DE3220122C2 - Filtriergerät zur Filtration von Flüssigkeiten, insbesondere mittels Unter- oder Überdruck - Google Patents

Abstract

Um den Zusammenbau derartiger Filtriergeräte zu erleichtern, die Eindichtung der Filterplatte zu verbessern und schließlich das Auswechseln von Filterplatten mit unterschiedlicher Porosität zu vereinfachen wird die zwischen dem Aufnahmebehälter (11) für die zu filternde Flüssigkeit und dem Ablaufteil (12) für das Filtrat abgedichtet einzusetzende Filterplatte (20) in einem flachen Kunststoffring (18) überstehend gehalten. Der überstehende Teil der Filterplatte (20) wird von einer folienartigen, biegsamen Manschette (22), die an dem Kunststoffring (18) angeformt oder mechanisch aus diesem herausgearbeitet ist, umfaßt. Die Manschette (22) und der Kunststoffring (18) begrenzen einen radial nach außen offenen Aufnahmeraum (24) für den O-Dichtungsring (19), der die gegenseitige Abdichtung von Aufnahmebehälter (11) und Ablaufteil (12) sowie die Eindichtung der Filterplatte (20) in das Gerät bewirkt. Das Filtriergerät dient zur Filtration von Flüssigkeiten, beispielsweise für Rückstandsanalysen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Filtriergerat zur Filtration von Flüssigkeiten, insbesondere mittels Unter- oder Überdruck, mit einem Aufnahmebehälter für die zu filternde Flüssigkeit und einem Ablaufteil für das Filtrat, einer Filterplatte zwischen Aufnahmebehälter und Ablaufteil sowie mit Mitteln zur lösbaren abgedichteten Verbindung dieser Teile bei zwischcngeschaltetem O-Dichtungsring.

Bei einem bekannten derartigen Filtriergerät (Prospekt der Fa. Sartorius) wird das Filterelement bzw. die Filterplatte zwischen Aufnahmebehälter und Ablaufteil mittels einer Spannzange oder Federklammer einges spannt. Die Filterplatte kann aus Metall, Kunststoff oder Glas bestehen. Wenn jedoch der Aufnahmebehälter und das Ablaufteil aus Glas hergestellt sind, besteht die Gefahr, daß bei der obigen Verbindungsart der Planschliff an diesen Teilen relativ leicht ausbricht uid bei ίο Verwendung einer Filterplatte aus Glas auch diese zu Bruch gehen kann, was einerseits zur Undichtigkeit und andererseits zu Verletzungen bei der Bedienungsperson führen kann. Außerdem ist die vorstehende Verbindung generell nicht gut dichtend und insbesondere für die Arbeit mit Unterdruck wenig geeignet Ferner ist bei diesen Geräten das Auswechseln von Filterplatten mit unterschiedlicher Porosität durch die Vielzahl von Einzelteilen (O-Ringe, Filterhalter, Membrane, zweiteilige Klemme usw.) erschwert.

M Ähnliche Filtriergeräte, jedoch ohne O-Ring-Dichtung. sind aus den DE-GM 19 40557 und 18 81 527 bekannt

Generell bekannt sind ferner trichterförmige Teile aus Glas für die eingangs genannten Filtriergeräte, bei welchen das Filterelement (Glasfritte) eingeschmolzen ist. Solche Teile, auch als Filtertiegel oder Büchnertrichter bekannt, verteuere jedoch die Filtriergeräte, da für jeden Filtertyp ein eigenes Glasbauteil erforderlich ist.

Durch die DE-OS 20 20 057 ist ein ölfilter für Hydraulikanlagen bekannt, bei welchem ein Filtereinsatz aus gefaltetem Papier zwischen einer Deck- und Bodenscheibe aus gestanztem Blech so gehalten ist, daß er zum größten Teil aus diesen Blechscheiben hervorsteht Diese Filteranordnung ist jedoch nicht auf Filtriergeräte übertragbar, bei welchen das Filterelement zwischen einem Aufnahmebehälter und Ablaufteil abgedichtet einzubauen ist.

Bei noch einem anderen bekannten Filtriergerät (FR-PS 21 66 557) ist das Filter in einer vertiefung in einem Klemmring aus Aluminium so gehalten, daß es geringfügig über den Klemmring hervorsteh! und durch diesen gegen einen axial vorspringenden Rand an dem gleichfalls aus Aluminium bestehenden Gerätegehäuse gehalten wird. Eine abgedichtete Verbindung zwischen dem Klemmring und dem Gerätegehäuse läßt sich dadurch praktisch nicht erreichen.

Außerdem besteht beim Befestigen des Klemmrings am Gerätegehäuse mittels Schrauben die Gefahr einer Beschädigung des Filters.

5u Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filtriergerät zu schaffen, bei dem eine zuverlässige dichte Verbindung zwischen dem Aufnahmebehälter und Ablaufteil bei zwischengeschalteter Filterplatte hergestellt werden kann, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung der Glasbauteile besteht. Ferner sollen Filterplatten mit unterschiedlicher Porosität einfach und schnell ausgewechselt werden können.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Filterplatte in einem flachen Kunststoffring mit einem sich radial nach innen erstreckenden Ringbund so eingebaut ist, daß sie mit einem erheblichen Teil aus dem Kunststoffring herausragt, daß der überstehende Teil der Filterplatte von einer folienartigen, biegsamen Manschette an dem Kunststoffring umt>5 faßt ist, und daß diese Manschette und der Kunststoffring einen radial nach außen offenen Aufnahmeraum für den O-Dichtungsring begrenzen.

Dieser Kunststoffring wird bei eingesetzter Filter-

platte und eingebautem O-Dichtungsring durch die Verbindungsmittel zwischen dem Planschliff am unteren Ende des Aufnahmebehälters bzw. am oberen Ende des Ablaufteils dicht eingeklemmt, wobei der O-Dichtungsring flach zusammengedrückt wird und sein radial nach innen expandierender Umfangsteil die sehr dünne, biegsame Manschette gegen den Umfang des überstehenden Teils der Filterplatte faltenlos anpreßt. Dadurch wird die Filterplatte einwandfrei abgedichtet, denn die Manschette ist so dünn und biegsam, daß sie sich in die Poren der Filterplatte legt und diese abdichtet. Zugleich wird die Manschette durch den O-Dichtungsring abgedichtet gegen den Planschliff am unteren Ende (Rand) des Aufnahmebehälters gepreßt. Auf diese Weise ist auch die Beschädigungsgefahr der Planschliffe bei Herstellung der Verbindung praktisch ausgeschlossen. Der Kunststoffring dient ferner vorteilhaft als Halterung für die Filterplatte und den O-Dichtungsring, wodurch das Auswechseln der Filterplatte im Vergleich zum Stand der Technik erleichtert ist Für Filterplatten unterschiedlicher Art und Porosität kann bei gleichem Durchmesser vorteilhaft stets der gleiche K-nststoffring verwendet werden. Alternativ können der Kunststoffring, die Filterplatte und der O-Dichtungsring auch eine austauschbare Baueinheit bilden. Der O-Dichtungsring ist ferner durch den Kunststoffring und die Manschette vor Beschädigungen z. B. durch aggressive zu filternde Flüssigkeiten geschützt.

Eine einfache Herstellung der Manschette und sichere Verbindung zwischen dem Kunststoffring und der Manschette wird durch die Merkmale des Anspruches 2 erzielt

Die Merkmale des Anspruches 3 bringen den Vorteil, daß z. B. bei der Flüssigkeitsfiltration mit Überdruck der Kunststoffring mit eingesetzter Filterplatte auch in umgekehrter Lage verwendet werden kann. Zugleich ist dann der Einbau einer Membrane zwischen dem Kunststoffring und der Oberseite der Filterplatte möglich. Der zusätzliche Kunststoff-Stützring für die Filterplatte wird beim Zusammenbau des Filtriergeräts zwischen dem Planschliff am oberen Ende des Ablaufteils und dem durch die Manschette umfaßten O-Dichtungsring abgedichtet eingeklemmt.

Durch die weitere Ausgestaltung der Erfindung entsprechend Anspruch 4 wird die gegenseitige Abdichtung der Filiriergeräteteile nochmals verbessert.

Die Merkmale des Anspruches 5 bringen den Vorteil, daß die Bauhöhe der Filterplatten-Halterung und -Dichtung auch bei Verwendung des zusätzlichen Kunststoff-Stützrings für die Filterplatte relativ klein gehalten werden kann. Die Nut in dem Kunststoff-Stützring erleichtert die Positionierung und axiale Ausfluchtung des einen O-Dichtungsringes auf den anderen innerhalb der Manschette.

Eine einfach herzustellende und zu lösende Verbindungsvorrichtung für die einzelnen Teile des Filtriergeräts geht aus dem Anspruch 6 hervor.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnung von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Teil-Längsschnitt eines Filtriergeräts, das mit Unterdruck arbeitet, in der rechten Hälfte bei gelöster Überwurfmutter im auseinandergezogenen Zustand und in der linken Hälfte als Seitenansicht im zusammengebauten Betriebszustand;

F i g. 2 im ause^:nandergezogenen Zustand eine Schniuansicht des flachen Kunststoffrings mit in der Manschette eingesetzten:; O-Dichtungsring, eine Membrane, eine Filterplatte und eine Schniuansicht eines

Kunststoff-Stützringes für die Filterplatte und

F i g. 3 eine weitere Ansicht von Teilen eines Filtriergeräts, das mit Überdruck arbeitet, in der rechten geschnitten dargestellten Hälfte bei gelöster Überwurf-

s mutter in auseinandergezogenem Zustand und in der linken Hälfte im zusammengebauten Betriebszustand.

Das in F i g. 1 gezeigte Filtriergerät 10 dient zur Filtrierung von Flüssigkeiten mittels Unterdruck, beispielsweise für Rückstandsanalysen und enthält einen

ίο Aufnahmebehälter 11 aus Glas für die zu filternde Flüssigkeit sowie ein trichterförmiges Ablaufteil 12 aus Glas, welches in bekannter Weise in die öffnung eines nicht gezeigten Gefäßes zur Aufnahme des Filtrats eingesetzt wird. Im Innenraum des Ablaufteils 12 wird gleichfalls in bekannter Weise ein Unterdruck erzeugt

Zur Verbindung des Aufnahmebehälters 11 und des Ablaufteils 12 dient eine Überwurfmutter 13, die z. B. aus Kunststoff hergestellt sein kann. Der Aufnahmebehälter 11 ist an seinem unteren dickwandigeren Endbereich mit einem angeformten Außengewinde 14 versehen, auf welches die Überwurfmutte»· <3 mit ihrem Innengewinde aufgeschraubt wird. Das Ablauf teil 12 weist an seinem oberen Ende einen nach außen ragenden Flansch 15 auf, den die Überwurfmutter 13 beim Zusammenbau des Filtriergeräts 10 untergreift.

Zwischen dem plangeschliffenen unteren Stirnrand 16 des Aufnahmebehälters 11 und der plangeschliffenen Oberseite 17 des Flansches 15 am Ablauf teil 12 wird beim Anziehen der Überwurfmutter 13 ein flacher Kunststoffring 18 mit eingebautem O-Dichtungsring 19 abdichtend eingeklemmt. Der Kunststoffring 18 dient als Halter für eine Filterplatte 20 und kann z. B. aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) bestehen. Bei der Filterplatte 20 kann es sich z. B. um eine sogenannte Glasfritte handeln. Es können aber auch in Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall Filterplatten aus porösem Metall oder Kunststoff vorgesehen sein. Der die Filterplatte 20 haltende flache Kunststoffring 18 ist in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab sowie in einer gegenüber F i g. 1 umgekehrten Lage gezeigt. Der Kunststoffring 18 if. mit einem sich radial geringfügig nach innen erstreckenden Ringbund 21 versehen, der bei der Anordnung entsprechend F i g. 1 als Auflager für die Filterplatte 20 dient. Die Anordnung ist ferner so getroffen, daß die eingebaute Filterplatte 20 mit einem erheblichen Teil aus dem Kunststoff ring 18 herausragt. An dem Kunststoffring 18 ist koaxial eine folienartige, biegsame (Dichtung-)Manschette 22 einstückig angebracht, z. B. durch Anformen oder mechanische Herausarbeitung

so (Abschälung) an bzw. aus dem Kunststoffring. Diese z. B. eine Wanddicke von nur ca. 0,2 mm aufweisende Manschette 22 besitzt im Ausführungsbeispiel einen rechtwinkligen Querschnitt und umfaßt mit ihrem zylindrischen Abschnitt 23 (F i g. 2) den überstehenden Teil der Filterplatte 20 Mtenlos und im wesentlichen spannungsfrei. Es wird an dieser Stelle bemerkt, daß die Manschette 22 in den Zeichnungen lediglich zur Verdeutlichung übertrieben dickwandig gezeichnet ist. Die Manschette 20 begrenzt ferner zusammen mit dem Kunststoffring 18 einen radial nach außen offenen Aufnahmeraum 24 für den O-Dichtungsring 19. Dieser O-Dichtungsring kann daher einfach von außen in den Aufnahmeraum 24 eingesetzt werden.
Für die Zwecke des Zusammenbaus des Filtriergeräts

S5 10 der F i g. I wird die Filterplatte 20 in den Kunststoffring 18 eingesetzt, wobei der zylindrische Abschnitt 23 der Manschette 22 mit der Oberseite der Filterplatte 20 bündig abschließt oder diese etwas überragt, wie in

F i g. I gezeigt ist. Dann wird der O-Dichtungsring 19 in den Aufnahmeraum 24 eingebracht. Das so erhaltene Gebilde wird nun zwischen dem unteren Stirnrad 16 des Aufnahmebehälters 11 der Oberseite 17 des Flansches 15 am Ablaufteil 12 angeordnet. Beim Anziehen der Überwurfmutter 13 wird der Kunststoffring 18 abdichtend gegen die Oberseite 17 des Flansches 15 und der Manschettenabschnitt 25 gegen den Stirnrand 16 des Aufnahmebehälters 11 gepreßt. Der beim Anziehen der Überwurfmutter 13 flach zusammengedrückte O-Dichtungsring 19 preßt mit einem radial nach innen expandierenden Umfangsabschnitt den zylindrischen Manschettenabschnitt 23 gegen den überstehenden Umfangsteil der Filterplatte 20, wodurch eine einwandfreie Abdichtung der Filterplatte nach außen und zu- is gleich eine zuverlässige gegenseitige Abdichtung des Aufnahmebehälters U und Ablaufteils 12 erzielt werden. Die Manschette 22 schirmt außerdem den O-Dichtungsring 19 nach innen geoenilher aoerressiven zu filternden Flüssigkeiten ab.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 arbeitet das Filtriergerät 10' mit Überdruck, was bedeutet, daß die im Aufnahmebehälter 11 befindliche zu filternde Flüssigkeit mit einem Druck beaufschlagt wird. Das Ablaufteil 12 erstreckt sich auch in diesem Fall in ein nicht 2s gezeigtes Gefäß zur Aufnahme des Filtrats. Aufnahmebehälter 11 und Ablauf teil 12 bestehen aus Glas, während als Überwurfmutter 13 wieder eine solche aus Kunststoff verwendet werden kann. Im übrigen sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszahlen wie beim vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel bezeichnet. In Abweichung vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird bei dem Druck-Filtriergerät 10' der flache Kunststoffring 18 umgekehrt zwischen Aufnahmebehälter 11 und Ablaufteil 12 eingebaut Der Ringbund 21 des Kunststoffrings 18 befindet sich demzufolge oben und zwischen diesem Ringbund 21 und der Filterplatte 20 kann eine Membrane 26 zur Feinstfiltration eingespannt werden. Damit die in den Kunststoffring 18 eingesetzte Filterplatte 20 beim Betrieb des Filtriergeräts 10' durch den Druck der zu filternden Flüssigkeit nicht nach unten aus dem Kunststoffring 18 herausgedrückt wird, ist bei dieser Version ein zusätzlicher Kunststoff-Stützring 27 für die Filterplatte 20 mit winkelförmigem Querschnitt vorgesehen. Dieser Stützring 27 kann gleichfalls aus Polytetrafluoräthylen hergestellt sein. Er unterstützt im eingebauten Zustand die Filterplatte 20 am Rand ihrer Unterseite. Zwischen der Filterplatte 20 und dem Kunststoff-Stützring 27 kann eine weitere Membrane 26' angeordnet werden, deren Durchmesser vom Durchmesser der Membrane 26 verschieden sein kann. Die Membrane 26 kann einen Durchmesser von 50 mm und die Membrane 26' einen Durchmesser von 47 mm aufweisen.

Der Kunststoff-Stützring 27 ist gegenüber dem O-Dichtungsring 19 in der Manschette 22 mit einer umlaufenden Nut 28 zur Aufnahme eines O-Dichtungsringes 29 versehen, der einen wesentlich kleineren Durchmesser als der O-Dichtungsring 19 hat. Der O-Dichtungsring 29 ist koaxial in bezug auf den O-Dichtungs- bo ring 19 angeordnet Dies ist von Bedeutung, um bei Herstellung der Verbindung sicherzustellen, daß nur achsparallele Druckkräfte an den O-Dichtungsringen angreifen- Seitlich wirkende Kraftkomponenten können dagegen eine unerwünschte Verlagerung der O-Dichtungsringe bewirken.

Beim Anziehen der Überwurfmutter 13 wird beim Ausführungsbeispiel der Fig.3 der Kunststoffring 18 abdichtend gegen den plangeschliffenen Stirnrand 16 des Aufnahmebehälters 11 gepreßt, während gegen die plangeschliffene Oberseite 17 des Flansches 15 am Ablaufteil 12 der Kunststoff-Stützring 27 abdichtend gedrückt wird. Auch in diesem Fall preßt der dabei flach zusammengedrückte O-Dichtungsring 19 mit einem radial nach innen expandierenden Umfangsabschnitt den zylindrischen Manschettenabschnitt 23 gegen den Umfang des überstehenden Teils der Filterplatte 20. Die Manschette 22 ist, wie aus F i g. 3 hervorgeht, durch den Kunststoff-Stützring 27 mit winkelförmigem Querschnitt nach innen sowie gegen das Ablaufteil 12 hin abgedeckt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Frittiergerät zur Filtration von Flüssigkeiten, insbesondere mittels Unter- oder Überdruck, mit einem Aufnahmebehälter für die zu filternde Flüssigkeit und einem Ablaufteil für das Filtrat einer Filterplatte zwischen Aufnahmebehälter und Ablaufteil sowie mit Mitteln zur lösbaren abgedichteten Verbindung dieser Teile bei zwischengeschaltetem O-Dichtungsring, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterplatte (20) in einem flachen Kunststoffring (18) mit einem sich radial nach innen erstreckenden Ringbund (21) so eingebaut ist, daß sie mit einem erheblichen Teil aus dem Kunststoffring (18) herausragt, daß der überstehende Teil der Filterplatte (20) von einer folienartigen, biegsamen Manschette (22) an dem Kunststoffring (18) umfaßt ist, und daß diese Manschette (22) und der Kunststoffring (lg> einen radial nach außen offenen Aufnahmeraum %14) für den O-Dichtungsring (19) begrenzen.

2. Filtriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (22) am Kunststoffring

(18) angeformt oder mechanisch aus diesem herausgearbeitet ist.

3. Filtriergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung einer Membrane (26) zwischen einem Ringbund (21) des Kunststoffringes (18) und der Filterplatte (20) ein zusätzlicher Kunsts'off-Stützring (27) für die Filterplatte (20) mit winkelförmigem Querschnitt vorgesehen ist, der die Manschette (22) überlappt.

4. Filtriergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Su.tzring (27) für die Filterplatte (20) gegenüber dem O-Dichtungsring

(19) in der Manschette (22) einen koaxial angeordneten O-Dichtungsring (29) trägt

5. Filtriergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Stützring (27) für die Filterplatte (20) mit einer Nut (28) zur Aufnahme seines O-Dichtungsringes (29) versehen ist, der einen kleineren Durchmesser als der O-Dichtungsring (19) in der Manschette (22) aufweist.

6. Filtriergerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum abgedichteten Verspannen des Kunststoffringes (18) mit eingesetzter Filterplatte (20) und O-Dichtungsring (19) in der Manschette (22), wahlweise mit oder ohne Kunststoff-Stützring (27) zwischen je einem Stirnrand (16, 17) des Aufnahmebehälters (11) und des Ablaufteils (12) eine Überwurfmutter (13) vorgesehen ist, wobei der Aufnahmebehälter (11) ein Außengewinde (14) für die Überwurfmutter (13) aufweist, die einen radial nach außen ragenden Flansch (15) am Ablaufteil (12) untergreift oder umgekehrt.