CH627374A5

CH627374A5 - Disposable filter

Info

Publication number: CH627374A5
Application number: CH87779A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Dr Hein; Peter Grundmann
Original assignee: Schleicher & Schuell Gmbh
Priority date: 1978-08-24
Filing date: 1979-01-30
Publication date: 1982-01-15
Also published as: FR2433965A1; DE2837058A1; FR2433965B1; JPS6018445B2; JPS5531480A; DE2837058C2; CH628250A5

Description

Die Erfindung betrifft einen Einmalfilter für die Druckfiltration der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. The invention relates to a disposable filter for pressure filtration of the type mentioned in the preamble of claim 1.

Einmalfilter der in Rede stehenden Art sind Artikel der Massenproduktion. Sie bestehen gebräuchlicherweise aus Kunststoff, sind flach und dosenartig ausgebildet und haben typischerweise Durchmesser im Bereich von ca. 1 bis 5 cm. Das Filter eines solchen Einmalfilters ist üblicherweise eine Membran. Das Filter kann einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein. Die Filterunterstützung ist gebräuchlicherweise im Gehäuseunterteil ausgebildet, kann auch als separate Filterunterstützungsscheibe ausgebildet und in das Gehäuseunterteil eingelegt sein. Disposable filters of the type in question are articles of mass production. They usually consist of plastic, are flat and can-shaped and typically have diameters in the range of approximately 1 to 5 cm. The filter of such a disposable filter is usually a membrane. The filter can be formed in one layer or in multiple layers. The filter support is customarily formed in the lower housing part, can also be designed as a separate filter support disk and inserted into the lower housing part.

Einmalfilter dieser Art werden überall dort eingesetzt, wo relativ kleine Fluidvolumina rasch und mit hohem Zuverlässigkeitsgrad zu filtrieren sind, insbesondere für die Sterilfiltration. Sie finden weiterhin zur Untersuchung kleiner Proben auf dem Gebiet des Umweltschutzes, auf dem Gebiet der Halbleitertechnik zur Herstellung hochreiner Reaktionslösungen und auf dem Gebiet der allgemeinen Laboratoriumstechnik Anwendung. Disposable filters of this type are used wherever relatively small fluid volumes can be filtered quickly and with a high degree of reliability, especially for sterile filtration. They are also used to examine small samples in the field of environmental protection, in the field of semiconductor technology for the production of high-purity reaction solutions and in the field of general laboratory technology.

Ein Einmalfilter der eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift DE 2 354 269 AI bekannt. Der Einmalfilter besteht aus einem Gehäuseoberteil mit axialem Zulaufanschluss, einem Gehäuseunterteil mit axialem Filtratablaufstutzen und einer Membran, die zwischen beide Teile eingespannt ist und in dem aus beiden Teilen zusammengesetzten Gehäuse eine druckbeaufschlagbare Zulaufkammer von einem Filtratraum trennt. A disposable filter of the type mentioned is known from DE 2 354 269 AI. The disposable filter consists of an upper part of the housing with an axial inlet connection, a lower part of the housing with an axial filtrate outlet connection and a membrane that is clamped between the two parts and separates a pressurizable inlet chamber from a filtrate chamber in the housing made up of both parts.

Sowohl das Gehäuseoberteil als auch das Gehäuseunterteil sind mit je einem Aussenflansch versehen, die mit komplementären axialen Profilen versehen sind. Beim Verschliessen des aus den beiden Teilen bestehenden Gehäuses des Einmalfilters werden die beiden Flansche der Gehäuseteile gegenein-andergepresst, wobei sie die Membran ringsum zwischen sich einspannen. Das so verschlossene Gehäuse wird dann durch Umspritzen mit Kunststoff unter Bildung eines die Flansche vollständig umgreifenden Umschliessungskörpers gasdicht und druckdicht verschlossen. Diese Art des Verschliessens eines Filtergehäuses ist an sich für einen Filter für Brennkraftmaschinen auch bereits aus der Druckschrift DE 1 576 348 B2 bekannt. Both the upper housing part and the lower housing part are each provided with an outer flange, which are provided with complementary axial profiles. When the housing of the disposable filter, which consists of the two parts, is closed, the two flanges of the housing parts are pressed against one another, whereby they clamp the membrane all around between them. The housing closed in this way is then sealed in a gas-tight and pressure-tight manner by extrusion coating with plastic to form a surrounding body that completely encompasses the flanges. This type of closing a filter housing for a filter for internal combustion engines is also known per se from the document DE 1 576 348 B2.

Druckfiltergehäuse der vorstehend beschriebenen Art mit umspritztem Umschliessungskörper aus Kunststoff zeichnen sich durch eine besonders gute Dichtheit und Druckfestigkeit aus. Für Einmalfilter, von denen eine geringere Druckfestigkeit gefordert wird, können die beiden aus Kunststoff bestehenden und mit Flanschen versehenen Gehäuseteile mit dem zwischem die Flansche eingelegten Membranfilter nach der Druckschrift DE 1 901 951 C3 auch direkt durch Ultraschall miteinander verschweisst werden. Pressure filter housings of the type described above with an encapsulated plastic encapsulation body are distinguished by particularly good tightness and pressure resistance. For single-use filters, of which a lower pressure resistance is required, the two housing parts made of plastic and provided with flanges can also be welded directly to one another by ultrasound with the membrane filter inserted between the flanges in accordance with the publication DE 1 901 951 C3.

Die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten für Einmalfilter der in Rede stehenden Art zwingt den Hersteller zur Fertigung solcher Einmalfilter in mehreren Typenserien, die sich bei gleichen Abmessungen des Filters und des Gehäuses beispielsweise durch die Porengrösse der Filter, durch das Membranmaterial und den Sterilitätszustand des Produktes unterscheiden. Ausgehend von der Tatsache, dass die fraglichen Einmalfilter nicht in kleinen Serien, sondern als Massenprodukt gefertigt werden, ergeben sich durch den Zwang zur Fertigung in zahlreichen Typenreihen Kennzeichnungsprobleme. The variety of possible uses for disposable filters of the type in question forces the manufacturer to manufacture such disposable filters in several type series, which differ in the same dimensions of the filter and the housing, for example, by the pore size of the filter, the membrane material and the sterility status of the product. Based on the fact that the disposable filters in question are not mass-produced, but as a mass-produced product, there are numerous types of labeling problems due to the need to manufacture them.

Aus der Praxis sind Einmalfilter der in Rede stehenden Art bekannt, bei denen alle Typenserien mit identischen Gehäusen gefertigt sind. Die Kennzeichnung der einzelnen Einmalfilter hinsichtlich ihrer Zugehörigkeit zu einer bestimmten Serie erfolgt auf dem Verschluss einer Blisterpackung. Dies ermöglicht eine kostengünstige und auftragsflexible Herstellung der Einmalfilter, weist aber den Nachteil auf, dass die einmal aus der Verpackung genommenen Filter nicht mehr identifizierbar sind. Dies kann jedoch ein erhebliches Gefahrenmoment bedeuten, beispielsweise bei Nutzung der Einmalfilter im medizinischen Bereich. Disposable filters of the type in question are known from practice, in which all type series are manufactured with identical housings. The individual disposable filters are identified with regard to their belonging to a specific series on the closure of a blister pack. This enables cost-effective and order-flexible production of the single-use filters, but has the disadvantage that the filters once removed from the packaging can no longer be identified. However, this can mean a significant danger, for example when using the disposable filter in the medical field.

Zur Vermeidung dieser Gefahren ist aus der Praxis weiterhin bekannt, zumindest eines der beiden Gehäuseteile, aus denen das Gehäuse des Einmalfilters zusammengesetzt ist, mit einer individualisierend kennzeichnenden Prägung zu versehen. Dies erfordert jedoch die Herstellung spezifisch individualisierter Gehäuseteile für jede einzelne Typenserie. Dadurch müssen nicht nur für jede Typenserie gesonderte Formwerkzeuge hergestellt werden, sondern wird die Produktion der Filtergehäuse durch das Erfordernis eines häufigen Werkzeugwechsels beeinträchtigt. Die Einmalfilter werden dadurch signifikant verteuert. Ausserdem ist eine Zwischenlagerhaltung erforderlich. In order to avoid these dangers, it is also known from practice to provide at least one of the two housing parts from which the housing of the disposable filter is composed with an individual characterizing characterization. However, this requires the production of specifically individualized housing parts for each individual type series. This means that not only must separate molds be produced for each type series, but the production of the filter housing is impaired by the need for frequent tool changes. This makes the disposable filters significantly more expensive. Interim storage is also required.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Einmalfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei seiner Fertigung als Massenprodukt preiswert und auffällig nach verschiedenen Typenserien individualisiert werden kann, ohne dass für die verschiedenen Filtertypen individualisierte Gehäuseteile gefertigt werden müssen, und ohne dass bei der Verwendung von nichtindividualisierten Gehäuseteilen eine Individualisierung nur auf der Verpackung der Einmalfilter erfolgt. Proceeding from this prior art, the invention is therefore based on the object of creating a disposable filter of the type mentioned at the outset, which can be customized inexpensively and conspicuously according to different type series in its manufacture as a mass product, without individualized housing parts having to be produced for the different filter types , and without using individualized housing parts, individualization only takes place on the packaging of the disposable filter.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Einmalfilter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art geschaffen, der erfindungsgemäss die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist. To achieve this object, a disposable filter of the type mentioned in the preamble of patent claim 1 is created, which according to the invention has the features mentioned in the characterizing part of patent claim 1.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur, nämlich die The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing. It shows the only figure, namely the

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Einmalfilter im Axialschnitt. Fig. 1 in a schematic representation of a disposable filter in axial section.

Der in der Fig. 1 gezeigte Einmalfilter besteht im wesentlichen aus einem Gehäuseoberteil 1, einem Gehäuseunterteil 2 und einem zwischen diesen eingespannten Membranfilter 3, über dem im Gehäuseoberteil 1 ein flacher scheibenförmiger Druckraum 4 ausgebildet ist. Im Gehäuseoberteil 1 ist zentral ein Zulaufstutzen 5, im Gehäuseunterteil 2 zentral ein Ablaufstutzen 6 angeordnet. An der Unterseite des Gehäuseoberteils 1 ist ein kreisringförmiger Aussenflansch 7, an der Oberseite des Gehäuseunterteils 2 ein komplementärer kreisringförmiger Aussenflansch 8 ausgebildet. Die Flansche 7 und 8 sind durch The single-use filter shown in FIG. 1 essentially consists of an upper housing part 1, a lower housing part 2 and a membrane filter 3 clamped between them, over which a flat disk-shaped pressure chamber 4 is formed in the upper housing part 1. An inlet connection 5 is arranged centrally in the upper housing part 1, and an outlet connection 6 is arranged centrally in the lower housing part 2. An annular outer flange 7 is formed on the underside of the upper housing part 1, and a complementary annular outer flange 8 is formed on the upper side of the lower housing part 2. The flanges 7 and 8 are through

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

627 374 627 374

einen einstückigen Verschlussring 9 aus Kunststoff druckbelastbar abgedichtet aufeinandergehalten. a one-piece locking ring 9 made of plastic pressure-tightly held together.

Das Filter 3 ist mit seinem Aussenrand nicht zwischen die Gehäuseflansche 7 und 8 eingespannt, sondern ist durch einen am Gehäuseoberteil 1 ausgebildeten herabgezogenen Rand 10 dichtend eingespannt, der teleskopartig innen in das Gehäuseunterteil 2 eingreift. Dadurch werden die Dichtheit und die Druckbelastbarkeit des Druckraums 4 wesentlich erhöht. The filter 3 is not clamped with its outer edge between the housing flanges 7 and 8, but is tightly clamped by a pulled-down edge 10 formed on the upper housing part 1, which telescopically engages in the lower housing part 2 on the inside. As a result, the tightness and the pressure resistance of the pressure chamber 4 are increased significantly.

Das Gehäuseoberteil 1 und das Gehäuseunterteil 2, zumindest jedoch das Gehäuseoberteil 1, bestehen aus klarem durchsichtigem Kunststoff, insbesondere aus schlagfestem Polystyrol. Der Verschlussring 9 besteht aus einem undurchsichtigen farbigen, vorzugsweise kräftigfarbigen Kunststoff. The upper housing part 1 and the lower housing part 2, but at least the upper housing part 1, consist of clear, transparent plastic, in particular of impact-resistant polystyrene. The locking ring 9 consists of an opaque colored, preferably strong colored plastic.

Der herabgezogene Rand 10 des Gehäuseoberteils 1 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass er unter Bildung einer Schnappverbindung den Oberrand des Gehäuseunterteils 2 leicht hintergreift. Dadurch erhält die aus dem Gehäuseoberteil 1, dem Gehäuseunterteil 2 und dem Filter 3 bestehende Zwischenbaugruppe bei leichter Montierbarkeit eine bequeme Handhabbarkeit. The pulled-down edge 10 of the upper housing part 1 is preferably designed such that it easily engages behind the upper edge of the lower housing part 2, forming a snap connection. As a result, the intermediate assembly consisting of the upper housing part 1, the lower housing part 2 and the filter 3 is easy to handle and easy to assemble.

Die aus dem Gehäuseoberteil 1, dem Gehäuseunterteil 2 und dem eingelegten Filter 3 bestehende zusammengesetzte Zwischenbaugruppe wird zur Fertigstellung des Einmalfilters anschliessend in ein Spritzgiessformwerkzeug eingesetzt. Das Formwerkzeug ist dabei so bemessen, dass beim Schliessen des Spritzgiesswerkzeugs das Gehäuseoberteil 1 und das Gehäuseunterteil 2 verhältnismässig fest gegeneinandergepresst wer-5 den. Dann wird der thermoplastische Kunststoff oder das warmverformbare und aushärtbare Harz in gebräuchlicher Weise in den Formhohlraum des Werkzeugs eingespritzt. Dabei bildet sich der Verschlussring 9 als die Flansche 7 und 8 fest verschweisst einstückig umgebendes Bauelement. Nicht io absolut fest und dicht aneinanderliegende Flächenbereiche der inneren Flächen der Flansche, die durch Fertigungsunge-nauigkeiten nie ganz auszuschliessen sind, werden während des Umspritzens des Verschlussringes 9 mit dem thermoplastischen Kunststoff, aus dem der Verschlussring 9 hergestellt i5 wird, ausgefüllt. Auf diese Weise ist nicht nur ein mechanisch fester Verbund zwischen dem Gehäuseoberteil 1 und dem Gehäuseunterteil 2, sondern unter allen Umständen und ohne jeden Fertigungsausschuss auch ein absolut dichter Verbund gewährleistet. Die hohe Dichtheit der so ausgebildeten Gehäuse-20 teilverbindung ist ergänzend auf die aus der Fig. 1 deutlich ersichtliche Labyrinthführung der Trennfuge zwischen den beiden Gehäuseteilen und dem Verschlussring 9 zurückzuführen. The composite intermediate assembly consisting of the upper housing part 1, the lower housing part 2 and the inserted filter 3 is then inserted into an injection mold to complete the disposable filter. The mold is dimensioned such that when the injection mold is closed, the upper housing part 1 and the lower housing part 2 are pressed relatively firmly against one another. The thermoplastic or the thermoformable and curable resin is then customarily injected into the mold cavity of the tool. The locking ring 9 is formed as the flanges 7 and 8, welded in one piece and surrounding the component. Surface areas of the inner surfaces of the flanges which are not absolutely tight and close to one another and which can never be completely ruled out due to manufacturing inaccuracies are filled during the encapsulation of the locking ring 9 with the thermoplastic material from which the locking ring 9 is produced i5. In this way, not only a mechanically strong bond between the upper housing part 1 and the lower housing part 2, but also an absolutely tight bond is guaranteed under all circumstances and without any manufacturing waste. The high tightness of the housing-20 partial connection formed in this way can additionally be attributed to the labyrinth guide of the parting line between the two housing parts and the locking ring 9, which can be clearly seen from FIG. 1.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

627 374 2 PATENT CLAIMS

1. Disposable filter for filtration, pressure filtration, ultrafiltration and reverse osmosis, consisting of an upper housing part with an inlet connection, a lower housing part with an outlet connection and a disc-shaped filter element that divides the inside of the housing into an inlet-side pressure chamber and an outlet-side filtrate chamber, whereby both housing parts consist of Plastic and each have an outer flange, via which the housing is tightly sealed pressure-resistant, in such a way that the flanges lying on top of each other are extrusion-coated on the outside, on the edge side and on the underside, with a tightly encapsulating plastic locking ring characterized in that for the code display of characteristic data of the filter element (3) the locking ring (9) consists of colored, essentially opaque plastic.

2. Disposable filter according to claim 1, characterized in that at least one of the two housing parts (1, 2) consists of clear, transparent plastic.