DE2151511A1

DE2151511A1 - Diffusionstrennorgan

Info

Publication number: DE2151511A1
Application number: DE19712151511
Authority: DE
Inventors: O'brien Gerald Joseph; Mcginnis Philip Roswell
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1970-10-15
Filing date: 1971-10-15
Publication date: 1972-04-20
Also published as: AU3406971A; AU448010B2; JPS523905B1; IL37913A0; NL7114154A; ES198637U; DE2151511B2; NL152764B; BE773985A; US3690465A; CA989320A; DE2151511C3; IL37913A; ES198637Y; FR2111382A5; GB1372883A; ZA716383B

Description

E.I. DU PONT DE NEMOURS MD COMPANY iOth and Market Streets,. Wilmington, Delaware 19 898, V.St.A,

Diffus i onstrennorgan

Die Erfindung "betrifft eine verbesserte Yorrichtung für die selektive Abtrennung von Bestandteilen aus Fluidgemisehen oder Lösungen durch, selektive Diffusion. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes Diffusionstrennorgan, bei dem Schichten von Hohlfäden durch ein foraminöses Material voneinander getrennt sind, «owie auf Vorrichtungen, die dieses Organ enthalten. Der Ausdruck "foraminös" (foraminous) wird hier mangels eines treffenden deutschen Fachwortes für ein Material verwendet, das von grösseren oder kleineren löchern, Öffnungen oder Poren durchsetzt ist.

Hohlröhrenförmige Membranen sind bereits seit langem zur selektiven Trennung und Reinigung der Bestandteile von Fluidgemischen durch Osmose bekannt. Bei einem typischen derartigen Verfahren wird ein Pluidgemisch mit einer Seite einer Membran in Berührung gebracht, worauf ein Bestandteil oder mehrere Bestandteile des Gemisches infolge einer Konzentrationsdifferemz,

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die auf eine Druckdifferenz zurückzuführen sein kann, durch die Membran hindurchdif fundier en. Dabei wird das Gemisch in Seile zerlegt, die an denjenigen Komponenten des Gemisches, die selektiv durch die Membran hindurchdiffundieren, angereichert und verarmt sind. Für die praktische Durchführung derartiger Verfahren sind verschiedene Formen von Vorrichtungen entwickelt worden. Eine häufig verwendete Form ähnelt einem Röhren- und Mantel-Wärmeaustauscher, wobei sich parallele röhrenförmige Membranen in dem Mantel befinden und durch Pfropfen in mindestens einem Sammelraum herausragen, und wobei Leitungen zum Einführen und Abziehen von Fluidgemischen in den Mantelraum und die Sammelräume sowie aus denselben vorgesehen sind. So beschreibt die USA-Patentschrift 3 522 einen für Parallelströmung gebauten Blutdialysator mit einer grossen Anzahl von parallelen Cellophanröhren, die in Kombination mit Träger- und Trennschichten aus ungewebtem netzartigem Material in die Pfropfen innerhalb eines Mantels eingekittet sind, wobei das netzartige Trennmaterial die gegenseitige Berührung der röhrenförmigen Membranen verhindert und Kanäle für die wirksame Strömung von Dialysat quer und längs über die röhrenförmigen Membranen hinweg zur Verfügung stellt, und wobei Einsätze oder Abstandstücke innerhalb der Membranen die Wirksamkeit des Kontaktes zwischen dem Blut und den inneren Membranoberflächen verbessern.

Es ist auch bekannt, dass man kleine Hohlfaden aus einem selektiv durchlässigen Polymerisat in Verbindung mit einer geeigneten Anordnung in solchen Trennvorrichtungen verwenden kann. Ein wirksamer Kontakt zwischen solchen Hohlfadenmembranen und dem zu zerlegenden Fluidgemisch ist auch für den wirksamen Betrieb dieser Vorrichtungen wesentlich. Es sind verschiedene Anordnungen für Hohlfadenmembranen bekannt, die mit verschiedenen Graden von Wirtschaftlichkeit und Wirksamkeit zusammengesetzt und betrieben werden können.

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So beschreibt die USA-Patentschrift 3 228 877 eine Vorrichtung, in der sich gesonderte, kleine, freitragende Bündel von Hohlfadenmembranen durch einen Mantelraum zwischen zwei Pfropfen erstrecken. Eine solche Vorrichtung weist eine verhältnismässig kleine Membranflache in dem ausgenutzten Mantelvolumen auf und ist in ihrer Arbeitsweise wegen des nur geringen Unterschiedes in der Zusammensetzung der in den Mantelraum eingeleiteten und der daraus abgezogenen Fluidgemische verhältnismässig unwirksam. In der USA-Patentschrift 3 339 341 ist eine andere Vorrichtung beschrieben; bei der ein Bündel oder mehrere Bündel, die in eine biegsame Hülle eingeschlossen sind und grosse Oberflächen von Hohlfadenmembx'anen enthalten, dicht innerhalb eines Mantels gepackt sind, um eine wirksamere Strömung des Fluidgemisehes an den Fäden entlang zu ermöglichen. In der USA-Patentschrift 3 503 515 wird mitgeteilt, dass der Wirkungsgrad des Kontaktes zwischen den Membranoberflächen und dem zu zerlegenden Gemisch bei solchen Vorrichtungen weiter verbessert werden kann, wenn man in die Zwischenräume zwischen den Hohlfaden ein inertes feinteiliges Material einführt.

Die USA-Patentschrift 3 526 001 beschreibt eine andere Vorrichtung, in der das zu zerlegende Gemisch nicht axial an den Hohlfadenmembranen entlang, sondern quer über sie hinweg strümt. In dieser Vorrichtung befindet sich in der Mitte eines grossen Hohlfadenbündels ein durchloehtes Rohr, und es wird zwischen dem Bündel und einem Mantel ein ringförmiger Raum gebildet, wobei Zuleitungen und Ableitungen für ein Pluidgemisch zu und aus dem durchlochten Rohr und dem Ringraum sowie zum Ableiten des diffundierten Materials von den offenen Enden der Hqhlfadenmembranen vorgesehen sind. Die Durchlochungen in dem Rohr haben eine solche Grosse und Lage, dass die Strömung des zu zerlegenden Gemisches radial und gleichmässig über alle äquivalenten Teile des Bündels hinweg und damit ein wirksamer Kontakt des Gemisches mit allen Mem-

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"branoberflachen in dem ganzen Bündel begünstigt wird.

Die in der USA-Patentschrift 3 526 001 beschriebene Vorrichtung stellt einen beträchtlichen Fortschritt gegenüber den früher bekannten Vorrichtungen dar und stellt auch zu Anfang einen recht wirksamen Kontakt zwischen den Hohlfadenoberflächen und den zu zerlegenden Gemischen her. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass der Kontakt bei der Verwendung der Vorrichtung an Wirksamkeit verliert. Selbst wenn die Hohlfadenbündel dicht aneinandergehalten werden und sich in einem grosser en Mantel befinden,- um einen ringförmigen Raum zur Verfügung zu stellen, und wenn die Bündel lagenförmig ausge-

P bildet sind, um eine äquivalente radiale Strömung des zu zerlegenden Gemisches durch alle Teile der Länge des Bündels nach zu begünstigen, führt die Strömung des Gemisches durch das Bündel immer noch zur Verlagerung der Fäden in stabilere, zusammengebündelte Anordnungen, die für die Fluidströmung weniger offen sind. Eine solche Verlagerung und Zusammenbündelung der Fäden führt zur Ausbildung von Zonen in dem Bündel, in denen die Fluidströmung beschränkt ist, bis es zu einem erhöhten Druckabfall kommt., Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit durch solche Zonen unter einem konstanten, zur Verfügung stehenden Druck herabgesetzt. Wenn die Strömung durch irgendeine Zone in dem Bündel aber wesentlich Herabge-

fc setzt wird, führt der fortgesetzte Durchgang von leichter diffundierenden Bestandteilen des Fluidgemisch.es durch die Membranen in dieser Zone zu einer Konzentrations erhöhung der weniger leicht diffundierenden Bestandteile und zu einem entsprechend erhöhten Durchtritt dieser weniger leicht diffundierenden Bestandteile durch die Membranen» Dadurch wird der Wirkungsgrad der mit Hilfe der Vorrichtung erzielten trennung vermindert. In extremen Fällen können sogar weniger leicht diffundierende Bestandteile aus gesättigten Lösungen ausfallen und die Strömung sowie den Wirkungsgrad der Trennung weiter beeinträchtigen.

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Es wurde ferner gefunden, dass die durch die Verlagerung und Zusammenbündelung der Hohlfaden verursachte Strömungsbesehränfcung beim fortgesetzten Betrieb der Vorrichtung an Bedeutung zunimmt. Anscheinend führt die Behinderung der Strömung in einer ersten Zone zu erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten in anderen äquivalenten zweiten Zonen, und diese erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten erhöhen wiederum die Geschwindigkeit und die Grosse der Verlagerung der Hohlfaden in diesen zweiten Zonen, wodurch es in diesen Zonen zu einer ähnlichen Zusammenbündelung mit erhöhter Geschwindigkeit und in zunehmendem Grade kommt. Schliesslich kann die Strömung in einer Gruppe ähnvlicher Zonen so beschränkt werden, dass der erforderliche höhere Druck und der niedrigere Wirkungsgrad es praktisch unmöglich machen, die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit durch die Vorrichtung und die !Leistungsfähigkeit der Vorrichtung aufrechtzuerhalten. Wenn ferner in denjenigen Zonen, in die das zu zerlegende Gemisch zuerst eingeleitet wird, eine Strömungsbeschränkung stattfindet, vermindert der herabgesetzte Druck in den übrigen Zonen die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung noch weiter.

Man hat sich verschiedener Methoden bedient, um bei den mit Hohlfadenmembranen arbeitenden, bisher bekannten Diffusionstreimvorrichtungen die Verlagerung der laden zu beschränken und die Strömungswege des zu zerlegenden Gemisches zu bestimmen. So beschreibt die USA-Patentschrift 3 342 729 eine Vorrichtung mit einem verhältnismässig flachen, maschenförmigen Gebilde aus gewebten oder verflochtenen Hohlfadenmembranen, die an allen Rändern in einen Rahmen eingekittet sind, wobei die offenen Enden der Fäden in öffnungen in dem Rahmen enden, eine Anordnung zum Hindurehleiten eines Fluidgemiseh.es durch das flache, masehenförmige Gebilde, und eine Anordnung zum Auffangen derjenigen Bestandteile des Gemisches, die durch die Membranen hindurchdiffundieren, von den offenen Enden der Hohlfaden vorgesehen ist. In dieser Vorrichtung sind die Fäden

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verhältnismässig ortsfest, weil sie zusammengewebt oder miteinander verflochten sind. Diese Vorrichtung ist wegen der erforderlichen Dicke der Rahmen und der sich daraus ergebenden kleinen Membranfläche, die in eine Torrichtung von gegebenem Volumen eingebaut werden kann, umständlich, kostspielig und wenig wirksam. In der USA-Patentschrift 3 422 008 ist eine weitere Vorrichtung beschrieben, in der Hohlfadenmembranen unter Spannung spiralförmig in Schichten in abwechselnden Richtungen um einen zylinderförmigen Kern herumgewickelt sind, so dass die Fäden in benachbarten Schichten kreuz und quer verlaufen. Bei der Herstellung der abwechselnden bchichten wird in der Nähe mindestens eines der schlingenförmigen Enden des Gebildes ein härtendes Harz aufgebracht. Durch Härtung dieses Harzes und Durchschneiden desselben und der von dem Harz eingeschlossenen Fadenschlingen werden die Fäden für die Fluidströmung geöffnet. Die Fäden werden durch die unter Spannung stehenden abwechselnden Schichten verhältnismässig ortsfest gehalten. Die Paare benachbarter Schichten weisen Öffnungen auf, durch die das Trenngut auf bestimmten Wegen strömen kann. Durch Wahl der Aufwickelbedingungen kann man erreichen, dass die Öffnungen in aufeinanderfolgenden Schichtenpaaren eine gleichmässige Grosse haben und richtig gegeneinander ausgerichtet sind, so dass die gleichmässige Strömung des zu zerlegenden Gemisches durch die Vorrichtung und über die Fäden hinweg gewährleistet wird. Eine solche Vorrichtung ist aber in ihrer (trosse beschränkt, weil es schwierig ist, stabile Fadenwicklungen von grossem Durchmesser um einen zylindrischen Kern herum herzustellen. Ferner ist die Membranfläche, die in ein gegebenes Volumen eingebaut werden kann, durch den Bruchteil des Aufwickelvolumens begrenzt, der von den Hohlfäden eingenommen wird. ■_■ "

Es besteht daher immer noch ein Bedürfnis nach einer selektiven Diffusionstrennvorrichtung, die wirtschaftlich und wirksam zusammengesetzt und über lange Zeiträume hinweg ohne we-

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«entliehe Änderung im Wirkungsgrad der Trennung infolge Verlagerung und Zusaimnenbündelung der Fadenmembranen verwendet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte selektive Diffusionstrennorgane und -vorrichtungen zur Verfügung 2U stellen, bei denen die Verlagerung und Zusammenbündelung von Hohlfadenmembranen wesentlich vermindert ist, wodurch eine Erhöhung im Wirkungsgrad der Trennung infolge des wirksamen Kontaktes zwischen dem Fluidgemisch und den Hohlfadenoberflächen erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein verbessertes Diffusionstrennorgan, gekennzeichnet durch

eine Vielzahl von Polymerisathohlfäden in Form mindestens zweier gesonderter dünner Schichten, wobei die Hohlfaden in einer gegebenen Schicht im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und jeder Faden einen Aussendurchmesser zwischen etwa 10 und 250 μ, eine Wandstärke zwischen etwa 2 und 75 μ und ein offenes Ende aufweist,

ein die Fadenschichten voneinander trennendes dünnes foraminöses Material und

einen Harzpfropfen von im Vergleich zur Länge der Hohlfaden geringer Dicke, der den Raum, in dem sich die Fäden befinden, dicht abschliesst, wobei ;Jedes offene Fadenende sich durch den Pfropfen hindurch erstreckt.

Das Trennorgan kann so angeordnet sein, dass die Fäden im wesentlichen senkrecht zu dem Pfropfen verlaufen, und das Trennorgan kann von einem Gefäss umgeben sein, in dem es mit seinem Pfropfen flüssigkeits- bzw. gasdicht untergebracht ist, und das gesonderte Ein- und Auslässe aufweist, durch die Fluid von der Aussenseite des Gefässes zu einem an die Innenwandungen des Gefässes angrenzenden Bereich, zu einem in dem Organ befindlichen foraminösen Rohr, um das die Fadenschichten herum-

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gewickelt sind, und zu einem an eine Fläche des Pfropfens angrenzenden Bereich strömen kann·

Eine "bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist ein gemäss Pig. 1 derart hergestelltes Diffusionstrennorgan, dass an jede Seite des foraminösen Trennmaterials zwei Fadenschichten angrenzen, so dass sich das Trennmaterial zwischen vier Fadenschichten befindet.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung des bevorzugten Diffusionstrennorgans gemäss der Erfindung.

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Teiles der Vorrichtung gemäss Fig. ΐ und zeigt eine Trennmaterial-Speisevorrichtung und eine Trennmaterialführung.

Fig. 3 ist ein Aufriss und zeigt die Trennmaterialführung und das Rad der Fig. 1.

Fig. 3A ist eine vergrösserte Ansicht des Fadenführers der Fig. 3.

Fig. 4 ist ein Aufriss eines Teiles der Vorrichtung gemäss Fig. 1 und zeigt eine Harzauftragevorrichtung im einzelnen«

Fig. 5 ist eine perspektivische Teilansicht einer Trennmaterialführung und zeigt das Trennmaterial in umgefaltetem Zustand.

Fig. 6 ist eine perspektivische Teilansicht einer Aufwickelvorrichtung und zeigt ein Aufschlitzmesser zum Entfernen eines Teiles des Trennmaterials.

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Pig. 7 ist eine perspektivische Teilansicht einer Trennmaterialführung und zeigt ein meisselförmiges Ende.

Pig, 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer ähnlichen Vorrichtung, wie sie in Mg. 1 dargestellt ist, jedoch mit einer Anordnung zum Zuführen und Aufwickeln einer weiteren Schicht von Trennmaterial. · _?

Pig. 9 ist ein schematischer Teillängsschnitt durch ein Diffusionstrennorgan gemäss der Erfindung und zeigt ein foraminöses Rohr in der Mitte und einen massiven Harzpfropfen an einem Ende.

Fig. 10 ist ein Teillängsschnitt durch ein Trennorgan ähnlich der Pig. 9, jedoch mit je einem massiven Harzpfropfen an "beiden Enden.

Pig. 11 ist ein Längsschnitt ähnlich der Pig. 10, wo"bei jedoch die Hohlfaden an beiden Enden abgetrennt und an einem Ende durch einen massiven Harzpfropfen verschlossen sind.

Pig. 12 ist ein schematischer Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur selektiven osmotischen Trennung gemäss der Erfindung-

Pig. 15 ist ein schematischer längsschnitt durch eine ähnliche Vorrichtung, wie sie in Pig. 12 dargestellt ist, jedoch mit einer unterschiedlichen Strömungsrichtung.

Die bisher bekannten Diffusionstrennvorrichtungen erfordern im allgemeinen, dass Hohlfaden eng in einen Mantel gepackt sind, und dass eine Anordnung zur Zuführung einer Beschikkung, wie Brackwasser oder Salzwasser, in der Nähe eines Endes des Fadenbündels unter Druck vorgesehen ist. In diesem Palle diffundiert das Wasser schneller durch die Wandungen der Hohlfaden als die gelösten Verunreinigungen, und man erhält gereinigtes Wasser aus den offenen Enden der Päden, während die an Verunreinigungen angereicherte restliche lösung aus: den Vorrichtungen durch Auslassöffnungen abgezogen

wird.

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In solchen Vorrichtungen ist die ideale Beschickungsströmung derart, dass der grösstmögliche Kontakt zwischen der Beschickung und der Fadenoberfläche zustande kommt. In der Praxis herrschen jedoch "bei weitem nicht so ideale Bedingungen. Die Strömung der Beschickung neigt ständig dazu, die Fäden zu verlagern und etwas zu kompakten Bündeln zusammenzubündeln. Hierdurch wird die für die Beschickung zur Verfügung stehende Fadenoberflache stark vermindert, da die Bündel praktisch undurchdringbar sind, und das Ergebnis ist eine Abnahme im Wirkungsgrad der Diffusionsvorrichtung.

Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäss weitgehend bewältigt, indem man zwischen die Hohlfadenschichten eine oder mehrere Schichten eines foraminösen Trennmaterials einlegt, das die Hohlfaden sowohl voneinander trennt als auch in ihrer Lage stabilisiert, die Strömung der Beschickung aber nicht wesentlich behindert.

Die Hohlfaden

Für die Zwecke der Erfindung geeignete Hohlfäden sind unter den Arbeitsbedingungen bei einem angemessenen Durchfluss der Beschickung selbsttragend. Die Dicke der Fadenwandungen muss daher so gering sein, dass das Diffusionsprodukt durch die Wandungen hindurchströmen kann, und sie muss so gros=? sein, P dass das für selbsttragende Fäden charakteristische Verhältnis von Dicke zu Durchmesser erreicht wird. Im allgemeinen haben die Fäden Aussendurchmesser von etwa 10 bis 750 μ und vorzugsweise von 15 bis 300 μ. Ihre Wandstärke beträgt etwa 2 bis 250 μ und vorzugsweise 5 bis 90 μ. Es gilt die allgemeine Regel, dass Fäden mit kleineren Aussendurchmessern dünnere Wandungen haben sollen, so dass das Verhältnis der Querschnittsfläche des Laufinneren des Fadens zu der gesamten Querschnittsfläche innerhalb des äusseren Fadenumfanges zwischen etwa 0,12:1 und 0,75:1 liegt. Vorzugsweise liegt dieses Verhältnis zwischen etwa 0,18:1 und 0,45:1.

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Geeignete Hohlfadenmembranen können verschiedenartige Gebilde sein, die nach entsprechenden Methoden hergestellt worden sind und sich besonders für Trennverfahren eignen, wie es in der Technik bekannt ist. Sie können durch Schmelzspinnen gemäss der USA-Patentschrift 2 999 296 hergestellte Polymerisathohlfäden sein. Solche Hohlfaden können extrahiert oder anderweitig chemisch oder physikalisch behandelt werden, um ihre Membraneigenschaften zu verbessern, wie es in der USA-Patentschrift 3 423 49I und in der USA-Patentschrift 3 551 33I beschrieben ist. Andere für die Verwendung in den Trennorganen und -vorrichtungen gemäss der Erfindung besonders geeignete Hohlfadenmembranen werden durch Spinnen aus Lösung gemäss der USA-Patentschrift 3 567 632 hergestellt.

Die Zusammensetzung der Hohlfaden richtet sich weitgehend nach der Zusammensetzung des zu zerlegenden Fluids; zu den für die Hohlfaden in Betracht kommenden Werkstoffen gehören Polyäthylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyhexamethylenadipinsäureamid, Copolymerisate aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen, Celluloseacetat, Äthylcellulose, Polystyrol, Copolymerisate aus Butadien und Styrol, Celluloseester, Celluloseäther, Acrylnitril, PoIyvinylformale und -butyrale, Polyolefine, Polyurethane, Polyamide und dergleichen.

Die Fadenschichten brauchen, mindestens theoretisch, nur einlagig zu sein, wobei alle Fäden in einer gegebenen Schicht im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Bei einer solchen Struktur sind die Fäden so weit voneinander entfernt, dass das zu zerlegende Fluidgemisch zwischen ihnen hindurchströmen kann, sie sind aber nicht so weit voneinander entfernt, dass sich daraus eine unwirtschaftlich kleine Membranoberfläche je Volumeneinheit ergibt; andererseits dürfen sie auch nicht so dicht beieinander liegen, dass der wirksame Kontakt zwischen dem.Fluidgemisch und den Fadenoberflächen dar«

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unter leidet. Die Zwischenräume zwischen den Fäden haben daher in einer solchen Anordnung Breiten im Bereich von dem Bruchteil eines Mikrons "bis maximal zum Dreifachen des Durchmessers der einzelnen Fäden.

In der Praxis bestehen die Fadenschichten jedoch zweckmässig aus mehr als einer einzigen Lage. Sie enthalten daher Fäden, die sich zu einem gewissen Grade in gewissen Abständen längs der Fadenlänge, die im Vergleich zum Fadendurchmesser erheblich sind, mit anderen Fäden kreuzen und berühren, wodurch Kanäle gebildet werden, durch die das zu zerlegende Fluidgemisch strömen kann. So bestehen die Fadenschichten z.B. zweckmässig aus mehrfädigen Garnen, wie sie aus Mehrfadenspinndüsen ersponnen werden. Nach dem Hantieren sind solche Garne selten vollständig frei von Drall und Verflechtung, und daher befinden sich die Fäden in solchen Garnen in im wesentlichen, aber nicht vollständig paralleler Ausrichtung zueinander. Wenn die Garne unter Spannung aufgewickelt oder zusammengedrückt werden, neigen sie weniger zur Bildung von runden Anordnungen als zur Bildung von flachen Bändern, so dass die Fäden in aufgewickelten oder Seite an Seite abgelegten Garnen ebenfalls nur im wesentlichen, aber nicht vollständig parallel zueinander verlaufen.

In der Praxis können die Fadenschichten in den Diffucionstrennorganen gemäss der Erfindung Anordnungen von einfädigen bis etwa 25-fädigen Garnen in einander überlappender, aber im wesentlichen paralleler Ausrichtung sein. Die maximale praktische Dicke solcher Anordnungen in den Organen richtet sich nach der Biegsamkeit und anderen Eigenschaften der Fäden sowie nach ihrer Anordnung; denn diese Parameter bestimmen die Leichtigkeit, mit der die Fäden sich bei der Verwendung der Trennorgane beim Trennverfahren in unerwünschter Weise zusammenbündeln. Hohlfadenanordnungen von bis etwa 6,35 mm Dicke mit den typischen Eigenschaften von Textilfasern sind für die Praxis geeignet. Vorzugsweise bestehen die Fadenschichten in

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den Trennorganen gemäss der Erfindung aus mehrfädigen Garnen, die 50 "bis 250 Fäden enthalten, und deren effektive Dicke das etwa 5- bis 100-fache des Durchmessers der Fäden beträgt. Bei diesen bevorzugten Ausführungsformen verlaufen die fäden und Garne im wesentlichen parallel zueinander, und die Päden kreuzen und berühren einander nur in im Vergleich zum Fadendurchmesser erheblichen Abständen, während die kleinsten Abmessungen der Abstände zwischen den einzelnen Fäden vorwiegend im Bereich von wenigen μ bis maximal zum Dreifachen des Aussendurchmessers der einzelnen laden liegen.

Das foraminöse Material

Die Trennorgane gemäss der Erfindung weisen Trennsehiehten zwischen den Hohlfadenmembranschichten auf, Dieses foraminöse Trennmaterial behindert die Verlagerung und das Zusammenbündeln benachbarter Hohlfaden, indem es sie an der Berührung miteinander hindert und ihre Bewegungsfreiheit senkrecht zu ihrer Länge vermindert. Das foraminöse Material verursacht Reibung zwischen den Fäden und sich selbst und ist gegen Verzerrungen, wie Zerknittern und Zerreissen, widerstandsfähig. Vorzugsweise hat das foraminöse Material unebene Oberflächen, so dasB es nur einen kleinen Bruchteil der angrenzenden Fadenoberflächen berührt und dadurch die effektive Membranfläche nur unbedeutend vermindert. Ferner lässt sich dio Verlagerung und Zusammenbündelung der Fäden in einer gegebenen Fadenschicht, die die Fäden von dem Trennmaterial weiter entfernt, durch Zusammendrücken der Fadenschichten beschränken. Diese Kompression erfolgt durch das foraminöse Trennmaterial selbst und durch die daraus resultierende erhöhte Reibung zwischen den Fäden, die sich in der Schicht kreuzen.

Das foraminöse !Brennmaterial muss so dünn sein, dass es den Volumenbruchteil des Trennorgans, der für die Hohlfadenmembranen zur Verfügung steht, und dementsprechend die in einem gegebenen Volumen erzielbare Membranfläche nicht übermässig ver-

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Bindert. Die Dicke des Trennmaterials liegt im Bereich zwischen dem Durchmesser eines einzelnen Fadens "bis etwa 0,5 mm. Vorzugsweise beträgt die effektive Dicke etwa 0,05 Ms 0,5 mm. Solche dünnen foraminösen Stoffe sind zweckmässig auch biegsam und können sich den Formen der Hohlfadenschichten und dem Gefüge ihrer Oberflächen anpassen.

Das Trennmaterial muss foraminös sein, damit die Beschickung durch die Diffusionstrennorgane strömen kann. Die Durchlochungen, Poren oder sonstigen öffnungen, vermöge deren das Material foraminös ist, haben vorzugsweise im wesentlichen eine gleichmässige Grosse und sind über die Oberfläche des foraminösen Materials gleichmässig verteilt. Die Abstände zwischen diesen Öffnungen sind vorzugsweise so klein, dass der Kontakt zwischen benachbarten Fäden und den Oberflächen des foraminösen Materials die für das osmotiseha Trennverfahren zur Verfügung stehende Membranfläche nicht wesentlich vermindert. Bei derartigem Material bilden die öffnungen einen grossen Bruchteil der spezifischen Oberfläche, und die Oberfläche ist ihrer Uatür nach uneben.

Die Grosse der öffnungen in dem foraminösen Trennmaterial kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. Im allgemeinen sollen die öffnungen in einem Trennmaterial nicht kleiner sein als die Abstände zwischen den Faden in benachbarten Fadenschichten, damit das Trennmaterial nicht zum Filter wird und sich nicht durch irgendwelche feinteiligen Feststoffe verstopft, die etwa von dem zu zerlegenden Fluid mitgeführt werden. Andererseits sollen die öffnungen aber auch nicht so gross sein, dass sich die Fäden zu beiden Seiten des Trennmaterials zusammenbündeln können. So können die öffnungen in der effektiven Querabmessung, d.h. in der Abmessung parallel zur Axialrichtung der Hohlfäden, etwa 1 μ bis 6,35 mm betragen. Vorzugsweise liegt die grösste Querabmessung der Öffnungen unabhängig von ihrer Gestalt im Bereich von etwa 5 μ. bis 2,5 mm.

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Als foraminöses Material für die Trennorgane gemäss der Erfindung kann man jedes Material verwenden, das mit dem zu zerlegenden Pluidgemisch und mit den Werkstoffen, aus denen die Hohlfadenmembranen "bestehen, verträglich ist. Geeignete Stoffe sind z.B. metallische und nichtmetallische Stoffe, und die nichtmetallischen Stoffe können natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein. Synthetische Polymerisate werden wegen ihrer geringen Kosten und ihrer leichten Verarbeitbarkeit zu geeigneten Formen "bevorzugt.

Diese foraminösen Stoffe tonnen innerhalb der oben erläuterten Prinzipien jede beliebige Form haben. So können sie poröse biegsame Peststoffe, wie gesinterte Metalle oder poröse Kunststoffolien, durchlässige Faserstoffe, wie Papier, Tuch oder Vliesstoffe, durchlochte Folien usw. sein. Das Trennmaterial soll vorzugsweise eine erhebliche Zugfestigkeit in einer Richtung haben, um den Kräften, die bei der Herstellung der Diffusionsvorrichtung auf das Material ausgeübt werden, widerstehen zu können, es braucht jedoch senkrecht zu der ersten Richtung keine wesentliche Zugfestigkeit aufzuweisen. Das bevorzugte Material ist im allgemeinen bahnartig, nämlich ein biegsames Gebilde von im Vergleich zu seiner Dicke grosser Oberfläche, das aus Fase^relementen zusammengesetzt ist und die allgemeinen Eigenschaften von Tuch und Papier hat. Ein besondere bevorzugtes Trennmaterial ist das von Shealy und Mitarbeitern in "Textile Research Journal", Band 35 (1965), Seite 322-329, und Band 38 (1968), Seite 7-15, beschriebene "spinngebundene" Material .

Beispiele für geeignetes foraminöses Trennmaterial sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.

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	öffnungen	Flächen- ₂	Dicke,
Zusammensetzung und Aufbau	10 μ*	gewicht, g/m	mm
Spinngebundene Polyäthylenfolie	300 μ*	74,6	0,2
Spinngebundene Polypropylenfolie	20x20 je 25,4 mm,	84,8	0,25
Gewirkter Polyamidtüll	hexagonal	—	0,13
	9 x 9 je 25,4 mm,
Gewirkter Polyamidtüll	hexagonal	——	0,23
	27x27 je 25,4 mm,
Gewirkter Polyamidtüll	quadratisch	—	0,13
	32x32 je 25,4 mm
Gewebte Polyamidgaze		50,9	_-.
leichtes netzartiges	20x20 je 25t4 mm
Polyamidgewebe		33,9 .	■MMM
Überkreuz abgelegter
lockerer Polyamid-	10x10 je 25,4 mm
Vliesstoff	17	I^ —

* angenäherte maximale Porengrösse.

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Pfropfen

Das Diffusionstrennorgan gemäss der Erfindung weist ferner einen Harzpfropfen auf, durch, den die Enden der Hohlfadenmem-"branen hindurchreichen. Dieser Pfropfen kann z.B. hergestellt werden, indem man die aussersten Enden der Hohlfadenmembranen und gegebenenfalls des dazugehörigen foraminösen Trennmaterials in eine Form einbringt und diese mit einem härtenden Harz ausgiesst, wie es in den USA-Patentschriften 3 228 877 oder 3 339 341 beschrieben ist, oder indem man die abwechselnden Schichten aus Hohlfadeninembranen und foraminösem Material nach dem Verfahren der USA-Patentschriften 3 422 008 oder 3 342 729 tränkt. Ein geeignetes härtendes Harz, das eine gute lestigkeiiT ergibt, ist ein mit Butyiglycidyläther, einem modifizierten aliphatischen Aminaddukt und Triphenylphosph.it modifiziertes Epoxypolymerisat. !fach dem Erhärten des Harzes kann man den gegossenen Pfropfen erforderlichenfalls oben beschneiden, um die offenen Enden der Hohlfäden für das Ausströmen des durch die Membranen diffundierten Materials oder für den Eintritt des zu zerlegenden Fluidgemisches in die Hohlfäden freizulegen.

Gewerbliche Verwertbarkeit

Die Diffusionstrennorgane gemäss der Erfindung können zum Trennen der Bestandteile von Fluidgemischen verwendet werden, gleich ob es sieh dabei um flüssigkeiten, Dämpfe, Gase oder Gemische derselben handelt. In den Vorrichtungen können die bekannten Trennverfahren durchgeführt werden, wie z.B. die selektive Massendiffusion, Gasdiffusion, Molekulareffusion, Dialyse, Piezodialyse, Thermodialyse, Osmose, umgekehrte Osmose, Thermoosmose, Ultrafiltration und Hyperfiltration. Insbesondere eignen sich die Diffusionstrennorgane zum Entfernen der verschiedensten Stoffe aus flüssigen und wässrigen Gemischen. Typische Bestandteile, die sich mit diesen Hohlfadenmembran-Trennorganen aus wasserhaltigen flüssigen Gemischen

ORIGINAL INSPECTED

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abtrennen lassen, sind anorganische Salze mit Anionen, wie Sulfat-, Phosphat-, Fluor-, Brom-, Chlor-, Nitrat-, Ghromat-, Borat-, Carbonat-, Bicarbonat- oder Thiosulfationen und Kationen, wie Natrium-, Kalium-, Magnesium-, Calcium-, Eisen(II)-, Eisen(III)-, Mangan(II)- und Kupfer(II)-ionen, sowie organische Stoffe, wie Glucose, Phenole, sulfonierte Aromaten, Lignin, Alkohole und Farbstoffe. Besondere Anwendungsgebiete für diese Trennorgane sind die Reinigung von Salzwasser, Brackwasser und Abwasser, die Gewinnung von Mineralien aus Seewasser, die Wasserenthärtung, künstliche Nieren, sowie die Konzentrierung von Alkaloiden, Glucosiden, Seren, Hormonen, Vitaminen, Aminosäuren, Proteinen, metallorganischen Verbindungen, Zuckerlösungen, Milch, Kaffee- und Tee-Extrakten sowie vielen anderen Lösungen.

Herstellung

Die Diffusionstrennorgane gemäss der Erfindung können maschinell oder von Hand zusammengesetzt werden. Zum Beispiel kann man eine Schicht von Garnen aus endlosen Hohlfadenmembranen von Hand auf einem Tuch im wesentlichen parallel ausrichten und das Ganze mit einem anderen Tuch bedecken. Durch Herstellung eines Harzpfropfens und erforderlichenfalls Beschneiden der Hohlfadenmembranen, um sie für die Fluidströmung zu öffnen, wird der Zusammenbau des Trennorgans vervollständigt. Die Hohlfadenmembranen können z.B. in Form von abgeschnittenen Fadenlängen, haarnadelförmigen Bruchstücken, langgestreckten Schlingen oder zickzackförmig angeordneten Endlosfäden vorliegen. Man kann zwei Diffusionsorgane gleichzeitig zusammenbauen, indem man nach den in der USA-Patentschrift 3 349 341 beschriebenen Verfahren langgestreckte Bündel von endlosen Schlingen aus Hohlfadenmembranen herstellt, diese Bündel zwischen Tuchschichten im wesentlichen parallel zueinander ausbreitet, zwischen den Enden der langgestreckten Bündel nach dem Verfahren der USA-Patentschrift 3 422 008 einen Pfropfen

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herstellt und den Pfropfen durchschneidet, um die Fäden der zweiteiligen Bündelaggregate für die Fluidströmung zu öffnen.

Gemäss einer Abänderung der oben beschriebenen Verfahren kann man endlose Hohlfadenmembranen um ein flächenhaftes Trennmaterial herumwickeln, um einzelne Fadenschiehten auf beiden Seiten des Materials zu erhalten. Mehrere solche Aggregate können gekoppelt und mit einem Pfropfen versehen werden, um ein Diffusionstrennorgan herzustellen. Bei einem solchen Trennorgan können sich zwischen federn Paar von foraminösen Trennschichten mehrere Schichten von Hohlfadenmembranen befinden. Gesonderte EinzejLsehiehten bilden sich z.B., wenn man Fäden um das flächenhafte Trennmaterial in einem kleinen Spiralwinkel (5° oder weniger) so herumwickelt, dass die Fäden auf beiden Seiten des Trennnaterials mit einer gemeinsamen Richtung, z.B. einem Rand des Materials, um den die Fäden in einer Haarnadelwindung herumlaufen, etwas verschiedene Winkel bilden. Zwei solche Aggregate können so aufeinandergestapelt werden, dass die Fäden in den Oberflächen der beiden Schichten einander in einem kleinen Winkel schneiden und daher im wesentlichen, aber nicht vollständig parallel ausgerichtet sind. Man kann auch grössere Spiralwinkel anwenden} diese sind jedoch weniger wirksam. Eine" Torrichtung und ein Verfahren zum Zusammensetzen solcher Diffusionstrennorgane sind nachstehend im einzelnen besehrieben.

Die abwechselnden Schichten von Hohlfadenmembranen und foraminösem Trennmaterial der Diffusionstrennorgane gemäss der Erfindung können, auch anders als eben ausgebildet sein. Sie können z.B. in Vorrichtungen, die mit Leitungen zum Überleiten des zu zerlegenden Fluids über die Hohlfadenmembranen ausgestattet sind, geriffelt oder zylinderförmig ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausbildungsform sind die abwechselnden Schichten von Hohlfadenmembranen und Trennmaterial um einen mittigen Raum spiralförmig herumgewickelt, der einen Durchtrittskanal für die Einführung und den Ab₂Ug des zu zerlegen-

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den Fluids darstellt und die radiale Strömung dieses Fluids durch den spiralförmig aufgewickelten Körper ermöglicht.

Diese und andere Ausführungsformen der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert. Bei einer besonders bevorzugten Ausbildungsform sind die abwechselnden Schichten von Hohlfadenmembranen und Trennmaterial spiralförmig um ein mittiges foraminöses Rohr herumgewickelt, welches die inneren Schichten der spiralförmigen Umwicklung trägt. Ein solches Aggregat mit dem zugehörigen Pfropfen in einem Srennorgan gemäss der Erfindung ist schematisch im Längsschnitt in Fig. 9 dargestellt. Hier .enxhälT der gehärtete Pfropfen 19 aufeinanderfolgende 'Schichten von Hohlfadenmembranen 14, den Rand des spiralförmig aufgewickelten flächenhaften Trennmaterials 31 und das foraminöse hohle Rohr 18. Bei dieser Ausführungsform ist ein Teil des Harzpfropfens zylinderförmig ausgebohrt,-das obere Ende des Rohres 18 ist durch einen Stopfen 50 verschlossen, und die zylinderförmige Bohrung ist mit frischem Harz 19a ausgegossen, um ein Ende des Rohres zu verschliessen. Das andere Ende des Rohres 18 ist mit einer undurchlässigen rohrförmigen Leitung 51 verbunden, durch die das zu zerlegende Fluidgemisch in jdas foraminöse Rohr 18 eingeleitet werden kann, oder aus der Fluid abgezogen werden kann. Bei dieser Ausführungsform bilden die anderen Sei+en der Fäden 14 haarnadelförmige Biegungen 52, die um den umgefalteten Rand des Trennmaterials 31 herum und dann durch den an der gegenüberliegenden Seite des Trennmaterials 31 gebildeten Ringraum hindurchlaufen und sich durch den gehärteten Harzpfropfen 19 hindurch erstrecken, aus dem sie herausragen, so dass das Innere beider Enden der Hohlfadenmembranen für die Fluidströmung offen ist.

Fig. 10 und 11 zeigen schematisch im Längsschnitt Teile der Diffusionstrennorgane gemäss der Erfindung, bei denen abwechselnde Schichten von Hohlfadenmembranen und flächenhaftem Trennmaterial spiralförmig um ein mittiges foraminöses Rohr herumgewickelt sind. Das mittige Rohr in einem solchen Organ

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hat einen wesentlich grösseren Durchmesser als die Hohlfaden; der Durchmesser kann in Aggregaten von etwa 5 "bis 10 cm Durchmesser z.B. ungefähr 6,35 mm bis 25 mm betragen, oder er kann in grösseren Aggregaten entsprechend grosser sein. Die löcher sind über denjenigen Teil des Rohres, der sich in der spiralförmigen Umwicklung befindet, gleichmässig verteilt, um eine gleichmässige Strömung des Fluids in sämtlichen Teilen des Aggregats zu begünstigen. Die Löcher können so klein und so zahlreich sein, dass das Rohr der Flüssigkeitsströmung einen höheren Widerstand entgegensetzt als seine Umgebung, so dass das Rohr, wenn die Strömung aus dem Trennorgan zum Rohr hin gerichtet ist, bestrebt ist, die Strömung durch alle äquivalenten Teile des Aggregats auszugleichen. Das foraminöse Rohr kann aus jedem ¥erkstoff gefertigt sein, der gegen das zu zerlegende Fluid beständig ist, wie z.B. aus inertem Kunststoff, mit Harz verstärkten Glasfasern, Keramik oder Metall. In Diffusionstrennvorrichtungen für wässrige Flüssigkeiten wird als Werkstoff für solche foraminösen Rohre poröses Niederdruck-Polyäthylen, dessen Poren effektive Durchmesser von 5 bis 100 μι haben, besonders bevorzugt.

In Fig. 10 "stimmt der Pfropfen am oberen Ende mit demjenigen der Fig. 9 überein. Am unteren Ende sind jedoch sowohl die umgebogenen Fadenenden 52 als auch die gefalteten Ränder des foraminösen Trennmaterials 31 in ein Harz eingegossen, um dem Ganzen eine etwas grössere Stabilität zu verleihen. Hier ist die untere Seite des Harzes nicht spanabhebend abgetragen, und die Fäden sind hier nicht zerschnitten und liegen nicht frei. In Fig. 11 ist das untere Ende wiederum eingegossen; jedoch sind hier die Fäden 14 vor dem Einkapseln in das Harz abgeschnitten. Daher sind die Enden der Fäden direkt in das Harz eingebettet, und das hohle Innere der Fäden ist dadurch verschlossen.

Alle oben beschriebenen Ausführungsformen des spiralförmig aufgewickelten Diffusionstrennorgans eignen sich für die sche-

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matiseh in Fig. 12 dargestellte Diffusionstrennvorrichtung gemäss der Erfindung, die einen Mantel 53, gewöhnlich in Form eines Rohres, aufweist, der an seinen beiden Enden durch die Köpfe 53a "bzw. 531» verschlossen ist. Die Köpfe können in üblicher Weise an dem Kanter 53 befestigt sein, z.B. durch Anschweissen, durch Schnappringe (wie dargestellt) oder durch Verbolzen, und die Abdichtung erfolgt mit Hilfe flacher Diehtungsringe oder elastischer Packungsringe mit rundem Querschnitt. Der spiralförmig aufgewickelte Körper ist in den Mantel 53 so eingesetzt, dass sich eine Abdichtung, wie ein Packungsring 58, zwischen dem gehärteten Harz 19 und dem. Manfc tel 53* befindet. Die undurchlässige Leitung 51 führt durch eine Öffnung in dem Kopf 53a hindurch und ist in diesem abgedichtet. Eine Öffnung 57 in dem Mantel 53 dient zur Zuführung der Beschickung, während der ausgeschiedene Teil des Trenngutes aus der leitung 51 abströmt. Das Diffusionsprodukt strömt durch das Innere der Hohlfäden 14 in den Sammelraum 55, wo es sich sammelt, und aus dem es durch die Öffnung 56 austritt. Bei dieser Ausführungsform wird die Beschickung durch die Öffnung 57 zugeführt und strömt radial nach innen durch die aufeinanderfolgenden Schichten des spiralförmig aufgewickelten Trennmaterials 31 zwischen den im allgemeinen parallel verlaufenden fäden 14 hindurch.

W Die umgekehrte Strömungsrichtung, d.h. radial nach aussen, erreicht man mit der in Pig. 13 dargestellten Ausführungsform, die baulich mit der in Fig. 12 gezeigten Ausführungsform übereinstimmt. In Fig. 13 wird jedoch die Beschickung durch Leitung 51 zugeführt, strömt radial von dem hohlen foraminösen Rohr 18 nach aussen zwischen den Fäden durch das Trennmaterial hindurch und tritt aus dem Gefäss-durch die Öffnung 57 aus. Das Diffusionsprodukt strömt, wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, durch das Innere der Fäden in den Sammelräum 55 und wird aus der Öffnung 56 abgezogen.

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Der Mantel dieser Vorrichtungen kann jede "beliebige Querschnittsform haben und aus jedem .beliebigen verträglichen Werkstoff von ausreichender Festigkeit gefertigt sein. Zylinderförmige Metallgehäuse, z.B. Stahlrohre, sind zufriedenstellend, da sie sich leicht herstellen und zusammensetzen lassen· Die Grosse des rohrförmigen Mantels kann im Durchmesser von weniger als 2,5 cm bis zu einem Vielfachen dieses Betrages, wie 25 oder 35 cm, und in der länge von etwa 30 cm bis zu einem Vielfachen davon, z.B. 3 bis 4 m, variieren.

Die Verfahren, nach denen die Diffusionstrennorgane gemäss der Erfindung hergestellt werden können, werden an Hand der Zeichnungen erläutert, in denen Mg. 1 eine Vorrichtung zur Herstellung bevorzugter Diffusionsvorrichtungen gemäss der Erfindung zeigt. So zeigt Pig. 1 einen Rahmen 10, eine Trennmaterial-Speisevorrichtung 1t, ein Rad 12 mit Garnkörpern 13 von Hohlfaden 14, eine Antriebswalze 15, eine Harzauftragevorriehtung 16 und eine teilweise fertiggestellte Diffusionsvorriehtung 35, die alle nachstehend im einzelnen beschrieben werden.

Der Maschinenrahmen 10 trägt die ganze Vorrichtung auf einer waagerechten Oberfläche, und quer dazu verläuft eine Schiene 20, die die beiden Ständer 21 trägt, die ihrerseits eine andere horizontale Schiene 22 tragen und mit dieser und der Schiene 20 einen offenen Rahmen 27 bilden, der das Rad 12 umgibt. Das Rad 12 läuft auf den beiden geflanschten Rollen 23, die in Lagern gelagert sind, welche auf der Schiene 20 befestigt sind, wie es in lig. .1 und 3 dargestellt ist. Eine ähnliche Rolle 24 ist an der Unterseite der Schiene 22 befestigt und liegt an der Oberseite des Rades 12 an. Eine der beiden unteren Rollen 23 wird über eine Kette 25 von einem Motor 26 kraftschlüssig angetrieben, dessen Geschwindigkeit auf nicht dargestellte Weise geändert werden kann, so dass das Rad 12 mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden kann.

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Rechts von dem Rahmen 27 und dem Rad 12 befindet sich die Trennmaterial-Speisevorrichtung 1.1, zu der die beiden Ständer 28 gehören, die eine drehbare Welle 29 tragen, auf der die oben beschriebene, spiralförmig aufgewickelte Rolle 30 aus Trennmaterial gelagert ist. Wenn die Rolle 3Q in der Darstellung der Fig. 1 im Uhrzeigersinne umläuft, gibt sie Trennmaterial 31 waagerecht in einer Ebene aus, die durch den Rotationsmittelpunkt des Rades 12 läuft. Die Drehung der Rolle 30 wird durch das um sie herumgewickelte Gewebeband 61 gebremst, das sich im wesentlichen über die ganze Breite der Rolle erstreckt. Ein Ende des Bandes 61 ist an der Oberseite der Schiene 33a befestigt, und das andere, herabhängende Ende trägt ein Gewicht 60 (vgl. Fig. 2). Das Trennmaterial wird durch die ortsfesten Freiträger 32a und 32b geführt, die am besten in Fig. 2 zu erkennen sind. Diese werden von den horizontalen Schienen 33a und 33b getragen, welche an ihren Enden an den Ständern 28 etwas oberhalb bzw. etwas unterhalb der waagerecht verlaufenden Trennmaterialbahn 31 befestigt sind und auf diese Weise die Freiträger 32a und 32b über bzw. unter der Bahn des Trennmaterials halten. Die beiden Freiträger sind, wie Fig. 3 zeigt, mit diagonal verlaufenden Streben 34 versehen, damit sie nicht horizontal zur Mitte der Trennmaterialbahn hin gezogen werden können. Die Freiträger 32a und 32b erstrecken sich vollständig durch die Mittelöffnung des Rades 12 hindurch und sind an ihren freien Enden, wie Fig. 7 zeigt, meisselförmig ausgebildet. Diese Enden liegen dicht neben der äusseren Oberfläche der Antriebswalze 15. Zwischen den Freiträgem 32 befindet sich ein waagerechter, ebener Tisch 62, der am besten in Fig. 3 zu erkennen ist und den mittleren Teil der Trennmaterialbahn 31 trägt. Die Antriebswalze 15 ist in den auf dem Maschinenrahmen 10 stehenden Ständern 36 in nicht dargestellten Lagern gelagert. Diese Ständer tragen auch die beiden Schwingarme 37 auf Drehzapfen 38, und die Schwingarme ihrerseits tragen eine drehbare Welle in Form eines foraminösen hohlen Rohres 18 und einen Antrieb, bestehend aus einem

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Motor 63, Riemenscheiben 64 und Treibriemen 65, wobei der spiralförmig aufgewickelte Körper 35. auf dem Rohr t8 hergestellt wird. Die Antriebswalze 15 wird mittels einer Kette 39 und eines Regelmotors 40 kraftschlüssig angetrieben.

Das Trennmaterial 31 hat in Querrichtung eine Breite, die um einige Zentimeter grosser ist als der Aussenabstand der Freiträger 32 voneinander·. Wenn die Trennmaterialbahn 31 von der Rolle 30 abläuft, legen sich ihre beiden Ränder etwa 180° um den äusseren Umfang der Freiträger 32 herum, wie am besten aus Fig. 3 zu erkennen ist; der Zweck dieser Anordnung wird nachstehend beschrieben.

Auf der Vorderseite des Rades 12 befinden sich Garnkörper 13 aus Hohlfäden 14, die durch herkömmliches Spinnen gemäss der USA-Patentschrift 3 442 002 hergestellt worden sind. Die Kerne der Garnkörper sind vorzugsweise nicht-drehbar in Büchsen 67 mit offenen Enden auf nicht dargestellten Stiften oder Klemmen gelagert, die von dem Rad 12 getragen werden. Heben einem jeden Garnkörper 13 steht auf der Vorderfläche des Rades ein Stab 41, der einen von den Enden der Garnkörper auf Abstand stehenden Garnführer 42 trägt, so dass die Fäden 14 beim Anlegen von Spannung vom Ende des Garnkörpers abgezogen werden können. Je nach der gewünschten Ablegegeschwindigkeit der Fäden kann man mit einem einzelnen Garnkörper 13 oder sit mehreren Garnkörpern arbeiten. An jedem Stab 41 befindet sich eine magnetische Hysterisisbremse 66, die eine zuvor bestimmte Spannung auf die Fäden ausübt, wenn diese auf der Bremse 66 um die Scheibe 66a herum vorrücken. Ortsfeste Fadenführer 70 aus rundem Draht sind an den Freiträgern 32 angebracht (vgl. Fig. 1, 3 u. 4). Wie Fig. 3 und der vergrösserte Querschnitt der Fig. 3A zeigen, ist der Fuss des Fadenführers 70 an der Innenfläche des betreffenden Freiträgers 32 im Abstand von dem Rand der Trennmaterialbahn 31 befestigt. Der Rest des Fadenführers beschreibt über 270° hinweg einen Kreisbogen um den Freiträger 32 und verläuft dann zunächst nach innen und sodann

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geradlinig nach oben, wobei er, wie Fig. 4 zeigt, in einem Winkel von 30° mit der Senkrechten nach rückwärts, d.h. zur Holle 30 hin, geneigt ist. Der linke Hand desjenigen Teiles des Fadenführers 70, der den Kreisbogen um den Freiträger 32 beschreibt, befindet sich etwas links von der Ebene 71, die von den Fäden 14 bestrichen wird, wenn sie die Scheibe 66a und die Bremse 66 verlassen. Auf diese Weise kann der Fadenführer 70 die Fäden in eine bekannte Stellung auf den Freiträgern 32 und der Trennmaterialbahn 31 kämmen.

Zwischen dem linken Teil der Ständer 36 verläuft quer eine waagerechte Schiene 43, die eine Harzauftragevorrichtung 16 trägt, welche aus den auf Drehzapfen gelagerten Schwingarmen 44 mit einer kurzen, z.B. 5 bis 10 cm langen Walze 45 und einer Rakel 46 besteht (vgl. Fig. 4). Der untere Rand der Rakel steht auf Abstand von dem Umfang der Walze 45, und die Rakel 46 bildet zusammen mit der Walze eine V-förmige Rinne? in der sich ein Vorrat von zähflüssigem Klebstoff 47, wie von ungehärtetem Epoxyharz, befindet. Die Walze ruht anfänglich auf dem blanken Rohr 18 und später auf der Oberfläche des spiralförmig aufgewickelten Körpers, der durch das Rohr in Umdrehung versetzt wirdj auf diese Weise ist die Walze imstande, eine "dosierte" Menge Klebstoff 47 entgegen dem Uhrzeigersinn rings um ihren Umfang herum mit sich zu führen und ihn auf die darunterliegende Wicklung 35 aufzutragen.

Zu Anfang wird die Bahn 31 aus Trennmaterial von Hand in ebener Form von der Rolle 30 abgezogen und zwischen den Schienen 33 hindurch, durch das Innere des Rades 12 über den Tisch 62 hinweg an den Führungsfrei trägern 32 vorbeigezogen, wo die beiden Ränder der Bahn um je einen der Führungsfreiträger teilweise, aber um nicht weniger als je 180°, umgelegt werden, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Trennmaterialbahn wird von Hand zu dem Rohr 18 hin vorgezogen, faltet sich beim Verlassen der meisselförmigen Enden der Führungsfreiträger 32 in sich selbst zurück, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, und wirdi

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durch das Gewicht des Rohres 18 in der umgefalteten Stellung festgehalten, weil sie zwischen dem Rohr 18 und der Antriebswalze 15 eingeklemmt wird. Der Yorderrand der umgefalteten Trennmaterialbahn wird um etwas mehr als eine volle Umdrehung um das Rohr 18 gewickelt, so dass er eingeklemmt und an dem Rohr befestigt wird. Die Trennmaterialbahn wird durch das Gewicht 60 und das Band 61 in der Maschinenrichtung gespannt gehalten. Wenn eine doppelte Materialdicke unerwünscht ist, kann gemäss einer anderen Ausführungsform die Trennmaterialbahn 31, wie oben beschrieben, in sich selbst zurückgefaltet, aber ausserdem noch fortlaufend an der umgefalteten Stelle von einem ortsfesten kreisförmigen Messer 48 aufgeschlitzt werden, das mit seiner Schneidkante sehr dicht an dem Spalt zwischen dem Rohr 1Ö oder dem spiralförmig aufgewickelten Körper und der Oberfläche der Antriebswalze 15 gelegen ist. Ein weiterer Vorteil dieser Arbeitsweise ist der, dass der am Rand der Trennmaterialbahn 31 befindliche und von der Auftragevorrichtung 16 aufgetragene Klebstoff leicht durch das !Brennmaterial hindurchdringen und auf die Antriebswalzen gelangen kann. Wenn sich aber an dieser Stelle unter der Trennmaterialbahn 31 ein Saum 49 befindet, wird der hindurchdringende Klebstoff von dem Saum aufgenommen und dann verworfen, wie in Fig. 6 dargestellt, indem der Saum 49 durch ein nicht dargestelltes Ziehorgan axial von der Antriebswalze fortgezogen wird. Das Messer 48 kann auf nicht dargestellte Weise drehbar auf einer im wesentlichen senkrechten Achse gelagert sein.

Die Fäden 14 werden abgelegt, indem man ihre Vorderenden an der Trennmaterialbahn, z.B. mit Klebstoff, befestigt und dann das Rad 12 in Umdrehung versetzt und dadurch die Fäden von den Garnkörpern 15 um die Scheiben der Bremsen 66 herum abzieht. Die Fäden werden quer über die Trennmaterialbahn 31 hinweg auf einem ungefähr spiralförmigen Weg abgelegt, da die Trennmaterialbahn dabei durch die Antriebswalzen 15, unterstützt durch

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den Motor 63, mit konstanter Geschwindigkeit vorwärts gefördert wird. Je nach den nach Wunsch gewählten relativen Geschwindigkeiten des Rades 1.2: und der Trennmaterialbahn 31 können die Fäden Seite an Seite oder in Abständen voneinander oder sogar einander überlappend abgelegt werden.

Die Fäden laufen um den umgebogenen Rand der Trennmaterialbahn herum, der die Freiträger 32 in einem Kreisbogen von 180° umfasst, und sind daher praktisch ausser Berührung mit den Freiträgern, woraus folgt, dass ein Gleiten der Fäden in Längsrichtung der Freiträger 32 und eine dadurch bedingte Beschädigung vollständig vermieden wird. Da die Trennmaterial-} bahn 31 in Form eines "S" um die Freiträger 32 umgelegt ist (Fig. 3)» und da die Fäden infolge der Wirkung der Bremsen 66 unter einer geringen Spannung in der Richtung stehen, in die die beiden Enden des "S" weisen, werden die beiden Ränder der Trennmaterialbahn im Uhrzeigersinne um die zugehörigen Freiträger 32 herumgezogen, so dass die Bahn 31 zwischen den Freiträgern in Querrichtung gespannt gehalten wird und infolgedessen in ebener Lage bleibt.

Die Fäden 14 werden daher auf der Oberseite und auf der Unterseite der Trennmaterialbahn 31 abgelegt, die dabei als eine Art Förderband wirkt; die Fäden und die Trennmaterialbahn rücken dann in den Spalt zwischen dem hohlen foraminösen Rohr W 18 oder dem auf dieses Rohr spiralförmig aufgewickelten Körper und dem Umfang der Antriebswalze 15 vor, wo sie eingefangen werden und dann aufeinanderfolgende Schichten des spiralförmigen Wickelkörpers bilden und an einer oder mehreren Stellen durch das von der Auftragevorrichtung 16 zugeführte Harz befestigt oder eingekapselt werden. Das Harz wird nur auf einer begrenzten Länge, z.B. 5 bis 10 cm, und mit solcher Geschwindigkeit zugeführt, dass es auf dieser Länge vollständig in die Zwischenräume zwischen den Fäden 14 eindringt und diese ausfüllt. Ebenso werden die Zwischenräume zwischen den Fäden und dem Trennmaterial 31 sowie die Öffnungen in dem

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letzteren ausgefüllt, so dass ein "massives" Gebilde entsteht, wenn das Harz ausgehärtet wird, mit Ausnahme des Raumes im Inneren der Hohlfäden, in den das Harz natürlich nicht eindringt.

Wenn der Wickelkörper die gewünschte Grosse erreicht, wird er von der Vorrichtung abgenommen, worauf man das Harz erhärten lässt. Sodann werden der spiralförmige Wickelkörper, das Harz und alle mit Harz ausgegossenen Teile derart spanabhebend bearbeitet, dass die Fäden zerschnitten werden und ihr hohles Inneres freigelegt wird, so dass man ein Rohr mit einem Pfropfen erhält, wie es in Fig. 9 dargestellt ist.

Die Fäden 14 werden durch das umlaufende Rad 12 quer über die Trennmaterialbahn 31 hinweg abgelegt. Da die Bahn aber vorrückt, erfolgt die Ablage der Fäden nicht genau in einem Winkel von 90°, sondern in einem Winkel, dessen Grosse von dem Verhältnis der Fördergeschwindigkeit der Trennmaterialbahn zur Umlaufgeschwindigkeit des Rades abhängt. Wenn die Fördergeschwindigkeit der Bahn konstant ist, wird der in Fig. 1 dargestellte Winkel ¹¹A" mit abnehmender Umdrehungsgeschwindigkeit des Rades kleiner, wodurch die Fäden auf der Ober- und Unterseite der Trennmaterialbahn 31 in ihren Ablegerichtungen einen kleinen Winkel von beispielsweise 2 bis 5° oder mehr miteinander bilden. Dies hat zur Folge, dass die Fäden in benachbarten Schichten des Wickelkörpers 35 sich in etwa dem gleichen Winkel schneiden. Dies ist zwar nicht von überragender Bedeutung, die Fadenkreuzungsstellen können aber die Fäden beschädigen, besonders wenn ein fest gewickelter Körper 35 hergestellt werden soll. Dies lässt sich durch Verwendung der Vorrichtung gemäss Fig. 8 vermeiden, bei der eine zusätzliche Trennmaterialbahn 31a in der Nähe der Antriebswalze zugeführt wird, um die leerlauf- oder Führungswalze 59 herum unter die Trennmaterialbahn 31 und die untere Fadenlage läuft und dann in den Spalt zwischen der Antriebswalze 15 und der unteren Fadenlage mitgenommen wird. In dem so entstehenden spiralförmigen Wickelkör-

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per 35 liegt die zweite Trennmaterialbahn 31a zwischen den nacheinander aufgewickelten Schichten von öfteren und unteren Fäden, so dass sie diese Schichten voneinander trennt. Die Verwendung einer zusätzlichen Trennmateriarbahn 31a dient auch zum Abstützen der unteren Fadenlage bei deren Annäherung an den Walzenspalt beim Aufwickeln für den Fall, dass die Fäden zum Durchhängen neigen, oder dass der umgefaltete Hand der Trennmaterialbahn 31 und die Fäden 14, wie in Fig. 6 dargestellt, aufgeschlitzt werden.

Wenn die Fäden mit einer anderen Geschwindigkeit abgelegt werden sollen, ohne Garnkörper 13 von dem Bad 12 abzunehmen oder auf das Rad 12 aufzusetzen, lässt sich die Ablegege-" schwindigkeit einfach dadurch ändern, dass man bei konstanter Fördergeschwindigkeit des Trennmaterials die Umlaufgeschwindigkeit des Rades ändert. Wenn z.B. die Aufgabe gestellt ist, dass die Fadendichte im äusseren Teil des Wickelkörpers 35 höher ist, braucht man nur bei der Herstellung des Wickelkörpers die Umlaufgeschwindigkeit des Rades zu erhöhen.

Gegebenenfalls kann an der Schiene 22 oder an einer sonstigen geeigneten Stelle ein Umdrehungszähler 68 angebracht sein, der von einem Nocken 69 des Rades 12 betätigt wird. So kann man die Gesamtzahl der Umdrehungen des Rades 12 als MaS für die Gesamtzahl der in eine gegebene Diffusionsvorrichtung e±ngebrachten Fäden ablesen. Zweckmässig kann der Zähler so ausgebildet sein, dass er sich von Hand in die !Nullstellung zurückstellen lässt.

Beispiel 1

Bin Diffus ions tr ennorgan wird unter Verwendung eines 76 cm breiten, spinngebundenen Polypropylen-Vliesstoffs mit einem Flächengewicht von 84,8 g/m und einer Dicke von 0,25 mm ("Style 3250 Typar") als foraminöses Trennmaterial hergestellt, wobei als Membranen Hohlfaden aus einem aromatischen Polyamid

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verwendet werden, das StJfonsäuregruppen enthält und nach der USA-Patentschrift 3 567 632 hergestellt worden ist. Die Fäden liegen in Form von 150-fädigen Garnen von 3000 den vor. Man arbeitet 10 Minuten mit der Vorrichtung gemäss Fig. 1 bei einer Trennmaterialbahngeschwindigkeit von 30,5 cm/min, wobei die Hohlfadengarne von 12 Spulen bei einer Umlaufgeschwindigkeit des Rades von 18 U/rain um die Trennmaterialbahn herumgewickelt werden. Die so bewickelte Bahn wird kontinuierlich unmittelbar auf ein 81,3 cm langes poröses Polyäthylenrohr (ⁿPor-X^M der Porex Materials Corp.) mit einer lichten Weite von 10 mm und einem Aussendurchmesser von 25,4 mm aufgewickelt, welches gleichmässig von Poren mit Durchmessern von etwa 10 u durchsetzt ist. Das poröse Rohr wird an einem Ende des aufgewickelten Körpers abgeschnitten und an diesem Ende mit einem Stopfen verschlossen. Um dieses Ende des Wickelkörpers wird ein Haltekragen herumgelegt, und das Ende wird in ein zähflüssiges Epoxyharz eingekapselt. Nach dem Aushärten des Harzes wird das Rohr am anderen Ende innerhalb des Wickelkörpers abgeschnitten. An dieses abgeschnittene Ende wird ein unporöses Polyäthylenrohr angeschlossen, und dieses Ende wird dann in ähnlicher Weise in ein Epoxyharz eingekapselt. Das mit dem Stopfen verschlossene eingekapselte Ende des Rohres wird durch das Trennmaterial hindurch durchschnitten, um die Enden der Hohlfadenmembranen für die Flüssigkeitsströmung zu öffnen. Das so erhaltene Trennorgan hat einen Aussendurchmesser von 9*9 cm, enthält 600 000 Fäden mit einer effektiven Länge von ie etwa 63,5 cm und weist eine

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gesamte Membranfläche von 120 m auf. Wenn dieses Trennorgan in einen Mantel gemäss Fig. 12 eingebaut wird, ist es imstande, unter Hyperfiltrationsbedingungen Brackwasser für einen erheblich längeren Zeitraum wirksam zu entsalzen als ein ähnliches Diffusionsorgan ohne die Schichten aus foraminösem Trennmaterial.

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Beispiel 2

Zwei weitere Diffusionsvorrichtungen werden folgendermassen zusammengesetzt: Zwei 76 cm "breite und 3,55 m lange Stücke aus Polyamidtüll mit 20 hexagonalen Öffnungen je 25,4 mm, hergestellt aus Fäden von 0,13 mm Dicke-, werden parallel auf dem Boden in einem 'Abstand von 25,4 cm voneinander ausgelegt, Tier parallele Garne der in Beispiel 1 beschriebenen Art werden in 25 Windungen auf eine Stranghaspel gemäss der USA-Patentschrift 3 339 341 aufgewickelt. Auf eine Stelle des Stranges wird ein Epoxyharz aufgebracht. Der Strang wird von der Haspel abgenommen und so gestreckt, dass er ein über 178 cm langes Bündel bildet, wobei sich das Epoxyharz etwa in der Mitte des Bündels befindet. Das Bündel wird derart quer über die beiden Tüllstücke gelegt, dass sich das Epoxyharz in dem Baum zwischen den beiden Stoffstüeken befindet und das Bündel im wesentlichen senkrecht zu den Rändern der Stoffstücke verläuft. Die Garne des Bündels werden gleichmässig auf den Tülltüchern so ausgebreitet, dass sie in 1 bis 3 Garne dicken Schichten im wesentlichen parallel liegen. Ferner werden ungefähr 100 Bündel von Hohlfasern ebenfalls hergestellt und auf den Tülltüchern so ausgebreitet, dass sie praktisch die ganze Fläche bedecken.

Zwei poröse Polyäthylenrohre, ähnlich dem in Beispiel 1 beschriebenen Rohr, die an einem Ende mit je einem Stopfen verschlossen sind, werden mit fünf Tuchlagen bewickelt. Dann werden die beiden Tücher und die zugehörigen Hohlfäden auf die mit Tuch bedeckten Polyäthylenrohre aufgewickelt, wobei die durch Stopfen verschlossenen Enden der Rohre zu den das Epoxyharz aufweisenden Teilen der Fäden hin gerichtet sind, sich aber nicht innerhalb dieser Teile befinden, und derart, dass die Hohlfäden im wesentlichen parallel zu den mittigen Rohren verlaufen. Der so erhaltene spiralförmige Wickelkörper hat einen Durchmesser von 10 cm. Die Hohlfadenmembranen werden in dem mit Epoxyharz beschichteten Bereich durchgeschnitten,

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so dass das Aggregat in zwei im wesentlichen gleiche Teile getrennt wird· Um die mit Epoxyharz "beschichteten Enden der Hohlfadenbündel werden Haltekragen herumgelegt, die offenen Enden der Fäden werden mit weiterem Epoxyharz beschichtet, und das Harz wird gehärtet. Die anderen Enden der Bündel und ein Teil der offenen Enden des porösen Polyäthylen-Verteilerrohres werden abgeschnitten. In das Verteilerrohr wird unporöses Polyäthylenrohr eingesetzt, und Haltekragen werden so um die Hohlfäden und das unporöse Rohr herumgelegt, dass- die Ränder

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des aufgerollten Tuches sich innerhalb der Haltekragen befinden. Ein zähflüssiges Epoxyharz wird auf die Enden der Fäden aufgebracht und erhärten gelassen. Das Epoxyharz an dem Ende eines jeden Aggregats, in dem sich das durch Stopfen verschlossene Ende des porösen Rohres befindet, wird zerschnitten, um die Enden der Hohlfäden für die Flüssigkeitsströmung zu öffnen. Jedes der so erhaltenen Diffusionstrennorgane enthält 740 000 Hohlfadenmembranen mit einer effektiven Fläche von 128 m².

Diese Organe werden zwischen den Epoxyharzpfropfen mit einem porösen Kunststoffnetz umwickelt und zu Diffusionsvorriehtungen der in Fig. 12 dargestellten Art zusammengesetzt. Bei Hyperfiltrationsversuchen, die mit einer dieser Vorrichtungen durchgeführt werden, wird eine wässrige Salzlösung, die 1500 ppm natriumchlorid enthält, bei einem Beschickungsdruck von 28 kg/cm in den Mantel eingeleitet. Man erhält in einer

Ausbeute von 50 <£ 6 1 Wasser je Minute (68,85 l/m /Tag), dessen Natriumchloridkonzentration nur 8,7 fi derjenigen des Speisewassers beträgt, wobei sich ein Druckabfall von

0,5 kg/cm zwischen dem Mantel und dem hohlen foraminösen Rohr einstellt. Sodann wird die gleiche Diffusionsvorrichtung mit natürlichem Brackwasser gespeist, das 1750 ppm gelöste Feststoffe, hauptsächlich in Form von Calcium-, Magnesium- und Natriumchlorid, -phosphat und -bicarbonat enthält. Während einer Betriebsdauer von mehr als 1400 Stunden bei einem Beschik-

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kungsdruck von 4-2 kg/cm beträgt die Ausbeute an diffundiertem Wasser 75 #» und die Salzkonzentration dieses Wassers beträgt nur etwa 8 ?S derjenigen des Speisewassers. Das Diffusionsprodukt fällt mit einer Geschwindigkeit an, die allmählich von 6,8 auf 4,5 l/min absinkt. In diesem Zeitraum bleibt der Druckunterschied zwischen dem Einlass des Mantels und dem Auslass d<
stant.

lass des foraminösen Rohres im wesentlichen bei 1 kg/cm kon-

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Claims

Patentansprüche

eine Vielzahl von Polymerisathohlfäden (14) in Form mindestens zweier gesonderter dünner Schichten, wobei die Hohlfaden in einer gegebenen Schicht im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und jeder Faden einen Aussendurchmesser zwischen etwa 10 und 750 μ, eine Wandstärke zwischen etwa 2 und 90 μ und ein offenes Ende aufweist,

ein die Fadenschichten voneinander trennendes dünnes f oraminöses Material (31) lind

einen Harzpfropfen (19) von im Vergleich zur Länge der Hohlfaden (14-) geringer Dicke, der den Raum, in dem sich die Fäden befinden, dicht abschliesst, wobei jedes offene Fadenende sich durch den Pfropfen hindurch erstreckt.
2. Diffusionstrennorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen je zwei Schichten des foraminösen Trennmaterials (31) zwei Schichten von Hohlfaden (14) befinden.
3. Diffusionstrennorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen je zwei Schichten des foraminösen Trennmaterials (31, 31a) eine Schicht von Hohlfaden (14) befindet.
4. Diffusionstrennorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Harzpfropfen (19) im wesentlichen senkrecht zu den Hohlfaden (14) gerichtet ist.

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5· Diffusionstrennorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennten Hohlfadenschichten (14) und das foraminöse Trennmaterial (31) spiralförmig um einen Mittel- raum herumgewickelt sind.
6. Diffusionstrennorgan nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelraum der aufgewickelten Hohlfadenschichten und des aufgewickelten foraminösen Trennmaterials von einem Rohr (18) eingenommen wird, das einen wesentlich grösseren Durchmesser hat als die Hohlfäden, und das in dem Teil, der sich innerhalb der aufgewickelten ^ Schichten befindet, foraminös ausgebildet ist.
7· Diffusionstrennorgan nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es mit seinem Pfropfen (19) flüssigkeits- bzw. gasdicht in einem Gefäss (54) untergebracht ist, das gesonderte Ein- und Auslässe (56, 57) aufweist, durch die Fluid zwischen einem Bereich ausserhalb des Gefässes (54), einem an die Innenwandungen des Gefässes angrenzenden Bereich, einem Bereich innerhalb des Rohres (18) und einem an diejenige Seite des Pfropfens (19), aus der * ie Enden der Hohlfaden (14) herausragen, angrenzenden Bereich strömen kann.
. 8. Diffusionstrennorgan und -gefäss nach Anspruch 7, dadurch " gekennzeichnet, dass die äussere Oberfläche der spiralförmig aufgewickelten Schichten von der inneren Oberfläche des Gefässes (54) auf Abstand steht, und dass das Rohr (18) in demjenigen Teil, der sich innerhalb der spiralförmig aufgewickelten Schichten befindet, gleichmässig foraminös ausgebildet ist.
9. Diffusionstrennorgan und -gefäss nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen je zwei Schichten des foraminösen Trennmaterials (31) zwei Hohlfadenschichten (14) befinden.

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10. Diffusionstrennorgan und -gefäss nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen je zwei Schichten des foraminösen Trennmaterials (31» 31a) eine Schicht von Hohlfaden (14) befindet.

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