RU2174433C2 - Membrane unit and methods of its manufacture - Google Patents
Membrane unit and methods of its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2174433C2 RU2174433C2 RU99122722A RU99122722A RU2174433C2 RU 2174433 C2 RU2174433 C2 RU 2174433C2 RU 99122722 A RU99122722 A RU 99122722A RU 99122722 A RU99122722 A RU 99122722A RU 2174433 C2 RU2174433 C2 RU 2174433C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- tape
- membrane module
- assembly flange
- pockets
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 292
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims description 61
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 16
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 16
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000004049 embossing Methods 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 abstract description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002616 plasmapheresis Methods 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 13
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 11
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Заявляемая группа изобретений относится к мембранным устройствам, в частности к мембранным устройствам карманообразного типа, и может быть использовано при изготовлении мембранных фильтров для разделения жидких или газообразных сред, например для очистки воды, воздуха, разделения крови при плазмаферезе и др. The claimed group of inventions relates to membrane devices, in particular to pocket-type membrane devices, and can be used in the manufacture of membrane filters for the separation of liquid or gaseous media, for example for the purification of water, air, blood separation by plasmapheresis, etc.
Известно мембранное устройство [1] , содержащее размещенный в корпусе мембранный модуль, выполненный в виде набора плоских полупроницаемых мембран и размещенных между ними сепараторно-дренажных прокладок, образующих за счет соответствующей герметизации боковых кромок чередующиеся проточные щелевые камеры концентрата и фильтрата. Герметизация этих щелевых камер обеспечивается за счет планок из термопластичного материала, размещенных вдоль боковых по отношению к потоку концентрата или потоку фильтрата сторон. Корпус устройства выполнен в виде элементов из эластичного и термопластичного материала, герметично соединенных друг с другом, а также с мембранным модулем с образованием в боковых стенках корпуса с внутренней стороны полостей для подвода и отвода разделяемой среды (концентрата), расположенных напротив друг друга, и полости для отвода пермеата (фильтрата) в третьей боковой сторонке корпуса. Указанные полости сообщаются с соответствующими патрубками. A membrane device [1] is known that contains a membrane module located in the housing, made in the form of a set of flat semipermeable membranes and separator-drainage gaskets placed between them, which form, through appropriate sealing of the side edges, alternating flow-through slit chambers of the concentrate and filtrate. The sealing of these slotted chambers is ensured by strips of thermoplastic material placed along the sides with respect to the concentrate stream or the sides filtrate stream. The body of the device is made in the form of elements of elastic and thermoplastic material, hermetically connected to each other, as well as with a membrane module with the formation in the side walls of the housing on the inner side of the cavities for supplying and discharging the shared medium (concentrate), located opposite each other, and the cavity for removal of permeate (filtrate) in the third side of the housing. These cavities communicate with the corresponding nozzles.
Разделяемая жидкость (концентрат) подается в мембранное устройство через патрубок подвода и через соответствующую полость попадает в щелевые камеры концентрата. В этих камерах благодаря сепараторно-дренажным прокладкам концентрат распределяется по поверхности мембран, протекает по этим камерам, попадает в полость отвода концентрата и выводится через соответствующий патрубок из мембранного устройства. Фильтрат проникает через поры мембран, поступает в полость отвода фильтрата и через соответствующий патрубок выводится из мембранного устройства. The separated liquid (concentrate) is supplied to the membrane device through the supply pipe and through the corresponding cavity enters the slotted chambers of the concentrate. In these chambers, due to separator-drainage gaskets, the concentrate is distributed over the surface of the membranes, flows through these chambers, enters the cavity of the concentrate outlet and is discharged through the corresponding pipe from the membrane device. The filtrate penetrates through the pores of the membranes, enters the cavity of the filtrate and through the corresponding pipe is removed from the membrane device.
Выполнение мембранного блока в виде пакета щелевых камер позволяет эффективно использовать объем корпуса, однако при изготовлении данного устройства возникают серьезные проблемы, связанные со сборкой мембранного модуля и герметизацией щелевых камер и мембранного блока в целом внутри корпуса, поскольку мембранный блок изготавливается из набора отдельных мембран. The implementation of the membrane block in the form of a package of slotted chambers allows you to effectively use the volume of the housing, however, in the manufacture of this device there are serious problems associated with the assembly of the membrane module and the sealing of the slotted chambers and the membrane block as a whole inside the housing, since the membrane block is made of a set of separate membranes.
Известно мембранное устройство [2], содержащее корпус коробчатого типа с крышками, в котором размещена зигзагообразно сложенная пара мембран, между которыми образован канал для сбора фильтрата. Устройство содержит патрубки для концентрата и фильтрата, а также корпусные элементы, обеспечивающие протекание концентрата вдоль поверхности мембран. Проникший через мембраны фильтрат попадает в канал между мембранами и через сообщающиеся с этим каналом патрубки выводится из устройства. A membrane device [2] is known, comprising a box-type case with covers, in which a zigzag folded pair of membranes is placed, between which a channel for collecting the filtrate is formed. The device contains nozzles for concentrate and filtrate, as well as housing elements that ensure the flow of concentrate along the surface of the membranes. The filtrate penetrated through the membranes enters the channel between the membranes and is discharged from the device through the pipes in communication with this channel.
В данном устройстве используется целая неразрезанная полоса мембранного материала, что упрощает изготовление мембранного узла. Однако к недостаткам этого устройства следует отнести сложность конструкции корпуса, которая должна обеспечить протекание концентрата вдоль поверхности мембран, и низкую производительность устройства, обусловленную малой площадью сечения канала между мембранами, через который выводится фильтрат. This device uses a whole uncut strip of membrane material, which simplifies the manufacture of the membrane unit. However, the disadvantages of this device include the complexity of the design of the housing, which should ensure the flow of concentrate along the surface of the membranes, and the low productivity of the device due to the small cross-sectional area of the channel between the membranes through which the filtrate is discharged.
Известно мембранное устройство [3], содержащее корпус, имеющий полости для подвода и отвода концентрата, расположенные напротив друг друга, и каналы для отвода фильтрата, расположенные напротив друг друга на противоположных боковых сторонах корпуса. Указанные полости сообщаются с соответствующими патрубками. Корпус разделен продольными и поперечными перегородками на секции, в которых размещены мембранные модули, каждый из которых выполнен в виде зигзагообразно сложенной плоской мембраны, закрепленной в местах перегиба на опорных стержнях. Сложенная таким образом мембрана образует чередующиеся щелевые камеры (карманы) для концентрата и фильтрата, при этом перегородки с боковой стороны мембраны имеют прорези для протекания концентрата через соответствующие щелевые камеры, а камеры фильтрата соединены с каналом для сбора фильтрата. A membrane device [3] is known, comprising a housing having cavities for supplying and discharging the concentrate located opposite each other, and channels for draining the filtrate located opposite each other on opposite sides of the housing. These cavities communicate with the corresponding nozzles. The body is divided by longitudinal and transverse partitions into sections in which the membrane modules are placed, each of which is made in the form of a zigzag folded flat membrane, fixed at the bend points on the support rods. The membrane folded in this way forms alternating slit chambers (pockets) for the concentrate and the filtrate, while the partitions on the side of the membrane have slots for the concentrate to flow through the corresponding slit chambers, and the filtrate chambers are connected to the filtrate collection channel.
Особенностью данной конструкции является мембранный модуль карманного типа, для изготовления которого используется непрерывная лента мембранного материала, сложенная зигзагообразно. Так называемые "карманы" образуются за счет герметизации области между двумя соседними боковыми кромками сложенной указанным образом мембраны и открытого щелевого канала между ними. По щелевым каналам протекает концентрат, а в смежных карманах - фильтрат, поток которого отводится в направлении, перпендикулярном потоку концентрата. Такая конструкция позволяет эффективно использовать объем корпуса и обеспечивает высокую производительность. Основные проблемы при изготовлении таких устройств связаны с герметизацией карманов, а именно технологичностью операций герметизации и ее надежностью. В частности, в данной конструкции герметизация боковых кромок обеспечивается за счет плотного размещения мембранного узла между перегородками, разделяющими корпус устройства, при этом для протекания концентрата в перегородках выполнены прорези. Такое соединение не может обеспечить надежную герметизацию карманов, поэтому места соединения боковых кромок мембраны с поверхностью перегородок дополнительно покрыты клеем или герметиком. В целом это усложняет конструкцию мембранного устройства и технологию его сборки. A feature of this design is a pocket-type membrane module, for the manufacture of which a continuous tape of membrane material folded in a zigzag fashion is used. The so-called "pockets" are formed by sealing the area between two adjacent lateral edges of the membrane folded in the indicated manner and the open slot channel between them. Concentrate flows through slotted channels, and in adjacent pockets - filtrate, whose flow is discharged in the direction perpendicular to the concentrate flow. This design allows you to effectively use the volume of the case and provides high performance. The main problems in the manufacture of such devices are related to the sealing of pockets, namely the manufacturability of sealing operations and its reliability. In particular, in this design, the sealing of the lateral edges is ensured by the tight placement of the membrane assembly between the partitions separating the device case, and for the flow of the concentrate, cuts are made in the partitions. Such a connection cannot provide reliable sealing of the pockets; therefore, the joints of the lateral edges of the membrane with the surface of the partitions are additionally coated with glue or sealant. In general, this complicates the design of the membrane device and the technology of its assembly.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является мембранное устройство [4], содержащее корпус, образующий проточную камеру и имеющий в противоположных боковых стенках с внутренней стороны полости подвода и сбора концентрата, а с внешней стороны - патрубок ввода и патрубок вывода концентрата, сообщающиеся с упомянутыми полостями подвода и сбора концентрата соответственно, и крышку, герметично соединяемую с корпусом посредством фланцев и имеющую с внутренней стороны полость отбора фильтрата, а с внешней стороны - патрубок отвода фильтрата, сообщающийся с полостью отбора фильтрата. В корпусе размещен мембранный модуль, выполненный в виде зигзагообразно сложенной плоской мембраны, боковые кромки которой попарно и герметично соединены между собой с образованием пакета параллельных плоских карманов для фильтрата и проточных каналов между ними для концентрата, а смежные плоские части мембраны разделены сепарационными элементами, предназначенными также для распределения концентрата по поверхности мембраны и сбора фильтрата с обратной поверхности мембраны. Указанные сепарационные элементы выполнены в виде полосок турбулизатора и листов дренажа, уложенных в проточных каналах для концентрата и карманах для фильтрата соответственно. Мембранный модуль помещен в проницаемую жесткую оболочку, установленную на герметизирующей прокладке, что в совокупности позволяет разделить полости подвода и сбора концентрата, оставив их соединенными только через проточные каналы между карманами. Closest to the claimed invention is a membrane device [4], comprising a housing forming a flow chamber and having in opposite side walls on the inside of the supply and collection cavity of the concentrate, and on the outside, an input pipe and a concentrate output pipe communicating with said supply cavities and collecting concentrate, respectively, and a lid hermetically connected to the housing by means of flanges and having a filtrate extraction cavity on the inside, and a filter outlet pipe on the outside ata communicating with the cavity selection filtrate. The housing contains a membrane module made in the form of a zigzag folded flat membrane, the lateral edges of which are pairwise and hermetically connected to form a packet of parallel flat pockets for the filtrate and flow channels between them for the concentrate, and the adjacent flat parts of the membrane are separated by separation elements, also designed for distributing the concentrate over the membrane surface and collecting the filtrate from the back of the membrane. These separation elements are made in the form of strips of a turbulator and drainage sheets laid in flow channels for concentrate and pockets for leachate, respectively. The membrane module is placed in a permeable rigid shell mounted on a sealing gasket, which together allows you to separate the supply and collection cavities of the concentrate, leaving them connected only through the flow channels between the pockets.
Сочетая с себе указанные преимущества мембранных устройств карманного типа, данная конструкция сложна в изготовлении, главным образом, в части операций складывания из мембранной ленты мембранного модуля, размещения между сложенными частями мембраны сепарационных элементов и укладки мембранного модуля в проницаемую оболочку. Требуются специальные приспособления, удерживающие формуемый модуль до его укладки в упомянутую оболочку. Combining the indicated advantages of pocket-type membrane devices, this design is difficult to manufacture, mainly in terms of the operations of folding the membrane module from the membrane tape, placing separation elements between the folded parts of the membrane and laying the membrane module in a permeable shell. Special devices are required that hold the moldable module until it is placed in the said shell.
Кроме того, тонкая очистка жидкостей и газов требует сочетания нескольких уровней разделения с различными физико-химическими механизмами, например мембранным, сорбционным, ионообменным, экстракционным и т.п. Как правило, эти процессы разделения осуществляют в различных аппаратах. В частности, в известном устройстве осуществляется только мембранное разделение, поэтому другие виды очистки требуют дополнительных аппаратов, подсоединяемых к нему. In addition, the fine purification of liquids and gases requires a combination of several separation levels with various physicochemical mechanisms, for example, membrane, sorption, ion exchange, extraction, etc. Typically, these separation processes are carried out in various apparatuses. In particular, in the known device, only membrane separation is carried out, so other types of cleaning require additional devices connected to it.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка высокотехнологичной в изготовлении конструкции мембранного устройства, сочетающего в себе механизмы мембранного и сорбционного разделения. The technical problem to which the claimed invention is directed is the development of high-tech in the manufacture of the design of the membrane device, combining the mechanisms of membrane and sorption separation.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что известное мембранное устройство, содержащее корпус, образующий проточную камеру и имеющий в противоположных боковых стенках с внутренней стороны полости подвода и сбора концентрата, а с внешней стороны - патрубки ввода и вывода концентрата, сообщающиеся с упомянутыми полостями подвода и сбора концентрата соответственно, крышку, герметично соединяемую с корпусом посредством фланцев и имеющую с внутренней стороны полость отбора фильтрата, а с внешней стороны - патрубок отвода фильтрата, сообщающийся с полостью отбора фильтрата, мембранный модуль, выполненный в виде зигзагообразно сложенной плоской мембраны, боковые кромки которой попарно и герметично соединены между собой с образованием пакета параллельных плоских карманов для фильтрата и проточных каналов между ними для концентрата, при этом упомянутые карманы и проточные каналы разделены сепарационными элементами, предназначенными также для распределения концентрата по поверхности мембраны и сбора фильтрата с обратной поверхности мембраны, а мембранный модуль установлен в корпус таким образом, что соединенные боковые кромки мембраны ориентированы к полостям подвода и сбора концентрата, согласно изобретению дополнительно содержит сборочный фланец с отверстием в центральной части, герметично соединенный по периметру с мембранным модулем с одной из сторон перегиба мембраны, причем указанное соединение выполнено путем соединения со сборочным фланцем продольных оконечных кромок мембраны и участков перегиба мембраны, примыкающих к ее боковым кромкам, и полотно сорбирующего материала, сложенное с мембраной со стороны, образующей упомянутые карманы, а сепарационные элементы в проточных каналах выполнены в виде рельефных элементов на поверхности мембраны со стороны, образующей упомянутые проточные каналы, при этом в собранном состоянии устройства края сборочного фланца размещены между фланцами корпуса и крышки. The essence of the claimed invention lies in the fact that the known membrane device containing a housing forming a flow chamber and having in opposite side walls on the inner side of the cavity for supplying and collecting concentrate, and on the outside there are nozzles for input and output of concentrate in communication with the said supply cavities and concentrate collection, respectively, a cover hermetically connected to the housing by means of flanges and having a filtrate extraction cavity on the inside, and a filter discharge pipe on the outside the mouth, which communicates with the filtrate extraction cavity, a membrane module made in the form of a zigzag folded flat membrane, the lateral edges of which are pairwise and hermetically connected to each other with the formation of a packet of parallel flat pockets for the filtrate and flow channels between them for the concentrate, while the said pockets and flow the channels are separated by separation elements, which are also designed to distribute the concentrate over the surface of the membrane and collect the filtrate from the reverse surface of the membrane, and the membrane can ul is installed in the housing in such a way that the connected lateral edges of the membrane are oriented towards the cavities for supplying and collecting the concentrate, according to the invention further comprises an assembly flange with an opening in the central part, hermetically connected around the perimeter with the membrane module on one of the sides of the membrane bend, said connection being made by connecting with the assembly flange the longitudinal end edges of the membrane and the inflection sections of the membrane adjacent to its lateral edges, and a web of sorbent material, complex connected with the membrane from the side forming the said pockets, and the separation elements in the flow channels are made in the form of embossed elements on the membrane surface from the side forming the said flow channels, while in the assembled state of the device, the edges of the assembly flange are placed between the flanges of the housing and the cover.
Благодаря сборочному фланцу мембранный модуль для заявляемого устройства может быть изготовлен путем последовательного соединения, например путем склейки или сварки, участков перегиба мембраны с упомянутым сборочным фланцем. При этом первой и последней операциями указанного соединения выполняются соединения со сборочным фланцем продольных оконечных кромок мембраны. В данном случае не требует каких-либо дополнительных приспособлений для изготовления мембранного модуля, поскольку сборочный фланец как конструктивный элемент мембранного устройства одновременно может служить и сборочным приспособлением. В отличие от известной данная конструкция не требует дополнительных мер по разделению потоков концентрата и фильтрата в корпусе. После установки мембранного модуля в корпусе и герметичного соединения корпуса с крышкой потоки концентрата и фильтрата внутри корпуса надежно разделены карманообразным пакетом, состоящим из ленточной мембраны и полотна сорбирующего материала. Due to the assembly flange, the membrane module for the inventive device can be manufactured by connecting in series, for example by gluing or welding, sections of the membrane bend with said assembly flange. In this case, the first and last operations of the specified connection are made connections with the Assembly flange of the longitudinal terminal edges of the membrane. In this case, it does not require any additional devices for the manufacture of the membrane module, since the assembly flange as a structural element of the membrane device can simultaneously serve as an assembly device. In contrast to the known, this design does not require additional measures for the separation of the concentrate and filtrate flows in the housing. After installing the membrane module in the housing and tightly connecting the housing to the lid, the concentrate and filtrate flows inside the housing are reliably separated by a pocket-shaped package consisting of a tape membrane and a cloth of sorbent material.
Замена вкладываемых между боковыми поверхностями зигзагообразно сложенной мембраны полосок турбулизатора и листов дренажа на рельефные элементы, скрепленные с мембраной со стороны, образующей проточные каналы мембранного модуля, позволяет также упростить изготовление устройства. Эти рельефные элементы могут быть изготовлены заранее на мембранной ленте до ее складывания в мембранный модуль. The replacement of the strips of the turbulator and the drainage sheets inserted between the side surfaces of the zigzag folded membrane with relief elements fastened to the membrane from the side forming the flow channels of the membrane module also makes it possible to simplify the manufacturing of the device. These embossed elements can be made in advance on the membrane tape before folding it into the membrane module.
Полотно сорбирующего материала, сложенное с мембраной со стороны, образующей карманы мембранного модуля, позволяет совместить в устройстве два механизма разделения - мембранный и сорбционный, осуществляемые последовательно по мере прохождения фильтрата через мембрану и сорбирующий материал. При этом размещение полотна сорбционного материала на требует сколько-нибудь заметных затрат при изготовлении устройства, так как данная конструкция предполагает изготовление мембранного модуля из сложенных вместе ленты мембраны и полотна сорбирующего материала. The sorbent material web, folded with the membrane on the side that forms the pockets of the membrane module, allows the device to combine two separation mechanisms - the membrane and sorption, carried out sequentially as the filtrate passes through the membrane and the sorbent material. In this case, the placement of the web of sorption material does not require any noticeable costs in the manufacture of the device, since this design involves the manufacture of a membrane module from the membrane tape and the web of sorbent material folded together.
Дополнительно, для того чтобы снизить гидродинамическое сопротивление потоку концентрата на участках между полостями подвода (отвода) концентрата и проточных каналов для концентрата, упомянутое соединение боковых кромок мембраны может быть выполнено сужающимся в направлении полостей подвода и сбора концентрата. Additionally, in order to reduce the hydrodynamic resistance to the flow of the concentrate in the areas between the inlet (outlet) cavities of the concentrate and the flow channels for the concentrate, said connection of the lateral edges of the membrane can be made tapering in the direction of the inlet and outlet cavities of the concentrate.
Важной характеристикой для данных устройств является возможность удержания на сорбирующем материале широкого спектра веществ, что не всегда возможно осуществить на материале одного вида. Например, для очистки плазмы крови от различных токсинов часто оказывается недостаточным традиционно применяемого углеродного сорбента. Для более тонкой очистки дополнительно применяют ионообменные сорбенты на базе ионообменных смол, например, катиониты, аниониты, полиамфолиты, комплексообразующие иониты. Чтобы расширить функциональные возможности заявляемого устройства в части удаления из фильтруемой среды широкого спектра веществ полотно используемого для его изготовления сорбирующего материала может быть многослойным, при этом слои сорбирующего материала должны иметь различные сорбционные характеристики по отношению к фильтрату. An important characteristic for these devices is the ability to retain on a sorbent material a wide range of substances, which is not always possible to implement on a single material type. For example, to purify blood plasma from various toxins, the traditionally used carbon sorbent is often insufficient. For finer purification, ion-exchange sorbents based on ion-exchange resins, for example, cation exchangers, anion exchangers, polyampholytes, and complex-forming ion exchangers, are additionally used. In order to expand the functionality of the claimed device in terms of removing from a filtered medium a wide range of substances, the web of the sorbent material used for its manufacture can be multilayered, while the layers of the sorbent material must have different sorption characteristics with respect to the filtrate.
Наличие сорбирующего материала, который обеспечивает жесткость конструкции и через который достаточно свободно проходит фильтрат, принципиально позволяет обойтись без сепарационных элементов в карманах мембранного модуля. В то же время, в ряде случаев для повышения производительности устройства целесообразно на поверхности полотна сорбирующего материала со стороны, образующей карманы мембранного модуля, выполнить сепарационные элементы в виде рельефных элементов. The presence of sorbent material, which provides structural rigidity and through which the filtrate passes quite freely, fundamentally allows you to do without separation elements in the pockets of the membrane module. At the same time, in some cases, to increase the productivity of the device, it is advisable to perform separation elements in the form of relief elements on the surface of the sorbent material web from the side forming the pockets of the membrane module.
Чтобы исключить попадание частичек сорбирующего материала в фильтрат, выводимый из мембранного устройства, полотно сорбирующего материала со стороны, образующей карманы мембранного модуля, целесообразно покрыть защитной сеткой, проницаемой для фильтрата. В этом случае рельефные элементы со стороны карманов мембранного модуля выполняются на внешней поверхности защитный сетки. To prevent particles of sorbent material from entering the filtrate discharged from the membrane device, it is advisable to cover the sorbent material web from the side forming the pockets of the membrane module with a protective mesh permeable to the filtrate. In this case, the relief elements from the side of the pockets of the membrane module are made on the outer surface of the protective mesh.
Можно упростить изготовление мембранного модуля с защитной сеткой, предварительно упаковав полотно сорбирующего материала в сетку, изготовленную в виде рукава. Также в этом случае на внешней поверхности защитной сетки со стороны карманов мембранного модуля могут быть выполнены рельефные элементы. It is possible to simplify the manufacture of a membrane module with a protective mesh by pre-packing a web of sorbent material in a mesh made in the form of a sleeve. Also in this case, relief elements can be made on the outer surface of the protective mesh from the side of the pockets of the membrane module.
Наиболее простым и одновременно обеспечивающим равномерное распределение концентрата по поверхности мембраны, а также сбор фильтрата с поверхности полотна сорбирующего материала является выполнение упомянутых рельефных элементов в виде чередующихся полос, ориентированных наклонно к боковой кромке плоской мембраны, полотна сорбирующего материала или защитной сетки, в зависимости от того, на чем эти рельефные элементы выполнены. В этом случае в мембранном модуле между смежными поверхностями проточных каналов и карманов образуется равномерная двухуровневая сетка распределения и сбора потоков концентрата и фильтрата соответственно. The simplest and at the same time ensuring uniform distribution of the concentrate over the membrane surface, as well as collecting the filtrate from the surface of the sorbent material web, is to make the above-mentioned relief elements in the form of alternating strips oriented obliquely to the lateral edge of a flat membrane, sorbent material web or protective net, depending on on which these relief elements are made. In this case, a uniform two-level grid of distribution and collection of concentrate and filtrate flows, respectively, is formed in the membrane module between adjacent surfaces of the flow channels and pockets.
Оптимальным является вариант, когда угол наклона полос рельефных элементов к упомянутым боковым кромкам составляет 45o. В этом случае рельефные элементы на смежных поверхностях мембраны пересекаются под углом 90o, что обеспечивает наилучшие условия распределения концентрата по поверхности мембраны и сбора фильтрата со стороны карманов.The best option is when the angle of inclination of the strips of relief elements to the said lateral edges is 45 o . In this case, the relief elements on adjacent surfaces of the membrane intersect at an angle of 90 ° , which provides the best conditions for distributing the concentrate over the surface of the membrane and collecting the filtrate from the pockets.
Дополнительно, для придания большей жесткости конструкции мембранного модуля рельефные элементы на смежных поверхностях проточных каналов и карманов могут быть соединены между собой в точках их соприкосновения. Additionally, to give greater rigidity to the design of the membrane module, the relief elements on adjacent surfaces of the flow channels and pockets can be connected to each other at points of contact.
Дополнительно на параллельных проточным каналам боковых внутренних поверхностях корпуса могут быть выполнены рельефные элементы в виде чередующихся полос наклонно к боковой кромке плоской мембраны. Эти рельефные элементы ориентируют таким образом, чтобы в собранном состоянии устройства они располагались поперек рельефных элементов, выполненных на соответствующей смежной поверхности мембраны. При этом между упомянутыми боковыми внутренними поверхностями корпуса и мембранным модулем образуются дополнительные проточные каналы, такие же, как проточные каналы мембранного модуля. Additionally, relief elements in the form of alternating strips obliquely to the lateral edge of the flat membrane can be made on the parallel internal flowing channels of the lateral internal surfaces of the housing. These relief elements are oriented so that in the assembled state of the device they are located across the relief elements made on the corresponding adjacent surface of the membrane. In this case, additional flow channels are formed between the said lateral internal surfaces of the housing and the membrane module, such as the flow channels of the membrane module.
Также в этом случае оптимальными будут углы наклона полос рельефных элементов на поверхности мембраны и полос рельефных элементов на боковых внутренних поверхностях корпуса, составляющие 45o.Also in this case, the optimal will be the angles of inclination of the strips of relief elements on the surface of the membrane and the strips of relief elements on the lateral internal surfaces of the housing, comprising 45 o .
Для придания жесткости конструкции в целом рельефные элементы на обращенных друг к другу поверхностях мембраны и корпуса могут быть соединены между собой в точках их соприкосновения. To impart rigidity to the structure as a whole, the relief elements on the membrane and housing surfaces facing each other can be interconnected at their points of contact.
Сущность заявляемого мембранного устройства поясняется графическими материалами, на которых изображено:
фиг. 1 - конструкция мембранного устройства;
фиг. 2-5 - примеры выполнения мембранного модуля.The essence of the claimed membrane device is illustrated by graphic materials, which depict:
FIG. 1 - the design of the membrane device;
FIG. 2-5 are examples of the implementation of the membrane module.
Заявляемое устройство (фиг. 1) содержит корпус 1 с фланцем 2, патрубками 3 и 4 для ввода и вывода концентрата. Внутри корпуса 1 выполнены полость 5 подвода и полость 6 сбора концентрата, сообщающиеся с патрубками 3 ввода и 4 вывода концентрата соответственно. Устройство также содержит крышку 7 с фланцем 8, патрубком 9 для отвода фильтрата и внутренней полостью 10 отбора фильтрата, сообщающейся с патрубком 9. The inventive device (Fig. 1) contains a
Мембранный модуль 11, устанавливаемый в корпус 1, выполнен в виде зигзагообразно сложенного пакета, состоящего из ленточной мембраны 12 и полотна сорбирующего материала 13. Боковые кромки 14 мембраны 12 попарно герметично соединены между собой с образованием пакета параллельных плоских карманов 15 и проточных каналов 16 между ними. На поверхности мембраны 12 со стороны проточных каналов 16 выполнены рельефные элементы 17 в виде полос, ориентированных наклонно, например под углом 45o к боковой кромке мембраны 12. Рельефные элементы 17 обеспечивают требуемый зазор между смежными поверхностями мембраны 12 и выполняют функции распределения концентрата по поверхности мембраны 12. Такие же рельефные элементы 18 могут быть выполнены на внутренних боковых поверхностях корпуса 1. В этом случае между соответствующей поверхностью корпуса 1 и смежной поверхностью мембраны 12 образуется такой же проточный канал, как и канал 16 мембранного модуля 11.The membrane module 11, which is installed in the
Рельефные элементы 17 и 18 могут быть выполнены известными способами, например, описанным в [5], который заключается в выполнении рисунка рельефа на мембране в виде изолированных участков проводников, на которых осуществляется коагуляция латекса. Также могут быть использованы известные полиграфические способы.
В состав устройства входит также сборочный фланец 19, имеющий в центральной части прямоугольное отверстие 20. По периметру фланец 19 герметично соединен с продольными кромками 21 и 22 сложенных мембраны 12 и полотна сорбирующего материала 13, а также с участками 23 перегиба мембраны 12. Поверхность соединения 24 показана на фиг. 1 штриховкой (см. вид "А-А"). В собранном виде края сборочного фланца 19 размещены между фланцем 2 корпуса 1 и фланцем 8 крышки 7, а указанные элементы конструкции герметично соединены между собой. The device also includes an assembly flange 19, which has a rectangular hole 20 in the central part. Around the perimeter, the flange 19 is hermetically connected to the longitudinal edges 21 and 22 of the folded
Все упомянутые герметичные соединения могут быть выполнены путем склейки с помощью клея-расплава, предварительно нанесенного на соединяемые участки, с последующим нагревом и механическим сдавливанием этих участков, или с помощью сварки, например ультразвуковой. All of these sealed joints can be made by gluing with hot melt glue, previously applied to the joined sections, followed by heating and mechanical compression of these sections, or by welding, for example ultrasonic.
Детально примеры выполнения мембранного модуля 11 представлены на фиг. 2 - 5. На фиг. 2 показан пример с однослойным сорбирующим материалом 13, сложенным с мембраной 12, а на фиг. 3 - пример с многослойным сорбирующим материалом, в частности, имеющим два слоя 25 и 26. На фиг. 4 и 5 показаны примеры с сорбирующим материалом 13, упакованным в защитную сетку 27, при этом на фиг. 5 показан пример с рельефными элементами 28, выполненными на поверхности защитной сетки 27. Detailed examples of the implementation of the membrane module 11 are presented in FIG. 2 to 5. In FIG. 2 shows an example with a single-
Устройство (см. фиг. 1) работает следующим образом. Разделяемая среда - концентрат под давлением подается через патрубок 3 и попадает в полость 5 подвода концентрата, из которой равномерно распределяется по входам каналов 16 мембранного блока 11. Внутри каналов 16 концентрат благодаря рельефным элементам 17 равномерно распределяется по поверхности мембраны 12. На выходе из каналов 16 концентрат собирается в полости 6 сбора концентрата и через патрубок 4 выводится из устройства. Во время прохождения концентрата по каналам 16 фильтрат проникает через поры мембраны 12 и полотно сорбирующего материала 13 в карманы 14, проходя через отверстие 20 сборочного фланца 19, собирается в полости 10 отбора фильтрата и выводится из устройства через патрубок 9. The device (see Fig. 1) works as follows. The medium to be separated is the concentrate under pressure is supplied through the pipe 3 and enters the cavity 5 for supplying the concentrate, from which it is evenly distributed over the inputs of the channels 16 of the membrane unit 11. Inside the channels 16, the concentrate is uniformly distributed over the surface of the
Технологичность изготовления заявляемого устройства в значительной степени определяется операциями изготовления мембранного модуля. В группу заявляемых изобретений входит способ изготовления мембранного устройства. The manufacturability of the inventive device is largely determined by the manufacturing operations of the membrane module. The group of claimed inventions includes a method of manufacturing a membrane device.
Известен способ изготовления мембранного устройства [3], включающий изготовление мембранного модуля в виде отдельной секции, при этом осуществляют зигзагообразную укладку сматываемой с рулона мембранной ленты в такую секцию, закрепляя места перегиба на специальных опорных стержнях. В полости, образованные зигзагообразно сложенной мембранной лентой, вводят сепарационные элементы. Боковые края мембраны закрываются перегородками с отверстиями для прохода концентрата и фильтрата и промазываются клеем или герметиком. Изготовленный мембранный модуль помещают в корпус, который герметично закрывают. A known method of manufacturing a membrane device [3], including the manufacture of a membrane module in a separate section, while zigzag laying of a membrane tape wound from a roll is carried out in such a section, fixing the bending points on special support rods. Separation elements are introduced into the cavities formed by the zigzag folded membrane tape. The lateral edges of the membrane are closed by partitions with holes for the passage of the concentrate and filtrate and smeared with glue or sealant. The fabricated membrane module is placed in a housing that is sealed.
Известный способ в значительной степени определен конструктивными особенностями изготавливаемого устройства. Зигзагообразное складывание мембраны с одновременным ее закреплением на опорных стержнях представляет достаточно сложную операцию, особенно для тонких и широких мембранных лент. Также сложной является операция размещения в полостях, образованных зигзагообразно сложенной мембранной лентой, сепарационных элементов. Сам мембранный модуль изготавливается в виде отдельного узла (или узлов, так как известная конструкция допускает установку в одном корпусе нескольких мембранных модулей), что также усложняет технологию сборки устройства, поскольку является дополнительной операцией. The known method is largely determined by the design features of the manufactured device. The zigzag folding of the membrane with its simultaneous fastening on the support rods is a rather complicated operation, especially for thin and wide membrane tapes. Also difficult is the operation of placing separation elements in the cavities formed by the zigzag folded membrane tape. The membrane module itself is made in the form of a separate node (or nodes, since the known design allows the installation of several membrane modules in one housing), which also complicates the assembly technology of the device, since it is an additional operation.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ изготовления мембранного устройства [6], включающий предварительное изготовление ленты мембраны с рельефными элементами на обеих ее сторонах, выполненными путем тиснения углублений и выступов в материале мембраны, нанесение клеящего вещества в виде продольных полос на ленту сборочного фланца (подложки), изготовление мембранного модуля путем складывания зигзагообразно ленты мембраны и соединения ее одной из сторон перегиба с лентой сборочного фланца в местах нанесенного на ленту сборочного фланца клеящего вещества, размещение мембранного модуля в предварительно изготовленном корпусе с последующей его герметизацией. Closest to the claimed method is a method of manufacturing a membrane device [6], including the preliminary manufacture of a membrane tape with embossed elements on both sides made by embossing recesses and protrusions in the membrane material, applying adhesive in the form of longitudinal strips on the tape assembly flange (substrate ), the manufacture of a membrane module by folding the membrane ribbon in a zigzag fashion and connecting it to one of the inflection sides with the assembly flange tape in places applied to the tape borochnogo adhesive flange, placing the membrane module in a pre-manufactured body with its subsequent sealing.
Известный способ, благодаря использованию непрерывно транспортируемых лент мембраны и сборочного фланца, представляет собой конвейерный способ изготовления мембранных устройств. Это обеспечивает его высокую производительность и возможность автоматизации сборки. Однако он предполагает раздельное складывание ленты мембраны и ее соединение с лентой сборочного фланца, при этом для осуществления последней операции требуются специальные средства доставки сложенной ленты мембраны к ленте сборочного фланца и удержания ленты мембраны в сложенном состоянии в процессе соединения ее с лентой сборочного фланца. Поскольку перекрытие боковых кромок сложенной мембраны обеспечивается за счет стенок корпуса, требуется дополнительная герметизация эти боковых кромок после размещения мембранного модуля в корпусе. The known method, through the use of continuously transported membrane tapes and an assembly flange, is a conveyor method for manufacturing membrane devices. This ensures its high performance and the ability to automate the assembly. However, it involves the folding of the membrane tape separately and its connection with the assembly flange tape, while the latter operation requires special means of delivering the folded membrane tape to the assembly flange tape and holding the membrane tape in the folded state when it is connected to the assembly flange tape. Since the overlapping of the lateral edges of the folded membrane is ensured by the walls of the housing, additional sealing of these lateral edges is required after placing the membrane module in the housing.
Технической задачей, на решение которой направлен заявляемый способ, является создание конвейерной технологии изготовления заявляемого мембранного устройства, обеспечивающей высокую производительность и надежность изготавливаемых изделий. The technical problem to be solved by the claimed method is directed is the creation of conveyor technology for the manufacture of the inventive membrane device, which provides high performance and reliability of manufactured products.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в способе, включающем предварительное изготовление ленты мембраны с выполненными на одной ее стороне рельефными элементами, нанесение клеящего вещества в виде продольных полос на ленту сборочного фланца, изготовление мембранного модуля путем складывания зигзагообразно ленты мембраны и соединения ее одной из сторон перегиба с лентой сборочного фланца в местах нанесенного на ленту сборочного фланца клеящего вещества, размещение мембранного модуля в предварительно изготовленном корпусе с последующей его герметизацией, согласно изобретению в качестве ленты сборочного фланца используют ленту с центральным рядом прямоугольных отверстий, а упомянутые полосы клеящего вещества наносят между упомянутыми отверстиями и боковыми краями ленты сборочного фланца, при изготовлении мембранного модуля дополнительно ленту мембраны соединяют с лентой сборочного фланца с помощью клеящего вещества, нанесенного на ленту сборочного фланца между упомянутыми отверстиями этой ленты, а боковые кромки мембранной ленты с помощью предварительно нанесенного на них клеящего вещества попарно соединяют между собой с образованием пакета параллельных плоских карманов, обращенных открытой стороной к отверстию ленты сборочного фланца, при этом ленту мембраны складывают одновременно с полотном сорбирующего материала, имеющим ширину меньше ширины упомянутых отверстий ленты сборочного фланца и подаваемым с противоположной стороны ленты сборочного фланца относительно стороны, с которой подают ленту мембраны, при этом осуществляют последовательное изготовление каждого из упомянутых карманов путем поочередного зигзагообразного складывания ленты мембраны с полотном сорбирующего материала и соединения ленты мембраны упомянутым образом с лентой сборочного фланца, причем первой и последней выполняют упомянутые операции соединения ленты мембраны с лентой сборочного фланца в области между отверстиями сборочного фланца, при этом зигзагообразное складывание ленты мембраны с полотном сорбирующего материала осуществляют с помощью ориентированного поперек движущихся лент мембраны, сборочного фланца и полотна сорбирующего материала плоского толкателя, который, периодически проходя через отверстие сборочного фланца, деформирует зигзагообразно сложенные вместе полотно сорбирующего материала и ленту мембраны, удерживаемые с одной стороны за счет упомянутого соединения с лентой сборочного фланца, а с другой стороны - за счет направляющего средства, обеспечивающего свободное протягивание сложенных вместе полотна сорбирующего материала и ленты мембраны при их зигзагообразном складывании, при этом в качестве клеящего вещества используют клей-расплав, а все упомянутые соединения выполняют путем нагрева зоны соединения при механическом сдавливании соединяемых частей. The essence of the claimed invention lies in the fact that in a method that includes the preliminary manufacture of a membrane tape with relief elements made on one side of it, applying adhesive in the form of longitudinal strips to the assembly flange tape, manufacturing the membrane module by folding the membrane tape in a zigzag manner and joining it with one of sides of the bend with the assembly flange tape in places of adhesive applied to the assembly flange tape, placement of the membrane module in a prefabricated housing with its subsequent sealing, according to the invention, as an assembly flange tape, a tape with a central row of rectangular holes is used, and the adhesive strips are applied between the said holes and the side edges of the assembly flange tape, in the manufacture of the membrane module, an additional membrane tape is connected to the assembly flange tape with by means of an adhesive applied to the tape of the assembly flange between the aforementioned holes of this tape, and the side edges of the membrane tape with the help of the adhesive substance applied to them in pairs is connected to each other with the formation of a packet of parallel flat pockets facing the hole of the assembly flange tape with the open side, while the membrane tape is folded simultaneously with a sorbent material web having a width less than the width of the said holes of the assembly flange tape and supplied from the opposite the sides of the assembly flange tape relative to the side on which the membrane tape is supplied, each being sequentially manufactured of said pockets by alternately zigzag folding the membrane tape with a sorbent material web and connecting the membrane tape in the aforementioned manner to the assembly flange tape, the first and last performing the above-mentioned operations of connecting the membrane tape to the assembly flange tape in the region between the openings of the assembly flange, wherein the zigzag folding of the tape membranes with a web of sorbent material are carried out using transversely oriented moving tapes of the membrane, the assembly flange and the floor relative to the sorbent material of the flat pusher, which, periodically passing through the opening of the assembly flange, deforms the sorbent material web and membrane tape zigzag together, held on one side by the above-mentioned connection with the assembly flange tape, and on the other hand, by means of a guiding means providing the free pulling of the sheets of sorbent material and the membrane tape folded together during their zigzag folding, while using as an adhesive substance Leu-melt, and all these compounds is performed by heating the junction zone by mechanical compression of the connected parts.
Особенностью заявляемого способа является изготовление мембранного модуля, включая операцию зигзагообразного складывания ленты мембраны вместе с полотном сорбирующего материала, непосредственно на сборочном фланце. Для этого используют специальный толкатель, проходящий через отверстие сборочного фланца. Процесс организован таким образом, что, изготавливая мембранный модуль, можно одновременно формировать карманы мембранного модуля и скреплять мембрану со сборочным фланцем. Материал мембраны, сорбирующего материала и сборочного фланца подают к месту формования мембранного модуля в виде лент (непрерывного полотна), что позволяет применить простейшие транспортирующие средства. A feature of the proposed method is the manufacture of a membrane module, including the operation of a zigzag folding of the membrane tape together with the sorbent material web, directly on the assembly flange. To do this, use a special pusher passing through the opening of the assembly flange. The process is organized in such a way that, while manufacturing the membrane module, it is possible to simultaneously form pockets of the membrane module and fasten the membrane to the assembly flange. The material of the membrane, sorbent material and assembly flange is fed to the place of molding of the membrane module in the form of tapes (continuous web), which allows the use of simple transporting means.
Дополнительно в процессе изготовления карманов мембранного модуля перед изготовлением очередного кармана изготовленный на предыдущей стадии карман отгибают, благодаря чему вокруг изготавливаемого кармана образуется пространство, достаточное для размещения технологического инструмента, с помощью которого осуществляют упомянутые нагрев и механическое сдавливание соединяемых между собой боковых кромок ленты мембраны и соединяемых ленты мембраны и ленты сборочного фланца. Additionally, in the process of manufacturing the pockets of the membrane module before the manufacture of the next pocket, the pocket made at the previous stage is unbent, due to which a sufficient space is formed around the manufactured pocket to accommodate the technological tool, by means of which the aforementioned heating and mechanical compression of the side edges of the membrane tape and the connected membrane tapes and assembly flange tapes.
Дополнительно для обеспечения высокой механической прочности мембранного модуля, на поверхность ленты мембраны и/или поверхность полотна сорбирующего материала, обращенные друг к другу, предварительно до изготовления мембранного модуля наносят клей-расплав, а после изготовления мембранного модуля соединяют ленту мембраны с полотном сорбирующего материала путем обдува мембранного модуля горячим воздухом с одновременным его механическим сжатием в нормальном направлении к плоскости карманов мембранного модуля. Additionally, in order to ensure high mechanical strength of the membrane module, facing each other, the hot melt adhesive is applied to the surface of the membrane tape and / or the surface of the web of sorbent material, and, after the manufacture of the membrane module, the membrane tape is connected to the sorbent web by blowing the membrane module with hot air with its mechanical compression in the normal direction to the plane of the pockets of the membrane module.
С той же целью в тех случаях, когда рельефные элементы выполнены на поверхности полотна сорбирующего материала или на внешней поверхности защитной сетки со стороны карманов мембранного модуля, эти рельефные элементы могут быть склеены между собой. Для этого одну или обе боковые поверхности упомянутого толкателя периодически смазывают клеем, обладающим адгезией по отношению к веществу, из которого выполнены рельефные элементы, благодаря чему рельефные элементы на внутренних поверхностях карманов оказываются смазанными клеем. Таким же клеем также смазывают рельефные элементы одной или обеих смежных внешних поверхностей изготовленных карманов. For the same purpose, when the relief elements are made on the surface of the sorbent material web or on the outer surface of the protective mesh from the side of the pockets of the membrane module, these relief elements can be glued together. To do this, one or both side surfaces of the said pusher are periodically lubricated with glue having adhesion to the material from which the relief elements are made, so that the relief elements on the inner surfaces of the pockets are greased with glue. The same adhesive also lubricates the relief elements of one or both adjacent outer surfaces of the manufactured pockets.
Альтернативным является вариант, при котором вместо клея используют растворитель вещества, из которого выполнены рельефные элементы. An alternative is the option in which instead of glue, a solvent of the substance from which the relief elements are made is used.
Дополнительно для обеспечения надежного склеивания изготовленный мембранный модуль подвергают прессованию до соприкосновения рельефных элементов, выполненных на смежных поверхностях, и удерживают до образования в точках соприкосновения рельефных элементов соединения, достаточного для компенсации упругих свойств материала мембраны и полотна сорбирующего материала. Additionally, in order to ensure reliable bonding, the manufactured membrane module is pressed to touch the relief elements made on adjacent surfaces and held until the relief elements of the contact are formed in contact points sufficient to compensate for the elastic properties of the membrane material and the sorbent material web.
Заявляемый способ также предусматривает использование ленты сборочного фланца в качестве транспортирующего средства изготовленных мембранных модулей, в том числе на стадиях размещения изготовленного мембранного модуля в корпусе устройства и герметизации корпуса. Это также способствует созданию автоматизированного конвейерного способа изготовления мембранных устройств. The inventive method also involves the use of tape assembly flange as a means of transporting fabricated membrane modules, including at the stages of placement of the manufactured membrane module in the housing of the device and sealing the housing. It also contributes to the creation of an automated conveyor method for manufacturing membrane devices.
Сущность заявляемого способа поясняется фиг. 6, на которой изображена технологическая линия для изготовления заявляемого мембранного устройства. The essence of the proposed method is illustrated in FIG. 6, which depicts a production line for the manufacture of the inventive membrane device.
В состав технологический линии для изготовления мембранного устройства входят: устройства 29, 30 и 31 размотки лент мембраны, сборочного фланца и полотна сорбирующего материала соответственно, узел 32 для нанесения клея-расплава, регулировочные устройства 33 и 34 подачи ленты мембраны и полотна сорбирующего материала соответственно, узел 35 формования мембранного модуля, включающий толкатель 36, направляющий ролик 37, инструмент для нагревания и сдавливания соединяемых деталей (на фиг. 6 не показан) и отводящий ролик 38, пресс 39, узел 40 сборки и герметизации мембранного устройства, узел 41 контроля качества, нож 42 для отделения мембранного устройства (готового изделия) от ленты сборочного фланца и узел 43 упаковки изделий. The technological line for the manufacture of a membrane device includes:
Мембранное устройство изготавливают следующим образом. Лента 44 мембраны с предварительно нанесенными на нее рельефными элементами 45 разматывается из рулона и подается на узел 32, где на нее наносят продольные полосы клея-расплава для последующего соединения боковых карманообразующих кромок. Одновременно лента 46 сборочного фланца, имеющая предусмотренные способом отверстия 47, разматывается из рулона и также поступает в узел 32, где на нее наносится клей расплав для последующего соединения с лентой 44 мембраны при изготовлении мембранного модуля. Для точного позиционирования ленты 46 сборочного фланца в узле 32 и последующих узлах 35, 39, 40, 41 вдоль краев ленты 46 сборочного фланца выполнена перфорация 48, входящая в зацепление с колесами транспортирующего средства (на фиг. 6 не показаны). Для компенсации неравномерного движения ленты 44 мембраны и полотна 49 сорбирующего материала, возникающего при их последующем зигзагообразном складывании в узле 35, служат регулировочные устройства 33 и 34, в которых часть ленты 44 мембраны и, соответственно, полотна 49 сорбирующего материала сложены волнообразно. The membrane device is made as follows. The
В узле 35 формуется мембранный модуль 50 путем последовательного формования карманов и поочередного соединения их с лентой 46 сборочного фланца. При этом для каждого мембранного модуля 50 первой и последней выполняется операция соединения ленты 44 мембраны, сложенной с полотном 49 сорбирующего материала, с лентой 46 сборочного фланца в области между отверстиями 47. Лента 44 мембраны и полотно 49 сорбирующего материала подают с противоположных сторон ленты 46 сборочного фланца. Каждый карман мембранного модуля 50 формуется с помощью толкателя 36, проходящего через отверстие 47 в ленте 46 сборочного фланца. Толкатель 36 проталкивает полотно 49 сорбирующего материала через отверстие 47 ленты 46 сборочного фланца (для этого ширина полотна 49 должна быть несколько меньше ширины отверстия 47) и формует карман мембранного модуля 50 из сложенных вместе полотна 49 сорбирующего материала и ленты 44 мембраны. При этом с одной стороны складываемые лента 44 и полотно 49 удерживаются за счет соединения ленты 44 мембраны с лентой 46 сборочного фланца, с другой стороны - направляющим роликом 37. В узле 35 также предусмотрен отводящий ролик 38, изменяющий направление движения сформированных карманов мембранного модуля 50, благодаря чему изготовленный карман отгибается и образуется достаточно места для инструмента, с помощью которого осуществляют соединение лент 44 мембраны и 46 сборочного фланца. In the
Если для изготовления мембранного устройства используется полотно 49 сорбирующего материала, на поверхности которого выполнены рельефные элементы (например, аналогичные рельефным элементам 45, выполненным на поверхности ленты 44 мембраны), то для того, чтобы впоследствии склеить эти рельефные элементы на смежных поверхностях кармана мембранного модуля 50, толкатель 36 в нижнем положении смазывается клеем или растворителем вещества, из которого выполнены эти рельефные элементы. If a
С этой же целью с помощью валика (на фиг. 6 не показан) также смазываются клеем рельефные элементы 45 на внешней поверхности каждого изготовленного кармана. Также вместо клея может быть использован растворитель вещества, из которого выполнены рельефные элементы 45. For the same purpose, with the help of a roller (not shown in FIG. 6),
Далее сформированный мембранный модуль 50 поступает на пресс 39, где выдерживается в спрессованном состоянии пока не склеятся в точках соприкосновения рельефные элементы смежных поверхностей мембранного модуля 50. В том случае, когда для скрепления ленты 44 мембраны с полотном 49 сорбирующего материала на поверхность ленты 44 мембраны со стороны, обращенной к полотну 49 сорбирующего материала, в узле 32 наносится клей-расплав, одновременно с прессованием осуществляют обдув мембранного модуля 50 горячим воздухом в нормальном направлении к плоскости карманов. Next, the formed
Изготовленный мембранный модуль 50 далее поступает на узел 40 сборки и герметизации мембранного устройства. Здесь мембранный модуль 50 укладывается в корпус 51 и закрывается крышкой 52. Место соединения корпуса 51 и крышки 52 герметизируется. Герметичность изготовленного мембранного устройства 53 проверяется в узле 41 контроля качества. The manufactured
Изготовленное и испытанное мембранное устройство 53 с помощью ножа 42 отрезают от ленты 46 сборочного фланца и отправляют на упаковку, осуществляемую в узле 43. The fabricated and tested
Технологическая линия организована таким образом, что ленту 46 сборочного фланца используют в качестве транспортирующего средства на всех стадиях изготовления мембранного устройства 53. The production line is organized in such a way that the
Источники информации
1. Патент РФ 2021823, МПК 6 A 61 М 1/04, опубл. 1994.Sources of information
1. RF patent 2021823, IPC 6 A 61
2. Патент РФ 2047332, МПК 6 B 01 D 63/14, опубл. 1995. 2. RF patent 2047332, IPC 6 B 01 D 63/14, publ. 1995.
3. Патент РФ 2047333, МПК 6 B 01 D 63/14, опубл. 1995. 3. RF patent 2047333, IPC 6 B 01 D 63/14, publ. 1995.
4. Авт.св. СССР 1790985, МПК 5 B 01 D 63/08, опубл. 1995 - прототип устройства. 4. Auto USSR 1790985, IPC 5 B 01 D 63/08, publ. 1995 - prototype device.
5. Авт.св. СССР 1747086, МПК 5 A 61 М 1/16, опубл. 1992. 5. Auto USSR 1747086, IPC 5 A 61
6. Патент США 5868889, МПК 6 B 01 D 27/06, опубл. 1999 - прототип способа. 6. US patent 5868889, IPC 6 B 01
Claims (21)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122722A RU2174433C2 (en) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | Membrane unit and methods of its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122722A RU2174433C2 (en) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | Membrane unit and methods of its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99122722A RU99122722A (en) | 2001-09-27 |
| RU2174433C2 true RU2174433C2 (en) | 2001-10-10 |
Family
ID=20226335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99122722A RU2174433C2 (en) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | Membrane unit and methods of its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2174433C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2405620C2 (en) * | 2009-02-24 | 2010-12-10 | Борис Яковлевич Басин | Relief porous membrane (versions), method of making said membrane (versions) and membrane elements made from relief porous membrane (versions) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5434079A (en) * | 1993-02-12 | 1995-07-18 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Apparatus and process for continuous in vitro synthesis of proteins |
| RU2048818C1 (en) * | 1990-05-07 | 1995-11-27 | Скорик Владимир Иванович | Diaphragmatic oxygenator |
| DE19501639C1 (en) * | 1995-01-20 | 1996-03-21 | Oxyphen Gmbh | Cross=flow filter used for e.g. liq. foodstuff |
| US5868889A (en) * | 1993-12-30 | 1999-02-09 | "Jacobi" Systemtechnik Gmbh | Process for manufacturing a fluid filter |
-
1999
- 1999-10-25 RU RU99122722A patent/RU2174433C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2048818C1 (en) * | 1990-05-07 | 1995-11-27 | Скорик Владимир Иванович | Diaphragmatic oxygenator |
| US5434079A (en) * | 1993-02-12 | 1995-07-18 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Apparatus and process for continuous in vitro synthesis of proteins |
| US5868889A (en) * | 1993-12-30 | 1999-02-09 | "Jacobi" Systemtechnik Gmbh | Process for manufacturing a fluid filter |
| DE19501639C1 (en) * | 1995-01-20 | 1996-03-21 | Oxyphen Gmbh | Cross=flow filter used for e.g. liq. foodstuff |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2405620C2 (en) * | 2009-02-24 | 2010-12-10 | Борис Яковлевич Басин | Relief porous membrane (versions), method of making said membrane (versions) and membrane elements made from relief porous membrane (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0556932B1 (en) | Method of producing a filter element | |
| CA1056314A (en) | Accordion fold flat plate dialyzer | |
| EP2231300B1 (en) | Filter device | |
| EP0529682B1 (en) | Membrane filtration unit and cassette, and method of making a membrane filtration unit | |
| US4219422A (en) | Apparatus for mass transfer between fluids, provided with an interposed selectively permeable diaphragm unit | |
| CN110260693A (en) | More opening adverse current plate heat exchangers and its manufacturing method | |
| CN104837544B (en) | Membrane Stack Filtration Module | |
| JPH025124B2 (en) | ||
| JP2014036953A (en) | Fluid treatment assembly, fluid treatment segment and method for manufacturing fluid treatment system | |
| US20080230488A1 (en) | Pleated, Crossflow Fluid Treatment Elements, Methods for Making Them, and Methods for Treating Cellular Solutions | |
| CN102743911B (en) | The manufacture method of fluid treating plant and fluid treating plant | |
| RU2174433C2 (en) | Membrane unit and methods of its manufacture | |
| JPH0254104B2 (en) | ||
| RU2174434C2 (en) | Membrane unit and method of its manufacture | |
| EP2318124B1 (en) | Device suitable for treating a fluid, as well as a method suitable for manufacturing such a device | |
| EP0591116A1 (en) | A membrane module and a method for its manufacture | |
| US20090049811A1 (en) | Pocket Filter Joiner Arrangement and Method of Making | |
| GB2267046A (en) | Filter bag | |
| RU2171133C2 (en) | Diaphragm unit | |
| RU2171134C2 (en) | Diaphragm unit | |
| US20100219139A1 (en) | Fluid treatment arrangements with fluid treatment elements and methods for making and using them | |
| JPH03164693A (en) | Partition plate assembly, its production method and fixing device for application thereof and further usage of the assembly | |
| RU99122722A (en) | MEMBRANE DEVICE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE | |
| RU99122729A (en) | MEMBRANE DEVICE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE | |
| US20080093288A1 (en) | Filter Medium for a Fluid |