NL1019374C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een filtermodule, een dergelijke al dan niet in een filtersysteem opgenomen filtermodule. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze voor het vervaardigen van een filtermodule, een dergelijke al dan niet in een filtersysteem opgenomen filtermodule

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een filtermodule volgens de aanhef van conclusie 1 alsmede op een dergelijke filtermodule en een filtersysteem voorzien van een dergelijke filtermodule.

5 Een filtermodule, zoals bovenstaand bedoeld, is bekend uit US-A- 5.895.573, waarbij een groot aantal stukken capillair filtermembraan met elk een lengte in hoofdzaak gelijk aan de lengte van het te vormen buisvormige lichaam zich in lengterichting onderling evenwijdig lopend tot een bundel zijn samengevoegd door het opnemen van de uiteinden van de 10 filtermembranen in een plug uit hars. Dit opnemen is zodanig uitgevoerd dat de filtermembranen aan het ene uiteinde zijn afgesloten en aan het andere uiteinde in open verbinding staan met de omgeving, waarbij de ruimten tussen de filtermembranen zijn opgevuld met hars.

Niet aangegeven is hoe de aldus uitgevoerde uiteinden zijn 15 verkregen. Tot dusverre is het gebruikelijk dat het aan een uiteinde afsluiten van de filtermembranen met een plug tot stand wordt gebracht met een bewerking aangeduid als "potten", dat wil zeggen dat de betreffende uiteinden van de filtermembranen over een vooraf bepaalde lengte zodanig in een vloeistofbad worden gestoken, dat zowel de filtermembranen als de 20 tussenruimten worden opgevuld met vloeistof, die na het uit het bad nemen en stollen de afsluitende plug vormt. Voor het ter plaatse van die plug realiseren van open uiteinden van de filtermembranen wordt het "potten" voorafgegaan door het zogenoemde "pre-potten". Hierbij wordt elk filtermembraan over een relatief korte lengte in een vloeistofbad gestoken 25 om zodoende een stop te vormen die het betreffende uiteinde van het filtermembraan afsluit, zoals getoond in US-A-5.895.573. De aldus 10 19374 1 2 voorbehandelde filtermembranen worden vervolgens gepot, waarbij een plug met, een grotere axiale lengte dan de stoppen in de filtermembranen wordt aangebracht. Van die plug wordt dan weer een schijf afgezaagd met een dikte groter dan de lengte van elke stop, waardoor een plug met naar de 5 omgeving open filtermembraanuiteinden wordt verkregen.

Bij het "potten" moet uiterst zorgvuldig te werk worden gegaan teneinde te waarborgen dat ook inderdaad alle filtermembranen en ruimten, en wel over de gewenste hoogte, worden opgevuld, opdat er geen lekkages ontstaan. "Pre-potten" is een nog ingewikkeldere en zorgvuldigere 10 bewerking, die niet of nauwelijks kan worden geautomatiseerd en daarom op tijdrovende en dure wijze veelal met de hand wordt uitgevoerd.

US-A-4.636.307 toont naast een filter met aan een zijue open en aan de andere zijde afgesloten filtermembranen verder nog een filter dat bestaat uit een bundel filtermembranen die aan een uiteinde open zijn en 15 aan het andere uiteinde ononderbroken doorlopen. Deze configuratie is verkregen door uit te gaan van filtermembranen met elk een lengte die ongeveer het dubbele bedraagt van die van het te vervaardigen buisvormige lichaam. Al deze filtermembranen zijn in een U-vorm gebracht, waarbij alle uiteinden met een open verbinding naar de omgeving zijn opgenomen in een 20 enkele plug. Ook hierbij ontbreekt informatie over hoe de open uiteinden zijn gerealiseerd, zodat kan worden aangenomen dat dit op de bekende wijze middels "potten" voorafgegaan aan "pre-potten" is geschied.

Met de uitvinding wordt beoogd een werkwijze van de in de aanhef bedoelde soort zodanig te verbeteren dat het vervaardigen van een 25 intermodule met open filtermembraanuiteinden in een plug aanzienlijk kan worden versneld en vereenvoudigd, meer in het bijzonder volautomatisch kan worden uitgevoerd.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt door de in het kenmerk van conclusie 1 neergelegde maatregelen. Als gevolg van het 30 ononderbroken doorwikkelen van een of een aantal filtermembraan is een 1 o 1 93 74 "7 3 wikkellichaam te verkrijgen met aan zijn beide uiteinden ononderbroken doorlopende, dat wil zeggen automatisch afgesloten filtermembranen. Zodoende vervalt het moeizame en arbeidsintensieve "pre-potten". Een uiteinde kan naar wens op geautomatiseerde wijze worden gepot. Worden 5 daarbij open verbindingen de filtermembranen met de omgeving gewenst, dan is dit op eenvoudige en mechanische, desgewenst volautomatische wijze te bewerkstelligen door het op de gewenste plaats of plaatsen verwijderen van zoveel materiaal van de plug en de filtermembranen, dat daar de gewenste opemngen ontstaan in de verder ononderbroken doorlopende 10 filtermembranen.

Het door wikkelen vervaardigen van de intermodule heeft nog het bijkomende, aanzienlijke voordeel, dat de pakkingsgraad van de intermodule op velerlei wijzen is te variëren en daarbij op nauwkeurige wijze is in te stellen en in de hand te houden. Bij het volgens de bekende 15 stand van de techniek bundelen van een aantal lengten filtermembranen is het beheersen van de ligging van elke lengte filtermembraan zowel absoluut gezien als ten opzichte van naburige filtermembranen niet doenlijk. Bij het vervaardigen van de filtermodule door middel van wikkelen is in feite elke gewenste ruimte tussen de filtermembranen en elke gewenste stand van een 20 filtermembraan te realiseren.

Bij het vervaardigen van een filtermodule volgens de uitvinding kan op velerlei wijzen te werk worden gegaan voor het verkrijgen van de gewenste vulling graad en het gewenste filtratiegedrag. Zo kan het buisvormige lichaam uit een enkel filtermembraan worden gewikkeld, 25 waarmee zowel een zeer dichte pakking is te verwezenlijken door het onderling tegen elkaar aan leggen van aangrenzende wikkelingen als een relatief losse pakking door de aangrenzende windingen op afstand van elkaar aan te brengen en/of elkaar veelvuldig te laten kruisen. Het gecontroleerd kunnen beheersen van de pakkingsgraad betekent tevens dat 30 de omvang en de vorm van de ruimtes tussen de filtermembranen 1019374 ; 4 nauwkeurig is te bepalen en vast te leggen. Ook dit heeft weer zijn voordelen, omdat die ruimtes benut kunnen worden voor een aantal filterfuncties, zoals het in bedoelde ruimtes opslaan van vuildeeltjes uit het te filteren medium, waardoor de membranen minder snel dicht zullen gaan 5 zitten, en het in bedoelde ruimten opnemen van grondstoffelijke fïltermaterialen, zoals zand, actief kool, zeoliet e.d., waardoor grof voorfilter wordt gevormd.

Een versnelling van het wikkelproces is te verkrijgen door het gelijktijdig evenwijdig wikkelen van twee of meer filtermembranen. Naast 10 het evenwijdig wikkelen behoort ook tegengesteld en wevend wikkelen tot de mogelijkheden, een en ander afhankelijk van de gewenste configuratie en eigenschappen van de te vormen intermodule.

Als materiaal voor het filtermembraan kan bijvoorbeeld gekozen worden uit de groep omvattende microfiltratiemembranen, 15 ultrafiltratiemembranen, nanofiltratiemembranen, omgekeerde osmose ("reversed osmosis") membranen en/of membranen waaraan adsorptiemiddelen of bacteriostaten zijn toegevoegd.

Ook is bet op eenvoudige wijze mogelijk, dat ten minste een verdere lengte al dan niet hol draadvormig materiaal door wikkelen al dan 20 niet geweven in het buisvormige lichaam wordt opgenomen. Daarbij kan dan gedacht worden aan een materiaal uit de groep omvattende versterkingsdraden, ontluchtmgs- of beluchtingsmembranen, zoals een hydrofoob membraan, warmtewisselmgskanalen, hittedraad ten behoeve sterilisatie, kanalen voor de toevoer van additieven, en/of materialen met 25 bacteriostatische werking. Aldus zijn aan de filtermodule naast de filtrerende werking nog andere eigenschappen te geven.

Het door wikkelen vervaardigen van een buisvormig lichaam kan op een asvormig lichaam plaatsvinden, waarbij door het heen en weer geleiden van een ononderbroken filtermembraan een cilindervormig lichaam 30 met een op de gewenste filterwerkmg afgestemde wanddikte wordt 1019374 , 5 gevormd. Na het voltooien van het buisvormige lichaam kan dit van het asvormige lichaam af worden getrokken, waarbij door bedoelde wanddikte een voldoende vormstabiliteit wordt verkregen voor het verder hanteren van de intermodule. Bij een dergelijke vervaardigingswijze wordt er evenwel een 5 voorkeur voor uitgesproken, dat het tot buisvormig lichaam wikkelen plaatsvindt door het aanbrengen van een aantal wikkellagen op een vloeistofdoorlatend hol steunlichaam, dat een verloren kern vormt, waarbij als steunlichaam een geperforeerde buis kan worden gekozen of ten minste een laag woven of non woven vezels of ander filtermateriaal dan wel een 10 combinatie daarvan. Aldus is de vormstabiliteit van de gevormde intermodule te bevorderen, hetgeen zeker als de intermodule als vervangingseenheid moeten worden getransporteerd en opgeslagen, zijn voordelen heeft. Daarnaast zijn op deze wijze de eigenschappen van de filtermodule en de werking daarvan aanvullend te beïnvloeden en te 15 verbeteren.

In plaats van het door heen en weer wikkelen vormen van een cilindrisch lichaam met een op vormstabiliteit afgestemde wanddikte, kan ook worden volstaan met het in één richting wikkelen van een of een relatief klein aantal elkaar al dan niet kruisende lagen, waarbij het aldus verkregen 20 product na het van de wikkelkern afschuiven door platter drukken in een plaatvormige configuratie wordt gebracht en vervolgens door al dan niet rond een kern opwikkelen het buisvormige lichaam wordt gevormd. Aldus kan desgewenst een continu vervaardigmgsproces worden verkregen. Hel verkrijgen van een plaatvormige configuratie is ook te realiseren door het 25 wikkelen rond twee evenwijdig op afstand van elkaar geplaatste langgerekte geleidingsorganen en het daardoor verkregen wikkelproduct in de plaatvormige configuratie te brengen.

Om een betrouwbare afsluiting van de ruimten tussen de filtermembranen te verkrijgen wordt er een voorkeur voor uitgesproken als 30 vulmateriaal een hardend materiaal te nemen, bijvoorbeeld een epoxyhars, c ά ft O 1 ^ 6 een polyurethaanhars, een "hot melt" hars of een combinatie van dergelijke en soortgelijke harsen.

Door het ononderbroken wikkelen van filtermembranen waardoor in feite een buisvormig lichaam zonder open verbindingen met de omgeving 5 wordt verkregen geeft tevens de extra voordelen biedende mogelijkheid die openingen in het bijzonder daar te creëren waar dat wordt gewenst, dat wil zeggen niet alleen bij de uiteinden van het buisvormige lichaam. Zodoende is het mogelijk, dat een beperkt gebied wordt gecreëerd dat niet aan de omtrekswanden van het buisvormige lichaam grenst, doch bijvoorbeeld 10 alleen aan de kopse eindvlakken daarvan. Er wordt evenwel een voorkeur voor uitgesproken, dat het vulmateriaal zodanig wordt aangebracht, dat dit mede een buiten- en/of binnenomtreksvlak van het buisvormige lichaam vormt, waarbij de open verbindingen met de omgeving worden gecreëerd door uitgaande van het buiten- en/of binnenomtreksvlak vulmateriaal te 15 verwijderen, waardoor het wandmateriaal van het ten minste ene capillaire filtermembraan plaatselijk wordt onderbroken. Daarbij is het uiteraard mogelijk, dat het ten minste ene beperkte gebied wordt gevormd door een uiteindegebied van het buisvormige lichaam, waarbij de open verbindingen met de omgeving worden gecreëerd door het onderbreken van hel 20 wandmateriaal van het bij het betreffende uiteinde ononderbroken doorlopend gewikkelde, ten minste ene filtermembraan, waarbij hel onderbreken op eenvoudige wijze is te realiseren door het verwijderen van een ringschijfvormige laag aan het uiteinde van het buisvormige lichaam. Het beperkte gebied kan zich echter ook in langsrichting van hei 25 buisvormige lichaam uitstrekken, waarbij de open verbindingen zijn te realiseren door het aanbrengen van een sleufvormige uitsparing in het buiten- en/of binnenomtreksvlak. Verwijderen van materiaal geschiedt bij voorkeur door een verspanende bewerking, zoals zagen, snijden, boren, frezen, slijpen en dergelijke of door snijden met een waterstraal.

1019374 Ί

Het aanbrengen van het vulmateriaal kan geschieden door een gewikkelde intermodule in een gewenste stand te plaatsen en op ten minste een gewenste plaats vulmateriaal m vloeibare vorm toe te voeren. Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt er 5 echter een voorkeur voor uitgesproken, dat het aanbrengen van het vulmateriaal geschiedt door een gewikkelde intermodule te plaatsen in een cilindrische houder, die al dan niet aan één oibeide uiteinden althans deels is ai te sluiten en op ten minste een gewenste plaats vulmateriaal toe te voeren aan het van een open kern voorziene buisvormige lichaam via die 10 open kern, waarbij de cilindrische houder voorai in een zodanige stand is geplaatst, dat het bij aanbrengen vloeiende vulmateriaal binnen de cilindrische houder een vloeistofspiegel vormt die overeenkomt met een grens van het ten minste ene beperkte gebied, dat verder wordt begrensd door wanden en/of afsluitorganen van de cilindrische houder. Op deze wijze 15 is het mogelijk om de omvang van het beperkte gebied uiterst nauwkeurig te bepalen. Ook hoeft de intermodule niet in een bad met vloeistof te worden gedompeld, zodat alle daarmee gepaard gaande druipproblemen zijn vermeden. In plaats daarvan is een relatief schoon en nauwkeurig te beheersen proces verkregen.

20 Ook biedt de werkwijze volgens de uitvinding de mogelijkheid om een intermodule te verkrijgen die met de bekende vervaardigmgstechnieken niet is te realiseren, te weten een tegenstroomfilter. Dit is overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding te realiseren, als het buisvormige lichaam wordt vervaardigd door het zodanig wikkelen van ten 25 minste een eerste filtermembraan en ten minste een tweede filtermembraan, dat bij het ene uiteinde van het buisvormige lichaam elke door het ten minste eerste filtermembraan gevormde laag uitsteekt ten opzichte van elke door het ten minste tweede filtermembraan gevormde laag en bij het andere uiteinde van het buisvormige lichaam elke door het ten 30 minste tweede filtermembraan gevormde laag uitsteekt ten opzichte van 1019374 8 elke door het ten minste eerste filtermembraan gevormde laag, waarna beide uiteinden worden opgevuld met vulmateriaal en na het stollen van het vulmateriaal aan beide uiteinden een laag vulmateriaal met een zodanige dikte wordt verwijderd, dat met het vulmateriaal alleen wandmateriaal van 5 de uitstekende laag wordt verwijderd.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een filtermodule vervaardigd met een werkwijze volgens de uitvinding. Meer in het bijzonder betreft het daarbij filtermodules waarvan een der uiteinden van het buisvormige lichaam is voorzien van vulmateriaal en naar de omgeving toe 10 open verbindingen (dead-end filtertype) of beide uiteinden van het buisvormige lichaam zijn voorzien van vulmateriaal en naar de omgeving toe open verbindingen (cross-flow filtertype). De filtermodule is daarbij te bedrijven volgens het tegenstroomprincipe. als het buisvormige lichaam is samengesteld uit bij de uiteinden ten opzichte van elkaar verspringende 15 lagen filtermembranen en van ten opzichte van terugwijkende lagen uitspringende lagen tezamen met het vulmateriaal wandmateriaal is verwijderd onder intact laten van het wandmateriaal van de terugwijkende lagen. Een verdere bijzondere configuratie van de filtermodule is te verkrijgen, als het ten minste ene beperkte gebied zich over althans een deel 20 van de lengte van het buisvormige lichaam uitstrekt en dwars op die lengte een doorsnede heeft met in hoofdzaak de vorm van een cirkelboogsegment.

Verder heeft de uitvinding betrekking op een filtersysteem voorzien van een filterhuis met ten minste een filtermodule als in het voorgaande bedoeld, ten minste een toevoer voor te filteren vloeistof en ten minste een 25 afvoer voor gefilterde vloeistof, waarbij de toevoer is aangesloten op een open kern en de afvoer op de open verbindingen van de filtermodule dan wel de toevoer is aangesloten op de open verbindingen en de afvoer op een open kern van de filtermodule. Als de toevoer is aangesloten op de open verbindingen aan het ene uiteinde van het buisvormige lichaam en de afvoer 30 op de open kern van de filtermodule alsmede een verdere afvoer is 1019374 ' 9 aangesloten op de open verbindingen aan het andere uiteinde, is het filtersysteem te bedrijven volgens een cross-flow principe, waarbij te filteren vloeistof door de filtermembranen wordt geleid en bij het aanbrengen van een overdruk deels door de membranen heen naar de afvoer voor gefilterde o vloeistof stroomt. Doordat tevens een deel van de toegevoerde vloeistof in lengterichting door de filtermembranen heen kan stromen wordt een zelfreinigende werking verkregen.

Van een open kern bij het buisvormige lichaam kan op verder voordeelbiedende wijze gebruik worden gemaakt voor het aanvullend 10 beïnvloeden van de eigenschappen en werking van het filtersysteem, als de open kern van het hol buisvormig lichaam althans gedeeltelijk wordt gevuld met een filtrerend materiaal, een absorptiemiddel en/of een andere component, waarbij bij voorkeur het absorptiemiddel is gekozen uit de groep bestaande uit actieve kool, zeolieten, kleimaterialen of combinaties daarvan 15 en de genoemde andere component gekozen is uit de groep gevormd door verbindingen met een gecontroleerde afgifte van actieve stoffen, pH regelende stoffen, ïonenwisselende stoffen, scavengers, of een combinatie daarvan. Voor de genoemde actieve stoffen kan gekozen worden uit de groep gevormd door mineralen, jodide, ontsmettende middelen of een combinatie 20 daarvan.

Een filtersysteem volgens de uitvinding is breed inzetbaar voor het filtreren van vloeistoffen en gassen zoals waterige vloeistoffen of andere oplosmiddelen. Het filtersysteem is bijvoorbeeld zeer geschikt om te worden toegepast in huishoudens, maar is ook in te zetten bij industriële zuivering, 25 afvalwaterverwerking, bescherming tegen legionella of andere micro- organismen, waterzuivering voor buitensport en calamiteiten, ontzilting van zeewater, zuiveren van bier, wijn en andere voedingsmiddelen, producten voor speciale toepassingen ("dedicated products"), zoals componenten en verbruiksartikelen in apparaten, bijvoorbeeld koffiezetapparaten, 30 medicinale toepassingen, dieetdranken etc.

* η λ η'ϊΊ A ; 10

Zeer geschikt is het filtersysteem voor een werkwijze waarbij hel wordt doorstroomd met een te filtreren vloeistof, zoals leidingwater, oppervlaktewater, bronwater, afvalwater, zeewater, of een drank. Hierbij is op zeer efficiënte wijze een in hoge mate gezuiverde vloeistof te verkrijgen.

5 die kan dienen als eindproduct of als grondstof voor een ander product .

Onder verwijzing naar in de tekeningen, zij het uitsluitend bij wijze van niet-beperkende voorbeelden, weergegeven uitvoeringsvormen zullen de werkwijze, de filtermodule en het filtersysteem volgens de uitvinding thans nader worden besproken. Daarbij toont: 10 Fig. 1 in aanzicht een gewikkelde, buisvormige filtermodule, die eenzijdig is gepot;

Fig. 2 m doorgesneden perspectiefaanzicht een filtersysteem waarin een filtermodule volgens Fig. 1 is ondergebracht;

Fig. 3 in aanzicht een gewikkelde, buisvormige filtermodule, die 15 tweezijdig is gepot;

Fig. 4 in doorgesneden perspectiefaanzicht een filtersysteem waarin een filtermodule volgens Fig. 3 is ondergebracht;

Fig. 5 in aanzicht een gewikkelde, buisvormige filtermodule, die over zijn volle lengte in axiale richting plaatselijk is gepot; 20 Fig. 6 in doorgesneden perspectiefaanzicht een filtersysteem waarin een filtermodule volgens Fig. 1 is ondergebracht;

Fig. 7 schematisch m zijaanzicht een alternatieve wikkelwijze voor het vormen van een filtermodule;

Fig. 8 een bovenaanzicht van Fig. 7; en 25 Fig. 9 schematisch in zijaanzicht een verdere alternatieve wikkelwijze voor een filtermodule.

In Fig. I is een filtermodule I weergegeven die verkregen is door het wikkelen van althans één eindloos, slangvormig filtermembraan 2 op een niet weergegeven cilindrisch basislichaam. Het filtermembraan 2 kan 30 gekozen worden uit een groep omvattende microfiltratiemembranen.

1 n 1 o a 7 a , 1] ultrafiltratiemembranen, nanofiltratiemembranen, omgekeerde osmose ("reversed osmosis") membranen en/of membranen waaraan adsorptiemiddelen of bacteriostaten zijn toegevoegd. Door het heen en weer wikkelen en het opbouwen van een aantal lagen vergelijkbaar aan de wijze 5 waarop een klos garen wordt gevormd, is een buisvormig lichaam met een op een zich vormstabiele constructie te verkrijgen. Het wikkelen is daarbij uit te voeren afhankelijk van de gewenste, te verkrijgen pakkingsgraad van de filtermembranen 2. Het cilindrische basislichaam kan een na hei voltooien van het wikkelen te verwijderen kern zijn, doch evenzo kan 10 worden gekozen voor een verloren holle kern met een geperforeerde wandstructuur. Het filtermembraan 2 kan rechtstreeks op de kern worden gewikkeld, maar desgewenst is het ook mogelijk afhankelijk van het uiteindelijk beoogde gebruik op de al dan niet verloren kern eerst een of een aantal lagen materiaal met filtrerende eigenschappen aan te brengen.

15 Het aldus verkregen wikkellichaam met aan zijn beide uiteinden ononderbroken doorlopende lagen filtermembraan 2 wordt vervolgens voor het verkrijgen van de in Fig. 1 getoonde intermodule 1 aan een uiteinde gepot, dat wil zeggen dat bij dat uiteinde de ruimten tussen de wikkelingen filtermembraan over een relatief korte axiale lengte van het wikkellichaam 20 een opvullend en afsluitend materiaal wordt aangebracht, dat in. maar niet door het wandmateriaal van het capillaire filtermembraan 2 heen dringt, zodat de vrije doorlaat van het filtermembraan open blijft. Als vulmateriaal wordt een aanvankelijk vloeibaar, en daarna hardend materiaal gekozen, zoals een epoxyhars, een polyurethaanhars. een "hot melt" hars of een 25 combinatie van dergelijke en soortgelijke harsen. Dit potten kan geschieden door het over de gewenste axiale lengte dopen van het wikkellichaam in een vloeistofbad. Er wordt evenwel een voorkeur voor uitgesproken, dat het wikkellichaam in een cilindrische houder wordt geschoven, die zodoende het buitenomtreksvlak van het vulmateriaal vastlegt. Het aanbrengen van het 30 vulmateriaal kan wederom door het in een vloeistofbad dopen van het 10 1 937 41 12 wikkellichaam geplaatst m de cilindrische houder. Een meer gecontroleerd aanbrengen van het vulmateriaal is te verkrijgen door de cilindrische houder aan een uiteinde af te sluiten en vanaf het andere open uiteinde door de open kern een afgepaste hoeveelheid vulmateriaal toe te voeren.

5 Na het aldus potten van een uiteinde van het wikkellichaam wordt daar een schijfvormig deel van afgesneden, welk schijfvormig deel een zodanige dikte heeft de bij het uiteinde ononderbroken wikkelingen filtermembraan worden door- en weggesneden, waardoor een groot aantal open verbindingen tussen de wikkelingen filtermembraan en de omgeving 10 wordt gecreëerd.

Daarmee is de in Fig. 1 getoonde intermodule 1 verkregen, die voorzien is van ononderbroken doorlopende wikkelingen filtermembraan 2 aan het ene uiteinde en van naar de omgeving toe open wikkelingen filtermembraan aan het andere uiteinde. Een dergelijke intermodule 1 kan 15 worden gebruikt in een filtersysteem met een zogenoemde dead-end configuratie, welke aan de hand van Fig. 2 nader zal worden toegelicht Het in Fig. 2 getoonde filtersysteem omvat een filtermodule 1 geplaatst in een cilindrische houder 3, die bijvoorbeeld de bij het potten gebruikte cilindrische houder kan zijn. De cilindrische houder 3 is aan zijn 20 ene uiteinde afgesloten door een inlaatdeksel 4 en aan zijn andere uiteinde door een uitlaatdeksel 5. Het inlaatdeksel 4 is voorzien van een inlaat 6 waarop een geperforeerde inlaatbuis 7 aansluit, die zich uitstrekt tot in hel zich nabij het uitlaatdeksel 5 bevindende vulmateriaal. Dit duidt er op dal de geperforeerde buis 7 zich bij het potten reeds binnen het wikkellichaam 25 bevond. Een dergelijke geperforeerde buis is echter ook nog na het potten aan te brengen en eindigt dan boven het vulmateriaal. Rondom de geperforeerde buis 7 is een laag 8 uit filtrerend materiaal aangebracht en radiaal op afstand van die laag een verdere laag 9. Tussen de lagen 8 en 9 bevindt zich, hier uit duidelijkheidsoverwegmgen niet nader weergegeven, 30 filtermateriaal, bijvoorbeeld actieve kool. Het gehele samenstel 7-9 mei j λ i π ^ 7 4 13 vulling had bij het wikkelen als verloren kern dienst kunnen doen dan wel na het wikkelen, al dan niet voor het potten, in de holle kern van het wikkellichaam kunnen worden geschoven. Het uitlaatdeksel 5 is voorzien van een uitlaat 10 en laat onder het wikkellichaam met geopende 5 filtermembranen een ruimte vrij.

Een te filteren fluïdum wordt aan de inlaat 6 toegevoerd en wordt verdeeld door de geperforeerde buis 7 via de laag 8, de vulling en de laag 9 naar de filtermembranen 2 gedrukt. De enige uitweg voor het te filteren fluïdum is door het wandmateriaal van de filtermembranen 2 heen te 10 dringen en via de open doorlaat van de filtermembranen 2 in de richting van de open uiteinden daarvan te stromen. Het aldus gefilterde materiaal komt in de vrije ruimte van het uitlaatdeksel 5 terecht en verlaat dan via de uitlaat 10 het filtersysteem.

De door de geperforeerde buis 7 in beslag genomen ruimte kan, al 15 dan niet onder weglaten van de buis, worden opgevuld met filtrerend materiaal. Er wordt evenwel een voorkeur uitgesproken voor het toepassen van een ongevulde buis met open doorlaat, omdat daarmee een gunstigere drukval over het filtersysteem is te verkrijgen.

In Fig. 3 is een wikkelmodule 11 weergegeven, die een uit 20 filtermembraan 2 gevormd wikkellichaam omvat, dat te verkrijgen is op een onder verwijzing naar Fig. 1 beschreven wikkelwijze. Het wikkellichaam is tweezijdig gepot, hetgeen wederom is geschied volgens een onder verwijzing naar Fig. 1 beschreven manier van werken, waarna aan beide uiteinden op zodanige wijze een schijfvormig deel is verwijderd, dat aan beide uiteinden 25 naar de omgeving toe open filtermembranen 2 zijn verkregen. Een dergelijke intermodule 11 kan worden gebruikt in een filtersysteem met een zogenoemde cross-flow configuratie, welke aan de hand van Fig. 4 nader zal worden toegelicht.

Het in Fig. 4 getoonde filtersysteem omvat een intermodule 11 30 opgenomen in een cilindervormige houder 12 voorzien van een tweetal 10 1 3374 i 14 afvoerstompen 13. De cilindrische houder 12 is aan het ene uiteinde afgesloten door een deksel 14 met inlaat 15 en aan het andere uiteinde door een deksel 16 met uitlaat 17. De deksels 14 en 16 zijn zodanig vormgegeven, dat er een vrije ruimte ontstaat aan weerszijden van de filtermodule 11.

5 Een via de inlaat 15 toegevoerd fluïdum zal via de open uitenden door de filtennembranen 2 heen gaan stromen en worden gefilterd bij het door het wandmateriaal heen dringen. Het aldus gefilterde fluïdum kan hei filtersysteem verlaten via de afvoerstompen 13. Doordat de filtermodule 11 aan zijn beide uiteinden naar de omgeving toe open fïltermembranen heeft, 10 kan er tevens door de fïltermembranen fluïdum van de inlaat 15 naar de uitlaat 17 stromen, door welke stroom door gefilterd fluïdum achtergelaten deeltjes kunnen worden meegenomen en uit de filtermodule 11 verwijderd, zodat een filtersysteem met zelfreinigende werking is verkregen.

In Fig. 5 is een filtermodule 21 weergegeven die voorzien is van een 15 wikkellichaam dat is verkregen door het met geringe spoed wikkelen van ten minste een filtermembraan 2 op een cilindrische houder. Het wikkelichaam is vervolgens gepot door in een zich in axiale richting uitstrekkend gebied over een beperkt omtreksgebied de ruimten tussen de wikkelingen op te vullen met een vulmateriaal, bijvoorbeeld door het dopen 20 van het wikkellichaam in een vloeistofbad. Door het vervolgens weer verwijderen van een deel van het vulmateriaal en wel op zodanig wijze dat een groot aantal wikkelingen wordt doorsneden zijn de fïltermembranen in open verbinding met de omgeving gebracht. Het verwijderen van vulmateriaal kan uitgevoerd worden door over de volle lengte van het 25 wikkellichaam daarvan een kap met in dwarsdoorsnede de vorm van een boogsegment af te snijden. Daarnaast kan ook gedacht worden aan het frezen of snijden van een groef of gleuf, dan wel het boren van een doorgang. Aldus is een filtermodule verkregen die kan worden toegepast in een filtersysteem met een dead-end configuratie, zoals onder verwijzing naar 30 Fig. 6 nader zal worden besproken.

1 m <Jo .

15

De filtermodule 21 is geplaatst in een cilindrische houder 22, die aan een uiteinde is afgesloten door een deksel 23 met centrale inlaat 24 en aan het andere uiteinde door een deksel 25 met een uitlaat 26 die aansluit op een uitsparing gevormd door het verwijderen van vulmateriaal ten 5 behoeve van het naar de omgeving toe openen van de filtermembranen 2.

Via de inlaat 24 toegevoerd fluïdum zal door de filtermembranen 2 heendringen en daarbij gefilterd worden. Via de filtermembranen 2 zal het gefilterde fluïdum in de uitlaat 26 terechtkomen en worden afgevoerd uit de het filtersysteem.

10 In Fig. 7 en 8 is een alternatieve methode weergegeven voor het vormen van een wikkellichaam. Hierbij wordt een laag bestaande uit een eindloos filtermembraan 2 om een cilindervormig lichaam 31 gewikkeld en na van dit lichaam afschuiven samengedrukt tot een vlakvormige configuratie, welke vervolgens spiraalvormig wordt opgewikkeld tot een 15 cilindrisch wikkellichaam 32, dat vervolgens op de gewenste wijze wordt gepot en voorzien van plaatselijk naar de omgeving toe van openingen voorziene filtermembranen. Door deze wijze van wikkelen te kiezen is een wikkellichaam te verkrijgen met zich in hoofdzaak in de lengterichting van het wikkellichaam uitstrekkende filtermembranen. Tevens kan het 20 spiraalvormig opwikkelen zodanig worden uitgevoerd dat geen of nagenoeg geen open kern resteert zonder dat eerst op een vrijwel draadvormige kern moet worden gewikkeld.

In Fig. 9 is een alternatief voor de wikkelwijze volgens Fig. 7 en 8 weergegeven. Door te wikkelen rond twee langgerekte, zich onderling 25 evenwijdig op afstand bevindende draad- of stangvormige elementen 41 wordt het vanuit een cilindrische in een plaatvormige configuratie brengen van het gewikkelde filtermembraan 2 geheel of nagenoeg geheel overbodig. In plaats van twee draad- of stangvormige elementen kan ook gebruik worden gemaakt van een net- of baanvormig materiaal dat in de na het 30 spiraalvormig opwikkelen in het cilindrische wikkellichaam 42 blijft zitten, 1 0 1 9 3 7 n 16 waarbij door een geschikte keuze voor het materiaal de intermodule aanvullende eigenschappen kan krijgen.

Het spreekt voor zich, dat er binnen het kader van de uitvinding zoals neergelegd in de bijgaande conclusies nog vele wijzigingen en 5 varianten mogelijk zijn. Zo is bij de diverse filtersystemen gesproken over een inlaat en een uitlaat voor een fluïdum. Bij bijvoorbeeld de uitvoeringsvormen volgens Fig. 2 en 6 kunnen deze ook verwisseld worden Tevens is steeds een cilindervormig wikkellichaam met cirkelvormige dwarsdoorsnede weergegeven. Die dwarsdoorsnede kan ook ovaal of 10 veelhoekig zijn. In Fig. 4 en 6 is een filtersysteem weergegeven dat in feite bestaat uit een filtermodule met huis. Bij dergelijke uitvoeringsvormen kunnen ook aanvullende fïltermiddelen worden aangebracht overeenkomstig de wijze zoals getoond in Fig. 2, dan wel op andere geschikte wijze. Verder kan bij al de weergegeven wikkelwijzen met een 15 enkel eindloos filtermembraan worden gewerkt dan wel met meerdere fïltermembranen, ook m de uitvoeringsvoorbeelden volgens Fig. 7-9, die gelijktijdig of na elkaar worden aangebracht. Daarbij kan evenwijdig, kruisend of wevend worden gewikkeld.

IOI9374

Claims (36)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een intermodule, waarbij een aantal lengten slangvormig filtermembraan met onderlinge tussenruimten tot een buisvormig lichaam met een eerste lengte worden samengevoegd en de tussenruimten in ten minste een beperkt gebied van het buisvormige 5 lichaam worden opgevuld met een afdichtend materiaal onder vrijlating van open verbindingen van de filtermembranen met de omgeving, met het kenmerk, dat het buisvormige lichaam wordt gevormd door wikkelen van ten minste een filtermembraan met een tweede lengte die een veelvoud bedraagt van de eerste lengte, en aldus wordt uitgevoerd met uiteinden 10 gevormd door ononderbroken doorlopend wandmateriaal van het filtermembraan, waarbij de tussenruimten in elk beperkt gebied worden opgevuld door aanbrengen van een aanvankelijk vloeiend en na aanbrengen stollend vulmateriaal dat niet door het wandmateriaal heen tot in het ten minste ene filtermembraan doordringt en de open verbindingen worden 15 gecreëerd door plaatselijk verwijderen van een deel van het vulmateriaal en daardoor omgeven wandmateriaal.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het buisvormige lichaam door wikkelen uit een enkel filtermembraan wordi vervaardigd.

20. Werkwijze volgens conclusie 1, met het, kenmerk, dat het buisvormige lichaam door wikkelen van ten minste twee evenwijdig geleide filtermembranen wordt vervaardigd.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat ten minste twee filtermembranen onderling geweven tot een buisvormig lichaam 25 worden gewikkeld.

5. Werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het ten minste ene filtermembraan wordt gekozen uit een 'OI9374 groep omvattende microfiltratiemembranen, ultrafiltratiemembranen, nanofiltratiemembranen, omgekeerde osmose ("reversed osmosis") membranen en/of membranen waaraan adsorptiemiddelen of bacteriostaten zijn toe gevoegd.

6. Werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat ten minste een verdere lengte al dan niet hol draadvormig materiaal door wikkelen al dan niet geweven in het buisvormige lichaam wordt opgenomen.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de ten minste 10 ene verdere lengte wordt gekozen uit een groep omvattende versterkingsdraden, ontluchtmgs- of beluchtingsmembranen, zoals een hydrofoob membraan, warmtewissehngskanalen, hittedraad ten behoeve sterilisatie, kanalen voor de toevoer van additieven, en/of materialen met bacteriostatische werking.

8. Werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het tot buisvormig lichaam wikkelen plaatsvindt door het aanbrengen van een aantal wikkellagen op een vloeistofdoorlatend hol steunlichaam, dat een verloren kern vormt.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat als 20 steunlichaam een geperforeerde buis wordt gekozen.

10. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat als steunlichaam ten minste een laag woven of non woven vezels of ander filtermatenaal wordt gekozen.

11. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat op de 25 geperforeerde buis voor het wikkelen eerst ten minste een laag woven of non woven vezels of ander filtermatenaal wordt aangebracht.

12. Werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het tot buisvormig lichaam wikkelen wordt uitgevoerd door het op een cilindrische kern wikkelen van ten minste een 3 1 9374 ' fïltermembraan met een tweede lengte tot een cilindervormig lichaam met een op de gewenste fïlterwerkmg afgestemde wanddikte is verkregen.

13. Werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies 1-11. met het kenmerk, dat een door wikkelen verkregen filtermembraanproduct 5 in een plaatvormige configuratie wordt gebracht en daarna door al dan niet rond een kern opwikkelen in de vorm van het buisvormige lichaam wordt gebracht.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat gewikkeld wordt rond twee evenwijdig op afstand van elkaar geplaatste langgerekte 10 geleidmgsorganen en het daardoor verkregen wikkelproduct in de plaatvormige configuratie wordt gebracht.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat gewikkeld wordt rond een cilindrisch lichaam en het daardoor verkregen wikkelproduct na het van het cilindrische lichaam afschuiven in de 15 plaatvormige configuratie wordt gebracht.

16. Werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat als vulmateriaal een hardend materiaal wordt gekozen, zoals een epoxyhars, een polvurethaanhars, een "hot melt" hars of een combinatie van dergelijke en soortgelijke harsen.

17. Werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vulmateriaal zodanig wordt aangebracht, dat dit mede een buiten- en/of binnenomtreksvlak van het buisvormige lichaam vormt, waarbij de open verbindingen met de omgeving worden gecreëerd door uitgaande van het buiten- en/of binnenomtreksvlak vulmateriaal te 25 verwijderen, waardoor het wandmateriaal van het ten minste ene fïltermembraan plaatselijk wordt onderbroken.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat het ten minste ene beperkte gebied wordt gevormd door een uiteindegebied van het buisvormige lichaam, waarbij de open verbindingen met de omgeving 30 worden gecreëerd door het onderbreken van het wandmateriaal van het bij 101037 & het betreffende uiteinde ononderbroken doorlopend gewikkelde, ten minste ene filtermembraan.

19. Werkwijze volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat het onderbreken geschiedt door het verwijderen van een schijfvormige laag aan 5 het uiteinde van het buisvormige lichaam.

20. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat het onderbreken geschiedt door het aanbrengen van een sleufvormige uitsparing in het buiten- en/of bmnenomtreksvlak van het buisvormige lichaam.

21. Werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies, mei het kenmerk, dat het aanbrengen van het vulmateriaal geschiedt door een gewikkelde intermodule in een gewenste stand te plaatsen en op ten minste een gewenste plaats vulmateriaal in vloeibare vorm toe te voeren.

22. Werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies, met 15 het kenmerk, dat het aanbrengen van het vulmateriaal geschiedt door een gewikkelde intermodule te plaatsen in een cilindrische houder, die al dan niet aan één of beide uiteinden althans deels is af te sluiten en op ten minste een gewenste plaats vulmateriaal toe te voeren aan het van een open kern voorziene buisvormige lichaam via die open kern, waarbij de 20 cilindrische houder vooraf in een zodanige stand is geplaatst, dat het bij aanbrengen vloeiende vulmateriaal binnen de cilindrische houder een vloeistofspiegel vormt die overeenkomt met een grens van het ten minste ene beperkte gebied, dat verder wordt begrensd door wanden en/of afsluitorganen van de cilindrische houder.

23. Werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies, mei het kenmerk, dat het buisvormige lichaam wordt vervaardigd door het zodanig wikkelen van ten minste een eerste filtermembraan en ten minste een tweede filtermembraan, dat bij het ene uiteinde van het buisvormige lichaam elke door het ten minste eerste filtermembraan gevormde laag 30 uitsteekt ten opzichte van elke door het ten minste tweede filtermembraan 10 1 8374 gevormde laag en bij het andere uiteinde van het buisvormige lichaam elke door het ten minste tweede filtermembraan gevormde laag uitsteekt ten opzichte van elke door het ten minste eerste filtermembraan gevormde laag. waarna beide uiteinden worden opgevuld met vulmateriaal en na het stollen 5 van het vulmateriaal aan beide uiteinden een laag vulmateriaal met een zodanige dikte wordt verwijderd, dat met het vulmateriaal alleen wandmateriaal van de uitstekende laag wordt verwijderd.

24. Filtermodule verkregen met een werkwijze volgens ten minste een der voorgaande conclusies.

25. Filtermodule volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat een der uiteinden van het buisvormige lichaam is voorzien van vulmateriaal en naaide omgeving toe open verbindingen.

26. Filtermodule volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat beide uiteinden van het buisvormige lichaam zijn voorzien van vulmateriaal en 15 naar de omgeving toe open verbindingen.

27. Filtermodule volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat het buisvormige lichaam is samengesteld uit bij de uiteinden ten opzichte van elkaar verspringende lagen filtermembranen en van ten opzichte van terugwijkende lagen uitspringende lagen tezamen met het vulmateriaal 20 wandmateriaal is verwijderd onder intact laten van het wandmateriaal van de terugwijkende lagen.

28. Filtermodule volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat het ten minst e ene beperkte gebied zich over althans een deel van de lengte van hei buisvormige lichaam uitstrekt en dwars op die lengte een doorsnede heefi 25 met in hoofdzaak de vorm van een cirkelboogsegmeni.

29. Filtersysteem voorzien van een filterhuis met ten minste een filtermodule volgens ten minste een der conclusies 24-28, ten minste een toevoer voor te filteren vloeistof en ten minste een afvoer voor gefilterde vloeistof, waarbij de toevoer is aangesloten op een open kern en de afvoer op 30 de open verbindingen van de filtermodule. . _ « Λ Λ T i

30. Filtersysteem voorzien van een filterhms met ten minste een intermodule volgens ten minste een der conclusies 24-28, ten minste een toevoer voor te filteren vloeistof en ten minste een afvoer voor gefilterde vloeistof, waarbij de toevoer is aangesloten op de open verbindingen en de 5 afvoer op een open kern van de intermodule.

31. Filtersysteem voorzien van een filterhuis met ten minste een intermodule volgens conclusie 26, ten minste een toevoer voor te filteren vloeistof en ten minste een afvoer voor gefilterde vloeistof, waarbij de toevoer is aangesloten op de open verbindingen aan het ene uiteinde van het 10 buisvormige lichaam en de afvoer op een open kern van de intermodule alsmede een verdere afvoer is aangesloten op de open verbindingen aan het andere uiteinde.

32. Filtersysteem volgens ten minste een van de conclusies 29-31, met het kenmerk, dat in de open kern van het buisvormige lichaam een op de 15 toevoer aangesloten, van perforaties voorziene buis is aangebracht.

33. Filtersysteem volgens ten minste een van de conclusies 29-32, met het kenmerk, dat in de open kern van het buisvormig lichaam en/of de ruimtes tussen de wikkelingen een althans gedeeltelijke vulling uit een filtrerend materiaal, een absorptiemiddel en/of een andere component is 20 aangebracht.

34. Filtersysteem volgens conclusie 33, met het kenmerk, dat hei absorptiemiddel is gekozen uit een groep bestaande uit actieve kool, zeolieten, kleimaterialen of combinaties daarvan.

35. Filtersysteem volgens 33 of 34, met het kenmerk, dat de genoemde 25 andere component gekozen is uit een groep gevormd door verbindingen mei een gecontroleerde afgifte van actieve stoffen, pH regelende stoffen, ionenwisselende stoffen, scavengers, of een combinatie daarvan.

36. Filtersysteem volgens 35. met het kenmerk, dat de genoemde actieve stoffen gekozen is uit een groep gevormd door mineralen, jodide, 30 ontsmettende middelen of een combinatie daarvan. 1019374