dan wanneer een derge-lijke trekvaste verbinding niet vereist is.

Alhoewel het denkbaar is, dat het hulsdeel aan zijn 20 uiteinden trapvormig verbreed is teneinde om de membraanele mentuiteinden te kunnen grijpen, geniet het constructief de voorkeur, dat het hulsdeel over zijn gehele lengte de genoemde inwendige diameter bezit. Hierdoor wordt een eenvoudig cilindrisch hulsdeel verkregen, dat eenvoudig kan worden gefabri-25 ceerd.

Een andere uitvoeringsvorm voorziet in een koppelelement, waarbij de afdichtvlakken zijn gevormd op de kopse eind-vlakken van het hulsdeel en bedoeld zijn om aan te grijpen op de naar elkaar toegekeerde kopse eindwanden van de membraan-30 elementen. In een dergelijk geval worden de kopse eindvlakken van het hulsdeel en de kopse eindwanden van de membraanelementen door aanvullende middelen stevig tegen elkaar gedrukt.

Ongeacht welke uitvoeringsvorm wordt gekozen, geniet het verder de voorkeur dat ter plaatse van de afdichtvlakken 35 de afdichtwerking en/of de klemwerking bevorderende middelen zijn aangebracht, zoals afdichtringen, oppervlakteprofilerin- gen en dergelijke. De afdichtringen kunnen bijvoorbeeld zijn opgenomen in omtreksgroeven van het hulsdeel en samenwerken met geschikte oppervlakteprofileringen op de membraanelemen-40 ten. Uiteraard is ook het omgekeerde mogelijk, waarbij af- »1 007899 3 dichtringen zijn aangebracht op de membraanelementen en het hulsdeel oppervlakteprofileringen bezit.

Als speciale vorm van oppervlakteprofileringen wordt schroefdraad genoemd, waarmee het hulsdeel op het uiteinde van 5 de membraanelementen kan worden geschroefd.

Een speciale uitvoeringsvorm van het koppelelement wordt genoemd, gekenmerkt door tenminste één zich axiaal uit-strekkend, binnen het hulsdeel gelegen kanaaldeel, dat is bedoeld om met zijn beide uiteinden aan te sluiten op correspon-10 derende stromingskanalen in de membraanelementen. Wanneer met behulp van dit koppelelement twee membraanelementen worden gekoppeld, zorgt het kanaaldeel er voor, dat corresponderende stromingskanalen in de afzonderlijke membraanelementen in stromingszin met elkaar in verbinding zijn.

15 In dit kader geniet het de voorkeur, dat het kanaal deel een uitwendige diameter bezit, die enigszins kleiner is dan de inwendige diameter van de genoemde stromingskanalen in de membraanelementen. Op deze wijze kan het kanaaldeel met zijn uiteinden in de genoemde stromingskanalen worden gesto-20 ken, waardoor een afdichtende verbinding tussen het kanaaldeel en deze stromingskanalen kan worden gevormd.

In dit kader is het verder gunstig, wanneer het kanaaldeel zich in axiale richting tot voorbij de uiteinden van het hulsdeel uitstrekt. Op deze wijze vindt een voldoende lan-25 ge overlap tussen het kanaaldeel en de stromingskanalen plaats, waardoor de kans op lekkages wordt geminimaliseerd.

Een constructief eenvoudige uitvoering van een derge-lijke variant van het koppelelement wordt verkregen, indien het kanaal door zich in hoofdzaak radiaal uitstrekkende spaak-30 delen met het hulsdeel is verbonden.

Zoals reeds eerder werd opgemerkt, is het mogelijk dat met behulp van het koppelelement volgens de uitvinding gekoppelde membraanelementen in combinatie met een op zichzelf bekend drukvat worden toegepast. In een dergelijk geval geniet 35 het de voorkeur, dat op de buitenomtrek van het hulsdeel af- standsnokken zijn gevormd. Met behulp van deze afstandsnokken wordt het koppelelement, en derhalve de membraanelementen, op eenvoudige wijze gecentreerd binnen het drukvat.

Aangezien in een dergelijk geval het drukvat in het 40 algemeen ook als transportbuis voor een van de stromen fun- B» 1 00789 i? 4 geert, is het dan gunstig, wanneer de afstandsnokken zich, regelmatig over de omtrek van het hulsdeel verdeeld, in axiale richting uitstrekken. Op deze wijze vormen ze geen belemmering voor de genoemde stroom.

5 Uiteraard is het mogelijk, dat zich binnen het huls deel van het koppelelement meer dan een kanaaldeel bevindt. Zo kan in ruimere zin worden opgemerkt, dat de uitvoering van het koppelelement sterk afhankelijk is van de vormgeving van de te koppelen membraanelementen.

10 De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een aantal uitvoeringsvormen van het koppelelement volgens de uitvinding is weergegeven.

Fig. 1 toont perspectivisch een eerste uitvoeringsvorm van het koppelelement volgens de uitvinding; 15 fig. 2 toont een toepassing van het in fig. 1 getoon de koppelelement; fig. 3 toont een andere toepassing van het koppelelement volgens fig. 1; fig. 4 toont perspectivisch een tweede uitvoerings-20 vorm van het koppelelement volgens de uitvinding; fig. 5 toont een toepassing van het koppelelement volgens fig. 4 en fig. 6 toont een tweede toepassing van het koppelelement volgens fig. 4.

25 Het in de figuren getoonde koppelelement is bedoeld voor het koppelen van twee in eikaars verlengde gelegen, in de membraanfiltertechniek toegepaste buisvormige membraanelementen 1. Dergelijke membraanelementen zijn op zichzelf bekend en behoeven derhalve geen nadere toelichting.

30 Het koppelelement bestaat in hoofdzaak uit een huls- deel 2. Dit hulsdeel 2 is aan zijn beide uiteinden voorzien van afdichtvlakken. In fig. 1 is een dergelijk afdichtvlak aan het rechter uiteinde van het hulsdeel 2 aangeduid met 3. Dit afdichtvlak is gevormd op de binnenomtrekswand van het huls-35 deel 2. Op overeenkomstige wijze bevindt zich eenzelfde af dichtvlak aan het tegenovergelegen, niet-zichtbare, uiteinde van het hulsdeel 2.

Het afdichtvlak 3 is bedoeld om aan te grijpen op de buitenomtrekswand 4 van de uiteinden van de membraanelementen 40 1. Hiertoe bezit het hulsdeel 2 ter plaatse van zijn uiteinde ü«1 007899 5 een inwendige diameter, die enigszins groter is dan de uitwendige diameter van de membraanelementuiteinden. Het diameter-verschil is afhankelijk van de gewenste passing.

In de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm bevindt zich 5 op het uiteinde van de membraanelementen 1 een in een omtreks- groef opgenomen afdichtring 5. In het afdichtvlak 3 van het hulsdeel 2 bevindt zich een oppervlakteprofilering 6, die op bijzonder effectieve wijze kan samenwerken met de afdichtring 5, wanneer het hulsdeel 2 met een membraanelement 1 wordt sa-10 mengevoegd.

In de in fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm is het hulsdeel 2 cilindrisch uitgevoerd, en bezit het over zijn gehele lengte dezelfde diameter. Het zou echter ook mogelijk zijn, dat het hulsdeel 2 in een centraal deel een kleinere diameter 15 bezit, en slechts ter plaatse van zijn uiteinden verbreed is voor het opnemen van de membraanelementuiteinden.

Binnen het hulsdeel 2 is een kanaaldeel 7 gelegen, dat zich axiaal uitstrekt. Dit kanaaldeel 7 is door zich in hoofdzaak radiaal uitstrekkende spaakdelen 8 met het hulsdeel 20 2 verbonden.

In de getoonde uitvoeringsvorm strekt het kanaaldeel 7 zich in axiale richting tot voorbij de uiteinden van het hulsdeel 2 uit. Wanneer het koppelelement tussen twee aangrenzende membraanelementen is geplaatst sluit het kanaaldeel 7 25 aan op corresponderende, in de membraanelementen gevormde stromingskanalen 9. In het algemeen zal de uitwendige diameter van het kanaaldeel 7 enigszins kleiner zijn dan de inwendige diameter van deze stromingskanalen 9, zodat een optimale aansluiting tussen kanaaldeel 7 en stromingskanalen 9 kan worden 30 verkregen. Hierdoor zorgt het koppelelement niet alleen voor het op elkaar aansluiten van de membraanelementen, doch ook voor het met elkaar verbinden van hierin gevormde corresponderende stromingskanalen. Uiteraard kan het aantal kanaaldelen, in afwijking tot hetgeen in fig. 1 is getoond, groter zijn dan 35 een.

In de fig. 2 en 3 zijn twee toepassingvoorbeelden van het in fig. 1 getoonde koppelelement getoond. Opgemerkt wordt, dat deze figuren, evenals fig. 1, het gehele samenstel in een explosieaanzicht tonen.

»1007899 6

In fig. 2 zijn twee membraanelementen 1 in eikaars verlengde gelegen en gekoppeld door een tussengelegen hulsdeel 2. De van elkaar afgekeerde uiteinden van de membraanelementen 1 sluiten aan op twee andere hulsdelen 2, die met hun andere 5 uiteinde in verbinding staan met eindkappen 10. Dergelijke eindkappen zorgen op op zichzelf bekende wijze voor het toevoeren en afvoeren van de diverse stromen.

Bij de in fig. 3 getoonde uitvoeringsvorm liggen de te koppelen membraanelementen strikt genomen niet in eikaars 10 verlengde. Dit wordt bereikt door een speciaal gevormd tussen- deel 11 dat voor een omkering van de stroming zorgt. Principieel wijkt deze uitvoeringsvorm echter niet af van de uitvin-dingsgedachte, aangezien men de aansluitstompen 12 en 13 kan vergelijken met het uiteinde van een membraanelement. De van 15 het tussendeel 11 afgekeerde uiteinden van de membraanelemen ten 1 zijn op met fig. 2 corresponderende wijze door middel van een hulsdeel 2 aangesloten op eindkappen 10.

In fig. 4 is een uitvoeringsvorm van het koppelele-ment weergegeven, die in grote lijnen overeenkomt met de in 20 fig. 1 getoonde uitvoeringsvorm. Het verschil is, dat op de buitenomtrek van het hulsdeel 2 afstandsnokken 14 zijn gevormd. Deze afstandsnokken strekken zich, regelmatig over de omtrek van het hulsdeel 2 verdeeld, in axiale richting uit.

In fig. 5 is zichtbaar, dat met behulp van de af-25 standsnokken 14 het hulsdeel 2 kan worden gecentreerd binnen een op zichzelf bekend drukvat 15, zodat ook de membraanelementen 1 binnen dit drukvat 15 gecentreerd worden. De ruimte tussen de buitenomtrek van het hulsdeel 2 en het drukvat 15 kan op deze wijze als stromingskanaal fungeren. Bij de in fig. 30 6 getoonde uitvoeringsvorm bevindt zich aan één zijde van het drukvat 15 een afsluitplaat of verbindingsflens 16. Aan het tegenovergelegen uiteinde van het drukvat 15 bevinden zich toe-en afvoervoorzieningen 17 voor de diverse stromen.

De in het voorgaande getoonde uitvoeringsvormen van 35 het koppelelement bezitten als gemeenschappelijk kenmerk, dat de uiteinden van het hulsdeel 2 telkens om de uiteinden van de membraanelementen grijpen. Het is echter ook denkbaar, dat de kopse eindvlakken 18 van het hulsdeel 2 aangrijpen op de kopse eindwanden 19 van de betreffende uiteinden van de membraan-40 elementen 1.

»1007899 7

De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvormen, die binnen het door de conclusies bepaalde kader van de uitvinding op velerlei wijze kunnen worden gevarieerd.

8*1 007899

Claims

1. Koppelelement voor het koppelen van twee in el-5 kaars verlengde gelegen, in de membraanfiltertechniek toege paste buisvormige membraanelementen, gekenmerkt door een hulsdeel dat aan zijn beide uiteinden is voorzien van afdichtvlak-ken die bedoeld zijn om samen te werken met de naar elkaar toegekeerde uiteinden van de te koppelen membraanelementen.

2. Koppelelement volgens conclusie 1, met het ken merk, dat de afdichtvlakken zijn gevormd op de binnenomtreks-wand van het hulsdeel en bedoeld zijn om aan te grijpen op de buitenomtrekswand van de uiteinden van de membraanelementen, waarbij het hulsdeel tenminste ter plaatse van zijn uiteinden 15 een inwendige diameter bezit die enigszins groter is dan de uitwendige diameter van de daarmee samenwerkende membraanele-mentuiteinden.

3. Koppelelement volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het hulsdeel over zijn gehele lengte de genoemde 20 inwendige diameter bezit.

4. Koppelelement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afdichtvlakken zijn gevormd op de kopse eindvlak-ken van het hulsdeel en bedoeld zijn om aan te grijpen op de naar elkaar toegekeerde kopse eindwanden van de membraanele- 25 menten.

5. Koppelelement volgens een der voorgaande conclusie, met het kenmerk, dat ter plaatse van de afdichtvlakken de afdichtwerking en/of de klemwerking bevorderende middelen zijn aangebracht, zoals afdichtringen, oppervlakteprofileringen en 30 dergelijke.

6. Koppelelement volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door tenminste één zich axiaal uitstrekkend, binnen het hulsdeel gelegen kanaaldeel dat is bedoeld om met zijn beide uiteinden aan te sluiten op corresponderende stro- 35 mingskanalen in de membraanelementen.

7. Koppelelement volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het kanaaldeel een uitwendige diameter bezit die enigszins kleiner is dan de inwendige diameter van de genoemde stromingskanalen in de membraanelementen. *»1 007899 *

8. Koppelelement volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het kanaaldeel zich in axiale richting tot voorbij de uiteinden van het hulsdeel uitstrekt.

9. Koppelelement volgens een der conclusies 6-8, 5 met het kenmerk, dat het kanaaldeel door zich in hoofdzaak radiaal uitstrekkende spaakdelen met het hulsdeel is verbonden .

10. Koppelelement volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat op de buitenomtrek van het hulsdeel 10 afstandsnokken zijn gevormd.

11. Koppelelement volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de afstandsnokken zich, regelmatig over de omtrek van het hulsdeel verdeeld, in axiale richting uitstrekken. *1007899