WO2021110483A1

WO2021110483A1 - Vorrichtung zur filterung von bestandteilen aus einem fluid

Info

Publication number: WO2021110483A1
Application number: PCT/EP2020/083223
Authority: WO
Inventors: Ulrich Meyer-Blumenroth; Gisela Jung
Original assignee: InnoSpire Technologies GmbH
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2021-06-10
Also published as: DE102019132699A1; EP4069406A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Abtrennung von Bestandteilen aus einem Fluid gezeigt, die Vorrichtung umfassend zumindest ein, insbesondere längliches oder röhrenförmiges, Filtermodul mit Filtergehäuse und einem darin angeordneten Membranelement, wobei das zumindest eine Filtermodul eine erste Stirnseite und eine der ersten Stirnseite gegenüberliegende zweite Stirnseite aufweist, und wobei das Filtermodul für das zumindest eine durch das Filtermodul strömende Fluid eine Kapillarseite und eine Hüllseite bereitstellt zur Erzeugung einer Kapillarströmung und einer Hüllströmung in jedem der Filtermodule. Ferner weist die Vorrichtung eine erste Filterkappe an der ersten Stirnseite des zumindest einen Filtermoduls mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer und zumindest einer Filtermodulaufnahme auf sowie eine zweite Filterkappe an der der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des zumindest einen Filtermoduls mit einer weiteren Filtermodulaufnahme. Die erste Kammer der ersten Filterkappe ist mit den Kapillarseiten der Filtermodule verbunden und die zweite Kammer der ersten Filterkappe ist mit den Hüllseiten der Filtermodule verbunden, so dass die Kapillarströmungen des oder der Filtermodule in der ersten Kammer miteinander vermischt sind und so, dass die Hüllströmungen des oder der Filtermodule in der zweiten Kammer miteinander vermischt sind.

Description

Vorrichtung zur Filterung von Bestandteilen aus einem Fluid

Beschreibung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Filtrationsvorrichtung, einen Filter für eine Filtrationsvorrichtung sowie eine Filterkappe, jeweils insbesondere zum Zwecke der Dialyse

Hintergrund und allgemeine Beschreibung der Erfindung

Die Dialyse ist vor allem bekannt als Methode zur Behandlung einer Niereninsuffizienz. Die Dialyse ist im eigentlichen Sinn der durch Diffusion erfolgende Stoffaustausch über eine semipermeable Membran, wobei gelöste Moleküle aus hochkonzentrierten Flüssigkeiten in schwachkonzentrierte Lösungen (Dialyselösung) wandern. Es gibt dabei auch technische Trennaufgaben, bei der beispielsweise die schonende Abtrennung von Stoffen aus zumeist flüssigen Gemischen erforderlich ist. Bei einem solchen Gemisch kann es sich um ein disperses Medium handeln oder beispielsweise auch um eine Lösung, bei welcher in einem Grundstoff weitere Bestandteile gelöst sind. Ein Beispiel für eine solche Anwendung kann die Abtrennung von Alkohol aus Bier sein zur Erzeugung alkoholfreien Bieres. Ein besonders schonendes Verfahren ermöglicht bevorzugt die Alkoholentfernung mit minimaler Geschmacksbeeinträchtigung. Gerade im Bereich dieser technischen Anwendungen wird derzeit intensiv nach Weiterentwicklungen gesucht, um beispielsweise den Durchsatz an zu filtrierendem Medium zu erhöhen, oder aber die Kosten weiter zu senken. Für technische Anlagen sind im Gegensatz zu medizinischen Apparaten sehr viel größere Membranflächen erforderlich.

Dialysatoren dienen auch als Grundlage für weitere Veredelungen. Beispielsweise können Dialysatoren eingesetzt werden, um die Membranen auf der Lumenseite mit einer proprietären Beschichtung zu veredeln. Die so veredelten Dialysatoren sind damit für die Vorwärtsosmose (Forward Osmosis) einsetzbar.

Generell ist die Strömungsführung innerhalb des Dialysators für resultierende Leistungsfähigkeit wichtig. Dialysatoren bringen von ihrer Konstruktion her sehr gute Voraussetzungen mit.

Dialysatoren sind kommerziell nahezu ausschließlich für die Hämodialyse verfügbar.

Die Qualität ist sehr gut und die Preise bezogen auf die Membranfläche erschwinglich. Die Größe der Dialysatoren ist jedoch auf die medizinische Anwendung abgestimmt und mit wenigen Quadratmetern Membranfläche sehr klein. Um solche Einheiten für technische Anwendungen beziehungsweise für Anwendungen mit höherem Fluiddurchsatz einzusetzen, sind aufwändige Umarbeitungen erforderlich, um aus den relativ kleinen Einheiten größere herzustellen, die in technischen Anlagen mit größerer Aufarbeitungskapazität sinnvoll eingesetzt werden können.

Eine weitere Einschränkung liegt in der begrenzten mechanischen und chemischen Stabilität. Da Dialysatoren für den Medizinischen Einsatz unter sehr schonenden Betriebsbedingungen am menschlichen Körper optimiert sind, halten sie stärkere Belastungen wie hohe Temperaturen (bis 60 °C) oder hohe Transmembrandrücke (über 3 bar) nicht über längere Zeiträume ohne Beschädigung aus. So besteht bei hohen Volumenströmen auf der „Shell Side“ die Gefahr der mechanischen Überlastung der Membranen im Bereich des Side ports durch die dort auftretende Querströmung. Hohe Strömungsgeschwindigkeiten führen immer wieder zu Membranschäden in diesem Bereich. Auch aggressive Chemikalien, die zumindest bei der Reinigung angewendet werden, greifen Dialysatoren an und führen zu kurzen Einsatzzeiten.

Ebenfalls sind, wegen der medizinischen Zielanwendung, Zertifizierungen für z.B. Lebensmittel- oder Trinkwasseranwendung praktisch nicht zu erlangen.

Eine weitere Einschränkung liegt in den vorgegebenen Geometrien für Membrankapillaren und Dialysatoren. Anpassungen an Forderungen aus der Prozessführung für z. B. hohe Viskositäten und/oder niedrige Druckverluste bei der Durchströmung sind praktisch nicht möglich.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die zuvor genannten Probleme zu lösen oder zumindest Verbesserungen dazu einzuführen. Konkret hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, die Dialyse für technische Anforderungen zugänglich zu machen. Hierfür ist des Weiteren die Aufgabe gestellt worden, den Filterdurchsatz zu erhöhen und die Standzeit der Anlage zu verbessern, also die Zeit zwischen eventuellen Ausfällen von Dialysatoren zu erhöhen.

Im Übrigen beschäftigt sich die vorliegende Erfindung auch mit der Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Einsatzes von Dialysatoren insbesondere in technischen Bereichen, so dass gegebenenfalls neue Anwendungen überhaupt erst für den Einsatz von Dialysatoren erschlossen werden können bzw. die Prozesskosten gesenkt werden. Ein weiterer Aspekt der zugrundeliegenden Problemstellung liegt darin, eine Vorrichtung zu entwerfen, die für einen Anwender einfach handhabbar ist und die beispielsweise auch gut gereinigt werden kann, was insbesondere im Lebensmittelbereich eine wichtige Anforderung ist. Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Die in dieser Beschreibung vorgeschlagenen Verbesserungen konzentrieren sich in technischer Hinsicht neben anderen Aspekten darauf, eine Vorrichtung bereitzustellen, die geeignet ist zur Abtrennung von Bestandteilen aus einem Fluid. Eine solche Abtrennung ist also z.B. die Filtrierung eines Fluids, also das Herauslösen von Stoffen aus einer Lösung, das Abstreifen oder Abtrennen von Schwebstoffen aus einem dispersen Medium wie einer Suspension, oder auch für die Osmose, insb. der Vorwärtsosmose.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst zumindest ein, insbesondere längliches oder röhrenförmiges, Filtermodul mit Filtergehäuse und darin angeordnetem Membranelement, insbesondere Membrankapillaren. Das zumindest eine Filtermodul weist eine erste Stirnseite und eine der ersten Stirnseite gegenüberliegende zweite Stirnseite auf, wobei das Filtermodul für das zumindest eine durch das Filtermodul strömende Fluid eine Kapillarseite und eine Hüllseite bereitstellt zur Erzeugung einer Kapillarströmung und einer Hüllströmung in jedem der Filtermodule. Mit anderen Worten ist es bevorzugt, wenn in dem Filtermodul ein erstes Fluid auf der Kapillarseite fließt und zweites Fluid auf der Hüllseite.

Die Kapillarströmung ist dabei die Strömung auf der ersten Seite der Filterschicht, also typischerweise auf der Innenseite der Filterschicht. Im Falle von Kapillarröhren, also Membrankapillaren oder Membranrohren, ist die Kapillarströmung im Inneren des Membranelements, das ist die Kapillarseite oder auch Lumenseite genannt. In diesem Fall sind typischerweise eine Vielzahl von Membrankapillaren bzw. Membranrohren im Membranelement umfasst. Im Falle eines Membranabsorbers ist dies eine erste Seite des Membranabsorbers.

Die Hüllströmung ist dabei die Strömung auf der zweiten Seite der Filterschicht, also typischerweise auf der Außenseite der Filterschicht, auch „Shell side“ genannt. Im Falle von Kapillarröhren ist die Hüllströmung also auf der Außenseite der Kapillarhüllen, beziehungsweise entlang der Hülle des Filtermoduls. Im Falle des Membranabsorbers ist dies eine zweite Seite des Membranabsorbers.

Die Kapillarströmung kann in der gleichen Richtung strömen wie die Hüllströmung, oder, je nach Anwendung auch entgegengesetzt. Die Hüllströmung bzw. die Kapillarströmung kann auch vergleichsweise langsam strömen, oder quasi Stillstehen, so dass eine Strömungsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Hüllströmung und der Kapillarströmung besteht. Die Strömungsgeschwindigkeiten werden so eingestellt, dass ein optimaler Austausch im Dialysator bzw. in der Filtervorrichtung erreicht werden kann.

Die Vorrichtung weist ferner eine erste Filterkappe an der ersten Stirnseite des zumindest einen Filtermoduls mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer und zumindest einer Filtermodulaufnahme auf. Das Filtermodul bzw. die Filtermodule werden dabei beispielsweise in die Filtermodulaufnahme(n) eingesteckt, so dass sie mit einem Teil des Gehäuses in die Filterkappe hineinragen.

Die Filterkappe ist so gestaltet, dass die erste Kammer der Filterkappe mit den Kapillarseiten der Filtermodule verbunden ist und zugleich die zweite Kammer der Filterkappe mit den Hüllseiten der Filtermodule verbunden ist. Die Kapillarströmungen des oder der Filtermodule vermischen sich so in der ersten Kammer miteinander, zudem sind die Hüllströmungen des oder der Filtermodule in der zweiten Kammer miteinander vermischt.

Die Vorrichtung weist ferner eine zweite Filterkappe an der der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des zumindest einen Filtermoduls mit einerweiteren Filtermodulaufnahme auf. In einem Beispiel kann die zweite Filterkappe spiegelsymmetrisch zur ersten Filterkappe sein, also quasi gleich aufgebaut wie die erste Filterkappe. Die zweite Filterkappe kann hinsichtlich der Strömungsführung bevorzugt auch so gestaltet sein, dass sie für die Fluidzuführung in das Filtermodul hergerichtet ist und die erste Filterkappe für die Fluidabfuhr aus dem Filtermodul hergerichtet ist. Die zweite Filterkappe kann unterseitig des bzw. der Filtermodule angeordnet sein. In dem Fall kann die zweite Filterkappe Befestigungs- oder Stützmittel aufweisen, um die Vorrichtung zu stabilisieren bzw. in einer Aufstellanordnung zu stabilisieren.

Die erste Filterkappe kann einen ersten Anschluss aufweisen, der mit der ersten Kammer kommunizierend verbunden ist. Beispielsweise ist der erste Anschluss als Ablauf hergerichtet, so dass dort das Fluid herausströmen kann. Der erste Anschluss kann auch als Zulauf gestaltet sein. Der Anschluss kann beispielsweise als Schlauchanschluss, als Schraubanschluss oder Flansch realisiert sein, so dass ein Rohr oder ein Schlauch oder Ähnliches daran angeschlossen werden kann, um das erste Fluid zu der ersten Filterkappe zu führen oder von der ersten Filterkappe wegzuführen.

Die erste Filterkappe kann einen zweiten Anschluss aufweisen, also beispielsweise einen zweiten Ablauf oder zweiten Zulauf der mit der zweiten Kammer kommunizierend verbunden ist. Mit anderen Worten kann der Anschluss so gestaltet sein, dass eine Zufuhr von Fluid ermöglicht ist. In einer bevorzugten Ausführungsform fließt das Fluid sowohl auf der Kapillarseite als auch auf der Hüllseite in gleicher Richtung durch das Filtermodul, sodass der erste Anschluss ein erster Ablauf ist und der zweite Anschluss ein zweiter Ablauf.

Zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer ist bevorzugt ein Dichtelement angeordnet zur Abdichtung der Kapillarströmung gegen die Hüllströmung. Dieses Dichtelement kann auf der Außenseite des Gehäuses des Filtermoduls angeordnet sein, so dass es beim Einführen des Filtermoduls in die Filterkappe zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer angeordnet wird und die beiden Kammern zueinander abdichtet.

Das Dichtelement kann also so angeordnet sein, dass es die erste Kammer gegen die zweite Kammer abdichtet, wenn das oder die Filtermodule in die Filtermodulaufnahme eingesteckt ist/sind.

Die erste und/oder die zweite Filterkappe kann ferner einen außenseitigen, insbesondere axialseitigen, Kapillarströmungskanal aufweisen, der den ersten Anschluss mit der ersten Kammer verbindet.

Die erste und/oder die zweite Filterkappe kann hierfür auch eine radialseitige Kapillarströmungsöffnung aufweisen. Zudem kann die erste und/oder die zweite Filterkappe eine radialseitige Hüllströmungsöffnung aufweisen.

Das Filtermodul kann eine Mehrzahl auf dem Umfang des Filtergehäuses angeordnete Hüllströmungsöffnungen aufweisen, so dass sich die Hüllströmung auf die Mehrzahl der Hüllströmungsöffnungen verteilt. Hierdurch kann ein verteilter Zufluss der Hüllströmung in das Filtermodul oder ein verteilter Abfluss der Hüllströmung aus dem Filtermodul realisiert werden. Insbesondere wenn sich die Hüllströmungsöffnungen gleichmäßig über die Radialrichtung des Filtermoduls verteilen, kann die Belastung wie beispielsweise Druckbelastung auf das Membranelement durch gleichmäßige Strömungsverteilung deutlich reduziert werden. Eine geringere mechanische Belastung der Membranelemente kann dabei eine erhöhte Zuverlässigkeit der Vorrichtung bedeuten, wenn die Membranelemente längere Standzeiten realisieren können.

Zumindest ein Teil der radialen Hüllströmungsöffnungen sind bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene entlang der radialen Länge des Filtergehäuses angeordnet. Sie sind also in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Filtermoduls liegt, und sind beispielsweise radial um das Filtergehäuse herum verteilt. Beispielsweise sind je zwei Hüllströmungsöffnungen zueinander gegenüberliegend angeordnet, so dass sich die durch Zuströmung oder Abfluss des Hüllmediums einstellender Druckstoss verringert, ggf. sogar gegenseitig aufhebt, und dadurch die mechanische Belastung auf das Membranelement sinkt.

Die erste und/oder die zweite Filterkappe können ferner eine Stützaufnahme aufweisen zur Aufnahme eines die erste mit der zweiten Filterkappe verbindenden Stützelementes. Ein solches Stützelement kann ein stangenförmiges Verbindungselement sein, welches beispielsweise in der ersten Filterkappe eingeschraubt, eingeschweißt oder eingeklebt ist und an welchem die zweite Filterkappe angesetzt und beispielsweise mit einem Verbindungsmittel wie einer Schraubmutter verschraubt werden kann. Eine Schraubverbindung ermöglicht mittels Selbiger eine Presskraft zwischen den beiden Filterkappen auf das Filtermodul auszuüben, so dass ggf. dadurch die Dichtigkeit erhöht werden kann und/oder ein fester Sitz bei Druckanwendungen erreicht werden kann, bei welchen beispielsweise Fluiddrücke herrschen, die höher als der Umgebungsdruck liegen, beispielsweise im Bereich von 2 bis 10 Bar.

Die Stützaufnahme ist insbesondere zwischen den Filtermodulen angeordnet. Die Stützaufnahme kann eine Schraubhülse umfassen, die beispielsweise in einem der Filterköpfe eingeklebt, eingeschweißt oder anderweitig befestigt ist. Die Stützaufnahme kann des Weiteren bzw. alternativ zumindest ein Sicherungselement umfassen. Dieses Sicherungselement kann an dem Filtergehäuse angeordnet sein. Beispielsweise kann das Sicherungselement ein Sprengring oder mehrere Sprengringe umfassen.

Die Stützaufnahme ist bevorzugt von den Fluidströmungen beabstandet, so dass das Stützelement im eingebauten Zustand nicht in Kontakt mit den Fluidströmungen ist.

Je nach Anwendungsfall, Baugröße der Vorrichtung bzw. der Filtermodule können auch mehr als eine Stützaufnahme vorgesehen sein, so dass zugleich auch eine Stabilisierung der Vorrichtung durch die Stützelemente erreicht werden kann. Beispielsweise können zwei oder vier Stützaufnahmen je Filterkappe vorgesehen sein. Die Stützaufnahmen können jeweils zwischen zwei Filtermodulen angeordnet sein. Die Stützaufnahmen können auch alle in einem Innenbereich zwischen den Filtermodulen angeordnet sein, so dass die Filtermodule außen um die Stützaufnahmen herum angeordnet sind.

Die Filtermodulaufnahme der ersten bzw. zweiten Filterkappe kann einen seitlichen Kragen aufweisen um ein in die Filtermodulaufnahme eingesetztes Filtermodul bis über eine radialseitige Hüllströmungsöffnung hinaus zu überdecken, so dass die stirnseitige Kapillarströmungsöffnung und die radialseitige Hüllströmungsöffnung in die Filterkappe eingesteckt werden kann und beim Einstecken die Fluidverbindung der Kapillarströmung mit der ersten Kammer und der Hüllströmung mit der zweiten Kammer erfolgt.

Die erste und/oder zweite Filterkappe können je einen Filtermodulanschlag für jede Filtermodulaufnahme aufweisen. Ein Filtermodul kann beispielsweise mit seinem stirnseitigen Ende an dem Filtermodulanschlag anliegen, wenn es in die Filtermodulaufnahme vollständig eingeführt bzw. eingeschoben ist. Beispielsweise kann dann die korrekte Aufnahme des Filtermoduls in der Filtermodulaufnahme anhand des Filtermodulanschlags sichergestellt werden. Das Filtermodul kann nicht zu tief eingesteckt werden, wenn dies anders möglich sein sollte, so dass beispielsweise die Kapillarströmung nicht beeinträchtigt wird.

Die Vorrichtung umfasst typischerweise zwei oder mehr Filtermodule, welche an der ersten Stirnseite gemeinsam in die erste Filterkappe eingesetzt sind. Dies können insbesondere 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder eine Mehrzahl von Filtermodulen sein, welche insbesondere nebeneinander angeordnet sind und insbesondere im Wesentlichen identische Abmessungen oder zumindest dieselbe Länge zueinander aufweisen.

Die Filtermodule sind bevorzugt symmetrisch oder konzentrisch um die Stützaufnahme herum angeordnet

Jedes Filtermodul kann auf zumindest einer Seite eine Fluidsperre aufweisen, insbesondere aus Vergussmasse. Die Fluidsperre trennt die Kapillarströmung im Inneren des Filtermoduls von der Hüllströmung. Beispielsweise kann auch das Ende der Membran mit der Fluidsperre verschweißt sein, so dass eine Trennung von Kapillarseite und Hüllseite hergestellt wird.

Die Fluidsperre kann bevorzugt so gestaltet sein, das Membranelement zu stabilisieren. Dies kann erreicht werden, wenn die Fluidsperre an das Membranelement angeordnet wird. Die Fluidsperre stellt bevorzugt eine mechanische Verbindung zwischen dem Membranelement und dem Gehäuse her, insbesondere zwischen den Filterkapillaren und dem Gehäuse.

Die Vorrichtung kann ferner eine Filterelementfixiereinrichtung aufweisen zum Fixieren des oder der Filterelemente in der Filterkappe. Beispielsweise ist die Filterelementfixierung als Scheibe oder Montageplatte ausgeführt, wobei zumindest ein Teil der Filterelemente durch Öffnungen der Filterelementfixiereinrichtung durchgeführt wird und insbesondere an oder in der Öffnung fixiert wird.

Die Filterelementfixiereinrichtung kann hierfür beispielsweise zumindest ein Schraubgewinde aufweisen. Alternativ oder kumulativ kann die Filterelementfixiereinrichtung einen oder mehrere Bajonetverbinder und/oder einen oder mehrere Sicherungsstifte aufweisen zum paarbaren Verbinden oder Sichern des jeweiligen Filterelements mit der Filterelementfixiereinrichtung.

Die Filterelemente können, wenn diese keinen oder nur einen geringen Temperaturunterschied zu der Filterkappe aufweisen, einen größeren Durchmesser aufweisen als der innere Durchmesser der Filterelementaufnahme. Dadurch ist es möglich, eine thermische Fixierung der Filterelemente an bzw. in der Filterkappe zu realisieren, beispielsweise indem die Filterkappe vor dem Einsetzender Filterelemente erhitzt wird und sie sich dabei ausdehnt. Andererseits können auch die Filterelemente abgekühlt werden vor der Montage in bzw. an der Filterkappe. Mit anderen Worten wird eine Temperaturdifferenz zwischen Filterkappe und Filterelementen vor der Montage der Filterelemente an bzw. in der Filterkappe appliziert.

Die Erfindung umfasst ferner ein Filtermodul für eine Vorrichtung zur Abtrennung von Bestandteilen aus einem Fluid, insbesondere wie zuvor beschrieben. Das Filtermodul umfasst ein, insbesondere längliches oder röhrenförmiges, Filtergehäuse, ein in dem Filtergehäuse angeordnetes Membranelement, wobei das Filtermodul eine erste Stirnseite und eine der ersten Stirnseite gegenüberliegende zweite Stirnseite aufweist.

Das Filtermodul stellt für das zumindest eine durch das Filtermodul strömende Fluid eine Kapillarseite und eine Hüllseite bereit zur Erzeugung einer Kapillarströmung und einer Hüllströmung in jedem der Filtermodule. Das Filtermodul weist ferner eine Mehrzahl auf dem Umfang des Filtergehäuses angeordnete Hüllströmungsöffnungen auf, welche in einer Ebene entlang der radialen Länge des Filtergehäuses angeordnet sind, so dass sich die Hüllströmung auf die Mehrzahl der Hüllströmungsöffnungen radial verteilt.

Die Erfindung umfasst ferner eine Filterkappe für eine Vorrichtung zur Abtrennung von Bestandteilen aus einem Fluid, insbesondere so wie zuvor beschrieben, welche insbesondere auf einer Mehrzahl von Filtermodulen, wie vorstehend erläutert, angeordnet werden kann. Die Filterkappe umfasst eine erste Kammer, eine zweite Kammer, und zumindest eine Filtermodulaufnahme, wobei die erste Kammer der Filterkappe mit den Kapillarseiten der in die Filterkappe eingesetzten Filtermodule verbunden ist, wenn die Filtermodule in die Filterkappe eingesetzt sind, und wobei die zweite Kammer der ersten Filterkappe mit den Hüllseiten der Filtermodule verbunden ist, wenn die Filtermodule in die Filterkappe eingesetzt sind, so dass die Kapillarströmungen der Filtermodule in der ersten Kammer miteinander vermischt sind und so dass die Hüllströmungen der Filtermodule in der zweiten Kammer miteinander vermischt sind. Die Erfindung umfasst schließlich ein Verfahren zur Herstellung bzw. Bereitstellung einer Vorrichtung zur Abtrennung von Bestandteilen aus einem Fluid, insbesondere so wie zuvor beschrieben, mit den Schritten Bereitstellen einer ersten Filterkappe mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer und zumindest einer Filtermodulaufnahme; Einführen (also z.B. Einstecken oder Einschrauben) von zumindest einem, insbesondere länglichen oder röhrenförmigen, Filtermodul mit Filtergehäuse und darin angeordnetem Membranelement, insbesondere Membrankapillaren, mit einer ersten Stirnseite in eine Filtermodulaufnahme der ersten Filterkappe; Aufsetzen einer zweite Filterkappe an der der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des zumindest einen Filtermoduls, wobei das Filtermodul für das zumindest eine durch das Filtermodul strömende Fluid eine Kapillarseite und eine Hüllseite bereitstellt zur Erzeugung einer Kapillarströmung und einer Hüllströmung in jedem der Filtermodule; und wobei die erste Kammer der ersten Filterkappe mit den Kapillarseiten der Filtermodule verbunden ist und wobei die zweite Kammer der ersten Filterkappe mit den Hüllseiten der Filtermodule verbunden ist, so dass die Kapillarströmungen des oder der Filtermodule in der ersten Kammer miteinander vermischt sind und so dass die Hüllströmungen des oder der Filtermodule in der zweiten Kammer miteinander vermischt sind.

Ferner kann der Schritt kraftschlüssiges Verbinden der ersten Filterkappe mit der zweiten Filterkappe mittels eines Stützelements umfasst sein.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei gleiche und ähnliche Elemente teilweise mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können.

Kurzbeschreibunq der Figuren

Es zeigen:

Fig. 1 Seitenansicht einer Vorrichtung zur Filtrierung eines Fluids,

Fig. 2 perspektivische Ansicht einer Vorrichtung,

Fig. 3 Aufsicht auf eine Filterkappe einer Vorrichtung,

Fig. 4 Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung, Fig. 5 Schnittansicht eines Filtermoduls,

Fig. 6 Aufsicht auf ein Filtermodul, io

Fig. 7 Schnitansicht eines Details einer Vorrichtung,

Fig. 8 Schnitansicht eines Details einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 9 Schnitansicht durch einen Ausschnit der Vorrichtung,

Fig. 10 Schnitansicht durch eine Filterkappe entlang der Linie B-B,

Fig. 11 eine Schnitansicht durch die Filterkappe entlang der Linie C-C,

Fig. 12 perspektivische Ansicht auf ein Filtermodul,

Fig. 13 perspektivisches Detail einer Stirnseite eines Filtermoduls,

Fig. 14 Detailschnit eines Filtermoduls,

Fig. 15 Detailschnit einer weiteren Ausführungsform eines Filtermoduls,

Fig. 16 Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Filtermoduls,

Fig. 17 Schnitansicht einer weiteren Ausführungsform eines Details einer Vorrichtung mit

Filtermodulen gemäß Fig. 16,

Fig. 18 eine Seitenansicht einer Vorrichtung mit Filterelementfixiereinrichtung,

Fig. 19a perspektivische Ansicht einer Filterelementfixiereinrichtung,

Fig. 19b weitere perspektivische Ansicht einer Filterelementfixiereinrichtung,

Fig. 20 Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Filterkappe,

Fig. 21 Schnit entlang der Linie D aus Fig. 18,

Fig. 22 Schnit entlang der Linie C aus Fig. Fig. 18,

Fig. 23 Schnit entlang der Linie A aus Fig. 18,

Fig. 24 Seitenansicht eines Filterelements mit Detail A,

Fig. 24a Detailansicht des Bereichs A aus Fig. 24,

Fig. 25 Schnitansicht entlang der Linie B der Fig. 20,

Fig. 26 weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Filtrierung eines Fluids mit vier Filterelementen,

Fig. 27 Detailansicht des Ausschnits A der Fig. 26,

Fig. 28 Schnitansicht entlang der Linie B der Fig. 26,

Fig. 29 Detailansicht einer weiteren Ausführungsform eines Filtermoduls,

Fig. 30 Schnitansicht einer Vorrichtung einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 31 Schnitansicht einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung,

Fig. 32 perspektivische Ansicht auf eine weitere Ausführungsform einer Filterkappe,

Fig. 32a Ausführungsform eines Filtermoduls geeignet zum Einsatz in die Filterkappe gemäß

Fig. 32, Fig. 33 eine weitere Ausführungsform einer Filterkappe,

Fig. 33a Filtermodul geeignet zum Einsatz in die Filterkappe gemäß Fig. 33,

Fig. 34 Schnittansicht einer Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 35 Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 36 weitere Schnittansicht durch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 37 Schnitt durch noch eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung 30 zur Filtrierung eines Fluids in einer Seitenansicht, wobei zwei Filtermodule 1 in der Vorrichtung 30 dargestellt sind. Die gezeigte Vorrichtung 30 kann beispielsweise zwei oder vier Filtermodule 1 umfassen, wobei sich die gezeigte Darstellung nicht unterscheiden würde. Die Ausführungsform der Fig. 1 soll vier Filtermodule 1 umfassen. Das oder die Filtermodule 1 können beispielsweise als Kartuschen 1 ausgeführt sein, konkreter als Wechselkartusche 1, wobei ein Filtermodul 1 als Einheit auswechselbar ist, beispielsweise im Falle eines Defekts oder Verschleißes.

Über Filterkappen 2, 2a werden die Filtermodule 1 seitlich (in der Darstellung der Fig. 1) beziehungsweise an ihren jeweiligen Stirnseiten 22 angeschlossen. Die Filterkappen 2, 2a beziehungsweise Filterkappen 2, 2a gewährleisten die gewünschte Fluidführung. An jeder Filterkappe 2 ist je ein Anschluss zur „Shell Side“ 23, 23a bzw. zur Hüllströmung und zur „Lumen Side“ 24, 24a bzw. zur Kapillarströmung angeordnet. Die Filtermodule 1 sind in dieser Ausführungsform zueinander austauschbar gestaltet, weisen also insbesondere identische oder näherungsweise dieselben äußeren Abmessungen auf. Dies hat den praktischen Vorteil, dass jedes Filtermodul 1 mit einem beliebigen Austauschmodul (siehe z.B. Fig. 5) ausgetauscht werden kann.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 30 in einer perspektivischen Ansicht. In dieser Ausführungsform sind 4 Filtermodule 1 „zusammengeschaltet“ und in die gemeinsamen Filterkappen 2, 2a eingesetzt. Zur Fluidführung des Fluids in der Filterkappe 2 ist ein Verteilkanal 6 außenseits und integral mit der Filterkappe 2a ausgebildet, welcher im Inneren der Filterkappe 2a mit jedem Kapillaranschluss der Filtermodule 1 in Verbindung steht. Die Hüllströmung wird über den Anschluss 23 konnektiert, das heißt aus der Filterkappe 2a abgeführt oder in die Filterkappe 2a eingebracht, je nach Anschlussrichtung. Die gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung 30 ist in dieser Hinsicht hinsichtlich der Strömungsrichtung(en) universal dargestellt, sie kann also in allen Strömungskombinationen betrieben werden, sowohl in Gegenströmung als auch gleichfließend, sowohl „von oben nach unten“ (in der Darstellung) als auch „von unten nach oben“. Diese Universalität erhöht die Wirtschaftlichkeit der Produktion, da für verschiedenste Anwendungszwecke dieselbe Vorrichtung 30 eingesetzt werden kann.

Die Anschlüsse 23, 23a, 24, 24a sind in dieser Ausführungsform mit Schlauchtüllen bzw. Schlauchanschlüssen ausgerüstet, so dass jeweils ein Schlauch dort aufgeschoben und beispielsweise mit einer Schlauchschelle oder dgl. fixiert und abgedichtet werden kann.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf eine Filterkappe 2 einer Vorrichtung 30, wobei erster und zweiter Anschluss 23, 24 oberseits de Filterkappe 2 angeordnet sind. Der zweite Anschluss 24 ist mit dem Verteilkanal 6 in Fluidkommunikation. Zentral ist eine Befestigungsvorrichtung 32 angeordnet, beispielsweise kann dort eine Gewindestange 33 von innenseits der Vorrichtung 30 durch die Filterkappe 2 hindurchgeführt werden und von außenseits mit einer Mutter 34 gesichert werden. In Fig. 3 sind gestrichelt Schnittlinien D und E eingezeichnet, die die Lage der Zeichnungen Figs. 7 und 9 symbolisiert.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 30 mit zwei Filtermodulen 1, einer ersten Filterkappe 2 und einer zweiten Filterkappe 2a. Die Anschlüsse 23, 23a, 24, 24a sind jeweils seitlich der Filterköpfe 2, 2a angeordnet und beispielsweise mit Schraubanschlüssen ausgerüstet, um entsprechende Rohr- oder Schlauchleitungen an den Anschlüssen 23, 23a, 24, 24a anzuschließen.

Durch die Figurenbeschreibung hindurch zeigen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Gegenstände, wobei die Gegenstände voneinander verschieden ausgeführt sein können, aber die gleiche Funktion erfüllen.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Filtermoduls 1, welches ein Filtergehäuse 35 bzw. Hüllrohr 35 aufweist. Eine solche Kartusche 1 weist ein Membranelement 16 in Form eines Kapillarbündels 16 auf, das in das Hüllrohr 35 eingebettet ist. Das Kapillarbündel 16 ist durch eine Vergussmasse 20 mit dem Hüllrohr 35 verbunden.

Zur Fluidführung ist das Hüllrohr 35 am Ende des Kapillarbündels, aber innenseits der Vergussmasse 20, mit radialen Öffnungen 21 versehen, um den Zugang zur „Shell Side“, das ist in dieser Ausführungsform der Bereich zwischen den Kapillaren 16 innerhalb des Hüllrohres 35, zu ermöglichen. Wie Fig. 6 zeigt, können die Öffnungen 21 gleichmäßig auf dem Umfang des Hüllrohres 35 verteilt sein. Die ein- oder austretende Fluidströmung ist aufgrund der großen geöffneten Fläche, die die Öffnungen 21 gemeinsam bereitstellen, gering, und die auftretenden Querkräfte, die auf die Membranen 16 in der Nähe der Öffnungen 21 wirken könnten, auch bei hoher Volumenströmen im Vergleich zum Stand der Technik klein. Daraus resultiert eine geringe mechanische Belastung der Membranen und damit eine geringere Gefahr des Membranbruchs und eine erhöhte Zuverlässigkeit im Betrieb.

Die gezeigten Kapillaren 16 der Fig. 5 sind an den Stirnseiten 22 geöffnet. Hier gelangt das Fluid auf die „Lumen Side“ im Inneren der Kapillaren 16 bzw. aus diesen heraus und in die Filterkappe 2, 2a. Die Filtermodule 1 weisen in der Ausführungsform der Fig. 5 und der Fig. 6 eine Nut 37 auf, in die beispielsweise ein Dichtelement eingesetzt sein kann. Der Einsatz eines Dichtelements in die Nut 37 kann beispielsweise für den Einsatz im Bereich der Lebensmittelindustrie sinnvoll sein, denn er kann so ausgeführt werden, dass er das Eindringen von Feuchtigkeit wie z.B. Reinigungslösungen von außerhalb in die Vorrichtung 30 verhindern oder unterdrücken kann.

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht auf ein Filtermodul 1 mit Filtergehäuse 35 und den seitlichen Öffnungen 21 zur Konnektierung der Hüllströmung im Inneren des Filtermoduls 1.

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht eines Details einer erfindungsgemäß zusammengebauten Vorrichtung 30, bei welcher die Enden 22 der Filtermodule 1 in Modulaufnahmen 42 der Filterkappe 2 eingebaut sind. Der „Lumen Side“ Anschluss 8 führt das Fluid über einen Verteilkanal 6 verteilt und durch Öffnungen 7 in die „Lumen Side“ Kammern 3. Von dort gelangt das Fluid über die Stirnseiten 22 der Kartuschen 1 in die Kartusche. Die „Shell Side“ Kammern 4 erhalten das Fluid durch die „Shell Side“ Bohrungen 9. Von dort gelangt das Fluid über die seitlichen Öffnungen 21 auf die „Shell Side“ der Kartuschen 1. Die Kammern 3, 4 sind gegeneinander und nach außen über entsprechende Dichtungen 5 abgedichtet. Anschläge 10 sichern die Kartuschen 1 gegen axiale Verschiebung. Alternativ lässt sich die Sicherung auch beispielsweise durch Sprengringe an den Kartuschen realisieren.

Fig. 8 zeigt eine weitere Schnittansicht eines Details einer alternativen Bauform der Vorrichtung 30, wobei die Fluide direkt über geeignet gestaltete Kammern 3, 4 verteilt werden können. In der „Shell Side“-Kammer 4 wird das entsprechende Fluid auf die Kartuschen 1 verteilt oder von den Kartuschen 1 aufgenommen.

In Fig. 9 ist der Abstandshalter für die Filterkappen 2, 2a dargestellt. Eine Sicherung 34, hier eine Mutter, hält die Filterkappe 2, 2a fest, so dass zwischen den Filterkappen 2, 2a ein durch den Abstandshalter 32 festgelegter Abstand auch bei Betrieb mit erhöhtem Innendruck eingehalten wird. Auch der Übergang vom „Shell Side“-Anschluss zu den Verteilbohrungen ist dargestellt. Bei Modulen mit 6 oder mehr Kartuschen sollten auch entsprechend mehr Abstandshalter eingesetzt werden um die größeren Filterkappen gleichmäßig zu entlasten.

Die Verteilung des Fluids innerhalb der Filterkappe 2 auf der „Lumen Side“ erfolgt durch einen Verteilkanal über Öffnungen 7. Diese Öffnungen sind so groß, dass das Fluid ungehindert in die „Lumen Side“-Kammern 3 eintreten kann. Im Extremfall sind die Öffnungen so groß, dass der Verteilkanal auf der ganzen Länge zu den „Lumen Side“-Kammern geöffnet ist.

Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht durch die Filterkappe 2 entlang der Linie B-B, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Der Schnitt zeigt die ersten Kammern 3 der Filterkappe 2, die Zusammenführung der Einzelkammern erfolgt über die Öffnungen 7. Zentral ist die Befestigungsvorrichtung 32 angeordnet.

Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht durch die Filterkappe 2 entlang der Linie C-C. Die Verteilung des Fluids innerhalb der Filterkappe 2 auf der „Shell Side“ erfolgt in dieser Ausführungsform durch Verbindungskanäle 11, beispielsweise ausgeführt als Bohrungen oder durch eine Gieß- oder Pressform mittels Ausformung bereitgestellt. Diese Verbindungskanäle 11 sind derart bemessen, dass das Fluid ungehindert in die „Shell Side“-Kammern 4 eintreten oder aus diesen entnommen werden kann. Die Verbindungskanäle können so ausgeführt sein, dass die „Shell Side“-Kammern zu einer großen Kammer verbunden sind, so dass die Verbindungskanäle einen integralen Teil der zweiten Kammer 4 bilden. Die Fluidzuführung zu den Kartuschen 1 erfolgt bevorzugt so, dass eine möglichst geringe Querbelastung der Membrankapillaren 16 gegeben ist und damit Membranbrüche durch hohe Querströmungen im Bereich der „Shell Side“ Öffnungen 21 vermieden werden kann. Eine Ableitung oder Zuführung des Fluids in oder aus der zweiten Kammer 4 kann mittels einer Bohrung 9 erfolgen, die in diesem Beispiel direkt an einem der Querkanäle 11 angeordnet ist.

Bezug nehmend auf Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht auf ein Filtermodul 1 gezeigt, wobei die Membrankapillaren 16 an den Stirnseiten 22 offen sind. Die Hüllströmung kann über seitliche Öffnungen 21 zu- bzw. abgeführt werden. Fig. 13 zeigt einen Detailausschnitt aus Fig. 12, wobei eine Möglichkeit der Anordnung des Membranelements 16 in dem Filtermodul 1 dargestellt ist. Das Membranelement 16 ist als jeweils aneinanderliegendes Bündel aus Membrankapillaren 16 ausgeführt, wobei die Hüllströmung zwischen den einzelnen Membrankapillaren durchspült und an den seitlichen Öffnungen 21 abgeführt bzw. zugeführt wird.

Die Kartuschen 1 können im Vergussverfahren hergestellt werden. Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Verbindung zwischen dem Hüllrohr 35 und den Membranen 16 durch thermische Verschweißung oder Ultraschallverschweißung 20 mit dem Ende 12 der Kapillaren 16 bzw. Röhrchen 16 an dem oder den jeweiligen Enden 22 des Hüllrohres 35 zu verbinden.

Fig. 14 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, bei welcher eine mechanische Abdichtung realisiert ist, z.B. mittels Dichtelement 14 wie einem O-Ring 14 zwischen Membranbündel 16 und Hüllrohr 35. Der Rohrboden 13 kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen oder aus Vergussmasse 20. Alternativ kann der Rohrboden 13 aus thermoplastischem Kunststoff 20 aufgebaut sein, in diesem Fall werden die Membranelemente 16 beispielsweise an ihrem Ende 12 mit dem Rohrboden 13 verschweißt. Die Enden 12 der Membranelemente 16 bleiben dabei zu dem Kapillarströmungsanschluss 15 hin geöffnet. Beispielsweise können die Membranelemente 16 im Bereich der Enden 12 robotisch oder manuell an ihren Außenseiten verschweißt werden, um die Dichtwirkung für die Hüllströmung einzustellen.

Fig. 15 zeigt den Einsatz als Membranabsorber, wofür das Kartuschenkonzept der Vorrichtung 30 ebenfalls geeignet ist. Hierbei ist die Strömungsführung innerhalb der Kartusche 1 derart, dass zugeführtes Fluid über den „Shell Side“-Anschluss 21 in die Kartusche 1 gelangt.

Dort durchdringt das Fluid die Kartusche 1 insbesondere unter Abgabe von Inhaltsstoffen an den Absorber 18. Der Absorber 18 ist ausgeführt als Hohlzylinder. Das Fluid tritt am anderen Ende des Moduls 1 durch den „Lumen Side“-Anschluss 15 der Kartusche 1 aus. Alternativ können auch beide „LumenSide“-Anschlüsse 15 auf den beiden Stirnseiten 22 des Filtermoduls 1 zum Fluidein- bzw. -austritt verwendet werden. Im Spülbetrieb werden auf der „Shell Side“ beide Anschlüsse verwendet um die äußere Absorberoberfläche abzureinigen. Gleiches gilt für die beiden „Lumen Side“-Anschlüsse um die innere Absorberoberfläche abzureinigen. Der Absorber ist über eine Endplatte 19 mit dem Hüllrohr 35 verbunden. Diese Verbindungen werden durch Verklebungen hergestellt. Alternativ kann die Endplatte 19 auch als Vergussblock hergestellt werden.

Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Filtermoduls 1, welches z.B. im Unterschied zum Beispiel der Fig. 6 eine weitere Nut 38 aufweist. In die weitere Nut 38 kann zum Beispiel ein Lagesicherungselement (siehe Fig. 17) eingesetzt sein, wie insbesondere ein Sprengring.

Fig. 17 zeigt schließlich ein Detail für eine Vorrichtung 30, bei welchem Filtermodule 1 gemäß dem Beispiel der Fig. 16 eingesetzt sind. Die Filterkappe 2 weist in dieser Ausführungsform keine Filteranschläge 10 auf. Vielmehr weisen die Filtermodule 1 in dieser Ausführungsform über ein Lagesicherungselement 39, mittels welchem eine Einbausicherung der Filtermodule 1 in der Filterkappe 2 erzielt werden kann.

Zum Aufbau der Kartuschen 1 stehen Membrankapillaren 16, die Vergussmasse und das Hüllrohr 35 handelsübliche Rohstoffe zur Verfügung. Eine geeignete Materialauswahl erlaubt das Erlangen von Zertifikaten z.B. für Lebensmittelkontakt oder Trinkwasserkontakt. Die Auswahl der Materialien legt außerdem die chemische Beständigkeit fest. Die Dimensionierung der Kapillargeometrie (Durchmesser, Wandstärke), des Hüllrohres 35 sowie des Vergussblocks legt im Wesentlichen die mechanische Stabilität fest, die zum Betrieb bei höheren Drücken (>2 bar) wichtig wird. Zusammen mit der Materialauswahl legt die Dimensionierung die mechanische Stabilität bei erhöhten Temperaturen (z.B. 60°C) fest. Gleiches gilt auch für dynamische Belastungen.

Die Stärke des Vergussblocks liegt bei 20% bis 50 %, bevorzugt bei 25% bis 40% des Hüllrohrdurchmessers. Die Kartuschen 1 können also in Durchmesser und Länge in weiten Grenzen angepasst werden. Bei den Durchmessern ist ein Bereich von 10 mm bis 160 mm, bevorzugt 25 mm bis 120 mm und besonders bevorzugt 40 mm bis 100 mm realisierbar. Die maximale Länge ist nur durch die maximale Länge der Kapillar- oder Rohrbündel 16 festgelegt. Sinnvolle Längenbereiche sind 100 mm bis 3.800 mm, bevorzugt 200 mm bis 1.800 mm und besonders bevorzugt 250 mm bis 1.200 mm. Bei den Durchmessern ist ein Bereich von 10 mm bis 160 mm, bevorzugt 25 mm bis 120 mm und besonders bevorzugt 40 mm bis 100 mm realisierbar. Die maximale Länge ist nur durch die maximale Länge der Kapillar- oder Rohrbündel 16 festgelegt. Sinnvolle Längenbereiche sind 100 mm bis 3.800 mm, bevorzugt 200 mm bis 1.800 mm und besonders bevorzugt 250 mm bis 1.200 mm.

Die verbauten Membrankapillaren 16 oder Membranrohre können für verschiedenste Membrantrennverfahren geeignet sein. In der Dialyse, FO, Transmembrandestillation, Gastrocknung oder -befeuchtung oder Membrankontaktoren kommt dabei die kontrollierte Fluidführung sowohl auf der „Lumen Side“ als auch der „Shell Side“ vorteilhaft im Sinne eines guten Stoffaustauschs zum Tragen. Ebenso lassen sich auch Membrankapillaren 16 oder Membranrohre, aus polymerem oder anorganischen Material, für die Ultra- und Mikrofiltration sowie Nanofiltration, Umkehrosmose, Gasseparation, Pervaporation und Dampfpermeation.

Bei Membranen 16 die eine Beschichtung aufweisen ist es hier möglich, diese auch in situ aufzutragen. Das Kartuschenkonzept ist hierbei besonders vorteilhaft, weil kleinere Einheiten beschichtet und in der Qualitätskontrolle geprüft werden können, bevor sie zu größeren Einheiten (Modulen) zusammengebaut werden.

Für die Filterkappen 2, 2a stehen handelsübliche Rohstoffe zur Verfügung. Es gelten die gleichen Zusammenhänge wir bei den Kartuschen 1. Die Filterkappen 2, 2a können auf verschiedenen Wegen hergestellt werden. Geeignete Fierstellverfahren sind Spritzguss, spanende Bearbeitung, oder auch additive Verfahren wie insbesondere 3d-Druck oder Kombinationen daraus. Es können auch mit diesen Verfahren hergestellte FHalbzeuge durch thermische Verfahren wie Fügen oder Schweißen, Ultraschall- oder Reibschweißen oder durch mechanische Sicherungen unter Verwendung von Dichtungen miteinander verbunden werden, um die gewünschte Form zu erhalten.

Mit diesen Freiheiten lassen sich Membranvorrichtungen 30 konstruieren und hersteilen, die in weiten Bereichen an Erfordernisse aus industriellen Prozessen angepasst werden können. Das gilt sowohl für Betriebsbedingungen als auch für Modulgrößen und Complianceanforderungen.

Die Anzahl der Kartuschen 1 kann in weiten Bereichen variiert werde. Es können 1, 2,

3, 4, 5, 6, 7, oder mehr Kartuschen eingesetzt werden. Die maximale Anzahl der Kartuschen 1 ist nur durch die in der Praxis vorgesehene maximale Baugröße der Filterkappen 2, 2a begrenzt. Beispielsweise können in einer Ausführungsform 7 Kartuschen 1 konzentrisch angeordnet sein, oder 13 Kartuschen 1, welche beispielsweise in zwei Ringebenen um eine konzentrische Mitte angeordnet sind. Es können auch in einem Beispiel 18 Kartuschen 1 konzentrisch um eine Kartusche 1 in der Mitte angeordnet sein, das heißt in einem ersten Ringbereich sechs Kartuschen 1 und in einem zweiten Ringbereich 12 Kartuschen 1, die um den ersten Ringbereich herum angeordnet sind. Es ist dabei vorteilhaft, wenn die Baugröße der Vorrichtung 30 mittels dicht gepackter Anordnung klein gehalten werden kann. Es wird hierbei bevorzugt auch die Strömungsverteilung der Fluide durch die Kartuschen 1 berücksichtigt.

Fig. 18 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 30 zur Filtrierung eines Fluids. Die Vorrichtung 30 weist in dieser Ausführungsform 19 Filterelemente 1 auf, welche auf der einen Seite mit ihren stirnseitigen Enden 22 in eine gemeinsame Filterkappe 2 und auf der anderen Seite in eine Filterkappe 2a eingesetzt sind. Die Vorrichtung 30 weist an beiden Filterkappen 2, 2a jeweils eine Filterelementfixiereinrichtung 43, 43a auf, welche die Filtermodule 1 in der jeweiligen Filterkappe 2, 2a sichern bzw. fixieren. Wie zuvor, übernehmen die Filterkappen 2, 2a die Fluidverteilung im Inneren der jeweiligen Filterkappe 2, 2a sowie die Aufnahme der in diesem Fall 19 Filterkartuschen 1. Die Filterkartuschen 1 filtrieren das Fluid, können in der gezeigten Ausführungsform überdies aber auch statische Aufgaben übernehmen. So halten die Filtermodule 1 die beiden Filterkappen 2, 2a auf einem definierten Abstand und stabilisieren die Vorrichtung 30 insgesamt. In einer solchen Ausführungsform der Erfindung ist in der Vorrichtung 30 keine weitere Stütz- oder Spannvorrichtung notwendig, um die Statik der Vorrichtung sicherzustellen. Mit anderen Worten stabilisieren die Filtermodule 1 die Vorrichtung 30 derart, dass eine Verwindung, Verformung oder ein Auseinandergehen der Vorrichtung 30 verhindert wird.

Die Filterelementfixierung bzw. Kartuschenhalterung 43 kann über Befestigungen mit der Filterkappe 2, 2a verbunden sein.

Bezugnehmend auf Figur 19a ist eine perspektivische Ansicht auf eine Filterelementfixiereinrichtung 43 gezeigt, welche in diesem Fall für die Aufnahme von 19 Filtermodulen 1 vorgesehen ist und dementsprechend 19 Filterelementdurchgangsöffnungen 431 zum Einführen der Filterelemente 1 aufweist. In einer jeweiligen Filterelementdurchgangsöffnung 431 ist eine Aufnahmenut 48 zur Aufnahme eines Sprengrings, z.B. 39, angeordnet. In dieser Ausführungsform wird die Filterelementfixiereinrichtung 43 mit sechs Befestigungsmitteln 432 an der Filterkappe 2 festgeschraubt.

Figur 19b zeigt die als Unterseite bezeichnete weitere perspektivische Ansicht auf eine Filterelementfixiereinrichtung 43, welche ebenfalls für die Aufnahme von 19 Filtermodulen 1 gestaltet ist und entsprechend 19 Durchgangsöffnungen 431 aufweist. Zur Stabilisierung und/oder Fixierung der Filterelementfixiereinrichtung 43 weist diese auf der Unterseite Befestigungsaufnahmen 44 mit jeweils vier Rippen 441 auf. Beispielsweise können die Filtermodule 1 mittels jeweils eines Lagesicherungselements 39, insbesondere einem Sprengring, der zwischen der Filterkappe 2 und der Kartuschenhalterung 43 angeordnet wird, fixiert werden.

Figur 20 zeigt eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Filterkappe 2, hergerichtet zur Aufnahme von 19 Filtermodulen 1. Oberseitig der Filterkappe 2 ist ein erster Anschluss 23 und ein zweiter Anschluss 24 zur Zu- bzw. Abführung von Fluiden angeordnet. Mittels Kanälen 6 erfolgt die Fluidverteilung der Lumen Side. Schraubelemente 50 sind von oberseits durch die Filterkappe 2 hindurchgesteckt zur Fixierung der Kartuschenhalterung 43 auf der Unterseite der Filterkappe 2. Die Schraubelemente 50 werden beispielsweise in die Befestigungsaufnahmen 44 (siehe Fig. 19b) eingeschraubt. Bezugnehmend auf Figur 21 ist eine Schnittansicht entlang der in Figur 18 skizzierten Linie D durch eine Filterkappe 2 dargestellt, wobei die Verbindungskanäle 7 zur Zuführung der Fluide der Lumenside dargestellt sind. Die Verteilkanäle 6 verästeln sich von der Zuführung 24 zu Verbindungskanälen 7, die das jeweilige Filtermodul 1 kontaktieren. Beispielsweise können sich die Verteilkanäle 6 Stern- oder schneeflockenförmig verzweigen. Die Shell Side Fluidzuführung 23 ist in dieser Ebene nur als Durchgang sichtbar. Befestigungselemente 50 erstrecken sich durch die Schnittebene D hindurch, insbesondere zur Fixierung der Kartuschenhalterung 43.

Figur 22 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie C, welche in Figur 18 dargestellt ist, zur Darstellung der Verteilung des Shell Side Fluids in der Filterkappe 2. Von dem ersten Anschluss 23 fliest das Fluid in einen kammerartigen Bereich 4a, wobei es sich von dort durch den Querkanal 11 und Durchlässe 9 zu den Filtermodulen 1 verteilt. Die Filtermodule 1 werden an ihrer jeweiligen Seite mit dem Shell Side Fluid versorgt bzw. dies wird aus den Filtermodulen 1 seitlich abgeführt.

Figur 23 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A der Ausführungsform, die in Figur 18 ersichtlich ist, wobei hierbei auch eine Aufsicht auf die Unterseite der Kartuschenhalterung 43 ermöglicht wird. Die Filtermodule 1 erstrecken sich durch die Durchgangsöffnungen 431 in der Kartuschenhalterung 43, und sind in der Filterkappe 2 eingesetzt bzw. mit der Filterkappe 2 verbunden. Die Kartuschenhalterung 43 weist zu deren Fixierung Befestigungsaufnahmen 44 auf, welche zwischen den Filtermodulen 1 angeordnet sind. An den Befestigungsaufnahmen angeordnet, bzw. integral mit den Befestigungsaufnahmen 44 ausgeführt, sind Versteifungen 441 sternförmig um die jeweilige Befestigungsaufnahme 44 herum angebracht. Die Versteifungen 441 sind in Form von vier Rippen ausgeführt. Die Versteifungen 441 sind in dieser Ausführungsform so hergerichtet, dass sie einerseits die Befestigungsaufnahme 44 verstärken und ein Ausbrechen des Befestigungsmittels 50 in der Befestigungsaufnahme 44 verhindern beispielsweise in dem Fall, dass die Filterelementfixiereinrichtung 43 nicht exakt plan an der Filterkappe 2 angeordnet wird bzw. in dem Fall, dass Querkräfte auf die Vorrichtung 30 wirken. Andererseits kann die Anordnung der Versteifungen 441 auf der Unterseite der Filterelementfixiereinrichtung 30 zugleich die Filterelementfixiereinrichtung 30 als solche versteifen und eine erhöhte Stabilität gewährleisten. Als Unterseite der Filterelementfixiereinrichtung 30 wird dabei diejenige Seite bezeichnet, welche in Richtung der zweiten Filterelementfixiereinrichtung 30 zeigt, wenn diese eingesetzt wird, bzw. in Richtung derjenigen Filterkappe 2, 2a an welcher die Filterelementfixiereinrichtung 30 nicht benachbart, sondern zu welcher sie beabstandet angeordnet ist.

Bezugnehmend auf Figur 24 ist eine Seitenansicht auf eine weitere Ausführungsform eines Filtermoduls 1 dargestellt, wobei das Detail A des einen stirnseitigen Endes 22 des Filtermoduls 1 vergrößert in Figur 24a wiedergegeben ist. In Figur 24a ist eine stirnseitiges Ende 22 eines Filtermoduls dargestellt, aufweisend eine Nut 37, eine weitere Nut 38 sowie ein Lagesicherungselement 39.

Figur 25 zeigt eine Schnittansicht eines Teils der Vorrichtung 30, wobei der Schnitt entlang der in der Figur 20 angedeuteten Schnittlinie B erfolgt ist. Eine Mehrzahl von Filtermodulen 1 ist in die Filterkappe 2 eingesetzt. Unterseits der Filterkappe 2 ist die Filterelementfixiereinrichtung 43 mittels Schraubverbindungen 50 angeschraubt, wobei die Befestigungsschraube 50 in die Befestigungsaufnahme 44 der Kartuschenhalterung 43 eingeschraubt ist. Die Filtermodule liegen mit dem Lagesicherungselement 39 an der Filterkappe 2 an, wobei die Kartuschenhalterung 43 von unterseits des Lagesicherungselements 39 gegen selbiges andrückt und somit die Filtermodule 1 an der Filterkappe 2 sichert.

Beispielsweise kann eine Montage mit der Kartuschenhalterung 43 so erfolgen, dass die Kartuschenhalterung 43 zunächst über alle Filtermodule gemeinsam übergestreift wird, anschließend jedes oder zumindest ein Teil der Filtermodule 1 mit der Lagesicherung 39 ausgerüstet wird und hernach die Filterkappe 2 von oberseits auf die Filtermodule 1 aufgesteckt wird und die Kartuschenhalterung 43 mit den Befestigungen 50 gesichert wird.

Figur 26 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 30 zur Filtrierung eines Fluids, wobei vier Filtermodule 1 in jeweils eine Filterkappe 2, 2a am jeweiligen stirnseitigen Ende 22 der Filtermodule 1 eingeschoben sind. Die Vorrichtung 30 ist mit zwei Kartuschenhalterungen 43, 43a ausgerüstet, welche mit der jeweiligen Filterkappe 2, 2a verbunden sind. Figur 27 zeigt eine Detailansicht im Bereich der Markierung „A“ aus Figur 26, wobei die Anordnung der Kartuschenhalterung 43a mit Rippen 441 und Befestigungsaufnahme 44a verdeutlicht ist.

Fig. 28 zeigt eine Schnittansicht entlang der in Figur 26 dargestellten Linie B durch vier Filtermodule 1 hindurch und somit eine Aufsicht zugleich auf die Unterseite der Kartuschenhalterung 43a mit Befestigungsaufnahme 44a und vier symmetrisch angeordneten Rippen 441a. Die Rippen 441a dienen zugleich der Versteifung der Kartuschenhalterung 43a wie auch zur Sicherung der Befestigungsaufnahme 44a, so dass diese bei möglicher Querbelastung bzw. Querbeanspruchung gestützt werden kann. Insbesondere können die Rippen 441a dabei unterstützen, ein mögliches Ausbrechen der Befestigungsaufnahme 44a zu verhindern.

Figur 29 zeigt eine Detailansicht auf ein Filtermodul 1 mit seinem stirnseitigen Ende 22. Das Filtermodul 1 weist eine Nut 37, eine weitere Nut 38, ein Lagesicherungselement 39, noch eine weitere Nut 40 und seitliche Öffnungen 21 auf.

Bezugnehmend auf Figur 30 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung 30 gezeigt, wobei die Kartuschenhalterung 43 mit einem zentralen Verbinder 50 an der Filterkappe 2 fixiert ist. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch zusätzliche Dichtelemente 45 und 46 aus, welche die äußere Umgebung von dem Inneren der Vorrichtung 30 wirksam trennen. Auf der Filterkappe 2 ist ferner ein Stopfen 47 angeordnet, welcher das Befestigungsmittel 50 abdeckt. Es wird hiermit unerwünschtes Eindringen von Partikeln, wie Staub oder Flüssigkeiten, in die Vorrichtung 30 verhindert, indem Übergänge verschlossen und Spalten abgedeckt werden. In Umgebungen mit erhöhten Hygieneanforderungen, wie beispielsweise in der Lebensmittelindustrie oder Biotechnologie, ist es vorteilhaft, die Filter von außen einfacher reinigen zu können, ohne Rückstände in schwer zugänglichen Hohlräumen zu hinterlassen, weshalb die Ausführungsform der Figur 30 dort besonders gut geeignet ist.

Bezugnehmend auf die Figur 31 ist eine alternative Möglichkeit der axialen Sicherung der Filtermodule 1 an der Filterkappe 2 gezeigt. Kartuschen 1 sind paarbar mit den Filterkappen 2 mit Gewindepaaren 51 ausgerüstet. Beispielsweise können an einem Ende der Filtermodule 1 Rechtsgewinde und am jeweils anderen entgegengesetzten Ende der Filtermodule 1 Linksgewinde eingesetzt sein, so dass die Filtermodule 1 bei einer Schraubbewegung in beide Filterkappen 2, 2a gleichermaßen eingeschraubt werden.

Figur 32 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine Filterkappe 2, wobei eine alternative Form für die axiale Sicherung der Filtermodule 1 an der Filterkappe 2 gezeigt ist. Hierfür weisen die Filterelementaufnahmen 42 Bajonettaufnahmen 53 auf, wobei die Filtermodule in die Filterelementaufnahmen 42 eingeschoben und beim Anschlag des Bajonettstifts 52 in der Bajonettaufnahme 53 verdreht werden, um die Lagesicherung herzustellen.

Die Figur 32a zeigt ein hierfür geeignetes Beispiel eines Filtermoduls 1 mit Bajonettsstift 52, welches auf dem Filtergehäuse 35 seitlich angeordnet ist. Bevorzugt weist das entsprechende Filtermodul 1 zwei zueinander gegenüberliegend angeordnete Bajonettstifte 52 auf. Figur 33 zeigt noch eine weitere Möglichkeit der Sicherung der Filtermodule 1 in der Filterkappe 2 und hierzu eine perspektivische Ansicht auf eine Filterkappe 2 mit vier Filterelementaufnahmen 42. Jede Filterelementaufnahme 42 weist in diesem Beispiel zwei Sicherungsstifte 54 auf, welche in dazu paarbare Aufnahmenuten 55 eines entsprechend ausgerüsteten Filtermoduls 1 eingeschoben werden können. Auch hierdurch ist eine axiale Sicherung der Filtermodule an der Filterkappe 2 realisiert.

Figur 33a zeigt ein entsprechendes Filtermodul 1, welches hergerichtet ist zum Einsetzen in die mit Figur 33 gezeigte Filterkappe 2 aufweisend eine Aufnahmenut 55 für zumindest einen Sicherungsstift 54 der Filterkappe 2. Die Aufnahmenut 55 ist radial umlaufend um das Filtermodul 1 angeordnet.

Figur 34 zeigt noch eine weitere Möglichkeit der axialen Fixierung der Filtermodule 1 in der Filterkappe 2, wobei ein Schrumpfsitz der Filtermodule in der Filterkappe 2 realisiert ist. Hierfür ist die Passung zwischen Dichtungssitzen 56 der Filterkappe 2 sowie den Filtermodulen 1 als Presssitz ausgeführt. Für eine Montage wird beispielsweise die Filterkappe 2 soweit erwärmt, dass sich eine Spielpassung ergibt und die Filtermodule 1 ohne Widerstand in die Filterkappe 2 eingeführt werden können. Nach Abkühlung der Filterkappe 2 ist eine Presspassung hergestellt zwischen den Dichtungssitzen 56 der Filterkappe 2 und dem Filtergehäuse 35 des jeweiligen Filtermoduls 1. Zusätzliche Dichtelemente 5 können eingesetzt sein, sind aber nicht erforderlich in diesem Beispiel, um eine ausreichende Dichtigkeit herzustellen.

Zur weiteren Verbesserung der axialen Fixierung können die Oberflächen in den Bereichen des Dichtungssitzes 56 profiliert werden. Hierfür ist ein Dichtungssitz 57 auch am jeweiligen Filtermodul 1 eingerichtet. Es können sowohl die Dichtungssitze 56 der Filterkappe 2 als auch die Dichtungssitze bzw. der Dichtungssitz 57 des Filtermoduls 1 mit entsprechender Profilierung ausgestattet sein.

Figur 36 zeigt eine Schnittansicht durch eine Vorrichtung 30, wobei die Filtermodule 1 in der Filterkappe 2 axial dadurch fixiert sind, dass diese in den Filterelementaufnahmen 42 verklebt sind. Hierfür weist die Filterelementaufnahme 42 radial um das jeweilige Filtermodul 1 umlaufende Verteilungsringe 60 und Vergusskanäle 61 auf. Die Passungen können als Presssitz ausgeführt sein. Die Montage kann daher wie bei der Ausführung mit Schrumpfsitz erfolgen. Zusätzlich wird über die Vergusskanäle 61 ein Klebstoff eingebracht, der in die Verteilungsringe 60 gedrückt wird und der die Filtermodule 1 nach seiner Aushärtung zuverlässig mit der Filterkappe 2 verbindet. Damit wird zugleich eine axiale Fixierung der Filtermodule 1 an der Filterkappe 2 wie auch eine Fluidabdichtung gewährleistet.

Figur 37 zeigt schließlich noch eine weitere Möglichkeit der axialen Fixierung der Filtermodule 1 an der Filterkappe 2 mittels eines Längsschnitts durch die Vorrichtung 30. Die Verbindung zwischen Filtermodul 1 und Filterkappe 2 wird durch thermisches Verschweißen hergestellt. Die Filtermodule 1 werden zur Montage in die Filterkappe 2 eingeführt, anschließend werden Schweißelemente 62, welche in der Filterelementaufnahme 42 angeordnet sind, aktiviert. In Form eines elektrischen Widerstandsdrahtes wird durch Zuführung elektrischer Energie die Temperatur im Schweißelement erhöht. Wird der Schmelzpunkt des verwendeten Polymeres erreicht, entsteht eine zuverlässige Verbindung zwischen Filterkappe 2 und Filtermodul 1 in der Filterelementaufnahme 42 der Filterkappe 2.

Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne den Schutzbereich der Ansprüche zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind, auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind. In allen Figuren stellen gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände dar, so dass Beschreibungen von Gegenständen, die ggf. nur in einer oder jedenfalls nicht hinsichtlich aller Figuren erwähnt sind, auch auf diese Figuren übertragen werden können, hinsichtlich welchen der Gegenstand in der Beschreibung nicht explizit beschrieben ist.

Bezuqszeichenliste:

1 Filtermodul

2, 2a Filterkappe

3 erste Kammer, Kapillarseite

4 zweite Kammer, Hüllseite

4a kammerartiger Bereich

5 Dichtelement

6 Kanal

7 Verbindungskanal

8 Anschluss

9 Durchlass bzw. Bohrung

10 Filteranschlag 11 Querkanal 12 Ende(n) des bzw. der Membranelement(e)

13 Rohrboden

14 Dichtelement bzw. O-Ring

15 stirnseitige Kapillarströmungsöffnung des Filtermoduls

16 Membranelement bzw. Filterkapillaren 18 Membranelement bzw. Absorber

19 Endplatte

20 Fluidsperre, Trennelement bzw. Vergussmasse 21 seitliche Öffnungen 22 stirnseitiges Ende

23, 23a erster Anschluss

24, 24a zweiter Anschluss 30 Vorrichtung

32 Befestigungsvorrichtung bzw. Abstandshalter

33 Gewindestange

34 Sicherung bzw. Mutter

35 Filtergehäuse bzw. Hüllrohr 37 Nut 38 weitere Nut

39 Lagesicherungselement wie z.B. Sprengring

40 2. weitere Nut 42 Filterelementaufnahme 43, 43a Filterelementfixiereinrichtung bzw. Kartuschenhalterung

431 Durchgangsöffnung der Kartuschenhalterung

44, 44a Befestigungsaufnahme mit Rippen an Kartuschenhalterung

441, 441a Rippe der Befestigungsaufnahme

45 Dichtelement nach außen Kartusche 46 Dichtelement nach außen Filterkappe

47 Stopfen

48 Sprengringaufnahme

50 Befestigung (Schraube) Kartuschenhalterung

51 Gewindepaarung 52 Bajonettstift

53 Bajonettaufnahme

54 Sicherungsstift

55 Aufnahmenut Sicherungsstift

56 Dichtungssitz Filterkappe 57 Dichtungssitz Kartusche

60 Verteilungsring 61 Vergusskanal 62 Schweißelemente 81 Schlauchbefestigungsmittel

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung (30) zur Abtrennung von Bestandteilen aus einem Fluid, die Vorrichtung umfassend:

- zumindest ein, insbesondere längliches oder röhrenförmiges, Filtermodul (1) mit Filtergehäuse (35) und einem darin angeordneten Membranelement (16), wobei das zumindest eine Filtermodul eine erste Stirnseite (22) und eine der ersten Stirnseite gegenüberliegende zweite Stirnseite aufweist, und wobei das Filtermodul für das zumindest eine durch das Filtermodul strömende Fluid eine Kapillarseite und eine Hüllseite bereitstellt zur Erzeugung einer Kapillarströmung und einer Hüllströmung in jedem der Filtermodule,

- eine erste Filterkappe (2) an der ersten Stirnseite des zumindest einen Filtermoduls mit einer ersten Kammer (3) und einer zweiten Kammer (4) und zumindest einer Filtermodulaufnahme (42),

- eine zweite Filterkappe (2a) an der der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des zumindest einen Filtermoduls mit einer weiteren Filtermodulaufnahme, wobei die erste Kammer der ersten Filterkappe mit den Kapillarseiten der Filtermodule verbunden ist und wobei die zweite Kammer der ersten Filterkappe mit den Hüllseiten der Filtermodule verbunden ist, so dass die Kapillarströmungen des oder der Filtermodule in der ersten Kammer miteinander vermischt sind und so dass die Hüllströmungen des oder der Filtermodule in der zweiten Kammer miteinander vermischt sind.

2. Vorrichtung (30) nach dem vorstehenden Anspruch, wobei das Membranelement (16) Filterkapillaren umfasst, insbesondere Membrankapillaren, und/oder wobei das Membranelement (16) einen Membranabsorber umfasst.

3. Vorrichtung (30) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einem ersten Anschluss (8, 24), der mit der ersten Kammer (3) kommunizierend verbunden ist, insbesondere einem Ablauf und/oder ferner mit einem zweiten Anschluss (23), der mit der zweiten Kammer kommunizierend verbunden ist, insbesondere einem zweiten Ablauf.

4. Vorrichtung (30) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einem zwischen der ersten Kammer (3) und der zweiten Kammer (4) in der ersten Filterkappe (2) angeordneten Dichtelement (5) zur Abdichtung der Kapillarströmung gegen die Hüllströmung.

5. Vorrichtung (30) nach dem vorstehenden Anspruch, wobei das Dichtelement (5) so angeordnet ist, dass es die erste Kammer (3) gegen die zweite Kammer (4) abdichtet, wenn das oder die Filtermodule (1) in die Filtermodulaufnahme (42) eingesteckt ist/sind.

6. Vorrichtung (30) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, die erste und/oder die zweite Filterkappe (2, 2a) ferner mit einem außenseitigen, insbesondere axialseitigen, Kapillarströmungskanal (6), der den ersten Ablauf (24) mit der ersten Kammer (3) verbindet, oder einer radialseitigen Kapillarströmungsöffnung (24) und/oder einer radialseitigen Hüllströmungsöffnung (21, 23).

7. Vorrichtung (30) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer Mehrzahl auf dem Umfang des Filtergehäuses (35) angeordneten Hüllströmungsöffnungen (21, 23), so dass sich die Hüllströmung auf die Mehrzahl der Hüllströmungsöffnungen verteilt.

8. Vorrichtung (30) nach dem vorstehenden Anspruch, wobei zumindest ein Teil der radialen Hüllströmungsöffnungen (21) in einer Ebene entlang der radialen Länge des Filtergehäuses (35) angeordnet sind.

9. Vorrichtung (30) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, die erste und/oder die zweite Filterkappe (2, 2a) ferner mit einer Stützaufnahme (33, 34) zur Aufnahme eines die erste mit der zweiten Filterkappe verbindenden Stützelementes (32).

10. Vorrichtung (30) nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die Stützaufnahme (33, 34) zwischen den Filtermodulen (1) angeordnet ist, und/oder wobei die Stützaufnahme (33, 34) eine Schraubhülse umfasst, und/oder wobei die Stützaufnahme zumindest ein Sicherungselement (11) umfasst, und/oder wobei die Stützaufnahme von den Fluidströmungen beabstandet ist, so dass das Stützelement im eingebauten Zustand nicht in Kontakt mit den Fluidströmungen ist.

11. Vorrichtung (30) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Filtermodulaufnahme (42) einen seitlichen Kragen aufweist um ein darin eingesetztes Filtermodul (1) bis über eine radialseitige Hüllströmungsöffnung (21, 23) hinaus zu überdecken, so dass die stirnseitige Kapillarströmungsöffnung (15) und die radialseitige Hüllströmungsöffnung (21, 23) in die Filterkappe (2, 2a) eingesteckt werden kann und beim Einstecken die Fluidverbindung der Kapillarströmung mit der ersten Kammer (3) und der Hüllströmung mit der zweiten Kammer (4) erfolgt.

12. Vorrichtung (30) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder zweite Filterkappe (2, 2a) je einen Filtermodulanschlag (10) für jedes Filtermodul (1) bzw. für jede Filtermodulaufnahme (42) aufweist, so dass insbesondere das Filtermodul an dem Filtermodulanschlag anliegt, wenn es in die Filtermodulaufnahme eingeschoben ist und die korrekte Aufnahme des Filtermoduls in der Filtermodulaufnahme anhand des Filtermodulanschlags sichergestellt ist.

13. Vorrichtung (30) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung zwei oder mehr Filtermodule (1) umfasst, welche an ihrer ersten Stirnseite (22) gemeinsam in die erste Filterkappe (2) eingesetzt sind, insbesondere 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder eine Mehrzahl von Filtermodulen, welche insbesondere nebeneinander angeordnet sind und insbesondere im Wesentlichen identische Abmessungen oder zumindest dieselbe Länge zueinander aufweisen.

14. Vorrichtung (30) nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Filtermodule (1) symmetrisch oder konzentrisch um die Stützaufnahme (33, 34) herum angeordnet sind.

15. Vorrichtung (30) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jedes Filtermodul (1) auf zumindest einer Seite eine Fluidsperre (20) aufweist, insbesondere aus Vergussmasse, wobei die Fluidsperre die Kapillarströmung im Inneren des Filtermoduls von der Hüllströmung trennt,

16. Vorrichtung (30) nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die Fluidsperre (20) so gestaltet ist, das Membranelement (16) zu stabilisieren und eine mechanische Verbindung zwischen dem Membranelement und dem Filtergehäuse (35) herzustellen, insbesondere zwischen den Filterkapillaren und dem Filtergehäuse.

17. Vorrichtung (30) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die Vorrichtung ferner umfassend eine Filterelementfixiereinrichtung (43) zum Fixieren des oder der Filterelemente (1) in der Filterkappe (2, 2a).

18. Vorrichtung (30) nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die Filterelementfixiereinrichtung (43) zumindest ein Schraubgewinde (51) und/oder einen Bajonettverbinder (52) und/oder einen Sicherungsstift (54) aufweist zum paarbaren Verbinden oder Sichern des jeweiligen Filterelements (1) mit der Filterelementfixiereinrichtung.

19. Vorrichtung (30) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Filterelemente (1), wenn zwischen diesen und der Filterkappe (2, 2a) kein oder nur ein geringer Temperaturunterschied vorliegt, einen größeren Durchmesser aufweisen als der innere Durchmesser der Filterelementaufnahme (42).

20. Filtermodul (1 ) für eine Vorrichtung (30) zur Abtrennung von Bestandteilen aus einem Fluid, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend ein, insbesondere längliches oder röhrenförmiges, Filtergehäuse (35) ein in dem Filtergehäuse angeordnetes Membranelement (16), wobei das Filtermodul eine erste Stirnseite (22) und eine der ersten Stirnseite gegenüberliegende zweite Stirnseite aufweist, und wobei das Filtermodul für das zumindest eine durch das Filtermodul strömende Fluid eine Kapillarseite und eine Hüllseite bereitstellt zur Erzeugung einer Kapillarströmung und einer Hüllströmung in jedem der Filtermodule, sowie eine Mehrzahl auf dem Umfang des Filtergehäuses angeordnete Hüllströmungsöffnungen (21), welche in einer Ebene entlang der radialen Länge des Filtergehäuses angeordnet sind, so dass sich die Hüllströmung auf die Mehrzahl der Hüllströmungsöffnungen radial verteilt.

21. Filterkappe (2, 2a) für eine Vorrichtung (30) zur Abtrennung von Bestandteilen aus einem Fluid, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 19, welche insbesondere auf einer Mehrzahl von Filtermodulen (1) gemäß dem vorstehenden Anspruch angeordnet werden kann, die Filterkappe umfassend: eine erste Kammer (3), eine zweite Kammer (4), und zumindest eine Filtermodulaufnahme (42), wobei die erste Kammer der Filterkappe mit den Kapillarseiten der in die Filterkappe eingesetzten Filtermodule verbunden ist, wenn die Filtermodule in die Filterkappe eingesetzt sind, und wobei die zweite Kammer der ersten Filterkappe mit den Hüllseiten der Filtermodule verbunden ist, wenn die Filtermodule in die Filterkappe eingesetzt sind, so dass die Kapillarströmungen der Filtermodule in der ersten Kammer miteinander vermischt sind und so dass die Hüllströmungen der Filtermodule in der zweiten Kammer miteinander vermischt sind.

22. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung (30) zur Abtrennung von Bestandteilen aus einem Fluid, insbesondere gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, mit den folgenden Schritten:

Bereitstellen einer ersten Filterkappe (2) mit einer ersten Kammer (3) und einer zweiten Kammer (4) und zumindest einer Filtermodulaufnahme (42),

Einführen von zumindest einem, insbesondere länglichen oder röhrenförmigen, Filtermodul (1) mit Filtergehäuse (35) und einem darin angeordneten

Membranelement (16), mit einer ersten Stirnseite (22) in die Filtermodulaufnahme der ersten Filterkappe,

Aufsetzen einer zweite Filterkappe (2a) an der der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des zumindest einen Filtermoduls, wobei das Filtermodul für das zumindest eine durch das Filtermodul strömende

Fluid eine Kapillarseite und eine Hüllseite bereitstellt zur Erzeugung einer Kapillarströmung und einer Hüllströmung in jedem der Filtermodule, und wobei die erste Kammer der ersten Filterkappe mit den Kapillarseiten der Filtermodule verbunden ist und wobei die zweite Kammer der ersten Filterkappe mit den Hüllseiten der Filtermodule verbunden ist, so dass die Kapillarströmungen des oder der Filtermodule in der ersten Kammer miteinander vermischt sind und so dass die Hüllströmungen des oder der Filtermodule in der zweiten Kammer miteinander vermischt sind.

23. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, ferner mit dem Schritt kraftschlüssiges Verbinden der ersten Filterkappe (2) mit der zweiten Filterkappe (2a) mittels eines Stützelements (32).