DE3806208A1

DE3806208A1 - Filteranordnung

Info

Publication number: DE3806208A1
Application number: DE3806208A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Ulrich Dipl Ing Hensgen
Original assignee: Pall Deutschland GmbH
Current assignee: Pall Deutschland GmbH
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1989-09-07

Description

Die Erfindung betrifft Baueinheiten für ein Filtersystem. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Einsatzplatte für Filteranordnungen. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Filtereinsatz. Schließlich ist Gegenstand der Erfindung auch eine Filteranordnung mit einem Gehäuse und darin ange ordneten Filtern.

Es sind Filteranordnungen bekannt, bei denen ein Filter in einem mit einer Deckeleinheit verschlossenen Filtergehäuse angeordnet ist. Durch eine besondere Ausgestaltung des Deckels kann zu filtrierendes Fluid in das Gehäuse gepumpt werden und das gereinigte Fluid, Filtrat, verläßt nach Durchströmen der Filter die Anordnung durch eine Rohrverbin dung des Deckels.

Die Filter werden bei derartigen Filteranordnungen ausgewech selt, indem der Deckel von der Anordnung abgenommen wird, die Filter abgedreht, z. B. abgeschraubt werden, neue Filter angebracht werden und der Deckel mit den frischen Filtern wieder auf das Gehäuse angebracht wird. Bei dem bekannten System ist es erforderlich, die Filter selbst zu berühren und das Gehäuse ist dem Filtrationsfluid ausgesetzt. Daher ist es erforderlich, daß das Gehäuse und auch der Deckel aus Material gefertigt wird, das sowohl die mechanischen Eigenschaften besitzt, denen es unter den Filtrationsverfahrens-Bedingungen ausgesetzt ist, als auch die chemischen Eigenschaften besitzt, um dem zu filtrierenden Medium zu widerstehen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Systeme besteht darin, daß zwischen den Filterelementen und dem Gehäuse ein verhält nismäßig großes Volumen existiert, in dem unvermeidbar Fluidrückstände verbleiben. Das ist besonders bei teuren zu filtrierenden Materialien unerwünscht.

Die oben beschriebenen Probleme werden erheblich dadurch verstärkt, daß in der modernen Verfahrenstechnik häufig hochaggressive Chemikalien zu filtrieren sind, und daß dies bei hohen Temperaturen und hohen Drücken zu erfolgen hat. Schließlich werden auch vielfach toxische Stoffe, z. B. im Zusammenhang mit pharmazeutischen und biochemischen Verfahren, und radioaktive Materialien filtriert. Zum Handhaben derartiger Produkte sind bisher außerordentlich aufwendige Filtersysteme eingesetzt worden und das Wechseln der Filter war stets ein sehr kostspieliges Verfahren.

Aufgabe der Erfindung ist es, Filteranordnungen und Bauelemen te für solche Filteranordnungen zu schaffen, die ein extrem einfaches Auswechseln von Filtern ermöglichen. Ein weiteres Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll, besteht in der Möglichkeit, Filter ohne Kontaminationsgefahr zu wechseln. Ein zusätzliches Ziel der Erfindung ist es, Filter anordnungen und deren Bauelemente zu schaffen, die es ermög lichen, bei Beibehaltung der mechanischen und chemischen Belastbarkeit ein kontaminationsfreies, schnelles, sicheres und preiswertes Auswechseln der Filter zu ermöglichen. Die Baueinheiten und Filterelemente sollen dabei vorzugsweise so gestaltet werden, daß der bei der Filtration unvermeidliche Verlust von Fluid auf ein Minimum beschränkt wird.

Ein weiteres technisches Problem, dessen Lösung die Erfindung anstrebt, besteht darin, größere Durchflußleistungen bei Filtersystemen auch für Fluide mit höheren Viskositäten zu ermöglichen. Es soll weiterhin ein vormontiertes Komplettsy stem für die verschiedensten Arten von aggressiven oder aus anderen Gründen unhandlichen Flüssigkeiten geschaffen werden, ohne daß beim Filterwechsel das Personal mit dem Fluid in Kontakt gerät.

Ein zusätzliches technisches Problem, das durch die Erfindung gelöst werden soll, besteht in der Reinigung der inneren Oberfläche von Filtergehäusen. Eine derartige Reinigung ist stets eine technisch aufwendige und kostspielige Angelegen heit. Es ist daher extrem wünschenswert, eine Reinigung der inneren Oberfläche von Filtergehäusen insbesondere auch aus Sicherheitsgründen zu vermeiden.

Ein besonderes technisches Problem taucht bei manchen Filter gehäuse-Materialien in Form der Diffusion auf. Zu filtrieren des Material diffundiert in manchen Fällen durch das Filter gehäuse, insbesondere wenn dieses Filtergehäuse lange Zeit im Einsatz ist.

Die oben genannten technischen Probleme werden gelöst und die sich aus der Beschreibung ergebenden Vorteile erzielt durch die erfindungsgemäßen Einsatzplatten, die erfindungsgemäßen Filtereinsätze und die Filteranordnungen, wie sie in den Ansprüchen definiert sind. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Einsatzplatte für Filteranordnungen trägt sämtliche Dichtungsfunktionen der Filtereinheit. Diese Einsatzplatte weist einen ersten und einen zweiten umlaufen den geschlossenen Dichtungsbereich auf. Dieser Dichtungsbe reich liegt vorzugsweise im Umfangsbereich der Einsatzplatte. Im einfachsten Falle sind die beiden Dichtungsbereiche auf der Oberseite bzw. der Unterseite der Einsatzplatte und einander gegenüberliegend angeordnet. Die Einsatzplatte wird im Gebrauch zwischen zwei das Filtersystem umgrenzenden Teilen, vorzugsweise Sandwich-artig und über den Umfang auf beiden Seiten abdichtend gehalten.

In der Einsatzplatte sind weiterhin die Öffnungen zum Anbrin gen von Filterelementen wie beispielsweise Filterkerzen vorgesehen. Jeder dieser Öffnungen ist ein Dichtungsbereich zugeordnet, in dem die Filterkerze dichtend angebracht werden kann. Das Innere der Filterkerze steht dabei in Fluidfluß- Verbindung mit der betreffenden Öffnung. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Einsatzplatte zwei bis acht, insbesonde re drei bis fünf, und bevorzugterweise drei Öffnungen zum Anschluß von Filterelementen, insbesondere Filterkerzen auf.

Die Art und Weise der Befestigung der Filterelemente bzw. Filterkerzen an der Einsatzplatte kann eine Steckverbindung, eine Schraubverbindung und auch eine Klebeverbindung sein. Die Verbindung kann insbesondere als nicht lösbare Verbindung ausgeführt werden, wenn, wie es gegenwärtig bevorzugt ist, die Einsatzplatte in einer Filteranordnung verwendet wird, bei der der gesamte Filtereinsatz samt Einsatzplatte ausge wechselt werden kann.

Die Einsatzplatte trennt die Reinseite von der Unreinseite. Dadurch, daß die Einsatzplatte in ihrem Umfangsbereich zwei Dichtungsbereiche aufweist, nämlich einen ersten Dichtungsbe reich zwischen der Reinraum-Seite der Einsatzplatte und der Umgebung, und einen zweiten Dichtungsbereich zwischen dem Unreinraum der Platte und der Umgebung, wird verhindert, daß bei einem Leck in diesen Umfangsdichtungs-Bereichen ein Fluidfluß vom Unreinraum direkt in den Reinraum erfolgen kann. Solche Lecks ergeben vielmehr einen Fluidfluß in den Außenraum, und ein solcher Leckfluß kann angezeigt und korrigiert werden, ohne daß ein zunächst unerkannter Fluid fluß vom Unreinraum in den Reinraum erfolgen könnte.

Die Einsatzplatte gemäß der Erfindung weist weiterhin eine Anschlußöffnung auf, der ein Anschluß-Dichtungsbereich zugeordnet ist. Über diesen Anschluß-Dichtungsbereich kann eine Anschlußleitung so mit der Einsatzplatte verbunden werden, daß Fluid in den Unreinraum geleitet werden kann.

Mit Ausnahme von Öffnungen für Instrumentenanschlüsse bzw. Sicherheitsventile weist die Einsatzplatte keine weiteren Öffnungen für funktionellen Fluidfluß auf.

Es ist bevorzugt, daß der erste und/oder der zweite geschlos sene Dichtungsbereich an der Einsatzplatte einstückig mit dieser verbunden ist. Insbesondere kann dieser Dichtungsbe reich in Form von einer oder mehrer umlaufender, geschlosse ner, harter wulstartiger Erhebungen ausgebildet sein. Diese umlaufende wulstartige Erhebung hat die Funktion, in ein weicheres Gegenstückmaterial dichtend eingedrückt zu werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, die wulstartige Erhebung in Form einer wellenförmigen umlaufenden wulstartigen Erhe bung auszubilden. Es ist bevorzugt, die wulstartige Erhebung so auszubilden und dem weichen Material, mit der diese in Eingriff steht, so zuzuordnen, daß eine mechanisch feste Verbindung zwischen der Einsatzplatte und dem jeweils mit dem geschlossenen Dichtungsbereich in Eingriff stehenden Material geformt wird.

Zur Erleichterung der Handhabung ist es zweckmäßig, die Einsatzplatte seitlich außerhalb der geschlossenen Dichtungs bereiche mit zumindest zwei einstückig mit der Einsatzplatte verbundenen Grifflaschen zu versehen. Mit Hilfe dieser Laschen kann die gesamte, der Einsatzplatte zugeordnete Filtereinheit gehandhabt werden.

Die Einsatzplatte weist in ihrer bevorzugten baulichen Gestaltung einen flachen Außenbereich auf, auf dessen Ober seite der erste geschlossene Dichtungsbereich und auf dessen Unterseite der zweite geschlossene Dichtungsbereich angeord net ist. An den flachen Außenbereich schließt sich dann nach innen ein schräg zulaufender, insbesondere kegelstumpfförmi ger Übergangsbereich an. An diesen zulaufenden Übergangsbe reich wiederum schließt sich ein flacher Innenbereich an. An diesem Innenbereich ist einstückig für jedes Filterelement bzw. für jede Filterkerze ein kurzer rohrstutzenförmiger bzw. flanschartiger Ansatz vorgesehen, in dessen Innenseite die Filterkerze bzw. das Filterelement dichtend angebracht werden kann. Dabei weisen diese flanschartigen Ansätze vorzugsweise sowohl von dem flachen Innenbereich als auch von dem flachen Außenbereich der Einsatzplatte weg. Außerdem ist an dem flachen Innenbereich ein Anschlußstutzen ausgebildet, durch den die Anschlußöffnung verläuft. Der Anschlußstutzen weist den Anschlußdichtungsbereich auf. Vorzugsweise ist der Anschlußstutzen in entgegengesetzter Richtung zu den flansch artigen Ansätzen für die Filterkerze an dem flachen Innenbe reich ausgebildet. Auch der Anschlußstutzen ist einstückig mit dem Innenbereich der Einsatzplatte geformt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Filter einsatz vorgestellt. Dieser Filtereinsatz kann als Ganzes aus einer Filteranordnung herausgenommen werden, ohne daß eine besondere Kontaminationsgefahr besteht. Insbesondere ist es bei dem Filtereinsatz der Erfindung möglich, den Wechselvor gang vorzunehmen, ohne jemals ein Filterelement zu berühren.

Der erfindungsgemäße Filtereinsatz weist eine Einsatzplatte sowie zumindest ein Filterelement auf, das mit der Einsatz platte jeweils über einen Durchgang dichtend so verbunden ist, daß das Fluid von der Reinraum-Seite der Einsatzplatte zu der Unreinraum-Seite der Einsatzplatte strömen kann. Von der Fluidzufuhr in den Unreinraum abgesehen, kann das Fluid nur über das Filterelement bzw. die Filterelemente von der Unreinraum-Seite zu der Reinraum-Seite des Filtereinsatzes gelangen.

Der erfindungsgemäße Filtereinsatz weist weiterhin eine Außenhaut auf, die vorzugsweise aus nachgiebigem Material geformt ist. Diese Außenhaut kann unter Betriebsbedingungen um zumindest einen kleinen aber signifikanten Bereich ver formt bzw. gedehnt werden. Die Außenhaut formt mit der inneren Seite der Einsatzplatte einen ersten Raum, in dem die Filterelemente, die ja an der Einsatzplatte befestigt sind, angeordnet sind. Über eine Öffnung in der Einsatzplatte kann Fluid vom oder zum ersten Raum strömen.

Vorzugsweise ist die dichtende Verbindung zwischen der Einsatzplatte und der Außenhaut am Umfang von Einsatzplatte und Außenhaut derart, daß bei einer Trennung der Außenhaut von der Einsatzplatte diese nicht wieder in dichtenden Eingriff miteinander gebracht werden können. Letzteres kann insbesondere durch die oben bereits erwähnten wellenförmigen, wulstartigen umlaufenden Dichtungsbereiche der Einsatzplatte erreicht werden.

Der erfindungsgemäße Filtereinsatz weist schließlich eine Abschlußplatte auf, die mit der äußeren Seite der Einsatz platte einen zweiten Raum schafft, der über den Durchgang bzw. die Durchgänge, an denen die Filterelemente bzw. die Filterkerzen befestigt sind und die Filterelemente bzw. die Filterkerzen mit dem ersten Raum in Fluidfluß-Verbindung steht. In der Abschlußplatte ist eine Öffnung vorgesehen, durch die Fluid zum oder vom zweiten Raum strömen kann. Vorzugsweise sind die Öffnungen in der Einsatzplatte und in der Abschlußplatte die einzigen Zufuhr- bzw. Abfuhröffnungen durch diese Bauteile.

Der erfindungsgemäß bevorzugte Filtereinsatz besteht also aus einer fest verbundenen Einheit, die aus Abschlußplatte, Zwischenplatte und Außenhaut zusammengesetzt ist, und in der in dem Raum zwischen der Einsatzplatte bzw. Zwischenplatte und der Außenhaut in dem Raum zwischen der Einsatzplatte bzw. Zwischenplatte und der Außenhaut mehrere Filterelemente, vorzugsweise drei bis fünf, insbesondere drei solche Filter elemente, die vorzugsweise als Filterkerzen ausgebildet sind, angeordnet sind. Der Filtereinsatz kann als solcher aus einer Filteranordnung herausgenommen werden. Insbesondere kann der Filtereinsatz als ganze Einheit ersetzt werden. Damit entfällt das Erfordernis, daß bei der Handhabung und beim Filterwechsel Personal jemals mit den Filterelementen als solche in Berüh rung kommt.

Die bevorzugte Ausbildung der Dichtung für den ersten und den zweiten Raum ist bei dem Filtereinsatz der Erfindung so gestaltet, daß die Einsatzplatte in einer Sandwich-artigen Struktur zwischen einem flanschartigen Ansatz der Außenhaut und einem Umfangsbereich der Abschlußplatte angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Einsatzplatte so ausgebildet, wie oben beschrieben. Die wulstartigen Vorsprünge sind in die Randbe reiche der Abschlußplatte und in den flanschartigen Ansatz der Außenhaut unter Ausbildung einer festen Verbindung gepresst. Die feste Verbindung ist vorzugsweise eine mechani sche, d. h. im wesentlichen auf Reibung beruhende Verbindung. Die drei Bauteile können aber auch in dem Dichtungsbereich miteinander verklebt oder verschweißt sein. Ein Vorteil dieser erfindungsgemäßen Konstruktion des Filtereinsatzes besteht darin, daß ein Leck in diesen Dichtungsbereichen immer dazu führt, daß das Fluid entweder aus dem Unreinraum in den Außenraum oder aus dem Reinraum in den Außenraum strömt, daß jedoch eine Strömung von zu filterndem Fluid aus dem Unreinraum in den Reinraum praktisch ausgeschlossen ist.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterein satzes weist ein Tauchrohr auf, das mit der Öffnung in der Einsatzplatte kommuniziert und das in den ersten Raum hinein ragt. Die Länge dieses Tauchrohres kann auf die speziellen Anforderungen an den Filtereinsatz abgestellt werden. Das Tauchrohr kann mehrere Öffnungen haben, um ein bestimmtes Strömungsverhalten entlang der Filter vorzusehen. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Tauchrohr im wesentlichen einen Querschnitt hat, der dem zwischen den parallel zu dem Tauch rohr angeordneten Filterkerzen freigelassenen Raum entspricht. Es ist auch möglich, das Tauchrohr mit Profilrippen zu versehen zur Volumen- und Strömungsoptimierung.

Der Filtereinsatz ist vorzugsweise erfindungsgemäß so kon struiert, daß in der Abschlußplatte ein weiterer Durchgang vorgesehen ist, der mit der Öffnung in der Einsatzplatte derart in Eingriff steht, daß das Fluid nur über diesen Durchgang und die Öffnung in der Einsatzplatte in den ersten Raum strömen kann. Der zweite Raum ist in dieser Ausführungs form ringförmig und umgibt diese Verbindung zwischen dem ersten Raum und dem Äußeren der Gesamtanordnung.

Erfindungsgemäß ist weiterhin auch ein Filtergehäuse bzw. eine Gesamt-Filteranordnung vorgesehen, die einen Behälter, einen Deckel und einen zwischen Behälter und Deckel angeord nete Filtereinheit aufweist. Vorzugsweise liegt die Filter einheit mit einem an der Außenhaut angebrachten Flanschab schnitt auf einem Haltebereich des Behälters auf, während der Deckel auf der Abschlußplatte aufliegt. Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn der Behälter einen Verschlußflansch aufweist, der einen größeren Durchmesser als ein Flanschbereich des Filtereinsatzes hat, wobei an dem äußeren Bereich des Flansches des Behälters sowie an dem entsprechenden äußeren Bereich des Deckels Verbindungsein richtungen, wie beispielsweise übereinanderliegende Bohrungen angeordnet sind. Der Verschlußdruck des Deckels auf dem Behälter preßt dann gleichzeitig Abschlußplatte und Flansch teil der Außenhaut zusammen auf die Zwischenplatte bzw. die Einsatzplatte. Es bedarf dann nur noch des Einführens eines Zufuhrrohres und eines Abfuhrrohres durch zwei Öffnungen im Deckel in die jeweiligen Öffnungen der Abschlußplatte bzw. der Einsatzplatte oder Zwischenplatte. Vorzugsweise ist der Raum zwischen der Außenhaut des Filtereinsatzes und dem Behältermantel durch einen Formkörper ausgefüllt. Dabei kann der Formkörper und der Behältermantel aus einem Stück beste hen. Der Formkörper kann aber auch separat in den Behälter eingesetzt sein. Die Außenhaut wird dann im Betrieb des Filters gegen diesen Formkörper gedrückt. Das Tot-Volumen für die zu filternde Flüssigkeit ist damit auf ein absolutes Minimum begrenzt, nämlich das Volumen, das zur gewünschten Anströmung der Filterelemente unbedingt erforderlich ist.

Vorzugsweise ist die Haut bzw. Außenhaut über den ganzen Umfang im wesentlichen gleich dick (Ungleichmäßigkeiten können vom Formgebungsprozeß der Haut kommen). Die Haut bzw. Außenhaut ist getrennt vom bzw. unverbunden mit dem Füllkör per.

Erfindungsgemäß sind also die drucktragende Funktion des Behältermantels und die abdichtende Funktion der Außenhaut in getrennten Bauteilen verwirklicht.

Ein Zufuhrrohr-Krümmer steht vorzugsweise in dichtender Verbindung mit der Einsatzplatten-Öffnung in Eingriff, so daß zu filtrierendes Fluid in den ersten Raum durch diesen Rohrkrümmer strömen gelassen werden kann. Ein weiterer Rohrkrümmer steht in dichtendem Eingriff mit der Öffnung in der Abschlußplatte, so daß Filtrat aus dem zweiten Raum durch diesen weiteren Rohrkrümmer abfließen kann.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen können aus den verschie densten Materialien gefertigt werden. Die folgende Aufstel lung beschreibt die bevorzugten Materialien.

Deckel der Filteranordnung und drucktragender Behälter:
Zugfeste Metalle, insbesondere Stahl.
Einsatzplatte bzw. Zwischenplatte: Harter Kunststoff, insbe sondere Polyamid.
Abschlußplatte: Kunststoff, insbesondere Polypropylen, Polyethylen, ABS Copolymer.
Außenhaut: Kunststoff, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polybutadien, Butadien-Styrol-Copolymer, Polyamid.
Füllkörper bzw. Profilkörper: Kunststoff, insbesondere Polyamid und gesinterter Polyfluorkohlenwasserstoff, insbe sondere gesintertes Polytetrafluorethylen, geschäumtes Polystyrol.

Weitere bevorzugte Einzelheiten ergeben sich aus der folgen den Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsge mäßen Gegenstände. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine auseinandergezogene Längsschittdarstellung der gesamten Filteranordnung,

Fig. 2 eine Querschnittzeichnung durch die Filteranord nung entlang der Linie 2.2 in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 Detailansichten.

In Fig. 1 ist eine Filteranordnung 1 gemäß der Erfindung dargestellt. In einem drucktragenden Behälter 2 aus Metall, z. B. Stahl, ist ein Filtereinsatz 3 angeordnet. Die Filter anordnung ist durch einen Deckel 4 verschlossen. Deckel 4 und Behälter 2 sind z. B. durch Schraubverbindungen aneinanderge halten. In Fig. 1 sind Deckel 4 und Behälter 2 auseinander gezogen dargestellt. Lediglich die Bohrungen 41 bzw. 21 für die Verbindungen sind gezeigt. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Verbindungen zwischen Behälter 2 und Deckel 4 mit Hilfe von z. B. Überwurfmuttern zu bewirken.

Der Filtereinsatz 3 enthält in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 drei Filterelemente, nämlich Filterkerzen 31. Diese sind symmetrisch in dem Behälter 2 mit kreisförmigem Querschnitt angeordnet, wobei die Achsen der Filterkerzen auf den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks liegen.

Zwischen den drei Filterelementen 31 ist ein Tauchrohr 32 zentral angeordnet. Dieses Tauchrohr weist Öffnungen 321 auf, durch die das zu filtrierende Fluid auf die Filter 31 gelan gen kann. Um die Filter 31 herum befindet sich eine Außenhaut 33 aus etwas nachgiebigem Kunststoffmaterial, z. B. Polypropy len oder Polyethylen. Die Außenhaut 33 kann durch den Betriebs druck des zu filtrierenden Fluids leicht deformiert werden. Dabei wird die Außenhaut gegen den Profilkörper 5 gedrückt, der den Freiraum zwischen den Filterelementen 31 und dem drucktragenden Behälter 2 weitgehend ausfüllt. Lediglich der für die beabsichtigte Strömung des zu filtrierenden Fluids um die Filterelemente erforderliche Zwischenraum 6 ist frei.

Die Filterelemente 31 sind über einen dichtenden Ring 7 mit einer Zwischenplatte 8 verbunden. Diese Zwischenplatte 8 ist einstückig aus einem harten Kunststoff, vorzugsweise gespritzt. Die dichtende Verbindung zwischen der Zwischen platte 8 und dem Filterelement 31 erfolgt in einem Durchgang 81 eines Rohransatzes 82 der Zwischenplatte 8. Es sind drei solche Rohransätze 82 vorhanden. Diese Rohransätze 82 stehen in Verbindung mit einem inneren Abschnitt 83 der Zwischen platte 8. Die Rohrabschnitte 81 stehen von diesem inneren Abschnitt 83 nach unten ab. An ihrer Außenseite tragen und führen die Rohrabschnitte 82 das Tauchrohr 32, das in die Zwischenplatte 8 eingesteckt ist.

An den inneren im wesentlichen ebenen Bereich 83 der Zwi schenplatte 8 schließt sich ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 84 an, der in einen wiederum im wesentlichen ebenen Außenbe reich 85 übergeht. Nach oben von der Zwischenplatte abstehend und zentral angeordnet ist ein Ansatzstück 86 mit dem Innen bereich 83 der Zwischenplatte 8 verbunden. Dieses Ansatzstück 86 dient zur flüssigkeitsdichten Verbindung mit einem Ansatz 96, der von einer Abschlußplatte 9 nach unten absteht. Die beiden Ansätze 86 und 96 bilden zusammen den Zufuhrkanal 98 in den Unreinraum des Filtereinsatzes 3.

In dem äußeren Abschnitt 85 der Einsatzplatte 8 bzw. Zwischen platte 8 sind zwei Dichtungsbereiche 87 bzw. 88 vorgesehen.

Der obere Dichtungsbereich 87 wird durch zwei wellenförmig längs des Umfanges der Zwischenplatte 8 verlaufende Dich tungswülste 871 und 872 (vgl. Fig. 4) gebildet. Diese wellenförmigen Dichtungswülste 871 und 872 sind aus dem harten Kunststoff der Zwischenplatte 8 geformt und in den weicheren Kunststoff der Abschlußplatte eingedrückt. Die Abschlußplatte 9 braucht ja mechanisch hohen Drücken keinen Widerstand zu leisten, da sie von dem drucktragenden Behäl terdeckel 4 getragen und an einem Nachgeben gehindert wird. Am Außenbereich der Einsatzplatte 8 sind vorzugsweise ein stückig zwei Laschen 810 zum Herausheben des Filtereinsatzes angebracht. In Fig. 4 ist eine solche Lasche 810 in Aufsicht gezeigt.

Auch der Dichtungsbereich 88 ist mit zwei wellenförmigen Dichtungswülsten versehen. Diese sind am unteren Umfangsbe reich der Zwischenplatte angeordnet und sind in den Flansch abschnitt 331 der Außenhaut, die ja ebenfalls aus weicherem, nachgiebigem Kunststoff besteht, eingepreßt. Die Verbindung zwischen der Abschlußplatte, der Zwischenplatte und der Außenhaut ist dabei so ausgelegt, daß diese drei Teile zusammenhalten und als Einheit ohne weitere Führungsmaßnahmen bewegt werden können.

Das Tauchrohr 32 ist mit seinem unteren Ende 322 in einen innen vorspringenden Ansatz 332 der Außenhaut 32 eingesteckt und in diesem geführt, z. B. mit Hilfe von Warzen, die in einen Ring des Tauchrohres einspringen.

Vorzugsweise sind Abschlußplatte, Zwischenplatte, Außenhaut, Tauchrohr alle aus Kunststoff geformt. Der gesamte Filterein satz 3 kann in einfachster Weise aus dem Behälter 2 entnommen und als Ganzes beseitigt werden. Ebenso einfach ist das Wiedereinsetzen eines neuen Filtereinsatzes 3. Jede Konta minierung ist vermieden. Der Totraum für zu filtrierendes Fluid ist auf sein absolutes Minimum reduziert. Eine Reini gung des Inneren des Behältermantels ist überflüssig.

Insbesondere ist kein Metallteil der Filteranordnung, also insbesondere weder der Deckel 4 noch der Behälter 2 der zu filtrierenden Flüssigkeit oder dem Filtrat ausgesetzt. Die Außenhaut 33 bildet zusammen mit der Zwischenplatte 8 den Unreinraum 833. Die Zwischenplatte 8 und die Abschlußplatte 9 bilden zusammen den Reinraum 890 des Filtereinsatzes 3. Die zu filtrierende Flüssigkeit wird durch einen Rohrkrümmer 10 in den Unreinraum 833 des Filtereinsatzes geführt. Der Rohrkrümmer 10 steht über einen Dichtungsring 101 mit einem Durchgangskanal 89 der Zwischenplatte in Verbindung. Sofern die Dichtung 101 ausreichend gut ist, besteht auch in dem Übergangsbereich zwischen dem Verbindungsansatz 96 der Abschlußplatte 9 und dem Verbindungsansatz 86 der Zwischen platte 8 keine Gefahr eines Lecks zwischen dem Reinraum 890 und dem Unreinraum 833. Dennoch ist es bevorzugt, auch diesen gezahnt dargestellten Übergangsbereich oder Verbindungsbe reich zwischen Abschlußplatte und Zwischenplatte flüssig keitsdicht auszugestalten, insbesondere um das Austreten von gereinigtem Filtrat in den Kanal 98 zu verhindern.

Zwischen der Zwischenplatte 8 und der Abschlußplatte 9 befinden sich vorzugsweise mehrere, insbesondere vier bis sechs symmetrisch über dem Umfang angeordnete Abstützungen 17. Diese Abstützungen 17 bestehen jeweils aus einem Ansatz 917 an der Zwischenplatte 8, wie das in Fig. 3 dargestellt ist. Zum Anbringen von Entlüftung, von Meßinstrumenten, von Sicherheitsventilen u. dgl. kann die Druckabstützung 17 eine Bohrung 170 aufweisen, die durch beide Ansätze 817, 819 sowie die Platten 8 und 9 verläuft.

Es ist möglich und bevorzugt, in dem Ansatz 82 eine Entlüf tungsbohrung in radialer Richtung vorzusehen, und zwar in dem Bereich zwischen dem oberen Ende des Tauchrohres 32 und dem unteren Ende des Rohrkrümmers 10.

Ein Rohrkrümmer 20 zur Abfuhr des Filtrates mit einem Dich tungsring 21 ist dichtend in der inneren Bohrung eines Ansatzes 95 der Abschlußplatte 9 angebracht. Über diesen Rohrkrümmer 20 wird die Verbindung zu dem ringförmigen Reinraum 890 des Filtereinsatzes 3 hergestellt.

Sowohl der Rohrkrümmer 10 zur Zufuhr von zu filtrierendem Fluid als auch der Rohrkrümmer 20 zur Ableitung von Filtrat sind durch nicht dargestellte Öffnungen in dem Behälterdeckel 4 geführt.

Die erfindungsgemäße Filteranordnung und die erfindungsgemä ßen Bauteile davon haben folgende signifikante Merkmale und Vorteile:

- Das Multistack-Kunststoffgehäuse des Filtereinsatzes kann wegwerfbar ganz aus Kunststoff ausgebildet sein;
- Filtration von Luft für Magnetband- oder Magnetplatten- Anlagen mit großer Durchflußleistung,
- Filtration von entionisiertem Wasser bei hohen Tempera turen und hohen Drücken,
- Filtration von hochaggressiven Chemikalien bei hohen Temperaturen und Drücken,
- Filtration von gefährlichen, z. B. toxischen oder radioaktiven Stoffen,
- keine Leckage zwischen Reinraum und Unreinraum,
- minimiertes Tot-Volumen,
- größere Durchflußleistungen auch für höhere Viskositä ten,
- freie Gestaltbarkeit der innen liegenden Strömungskanäle um das Filtergehäuse,
- Montage der Einheit im Reinraum möglich.

Baumerkmale:

- Außenhaut um die Filterelemente,
- Füllkörper gegen den sich die dehnbare bzw. elastische Außenhaut abstützt zur Drucküberleitung auf die Metall gehäusewand,
- Tauchrohr zur Strukturierung des Fluidflusses, insbeson dere für die In-Leintechnik,
- ringförmiger Sammelraum mit einzigem dezentralem Aus tritt,
- Entlüftung durch die Filtereinsatzelemente ist möglich und die Entlüftung durch den Eintrittsstutzen ist nicht mehr notwendig;
- Außenhaut, Zwischenplatte und Tauchrohr sind durch Schnappverbindungen unverlierbar aneinander befestigt,
- Außenhaut und Tauchrohr sind an ihren Oberflächen profilierbar zur Erzeugung definierter Strömungszustän de;
- durch bloße Änderung von Außenhaut und Profilstückabmes sung können die Kanalgrößen für die Anströmung geändert werden, ohne die teuren Metallgehäuse zu ändern.

Claims

1. Einsatzplatte, insbesondere einstückig aus Kunststoff geformte Einsatzplatte, für Filteranordnungen, gekennzeichnet durch

a) einen ersten umlaufenden geschlossenen Dichtungsbereich,
b) einen zweiten umlaufenden geschlossenen Dichtungsbe reich,
c) eine Reinraum-Seite der Einsatzplatte innerhalb des ersten umlaufenden geschlossenen Dichtungsbereichs,
d) eine Unreinraum-Seite der Einsatzplatte innerhalb des zweiten umlaufenden geschlossenen Dichtungsbereiches,
e) zumindest eine durch die Einsatzplatte hindurch von der Reinraum-Seite zur Unreinraum-Seite der Einsatzplatte verlaufenden Öffnung zum Anbringen einer Filterkerze, wobei jeder dieser Öffnungen ein Filter-Dichtungsbereich zugeordnet ist, an dem eine Filterkerze dichtend so anbringbar ist, daß deren Inneres mit der Öffnung in Fluidfluß-Verbindung steht,
f) zumindest eine Anschluß-Öffnung, der ein Anschluß-Dich tungsbereich zugeordnet ist und die so ausgebildet und angeordnet ist, daß eine Anschluß-Platte mit einem Anschluß-Durchgangsabschnitt dichtend mit diesem An schluß-Dichtungsbereich in Eingriff bringbar ist.

2. Einsatzplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite geschlossene Dich tungsbereich der Einsatzplatte einstückig mit dieser als zumindest eine umlaufende, geschlossene, harte wulstar tige Erhebung ausgebildet ist.

3. Einsatzplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wulstartige Erhebung als eine wellenförmig umlaufende, wulstartige Erhebung ausgebildet ist.

4. Einsatzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzplatte seitlich außerhalb der geschlossenen Dichtungsbereiche zwei einstückig mit der Einsatzplatte verbundene Grifflaschen aufweist.

5. Einsatzplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn zeichnet durch

- einen flachen Außenbereich, auf dessen Oberseite der erste umlaufende Dichtungsbereich ausgebildet ist und auf dessen Unterseite der zweite umlaufende Dichtungsbereich ausgebildet ist,
- einen sich nach innen an den Außenbereich schräg nach innen zulaufenden, insbesondere Kegelstumpf förmig zulaufenden Übergangsbereich,
- einen sich innen an den Übergangsbereich anschlie ßenden flachen Innenbereich, an dem
- einstückig ein Flanschansatz für jede Filterkerze angebracht ist, wobei die Innenseite des betreffen den Flanschansatzes die Öffnung für die Filterker zen bildet und den Dichtungsbereich für den Filter kerzenanschluß aufweist,
- einstückig ein Anschluß-Stutzen ausgebildet ist, durch den die Anschlußöffnung verläuft.

6. Filtereinsatz, gekennzeichnet durch

a) eine Einsatzplatte
b) zumindest ein Filterelement, das mit der Einsatzplatte über jeweils einen Durchgang dichtend so verbunden ist, daß Fluid von einer Seite der Einsatzplatte durch die Filterelemente zu der anderen Seite der Einsatzplatte strömen kann,
c) eine Außenhaut, die mit der Einsatzplatte dichtend so verbunden ist, daß sie mit der inneren Seite der Ein satzplatte einen ersten Raum schafft, in dem die Filter elemente angeordnet sind,
d) eine Öffnung in der Einsatzplatte, durch die Fluid vom oder zum ersten Raum strömen kann,
e) eine Abschlußplatte, die mit der äußeren Seite der Einsatzplatte einen zweiten Raum schafft, der über den Durchgang (die Durchgänge) und die Filterelemente mit dem ersten Raum in Fluidfluß-Verbindung steht,
f) eine Öffnung in der Abschlußplatte, durch die Fluid zum oder vom zweiten Raum strömen kann.

7. Filtereinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzplatte in ihrem Randbereich einen inneren und einen äußeren umlaufenden Dichtungsbereich aufweist, der unter Ausbildung einer ringförmigen Sandwich-Dich tungs-Struktur mit einem entsprechenden ringförmigen Bereich der Abschlußplatte, sowie einem ringförmigen Flanschbereich der Außenhaut derart verbunden ist, daß der umlaufende Randbereich der Einsatzplatte zwischen dem ringförmigen Bereich der Abschlußplatte und dem ringförmigen Flanschbereich der Außenhaut angeordnet ist.

8. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Öffnung in der Einsatzplatte ein in den ersten Raum ragender Rohransatz, vorzugsweise ein in diese Öffnung gestecktes Tauchrohr, verbunden ist.

9. Filtereinsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohransatz am freien Ende mit einer im Inneren der Außenhaut angeordneten Führung verbunden ist, die vorzugsweise zumindest ein nachgiebig angeordnetes Führungselement aufweist, das mit einer Ausnehmung in dem Rohransatz in führendem Eingriff steht.

10. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplatte einen weiteren Durchgang aufweist, der in Strömungsverbindung mit der Öffnung in der Einsatzplatte derart steht, daß Fluid durch die Durchgangsöffnung stets nur über diese Öffnung zum oder vom ersten Raum strömen kann.

11. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzplatte so ausge bildet ist, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 definie rt.

12. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinrichtung als eine geschlossene, als Einheit einsetzbare und entfernbare Baueinheit ausgebildet ist.

13. Filtergehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Behälter,
einen Deckel und
eine wie in einem der Ansprüche 6 bis 13 definierte Filtereinrichtung zwischen Behälter und Deckel aufweist.

14. Filtergehäuse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Deckel einen ersten und einen zweiten Rohrdurchgang aufweist,
b) durch den ersten Rohrdurchgang ein erstes Rohr in die Öffnung der Einsatzplatte gesteckt ist,
c) durch den zweiten Rohrdurchgang ein zweites Rohr in die Öffnung der Abschlußplatte gesteckt ist.

15. Filtergehäuse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn zeichnet, daß in dem Behälter ein Formkörper angeordnet ist, der weitgehend den Raum zwischen der Innenseite des Behälters und den Filterelementen ausfüllt, wobei genügend Raum für die Außenhaut und einen Fluidfluß zu den Filtern verbleibt.