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KR100484062B1 - Separators and their components - Google Patents

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KR100484062B1
KR100484062B1 KR10-1998-0706982A KR19980706982A KR100484062B1 KR 100484062 B1 KR100484062 B1 KR 100484062B1 KR 19980706982 A KR19980706982 A KR 19980706982A KR 100484062 B1 KR100484062 B1 KR 100484062B1
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파시 레이무
미코 수이키
클라에스 카알슨
자아코 파아테로
밀란 테플러
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발멧플루텍오와이
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Abstract

본 발명은 필터를 포함하는 플레이트 유니트가 세퍼레이트 어벗먼트 링(20)과 세퍼레이트 어벗먼트 링에 쉽게 연결될 수 있는 카세트(30)를 포함하는 개선된 분리장치에 관한 것으로서, 상기 카세트는 최소한 하나의 필터(15)와 필요하다면 필터를 지지하도록 필터에 구비되는 프레임을 포함한다. 필터가 플렉시블 멤브레인으로 구성될 경우, 이것은 특정 프레임내에 장착된다. 그러나 필터가 다공성 물질의 단단한 자체 지지되는 필터 예컨대 세라믹 필터 등일 경우, 개개의 프레임에는 지지 필터가 필요없다. 본 발명에 따른 분리장치는 별도의 외부 커버를 요구하지 않는다.The present invention relates to an improved separation device comprising a separator unit 20 in which a plate unit comprising a filter can be easily connected to a separate abutment ring 20 and the separate abutment ring, wherein the cassette comprises at least one filter ( 15) and, if necessary, a frame provided in the filter to support the filter. If the filter consists of a flexible membrane, it is mounted in a specific frame. However, if the filter is a rigid self-supporting filter of a porous material, such as a ceramic filter, the individual frames do not require a support filter. The separator according to the invention does not require a separate outer cover.

Description

분리장치 및 이의 구성부품Separators and their components

도 1은 선행기술에 따른 분리장치의 일부를 도시한 것이다.1 shows a part of a separation device according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 분리장치의 일부를 도시한 것이다.2 shows a part of a separation device according to the invention.

도 3은 도 2의 확대 상세도이다.3 is an enlarged detailed view of FIG. 2.

도 4는 필터 카세트의 부분 단면도이다.4 is a partial cross-sectional view of the filter cassette.

도 5는 도 4의 A-A선에 따른 필터 카세트의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the filter cassette taken along the line A-A of FIG.

도 6은 필터 카세트용 어벗먼트 링을 도시한 것이다.6 shows an pivot ring for a filter cassette.

도 7은 도 6의 B-B선에 따른 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 6.

도 8은 도 6의 C-C선에 따른 어벗먼트 링의 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view of the pivot ring taken along the line C-C in FIG. 6.

도 9는 분리장치에 장착된 도 4에 따른 필터 카세트와 함께 도 6에 따른 어벗먼트 링을 도시한 것이다.9 shows the abutment ring according to FIG. 6 with the filter cassette according to FIG. 4 mounted in a separator.

도 10은 필터 카세트용 지지 플레이트의 다른 실시예를 도시한 것이다.10 shows another embodiment of a support plate for a filter cassette.

도 11은 도 10에 따른 지지 플레이트의 단면도이다.11 is a cross-sectional view of the support plate according to FIG. 10.

도 12A-12C는 상기 분리장치의 액체흐름을 배열하는 다른 방식을 도시한 분리장치의 부분들을 도시하고 있다.12A-12C show parts of the separator showing another way of arranging the liquid flow of the separator.

도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 분리장치의 일부를 도시한 것이다. 분리장치는 이웃하게 놓여진 다수의 셀 또는 유니트로 구성된다. 스택은 도면에 수평 유니트 또는 도시된 것과 같은 수직 유니트를 포함하고, 이것은 액체/액체 분리에 유리하다. 유니트는 필터 카세트(30)가 연결되는 어벗먼트 링(20)을 포함하고, 이것에 의해 어벗먼트 링의 외주에서 카세트가 이웃한 두 어벗먼트 링사이에 장착된다. 도 4-5에 더 상세하게 도시된 카세트는 로터 날개(12)를 지지하는 로터 샤프트(11)용 중심 구멍을 가진 원형 플레이트이다. 클램프 링(32)은 중심 구멍(31) 둘레로 연장되며 시일링(sealing)처럼 작용하고 카세트를 고정시킨다. 도면에 도시된 실시예에 있어서 카세트는 2개의 필터(15)를 포함한다. 처리될 액체는 챔버(17) 즉 이 실시예에서 두 카세트 사이의 필터 표면에 의해 스택 방향으로 정해지는 영역으로 공급된다(도 2에 도시되지 않음). (챔버는 스택의 단부에서 카세트의 필터와 단부 플레이트에 의해 경계가 정해진다). 투과액 흐름(P)은 카세트의 외주 밖으로 운반되고 어벗먼트 링의 투과액 채널내로 유동하고, 상기 채널은 상기 어벗먼트 링을 따라 연장된다. 투과액은 이웃한 어벗먼트 링의 관통구멍에 의해 형성된 공동채널을 통해 배출된다. 폐기액은 챔버(17)로부터 이웃한 어벗먼트 링(도시하지 않음)의 관통구멍에 의해 형성된 공동채널을 통해 배출된다. 카세트 외주에는 시일링(33: 도 3 참조)이 제공되어 액체챔버(17)가 투과액 채널(21)과 분리된다. 시일링(29)을 가진 시일링 그루브(22)는 투과액 채널 외측의 어벗먼트 링에서 연장된다(도 3). 주변 유니트는 그 자체가 공지된 방법으로 하부 플레이트(50)와 커버(도시하지 않음) 사이에 함께 압착된다.2 shows a part of a separation device according to a first embodiment of the present invention. The separator consists of a plurality of cells or units placed next to each other. The stack includes a horizontal unit in the figure or a vertical unit as shown, which is advantageous for liquid / liquid separation. The unit includes an pivot ring 20 to which the filter cassette 30 is connected, whereby the cassette is mounted between two neighboring pivot rings at the outer periphery of the pivot ring. The cassette shown in more detail in FIGS. 4-5 is a circular plate with a center hole for the rotor shaft 11 supporting the rotor blades 12. The clamp ring 32 extends around the center hole 31 and acts like a sealing and secures the cassette. In the embodiment shown in the figure, the cassette comprises two filters 15. The liquid to be treated is supplied to the chamber 17, ie the area defined in the stack direction by the filter surface between the two cassettes in this embodiment (not shown in FIG. 2). (The chamber is bounded by the filter of the cassette and the end plate at the end of the stack). Permeate stream P is carried out of the outer periphery of the cassette and flows into the permeate channel of the abutment ring, which channel extends along the abutment ring. Permeate is discharged through the cavity channel formed by the through-holes of the neighboring abutment rings. The waste liquid is discharged from the chamber 17 through the common channel formed by the through-holes of neighboring abutment rings (not shown). A seal ring 33 (see FIG. 3) is provided on the cassette outer circumference to separate the liquid chamber 17 from the permeate channel 21. The sealing groove 22 with the seal ring 29 extends in the pivot ring outside the permeate channel (FIG. 3). The peripheral unit is crimped together between the bottom plate 50 and the cover (not shown) in a manner known per se.

도 3은 주변 어벗먼트 링(20)들 사이에 카세트의 외주 고정을 보다 상세하게 도시한 확대도이다.3 is an enlarged view showing in more detail the outer periphery of the cassette between the peripheral abutment rings 20.

도 4는 외주를 부분적으로 단면으로 도시한 필터 카세트(30)를 도시한 것이다. 클램프 링(32)은 내부변부를 고정하기 위해 중심 구멍(31) 둘레로 연장된다. 이 실시예에서 플렉시블 멤브레인, 예를들어 다공성 직물, 종이직물, 또는 위에서 언급한 특허공보에 설명된 타입의 다이나믹 멤브레인인 필터(15) 하부에는 지지네트(40) 하부에 놓인 육중한 지지 플레이트(41)로부터 필터(15)를 분리하는 지지네트(40)가 있다. 방사상의 그루브(42)는 카세트로부터 투과액을 배출하는 지지 플레이트의 외주에서 연장된다. 카세트의 외주를 따라 연장되는 시일링(33)은 카세트의 각 측부를 따라 약간 내부로 향하게 된다.4 shows a filter cassette 30 showing the outer periphery partially in cross section. The clamp ring 32 extends around the center hole 31 to fix the inner edge. In this embodiment a heavy support plate 41 underlying the support net 40 under the flexible membrane, for example a porous fabric, a paper fabric, or a filter 15 which is a dynamic membrane of the type described in the above-mentioned patent publication. ), There is a support net 40 separating the filter 15. The radial grooves 42 extend on the outer circumference of the support plate for discharging the permeate from the cassette. The seal ring 33 extending along the outer circumference of the cassette is slightly inwardly along each side of the cassette.

도 5는 도 4의 A-A선에 따른 외주에서 카세트(30)의 단면도를 도시한 것이다. 이 실시예에서 카세트는 지지네트(40)에 의해 각각 카세트의 지지 플레이트(41)로부터 분리된 2개의 필터(15)를 포함한다. 지지네트(40)가 펼쳐진 필터(15)와 지지 플레이트(41) 사이의 공간에 유지되어 투과액이 외주를 향해 유동할 수 있고 방사상의 그루브(42; radial groove)내에 모아져 결국 카세트로부터 배출된다. 시일링(33)의 단변부(34)에는 카세트로부터 투과액(P)을 배출하기 위한 방사상의 구멍(35)이 제공된다. 그러나, 시일링 프로파일의 평면부(36)는 천공되지 않는다. 카세트 방향에서 내부로 향하는 시일링 프로파일의 단부(37)가 90° 이상의 각도로 필터표면으로 절곡되어 변부(37)가 필터(15)에 접하고 카세트의 외주를 향해 외부로 경사지게 향하게 된다. 이런 구성에 의해 변부(37)는 시일링 프로파일(33)이 이웃한 두 어벗먼트 링사이에서 함께 압착될 때 필터표면으로 경사지게 그리고 외부로 압착된다. 이것에 의해 필터의 장력조절이 달성된다. 도 5에서 액체 흐름은 화살표로 표시된다. 유입액체 흐름은 I로 표시되고 배출 투과액은 P로 표시된다.FIG. 5 shows a cross-sectional view of the cassette 30 at its outer periphery along line A-A in FIG. 4. In this embodiment the cassette comprises two filters 15, each separated from the support plate 41 of the cassette by a support net 40. The support net 40 is held in the space between the unfolded filter 15 and the support plate 41 so that the permeate can flow toward the outer circumference and is collected in a radial groove 42 and eventually discharged from the cassette. The short side portion 34 of the sealing ring 33 is provided with a radial hole 35 for discharging the permeate liquid P from the cassette. However, the planar portion 36 of the sealing profile is not perforated. An end 37 of the sealing profile directed inwards in the cassette direction is bent to the filter surface at an angle of 90 ° or more so that the edge portion 37 abuts the filter 15 and is inclined outwardly toward the outer periphery of the cassette. By this configuration, the edge portion 37 is inclined to the filter surface and pressed outward when the sealing profile 33 is pressed together between two neighboring abutment rings. This achieves tension control of the filter. In FIG. 5 the liquid flow is indicated by an arrow. The influent liquid stream is denoted by I and the discharge permeate is denoted by P.

도 6은 유입액체 흐름용 관통구멍(16)과 배출 폐기액용 관통구멍(19)을 가진 어벗먼트 링(20)을 도시한 것이다. 다수의 같은 어벗먼트 링(20)이 스택에서 서로 접하게 위치되고, 관통구멍(16,19) 각각은 관통채널을 형성한다. 관통구멍(16,19) 각각은 어벗먼트 링의 채널(24,25)을 통해 액체챔버(17)와 통한다. 또한, 어벗먼트 링은 관통구멍(23)을 갖고, 이웃한 어벗먼트 링에서 동종의 구멍들과 함께 관통구멍(23)은 배출 투과액용 공동채널을 형성한다. 필터 카세트로부터 배출되는 투과액을 모으는 투과액채널(21)은 전체 어벗먼트 링을 따라 연장되는 시일링 그루브(22)와 같은 방법으로 연장된다. 도 7은 도 6의 B-B선에 따른 어벗먼트 링의 단면을 도시하고 있다. 도 6의 C-C선에 따른 단면도인 도 8은 또한 측부에서 본 채널(25) 모양을 도시한 것이다.6 shows an abutment ring 20 having a through hole 16 for inflow liquid flow and a through hole 19 for discharge waste liquid. A number of identical pivot rings 20 are placed in contact with each other in the stack, each of the through holes 16, 19 forming a through channel. Each of the through holes 16, 19 communicates with the liquid chamber 17 through the channels 24, 25 of the abutment ring. The abutment ring also has a through hole 23, with the same kind of holes in the adjacent abutment ring, the through hole 23 forms a hollow channel for the discharge permeate. The permeate channel 21, which collects the permeate discharged from the filter cassette, extends in the same way as the sealing groove 22 extending along the entire abutment ring. FIG. 7 shows a cross section of the abutment ring along line B-B in FIG. 6. FIG. 8, which is a cross sectional view along line C-C in FIG. 6, also shows the shape of the channel 25 viewed from the side.

도 9는 어벗먼트 링(20)과 어벗먼트 링에 장착된 필터 카세트(30)를 도시한 것이다. 필터(15)하부로 유동하는 투과액(P)은 어벗먼트 링의 투과액 채널(21)에 의해 모아져 최종적으로 출구(23)를 통해 배출된다. 어벗먼트 링의 입구채널(16)과 채널(24)을 통해 공급된 액체 흐름(I)은 로터날개(12) 또는 동종의 수단에 의해 필터표면을 가로질러 살포된다. 폐기액(R)은 필터표면(15)으로부터 모아져 어벗먼트 링(20)의 내부로 연장되는 채널(25)을 통해 배출되고 공동 폐기액 출구(19)내로 유동한다.9 shows the pivot ring 20 and the filter cassette 30 mounted to the pivot ring. Permeate P flowing under filter 15 is collected by permeate channel 21 of the abutment ring and finally discharged through outlet 23. The liquid stream I supplied through the inlet channels 16 and 24 of the abutment ring is sparged across the filter surface by rotor blades 12 or the like. The waste liquid R is collected from the filter surface 15 and discharged through the channel 25 extending into the interior of the abutment ring 20 and flows into the common waste liquid outlet 19.

도 10은 함께 결합된 2개의 박판(41a,41b)을 포함하는 지지 플레이트(41)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 필터를 마주보는 지지 플레이트(41)의 측부와 박판(41b)은 매끄럽다. 서로 마주보는 박판(41a,41b)의 측부에는 지지 플레이트(41)의 외주내로 유동하는 가지부를 가진 채널이 제공된다. 필터 멤브레인(15; 도 10에는 도시되지 않음)을 통과한 액체는 플레이트의 슬릿(43)을 통해 채널(42)로 유동하고, 상기 슬릿은 상기 채널과 통한다. 도 10의 배열에 따른 채널 시스템은 상부판(41a)과 하부판(41b)에 다른 방식으로 위치된다. 이것은 도 10에 따른 지지 플레이트의 단면도를 도시한 도 11에 가장 잘 나타난다.FIG. 10 shows another embodiment of a support plate 41 comprising two thin plates 41a and 41b joined together. The side of the support plate 41 facing the filter and the thin plate 41b are smooth. Sides of the thin plates 41a and 41b facing each other are provided with channels having branch portions flowing into the outer periphery of the support plate 41. Liquid passing through the filter membrane 15 (not shown in FIG. 10) flows through the slit 43 of the plate into the channel 42, which slit communicates with the channel. The channel system according to the arrangement of FIG. 10 is located differently on the top plate 41a and the bottom plate 41b. This is best seen in FIG. 11, which shows a cross-sectional view of the support plate according to FIG. 10.

그것은 각각 판(41a,41b)의 채널(42)이 다른 방식으로 배열될 수 있는 것을 명백하게 나타낸다.It clearly shows that the channels 42 of the plates 41a and 41b can be arranged in different ways, respectively.

각각의 판(41a,41b)사이의 유동공간은 네트 또는 다공성 물질이 판들사이에 위치되는 방식으로 달성될 수 있다.The flow space between each of the plates 41a and 41b can be achieved in such a way that a net or porous material is located between the plates.

다른 대안으로, 컴팩트 판(41a,41b)은 그 자체내에 여과된 액체를 통과시키는 다공성 지지 플레이트로 대체될 수 있다.Alternatively, the compact plates 41a and 41b can be replaced with porous support plates that pass the filtered liquid therein.

본 발명에 따른 어벗먼트 링에 의해 처리될 액체 흐름을 변화시키는 것이 가능하다. 도 12A-12C는 액체 흐름을 배열하는 다른 방식을 도시한 것이다. 도 12A는 공급된 액체가 어벗먼트 링에 의해 형성된 공동공급채널(16)로 유동하고 그 후 액체 스트림이 세퍼레이트 어벗먼트 링의 채널(24)로 고르게 분할되고 필터 카세트 사이의 공간(17) 내로 유동하는 병렬 흐름을 도시한 것이다. 폐기액 흐름은 공간(17)에서 세퍼레이트 어벗먼트 링의 채널(25)을 통해 배출되고 공동출구채널(19)에서 배출된다.It is possible to vary the liquid flow to be treated by the abutment ring according to the invention. 12A-12C illustrate another way of arranging liquid flows. 12A shows that the supplied liquid flows into the co-feed channel 16 formed by the abutment ring, after which the liquid stream is evenly divided into channels 24 of the separate abutment ring and into the space 17 between the filter cassettes. Shows a parallel flow. The waste stream flows out through the channel 25 of the separate abutment ring in the space 17 and out of the common outlet channel 19.

병렬 흐름의 변형형태가 도 12에 도시되어 있으며, 여기서 모든 다른 입구채널(24)이 플러그(26)로 차단되고 모든 다른 출구채널(25) 또한 플러그(27)로 차단되나, 이와같은 방식에서 그것은 차단될 어벗먼트 링의 채널(24) 또는 채널(25) 중 어느 하나이다. 이 경우 채널(24)을 통해 공간(17)내로 유동하는 액체는 필터 카세트의 중심 구멍을 통해 카세트의 반대편 측부로 유동하여 다음 어벗먼트 링의 채널(25)을 통해 배출된다. 이 실시예는 교란을 증가시키고 이에 의해 여과가 향상된다.A variation of the parallel flow is shown in FIG. 12, where all other inlet channels 24 are blocked by plug 26 and all other outlet channels 25 are also blocked by plug 27, in this way it is. Either channel 24 or channel 25 of the pivot ring to be blocked. In this case the liquid flowing through the channel 24 into the space 17 flows through the center hole of the filter cassette to the opposite side of the cassette and exits through the channel 25 of the next abutment ring. This embodiment increases disturbance and thereby improves filtration.

도 12C는 직렬로 연결된 다수의 유니트내로 분할된 분리장치를 도시한 것이다. 분할은 이웃한 두 유니트상의 플레이트(28)에 의해 각각 입구채널(16)과 출구 채널(19)을 차단하므로서 달성된다. 중심 구멍은 또한 링(18a)에 의해 차단되어 있다. 이 결과, 제 1유니트로부터의 폐기액은 다음 유니트내로 공급된 유동이 될 것이다. 이런 배열에 의해 고농축 고체물질은 최종적으로 분리장치로부터 배출되는 폐기액 흐름에서 얻어진다.Fig. 12C shows a splitter device divided into a number of units connected in series. The division is achieved by blocking the inlet channel 16 and the outlet channel 19 by plates 28 on two neighboring units, respectively. The center hole is also blocked by the ring 18a. As a result, the waste liquid from the first unit will be the flow fed into the next unit. By this arrangement, highly concentrated solids are finally obtained from the waste stream flowing out of the separator.

위에서 언급한 세가지 방식의 흐름은 한 분리장치에서 다른 방법들로 결합될 수 있는 것을 명백하게 보여준다.The three flows mentioned above clearly show that they can be combined in different ways in one separator.

본 발명에 따른 분리장치는 액체로부터 고체분진, 용해된 고분자 물질 및 콜로이드를 분리하기 위한 것과 예컨대 SE 463241호에 설명된 방법으로 다른 액체로부터 액체를 분리하는 것 둘 모두에 사용될 수 있다.The separator according to the invention can be used both for separating solid dust, dissolved polymeric materials and colloids from liquids and for separating liquids from other liquids, for example by the method described in SE 463241.

여과재는 수행될 분리공정에 따라 선택된다. 필터 멤브레인 자체에는 하나 이상의 다공성물질층 필요하다면 예컨대 위에서 언급한 특허공보에 설명된 형태의 층이 제공될 수 있다.The filter medium is selected according to the separation process to be performed. The filter membrane itself may be provided with one or more layers of porous material if desired, for example a layer of the type described in the above-mentioned patent publication.

위에서 설명된 실시예에서 필터 카세트는 두 어벗먼트 링 사이에 장착된다. 물론 필터 카세트는 또한 오직 한 어벗먼트 링에 장착될 수 있으나 설명한 다른 방법도 바람직할 것이다.In the embodiment described above, the filter cassette is mounted between two pivot rings. Of course the filter cassette can also be mounted on only one pivot ring, but the other methods described will be preferred.

필터 카세트는 위에서 설명한 방법으로 지지 플레이트와 지지네트를 포함하는 프레임을 반드시 갖는 것은 아니다. 프레임 부품은 필터 멤브레인, 가능한 다공성 커버 등의 상태량에 근거하여 선택된다. 프레임의 본래 목적은 필터 안정성을 제공하는 것이고 필터가 펼쳐진 상태로 유지되는 것을 보장하는 것이고 어벗먼트 링에 카세트 고정을 가능하게 하는 것이다. 다른 대안으로 필터는 예컨대 세락믹 필터 등과 같이 단단하고 자체 지지되는 필터가 될 수 있다. 이 경우 필터 자체가 카세트를 형성하기 때문에 필터 안정성을 제공하기 위해서 세퍼레이트 프레임이 요구되지 않는다.The filter cassette does not necessarily have a frame comprising a support plate and a support net in the manner described above. The frame part is selected based on the quantity of conditions of the filter membrane, possible porous cover and the like. The original purpose of the frame is to provide filter stability, to ensure that the filter remains unfolded and to enable cassette securing to the abutment ring. Alternatively, the filter may be a hard, self-supporting filter, for example a ceramic filter. In this case, since the filter itself forms a cassette, no separate frame is required to provide filter stability.

도 2에 따른 실시예에서는 분리장치에 로터가 제공된다. 이것은 본 발명이 로터 채용으로 한정되는 것을 의미하지 않는다. 이것은 로터가 충분한 액체 교란 및 운송을 달성하기 위해 다른 장치로 교체될 수 있는 것을 명백히 보여준다. 이와같은 장치의 예로서 가변 주파수의 음파를 전송하는 송신기, 전기장을 달성하기 위한 장치와 함께 가변 주파수 음파의 송신기 및 전기장을 달성하기 위한 장치와 함께 로터가 언급될 수 있다. 위 실시예는 또한 조합될 수 있다.In the embodiment according to FIG. 2 a rotor is provided in the separation device. This does not mean that the present invention is limited to the rotor employed. This clearly shows that the rotor can be replaced with another device to achieve sufficient liquid disturbance and transport. As an example of such a device, a rotor may be mentioned along with a transmitter for transmitting sound waves of variable frequency, a device for achieving an electric field, and a device for achieving an electric field and a transmitter of variable frequency sound waves. The above embodiments can also be combined.

이것은 본 발명의 실시예가 첨부한 청구의 범위내에서 다양할 수 있다는 것이 이 분야에 기술을 가진 사람에게 명백하다.It will be apparent to those skilled in the art that this embodiment of the invention may vary within the scope of the appended claims.

본 발명은 크로스 플로우 멤브레인 여과(cross flow membrane filtration)에 입각하여 액체배지로부터 분리가능한 성분을 분리하기 위한 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 분리장치에 사용되도록 의도된 필터 카세트와 어벗먼트 링(abutment ring)에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for separating separable components from a liquid medium based on cross flow membrane filtration. The invention also relates to a filter cassette and an abutment ring intended for use in the separator.

크로스 플로우 필터에서 액체는 최소한 하나의 다이나믹 멤브레인(dynamic membrane)을 포함하는 챔버로 공급된다. 공급되는 액체는 다이나믹 멤브레인을 투과하는 투과액 흐름(permeate flow)과 다이나믹 멤브레인을 투과하지 않고 필터를 따라 유동하는 폐기액 흐름(reject flow)으로 분리된다.In a cross flow filter the liquid is supplied to a chamber containing at least one dynamic membrane. The liquid supplied is separated into a permeate flow through the dynamic membrane and a reject flow flowing along the filter without permeating the dynamic membrane.

크로스 플로우 여과장치는 예를 들어 스웨덴 공고공보 SE 451429호, 457607호, 459475호, 463241호 및 465040호의 특허 문서에 기술되어 있다. 이와같은 장치의 사용에 입각한 방법은 고체성분을 액상으로부터 분리하는데 그리고 액체로부터 액체를 분리하는데 예를들어 물에서 오일을 분리하는데 잘 적용된다. 위에서 언급한 공고공보 SE 463241호는 액체/액체 분리방법을 기술하고 있다.Cross flow filtration devices are described, for example, in patent documents in Swedish publications SE 451429, 457607, 459475, 463241 and 465040. The method based on the use of such a device is well suited for separating solid components from the liquid phase and for separating the liquid from the liquid, for example for separating oil from water. The above mentioned publication SE 463241 describes a liquid / liquid separation method.

SE 459475호는 이웃하게 배열된 다수의 셀(cell)을 포함하는 분리장치를 기술하고 있다. 도 1은 스택(stack)의 일부를 도시한 것이다. 각각의 유니트 또는 셀은 중심구멍이 제공된 플레이트(10)로 구성되고 중심구멍을 통해 로터 블레이드(12)가 제공된 샤프트(11)가 연장된다. 플레이트(10)의 각 측부상에 있는 필터(15)는 클램프 링(13,14)에 의해 고정된다. 처리될 액체는 플레이트(10)의 관통구멍에 의해 형성된 공동채널(16)을 통해 공급된다. 액체 스트림(liquid stream)은 챔버(17)내로 공급되고, 이것에 의해 액체 스트림의 일부(투과액)는 필터를 통과하고 플레이트의 채널(18)을 통해 모아져 최종적으로 공동출구(도시하지 않음)를 통해 배출된다. 필터를 투과하지 않은 액체유동의 일부(폐기액)는 플레이트의 구멍을 통해 배출된다. 상기 구멍은 배출 폐기액용 공동도관(19)을 형성한다. 액체는 로터블레이드(12)에 의해 필터표면(15)을 가로질러 추진된다.SE 459475 describes a separator comprising a plurality of cells arranged adjacently. 1 shows a portion of a stack. Each unit or cell consists of a plate 10 provided with a center hole, through which a shaft 11 provided with a rotor blade 12 extends. The filters 15 on each side of the plate 10 are fixed by clamp rings 13, 14. The liquid to be treated is supplied through the common channel 16 formed by the through holes of the plate 10. A liquid stream is fed into the chamber 17 whereby a portion (permeate) of the liquid stream passes through the filter and is collected through the channel 18 of the plate to finally exit the common outlet (not shown). Is discharged through. Part of the liquid flow (waste liquid) that has not passed through the filter is discharged through the holes in the plate. The hole forms a cavity conduit 19 for discharge waste liquid. The liquid is pushed across the filter surface 15 by the rotor blades 12.

필터가 위에서 언급한 장치에서 교환될 때, 교환될 필터를 포함하는 플레이트를 꺼내야 한다. 스택으로부터 플레이트 자체를 분리하는 것은 문제의 공고공보에서 보다 상세하게 설명된 방식으로 상대적으로 쉽게 수행된다. 그러나, 플레이트에서 사용한 필터를 제거하는 것과 새로운 필터를 삽입하는 것은 필터가 다수의 나사로 필터를 플레이트에 고정하는 클램프 링에 고정되기 때문에 시간을 많이 소비하고 어렵다. 이것은 분리공장에서 그 부분의 오랜 작업정지를 일으킨다.When the filter is replaced in the above mentioned device, the plate containing the filter to be replaced must be taken out. Detaching the plate itself from the stack is relatively easy to perform in the manner described in more detail in the publication in question. However, removing the used filter from the plate and inserting a new filter is time consuming and difficult because the filter is secured to the clamp ring securing the filter to the plate with a number of screws. This causes a long shutdown of the part in the separation plant.

본 발명에 따른 분리장치는 매우 쉽고 빠른 방법으로 필터를 교환하는 것이 가능하도록 달성된다. 본 발명은 플레이트상에 직접 필터를 고정하는 대신에 필터가 세퍼레이트 유니트(separate unit) 또는 소위 필터 카세트를 구성하는 프레임에 고정되는 사상에 근거한다. 다른 대안으로, 필터는 다공성 물질의 단단한 자체지지 필터 예컨대 세라믹 필터 등이 될 수 있다. 이 경우 세퍼레이트 프레임이 필터를 지지하기 위해 요구되지 않는 대신에 필터 자체는 카세트를 포함한다. 카세트는 본 발명의 목적으로 의도된 어벗먼트 링에 쉽게 장착될 수 있다. 따라서, 어벗먼트 링과 카세트는 필터가 제공된 상기 플레이트를 대체한다. 필터 카세트는 미리 제공될 수 있고 필터 교환이 필요할 때까지 스택내에서 유지될 수 있다.The separation device according to the invention is achieved so that it is possible to change the filter in a very easy and quick way. The present invention is based on the idea that instead of fixing the filter directly on the plate, the filter is fixed to a frame constituting a separate unit or so-called filter cassette. Alternatively, the filter may be a rigid self supporting filter such as a ceramic filter of porous material. In this case the filter itself comprises a cassette instead of the separate frame being required to support the filter. Cassettes can be easily mounted to the pivot ring intended for the purposes of the present invention. Thus, the abutment ring and the cassette replace the plate provided with the filter. The filter cassette may be provided in advance and held in the stack until filter change is needed.

본 발명의 특징은 단부 플레이트와 함께 어벗먼트 링이 함께 압착되는 중에 단부 플레이트와 어벗먼트 링이 분리장치의 외부커버를 형성하는 것이다. 상기 구성은 설치가 매우 유리하고 특히 고여과 유니트일 때 매우 유리하다. 여과 유니트가 세퍼레이트 커버 내부에 위치될 경우 커버의 설치는 최소한 커버의 높이에 대응하는 여과 유니트위에 프리 스페이스(free space)를 필요로 한다. 다른 대안으로, 그것은 분리부분에서 수직으로 커버를 분리하는 것이 가능하게 될 수 있으나, 이와 같은 해결책은 실질적으로 적절하지 않을 수 있다. 본 발명에 따른 어벗먼트 링은 링의 두께에 대응하는 장치의 외부커버 일부를 형성한다. 상기 어벗먼트 링의 조립 및 분해는 최소의 작업공간을 필요로 한다. 어벗먼트 링의 다른 특징은 어벗먼트 링이 분리장치내에서 액체 스트림용 채널을 형성하는 것이다. 이웃하는 어벗먼트 링은 유입액체 흐름용 공동채널, 배출폐기액 흐름용 다른 공동채널 및 배출 투과액용 제 3 공동채널을 형성한다. 또한 각각의 세퍼레이트 어벗먼트 링은 필터를 통과한 유입액을 분배하기 위한 채널과 필터를 통과하지 않은 폐기액 흐름을 모으기 위한 채널을 포함한다. 어벗먼트 링의 제 3 특징은 어벗먼트 링이 세퍼레이트 카세트용 프레임을 형성하고, 이것에 의해 어벗먼트 링의 두께는 세퍼레이트 카세트들 사이의 상호거리를 결정하는 것이다.It is a feature of the invention that the end plate and the pivot ring form the outer cover of the separating device while the abutment ring is pressed together with the end plate. This arrangement is very advantageous for installation and especially for high filtration units. If the filtration unit is located inside the separate cover, the installation of the cover requires at least a free space on the filtration unit corresponding to the height of the cover. Alternatively, it may be possible to separate the cover vertically at the separation, but such a solution may not be practically appropriate. The pivot ring according to the invention forms part of the outer cover of the device corresponding to the thickness of the ring. The assembly and disassembly of the pivot ring requires a minimum of work space. Another feature of the pivot ring is that the pivot ring forms a channel for the liquid stream in the separator. The neighboring abutment rings form a cavity channel for the inflow liquid flow, another cavity channel for the discharge waste liquid flow, and a third cavity channel for the discharge permeate. Each separate abutment ring also includes a channel for dispensing the influent liquid through the filter and a channel for collecting the waste liquid stream that did not pass through the filter. A third feature of the pivot ring is that the pivot ring forms a frame for the separate cassette, whereby the thickness of the pivot ring determines the mutual distance between the separate cassettes.

본 발명의 특징은 청구항 1, 10 및 16에 기술되어 있다.Features of the invention are described in claims 1, 10 and 16.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Claims (16)

셀 또는 다수의 인접한 셀의 스택을 포함하며, 필터로 분리 가능한 성분을 함유하는 액체배지로부터 상기 성분을 분리하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for separating a component from a liquid medium comprising a cell or a stack of a plurality of adjacent cells and containing a component separable by a filter, the apparatus comprising: 각각의 셀은,Each cell is 하나 이상의 필터(15), 필터의 제1측부에 위치되며 액체배지를 챔버(17)로 공급하기 위한 하나 이상의 입구(16), 필터의 제1측부에 위치되며 액체배지의 일부와 폐기액을 배출하기 위한 하나 이상의 출구(19), 및 필터의 제2측부에 위치되며 필터를 통과한 액체배지(투과액)를 배출하기 위한 하나 이상의 출구(23)를 포함하는 플레이트 유니트; 및At least one filter 15, at least one inlet 16 for supplying a liquid medium to the chamber 17, positioned at the first side of the filter, located at the first side of the filter, for discharging a portion of the liquid medium and waste liquid A plate unit comprising at least one outlet (19) for discharging, and at least one outlet (23) located at the second side of the filter for discharging the liquid medium (permeate) passed through the filter; And 필터의 제1측부에 배열되며 액체 교란 및 운송을 달성하기 위한 장치;An apparatus arranged on the first side of the filter to achieve liquid disturbance and transportation; 를 포함하며, 여기서 인접한 플레이트 유니트의 입구(16)와 출구(19,23)는 각각 상기 유동물용 장치를 통해 연장되는 균일한 채널을 형성하고,Wherein the inlet 16 and the outlet 19, 23 of the adjacent plate unit each form a uniform channel extending through the device for flow, 각각의 플레이트 유니트는, 하나 이상의 필터(15) 또는 상기 필터와 필터에 안정성을 부여하는 프레임을 포함하는 쉽게 연결할 수 있는 카세트(30) 및 분리장치의 외부 커버를 형성하는 세퍼레이트 어벗먼트 링(20)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 분리장치.Each plate unit comprises an easily connectable cassette 30 comprising one or more filters 15 or a frame imparting stability to the filter and the separate abutment ring 20 forming the outer cover of the separator. Separator, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서, 각각의 카세트는 최소한 하나의 필터를 포함하고 인접한 두 링 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 분리장치.2. The separator according to claim 1, wherein each cassette comprises at least one filter and is mounted between two adjacent rings. 제2항에 있어서, 카세트의 프레임은 지지 플레이트(41)와 지지 플레이트의 각 측부상에 있는 두 필터를 고정하기 위한 고정부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리장치.3. Separator device according to claim 2, characterized in that the frame of the cassette comprises a support plate (41) and a fixing part for fixing the two filters on each side of the support plate. 제3항에 있어서, 지지 플레이트는 방사상의 그루브(42)가 카세트로부터 투과액을 배출하기 위해 형성되는 외주에 있는 육중한 부품이고, 지지네트(40)는 지지플레이트의 각 측부에 부착되고, 이것에 의해 개개의 두 필터가 지지네트에 이웃하는 것을 특징으로 하는 분리장치.4. The support plate according to claim 3, wherein the support plate is a heavy component on the outer circumference in which radial grooves 42 are formed for discharging the permeate from the cassette, and the support net 40 is attached to each side of the support plate. Separating two individual filters adjacent to the support net. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 어벗먼트 링(20)에는 카세트로부터 투과액을 받아들이고 투과액 출구(23)로 투과액을 이동시키기 위한 채널(21)이 제공되는 것을 특징으로 하는 분리장치.The abutment ring (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that the abutment ring (20) is provided with a channel (21) for receiving the permeate from the cassette and for moving the permeate to the permeate outlet (23). Separator. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 카세트의 외주에는 카세트의 단부로부터 각 측부를 따라 안쪽으로 연장되며 필터 또는 필터들을 카세트의 프레임에 최소한 부분적으로 고정시키는 탄성 시일링 프로파일(33)이 제공되는 것을 특징으로 하는 분리장치.5. An elastic sealing profile (33) according to any one of the preceding claims, wherein the outer periphery of the cassette extends inwardly along each side from the end of the cassette and at least partially secures the filter or filters to the frame of the cassette. Separator, characterized in that provided. 제6항에 있어서, 상기 시일링 프로파일의 단변부(34)에는 카세트로부터 투과액을 배출하기 위한 방사상의 구멍(35)이 제공되는 것을 특징으로 하는 분리장치.Separating device according to claim 6, characterized in that the short side portion (34) of the sealing profile is provided with a radial hole (35) for discharging the permeate from the cassette. 제7항에 있어서, 카세트 중심 방향으로 향하는 시일링 프로파일의 변부(37)는 90° 이상으로 절곡되어 변부(37)가 필터와 접촉하게 되고 카세트 외주를 향해 외부방향으로 경사지게 되고, 이에 의해 이런 방법으로 설계된 변부(37)는 시일링 프로파일(33)이 함께 압축될 때 필터를 신장시키는 것을 특징으로 하는 분리장치.8. The method according to claim 7, wherein the edge portion 37 of the sealing profile facing the cassette center direction is bent at least 90 degrees such that the edge portion 37 is in contact with the filter and inclined outwardly toward the cassette outer periphery. Separator 37 is designed to extend the filter when the sealing profile 33 is compressed together, characterized in that for separating. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 어벗먼트 링에는 어벗먼트 링의 평면 및 내부로 연장되는 채널(24,25)이 제공되고, 이에 의해 하나의 채널(24)은 액체 흐름을 공급하기 위해 입구(16)에 액체 챔버(17)를 연결하고 다른 채널(25)은 폐기액용 출구(19)에 액체챔버(17)를 연결하는 것을 특징으로 하는 분리장치.5. Abutment rings according to any of the preceding claims, wherein the abutment rings are provided with channels 24, 25 extending in and out of the plane of the abutment rings, whereby one channel 24 provides for a liquid flow. Separator, characterized in that the liquid chamber (17) is connected to the inlet (16) for supply and the other channel (25) connects the liquid chamber (17) to the outlet (19) for the waste liquid. 하나 이상의 필터(15) 또는 상기 필터와 프레임을 포함하며, 제1항에 따른 장치에 사용되는 필터 카세트(30)에 있어서,In the filter cassette 30 comprising at least one filter 15 or the filter and the frame, which is used in the apparatus according to claim 1, 상기 필터는 세라믹 필터 같은, 다공성 물질인 단단한 자체 지지되는 필터이거나, 지지 플레이트(41) 및 필터를 지지 플레이트에 고정시키기 위한 고정요소를 포함하는 프레임에 장착되는 플렉시블 멤브레인인 것을 특징으로 하는 필터 카세트.Said filter is a rigid self-supporting filter of porous material, such as a ceramic filter, or a flexible membrane mounted on a frame comprising a support plate (41) and a fixing element for securing the filter to the support plate. 제10항에 있어서, 지지 플레이트(41)는 카세트로부터 투과액을 배출하기 위해 형성되는 방사상의 그루브(41) 외주에 있는 기본적으로 원형이며 육중한 부품이고, 지지 플레이트의 각 측부는 각각 지지네트(40)에 제공되고 필터에 인접하는 것을 특징으로 하는 필터 카세트.11. A support plate (41) according to claim 10, wherein the support plate (41) is a basically circular and heavy component on the outer periphery of the radial groove (41) formed for discharging the permeate from the cassette, and each side of the support plate is a support net (each). And a filter cassette provided in 40) adjacent to the filter. 제10항에 있어서, 지지 플레이트(41)는 지지 플레이트의 외주내로 배출되는 유동공간(42)이 배열되는 것 사이에 이웃한 두 판(41a,41b)으로 구성되고 판에는 상기 공간(42)과 통하는 슬릿(43)이 제공되는 것을 특징으로 하는 필터 카세트.11. The support plate (41) according to claim 10, wherein the support plate (41) consists of two plates (41a, 41b) adjacent between the arrangement of the flow spaces (42) discharged into the outer periphery of the support plate, wherein the plate (42) A filter cassette, characterized in that a slit 43 is provided. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 카세트의 외주에는 카세트의 각 측부에서 내부로 다소 거리로 연장되고 필터를 카세트의 프레임에 최소한 부분적으로 고정하는 탄성 시일링 프로파일(33)이 제공되는 것을 특징으로 하는 필터 카세트.13. The outer periphery of the cassette is provided with an elastic sealing profile 33 according to any one of the claims 10 to 12, extending at some distance from each side of the cassette to the inside and at least partially securing the filter to the frame of the cassette. Filter cassette, characterized in that. 제13항에 있어서, 시일링 프로파일의 단변부(34)에는 카세트로부터 투과액을 배출시키기 위한 방사상의 구멍(35)이 제공되는 것을 특징으로 하는 필터 카세트.14. A filter cassette according to claim 13, wherein the short side portion (34) of the sealing profile is provided with a radial hole (35) for discharging the permeate from the cassette. 제14항에 있어서, 카세트의 중심으로 향하는 시일링 프로파일의 변부(37)가 90° 이상으로 절곡되어 변부(37)가 필터와 접촉하게 되고 카세트의 외주 방향에서 외부로 경사지게 되며, 이에 의해 이런 방법으로 설계된 변부(37)는 시일링 프로파일(33)이 함께 압축될 때 필터를 신장시키는 것을 특징으로 하는 필터 카세트.15. The method according to claim 14, wherein the edge 37 of the sealing profile towards the center of the cassette is bent at least 90 ° such that the edge 37 contacts the filter and inclines outwards in the circumferential direction of the cassette. A filter cassette characterized in that the edge portion (37) is designed to stretch the filter when the sealing profile (33) is compressed together. - 카세트로부터 투과액을 받아들이고 투과액을 어벗먼트 링의 투과액 출구(23)로 전달하는 최소한 하나의 채널, 및At least one channel receiving permeate from the cassette and delivering the permeate to the permeate outlet 23 of the abutment ring, and - 한 채널(24)이 공급된 액체흐름용 입구(16)에 액체챔버(17)를 연결하고 다른 채널(25)이 폐기액 흐름용 출구(19)에 액체챔버를 연결하도록 어벗먼트 링의 평면과 내부에서 연장되는 채널(24,25)이 제공되는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 따른 장치에 사용되는 어벗먼트 링(20).The plane of the abutment ring such that one channel 24 connects the liquid chamber 17 to the liquid flow inlet 16 and the other channel 25 connects the liquid chamber to the waste flow outlet 19. And an abutment ring (20) for use in the device according to claim 1, characterized in that there is provided a channel (24,25) extending therein.
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