DE202004012693U1 - Coupling system for a filter module for filtering liquids by reverse osmosis, microfiltration and ultra- and nano-filtration comprises a connection between a filter module and a tubular system using a tubular coupling on an end region - Google Patents

Abstract

Coupling system comprises a connection between a filter module (1,1') and a tubular system using a tubular coupling (2, 2') on an end region.

Description

Translated fromGerman

Beider Wasserreinigung bzw. Abwasseraufbereitung wird zur Reinigungvon Flüssigkeitenhäufigdie Umkehrosmose, Mikrofiltration, Ultra- und Nanofiltration eingesetzt.Für dieAnwendung dieser Verfahren werden Filtermodule verwendet, die üblicherweiseaus einem Druckrohr, das durch Dichtungs- und Endplatten nach außen abgeschlossen ist,bestehen. Im Inneren des Rohres befinden sich Filtrationsmembranenin Form von beispielsweise Membranstapeln oder einer Vielzahl Röhren. Diese Filtermodulesind in Rohrsystemen eingebaut, wobei das Gehäuse des Filtermoduls und dieentsprechenden Rohrsysteme bzw. die Anschlusselemente des Rohrsystemsaus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen können. Unterschiedliche Werkstoffeweisen bekanntermaßenunterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizientenauf, so dass je nach Betriebsbedingungen die an den VerbindungsstellenFiltermodul/Rohrleitung auftretenden Längenänderungen bedingt durch Temperaturschwankungenund Druck nicht vernachlässigbarsind.atwater purification or wastewater treatment becomes purificationof liquidsfrequentlyreverse osmosis, microfiltration, ultra and nanofiltration are used.For theApplying these methods, filter modules are commonly usedfrom a pressure pipe, which is closed to the outside by sealing and end plates,consist. Filtration membranes are located inside the tubein the form of, for example, membrane stacks or a large number of tubes. These filter modulesare installed in pipe systems, the housing of the filter module and thecorresponding pipe systems or the connection elements of the pipe systemcan consist of different materials. Different materialsare known to havedifferent coefficients of thermal expansionon, so that depending on the operating conditions at the connection pointsChanges in length of the filter module / pipeline due to temperature fluctuationsand pressure not negligibleare.

Eine Übertragungvon derartig auftretenden Zug- / Druckspannungen auf das Filtermodulgehäuse mussin jedem Fall vermieden werden, da es ansonsten zur Beschädigung desFiltermoduls kommen kann.A transferof tensile / compressive stresses that occur in this way on the filter module housingbe avoided in any case, otherwise it will damage theFilter module can come.

Bekanntist es eine Kupplung zumindest an einem Ende des Filtergehäuses zurVerbindung mit dem Rohrleitungssystem einzusetzen, die eine zugfesteVerbindung Rohrleitung/Filtermodulgehäuse darstellt (DE 20 2004 002835 U1).Mittels dieser Kupplung soll ein Ausgleich von Axialbewegungen möglich sein.Da diese bekannte Verbindung allerdings zugfest ist und in dem angeführten Ausführungsbeispieleine formschlüssigeVerbindung mittels in der Innenwandung der Rohrkupplung angeordneterZähne erfolgt,ist ein notwendiger Axialausgleich nicht zufriedenstellend möglich. Aufgrundder formschlüssigenVerbindung wird bei Kupplung eines Kunststoffrohres dessen Oberfläche beschädigt. EineMehrfachverwendung der zu kuppelnden Elemente (Rohrelemente, Filtermodulgehäuse) istsomit nicht möglich,da die Oberflächeunbrauchbar wird.It is known to use a coupling at least at one end of the filter housing for connection to the pipe system, which represents a tensile connection pipe / filter module housing ( DE 20 2004 002835 U1 ). This coupling should make it possible to compensate for axial movements. However, since this known connection is tension-resistant and in the exemplary embodiment mentioned there is a positive connection by means of teeth arranged in the inner wall of the pipe coupling, a necessary axial compensation is not satisfactorily possible. Due to the positive connection, the surface of a plastic pipe is damaged when it is coupled. Multiple use of the elements to be coupled (pipe elements, filter module housing) is therefore not possible because the surface becomes unusable.

Aufgabeder vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kupplungssystem für zu kuppelndeElemente wie Filtermodule, Filteranschlussstutzen sowie Rohrelementederart weiterzubilden, das ein axialer Längenausgleich sichergestelltist und eine Übertragungvon unerwünschtauftretenden Spannungen auf die zu kuppelnden Elemente vermieden wird.taskThe present invention is therefore a coupling system for to be coupledElements such as filter modules, filter connections and pipe elementsto develop in such a way that an axial length compensation is ensuredis and a transferof undesirableoccurring stresses on the elements to be coupled is avoided.

DieseAufgabe wird dadurch gelöst,das als Rohrkupplung an zumindest einem Ende des Filtermoduls einenichtzugfeste Rohrkupplung eingesetzt wird, die eine Verbindungzwischen Filtermodulgehäuseund Rohrleitung herstellt. Diese nichtzugfeste Rohrkupplung istim Handel erhältlichund wird beispielsweise von der Firma Georg Fischer GF als Rohrkupplungstyp „GF Flex" oder von der Firma Straubals Typ „Straubflex" vertrieben.ThisTask is solved bythe one as a pipe coupling on at least one end of the filter moduleNon-tensile pipe coupling is used, which is a connectionbetween filter module housingand pipeline. This is non-tensile pipe couplingavailable in the storesand is used for example by the company Georg Fischer GF as a pipe coupling type "GF Flex" or by the company Straubsold as type "Straubflex".

Vorteilhaftan der Verwendung dieser nicht zugfesten Rohrkupplung ist es, dassmittels der Verbindung zwar eine Abdichtung des Systems erreicht wird,wobei allerdings ein axialer Längenausgleich dergekuppelten Elemente noch möglichist. Durch den Einsatz der nichtzugfesten Rohrkupplung wir die Oberfläche derzu kuppelnden Elemente nicht beschädigt, da die Rohrkupplung miteiner elastischen Dichtungsmanschette ausgekleidet ist.Advantageousthe use of this non-tensile pipe coupling is thata seal of the system is achieved by means of the connection,however, an axial length compensation of thecoupled elements still possibleis. By using the non-tensile pipe coupling, the surface of theelements to be coupled are not damaged since the pipe coupling withan elastic sealing sleeve is lined.

1 zeigt in schematischerDarstellung zwei parallel geschaltete Filtermodule1,1', di0e in senkrechterAnordnung in ein Rohrleitungssystem eingebunden sind. Die Filtermodule1,1' sind jeweils endseitigmittels einer nichtzugfesten Rohrkupplung2,2' mit den zukuppelnden Anschlussrohren3,3' des Rohrleitungssystems verbunden.In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel könnte dasFiltermodul auch nur einseitig mittels der nichtzugfesten Rohrkupplungan die Rohrleitung gekuppelt oder waagerecht eingebaut sein. Dasandere Ende des Filtermoduls kann dann über einen Flansch fest mit derRohrleitung verbunden werden. Bei dem Einsatz von längeren Filtermodulen(Länge > 1000 mm) bei deneneine größere axialeLängenausdehnungauftreten kann, ist die Anordnung eines Festpunktlagers4,4' notwendig.Dieses Festpunktlager4,4' stellt vorzugsweise eine mittigzwischen den Enden eines Filtermoduls1,1' angeordnetefeste Verbindung mit einem gestellfesten Element, das üblicherweiseals Rack bezeichnet wird, dar. Das gestellfeste Element5 istin der Zeichnung durch die parallel beabstandeten Längsträger angedeutet. 1 shows a schematic representation of two filter modules connected in parallel 1 . 1' , which are integrated in a pipeline system in a vertical arrangement. The filter modules 1 . 1' are each end by means of a non-tensile pipe coupling 2 . 2 ' with the connecting pipes to be coupled 3 . 3 ' connected to the piping system. In an exemplary embodiment not shown, the filter module could also be coupled to the pipeline on one side only by means of the non-tensile pipe coupling or installed horizontally. The other end of the filter module can then be firmly connected to the pipeline via a flange. When using longer filter modules (length> 1000 mm) in which a larger axial length expansion can occur, the arrangement of a fixed point bearing 4 . 4 ' necessary. This benchmark camp 4 . 4 ' preferably places one midway between the ends of a filter module 1 . 1' arranged fixed connection with a frame-fixed element, which is usually referred to as a rack. The frame-fixed element 5 is indicated in the drawing by the parallel spaced longitudinal beams.

Aufgrundder Fixierung des Filtermoduls1,1' über ein Festpunktlager4,4' an dem gestellfesten Element5 trittendseitig am Gehäusedes Filtermoduls1,1' jeweils der halbe Betrag der insgesamtauftretenden Längenausdehnungdes gesamten Filtermoduls1,1' auf. Wie vorstehend bereits erwähnt, ist dieAnordnung eines derartigen Festpunktlagers4,4' erst ab einerLängenausdehnungwelche größer ist alsdas zulässigeKupplungsspiel einer Rohrkupplung notwendig.Due to the fixation of the filter module 1 . 1' via a fixed point camp 4 . 4 ' on the element fixed to the frame 5 occurs at the end of the filter module housing 1 . 1' half the amount of the total linear expansion of the entire filter module 1 . 1' on. As already mentioned above, the arrangement of such a fixed point bearing 4 . 4 ' Only from a length extension which is greater than the permissible coupling play of a pipe coupling.

Diein der Zeichnung nur schematisch dargestellten nichtzugfesten Rohrkupplungen2,2' bestehen imwesentlichen aus einer zylindrischen Rohrmanschette mit eingelegterDichtmanschette aus elastischem Dichtungsmaterial, wobei die Dichtmanschettejeweils endseitig Dichtlippen aufweist. Beim Einbau des Filtermoduls1,1' in das Rohrleitungssystemwerden die zu kuppelnden Elemente in die Rohrkupplung2,2' eingestecktund mittels am Gehäuse derRohrkupplung2,2' angeordneterSpannvorrichtungen verspannt. Beim Einstecken der zu kuppelndenElemente in die Rohrkupplung2,2' ist darauf zu achten, dass diezu kuppelnden Elemente einen axialen Abstand zueinander aufweisen,der derart bemessen sein muss, dass die maximal auftretende Längenänderungder zu kuppelnden Elemente ungehindert erfolgen kann.The non-tensile pipe couplings shown only schematically in the drawing 2 . 2 ' consist essentially of a cylindrical pipe sleeve with an inserted sealing sleeve made of elastic sealing material, the sealing sleeve each having sealing lips at the ends. When installing the filter module 1 . 1' The elements to be coupled are inserted into the pipe in the pipe system clutch 2 . 2 ' inserted and by means of the housing of the pipe coupling 2 . 2 ' arranged clamping devices clamped. When inserting the elements to be coupled into the pipe coupling 2 . 2 ' It must be ensured that the elements to be coupled are axially spaced from one another, which must be dimensioned such that the maximum length change of the elements to be coupled can occur without hindrance.

BeimVerspannen der Rohrkupplung2,2' wird ein Abdichten der zu kuppelndenElemente erreicht, wobei eine axiale Längenausdehnung der zu kuppelndenElemente noch möglichist. Da die Rohrkupplung2,2' nichtzugfest ist, können andieser Verbindungsstelle axiale Kräfte nicht übertragen werden.When tightening the pipe coupling 2 . 2 ' sealing of the elements to be coupled is achieved, with an axial longitudinal expansion of the elements to be coupled being still possible. Because the pipe coupling 2 . 2 ' axial tensile strength cannot be transmitted at this connection point.

Ausder schematischen Darstellung der1 istweiterhin ersichtlich, dass jeweils in der Nähe des Endbereiches des Filtermoduls1,1' radial nachaußenweisende Anschlussstutzen6,6' vorgesehen sind, wobei bei vertikalemEinbau der Filtermodule1,1' der obere Anschlussstutzen6,6' der Permeatstutzenund der untere Anschlussstutzen der Rückspülstutzen ist. Diese Anschlussstutzen6,6' müssen ebenfallsmit entsprechenden Rohrleitungen verbunden werden. Durch entsprechendeAxialausdehnung des Filtermoduls1,1' wandern dieAnschlussstutzen6,6' mit. Die Anschlussstutzen6,6' sind meistan das Filtermodulgehäuseangeschweißt oderdamit verklebt. Damit an diesen entsprechenden Verbindungsstellender Anschlussstutzen mit dem Rohrleitungssystem keine Spannungenan den Verbindungsstellen auftreten die zu einer Beschädigung derentsprechenden Verbindungsstelle führen kann, ist an dieser Stelleein entsprechendes Kupplungssystem vorgesehen, das ein Mitwandernder radial nach außenstehenden Anschlussstutzen bei axialer Längenausdehnung des Filtermodulsermöglicht.Eine entsprechende Ausführungsformist in den2 und3 dargestellt und wird nachfolgendbeschrieben.From the schematic representation of the 1 it can also be seen that in each case near the end region of the filter module 1 . 1' connecting pieces pointing radially outwards 6 . 6 ' are provided, with vertical installation of the filter modules 1 . 1' the upper connector 6 . 6 ' the permeate connection and the lower connection connection is the backwash connection. These connecting pieces 6 . 6 ' must also be connected to the corresponding pipes. By appropriate axial expansion of the filter module 1 . 1' migrate the connecting pieces 6 . 6 ' With. The connecting pieces 6 . 6 ' are usually welded or glued to the filter module housing. To ensure that there are no stresses at the connection points at the corresponding connection points of the connection pipe with the piping system, which can lead to damage to the corresponding connection point, a corresponding coupling system is provided at this point, which allows the radially outward connection pipes to move along with the axial length extension of the filter module , A corresponding embodiment is in the 2 and 3 shown and will be described below.

2 zeigt dabei ebenfalls zweiparallel geschaltete Filtermodule1,1', die in senkrechterAnordnung in ein Rohrleitungssystem eingebunden sind, wobei im Gegensatzzur Darstellung gemäß1 die Kupplung der Anschlussstutzen6,6' mit dem Rohrleistungssystemgezeigt ist. Gleiche zu1 beschriebeneBauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 2 also shows two filter modules connected in parallel 1 . 1' , which are integrated in a vertical arrangement in a pipeline system, whereby in contrast to the representation according to 1 the coupling of the connecting piece 6 . 6 ' with the piping system is shown. Same thing 1 Components described are provided with the same reference numerals.

3 ist eine Seitenansichtder in2 dargestelltenAnordnung. Hierbei ist unter anderem zu ersehen, dass insgesamt5 parallelgeschaltete Filtermodule1,1' hintereinander angeordnet undin einem gestellfesten Element5 aufgenommen sind. Ein entsprechendesaxiales Mitwandern der Anschlussstutzen6,6' mit dem Filtermodul1,1' ist über einsogenanntes Kupplungsgelenk (Ausgleichbogen)7,7' , das zwischenAnschlussstutzen und Rohrleitung eingebunden ist, ermöglicht.Dieses Kupplungsgelenk (Auslgeichsbogen) besteht vorzugweise auseinem Kunststoff wie Polyethylen, Polypropylen oder Polyvinylchloridund ist als zweifach umgelenktes Rohrleitungselement ausgebildet.Gemäß einemin der2 dargestelltenKoordinatensystem, das die X-, Y- und Z-Richtung definiert, istdie Ausbildung des Kupplungsgelenkes7,7' derart, dassdas Rohrleitungselement zunächstein mit dem Anschlussstutzen6,6' in Verlängerung, d.h. in X-Richtungaufweisendes Element enthält,anschließenddas Rohrleitungselement um 90° indie Zeichnungsebene nach hinten weisend in Z-Richtung verläuft unddas Rohrleitungselement nach einem geraden Abschnitt in Z-Richtungschließlichum 90° inY-Richtung, d.h. in Axialrichtung nach unten gebogen verlaufendein weiteres gerades Rohrstückaufweist, welches mit der eigentlichen Rohrleitung8,8' zugfest gekoppelt ist. 3 is a side view of the in 2 shown arrangement. It can be seen here, among other things, that overall 5 filter modules connected in parallel 1 . 1' arranged one behind the other and in a fixed element 5 are included. A corresponding axial migration of the connection piece 6 . 6 ' with the filter module 1 . 1' is via a so-called coupling joint (compensation bow) 7 . 7 ' , which is integrated between the connecting piece and the pipeline. This coupling joint (alignment arch) preferably consists of a plastic such as polyethylene, polypropylene or polyvinyl chloride and is designed as a double-deflected pipe element. According to one in the 2 Coordinate system shown, which defines the X, Y and Z directions, is the formation of the coupling joint 7 . 7 ' in such a way that the pipe element is first connected to the connecting piece 6 . 6 ' in an extension, ie having an element in the X direction, then the pipe element runs 90 ° in the plane of the drawing pointing backwards in the Z direction and the pipe element after a straight section in the Z direction finally by 90 ° in the Y direction, ie has a further straight pipe section which is bent downward in the axial direction and which is connected to the actual pipeline 8th . 8th' is coupled tensile.

Aufgrundder vorstehend beschriebenen Ausbildung des mehrfach umgelenktenRohrleitungselementes, das aus Kunststoff besteht, ist eine Axialdehnungzwischen der Rohrleitung und dem Anschlussstutzen, d.h. ein Mitwandernder Anschlussstutzen6,6' in Y-Richtung ohne Übertragungvon Spannungen auf die Verbindungsstelle möglich. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung könnte dieseVerbindung zwischen Anschlussstutzen6,6' und Rohrleitung8,8' auch als elastischesAnschlusselement in Form eines Schlauches ausgeführt sein.Because of the above-described design of the multiply deflected pipeline element, which consists of plastic, there is an axial expansion between the pipeline and the connecting piece, ie, the connecting pieces migrate along 6 . 6 ' possible in the Y direction without transferring tension to the connection point. In a further embodiment according to the invention, this connection could be made between connecting pieces 6 . 6 ' and piping 8th . 8th' also be designed as an elastic connecting element in the form of a hose.

Claims (6)

Translated fromGerman

Kupplungssystem für rohrförmige Filtermodule, bei demeine Verbindung zwischen Filtermodul und Rohrsystem zumindest aneinem Endbereich mittels einer Rohrkupplung erfolgt,dadurchgekennzeichnet, dass die Rohrkupplung (2,2') eine nicht zugfesteRohrkupplung ist.Coupling system for tubular filter modules, in which a connection between the filter module and the pipe system takes place at least at one end area by means of a pipe coupling,characterized in that the pipe coupling ( 2 . 2 ' ) is a non-tensile pipe coupling.Kupplungssystem nach Anspruch 1, wobei die nichtzugfeste Rohrkupplung (2,2') an beiden Endbereichen des Filtermoduls(1,1')eingesetzt wird.Coupling system according to claim 1, wherein the non-tensile pipe coupling ( 2 . 2 ' ) at both end areas of the filter module ( 1 . 1' ) is used.Kupplungssystem nach Anspruch 2, wobei mittig zwischenden beiden Endbereichen des Filtermoduls (1,1') eine Fixierungan einem gestellfesten Element (5) erfolgt.Coupling system according to claim 2, wherein centrally between the two end regions of the filter module ( 1 . 1' ) fixation to a fixed element ( 5 ) he follows.Kupplungssystem nach Anspruch 1, Anspruch 2 oderAnspruch 3, wobei die an dem Filtermodul (1,1') angeordnetenAnschlussstutzen (6,6') über ein Kupplungsgelenk (7,7') an die Rohrleitung(8,8')angebunden sind.Coupling system according to claim 1, claim 2 or claim 3, wherein the on the filter module ( 1 . 1' ) arranged connection piece ( 6 . 6 ' ) via a coupling joint ( 7 . 7 ' ) to the pipeline ( 8th . 8th' ) are connected.Kupplungssystem nach Anspruch 4, wobei das Kupplungsgelenk(7,7')als zweifach umgelenktes Rohrleitungselement aus Kunststoff ausgebildetist.Coupling system according to claim 4, wherein the coupling joint ( 7 . 7 ' ) as a double redirected Pipe element made of plastic.Kupplungssystem nach Anspruch 1, Anspruch 2 oderAnspruch 3, wobei die an dem Filtermodul (1,1') angeordnetenAnschlussstutzen (6,6') über ein elastisches Anschlusselementin Form eines Schlauches an die Rohrleitung (8,8') angebundensind.Coupling system according to claim 1, claim 2 or claim 3, wherein the on the filter module ( 1 . 1' ) arranged connection piece ( 6 . 6 ' ) via an elastic connection element in the form of a hose to the pipeline ( 8th . 8th' ) are connected.