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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Filterelement, insbesondere zur statischen bzw. dead-end-Filtration
von Fluiden, sowie eine Filtervorrichtung, die mit einer Vielzahl
von Filterelementen versehen ist.
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Filterelemente zur statischen bzw.
dead-end Filtration sind z.B. aus WO 01/26774 A1 bekannt und werden
in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen eingesetzt, z.B. zur Prefiltration
von Suspensionen, Produkt-Endklärung,
Fraktionierung von Suspensionen, Biolast-Reduktion (bioburden reduction),
sterilen Filtration und Retention von Partikeln.
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Insbesondere bei der Sterilfiltration
in der Getränkeindustrie
bzw. pharmazeutischen Industrie kommen bevorzugt besonders große Filterelemente, sog.
"Jumbo-Filterkerzen", zum Einsatz, die überwiegend eine Bauhöhe von 40"
(101,6 cm) und mehr aufweisen. Weiterhin kommen ebenfalls Integralfilter zum
Einsatz, wie sie aus
DE 38 05
361 bekannt sind, die eine Vielzahl von ineinander geschachtelten
Filterelementen aufweisen. Die großen Filterelemente haben eine
große
Trübaufnahmekapazität und werden
in Einzel- oder Mehrfachgehäusen überwiegend in
Applikationen verwendet, in denen die Partikelfiltration im Vordergrund
steht. Aufgrund der hohen Mengen an Filtermaterial, die in solchen
großen
Filterelementen eingebaut sind, und aufgrund der großen Bauhöhe von mehr
als 1 m, wird das Ein- und Ausbauen des Filterelements in ein bzw.
aus einem Gehäuse,
insbesondere durch das hohe Eigengewicht (besonders im nassen Zustand), äußerst schwierig.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden
Erfindung eine bessere Handhabbarkeit eines Filterelements zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Filterelement gemäß Anspruch
1 sowie durch eine Filtervorrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß der Erfindung, ist ein Filterelement bzw.
eine Filterkerze für
Fluide, insbesondere zur statischen bzw. dead-end-Filtration von
Fluiden, bereitgestellt, mit einem inneren im wesentlichen hohlen Stützkern bzw.
rohrförmigen
Stützkörper und
zumindest einer daran angeordneten Filterschicht,
wobei der
innere Stützkern
einstückig
mit einer ersten Endplatte bzw. Kerzenunterteil und einer zweiten Endplatte
bzw. Kerzenoberteil ausgebildet ist,
wobei die erste Endplatte
einen damit einstückig
ausgebildeten Anschlußstutzen
aufweist, der mit dem Stützkern
fluidverbunden ist, und
wobei die zweite Endplatte eine Aufnahme
bzw. einen Anschluß darin
bzw. daran ausgebildet aufweist, die mit dem Stützkern fluidverbunden und der
Form des Anschlußstutzens
derart angepaßt
ist, daß ein Anschlußstutzen
eines zweiten baugleichen Filterelements in die Aufnahme zumindest
teilweise eingesetzt werden kann, um eine Fluidverbindung zwischen
den Stützkernen
der Filterelemente zu ermöglichen.
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Das Filterelement gemäß der Erfindung
eignet sich für
die Filtration der verschiedensten Fluide: Flüssigkeiten und/oder Gase mit
diversen Inhaltsstoffen, von der echten über die kolloidale Lösung, über die
Suspension, die Emulsion, das Aerosol, den Rauch usw. bis hin zum
Flüssigkeits-
und/oder Gasgemisch.
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Somit ist vorteilhaft ein modularer
Aufbau eines großen
Filterelements durch zwei oder mehrere (kleine) Filterelemente möglich, d.h.
die Erfindung ermöglicht
es, mehrere Filterelemente miteinander über den jeweiligen Anschlußstutzen
und die entsprechende Aufnahme zu verbinden, so daß die zwei oder
mehreren Stützkerne,
die bevorzugt das Permeat bzw. Filtrat der Filtration aufnehmen,
miteinander fluidverbunden sind, und das Fluid, bevorzugt das Permeat
bzw. Filtrat, in dem Stützkern
eines Filterelements gegebenenfalls durch den Stützkern eines damit verbundenen
Filterelements ab- bzw. zugeleitet werden kann. "Modularen Aufbau"
bedeutet insbesondere, daß jedes
Filterelement wie ein eigenständiges
Filterelement bzw. Filterkerze mit einem Anschlußstutzen an der ersten Endplatte
ausgestattet ist, der einen Anschluß z.B. mit einem Gehäuse einer
Filtervorrichtung ermöglicht,
wobei die Aufnahme der zweiten Endplatte bevorzugt einer gehäuseseitigen
Aufnahme entspricht bzw. im wesentlichen mit dieser gleich ist und
somit mit einem Anschlußstutzen
gepaßt
werden kann.
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Ist ein größeres Filterelement notwendig, können zwei
oder mehrere kleinere Filterelemente miteinander verbunden werden,
indem der Anschlußstutzen
der ersten Endplatte eines Filterelements zumindest teilweise in
die Aufnahme der zweiten Endplatte eines weiteren Filterelements
eingesetzt wird. So kann z.B. eine 40" Jumbo-Filterkerze modular durch
vier miteinander verbundene 10" Filterkerzen aufgebaut bzw. ausgebildet
werden. Aufgrund der Verbindung von Anschlußstutzen und Aufnahme ist es
ebenfalls vorteilhaft möglich,
die Unfiltratvon der Filtratseite abzutrennen. Es ist somit eine
flexible Baugrößen- bzw.
Bauhöhengestaltung
vorteilhaft bereitgestellt, die es dem Anwender ermöglicht,
auf seine spezifischen Kapazitätsanforderungen
zu reagieren, indem er sich insbesondere das modular zusammengesetzte
Filterelement unterschiedlich groß zusammenbauen kann.
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Durch einstöckiges Ausbilden der zweiten Endplatte
mit einer Aufnahme wird gewährleistet, daß das Filterelement
ohne zusätzliche
Adapter mit dem Anschlußstutzen
eines weiteren Filterelements verbunden werden kann, so daß die Handhabbarkeit weiterhin
verbessert ist.
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Bei dem Ausbau eines solchen modular
aufgebauten Groß-Filterelements
können
die einzelnen kleinen Filterelemente voneinander getrennt werden. Dementsprechend
ist es nicht mehr notwendig, das gesamte, im nassen Zustand sehr
schwere Filterelement zu manipulieren, sondern es können die
einzelnen kleinen Filterelement-Module ausgebaut werden. Auch können einzelne
Filterelement-Module des Groß-Filterelements,
die defekt sind, einzeln bzw. gesondert ausgetauscht werden, so
daß der Ausschuß verringert
und die Gesamtnutzungsdauer verbessert werden kann.
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Weiterhin ergibt sich ebenfalls ein
produktionstechnischer Vorteil dadurch, daß es gemäß der Erfindung vorteilhaft
möglich
ist, nunmehr ein einziges Standard- Filterelement (z.B. ein 10" Filterelement)
zu fertigen und die größeren Filterelemente (z.B.
ein 20" oder ein 40" Filterelement) modular aus einer Vielzahl von
Standard-Filterelementen, insbesondere ohne zusätzliche Adapter oder dgl.,
herzustellen, was sowohl logistische als auch die Fertigungstechnologie
betreffende Erleichterungen mit sich bringt und dadurch Kosten-senkende
Effekte hat.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist eine Verrasteinrichtung vorgesehen, die zwei über den
Anschlußstutzen
und die Aufnahme miteinander verbundene Filterelemente lösbar verrastet.
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Daher ist vorteilhaft gewährleistet,
daß zwei Filterelemente
sich nicht ungewollt voneinander, insbesondere in Axial- und/oder
Radialrichtung, lösen.
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Bevorzugt weist die Verrasteinrichtung
zumindest einen Bajonettschlüssel
und zumindest ein damit verbindbares Bajonettschloß auf.
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Dementsprechend ist eine konstruktiv
einfache, widerstandskräftige
Verrastung von zwei miteinander verbundenen Filterelementen möglich, indem der
Bajonettschlüssel
in Dreh- bzw. Azimuthal-Richtung ineinandergreifen und somit eine
Sicherung in Axialrichtung bereitstellen.
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Weiterhin bevorzugt weist die Verrasteinrichtung
einen deartigen Lösemoment-Verlauf auf, daß das Lösemoment
in Azimuthal-Richtung ein Maximum aufweist.
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Daher kann die Gefahr eines ungewollten Lösens der
Verrasteinrichtung verringert werden. Zudem kann das Lösen einzelner
Filterelemente aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen und
verrasteten Filterelementen erleichtert werden.
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Weiterhin bevorzugt weist das Bajonettschloß insbesondere
an ihrem distalen Ende einen Vorsprung auf, der in eine im wesentlichen
entsprechende Ausnehmung des Bajonettschlüssels einsetzbar ist, um das
Maximum des Lösemoments
zu definieren.
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Somit ist in konstruktiv einfacher
Weise ein Maximum des Lösemoments
mit o.g. Vorteilen bereitgestellt.
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Am bevorzugtesten wird der Wert des
Lösemoment-Maximums
durch eine auf das Filterelement wirkende Schwerkraft erhöht. Dies
wird bevorzugt durch den Vorsprung an dem Bajonettschloß und durch
die Ausnehmung des Bajonettschlüssels
erreicht.
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Dementsprechend wird gewährleistet,
daß wenn
ein Großfilterelement
mit einer Vielzahl von einzelnen Filterelementen auseinander gebaut
werden soll, durch das erhöhte
Lösemoment
der unteren Filterelemente durch Drehen des obersten Filterelements
lediglich dieses obere Filterelement gelöst wird, während die anderen Filterelemente
miteinander verbunden bleiben. Es ist daher voreilhaft möglich, die
Filterelemente nach und nach zu entfernen, ohne die jeweils unteren
Filterelemente halten oder fixieren zu müssen, was die gesamte Handhabbarkeit
verbessert.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Anschlußstutzen und/oder die Aufnahme
mit einer Abdichteinrichtung versehen, welche bevorzugt eine oder
mehrere umlaufende Dichtungen (z.B. einen oder mehrere O-Ringe)
aufweist.
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Es kann somit eine sichere Abdichtung
von Filtrat- und Unfiltratseite gewährleistet werden. Im Falle,
daß die
Abdichtung an dem Anschlußstutzen mit
der Abdichteinrichtung versehen ist, kann weiterhin vorteilhaft
eine Abdichtung zwischen dem Abschlußstutzen und einem Filtergehäuse erzielt
werden, wenn das Filterelement in das Filtergehäuse entsprechend montiert wird.
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Bevorzugt ist eine Verschlußkappe in
die Aufnahme zum Verschließen
der Aufnahme zumindest teilweise einsetzbar.
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Daher kann ein oberstes Filterelement
eines modular aus einer Vielzahl von einzelnen Filterelementen modular
aufgebauten Großfilterelements vorteilhaft
abgeschlossen werden, um die Filtrat- von der Unfiltratseite zu
trennen.
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Weiterhin bevorzugt weist die Verschlußkappe ein
der Verrasteinrichtung angepaßtes
Verrastelement zum Verrasten mit dem Filterelement auf.
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Dementsprechend kann die Verschlußkappe sicher
verrastet werden.
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Am bevorzugtesten weist die Filterschicht zumindest
eine plissierte Membran oder ein aus Fasern aufgebautes Tiefenfilter
auf.
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Gemäß der Erfindung wird weiterhin
eine Filtervorrichtung für
Fluide bereitgestellt, welche aufweist:
ein Gehäuse, das
einen Zulauf für
das zu filtrierende Fluid und einen Auslaß für das Filtrat aufweist, und wenigstens
eine Einheit aus mindestens zwei Filterelementen gemäß der Erfindung
oder einer bevorzugten Ausführungsform
hiervon, die über
den jeweiligen Anschlußstutzen
und die jeweilige Aufnahme miteinander verbunden sind,
wobei
der Auslaß mit
einer gehäuseseitigen
Aufnahme fluidverbunden ist, in die der Anschlußstutzen eines der zumindest
zwei Filterelemente einer jeden Einheit zumindest teilweise einsetzbar
ist, um eine Fluidverbindung zwischen Auslaß und den Stützkernen
der zwei oder mehreren Filterelemente herzustellen.
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Es ist daher gemäß der Erfindung vorteilhaft möglich, Filtervorrichtungen
mit flexibel anpaßbaren Filtereigenschaften
bereitzustellen, die modular aufgebaute bzw. miteinander verbundene
Filterelemente aufweisen.
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Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden beispielhaften
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung ersichtlich werden. Diesbezüglich können einzelne
Merkmale oder Merkmalsgruppen einzelner nachfolgend getrennt beschriebener
Ausführungsformen
beliebig zu weiteren Ausführungsformen
der Erfindung kombiniert werden.
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1 ist
eine teilweise explodierte Ansicht eines Filterelements gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
eine Seitenansicht eines aus zwei Filterelementen modular zusammenfügbaren größeren Filterelements
gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ist
eine Schnittansicht einer ersten bzw. einer zweiten Endplatte eines
Filterelements gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung;
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4 ist
eine Seitenansicht, die drei miteinander modular verbundene Filterelemente
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Seitenansicht eines Filterelements mit eingesetzter Verschlußkappe gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ist
eine Draufsicht auf eine zweite bzw. obere Endplatte eines Filterelements
gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung;
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7 ist
eine Draufsicht auf eine erste bzw. untere Endplatte eines Filterelements
gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung; und
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8 ist
eine Seitenansicht einer Verschlußkappe.
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Nachfolgend wird ein Filterelement
F für Fluide
(d.h. Flüssigkeiten
und/oder Gase mit diversen Inhaltsstoffen, echte oder kolloidale
Lösungen,
Suspensionen, Emulsionen, Aerosol, Rauch, Flüssigkeits- und/oder Gasgemisch,
usw.) gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung beschrieben. Das Filterelement F weist einen hohlen
bzw. rohrförmigen
Stützkern
bzw. Stützkörper 10 mit
einem Filtratrohr mit Durchgangsöffnungen
für Fluide auf
dem Mantel des Rohres 11, einer ersten Endplatte 20 und
einer zweiten Endplatte 30, welche mit dem Stützkern 10 einstöckig bzw.
einheitlich ausgebildet sind, und einen äußeren Träger 16 mit Durchgangsöffnungen 16A auf.
Das Filterelement F weist weiterhin zwischen dem Stützkern 10 und
dem äußeren Träger 16 zumindest
eine Filterschicht 12-14 als ein Filtermedium auf, welche
in der gezeigten Ausführungsform
eine innere Drainage- bzw. Stützschicht 12,
eine Membrane und/oder ein aus Fasern aufgebautes Tiefenfilter 13 und
eine äußere Drainagebzw. Stütz-Schicht 14 aufweist.
Die Membrane 12 zur Mikrofiltration kann eine Vielzahl
von Polymermaterialien (z.B. Zellulosehydrat, Zelluloseacetat (CA),
Polyacrylnitril, Polysulfon (PSU), Polyethersulfon (PESU), Polyamid
(PA), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE),
Polycarbonat (PC) und Polyakylen, wie Polypropylen (PP)) auch in
modifizierter Form, z. B. als Membranadsorber aufweisen, die poröse Hohlräume umgeben.
Die Porengröße kann zwischen
etwa 0,05 bis 5 μm
in Abhängigkeit
von der konkreten Anwendung liegen. Die Dicke der Membrane 12 zur
Mikrofiltration kann zwischen etwa 15 μm bis etwa 250 μm liegen.
Das dargestellte Filterelement F kommt insbesondere für die statische
bzw. dead-end Filtration zum Einsatz. Es ist jedoch ebenfalls denkbar,
daß ein
modular aufgebautes Filterelement gemäß der vorliegenden Erfindung
auch bei einer cross-flow Filtration zum Einsatz kommt.
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Der hohle Stützkern 10 dient der
Abstützung der
Filterschicht 12-14, um insbesondere den Druckkräften in
Filtrationsrichtung standzuhalten. Der Stützkern 10 definiert
in seinem Inneren einen hohlen Raum bzw. ein Rohr 11 (Filtratrohr 11),
in dem das Filtrat bzw. Permeat durch entsprechend darin vorgesehene
Ausnehmungen 10A eintreten kann. Das Filtrat kann dann
durch das Rohr 11 zu einem nachfolgend näher beschriebenen
Anschlußstutzen 22 geleitet
werden. Der Stützkern 10 ist
bevorzugt aus thermoplastischen Polymermaterial hergestellt.
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Der Stützkern 10 weist damit
einstückig
ausgebildete erste und zweite Endplatten 20 bzw. 30 auf, welche
bevorzugt gleichzeitig mit dem Stützrohr 10 geformt
bzw. gegossen werden bzw. mit diesem einstückig verbunden sind, z.B. durch
Schweissen, thermoplastisches Verformen, usw. Die Endplatten 20, 30 können ebenfalls
mit der Filterschicht 12-14 gebonded bzw. befestigt werden.
Die Verbindung der Endplatten 20, 30 mit dem Stützrohr 10 und/oder
der Filterschicht 12-14 kann z.B. mit einem Harzbinder (z.B.
Harze, wie Epoxyharze oder Polyurethan), zusätzlichen Polymerschmelzen (z.B.
Polypropylen, Polyethylen, Polysulfon, Polyesther, usw.) und/oder durch
ein direktes thermisches Schmelzen der Endplatten 20, 30 und/oder
des Stützrohrs 10 bzw.
der Filterschichten 12-14 erzielt werden.
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Die erste bzw. untere Endplatte 20 weist
einen Anschlußstutzen 22 auf.
Dieser Anschlußstutzen 22 dient
zur Verbindung mit einer gehäuseseitigen Aufnahme
(nicht gezeigt) oder mit einer nachfolgend näher beschriebenen Aufnahme 32 der
zweiten Endplatte 30, über
die das Filtrat nach außen
bzw. von dem Filterelement F weg abgeleitet wird. Zu diesem Zweck
weist der Anschlußstutzen 22 eine
Durchgangsöffnung 10C (7) auf, welche mit dem Rohr 11 des
Stützkerns 10 fluidverbunden
ist. Daher kann das in den hohlen Bereich (Rohr 11) des
hohlen Stützkerns 10 gelangte
Filtrat über
die Durchgangsöffnung 10C des
Anschlußstutzens 22 abgeleitet werden.
Der Anschlußstutzen 22 weist
weiterhin zur dichtenden Anlage mit einem Gegenstück (sei
es die gehäuseseitige
Aufnahme oder die nachfolgend näher
beschriebene Aufnahme 32 der zweiten Endplatte 30)
eine Dichteinrichtung auf, welche bevorzugt eine oder mehrere O-Ringe 26 (in
den 1-5 sind zwei O-Ringe 26 gezeigt) bevorzugt
aus Kautschuk umfaßt.
Bei Einsatz in das Gegenstück
werden die O-Ringe 26 zwischen dem Stutzen 22 und dem Gegenstück (z.B.
die Aufnahme 32) gepreßt
und dichten somit die Filtratseite innerhalb des Stützkörpers 10 bzw.
des Anschlußstutzens 22 von
der Unfiltrat- bzw. Konzentratseite außerhalb der Filterschicht 12-14 bzw.
der Endplatten 20, 30 ab.
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Die zweite bzw. obere Endplatte 30 weist eine
Aufnahme bzw. einen Anschluß 32 auf,
welcher) eine Form aufweist, die jener von dem Anschlußstutzen 22 entspricht
bzw. zu dieser komplementär
ist. Daher kann der Anschlußstutzen 22 eines
Filterelements F zumindest teilweise in die Aufnahme 32 eines
zweiten Filterelements F eingesetzt werden (siehe 2). Die Aufnahme 32 steht mit
einer Öffnung 10B des
Stützkerns 10 bzw.
des Rohres 11 in fluidverbindung, so daß Fluid aus dem einen Filterelement
F in das benachbarte Filterelement F über den Anschlußstutzen 22,
die Aufnahme 32 und die Öffnung 10B fließen bzw.
strömen
kann. Dementsprechend sind die Hohlräume (Rohre 11) der
Stützkerne 10 der
beiden Filterelemente F miteinander fluidverbunden bzw. fluidverbindbar.
Die Aufnahme 32 der zweiten Endplatte 30 weist
somit bevorzugt eine gleiche oder ähnliche Form bzw. Ausgestaltung
wie jene der gehäuseseitigen
Aufnahme auf. Weiterhin kann eine Endkappe bzw. ein Verschlußadapter 40 in
die Aufnahme 32 eingesetzt werden, um den Stützkörper 10 bevorzugt über entsprechende
O-Ringe 26' dichtend abzuschließen.
Es ist daher möglich,
z.B.
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das oberste Filterelement F einer
Reihe von ineinander gesteckten bzw. miteinander verbundenen Filterelementen
F zu verschließen,
so daß in
den Hohlraum (Rohr 11) des Stützkerns 10 bzw. der Stützkerne 10 tretendes
Fluid durch den untersten Anschlußstutzen 22 zu einem
Auslaß abgeführt werden
kann, indem dieser Anschlußstutzen 22 in
die gehäuseseitige
Aufnahme eingesetzt wird. Die Verschlußkappe 40 weist bevorzugt
einen Zentriervorsprung 42 (2)
an seiner Außenseite
auf, um das bzw. die Filterelemente) F bezüglich des Gehäuses zu
zentrieren.
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Weiterhin weist die zweite Endplatte 30 eine Verriegelungs-
bzw. Verrasteinrichtung 25, bevorzugt in Form eines Bajonettschlüssels 25,
auf. Die Verrasteinrichtung an der zweiten Endplatte 30 kann
mit einer passenden Verrasteinrichtung 24, bevorzugt in Form
eines Bajonettschlosses 24, an dem Anschlußstutzen 22 zusammenwirken,
um zwei Filterelemente F gegeneinander in Axialrichtung zu verrasten
bzw. zu sichern. Daher ist eine Verdrehung der beiden Filterelemente
F bezüglich
zueinander notwendig (d.h. eine relative Versetzung eines Filterelements
F um die Längsachse
herum gegenüber
dem zweiten Filterelement F), so daß das Bajonettschloß 24 und
der Bajonettschlüssel 25 sich
entlang einer Verdrehrichtung VR gegeneinander linear verschieben.
Alternativ oder zusätzlich
kann die Verrasteinrichtung eine oder mehrere (bevorzugt im wesentlichen
U-förmige) Verrastlaschen
aufweisen, die z.B. an dem äußeren Träger 16 z.B.
im unteren Bereich angebracht sind und mit einem oder mehreren entsprechenden
Vorsprüngen
an dem äußeren Träger 16 z.B.
im oberen Bereich Wechselwirken bzw. verrasten können, so daß zwei miteinander verbundene
Filterelemente F sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung gegen
relative Verschiebung gesichert sind.
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Gemäß der in 4 bis 6 dargestellten
bevorzugten Ausführungsform
weist die zweite Endplatte 30 weiterhin einen oder mehrere
Stützvorsprünge 27 auf,
die ein daran angeordnetes benachbartes Filterelement F abstützen, so
daß insbesondere
bei vertikaler Anordnung von zwei Filterelementen F übereinander,
das Gewicht des oberen Filterelements F besser abgestützt werden
kann.
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Gemäß der in 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform
weist das Bajonettschloß 24,
bevorzugt an seinem distalen Ende, eine punktförmige Verdickung bzw. einen
Vorsprung bzw. eine Nase 24A auf, der bzw. die in eine
entsprechende bzw. passgenaue Ausnehmung bzw. Vertiefung 25A des Bajonettschlüssels 25 eingreift.
Der Vorsprung 24A und die Ausnehmung 25A bewirken,
daß das
Lösemoment
der Verrasteinrichtung 24, 25 in einer azimuthalen
Position (oder in einer Drehposition bzw. -ausrichtung entlang der
Verdrehrichtung VR) bevorzugt einen Maximalwert einnimmt. Um den
Vorsprung 24A zum Öffnen
bzw. Lösen
der Verbindung zweier Filterelemente F wieder aus der entsprechenden
Ausnehmung 25A zu bewegen, muß eine größere Reibungskraft (entsprechend
dem Maximum in dem Lösemoment) überwunden
werden, die mit zunehmenden Gewicht der gesamten darüber angeordneten
bzw. darauf lastenden Filterelementen-Kostruktion steigt. Dementsprechend
ist bei einer Verbindung mehrerer Filterelemente F die Reibungskraft
an der untersten Verbindung (d.h. zwischen den untersten zwei Filterelementen
F) am größten und
an der obersten Verbindung am kleinsten. Dadurch öffnet sich
bei einer Drehung bevorzugt die oben liegende Verbindung, und zwar
insbesondere ohne das eine weitere Person benötigt wird, die durch Festhalten
der unteren Elemente, ein ungewolltes Öffnen einer weiter unten gelegenen
Verbindungen) sicherstellt. Das in 7 dargestellte
Bajonettschloß 24 weist
im Unterschied zu 3 keinen
Vorsprung 24A auf. Der Bajonettschlüssel 25 kann entweder
vorspringend auf der zweiten Endplatte vorgesehen sein (3, 4) und/oder als Rücksprung bzw. Ausnehmung innerhalb
der Aufnahme 32 (siehe 6).
Weiterhin können
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung entweder nur ein Bajonettschloß 24-Bajonettschlüssel 25
Paar oder eine Vielzahl von Bajonettschloß 24-Bajonettschlüssel 25 Paaren
umfänglich
voneinander beabstandet vorgesehen sein (in 6 und 7 sind
drei Paare beispielhaft dargestellt).
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Der äußere Träger 16 ist mit Durchgangsöffnungen 16A versehen,
um ein Durchströmen
bzw. -fließen
des zu filternden Fluids (Konzentrat) von Außen zu der Filterschicht 12-14 zu
ermöglichen.
Der äußere Träger 16 erhöht vorteilhaft
die mechanische und/oder thermische Stabilität des Filterelements F ohne
die Flußrate
(d.h. die effektive Filterfläche)
signifikant zu verringern. Weiterhin erleichtert der äußere Träger 16 die
Handhabung des Filterelements F während der Installation und
Deinstallation. Bevorzugt haben der Stützkern 10, die Filterschicht 12-14 und
der äußere Träger 16 im
wesentlichen den gleichen thermischen Expansionskoeffizienten, so
daß das
Filterelement F möglichst
gering durch thermische Veränderungen
(z.B. bei einer Dampfsterilisation) verbogen bzw. gekrümmt wird.
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Dementsprechend können, wie in 4 exemplarisch gezeigt, eine Vielzahl
von Filtermodulen F zu einem größeren modularen
Filtermodul zusammengefügt
werden, wobei die Handhabbarkeit durch die trennbare Verbindung
zwischen den einzelnen Filterelementen F gewährleistet ist.
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Ein z.B. für den Einsatz in der Getränkeindustrie
unter Verwendung des erfindungsgemäßen Filterelements F geeignete
Filtervorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, weist (nicht gezeigt) ein Gehäuse aus Edelstahl auf, das
eine Gehäusebasis
mit Anschlüssen
für die
Versorgung und Entsorgung des auf Gehäusebeinen abgestützten Gehäuses umfaßt. Ein
glockenförmiges Gehäuseoberteil
mit einem Verstärkungskranz
ist unter Zwischenlage von elastischen O-Ringdichtungen mit Hilfe
von über
den Umfang verteilt angeordneten Spannelementen dichtend mit der
Gehäusebasis verbunden.
Das Gehäuseoberteil
hat an seiner höchsten
Stelle einen Entlüftungsstutzen
mit einer Ventilanordnung. Das Gehäuseoberteil kann mit Hilfe von
Handgriffen nach Lösen
der Spannelemente ganz von der Gehäusebasis entfernt werden, so
daß für die Bestückung und
Entfernung des Filterelements F oder der Filterelemente F die Gehäusebasis auch
von innen her frei zugänglich
ist. Der zentral angeordnete Anschluß geht in eine Gehäusedurchbrechung über, die
den eigentlichen Sterilraum bildet und das Filterelement F ist über den
untersten Anschlußstutzen 22 mittels
der O-Ringdichtungen 26 in diese Gehäusedurchbrechung (d.h. gehäuseseitigen Anschluß) zumindest
teilweise einsetzbar. Mehrere über
den Umfang der Gehäusebasis
angeordnete Verriegelungselemente können mit Verriegelungsnasen
bzw. dem Bajonettschloß 24 am
Filterelement F in Eingriff gebracht werden, so daß das Filterelement F
bzw. die Filterelemente F insgesamt in axialer Richtung verriegelt
ist/sind und gegen einen Rückstau aus
den Anschlüssen
gesichert ist/sind. Das Gehäuse
hat z. B. eine Innenhöhe
von etwa 1300 mm, so daß ein
modular aufgebautes
-
- F
- Filtermodul
- 10
- Stützkern
- 10A
- Ausnehmung
- 10B,
10C
- Öffnung
- 11
- Filtratrohr
- 12
- innere
Drainage- bzw. Stützschicht
- 13
- Membrane
- 14
- äußere Drainage-
bzw. Stützschicht
- 16
- äußerer Träger
- 16A
- Durchgangsöffnung
- 20
- erste
(untere) Endplatte
- 22
- Anschlußstutzen
- 24,
24'
- Bajonettschlüssel
- 24A
- Vorsprung
- 25,
25'
- Bajonettschloß
- 25A
- Ausnehmung
- 26
- O-Ring
- 27
- Stützvorsprung
- 30
- zweite
(obere) Endplatte
- 32
- Ausnehmung
- 40
- Verschlußkappe
- 42
- Zentriervorsprung