DE102008027250B4

DE102008027250B4 - Gehäuse zur Filtration

Info

Publication number: DE102008027250B4
Application number: DE102008027250A
Authority: DE
Inventors: Theo Meyer; Günter Pradel; Paul Priebe; Leon Vanwormer
Original assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Current assignee: Sartorius Stedim Biotech GmbH
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2028-06-07
Also published as: DE102008027250A1; US20090301962A1

Abstract

Gehäuse (1) zur Filtration von flüssigen Medien mit mindestens einer Filterkerze (2), die einen fluiddichten Übergangsbereich (10) einer unteren ringförmigen Endkappe (6, 6') mit zentralem Auslass (7) zu einer fluiddurchlässigen Außenhülle (9) sowie einen mit der Endkappe (6, 6') verbundenen rohrförmigen Adapter (8, 8') aufweist, einem Gehäuseoberteil (3) und einem Gehäuseunterteil (4) mit einem Gehäuseboden (5), der über mindestens eine zylindrische Öffnung (11) zur Aufnahme des Adapters (8, 8') verfügt und einen die Außenhülle (9) der Filterkerze (2) umgebenden Unfiltratraum (14) von einem mit dem zentralen Auslass (7) verbundenen Filtratraum (16) trennt, wobei zwischen der zylindrischen Öffnung (11) und der Filterkerze (2) mindestens eine erste Dichtung (18) angeordnet ist, die eine Barriere zum Filtratraum (16) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der fluiddichte Übergangsbereich (10) in einem Endkappenaufnahmebereich (12) der zylindrischen Öffnung (11) aufnehmbar ist und mit der dem Unfiltratraum (14) zugewandten Basisfläche (13) des Gehäusebodens (5) mindestens abschließt oder unterhalb der...

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Filtration von flüssigen Medien mit mindestens einer Filterkerze, die einen fluiddichten Übergangsbereich einer unteren ringförmigen Endkappe mit zentralem Auslass zu einer fluiddurchlässigen Außenhülle sowie einen mit der Endkappe verbundenen rohrförmigen Adapter aufweist, einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil mit einem Gehäuseboden, der über mindestens eine zylindrische Öffnung zur Aufnahme des Adapters verfügt und einen die Außenhülle der Filterkerze umgebenden Unfiltratraum von einem mit dem zentralen Auslass verbundenen Filtratraum trennt, wobei zwischen der zylindrischen Öffnung und der Filterkerze mindestens eine erste Dichtung angeordnet ist, die eine Barriere zum Filtratraum bildet.
Stand der Technik
Aus der DE 33 35 938 C1 ist ein mehrteiliges Filtergehäuse zur Druckfiltration von Fluiden bekannt, das ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil mit einem Gehäuseboden aufweist, der über zylindrische Öffnungen zur Aufnahme von Filterkerzen über deren Adapter verfügt und einen die der Außenhülle der Filterkerze umgebenden Unfiltratraum von einem Filtratraum trennt, über den die Filterkerzen jeweils mit einem zentralen Auslass verbunden sind. Die Filterkerzen weisen dabei in vertikaler Richtung an ihrem unteren Ende eine fluiddichte ringförmige Endkappe mit einem zentralen Auslass auf, die mit dem rohrförmigen Adapter verbunden ist, über den die Filterkerze in die zylindrische Öffnung des Gehäusebodens eingesteckt wird. In dem Unfiltratraum befindet sich die Filterkerze mit ihrer fluiddurchlässigen Außenhülle, wobei die ringförmige Endkappe mit ihrem dem Gehäuseboden abgewandten oberen Rand einen fluiddichten Übergangsbereich zur Außenhülle bildet.
Nachteilig bei dem bekannten Gehäuse zur Filtration von flüssigen Medien, das sich grundsätzlich bewährt hat, ist, dass die ringförmige Endkappe oberhalb des Gehäusebodens in dem Unfiltratraum angeordnet ist und sich dadurch zwischen dem fluiddichtem Übergangsbereich der Filterkerze und dem Gehäuseboden ein Restvolumen von zu filtrierenden Medium bildet, das aufgrund des aufgesetzten Filters bzw. der Filterkerze nicht abfließen kann und im Gehäuse zurückbleibt.
Aus der US 4 402 828 A ist weiterhin ein Gehäuse zur Filtration von flüssigen Medien mit einer Aufnahmeplatte bekannt, die einen Unfiltratraum von einem Filtratraum trennt. In die Mündung eines in der Aufnahmeplatte angeordneten Abflusskanals ist von der Unfiltratseite her ein Rohr mit seitlichen Abflussöffnungen eingeschraubt über das ein zylindrischer Filter gesteckt und am freien Ende des Rohres abgedichtet und verschraubt ist.
Nachteilig dabei ist, dass der Filter mit einem stirnseitigen Ende in einem Absatz der Aufnahmeplatte eingesteckt ist, aus dem angesammelte Flüssigkeit nicht ablaufen kann. Weiterhin nachteilig ist, dass der Filter relativ umständlich ausgetauscht werden muss und durch das Aufstecken auf ein Rohr die Sterilität der Filtratseite des Filters praktisch nicht gewährleistet werden kann.
Aufgabenstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Gehäuse zur Filtration von flüssigen Medien mit Filterkerzen so zu verbessern, dass ein Restvolumen verringert bzw. möglichst vermieden wird.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass der fluiddichte Übergangsbereich in einem Endkappenaufnahmebereich der zylindrischen Öffnung aufnehmbar ist und mit der dem Unfiltratraum zugewandten Basisfläche des Gehäusebodens mindestens abschließt oder unterhalb der Basisfläche liegt.
Dadurch, dass der fluiddichte Übergangsbereich in einem Endkappenaufnahmebereich der zylindrischen Öffnung aufgenommen wird, ist es praktisch möglich, die Filterkerze mit ihrer fluiddichten Endkappe komplett in den Gehäuseboden einzulassen bzw. einzusetzen. Somit kann die fluiddurchlässige Außenhülle bis zur Basisfläche des Gehäusebodens genutzt werden, so dass sich im Unfiltratraum praktisch kein Restvolumen mehr bildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Dichtung in einem der Basisfläche benachbarten oberen Randbereich der zylindrischen Öffnung angeordnet und dichtet den inneren Umfang der Öffnung gegenüber den äußeren Umfang der Endkappe ab. Damit bildet die erste Dichtung die Barriere zwischen Unfiltratraum und Filtratraum. Das filtrierte Medium fließt in gewohnter Weise über die zentrale Öffnung der Endkappe in den Filtratraum unterhalb des Gehäusebodens.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dichtung in einer Ringnut der Endkappe angeordnet oder an der Endkappe angeformt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine zweite Dichtung und gegebenenfalls eine dritte Dichtung zwischen Adapter und einem benachbarten Bereich der zylindrischen Öffnung angeordnet und dichtet den inneren Umfang der Öffnung gegenüber dem äußeren Umfang des Adapters ab. Bevorzugt sind die zweite und die dritte Dichtung in einer Ringnut des Adapters angeordnet. Grundsätzlich ist aber auch eine Anordnung in der zylindrischen Öffnung möglich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verfügt die Basisfläche des Gehäusebodens über mindestens eine Vertiefung, welche in die zylindrische Öffnung übergeht. Zur Vermeidung eines Restvolumens ist der fluiddichte Übergangsbereich auf Höhe der Bodenfläche der zylindrischen Öffnung angeordnet.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die mindestens eine Vertiefung kegelstumpfartig ausgebildet. Durch die kegelstumpfartige Ausbildung wird das zu filtrierende Medium zu dem fluiddurchlässigen Bereich der Außenhülle hingeführt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht der größere Durchmesser des Kegelstumpfes dem Durchmesser des Gehäusebodens. Damit entspricht die Bodenfläche der Vertiefung der Basisfläche des Gehäusebodens. Dies ist insbesondere bei Gehäusen für Einzelfilterkerzen von Vorteil.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die zylindrischen Öffnungen aus Zylindern mit verschiedenen Durchmessern, wobei der jeweils kleinere Zylinder zur Aufnahme der Adapter der Filterkerzen ausgebildet ist. Der jeweils größere Zylinder ist zur Aufnahme der unteren Endkappe der Filterkerze ausgebildet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der rohrförmige Adapter mit der Endkappe der Filterkerze verschweißt. Es ist aber auch möglich, den rohrförmigen Adapter an die Endkappe der Filterkerze anzuformen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.
Kurzbeschreibungen der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1: eine Seitenansicht im Schnitt eines Gehäuses zur Filtration von flüssigen Medien mit zwei Filterkerzen,
2: eine Seitenansicht eines Gehäusebodens im Schnitt und Ausriss mit eingesetzter Filterkerze und kegelstumpfartiger Vertiefung in der Basisfläche des Gehäusebodens,
3: eine Seitenansicht eines weiteren Gehäusebodens im Schnitt und Ausriss mit zylindrischer Vertiefung des Gehäusebodens und eingesetztem Filter,
4: eine Seitenansicht eines weiteren Gehäusebodens im Schnitt und Ausriss und eingesetzter Filterkerze bei der Endkappe und Adapter einen gleichgroßen Außendurchmesser aufweisen und
5: eine Seitenansicht im Schnitt eines weiteren Gehäuses zur Filtration von flüssigen Medien mit einer einzelnen Filterkerze.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein Gehäuse 1 zur Filtration von flüssigen Medien besteht im Wesentlichen aus mindestens einer Filterkerze 2, einem Gehäuseoberteil 3 und einem Gehäuseunterteil 4 mit einem Gehäuseboden 5. Die an sich bekannte Filterkerze 2 weist an ihrem in vertikaler Richtung unteren Ende eine ringförmige Endkappe 6 mit einem zentralen Auslass 7 der in einen mit der Endkappe 6 verbundenen rohrförmigen Adapter 8 übergeht, auf. Die Außenhülle 9 der Filterkerze 2 ist fluiddurchlässig, während die Endkappe fluiddicht ausgebildet ist. Die Mantelfläche der Endkappe 6 bildet einen fluiddichten Übergangsbereich 10 zur fluiddurchlässigen Außenhülle 9.
Der Gehäuseboden 5 des Gehäuseunterteiles 4 weist eine zylindrische Öffnung 11 zur Aufnahme des rohrförmigen Adapters 8 und einen Endkappenaufnahmebereich 12 zur Aufnahme der Endkappe 6 mit ihrem fluiddichten Übergangsbereich 10 auf. Das heißt, die Filterkerze 2 ist mit ihrer Endkappe 6 und rohrförmigen Adapter 8 so in die zylindrische Öffnung 11 einsteckbar, dass der fluiddichte Übergangsbereich 10 mit einer Basisfläche 13 des Gehäusebodens 5 abschließt oder unterhalb liegt. Die Basisfläche 13 ist dem zwischen Gehäuseoberteil 3 und Außenhülle 9 der Filterkerze befindlichen Unfiltratraum 14 zugewandt. Entsprechend ist die der Basisfläche 13 abgewandte Unterseite 15 des Gehäusebodens 5 einem Filtratraum 16, in den der zentrale Auslass 7 der Endkappe 6 mündet, zugewandt.
In dem Endkappenaufnahmebereich 12, der den oberen Randbereich der zylindrischen Öffnung 11 bildet, ist in einer Ringnut 17 eine erste Dichtung 18, die beispielsweise als eine Schnurringdichtung ausgebildet ist, angeordnet. Damit bildet die erste Dichtung 18 bei eingesteckter Filterkerze eine Barriere zwischen Unfiltratraum 14 und Filtratraum 16.
Im Bereich des rohrförmigen Adapters 8 ist in einer Ringnut 19 eine zweite Dichtung 20 und in einer parallelen Ringnut 21 eine dritte Dichtung 22 angeordnet. Die Dichtungen 20, 22 dichten den inneren Umfang der zylindrischen Öffnung 11 gegenüber dem äußeren Umfang des rohrförmigen Adapters 8 ab.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der 1, 2, 3 und 5 ist der Außendurchmesser der Endkappe 6 größer als der Außendurchmesser des rohrförmigen Adapters 8. Entsprechend ist dabei die jeweils korrespondierende zylindrische Öffnung 11 ausgebildet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 4 sind der Außendurchmesser der Endkappe 6' und der Außendurchmesser des rohrförmigen Adapters 8' gleich groß ausgebildet.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 weist die Basisfläche 13 des Gehäusebodens 5 eine Vertiefung 23 auf, die in die zylindrische Öffnung 11 bzw. deren Endkappenaufnahmebereich 12 übergeht.
Entsprechend den Ausführungsbeispielen der 2 und 4 ist die Vertiefung 24, 25 kegelstumpfartig ausgebildet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 5 ist die Vertiefung 26 kegelstumpfartig so ausgebildet, dass der größere Durchmesser des Kegelstumpfes im Wesentlichen dem Durchmesser des Gehäusebodens 5 entspricht, d. h. der Gehäuseboden 5 ist zur zylindrischen Öffnung 11 bzw. zu deren Endkappenaufnahmebereich 12 hin trichterförmig ausgebildet.
Das zu filtrierende Medium wird über einen Zulauf 27 dem Unfiltratraum 14 zugeführt und über die Außenhülle 9 der Filterkerze 2 zugeführt, gefiltert und über den zentralen Auslass 7 der jeweiligen Filterkerze 2 dem Filtratraum 16 zugeführt und über einen Ablauf 28 des Gehäuseunterteiles 4 abgeleitet.
Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten anhand gegeben.

Claims

Gehäuse (1) zur Filtration von flüssigen Medien mit mindestens einer Filterkerze (2), die einen fluiddichten Übergangsbereich (10) einer unteren ringförmigen Endkappe (6, 6') mit zentralem Auslass (7) zu einer fluiddurchlässigen Außenhülle (9) sowie einen mit der Endkappe (6, 6') verbundenen rohrförmigen Adapter (8, 8') aufweist, einem Gehäuseoberteil (3) und einem Gehäuseunterteil (4) mit einem Gehäuseboden (5), der über mindestens eine zylindrische Öffnung (11) zur Aufnahme des Adapters (8, 8') verfügt und einen die Außenhülle (9) der Filterkerze (2) umgebenden Unfiltratraum (14) von einem mit dem zentralen Auslass (7) verbundenen Filtratraum (16) trennt, wobei zwischen der zylindrischen Öffnung (11) und der Filterkerze (2) mindestens eine erste Dichtung (18) angeordnet ist, die eine Barriere zum Filtratraum (16) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der fluiddichte Übergangsbereich (10) in einem Endkappenaufnahmebereich (12) der zylindrischen Öffnung (11) aufnehmbar ist und mit der dem Unfiltratraum (14) zugewandten Basisfläche (13) des Gehäusebodens (5) mindestens abschließt oder unterhalb der Basisfläche (13) liegt.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung (18) in einem der Basisfläche (13) benachbarten oberen Randbereich der zylindrischen Öffnung (11) angeordnet ist und den inneren Umfang der Öffnung (11) gegenüber den äußeren Umfang der Endkappe (6, 6') abdichtet.
Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Dichtung (20) zwischen Adapter (8, 8') und einem benachbarten Bereich der zylindrischen Öffnung (11) angeordnet ist und den inneren Umfang der Öffnung (11) gegenüber dem äußeren Umfang des Adapters (8, 8') abdichtet.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisfläche (13) des Gehäusebodens über mindestens eine Vertiefung (23, 24, 25, 26) verfügt, welche in die zylindrische Öffnung (11) übergeht.
Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Vertiefung (24, 25, 26) kegelstumpfartig ausgebildet ist.
Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der größere Durchmesser des Kegelstumpfes der Vertiefung (25, 26) dem Durchmesser des Gehäusebodens (5) entspricht.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Öffnungen (11) aus Zylindern mit verschiedenen Durchmessern bestehen und der jeweils kleinere Zylinder zur Aufnahme der Adapter (8, 8') der Filterkerzen (2) ausgebildet ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Adapter (8, 8') mit der Endkappe (6, 6') der Filterkerze (2) verschweißt ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Adapter (8, 8') an die Endkappe (6, 6') der Filterkerze angeformt ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtung (18) den äußeren Umfang der Endkappe (6, 6') gegenüber den oberen Randbereich der zylindrischen Öffnung (11) abdichtet und in einer Ringnut der Endkappe (6) angeordnet ist oder an der Endkappe (6, 6') angeformt ist.