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EP1814648A1 - Frameless, plate-shaped filtering member - Google Patents

Frameless, plate-shaped filtering member

Info

Publication number
EP1814648A1
EP1814648A1 EP05812706A EP05812706A EP1814648A1 EP 1814648 A1 EP1814648 A1 EP 1814648A1 EP 05812706 A EP05812706 A EP 05812706A EP 05812706 A EP05812706 A EP 05812706A EP 1814648 A1 EP1814648 A1 EP 1814648A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
layer
frameless
body according
filtration body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05812706A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrich BRÜSS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
A3 Water Solutions GmbH
Original Assignee
A3 Water Solutions GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by A3 Water Solutions GmbH filed Critical A3 Water Solutions GmbH
Publication of EP1814648A1 publication Critical patent/EP1814648A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08—Flat membrane modules
    • B01D63/081—Manufacturing thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08—Flat membrane modules
    • B01D63/082—Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes
    • B01D63/0822—Plate-and-frame devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/06—Submerged-type; Immersion type

Definitions

  • the invention relates to a frameless, plate-shaped filtration body, in particular for the filtration of liquid media, with outer filter layers of at least one layer membrane material.
  • filter systems For particle separation from liquids, filter systems are known which operate with rotating filter disks, with filtration capillaries or tubes or with filter plates which are immersed in the liquid to be cleaned. As a rule, several filter bodies are combined to form a filtration module. All systems have in common that for filtration of the liquid thin filtration membranes were ⁇ used who have on the filtrate side a substructure for the discharge of the filtrate. The differential pressure required for filtration is generated by Absaugu ⁇ g the filtrate. The filter body and the filter membranes must therefore have sufficient stability to withstand this pressure.
  • the mechanical stability is also a prerequisite for a uniform Filtrations ⁇ performance of the filter body. It ensures a uniform differential pressure distribution across the filtration membrane, as well as an effective discharge of the filtrate with low pressure loss. With the size of the filter body, the requirements for its flexural strength also increase.
  • Filtration modules are known in which a plurality of filter plates are arranged at a distance from one another, aligned in parallel in a housing or on a support plate.
  • a generic filtration module is described in EP 0 602 560 B1.
  • the filter plates are stabilized by an internal, rigid holding plate made of synthetic resin. Spacers are also disposed between the outside filter membrane and the support plate to provide a cavity for the discharge of the filtrate.
  • a bendable filter plate that can be used in a filtration module is described in DE 199 10 974 A1.
  • the frame should, like the aforementioned holding plate of synthetic resin, have a stabilizing effect and, moreover, make it possible to discharge the filtrate even without spacers via the free space enclosed by the frame.
  • rigid frame or plates as a substructure has a high cost of materials, as well as a high weight of the filter plate. If, in addition, recesses for discharging the filtrate are incorporated into the surface of stabilizing plates, a high manufacturing outlay is also required, since the production is usually carried out in a complex plastic injection molding process. In addition, such plates can be produced only in small sizes.
  • EP 0 591 117 A1 proposes to use a so-called "spacer" as a substructure instead of a heavy plate or a frame
  • the spacer consists in the filter plate described of crosswise superimposed cords, which form a lattice structure, which on the one hand left the filter membranes tensile strength
  • the bending stiffness of this filter plate is limited.
  • a self-supporting filter plate in which a fabric of yarns, filaments or wires made of polymers or metals is used as a spacer.
  • the composite filter membrane / spacer / filter membrane is also folded.
  • the full-surface contact of the filter membranes on the spacer on the one hand contributes to the stability of the filter plate, but on the other hand hinders the cleaning of the filter membranes of filtration-inhibiting deposits.
  • gas is introduced below the submerged filtration device, and a higher flow velocity in the region of the membrane surface is produced by means of propellers or pumps.
  • a filtration body according to claim 1, wherein according to the invention between the outer filter layers at least one layer is arranged, the auf ⁇ at least on one side, preferably on both sides, distributed over the surface and spaced surveys auf ⁇ has End faces form a contact surface for a further, preferably liquid-permeable layer.
  • Such a construction is simple in construction and inexpensive to manufacture and allows a uniform filtration performance by a uniform differential pressure distribution.
  • the further liquid-permeable layer has a plurality of openings, in particular equidistantly distributed over the entire area, which in one embodiment of the invention are at least substantially circular, have a diameter between 0.1 mm and 5 mm and / or have a center distance of 2 to 50 mm.
  • the elevations may have a circular, oval or polygonal cross-section.
  • the said layer and the further liquid-permeable layer are made of plastic, with polypropylene in particular being preferred.
  • At least one surface of the layer has a regular structure of elevations and depressions, wherein the elevations preferably have a circular, oval or polygonal cross section.
  • the knob-like elevations are furthermore preferably flattened on the outside, so that they form a planar contact surface.
  • the contact surfaces are suitable for the arrangement of the further layer and / or the filter layer.
  • the further layer and / or the filter layer can be selectively connected to the said layer in the area of the contact surfaces by means of suitable connecting means or by pressing or welding.
  • the contact surfaces also make it possible to combine two or more layers with the same knob-like elevations.
  • the layer and the further layer are preferably made of plastic, in particular of polypropylene.
  • a liquid-permeable gauze for supporting the filtrate discharge is placed on the layer with the openings.
  • the gauze is followed by the filter layer consisting of at least one layer of membrane material.
  • At least one tensile liquid-permeable gauze forms the further layer between the filter membrane and the layer.
  • the layer with the openings is dispensed with.
  • the outer filter layer is joined there to at least one further layer and / or the mentioned layer by pressing, gluing, welding or filling, so that the edge region is completely or at least partially liquid-tight.
  • at least one opening for discharging the filtrate is provided in the edge region.
  • the membrane material of the filter layer preferably consists of polyphenol, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polyamide, polyetherimide, cellulose acetate, polyolefin or fluoropolymer.
  • a plurality of plate-shaped filter bodies arranged one behind the other and spaced from each other in the same embodiment form a filtration module, wherein the individual filter bodies are encapsulated with one another for position stabilization and / or inserted into a holder.
  • the filtrate removal takes place via a common filtrate collecting system, to which each individual filter body is connected via the opening or openings in the edge region.
  • the plate-shaped filter bodies are first combined to form a stack of plates, inserted into a plate holder with a filtrate collection system and then cast with synthetic resin.
  • Fig. 1 to 5 different layer structures of a frameless, plate-shaped filter body in the cut
  • a filtration module with a plurality of frameless, plate-shaped
  • FIG. 1 shows a detail of a filter body 10 according to the invention with a layer structure consisting of a centrally arranged film made of plastic as layer 12, which has nubs 15 on both sides as elevations, wherein on both sides of the layer 12 each have a further layer 13, 14 from Plastic is arranged, the openings 16 for the forwarding of the filtrate in the layer 12 has.
  • On the layers 13, 14 follows a layer of a liquid-permeable gauze 20, which in turn is covered by the filter layer 17 consisting of a layer of membrane material 19.
  • the filter layer 17 consisting of a layer of membrane material 19.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a filter body according to the invention, which is suitable for use at lower flow rates.
  • the structure corresponds as far as possible to the filter body according to FIG. 1, but here the position of a liquid-impermeable gauze 20 to support the filtrate discharge is dispensed with.
  • FIG. 3 shows a further simplified embodiment.
  • filter bodies which consist only of two layers 22, 23, of which one layer has knobs 15 on one side and forms the drainage layer, the other layer, which in the region of the knobs is firmly connected to the layer according to the invention has openings 16.
  • the layer structure shown in Fig. 4 is suitable for filter body to which particularly high demands are placed on the flexural rigidity, such as in very large designs.
  • four drainage layers 25 of napped foil are arranged one above the other and firmly connected to one another via the nubs.
  • This is followed by a further layer 22 with openings 16, finally the filter layer 17 consisting of a layer of membrane material 19.
  • Fig. 5 shows a similar construction of a plate-shaped filter body as shown in FIG. 1.
  • the two layers 13, 14 with the openings 16 are here replaced by a layer of tensile and liquid-permeable gauze 26.
  • the gauze 26 is covered directly by the filter layer 17.
  • Filtationsmodulen 30 can be summarized to Filtationsmodulen 30, as shown for example in Fig. 6.
  • Several filter bodies 31 of the same design and the same size are arranged at a distance one behind the other and aligned in parallel so that the filter layers 17 are of the liquid to be cleaned can be flowed around evenly.
  • the parallel alignment also ensures effective cleaning of the filter membranes, if gas is introduced into the liquid below the filter body.
  • To stabilize the position of the filter body they are laterally enclosed by holding plates 34 on which the lines of a Filtrat- collecting system 33 are guided transversely to the filter plane.
  • the connection of the drainage layer of the filter body to the filtrate manifolds via openings 32 in the edge region of the plate-shaped body, which is otherwise formed liquid-tight.
  • FIG. 7 shows an exemplary layer structure of a filter body 31 according to the invention in connection with the further components of a filtration module 30.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

The invention relates to a frameless, plate-shaped filtering member comprising exterior filter layers (17) that encompass at least one layer of membrane material (19). At least one layer (12), at least one face of which is provided with elevations (15) that are distributed across the surface and are spaced apart from each other, is disposed between the exterior filter layers. The faces of said elevations form a contact area for another, preferably liquid-permeable layer (13, 14).

Description

RAHMENLOSER , PLATTENFÖRMIGER FILTRATIONSKÖRPERFRAMELESS, PLATE-MOLDED FILTRATION BODY
Die Erfindung betrifft einen rahmenlosen, plattenförmigen Filtrationskörper, insbeson¬ dere zur Filtration von flüssigen Medien, mit außen liegenden Filterschichten aus wenigstens einer Lage Membranmaterial.The invention relates to a frameless, plate-shaped filtration body, in particular for the filtration of liquid media, with outer filter layers of at least one layer membrane material.
Zur Partikelabtrennung aus Flüssigkeiten sind Filtersysteme bekannt, die mit rotieren¬ den Filterscheiben, mit Filtrationskapillaren oder -röhren oder mit Filterplatten arbeiten, welche in die zu reinigende Flüssigkeit eingetaucht werden. In der Regel werden dabei mehrere Filterkörper zu einem Filtrationsmodul zusammengefasst. Allen Systemen ist gemein, dass zur Filtration der Flüssigkeit dünne Filtrationsmembranen eingesetzt wer¬ den, die auf der Filtratseite eine Unterkonstruktion zur Ableitung des Filtrats aufweisen. Der für die Filtration erforderliche Differenzdruck wird durch Absauguπg des Filtrates erzeugt. Der Filterkörper sowie die Filtermembranen müssen daher eine ausreichende Stabilität aufweisen, um diesem Druck standzuhalten.For particle separation from liquids, filter systems are known which operate with rotating filter disks, with filtration capillaries or tubes or with filter plates which are immersed in the liquid to be cleaned. As a rule, several filter bodies are combined to form a filtration module. All systems have in common that for filtration of the liquid thin filtration membranes wer¬ used who have on the filtrate side a substructure for the discharge of the filtrate. The differential pressure required for filtration is generated by Absauguπg the filtrate. The filter body and the filter membranes must therefore have sufficient stability to withstand this pressure.
Die mechanische Stabilität ist zudem Voraussetzung für eine gleichmäßige Filtrations¬ leistung des Filterkörpers. Sie gewährleistet eine gleichmäßige Differenzdruckverteilung über die Filtrationsmembran, sowie eine effektive Ableitung des Filtrats bei geringem Druckverlust. Mit der Baugröße des Filterkörpers steigen auch die Anforderungen an seine Biegefestigkeit.The mechanical stability is also a prerequisite for a uniform Filtrations¬ performance of the filter body. It ensures a uniform differential pressure distribution across the filtration membrane, as well as an effective discharge of the filtrate with low pressure loss. With the size of the filter body, the requirements for its flexural strength also increase.
Es sind Filtrationsmodule bekannt, bei denen mehrere Filterplatten mit Abstand zuein¬ ander, parallel ausgerichtet in einem Gehäuse oder auf eine Tragplatte angeordnet werden. Ein gattungsgemäßes Filtrationsmodul wird in der EP 0 602 560 B1 beschrie¬ ben. Die Filterplatten werden von einer innen liegenden, biegesteifen Halteplatte aus Kunstharz stabilisiert. Zwischen der außenseitigen Filtermembran und der Halteplatte sind zudem Abstandsstücke angeordnet, um einen Hohlraum für die Ableitung des Filtrats zu schaffen.Filtration modules are known in which a plurality of filter plates are arranged at a distance from one another, aligned in parallel in a housing or on a support plate. A generic filtration module is described in EP 0 602 560 B1. The filter plates are stabilized by an internal, rigid holding plate made of synthetic resin. Spacers are also disposed between the outside filter membrane and the support plate to provide a cavity for the discharge of the filtrate.
Eine andere Ausführungsform einer in ein Filtrationsmodul einsetzbaren, biegesteifen Filterplatte wird in der DE 199 10 974 A1 beschrieben. Hier liegen die Filtermembranen auf einem geschlossenen Rahmen auf. Der Rahmen soll, wie die vorgenannte Halte¬ platte aus Kunstharz, stabilisierend wirken und darüber hinaus über den von dem Rah¬ men eingeschlossenen Freiraum die Ableitung des Filtrates auch ohne Abstandshalter ermöglichen.Another embodiment of a bendable filter plate that can be used in a filtration module is described in DE 199 10 974 A1. Here are the filter membranes on a closed frame. The frame should, like the aforementioned holding plate of synthetic resin, have a stabilizing effect and, moreover, make it possible to discharge the filtrate even without spacers via the free space enclosed by the frame.
Der Einsatz von biegesteifen Rahmen oder Platten als Unterkonstruktion hat einen hohen Materialaufwand, sowie ein hohes Gewicht der Filterplatte zufolge. Werden zudem in die Oberfläche stabilisierender Platten Ausnehmungen zur Ableitung des Filtrats eingearbeitet, ist auch ein hoher Fertigungsaufwand gegeben, denn die Her¬ stellung erfolgt üblicherweise im aufwendigen Kunststoff-Spritzgussverfahren. Zudem sind derartige Platten nur in geringen Baugrößen herstellbar.The use of rigid frame or plates as a substructure has a high cost of materials, as well as a high weight of the filter plate. If, in addition, recesses for discharging the filtrate are incorporated into the surface of stabilizing plates, a high manufacturing outlay is also required, since the production is usually carried out in a complex plastic injection molding process. In addition, such plates can be produced only in small sizes.
Die EP 0 591 117 A1 schlägt vor, anstelle einer schweren Platte oder eines Rahmens einen so genannten „Spacer" als Unterkonstruktion einzusetzen. Der Spacer besteht bei der beschriebenen Filterplatte aus kreuzförmig übereinander liegenden Schnüren, die eine Gitterstruktur bilden, wodurch einerseits den Filtermembranen Zugfestigkeit verlie¬ hen, andererseits über die Hohlräume der Gitterstruktur das Filtrat abgeführt werden soll. Die Biegesteifigkeit dieser Filterplatte ist jedoch begrenzt.EP 0 591 117 A1 proposes to use a so-called "spacer" as a substructure instead of a heavy plate or a frame The spacer consists in the filter plate described of crosswise superimposed cords, which form a lattice structure, which on the one hand left the filter membranes tensile strength However, the bending stiffness of this filter plate is limited.
Aus der DE 202 07 359 U1 ist eine selbsttragende Filterplatte bekannt, bei der als Spacer ein Gewebe aus Garnen, Filamenten oder Drähten, hergestellt aus Polymeren oder Metallen eingesetzt wird. Um die Biegesteifigkeit zu erhöhen, wird der Verbund aus Filtermembran/Spacer/Filtermembran zudem gefaltet. Die vollflächige Auflage der Filtermembranen auf dem Spacer trägt einerseits zur Stabilität der Filterplatte bei, ande¬ rerseits jedoch behindert sie die Reinigung der Filtermembranen von filtrations- hemmenden Ablagerungen. Bei der Reinigung wird Gas unterhalb der eingetauchten Filtrationseinrichtung eingetragen, sowie über Propeller oder Pumpen eine höhere Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Membranoberfläche erzeugt. Eine effektive Reinigung der Filtermembranen von den Ablagerungen erfordert jedoch, dass sich die Filtermembranen in dem Flüssigkeitsstrom zumindest begrenzt bewegen können. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Filtrationskörper ohne die vor¬ genannten Nachteile zu schaffen, der insbesondere eine hohe Biegesteifigkeit aufweist, eine effektive Filtratableitung ermöglicht und zudem als großformatige Platte bei gerin¬ gem Materialverbrauch und Gewicht einfach herstellbar ist.From DE 202 07 359 U1 a self-supporting filter plate is known, in which a fabric of yarns, filaments or wires made of polymers or metals is used as a spacer. In order to increase the bending stiffness, the composite filter membrane / spacer / filter membrane is also folded. The full-surface contact of the filter membranes on the spacer on the one hand contributes to the stability of the filter plate, but on the other hand hinders the cleaning of the filter membranes of filtration-inhibiting deposits. During cleaning, gas is introduced below the submerged filtration device, and a higher flow velocity in the region of the membrane surface is produced by means of propellers or pumps. Effective cleaning of the filter membranes from the deposits, however, requires that the filter membranes in the fluid flow be able to move at least to a limited extent. It is therefore an object of the present invention to provide a filtration body without the above-mentioned disadvantages, which in particular has a high bending stiffness, allows effective Filtratableitung and also easy to produce as a large-sized plate with gerin¬ gem material consumption and weight.
Diese Aufgabe wird durch einen Filtrationskörper nach Anspruch 1 gelöst, bei dem erfindungsgemäß zwischen den außen liegenden Filterschichten mindestens eine Schicht angeordnet ist, die zumindest auf einer Seite, vorzugsweise auf beiden Seiten mehrere, über die Oberfläche verteilte und zueinander beabstandete Erhebungen auf¬ weist, deren Stirnflächen eine Kontaktfläche für eine weitere, vorzugsweise füssigkeits- durchlässige Schicht bilden. Eine solche Konstruktion ist einfach aufgebaut und preis¬ wert in der Herstellung und ermöglicht eine gleichmäßige Filtrationsleistung durch eine gleichmäßige Differenzdruckverteilung.This object is achieved by a filtration body according to claim 1, wherein according to the invention between the outer filter layers at least one layer is arranged, the auf¬ at least on one side, preferably on both sides, distributed over the surface and spaced surveys auf¬ has End faces form a contact surface for a further, preferably liquid-permeable layer. Such a construction is simple in construction and inexpensive to manufacture and allows a uniform filtration performance by a uniform differential pressure distribution.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filterkörpers werden in den Unteransprü¬ chen beschrieben.Embodiments of the filter body according to the invention are described in the subclaims.
So weist vorzugsweise die weitere flüssigkeitsdurchlässige Schicht mehrere, insbeson¬ dere äquidistant über die gesamte Fläche verteilte Durchbrechungen auf, die in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest im wesentlichen kreisrund sind, einen Durchmesser zwischen 0,1 mm und 5 mm aufweisen und/oder einen Mittenabstand von 2 bis 50 mm besitzen.Thus, preferably, the further liquid-permeable layer has a plurality of openings, in particular equidistantly distributed over the entire area, which in one embodiment of the invention are at least substantially circular, have a diameter between 0.1 mm and 5 mm and / or have a center distance of 2 to 50 mm.
Die Erhebungen können einen kreisrunden, ovalen oder polygonen Querschnitt besit¬ zen.The elevations may have a circular, oval or polygonal cross-section.
Die genannte Schicht sowie die weitere flüssigkeitsdurchlässige Schicht bestehen aus Kunststoff, wobei insbesondere Polypropylen bevorzugt wird.The said layer and the further liquid-permeable layer are made of plastic, with polypropylene in particular being preferred.
Nach einer konkreten Ausführungsform weist wenigstens eine Oberfläche der Schicht eine regelmäßige Struktur aus Erhebungen und Vertiefungen auf, wobei die Erhebun¬ gen vorzugsweise einen kreisrunden, ovalen oder polygonalen Querschnitt besitzen. Die noppenartigen Erhebungen sind weiterhin bevorzugt außenseitig abgeflacht, so dass sie eine ebene Anlagefläche bilden. Die Anlageflächen sind zur Anlage der weite¬ ren Schicht und/oder der Filterschicht geeignet. Bei großformatigen Filterkörpem oder anderen Filterkörpern mit hohen Anforderungen an die Biegesteifigkeit, können die weitere Schicht und/oder die Filterschicht im Bereich der Anlageflächen durch geeig¬ nete Verbindungsmittel oder durch Verpressen oder Verschweißen punktuell mit der genannten Schicht verbunden werden . Die Anlageflächen ermöglichen auch den Ver¬ bund von zwei oder mehr Schichten mit den gleichen noppenartigen Erhebungen. Die Schicht und die weitere Schicht bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen.According to a specific embodiment, at least one surface of the layer has a regular structure of elevations and depressions, wherein the elevations preferably have a circular, oval or polygonal cross section. The knob-like elevations are furthermore preferably flattened on the outside, so that they form a planar contact surface. The contact surfaces are suitable for the arrangement of the further layer and / or the filter layer. In the case of large-sized filter bodies or other filter bodies with high flexural rigidity requirements, the further layer and / or the filter layer can be selectively connected to the said layer in the area of the contact surfaces by means of suitable connecting means or by pressing or welding. The contact surfaces also make it possible to combine two or more layers with the same knob-like elevations. The layer and the further layer are preferably made of plastic, in particular of polypropylene.
In einer weiteren Ausführungsform wird auf die Schicht mit den Öffnungen eine flüssig¬ keitsdurchlässige Gaze zur Unterstützung der Filtratableitung aufgelegt. Auf die Gaze folgt die Filterschicht bestehend aus wenigstens einer Lage Membranmaterial.In a further embodiment, a liquid-permeable gauze for supporting the filtrate discharge is placed on the layer with the openings. The gauze is followed by the filter layer consisting of at least one layer of membrane material.
Bevorzugt ist auch die Ausführungsform, bei der wenigstens eine zugfeste flüssigkeits¬ durchlässige Gaze die weitere Schicht zwischen Filtermembran und der Schicht bildet. Auf die Schicht mit den Öffnungen wird hierbei verzichtet.Also preferred is the embodiment in which at least one tensile liquid-permeable gauze forms the further layer between the filter membrane and the layer. In this case, the layer with the openings is dispensed with.
Zur Abdichtung der Randbereiche des plattenförmigen Filterkörpers wird die außen¬ liegende Filterschicht dort mit wenigstens einer weiteren Schicht und/oder der genann¬ ten Schicht durch Verpressen, Verkleben, Verschweißen oder Verfüllen verbunden, so dass der Randbereich ganz oder zumindest teilweise flüssigkeitsdicht ist. Vorzugsweise ist im Randbereich wenigstens eine Öffnung zur Ableitung des Filtrats vorgesehen. Die ansonsten flüssigkeitsdichte Ausführung der Randbereiche verhindert, dass ungerei¬ nigte Flüssigkeit in den Filterkörper gelangen kann.In order to seal the edge regions of the plate-shaped filter body, the outer filter layer is joined there to at least one further layer and / or the mentioned layer by pressing, gluing, welding or filling, so that the edge region is completely or at least partially liquid-tight. Preferably, at least one opening for discharging the filtrate is provided in the edge region. The otherwise liquid-tight design of the edge regions prevents unrefined liquid from getting into the filter body.
Das Membranmaterial der Filterschicht besteht bevorzugt aus Polyphenol, Polyether- sulfon, Polyvinylidenfluorid, Polyamid, Polyetherimid, Celluloseacetat, Polyolefin oder Fluorpolymer. Mehrere hintereinander angeordnete und zueinander beabstandete plattenförmige Fil¬ terkörper der gleichen Ausführungsform bilden ein Filtrationsmodul, wobei die einzelnen Filterkörper zur Lagestabilisierung miteinander vergossen werden und/oder in einen Halter eingesetzt werden. Die Filtratableitung erfolgt über ein gemeinsames Filtrat- sammelsystem, an welches jeder einzelne Filterkörper über die Öffnung bzw. Öffnun¬ gen im Randbereich angeschlossen wird. Beim Verguss der Platten ist der Einzel- anschluss der Filterkörper an das Filtratsammelsystem entbehrlich. Die plattenförmigen Filterkörper werden zunächst zu einem Plattenstapel zusammengefasst, in einen Plat¬ tenhalter mit einem Filtratsammelsystem eingesetzt und anschließend mit Kunstharz vergossen.The membrane material of the filter layer preferably consists of polyphenol, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polyamide, polyetherimide, cellulose acetate, polyolefin or fluoropolymer. A plurality of plate-shaped filter bodies arranged one behind the other and spaced from each other in the same embodiment form a filtration module, wherein the individual filter bodies are encapsulated with one another for position stabilization and / or inserted into a holder. The filtrate removal takes place via a common filtrate collecting system, to which each individual filter body is connected via the opening or openings in the edge region. When potting the plates, the individual connection of the filter bodies to the filtrate collection system is dispensable. The plate-shaped filter bodies are first combined to form a stack of plates, inserted into a plate holder with a filtrate collection system and then cast with synthetic resin.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Filterkörpers sind in den folgenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the filter body according to the invention are shown in the following drawings. Show it:
Fig. 1 bis 5 unterschiedliche Schichtenaufbauten eines rahmenlosen, plattenförmigen Filterkörpers im AuschnittFig. 1 to 5 different layer structures of a frameless, plate-shaped filter body in the cut
Fig. 6 und 7 ein Filtrationsmodul mit mehreren rahmenlosen, plattenförmigen6 and 7, a filtration module with a plurality of frameless, plate-shaped
Filterkörpernfilter bodies
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Filterkörpers 10 dargestellt mit einem Schichtenaufbau bestehend aus einer zentral angeordneten Folie aus Kunststoff als Schicht 12, die beidseitig Noppen 15 als Erhebungen aufweist, wobei auf beiden Seiten der Schicht 12 jeweils eine weitere Schicht 13, 14 aus Kunststoff angeordnet ist, die Öffnungen 16 zur Weiterleitung des Filtrats in die Schicht 12 besitzt. Auf die Schichten 13, 14 folgt eine Lage einer flüssigkeitsdurchlässigen Gaze 20, die wiederum von der Filterschicht 17 bestehend aus einer Lage Membranmaterial 19 abgedeckt wird. In den Randbereichen 18 wird der plattenförmige Filterkörper verpresst, verschweißt oder verklebt, so dass er dort flüssigkeitsdicht ist. Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filterkörpers, der für den Einsatz bei geringeren Flussleistungen geeignet ist. Der Aufbau entspricht wei- testgehend dem Filterkörper nach Fig. 1 , jedoch wird hier auf die Lage einer flüssig- keitsduchlässigen Gaze 20 zur Unterstützung der Filtratableitung verzichtet.1 shows a detail of a filter body 10 according to the invention with a layer structure consisting of a centrally arranged film made of plastic as layer 12, which has nubs 15 on both sides as elevations, wherein on both sides of the layer 12 each have a further layer 13, 14 from Plastic is arranged, the openings 16 for the forwarding of the filtrate in the layer 12 has. On the layers 13, 14 follows a layer of a liquid-permeable gauze 20, which in turn is covered by the filter layer 17 consisting of a layer of membrane material 19. In the edge regions 18 of the plate-shaped filter body is pressed, welded or glued, so that it is liquid-tight there. FIG. 2 shows a further embodiment of a filter body according to the invention, which is suitable for use at lower flow rates. The structure corresponds as far as possible to the filter body according to FIG. 1, but here the position of a liquid-impermeable gauze 20 to support the filtrate discharge is dispensed with.
Der in Fig. 3 dargestellte Schichtenaufbau zeigt eine weitere vereinfachte Ausfüh¬ rungsform. Bei kleinen Baugrößen, bei denen die Anforderungen an die Biegesteifigkeit des Filterkörpers entsprechend gering sind, werden Filterkörper eingesetzt, die lediglich aus zwei Schichten 22, 23 bestehen, von denen eine Schicht einseitig Noppen 15 auf¬ weist und die Drainageschicht bildet, die andere Schicht, die im Bereich der Noppen fest mit der erfindungsgemäßen Schicht verbunden ist, besitzt Öffnungen 16. Darüber liegt wiederum eine flüssigkeitsdurchlässige Gaze 20 entsprechend der Ausführung nach Fig. 1 , gefolgt von der Filterschicht 17 aus einer Lage Membranmaterial 19.The layer structure shown in FIG. 3 shows a further simplified embodiment. For small sizes, in which the requirements for the flexural rigidity of the filter body are correspondingly low, filter bodies are used which consist only of two layers 22, 23, of which one layer has knobs 15 on one side and forms the drainage layer, the other layer, which in the region of the knobs is firmly connected to the layer according to the invention has openings 16. In turn, there is a liquid-permeable gauze 20 according to the embodiment of FIG. 1, followed by the filter layer 17 of a layer of membrane material 19th
Der in Fig. 4 dargestellte Schichtenaufbau eignet sich für Filterkörper, an die besonders hohe Anforderungen an die Biegesteifigkeit gestellt werden, wie beispielsweise bei besonders große Bauformen. Hierzu werden vier Drainageschichten 25 aus Noppen¬ folie übereinander angeordnet und über die Noppen fest miteinander verbunden. Darüber folgt eine weitere Schicht 22 mit Öffnungen 16, abschließend die Filter¬ schicht 17 bestehend aus einer Lage Membranmaterial 19.The layer structure shown in Fig. 4 is suitable for filter body to which particularly high demands are placed on the flexural rigidity, such as in very large designs. For this purpose, four drainage layers 25 of napped foil are arranged one above the other and firmly connected to one another via the nubs. This is followed by a further layer 22 with openings 16, finally the filter layer 17 consisting of a layer of membrane material 19.
Fig. 5 zeigt einen ähnlichen Aufbau eines plattenförmigen Filterkörpers wie Fig. 1. Die beiden Schichten 13, 14 mit den Öffnungen 16 werden hier jedoch durch eine Lage zugfeste und flüssigkeitsdurchlässige Gaze 26 ersetzt. Diese verleiht dem Filterkörper ausreichend Stabilität, so dass eine weitere Lage einer flüssigkeitsdurchlässigen Gaze 20 gemäß Fig. 1 entfallen kann. Die Gaze 26 wird unmittelbar von der Filter¬ schicht 17 abgedeckt.Fig. 5 shows a similar construction of a plate-shaped filter body as shown in FIG. 1. However, the two layers 13, 14 with the openings 16 are here replaced by a layer of tensile and liquid-permeable gauze 26. This gives the filter body sufficient stability, so that a further layer of a liquid-permeable gauze 20 according to FIG. 1 can be dispensed with. The gauze 26 is covered directly by the filter layer 17.
Alle beschriebenen Ausführungsformen lassen sich zu Filtationsmodulen 30 zusammenfassen, wie beispielsweise in Fig. 6 dargestellt. Mehrere Filterkörper 31 glei¬ cher Bauart und gleicher Größe werden mit Abstand hintereinander angeordnet und parallel ausgerichtet, so dass die Filterschichten 17 von der zu reinigenden Flüssigkeit gleichmäßig umströmt werden können. Die parallele Ausrichtung gewährleistet zudem eine effektive Reinigung der Filtermembranen, wenn hierzu Gas unterhalb der Filterkör¬ per in die Flüssigkeit eingetragen wird. Zur Lagestabilisierung der Filterkörper werden diese seitlich von Halteplatten 34 eingefasst, auf denen die Leitungen eines Filtrat- sammelsystems 33 quer zur Filterebene geführt werden. Der Anschluss der Drainage- schicht der Filterkörper an die Filtratsammelleitungen erfolgt über Öffnungen 32 im Randbereich der plattenförmigen Körper, der ansonsten flüssigkeitsdicht ausgebildet ist.All described embodiments can be summarized to Filtationsmodulen 30, as shown for example in Fig. 6. Several filter bodies 31 of the same design and the same size are arranged at a distance one behind the other and aligned in parallel so that the filter layers 17 are of the liquid to be cleaned can be flowed around evenly. The parallel alignment also ensures effective cleaning of the filter membranes, if gas is introduced into the liquid below the filter body. To stabilize the position of the filter body they are laterally enclosed by holding plates 34 on which the lines of a Filtrat- collecting system 33 are guided transversely to the filter plane. The connection of the drainage layer of the filter body to the filtrate manifolds via openings 32 in the edge region of the plate-shaped body, which is otherwise formed liquid-tight.
Fig. 7 zeigt einen beispielhaften Schichtenaufbau eines erfindungsgemäßen Filterkör¬ pers 31 im Zusammenhang mit den weiteren Bestandteilen eines Filtrationsmoduls 30. FIG. 7 shows an exemplary layer structure of a filter body 31 according to the invention in connection with the further components of a filtration module 30.

Claims

Patentansprüche claims
1. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper (10), insbesondere zur Filtration von flüssigen Medien, mit außen liegenden Filterschichten (17) mit wenigstens einer Lage Membranmaterial (19), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen den außen liegenden Filterschichten (17) mindestens eine Schicht (12, 25) angeordnet ist, die zumindest auf einer Seite, vorzugsweise auf beiden Seiten mehrere, über die Oberfläche verteilte und zueinander beabstan- dete Erhebungen (15) aufweist, deren Stirnflächen eine Kontaktfläche für eine weitere, vorzugsweise flüssigkeitsdurchlässige Schicht (13, 14, 22) bilden.1. frameless, plate-shaped filtration body (10), in particular for the filtration of liquid media, with outer filter layers (17) with at least one layer of membrane material (19), characterized in that between the outer filter layers (17) at least one layer (12, 25) is arranged, which has at least on one side, preferably on both sides a plurality of distributed over the surface and spaced apart spaced apart surveys (15) whose end faces a contact surface for a further, preferably liquid-permeable layer (13, 14, 22) form.
2. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die weitere flüssigkeitsdurchlässige Schicht mehrere, vor¬ zugsweise äquidistant über die gesamte Fläche verteilte Durchbrechungen (16) aufweist.2. Frameless, plate-shaped filtration body according to claim 1, characterized in that the further liquid-permeable layer comprises a plurality, preferably equidistantly distributed over the entire surface openings (16).
3. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechungen (16) zumindest im wesentlichen kreisrund sind, einen Durchmesser zwischen 0,1 mm und 5 mm aufweisen und/oder einen Mittenabstand von 2 mm bis 50 mm besitzen.3. frameless, plate-shaped filtration body according to claim 2, characterized in that the openings (16) are at least substantially circular, have a diameter between 0.1 mm and 5 mm and / or have a center distance of 2 mm to 50 mm.
4. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach einem der Ansprüche 1 bis4. frameless, plate-shaped filtration body according to one of claims 1 to
3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (15) einen kreisrunden, ovalen oder polygonen Querschnitt besitzen.3, characterized in that the elevations (15) have a circular, oval or polygonal cross section.
5. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach einem der Ansprüche 1 bis5. Frameless, plate-shaped filtration body according to one of claims 1 to
4, dadurch gekennzeichnet, dass Schicht (12, 25) sowie die weitere flüssigkeits¬ durchlässigen Schicht (13, 14, 22) aus Kunststoff bestehen, vorzugsweise aus Polypropylen. 4, characterized in that layer (12, 25) and the further liquid-permeable layer (13, 14, 22) made of plastic, preferably made of polypropylene.
6. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Oberfläche der Schicht (12, 25) eine regelmäßige Struktur aus Erhebungen und Vertiefungen aufweist, wobei die Erhebungen (15) vorzugsweise einen kreisrunden, ovalen oder polygonalen Querschnitt besitzen.6. frameless, plate-shaped filtration body according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one surface of the layer (12, 25) has a regular structure of elevations and depressions, wherein the elevations (15) preferably a circular, oval or polygonal Possess cross-section.
7. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (15) eine Anlagefläche bilden, die im wesentlichen parallel zur Drainageschicht ist und zur Anlage einer weiteren Schicht und/oder der Filterschicht geeignet sind.7. frameless, plate-shaped filtration body according to claim 6, characterized in that the elevations (15) form a contact surface, which is substantially parallel to the drainage layer and are suitable for conditioning a further layer and / or the filter layer.
8. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Filtratseite der Filterschicht (17) wenigstens eine Lage einer flüssigkeitsdurchlässigen Gaze (20, 26) angeordnet ist.8. Frameless, plate-shaped filtration body according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the filtrate side of the filter layer (17) at least one layer of a liquid-permeable gauze (20, 26) is arranged.
9. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die filtratseitig angeordnete flüssigkeitsdurchlässige Gaze (20, 26) eine geringe Längsausdehnung in Zugrichtung aufweist.9. frameless, plate-shaped filtration body according to claim 8, characterized in that the filtrate side arranged liquid-permeable gauze (20, 26) has a small longitudinal extent in the pulling direction.
10. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterschicht (17) mit wenigstens einer wei¬ teren Schicht (12, 13, 14, 20, 22, 23, 25, 26) im Randbereich (18) durch Verpres- sen, Verkleben, Verschweißen oder Verfüllen verbunden ist.10. frameless, plate-shaped filtration body according to one of claims 1 to 9, characterized in that the filter layer (17) with at least one wei¬ teren layer (12, 13, 14, 20, 22, 23, 25, 26) in the edge region ( 18) is connected by pressing, gluing, welding or filling.
11. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich (18) über den Verbund durch Verpres- sen, Verkleben, Verschweißen oder Verfüllen ganz oder teilweise flüssigkeits¬ dicht ist. 11. frameless, plate-shaped filtration body according to claim 10, characterized in that the edge region (18) over the composite by pressing, gluing, welding or filling completely or partially liquid-tight.
12. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass im flüssigkeitsdichten Randbereich (18) wenigstens eine Öffnung (32) zur Ableitung des Filtrats vorgesehen ist.12. frameless, plate-shaped filtration body according to claim 11, characterized in that in the liquid-tight edge region (18) at least one opening (32) is provided for discharging the filtrate.
13. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach einem der Ansprüche 1 bis13. Frameless, plate-shaped filtration body according to one of claims 1 to
12, dadurch gekennzeichnet, dass das Membranmaterial (19) der Filter¬ schicht (17) aus Polyphenol, Polyethersulfon, Polyvinylidenfluorid, Polyamid, Polyetherimid, Celluloseacetat, Polyolefin oder Fluorpolymer besteht.12, characterized in that the membrane material (19) of the filter layer (17) consists of polyphenol, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polyamide, polyetherimide, cellulose acetate, polyolefin or fluoropolymer.
14. Rahmenloser, plattenförmiger Filtrationskörper nach einem der Ansprüche 1 bis14. Frameless, plate-shaped filtration body according to one of claims 1 to
13, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere hintereinander angeordnete und zueinander beabstandete rahmenlose, plattenförmige Filtrationskörper (31) ein Filtrationsmodul (30) bilden, wobei die einzelnen Filtrationskörper miteinander vergossen werden und/oder in einen Halter (34) einsetzbar sind.13, characterized in that a plurality of successively arranged and spaced frameless, plate-shaped filtration body (31) form a filtration module (30), wherein the individual filtration bodies are cast together and / or in a holder (34) can be used.
15. Filtrationsmodul (30) aus rahmenlosen, plattenfömigen Filtrationskörpern (31) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung des Filtrats über ein gemeinsames Filtratsammelsystem (33) erfolgt. 15. Filtration module (30) of frameless, plate-like filtration bodies (31) according to any one of the preceding claims, characterized in that the discharge of the filtrate via a common Filtratsammelsystem (33).
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